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Einlaßregler für Umlaufdampfheizungen von Eisenbahnfahrzeugen Bei
Einlaßreglern für Umlaufdampfheizungen von Eisenbahnfahrzeugen ist vorgeschlagen
worden, den von dem aus der Heizung zurückkehrenden Dampfluftgemisch beaufschlagten
Fühler nicht unmittelbar auf das Einlaßreglerventil einwirken zu lassen, sondern
das Einlaßreglerventil durch einen auf Temperaturänderungen ansprechenden Arbeitskörper
zu verstellen, dessen Fühlertemperatur mittels eines die Wärmeübertragung von einer
Wärmequelle, beispielsweise Frischdampf, steuernden Rückdampftemperaturfü hlers
geändert wird. Die Änderung der Temperatur des Fühlers, der der Außentemperatur
ausgesetzt oder mittels eines Außenluftstromes gekühlt wird, erfolgt hierbei durch
Beaufschlagung mit einem Frischdampfzweigstrom, dessen Menge durch ein vom Rückdampftemperaturfühler
verstelltes Steuerventil geändert wird. Durch diese mittelbare Steuerung des Einlaßreglers
wird die vom Rückdampftetnpera= turfühler zu leistende Verstellarbeit gegenüber
der eines den Einlaßregler unmittelbar steuernden Fühlers so herabgesetzt, daß es
möglich ist, den Fühler nur klein auszubilden. Ferner kann das Einlaßreglerventil
eine nur kleine Öffnung haben, da der durch eine kleine Öffnung bedingte größere
Hub des EinlaßregIerventils von .dem Arbeitskörper bei einer wesentlich geringeren
Änderung der Rückdampftemperatur erreicht wird als von einem das Einlaßreglerventil
unmittelbar betätigenden Rückdampftemperaturfühler.Durch die kleine Öffnung , des
Einlaßreglerventils wird auch sein dichter Abschluß erleichtert. Auch bei Ausbildung
des Einlaßreglerventils als Dorndüse zwecks Erzielung eines möglichst guten Dampfluftgemischumlaufes
ergibt ein im Verhältnis zum Hub kleines Ventil
für gleiche Dampfmengen
bessere Ergebnisse.
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Gemäß der Erfindung steht bei einem Einlaßregler für Umlaufdampfheizungen
von Eisenbahnfahrzeugen mit einem auf Temperaturänderungen ansprechenden, das Ventil
verstellenden Arbeitskörper, dessen Fühlertemperatur mittel, eines die Wärmeübertragung
von einer Wärmequelle, beispielsweise Frischdampf,-steuernden Rück(lampftemperaturfühlers
geändert wird, der Fühler des Arbeitskörpers mit der Wärmequelle, beispielsweise
einem vorn Frischdampf beaufschlagten Teil des Einlaßreglergehäuses, durch eine
Wärmeleitung in \Terbindung, in der ein vom Rückdampft:emperaturfühler gesteuerter
Unterbrecher angeordnet ist.
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Die Änderung der Temperatur des Fühlers des das Einlaßreglerventil
verstellenden Arbeitskörpers erfolgt also durch Einschalten oder Unterbrechen des
ihm zugeleiteten Wärmeflusses durch den Rückdampftemperaturfühler. Der Vorteil dieser
Maßnahme gegenüber der Beaufschlagung des Arbeitskörpers durch einen veränderlichen
Frischdampfzweigstrom besteht vor allem darin, daß die Frischdarnpfzweigleitung
und das Steuerventil wegfallen, die immerhin einer gewissen Gefahr der Verstopfung
oder des Kleminens des Stewerventils unterliegen. An ihre Stelle tritt eine von
einer Wärmequelle ausgehende wärmeleitende Verbindung, die diesen Nachteil nicht
aufweist, da ein stoffliches :\littel nicht gefördert wird, sowie ein Unterbrecher,
der ähnlich einem elektrischen Kontakt nur aus einem fest angeordneten Kontaktteil
und einem sich dagegenlegenden beweglichen Kontaktteil besteht, die jedoch im Gegensatz
zu elektrischen Kontakten der Gefahr von Störungen bei häufiger Beanspruchung nicht
ausgesetzt sind.
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Der Fühler wird zweckmäßig mit verdampfender Flüssigkeit gefüllt und
tiefer angeordnet als der mit ihm verbundene Arbeitskörper. Durch diese Anordnung
gelingt es, unerwünschte Einflüsse des Frischdampfes auf den Arbeitskörper auszuschließen.
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Um die Heizung auch in :@l)hängigkeit von der Raumtemperatur des oder
der beheizten Räume regeln zu können, wird der Unterbrecher in der Wärmeleitung
von der Wärmequelle zum Fühler des Arbeitskörpers zusätzlich von dein Anker einer
Magnetspule verstellt, die von einem IZaumtemperaturfühler hei Erreichen der gewünschten
Raumtemperatur eingeschaltet oder die bei Beheizung mehrerer Räume von der Summe
der von den Raumtemperaturfühlern in diesen Räumen eingeschalteten Ströme durchflossen
wird und bei .ansprechen einer bestimmten Anzahl dieser Fühler die Frischrlampfzufuhr
zur Heizung drosselt. Um hierbei von Spannungsschwankungen der die Magnetspule erregenden
Spannungsquelle unabhängig zii sein. kann der Suinmenstromspule eine von derselben
Spannungsquelle erregte Magnetspule - (Ausgleichspule) entgegenwirken.
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Die Vorregelung in Abhängigkeit von der Außentemperatur erfolgt erfindungsgemäß
in der `'eise, daß der Rückdampffühler erst nach Zurücklegen eines durch einen Auf)entemperaturfühler
bei zunehmender Außentemperatur verkürzten Leerweges auf den Unterbrecher in der
Wärmeleitung einwirkt.
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Während des Anheizens kann zur @erkürzung der Anheizzeit die Beeinflussung
der Regelurig durch den Außenfühler aufgehoben werden. Dies geschieht in der Weise,
daß der Rückdampftemperaturfühler den Unterbrecher mittels eines Cbertragungsgliedes
betätigt. das nach Zurücklegen eines durch den Autientemperaturfühler verstellten
Leerweges auf den Unterbrecher einwirkt und dessen Steuerung durch den Außentemperaturfühler
erst nach Beendigen des Anheizens mittels einer von einem Raumtemperaturfühler (Vorheizthermometer)
eingeschalteten oder vom Surninenstrom der Abteiltemperaturfühler durchflossenen,
hei Ansprechen weniger Abteilfühler ihren Anker anziehenden Magnetspule (@'orheizspule)
eingeschaltet wird.
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Um beim Ausbleiben des elektrischen Stromes den -Außenfühler wirksam
werden zu lassen und so eine dem Wärmebedarf wenigstens angenähert angepaßte Regelung
zu erzielen, kann erfindungsgemäß die Steuerung des L''hertragungsgliedes durch
den Außen-.
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temperaturfühler durch eine Spannungsspule ausgeschaltet werden, deren
Einfluß auf das Vfbertragungsglied sowohl bei Fortfall der ' Spannung als auch bei
Erregung der `-orheizspule aufgehoben ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung
angegeben, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es -neigt
Abb. r einen Längsschnitt, Abb. 2 eine Ansicht -in Richtung rles Pfeiles z in Abb.
t, Abb. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Abb. a.
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Der Ventilkegel i des Einlaßreglers, dein der Frischdampf durch die
Leitung 3 zuströmt und an den sich der Diftusor 1d. und die zu den beheizten Abteilen
führende Vorlaufleitung anschließen, ist mittels der Spindel d. mit dem beweglichen
Boden 5 des zu seiner Entlastung vorn veränderlichen Frischdampfdruck dienenden
Federungskörpers () verbunden. Der Boden j legt sich unter der Wirkung der Feder;
gegen den beweglichen Boden 8 des Federungskörpers 9, der von dein
Gehäuse
io umschlossen wird. Das Gehäuse io wird mittels des von der L'berwurfmutter 15.
gehaltenen Deckels 16 gehalten und gegen den Boden des äußeren Gehäuses 17 gedrückt.
Der Zwischenraum zwischen den Gehäusen io und 17 ist mit einem wärmedämmenden Stoff,
beispielsweise Kork, gefüllt. Eine durch ein Gitter abgedeckte Öffnung 18 im Deckel
16 sowie eine Rille im Boden des Gehäuses 17 ermöglicht die Atmung des von den Federungskörpern
6 und 9 eingeschlossenen Raumes. Der von ,den Teilen 8 bis io begrenzte Raum ii
steht durch die nach außen durch den Deckel 16 durchgeführte Leitung 12 mit dem
etwas tiefer liegenden Gefäß 13 in Verbindung, das mit einer leicht verdampflichen
Flüssigkeit, Tetrahvdronaphthalin, Äther o. dgl., gefüllt und in den Deckel ig eingelassen
ist, der eine Öffnung der Haube 2o abschließt und mit wärmeableitenden Rippen 21
versehen ist.
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Der vorstehende Teil des Gefäßes 13 ragt in die Bohrung des mittels
der Brücke 22 aus wärmedämmendem Stoff an der Grundplatte 23 befestigten einen Kontaktteiles
24 des Wärmeflußunterbrechers. Der andere Kontaktteil- wird durch eine Nase 26 der
Grundplatte 23 gebildet. Diesem Kontaktteil 26 wird mittels der Tasche 28, die seitlich
von dem vom Frischdampf durchströmten Gehäuseteil 27 abgeht, Wärme zugeleitet. Zwischen
den feststehenden Kontaktteilen 2,4 und 26 ist die um die Achse 30 schwenkbare
bewegliche Kontaktbriicke 25 angeordnet, die bei Anliegen an den Kontakten 24 und
26 das Gefäß 13 wärmeleitend mit der vom Frischdampf erfüllten Tasche 28 verbindet.
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Die Steuerung des beweglichen Kontaktteiles 25 erfolgt von dem als
Zweimetallwendel ausgebildeten Rückdampf fühler 31 aus, der in das vom rückkehrenden
Dampfluftgemisch durchströmte Teil 32 des Einlaßreglerventilgehäuses hineinragt.
Das freie Ende des Rückdampffühlers 31 verstellt den Gabelh@bel 33 bei Zunahme der
Rückdampftemperatür in Richtung des Pfeiles 34. Der Gabelhebel 33 verstellt einen
Winkelhebel an dessen Arm 35; der andere Arm 36 des Winkelhebels trifft nach Zurücklegen
eines Leerweges gegen den Ausleger 37 des beweglichen Kontaktteiles 25 und
bringt .diesen zur Anlage an den Kontakten 24 und 26. Der Drehpunkt 3.8 des Winkelhebels
35, 36 ist auf dem Arm 39 eines drehbaren vierarmigen Tragliebels angeordnet, der
sich entweder gegen einen festen Anschlag 44 oder gegen eine von dem Außentemperaturfühler
45 verstellte, bei "Zunahme der Außentemperatur in Richtung des Pfeiles 46 bewegte
Kurvenscheibe 47 legt. Auf den Arm 4o des Traghebels wirkt eine Magnetspule 4.9,
deren Erregung von einem Kontaktthermometer in dem oder einem der beheizten Räume
eingeschaltet wird oder die von dem Summenstrom der Abteilfühler durchflossen wird.
Gegen den Arm 41 legt sich der Stift So auf den Arm 51 des drehbaren Ankers 52 der
Spannungsspule 55, die bei Betrieb der Heizung dauernd eingeschaltet ist. Der Arm
42 des Traghebels ist durch eine Zugfeder 56 mit dem Arm 53 des Ankers 52 verbunden,
wobei die Entfernung des Federangriffspunktes vom Drehpunkt bei dein Arm 53 größer
.ist als bei dem Arm 42. Die Feder 56 bewirkt infolgedessen bei Ausfall der Erregung
der Spule 55 die kraftschlüssige Anlage des Stiftes 5o am .Arm .I1 des Traghebels
sowie des Drehpunktes 38 am Kurvenschub 46, da in dieser Lage die Feder 56 die kürzeste
Länge erreicht.
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Der bewegliche Kontaktteil 25 wird an einem weiteren Ausleger 38 von
dem drehbaren Anker 59 der vom Summenstrom der Abteilfühler durchflossenen Spule
6o verstellt, die bei Ansprechen einer bestimmten Zahl der Abteilfühler den Anker
anzieht und so den Kontaktteil 25 entgegen der Rüekzugfeder 29 zur Anlage an den
festen Kontaktteil 24 und 26 bringt. Der Summenstromspule 6o wirkt eine ständig
eingeschaltete Spannungsspule 61 entgegen, so daß Spannungsschwankungen ohne Einfluß
auf die Stellung des Ankers 59 sind. An die Stelle der Spulen tio und 61 und des
Ankers 59 kann auch ein polarisiertes Relais treten.
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Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Im normalen Heizbetrieb,
d. h. nach Beendigen des Anheizens, sind die Spulen 49, 55 und 61 erregt, so daß
die Einrichtung die der Zeichnung zugrunde gelegte Stellung einnimmt. Die von. der
Spule 49 auf den Arm 40 ausgeübte Kraft ist so groß, daß sie den von der Feder 56
auf den Arm 42 ausgeübten Zug überwindet und infolgedessen der Arm 39 mit seinem
den Drehpunkt 38 des Winkelhebels 35, 36 tragenden Ende an der Kurvenscheibe 47
anliegt.
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Steigt die Rückdampftemperatur an und verstellt infolgedessen der
Rückdampffühler 39 den Gabelhebel 33 in Richtung des Pfeiles_ 3.4, so wird der Winkelhebel
an seineirr Arm 35 mitgenommen., und sein anderer Arm 36 trifft nach Zurücklegen
eines Leerweges auf den Ausleger 37 des beweglichen Kontaktteiles 25. und bringt
diesen zur Anlage an den festen Kontakten 2.a. und 26. Damit ist die wärmeleitende
Verbindung zwischen dem vom Frischdampf durchströmten Gehäuse 27 und dem Gefäß 13
hergestellt, dessen Inhalt verdampft, durch die dadurch hervorgerufene Drucksteigerung
den Federungskörper 9 zusammendrückt und so das Einlaßreglerventil i, 2 drosselt.
Umgekehrt wird bei Absinken
der Rückdampftemperatur der Wärmeleitungsunterbrecher
24-26 durch die Feder -29 wieder geöffnet, so daß der Druck in der Gefäßanordnung
8-t3 sinkt und demgemäß das Einlaßreglerventil 1, a wieder öffnet.
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Durch die von dem Außenfühler 45 verstellte Kurvenscheibe 47 wird
der Leerweg, den der Arm 36 des Winkelhebels bis zur Herstellung der Wärmeleitungsv
erbindung zurücklegen muß,.in der Weise geändert, daß dieser Leerweg um so kleiner
ist, je höher die Außentemperatur ist. Hierdurch wird erreicht, daß die durch den
Einlaßregler eingehaltene Rückdampftemperatur mit st:eigenderAußentemperatur fällt,
und umgekehrt. So wird die Heizflächentemperatur bereits angenähert dem in erster
Linie durch die Außentemperatur gegebenen Wärmebedarf angepaßt.
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Ist in einer bestimmten Anzahl von Abteilen die gewünschte Raumtemperatur
erreicht, so überwiegt die von der Summenstromspule 6o auf den Anker 59 ausgeübte
kraft die der Ausgleichspule 61 und bewirkt durch Verdrehen des Ankers 59 im Uhrzeigersinn
das Schließen des Unterbrechers 2q.-26 und drosselt so gleichfalls das Einlaßaregierventil
1, 2.
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Während des Anheizens ist die Vorheizspule 49 nicht oder nicht stark
genug erregt. so daß sie die Kraft der Feder 56 nicht zu überwinden vermag und der
Arm 39 sich gegen den Anschlag 44 legt. Dies hat die Einschaltung des vollen Leerweges
-zwischen dem Arm 36 und denn Ausleger 37 zur Folge, so daß der Rückdampf seine
höchste Temperatur von beispielsweise 95° annehmen muß, ehe er den Unterbrecher
24-26 zu schließen vermag. Die Heizung wird also mit der höchsten Temperatur, die
unter Vermeidung des Dampfaustrittes aus der Entwässerungseinrichtung möglich ist,
betrieben, wodurch das Anheizen beschleunigt wird.
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Versagt infolge Leitungsbruches, Ausfalls der Spannung o. dgl. der
elektrische Teil der Einrichtung, so wird auch die Spannungsspule 55 stromlos. Dies
hat zur Folge, daß ihr Anker 52, an dem die Feder 56 an einem längeren Hebelarm
angreift als am Arm 41 des Traghebels, abfällt. Der Stift So legt sich hierbei auf
den Arm 41 und bringt so den Arm 39 zur Anlage an der Kurvenscheibe 4/71 so daß
auch in diesem Fall die Regelung der Rückdampftemperatur in Abhängigkeit von der
Außentemperatur erfolgt.
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Die aus den Teilen 8-i3 bestehende geschlossene Gefäßanordnung ist
nach Lösen der L?berwurfmutter 15 und des Deckels i9 für sich ausbaubar und kann
daher bei einer Störung dieses Teiles ausgewechselt werden, ohne daß der Einlaßregler
auseinandergenommen zu werden braucht.