DE964868C - Entladevorrichtung fur Dampfspeicher insbesondere fur feuerlose Lokomotiven mit hohem Speicherdruck - Google Patents

Entladevorrichtung fur Dampfspeicher insbesondere fur feuerlose Lokomotiven mit hohem Speicherdruck

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Publication number
DE964868C
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Germany
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valve
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steam
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Application number
DENDAT964868D
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Ernst Hoecherl München Dipl-Ing
Original Assignee
Krauss-Maffei Aktiengesellschaft München Allach
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C1/00Steam locomotives or railcars
    • B61C1/04Steam locomotives or railcars with steam accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K1/00Steam accumulators

Description

  • Entladevorrichtung für Dampfspeicher, insbesondere für feuerlose Lokomotiven mit hohem Speicherdruck Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladevorrichtung für Dampfspeicher, insbesondere für feuerlose Lokomotiven mit hohem Speicherdruck, bestehend aus einem Absperrventil, einem selbsttätigen, doppelsitzigen Druckminderventil und einem Ausgleichbehälter, die in Hintereinanderschaltung zwischen Dampfspeicher und Lokomotivregler angeordnet sind. Bei diesen bekannten Entladevorrichtungen wird zur Inbetriebnahme der feuerlosen Lokomotive das den Dampfspeicher abschließende und auch als einsitziges Eckventil vorgesehene Absperrventil entgegen dem hohen Speicherdruck von Hand geöffnet. Der Hochdruckdampf strömt anschließend durch das doppelsitzige Druckminderventil, das den hochgespannten Dampf auf den vorbestimmten Betriebsdruck reduziert, und durch den Ausgleichbehälter über den Lokomotivregler, der in ähnlicher Weise wie bekannte Hochdruckventile zum Erleichtern des Öffnens mit einem Vorhubventil versehen sein kann, zu den Arbeitszylindern. Die Steuerung des Druckminderv.entils erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem auf seiner Niederdruckseite bzw. im Ausgleichbehälter herrschenden Druck. Bei dem für Lokomotiven wegen seiner geringen Bauhöhe vorzugsweise vorgesehenen doppelsitzigen Druckminderventil ist jedoch ein vollkommen dampfdichter Abschluß nicht möglich. Findet also keine Dampfentnahme statt, d. h. ist der Lokomotivregler in Nullstellung, so erhöht sich allmählich der Druck im Ausgleichbehälter in dem Maße, als das Druckminderventil Leckdampf durchläßt. Dies führt zum Abblasen der Sicherheitsventile und bedeutet einen erheblichen Dampfverlust, der gerade bei feuerlosen Lokomotiven mit ihrem begrenzten Speichervorrat vermieden werden muß, um den Aktionsradius nicht zu verkleinern. Diese Dampfverluste können zwar zum Teil durch dauerndes Überwachen des Niederdruckes, beispielsweise durch rechtzeitiges Schließen des Absperrventils, vermieden werden. Hierzu bedarf es jedoch einer gewissen Geschicklichkeit des Lokomotivführers, der dadurch von seiner eigentlichen Aufgabe, seine Aufmerksamkeit dem Schienenweg zu widmen, abgelenkt wird. Der größte Teil dieser Verluste. ist jedoch trotzdem nicht zu vermeiden, denn es ist nicht ohne weiteres möglich, das Absperrventil jedesmal nach dem Lokomotivregler zu schließen, da dies bei den hohen Drücken und den großen Durchgangsweiten einen erheblichen Kraftbedarf erfordert und auch nicht schnell genug zu bewerkstelligen ist. Außerdem wird an den undichten Ventilsitzen des doppelsitzigen Druckminderventils durch den durchströmenden Hochdruckdampf ein starker Verschleiß verursacht.
  • Weiterhin sind auch schon Entladevorrichtungen bekanntgeworden, bei denen vor dem Ausgleichbehälter bzw. vor dem Druckminderventil ein mit dem Niederdruckregler gekuppelter Hochdruckregler angeordnet ist. Zum Versorgen der Hilfsbetriebe der Lokomotive bei geschlossenen Reglern ist außerdem noch zusätzlich ein kleineres Druckminderventil vorgesehen, das den Hochdruckregler und das gegebenenfalls noch vorhandene Druckminderventil überbrückt und Dampf in den Ausgleichbehälter liefert. Auch bei dieser Vorrichtung können schon infolge der Anordnung eines überlrrüclz,en,den Druckminderventil@s Dampfverluste infolge Druckanstieges im Ausgleichbehälter nicht vermieden werden. Ferner ist der Lokomotivführer auch wegen der Kupplung von Hoch- und Niederdruckreglern gezwungen, durch ständiges Überwachen und Regulieren den Niederdruck konstant zu halten.
  • Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, hoi einer nur einen Hochdruckregler aufweisenden Entladev orrichtung den Regler mittels eines vom Druck im Ausgleichbehälter beaufschlagten Kolbens über Gestänge zu schließen, der von einem vor dem Hauptsicherheitsventil öffnenden Hilfssicherheitsventil gesteuert wird.. Eine derartige Anordnung kann zwar Dampfverluste, die bei zu schnellem Öffnen des Reglers entstehen, verhindern, nicht aber Dampfverluste bei stehender Maschine und laufenden Hilfsbetrieben. Da bei einer Entladung eines Dampfspeichers dessen Dampfdruck ständig sinkt, ist der Lokomotivführer bei einer derartigen Entladevorrichtung gezwungen, falls diese überhaupt verwendungsfähig ist, den Dampfdruck im Ausgleichbehälter ständig zu regeln.
  • Bei keiner der bekannten Vorrichtungen wird daher eine vollständige Entlastung des Lokomotivführers von der Regelung des Niederdruckes im Ausgleichbehälter und ein völliges Vermeiden von Dampfverlusten erzielt.
  • Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, eine Entladevorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff zu schaffen, die nicht nur den Lokomotivführer von der Überwachung und Regelung des Druckes im Ausgleichbehälter völlig entlastet, sondern durch die auch bei lang anhaltender Nullstellung des Lokomotivreglers ein Überschreiten des vorbestimmten Niederdruckes im Ausgleichbehälter und damit ein Abblasen der Sicherheitsventile vermieden wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Absperrventil ein an sich bekanntes Vorhubventil aufweist und durch eine Hilfsvorrichtung in Abhängigkeit vom Niederdruck in Auf-Zu-Stellung gesteuert ist, wobei das Vorhubventil vor dem Druckminderventil öffnet, dessen die Niederdruckseite mit dem Membrankasten verbindende Drosselbohrungen zum gegenüber der Hilfsvorrichtung verzögerten Ansprechen des Druckminderventils entsprechend klein bemessen sind.
  • Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die Aufgabe der Erfindung in vorteilhafter Weise gelöst, sondern darüber hinaus eine Entladevorrichtung geschaffen, durch deren Anwendung sich jede feuerlose Lokomotive im Betrieb wie eine übliche Dampflokomotive verhält. Außerdem wird bei ausreichender Bemessung des Ausgleichbehälters eine einzige Niederdruckdampfquelle geschaffen, die sowohl für die Versorgung der Lokomotivdampfmaschine als auch für die der Hilfsbetriebe dient, so daß auch nur ein Druckminderventil, ein Manometer und ein Satz Sicherheitsventile erforderlich sind.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. i die Ansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten Entladevorrichtung mit Absperrventil, Hilfsvorrichtung und Druckminderventil im Längsschnitt, Abb. 2 die Gesamtansicht der auf dem Dampfspeicher gelagerten und als eine Baueinheit ausgebildeten Entladev orrichtung.
  • Die Entnahme des Hochdruckdampfes aus dem Dampfspeicher erfolgt nach Abb. i über ein Absperrventil i, das einsitzig und in Eckbauweise ausgeführt ist. Diese Bauart ermöglicht die verschleißtechnisch günstigste Anordnung einer senkrechten Ventilspindel2 und trägt gleichzeitig den durch das Fahrzeugumgrenzungsprofil bedingten Forderungen zur Beschränkung der Bauhöhe Rechnung. Da das Abfsperrventiil i gegen den hohen Speicherdruck geöffnet werden muß, wird es zur Entlastung des Hauptventils q. mit einem Vorhubventil 3 ausgestattet, das fest auf der Ventilspindel 2 angeordnet ist, während das Hauptventil,. mit axialem, dem Weg des Vorhubventils 3 entsprechendem Spiel auf ihr gleiten kann. Die Ventilspindel 2 ist doppelt geführt, wobei zwischen beiden Führungen 5 und 6 die durch das Ventil- . gestänge 7 übertragenen Verstellkräfte angreifen. Das Ventilgestänge 7 ist so ausgebildet, daß Kräfte senkrecht zur Ventilspindel 2 weitgehend vermieden werden. Hierzu wird im Deckelgußstück 8 des Absperrventils i eine Betätigungswelle 9 gelagert, an deren einem Ende über einen Hebel io die von einer Hilfsvorrichtung ausgeübte Schließkraft angreift, während auf ihr anderes Ende über einen weiteren Hebel i i die Öffnungskraft einwirkt. Letztere wird durch die Spannung einer Feder 12, z. B. einer Zugfeder, erzeugt, die so bemessen ist, daß sie das Vorhubventil 3 auch gegen den höchsten Speicherdruck zu öffnen vermag. Die Schließkraft wird z. B. bei Betriebspausen oder beim Abstellen der aufgeladenen Lokomotive durch die handbetätigte Sperrspindel 13 einer Verriegelungsvorrichtung erzeugt, während sie beim Betrieb der Lokomotive nur durch Einwirken des Dampfdruckes auf den Arbeitskolben 14 eines Arbeitszylinders 15 ausgeübt wird, aus dem nach einer Seite die Kolbenstange zur Betätigung des Schubgestänges 16, 17 herausragt. Die Dampfzuführung zum Arbeitskolben 14 wird in Ab- hängigkeit vom Niederdruck des Ausgleichbehälters 18 gesteuert. Die Sperrspindel 13 selbst ist gleichachsig mit dem Arbeitskolben 14 in dem nicht von der Kolbenstange 16 durchsetzten Zylinderdeckel i9 angeordnet, so daß durch ihre Betätigung die Schließstellung hergestellt bzw. verriegelt und die Abhängigkeit des Arbeitskolbens 14 vom Niederdruck aufgehoben wird. Bei geöffneter Verriegelung, d. h. bei zurückgedrehter Sperrspindel 13, wird der Arbeitskolben 14 so lange in der der geöffneten Lage des Absperrventils i entsprechenden Stellung gehalten, bis die Dampfspannung im Ausgleichbehälter 18 den vorbestimmten Druck erreicht hat und das Druckminderventil 2o zu schließen beginnt. Der Druck im Ausgleichbehälter 18 steigt auch bei geschlossenem Druckminderventil 20 infolge des nicht möglichen dichten Abschlusses noch weiter an und wirkt über eine Verbindungsleitung 21 auf den in einem Steuerzylinder 22 geführten Steuerkolben 23 ein, bis er die von dessen Einstellfeder 24 erzeugte Gegenkraft überwindet und den Steuerkolben 23 so weit verschiebt, bis der Einströmkanal 25 zum Arbeitszylinder 15 frei wird. Die Einstellfeder 24 ist dabei so bemessen und eingestellt, daß der Steuerkolben erst bei Erreichen eines maximalen Niederdrucks verschoben wird, der noch unter dem Abblasdruck der Sicherheitsventile, jedoch über dem normalen, durch das Druckminderventil 2o bestimmten Niederdruck liegt. Unter Überwindung der Öffnungskraft der Feder 12 schließt der Arbeitskolben 14 mittels seiner Kolbenstange 16 über das Schubgestänge 16, 17, Hebel 1o, Welle 9 das Absperrventil i. Diese Abschlußstellung bleibt so lange erhalten, bis der Druck im Ausgleichbehälter 18 unter den Nenndruck abgesunken ist und dadurch die Einstellfeder 24 des Steuerkolbens 23 den auf seiner anderen Stirnseite einwirkenden Dampfdruck überwindet und den Steuerkolben wieder in seine Ausgangsstellung zurückdrängt. In dieser Stellung ist der beau.fschlagte Raum des Arbeitszylinders 15 über den Einströmkanal 25 und einem besonderen, am Steuerzylinder 22 vorgesehenen Ausströmkanal 26 mit dem Freien verbunden. Die über den Hebel i i und Betätigungswelle 9 mittelbar an der Ventilspindel 2 angreifende Feder 12 öffnet wieder das Vorhubventil 3 und zieht gleichzeitig dabei den Arbeitskolben 14 zurück. Das einsitzige Hauptventil 4 hebt sich jedoch erst von seinem Sitz ab, wenn der durch das Vorhubventil3 einströmende Dampf im Raum hinter dem Hauptventil 4 etwa den gleichen Druck wie vor diesem erreicht hat und dadurch das Hauptventil 4 entlastet. Damit dieses in kurzer Zeit geschehen kann, wird der Dampf hinter dem Hauptventil auf seinem Wege zum Druckminderventil 20 von diesem gestaut. Letzteres hat einen zweisitzigen Ventilkörper 27 der von einer einen Membrankasten 28 abschließenden Membran 29 gesteuert wird. Durch entsprechend kleine Bemessung der den Niederdruckteil mit dem Membrankasten verbindenden Drosselbohrungen 30 kann der Druck im Membrankasten 28 den Druckschwankungen im Ausgleichbehälter 18 nur langsamer folgen, während die Hilfsvorrichtung infolge der wesentlich größeren Querschnitte der Verbindungsleitung 21 und Kanäle 25 unmittelbar auf jede Druckschwankung anspricht. Das Druckminderventil2o ist auf den normalen Niederdruck bzw. Betriebsdruck eingestellt, der jedoch um einige at niederer ist als der maximal zugelassene Niederdruck, der das Schließen des Absperrventils i über den Arbeitszylinder 15 bewirkt. Diese verhältnismäßig große Druckdifferenz zwischen dem Ansprechen des Druckminderventils 20 und dem der Hilfsvorrichtung ist notwendig, um ein Pendeln des Absperrventils i und der Hilfsvorrichtung zu verhindern, da sonst bei zu klein eingestellter Druckdifferenz das schneller ansprechende Absperrventil i den Dampfdruck allein regeln und dabei ständig vibrieren würde.
  • Nach erfolgtem Abschluß des Absperrventils i, dem der des Druckminderventils 2o bereits vorausgegangen ist, wird sich auch im Membrankasten 28 der maximale Niederdruck einstellen, so daß der bei Dampfentnahme aus dem Ausgleichbehälter 18 stattfindende Druckabfall zunächst das Druckminderventil 2o nicht zum Ansprechen bringt. Die Einstellfeder 24 überwindet jedoch den absinkenden Niederdruck und drückt den Steuerkolben 23 in seine Ausgangsstellung zurück. Der Druck auf den Arbeitskolben 14 entweicht ins Freie, so daß nunmehr das Vorhubventil 3 durch die Feder 12 wieder geöffnet wird und der einströmende Dampf auf das noch geschlossene Druckminderventil 2o einen Rückstau bis zur völligen Entlastung des Hauptventils .l bildet, das alsdann durch sein Eigengewicht vermehrt und die noch überschüssige Öffnungskraft der Feder 12 in die »Offen«-Stellung fällt. Der Durchgangsquerschnitt des Absperrventils i ist dadurch freigegeben. Erst in dieser Stellung des Absperrventils i hat sich im Membrankasten 28 des Druckminderventils 2o der Druckabfall des Ausgleichbehälters 18 ausgewirkt, so daß die Federn des Druckminderventils 2o den zweisitzigen Ventilkörper 27 öffnen können, worauf sich das Spiel von neuem wiederholt.
  • Die Befestigung der zu einer Einheit zusammengefaßten Entladevorrichtung erfolgt nach Abb.2 dadurch, daß als Festpunkt der Anordnung die lösbare Flanschverbindung zwischen dem Entladestutzen 31 des Dampfspeichers 32 und dem Absperrventil i dient.
  • Als weitere in Längsrichtung nachgiebige Abstützungen sind Pendelbleche 33 vorgesehen, die einerseits mit den am Ausgleichbehälter 18 angebrachten Lappen 34 und andererseits mit den am Dampfspeicher angeordneten Winkeleisen 35 lösbar verbunden sind. Dadurch wird ein spannungsloser Ausgleich der Wärmedehnung von Dampfspeicher 32 und Entladevorrichtung erzielt. An der tiefsten Stelle des durch eine Querwand 36 als Wasseräbs.che;ider ausgebilideten Ausgle-ichbehälters 18 ist zum Ablassen des angesammelten Wassers ein Ablaßstutzen 37 vorgesehen, der durch ein Ablaßventil 38 verschlossen werden kann.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Entladevorrichtung ' für Dampfspeicher, insbesondere für feuerlose Lokomotiven mit hohem Speicherdruck, bestehend aus einem Absperrventil, einem selbsttätigen, doppelsitzigen Druckminderventil und einem Ausgleichbehälter, die in Hintereinanderschaltung zwischen Dampfspeicher und Lokomotivregler angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (i) ein an sich bekanntes Vorhubventil (3) aufweist und durch eine Hilfsvorrichtung in Abhängigkeit vom Niederdruck in Auf-Zu-Stellung gesteuert ist, wobei das Vorhubventil vor dem Druckminderventil (2o) öffnet, dessen die Niederdruckseite mit dem Membrankasten (28) verbindende Drosselbohrungen (30) zum gegenüber der Hilfsvorrichtung verzögerten Ansprechen des Druckminderventils entsprechend klein bemessen sind.
  2. 2. Entladevorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, das diese mit der Hilfsvorrichtung zu einer leicht abnehmbaren Einheit zusammengefaßt ist, die, ausgehend von dem als Festpunkt am Entladestutzen angeflanschten Absperrventil (i), zum Ausgleich der Wärmespannungen durch Pendelbleche (33) auf dem Dampfspeicher (32) abgestützt ist.
  3. 3. Entladevorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (i) einsitzig in Eckbauart mit zweifach gelagerter Ventilspindel (2) ausgeführt ist, an der zwischen den beiden Lagerungen (5, 6) die Verstellkräfte angreifen.
  4. 4. Entladevorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung aus einer auf das Absperrventil (i) im Offnungssinne einwirkenden gespannten Feder (r2) und einem einseitig beaufschlagbaren, entgegen der Federkraft wirkenden Arbeitskolben (i4) besteht, dessen Arbeitsseite mit dem Ausgleichbehä@lter (i8) über eine Steuereinrichtung verbunden ist.
  5. 5. Entladevorrichtung nach Anspruch 4., dadurch gekennzeichnet, daß die gespannte Feder (i2) mit ihrem einen Ende an einem Festpunkt und mit ihrem anderen Ende an einem die Ventilspindel (2) mittelbar betätigenden Hebel (i r) angebracht und so bemessen ist, daß sie das Vorhubventil (3) auch gegen den höchsten Dampfspeicherdruck öffnet.
  6. 6. Entladevorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (i4) über ein Schubgestänge (Kolbenstange 16, Schwinge 17, Hebel i o) mittelbar an der Ventilspindel angreift, derart, daß beim Einströmen von Dampf in den Arbeitszylinder (i5) das Absperrventil (i) schließt.
  7. 7. Entladevorrichtung nach den Ansprüchen 4. bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung von einem Steuerkolben (23) gebildet wird, auf dessen eine Stirnseite der Niederdruck und auf dessen andere Seite eine einstellbare Feder (24) einwirkt, derart, daß der Steuerkolben bei Erreichen des vorbestimmten Niederdruckes entgegen der eingestellten Federkraft die Dampfzufuhr zum Arbeitszylinder (i5) freigibt und bei absinkendem Niederdruck den Arbeitszylinder mit dem Freien verbindet. B.
  8. Entladevorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß gleichachsig mit der Kolbenstange (i6) eine Verriegelungsvorrichtung, beispielsweise eine von Hand zu betätigende Sperrspindel (i3), vorgesehen ist, um die die Schließlage des Absperrventils (i) bestimmende Endlage des Arbeitskolbens (i4) verriegeln zu können.
  9. 9. Entladevorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichbehälter (i8) zur waagerechten Lokomotivachse nach unten geneigt ist und an dem dem Lokomotivregler zugekehrten Ende eine Querwand (36) aufweist, derart, daß abscheidendes Wasser nicht in die Dampfableitung übertreten kann. io. Entladevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der tiefsten Stelle des Ausgleichbehälte@rs (i8) ein Ablaßventil (38) oder Ablaßhahn vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 757 753; französische Patentschrift Nr. 873 994; österreichische Patentschrift Nr. 158 543; britische Patentschrift Nr. 637 794.
DENDAT964868D Entladevorrichtung fur Dampfspeicher insbesondere fur feuerlose Lokomotiven mit hohem Speicherdruck Expired DE964868C (de)

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