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Beheizungseinrichtung für Abdampf-Frischdampf-Injektoren Im Lokomotivbetrieb
sind die Injektoren der Einwirkung starker Witterungsveränderungen unterworfen,
und während des Winters sind die an den Injektor angeschlossenen Dampf- und Wasserleitungen
sowie der Injektor selbst der "Gefahr des Einfrierens ausgesetzt. Man muß daher
den Injektor während der Betriebspausen periodisch mit Dampf beheizen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine einfache und wirksame
Einrichtung zum Beheizen von Abdampf-Frischdampf-Injektoren. Diese Einrichtung besteht
gemäß der Erfindung aus einer absperrbaren Dampfleitung, welche dem Injektor Heizdampf
zuführt, der auch ein Organ zum Schließen des Schlabberventiles betätigt, so daß
also der dem Injektor zugeführte Heizdampf nach den verschiedenen Teilen des Injektors
und in die angeschlossenen Leitungen gelangt und diese erwärmt. Dieses Organ zum
Schließen des Schlabberv entiles kann beispielsweise als Kolben ausgebildet sein,
auf dessen eine Seite der Druck des Heizdampfes wirkt und dessen andere Seite durch
eine Hebelübertragung schließend auf das Schlabberventil einwirkt. das durch den
Wasserdruck geöffnet wird. Vorteilhaft ist es hierbei. zwischen diesem Kolben und
seinem Zylinder genügend Spielraum zu lassen, durch welchen der Heizdampf in den
Druckraum des Injektors eintreten kann. Dieser Steuerkolben kann ferner mit einer
Ventilfläche versehen sein, mit welcher er sich gegen einen entsprechenden Sitz
in der Heizdampfzuführungsleitung aufsetzt, so daß er also als Rückschlagventil
wirkt, welches ein Rücktreten des Druckwassers aus dem Injektor in die Heizdampfleitung
verhindert. Zwischen der Wassersaugleitung und der Wassersaugdüse ist ein Ventil
eingeschaltet, welches von einem Kolben durch Dampfdruck geöffnet wird. Es besteht
hierbei die Möglichkeit, bei geöffnetem Ventil hochgespannten Frischdampf in den
Injektor einzulassen und mit diesem die Filter im Injektor bzw. in der Wassersaugleitung
von angesetztem Schmutz zu befreien.
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Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Ausführungsform desErfindungsgegenstandes
dar. Abb. r zeigt den Injektor an einer Lokomotive angebracht. Abb. z ist ein waagerechter
Mittelschnitt des Injektors in größerem Maßstabe und Abb. 3 ein Schnitt nach der
Linie 3-3 in Abb. z.
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Der Injektor r (Abb. z) ist wie üblich unterhalb des Führerstandes
an der Lokomotive angebracht und wird mit Wasser aus dem
Tender
durch die Saugleitung 2 versehen, in welcher ein Filter 3 angebracht ist. Der Abdampf
zum Betreiben des Injektors wird durch das Rohr d. zugeführt, welches von derb Auspuffkanal
der Maschine kommt, während der Hilfs- und Zusatzfrischdampf durch Rohrleitungen
5 und 6 zugeführt wird, die von dem Hauptsteuerorgan7 kommen, welches auf dem Führerstand
der Lokomotive angebracht und durch ein Rohr 8 an den Frischdampfentnahmestutzen
9 angeschlossen ist. Der Injektor fördert durch die Druckleitung io in den Lokomotivkessel
über ein Rückschlagventil i i.
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In dem Gehäuse 12 (Abb. 2) des Injektors sind gleichachsig angebrächt
die Abdampfhauptdüse 13, die vorläufige Misch- oder Wassersaugdüse 1q., die Abdampfzusatzdüse
15, die Hauptmischdüse 16 und die Druckdüse 17, welche das Speisewasser durch das
Rohr io nach dem Kessel fördert. Der Abdampf wird den Düsen 13 und 15 durch das
Abdampfzuführungsrohr q. (Abb. i) zugeführt, welches in die Dampfkammer 18 (Abb.
2) mündet. Die Zufuhr des Abdampfes nach dem Injektor wird durch das von einem Druckmittel
betätigte Ventil i9 geregelt. Der Zusatzfrischdampf wird bei hohem Druck aus dem
Rohr 6 (Abb. i) durch den Einlaßkanal 2o (Abb. 3) in den Zusatzfrischdampfkanal
21 (Abb.2) geleitet, welcher mit der Zusatzfrischdampfdüse 22 in Verbindung steht.
Der Hilfsfrischdampf wird dem Injektor, wenn kein Abdampf zur Verfügung steht, aus
dem Rohr 5 (Abb-. i) durch den Einlaßkanal 23 (Abb.3) zugeführt, welcher in den
Hilfsfrischdampfkanal 24 (Abb.2) mündet, der seinerseits den Frischdampf bei verringertem
Druck durch den Kanal 25 in die Dampfkammer 18 und von dort in die Abdampfhauptdüse
13 abgibt. Die Zufuhr des Hilfs- und des Zusatzfrischdampfes nach dem Injektor wird
durch das Hauptsteuerorgan 7 geregelt. Zwischen dem lezteren und dem Injektor befinden
sich keine anderen Ventile. Das Wasser wird dem Injektor aus der Saugleitung 2 (Abb.
i) durch den Einlaßstutzen 26 zugeführt, welcher mit einer Wasserkammer 27 (Abb.
2 und 3) in Verbindung steht, in der ein Filter 28 angebracht ist. Durch einen Kanal
29 wird eine Verbindung zwischen der Wasserkammer 27 und einer zweiten Wasserkammer
30 geschaffen, welche nach der Wassersaugdüse 14 führt. Der Durchgang des
Wassers durch diesen Kanal 29 wird durch ein Ventil 31 beherrscht, welches sich
in der Richtung des normalen Wasserlaufs durch den Injektor schließt und auf seinem
Sitz durch die Feder 32 gehalten wird, die oberhalb des Ventils in dem Injektorgehäuse
angebracht ist. Die nach unten 1 eliende Spindel 33 des Ventils 31 endigt in einem
Kolben 3q., welcher sich in einem am Injektorgehäuse befindlichen Zylinder bewegt,
der durch den Kanal 35 (Abb. 2 und 3) mit dem Zusatzfrischdampfkanal 21 in Verbindung
steht.
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Wenn der Injektor leer ist, wird das Ventil 31 durch seine
Feder 32 auf seinen Sitz gedrückt, wobei es die Wasserzufuhr nach der Düse 14 unterbricht,
während dieses Ventil 31, wenn der Injektor in Betrieb ist, von seinem Sitz gehoben
und in der Offenstellung durch den Dampf gehalten wird, welcher aus dem Zusatzfrischdampfkanal21
in den 7-ylinder des Kolbens 34 eintritt und diesen Kolben mit dem Ventil 31 anhebt.
Der Überlaufkanal 36, der sich an die Hauptmischdüse 16 anschließt, wird durch ein
Schlabberventil 37 beherrscht, welches in seiner angehobenen Stellung das überflüssige
Wasser aus dem Injektor durch. den Kanal 38 nach dem Auslaßstutzeil. 39 entweichen
läßt.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß in das Innere des
Injektorgehäuses aus dem Entnahmestutzen 9 durch die später beschriebene Leitung
5, nach Offnen des Ventiles 52 eingelassener Frischdampf freien Durchgang
durch die verschiedenen Düsen und Kanäle hat, und zwar nicht allein nach den Teilen
des Injektors selbst, sondern auch durch die Dampfrohre 5 und 6 nach dem Hauptsteuerorgan
7 und ebenso durch das Druckrohr io nach dem Rückschlagventil ii. Wenn jedoch der
Dampf in dem Injektor einen genügenden Druck äusübt, so wird das Wasserventil 31
gegen den Druck des Wassers und den Druck der Feder 32 angehoben, und der Dampf
geht dann durch den Stutzen 26 in die Saugleitung 2, so daß etwaige Verunreinigungen
o. dgl. an dem Filter 28 oder dem Hauptfilter 3 beseitigt werden. Wie sich aus Abb.
3 ergibt, sucht der in den Injektor für die angegebenen Zwecke eingelassene Dampf,
bevor noch ein erheblicher Druck in dem Injektor sich gebildet hat, das Schlabberventil
37 zu öffnen und durch den Auslaßstutzen 39 des Injektors zu entweichen. Um dieses
zu vermeiden, ist bei den bekannten Einrichtungen zum Beheizen des Injektors durch
Dampf zwischen dem Schlabberventit und dem Führerstande der Lokomotive eine mechanischeVerbindung
angebracht, mit welcher der Führer das Ventil geschlossen halten kann, um dann den
Injektor durch Einlassen von Dampf durch eine der nach dem Injektor führenden Hauptdampfleitungen
zu beheizen. Dies Verfahren der Beheizung des Injektors genügt jedoch in vielen
Fällen nicht, da infolge der besonderen Lage des Injektors mit Bezug auf den Führerstand
eine verwickelte Anordnung von
Hebeln, Gestängen und Gelenken zwischen
dem Schlabberventil und dem Handgriff am Führerstand erforderlich ist. Es ist ferner
nachteilig, den Injektor durch Frischdampf zu beheizen, der durch eine der Hauptzuführungsleitungen
eingeblasen wird, da in vielen Fällen mehr Dampf als notwendig ist, verwendet wird,
woraus sich selbstverständlich ein unerwünschter Verlust ergibt.
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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist die erwähnte Hebelverbindung
ersetzt durch eine mit Dampf betätigte Vorrichtung, welche nicht nur den Heizdampf
dem Injektor zuführt, sondern auch selbsttätig das Schlabberventil in der Schließstellung
hält, solange der Heizdampf zugeführt wird, und welche das Schlabberventil selbsttätig
freigibt, wenn der Heizdampf abgesperrt wird.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Druckkammer des Injektors,
welche die Druckdüse 17 umgibt, in eine mit ihr in Verbindung stehende senkrechte
Kammer 40 (Abb.2) verlängert. Diese Kammer 40 ist oben mit einer Öffnung versehen,
in welcher eine ringförmige Führung 41 (Abb.3) für einen Taucherkolben 42 befestigt
ist, der durch eine Stopfbüchse 43 geht und mit seinem oberen verbreiterten Ende
44 an dem einen Ende eines Hebels 45 angreift, der auf einem Zapfen 46 schwingbar
gelagert ist und mit seinem anderen Ende auf die aus dem Gehäuse des Injektors ragende
Spindel 47 des Schlabberventiles 37 einwirkt. Die Spindel 47 ist von einer Feder
57 umgeben, welche das freieEnde des Hebels45gewöhnlich außer Berührung mit dem
oberen Ende der Ventilspindel 47 hält. In den Boden der Kammer 40 ist ein Gewindepfropfen
4.$ eingeschraubt, der einen Zylinder 49 für einen Kolben 53 bildet und an seinem
unteren Ende durch einen Kanal 50 mit der Dampfleitung 51 in Verbindüng steht,
die nach dem Entnahmestutzen 9 führt und mit einem im Führerstande angeordneten
Handventil 52 versehen ist. Der Kolben 53 ist lose, d. h. mit Spielraum, in dem
Zylinder 49 angebracht und mit einer Stange 54 versehen, die in das untere Ende
der Führungsbüchse 4i eintritt und in seiner oberen Lage mit dem unteren Ende des
Taucherkolbens 42 in Berührung kommt. Am Boden des Kanals 5o befindet sich ein selbsttätiges
Entwässerungsventil 55, das durch den Druck des Dampfes im Kanal 5o geschlossen
gehalten und beim Fehlen dieses Druckes durch eine Feder 56 von seinem Sitz abgehoben
wird.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise. Soll der Injektor
während der Betriebspausen beheizt oder im Falle des Einfrierens aufgetaut werden,
so wird das Ventil 52 in der Frischdampfleitung 51 geöffnet, so dab der Frischdampf
in den Zylinder 49 eintritt und den Kolben 53 nebst dem Taucherkolben 42 nach oben
bewegt. z1uf diese Weise wird durch den auf die Ventilspindel 47 einwirkenden Hebel
45 das Schlabberventil 37 geschlossen und in der Schließstellung gehalten.
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Bei dieser Lage des Schlabberventiles geht aus dem Zylinder 49 zwischen
dem Kolben 53 und der Zylinderwandung eine gewisse Dampfmenge in die Kammer 40,
welche, wie erwähnt, mit der Druckkammer des Injektors in Verbindung steht. Ist
der Injektor leer, so geht dieser Dampf durch das Druckrohr io nach dem Rückschagventil
i i und ebenso durch die Druckdüse 17 .und die Hauptmischdüse 16 in den Hauptteil
des Injektors, .aus welchem der Dampf dann weiteren Zutritt zu den Hilf s- und Zusatzfrischdampfrohren
5 und 6 sowie nach dem Hauptsteuerorgan 7 hat, welches im allgemeinen, da es am
Führerstande angeordnet ist, der Gefahr des Einfrierens nicht ausgesetzt ist. Hat
der zwischen dem Kolben 53 und seinem Zylinder 49 in den Injektor eingeströmte Dampf
einen genügenden. Druck erreicht, so hebt der durch. den Kanal 35 auf den Kolben
34 einwirkende Dampf das Wasserventil 31 und gelangt durch dieses in die Wasserkanäle
und die Wassersaugleitung 2, die somit auch angewärmt werden.
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Unter gewöhnlichen Umständen ist jedoch der Injektor während der Betriebspausen,
wenn also eine Beheizung notwendig ist, mit Wasser gefüllt. Unter diesen Umständen
wird der zwischen dem Kolben 53 und seinem Zylinder 49 durchgehende Heizdampf durch
das Wasser in dein Injektor kondensiert und somit allmählich der ganze Apparat angewärmt.
Durch die fortdauernde Kondensation des Heizdampfes wird der Injektor überflutet,
und der Leberschub an Warmwasser hebt das Wasserventil 31 an und geht in die Saugleitung
2. Da ferner das Wasser in dem Injektor schließlich den Siedepunkt erreicht, so
wird urkondensierter Heizdampf durch den Injektor und in das Druckrohr io "eben,
in welchem er kondensiert.
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Da der Kolben 53 nur eine verhältnismäßig geringe Dampfmenge durchläbt,
so kann das Ventil 52 in der Leitung 51 lange Zeit offen bleiben, z. B. wenn die
Lokomotive leer fährt, ohne daß sich ein übermäßiger Verlust an Frischdampf ergibt,
was wohl der Fall wäre, wenn man eine der Hauptdampfleitungen für Heizzwecke öffnen
mühte.
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Sind dieFilterinder Wassersaugleitungverschmutzt und soll der Schmutz
beseitigt werden, so wird zunächst das Ventil 52 in der Dampfleitung 51 geöffnet,
um das Schlabberventil 37 in der vorher beschriebenen Weise
zu schließen,
worauf durch entsprechende Bewegung des Hauptsteuerventiles Hochdruckzusatzfrischdampf
in den Injektor eingelassen wird. Da das Schlabberventil 37 geschlossen gehalten
wird, so kann sich in dem Injektor ein hoher Dampfdruck bilden, so daß der Dampf
in die Wassersaugleitung 2 geht und diese Leitung reinigt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Wasserventil
31 selbsttätig durch den Druck des Zusatzdampfes auf den Kolben 34 angehoben.
Die gleiche Wirkung kann jedoch auch erzielt werden, wenn das Wasserventil 31 in
einer andern Weise betätigt wird, da der Zusatzdampf in dem Injektor einen genügenden
Druck unter dem Ventil 31 schafft, um dieses zu heben, so daß der Dampf durch die
Wasserkanäle in die Wassersaugleitung gelangen kann.
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Der Kolben 53 ist an seiner unteren Seite mit einer Ventilfläche 53a
versehen, mit welcher er sich in seiner unteren Lage gegen einen Ventilsitz am Ende
des Kanals. 5o legt. In diesem Falle bildet der Kolben ein Rückschlagventil, welches
verhindert, daß Wasser unter hohem Druck aus der Druckdüse 17 des Injektors in die
Dampfleitung 51 gelangt, wenn der Injektor im Betrieb ist, und welches ferner Leckverluste
verhindert, falls das Ventil 52 oder eine der Verbindungen in der Dampfzuführungsleitung
undicht ist.
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Der Kolben 53 kann natürlich auch so ausgeführt sein, da& er in
seinem Zylinder 49 ohne größeres Spiel geführt ist. In diesem Falle könnte der Heizdampf
dem Injektor durch einen Kanal in der Wandung des Raumes 5o oder in dem Zylinder
49 selbst unterhalb des Kolbens 53 zugeführt werden. Die dargestellte Ausführungsform
verdient jedoch den Vorzug, da eine Abdichtung des Kolbens 53 nicht erforderlich
ist, und ferner bei der Anordnung des erwähnten Verbindungskanals zwischen dem Kanal
5o und dem Druckraum des Injektors der Kolben 53 nicht als Rückschlagventil wirken
könnte. Die Dampfzufuhrleitung5i würde also dem hohen Druck ausgesetzt sein, welcher
in der Druckkammer während des Betriebes des Injektors herrscht.