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Einlaßregler für Umlaufdampfheizungen von Eisenbahnfahrzeugen Im Patent
696 044 ist ein Einlaßregler für Umlaufdampfheizungen von Eisenhahnfahrzeu:gen beschrieben,
,dessen Frischdampfventil von einem Temperaturfühler gesteuert wird, dessen Beaufschlagung
mit einem veränderlichen Gemisch aus Frischdampf und Rückdampfluftgemisch mittels
eines Ventils in Abhängigkeit von der Summe der Innpulse der Raümtemperaturfüh.ler
in den einzelnen Abteilen gesteuert wird. Bei Zunahme der Anzahl der Abteile, in
denen die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist, und demgemäß der Raumtemperaturfühler
anspricht, wird durch .das. Ventil die Zusammensetzung des Gemisches so geändert,
daß seine Temperatur sich erhöht und iinfol:gedessen -die B anzfschlagnuig des Temperaturfühlers
des Einlaßreg-1ers eine stärkere Drosselung .des Frischdampfventils herbeiführt.
Auf diese Weise wird die der Heizung zugeführte Frischdampfinenge- @selbsttätig
.denn Wärmebedarf des Wagens stufenweisse angepaßt.
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Bei dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung
der Gemischzusammensetzung lediglich durch Umlenkung und Ableitung der den Fühler
:beaufschlagenden Rückdampflaftgemischmenge :mittels eines Ventils, das den Rückdampf
teilweise dem Temperaturfühler des Einlaßreglers, teilweise unmittelbar dem Vorlauf
der Heizung zuleitet. Zur Ansaugung dieses den Temperaturfühler umgehenden Teilstromes
des Rückda:mpfluftgemischesist im Vorlauf hinter .der zur Anseugung des den Temperaturfühler
beaufschlagenden Gemisches dienenden Düse eine zweite Düse angeordnet. Zwecks VermeIdungdieser
den Umlauf hemmenden zweiten Düse ist im Patent 698 804 (Zusatz zum Patent 696 o44)
vorgeschlagen, den Teil ,des Rückdampfluftgemisches, der den Fühler des Einlaßreglers
umgeht, der gleichen Düse zuzuführen, die auch zur A.ngsaugung des den Fühler beaufschlagenden
Gemisches dient. Bei @dieser Anordnung wird der den Fühler beaufschlagende Frischda,mpfzweigstromm@ittels
einer Leitung entnommen, die in den
Stromfaden reinen Dampfes hinter-der
Reglerdüse zentral hineinragt und demselben ihre Mündung zukehrt. Gemäß dem weiteren
Patent 702 188 (Zusatz zum Patent 696 o44) wird der Temperaturfühler des
Einlaßreglers ständig von dem gesamten rücltkehrendeii Dampfluftgemisch beaufschlagt
und diesem lediglich mittels des in Abhängigkeit von der Summe der Impulse der RaumteRllperaturfühler
gesteuerten Ventils ein veränderlicher Frischdampfzweigstrom zugesetzt. Dieser wird
.dem Ein.laßregler ztv ischen dem Frischdampfventil und er zur Ansaugung des Rück
:daanpfluftgemisches dienenden Düse entnommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ebenfalls diese zweite Düse
im Kreislauf der Heizung -entbehrlich zumachen, hierbei jedoch eine gleichfalls
-den Umlauf hemmende Vordrossel.ung des Frischdampfes in einem der Düse des Einlaßreglers
vorgeschalteten Ventil zu vermeiden und eine noch weitergehende selbsttätige Absperrung
ider Fri.schdampfzufuhr zur Heizung zu ermöglichen, als sie bei solchen Reglern
erzielbar ist, bei denen zwecks Aufrechterhaltung,der Drosselung des Einlaßreglerventils
ein Zweigstrom des aus der Düse austretenden Frischdampfstrahles dem Temperaturfühler,
der übrige notgedrungen größere Teil jedoch unmittelbar der Heizung zugeführt wird.
Trotz abweichender Anordnung aber soll bei dem Regler gemäß .der Erfindung, ähnlich
wie dies bei -den v orerwähntenr Re-lern der Fall ist, der .die Hubstellung ändernde
Frischdainpfzusatz mit der Verringerung der geförderten Uml.aufinenge zugleich selbst
abnehmen, um die Gefahr eines verfrühten gänzlichen Schließens oder einer Überregelung
zu vermeiden.
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Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck bei einem E:inlaßregler für
Umlaufdampfheizungen, dessen Frischdampfventil von einem Temperaturfühler gesteuert
wird, dessen Beaufschlagung mit einem veränderlichen Gemisch aus Frischdampf und
Rückdampfluftgemisch mittels eines Ventils in Abhängigkeit von der Summe der Impulse
.der Raumtemperaturfühler in den einzelnen Ab-teilen geändert wird, der dein
Temperaturfehler :des Einlaßreglers zu:gel,eitete Frischdampfzweig Strom der Frischdampfzuleitung
zum Einlaßreglerventil über eine mit dem Einlaßre-lerventil --kuppelte Drossel entnommen,
,deren Durchtrittsquerschnitt sich gleichsinnig mit dein des Einlaßreglerventils
ändert.
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Darch die gleichsinnige Kupplung .der in der Frisch@dampfzweigstromleitung
zum Temperaturfühler angeordneten Drossel mit dem Einlaßreglerventil wird erreicht,
@daß bei Bewegung des Einlaßreglerventilkegels in Richtun- auf seinen Sitz zu auch
die diese Bewegung hervorrufende Frischdampfbeaufschlagun- des Temperaturfühlers
geschwächt und so ein Zuschlagen des Reglerventils bei Rückgang des Wärmebedarfs
verhindert wird. Andererseits ist es .init diesem Regler möglich, die Frischdampfzufuhr
zur Heizung erforderlichenfalls nahezu vollständig abzusperren, indem .das Einlaßreglerventi.l
und .die Drossel so miteinander gekuppelt werden, daß, während das Einlaßreglerventil
völlig abschließt, die Drossel nur noch die verhältnismäßig geringe, zur Aufrechterhaltung
-des Abschlusses erforderliche Dampfmenge durchtreten läßt, die .dann aber unmittelbar
und in ganzem Umfange dein Fühler des Reglers zugeleitet wird.
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Gemäß .einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung
ist die Drossel an der Durchführung der Spindel des Einlaßreglerventils durch die
M'andung des Vordruckrau.mes des Einlaßreglergehäuses angeordnet. Die Längenänderung
des Temperaturfühlers wird hierbei auf den in einer Öffnung der "'anal des Gehäuses
gleitend geführten Abschlußkörper der Drossel und von diesem über eine vorgespannte
Pufferfeder auf den A:bschlußlörper des Einlaßreglerventils übertragen. Die das
Einlaßreglierventil öffnende Feder stützt sich hierbei zweckmäßig einerseits am
Gehäuse des Einlaßreglers, andererseits an der Spindel des Anschlages der P.ufferfed,er
ab, damit beide Federn parallel (und nicht gegeneinander) arbeiten und somit unabhängig
voneinander bemessen werden können. Beide Federn werden also zu gleicher Zeit ge-
oder entspannt. Zwecks Ausgleich des auf den Absclrlußkörper des Einlaßreglerventils
wirkenden Frischdampfdruckes kann der Abschlußkörper mit einem in einem Zylinder
geführten Entlastun:gskolheil versehen werden, wobei der Drossel der durch -die
(erforderlichenfalls vergrößerte) Umdichtheit der Führung dieses Kolbens durchtretende
Frischdampf zu-eleitet wird, der dann zur Bea.ufschlagung des Temperaz5 Die Drossel
kann beispielsweise als Kolbenschieber mit inebreren ihre hintereinandergesc:halteten
D.urchtrittsöffnungen gleichzeitig absperrenden Kolben ausgebildet sein, wodurch
ein genügend großer Durchlaß in d,er Offenstellung und eine genügend weitgehende
Absperrung in der Schließstellung der Drossel erzielt wird. Durch Anordnung mehrerer
.ihre hnnterei.nandergeschalteten Durchtrittsöffnungen nacheinander absperrenden
Kolben kann der >Übergang von voller Öffnung zu vollständigem Abschluß in beliebiger
Gesetzmäßigkeit auf den Hub des Einlaßreglerventils verteilt werden.
Der
Sitz der als Tellerventil ausgebildeten Drossel kann zwecks noch stärkerer Verminderung
des restlichen Frssehdarnpfzweigstromes beim Schließen an einer sich in der Oftenstellung
des Drosselventils unter der Wirkung einer Feder gegen eine Zwischenwand des Einlaßreglergehäus,es
legenden Membran r .befestigt werden, so d:aß das Drosselventil nachzugeben vermag,
wenn bei Abschluß ,des Ventils die Dehnung des Temperaturfühlers des Einlaßreglers
noch nicht beendet ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird zu dem gleichen
Zweck der Teller der als Tellerventil ausgebildeten Drossel mit seiner Spindel über
einen federnden Wellrohrkörper verbunden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i den Einlaßregler in schematischer Darstellung, Abb. 2 einen
Einlaßregler mit einer als Mehrfachkolbensohieiber ausgebildeten Drossel für den
Frischdampfzweigs.trom, Abb.3 einen Teilschnitt längs der Linie III-III, Abib.4
einen Einlaßregler mit einer als Tellerventil ausgebildeten Drossel, beider der
Ventilsitz an einer Membran befestigt ist,
[email protected] einen Einlaßregler mit einer als
Tellerventil ausgebildeten Drossel, deren Abseh.lußkörper an einen Wellrohrkörper
befestigt ist.
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Der aus -der Hauptdampfleitung entnommene Frischdampf strömt durch
die Leiturig i über das aus der Düse 3 und dem Kegel 2 gebildete Ei;nlaßreglerventil
und ,den Düffusor 55,in die Vorlaufleitung 8 der Wagenheizung.
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In der dem Ventil 2 ,gegenüberliegenden Wanddes Gehäuses ist eine
Öffnung angeordnet, an die sich ein mit Schlitzen versehener Zylinder 56 anschließt.
In diesem gleitet ein Kolben 57, der auf der Spindel 59 des Ventil.s. 2 befestigt
ist. Auf den Kolben 57 wirkt der mittels der Kugel 6o .in einer Wang ider Kammer
64 schwenkbar gelagerte Hebel 44, an dessen anderem Ende die Zugstange 61 des Ausdehnungskörpers
ii angreift. Das freie Ende des Ausdehnungskörpers i i gleitet in der Muffe 62,
von der die Leitung 13 zum Saugraum der Düse 3 führt.
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Von denn als Drehklappe ausgebildeten Vierwegehah n 16 führt eine
Leitung 18 zum Saugraum der Düse 3 und die Leitung ig zu der Kammer 63, an die sich
das Ausdehnungsrohr i i :antschli@eßt. In rden Vierwegehahn 16 münden die von der
Kammer 64 ausgehende Leitung io und die Rücklaufleitung 15 der Heizung. Die Drehklappe
17 ist mit dem Anker 4g ,des Drehmagneten 48 gekuppelt, der bei Zunahme der Erregung
seiner Spule 37 den Anker 49 entgegen der Wirkung -der Rückzugfeder 38 'verstellt.
Die Spule 37 ist in Reihe mit den untereinander parallel geschalteten, von den Raumtemperaturfühlern
22 in den einzelnen Abteilendes Wagens bei Erreichen der gewünschten Raumtemperatur
eingeschalteten Widerständen 21, .beispielsweise .den Betätigungsspulen der Heizkörperventile,
geschaltet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Beim Anheizen des
Wagens spricht keiner der Raumtemperaturfühler 22 an, so daß .die Spule 37 des Drehmagneten
48 nicht erregt ist und (die Drehklappe 17 die voll gezeichnete Stellung einnimmt,
@in :der einerseits die Leitungen 15 und ig, andererseits die Leitungen io und 18
miteinander verhunden sind. Das Ausdehnungsrohr ii wird dann ausschließlich von
dem rückkehrenden Dampfluftgemiischdurchströmt und öffnet das Einl.aßreglerventil
2, 3 weit, so daß Frischdampf in großer Menge zugeführt und der Wagen rasch durchwärmt
wird. Durch die Beaufschlagung des .Ausdehnungsrohres ii mit ,dem Rückdampfluftgemisch
werden. ,hierbei Dampfverluste vermieden, da bei Überschreiten einer bestimmten
Höchsttemperatur des Rückdampfluftgennisches das Ausdehnungsrohr das Ventil 2, 3
so weit drosselt, daß aus der Entwässerungseinrichtung der Heizung kein Dampf austritt.
Der durch die von -dem Kolben 57 freigegebenen Schlitze .des Zylinders 56 in die
Kammer 64 übertretende Frischdampfluftzweigstrom wird durch @die Leitung io, den
Hahn 16 und die Leitung i8 von .dem aus der Düse 3 austretenden Frischdampfstrahl
angesaugt.
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Sobald in einem oder mehreren Abteilen die gewünschte Raumtemperatur
erreicht ist und die Raumtemperaturfühler dieser Abteile ansprechen, wird die Spule
37 des Drehmagneten 48 erregt, und dieser verstellt die Drehklappe 17 in Richtung
der Uhrzeigerbewegung, und zwar um so weiter, je größer ,die Anzahl der ansprechenden
Raumtemperafiurfühler 22 ist. In der gestrichelt gezeichneten Endstellung der Klappe
17 sind einerseits die Leitungen 15 und 18 und andererseits die Leitungen
io und i j miteinander verbunden, so daß das Rückdampfluftgemisch dem Saugraum der
Düse 3 und der durch den Kolbenschieber 56, 57 ,durchtretende Frischda mpfzweigstrom
dem Ausdehnungsrohr ii zugeleitet wird. In den Zwischenstellungen gelangt zum Ausdehnungsrohr
i i ein Gemisch aus Rückdampf und Frischdampf, .das eine um so weitergehende Län.gung
des Ausdehnungsrohres i i und Verstellung; des Ventilkegels 2 auf seinen Sitz zu
bewirkt, je .größer der durch die jeweilige Stellung der Klappe 17 bestimmte
Frischdampfanteil des Gemisches
gegenüber dem Rückdampfanteil desselben
ist.
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Mit der Drosselung des Einlaßreglerventil:s 2, 3 ist :infolge dessen
gleichsinniger Kupplung mit dein Kolbenschieber 56, 57 eine Verringerung des Durchtritt:squerschnittes
des Schiebers verbunden, durch die die clem Ausdehnungsrohr zugeführte Frischdampfmenge
ebenfalls herabgesetzt wird. Diese :'Änderung des dem Ausdehnungsrohr zugeleiteten
Frischdampfzweigesbremst die Abschlußbewegung des Einlaßreglers 2, 3 ab und verhindert,
daß bei Rückgang :des Wärmebedarfes des Wagens das Ventil z, 3 über die zu dessen
Befriedigung erforderliche Stellung hinausbewegt und zum völligen Abschluß gebracht
wird. Der Regler vermag aber :den völligen Abschluß des Einlaßreglerventils 2, 3
dann herbeizuführen, wenn der Wärmebedarf so gering ist, daß eine zeitweiliZe völlige
Absperrung der Frischdampfzufuhr zur Heizung erforderlich ist. Bei Ansprechen aller
(oder fast aller) Abteilregler geht nämlich -die Klappe i7..in die gestrichelt gezeichnete
Endlage über. Die dann zum Abschluß benötigte Ausdehnung des Ausdehnungsrohres i
i wird von dem durch den stark drosselnden Kolbenschieber 56, 57 hindurchtretenden
Frischdampfzweigstrom bewirkt. Da dieser Dampf ausschließlich dein Ausdehnungsrohr
i i zugeführt vird, kann seine Menge so klein bemessen werden, daß s#e nach Verlassen
des Rohres i i bis auf einen geringen Restbetrag, der praktisch ohne Bedeutung ist,
sich in der Leitung 13 niederschlägt und eine merkliche Temperaturerhöhung der anschließenden
Vorlaufleitung 8 nicht mehr bewirken kann.
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Da die Düse 3 sowohl zur Ansaugurig des Rückdampfluftgeinisches als
auch des Frischdampfstromes dient, und zwar auch desjenigen Rückdampfes oder Frisch(lampfes,
der nicht (nein Ausdehnungsrohr i i zugeleitet wird, ist eine zweite Düse hierfür
entbehrlich. Ebenso ist eine Vordrosselung des Frischdampfes vor Durchtritt durch
dic Düse 3 nicht notwendig, Die Senkung des Frischdampfdruckes im Einlaßreglerventil
2, 3 wird also voll für die Aufrechterhaltung des Umlaufes der Heizung nutzbar gemacht.
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Bei :dem in Abb. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Ventilkegel :2 .durch die Spindel 59 mit einem in dem Zylinder 65 gleitenden Entlastungskolben
66 fest verbunden, dessen Ouerschnitt gleich oder zweckmäßig :größer ist als der
engste Querschnitt der Düse 3, :da der Druck zwischen dem Entlastungskolben 66 und
dem Kolbenschieber 57 größer ist als der Druck im Diffusor 55. Durch die Uridichtheit
des Entlastungskolbens 66, die gegebenenfalls größer als üblich gemacht wird, tritt
ein Fri.schdainpfzweigstrom, der im Kolbenschieber 56, 57 gedrosselt wird. Dieser
besteht aus :dem Mehrfachkolben 57 und dein Hohlzylinder 56, der mit einer der Zahl
der Kolben entsprechenden Zahl von durchgehenden radialen Bohrungen 68 und versetzt
gegeneinander angeordneten Anfräsungen 69 zwischen je zwei dieser Bohrungen versehen
und in die im Einlaßreglergehäuse befestigte Buchse 70 eingeschraubt ist.
Die Kolben 57 bilden mit den Bohrungen 68 :des Zylinders 56 Drosselstellen, .die
von ;lein Frischdampfzweigstrom nacheinander rhirchströrnt werden. Die Abstände
zwischen je zwei der Kalben 57, die bei dem Aargestellten Ausführungsbeispiel gleich
den Ab-
s t, 'in- len der Bohrungen 68 sind, können auci stufenweise kleiner
sein als diese Abstän -1e, so daß die Kolben die Bohrungen nacheinander abschließen.
Hierdurch kann die Änderung des Strömungswiderstandes des Kolbenschiebers 56, 57
je Hubeinheit verringert und so der Hub des Kolbenschiebers dem des Einlaßreglerventils
2, 3 angepaßt werden.
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Auf das hintere Ende der Kolbenstange 71 des hol:benscliiebers 57
wirkt der Hebel .Id, der mittels des Kugelgelenkes 6o dicht durch die Wand zwicken
den Kam:inern 6.3 un;i 63 durchgeführt und in einem Schlitz :der '\Van:_I
72 geführt ist. Das andere Ende der Kolbenstange 71 legt sich gegen die Spindel
73 des Anschlagsockels 7d. der vorgespannten Ptifierf::ler 7 5 im Innern des Entfastungskolbens
66. Die die Öffnung des Einlaßreglerventils 2, 3 bewirkende Feder 77 legt sich einerseits
an die in (las Gehäuse eingeschraubte Düse 3, andererseits an einen Federteller
78 an, der sich über das in einen Schlitz der Ventilspindel 59 eingesteckte T-förinige
Teil 79 an dein Absatz 8o der Spindel 73 abstützt. Durch diese Anordnung wird erreicht,
dal3 die Federn 75 und 77 nicht gegeneinander zu arbeiten brauchen, sondern gleichzeitig
ge-und entspannt werden, und daß das Ausdehnungsrohr i t sich auch nach Abschlule
des Einlaßreglerventils 2, 3 ungehindert weiter ausdehnen kann.
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Der Vierwegehah,n 16 ist in das Gehäuse des Einlaßreglers eingebaut,
wodurch die Leitungen io, 18 und i9 entbehrlich werden. In die Drehklappe 17 ist
ein kleiner Diffusor 82 eingesetzt, in den bei der gekennzeichneten Endstellung
eine von der Kammer 6.3 ausgehende Hilfsdüse 83- ragt, :die mit einem Flansch 8.3
die Ansaugöfffnung :des Difiusors 82 abdeckt. In dieser Endstellung gelangt
lediglich der Frischdampfzweigstroin aus d; r Kammer 6i zum Ausdehnungsrohr i i,
während das durch die Leitung 15 zuströmende rückkehrende Dampfluftgemisch unmittelbar
von rler Düse 3 angesaugt wird. Bei einer
durch Verminderung der
Erregung -des die Klappe 17 steuernden Drehmagneten hervorgerufenen Verstellung
der Klappe 17 entgegen der Uhrzeigerbewegung :gibt der Flansch 84 der Düse 83 die
obere Mündung des Diffusors 82 frei, so daß .der durch die Düse 83 in die Kammer
63 übertretende Frischdampfstrahl kaltes Rückda:mpfluftgemisch ansaugt und zum Ausdehnungsrohr
i i fördert, das sich infolgedessen sofort etwas abkühlt und das Öffnen des Einlaßreglers
2, 3 herbeiführt. In der anderen Endstellung der Drehklappe 17 legt sich der Diffusor
82 mit seiner unteren Mündung gegen den ihn dann abschließenden Steg 85, so daß
dn dieser Stellung, die die Drehklappe 17 bei hohem Wärmebedarf des Wagens einnimmt,
kein Frischdampf zum Ausdehnungsrohr i i gelangen kann.
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Ein völlig dichter Abschluß der mit dem Einlaßreglerventil 2, 3 (gekuppelten
Drossel in der Frischdampfzwei-gleitung läßt sich mit der in Abb. 4 dargestellten
Ausführungsform erzielen, beider die Drossel als Ventil mit einem Teller 88 und
einem Sitz 89 ausgebildet ist. Um auch hier dem Ausdehnungsrohr die Möglichkeit
weiterer Ausdehnung bei Abschluß des Drosselventils zu geben, ist der Ventilsitz
89 an einer Membran go befestigt, die sich unter ,der Wirkung der Blattfeder g1
gegen die in das Gehäuse des Einlaßreglers eingesetzte, den Saugraum der Düse 3
von der Kammer 64 trennende Wand 92 legt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist der Ventilteller 88 der
Drossel über einen Wellrohrkörper 94 mit der verlängerten Spindel 73 :des Anschlages
74 der Pufferfeder 75 verbunden und legt sich :bei Abschluß gegen den fest in der
Wand 92 angeordneten Sitz 89. Infolge der Federung des ÄVellrohrkörpers 94 wird
auch hier d as Aus4ehnungsrohr i i durch den Abschluß des Ventils 88, 89 nicht an
der weiteren Ausdehnung gehindert.