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Abschlammventil, insbesondere, für Lokomotiven Die Erfindung betrifft
ein selbsttätig arbeitendes Abschlammventil, insbesondere zum Entfernen von schlammigen
Materialien aus dem Speisewasser von Lokomotivkesseln.
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Wenn das Speisewasser eines Lokomotivkessels, sei. es durch seine
natürliche Beschaffenheit, sei es durch besondere Speisewasserzusätze, eine erhebliche
Menge ausgesonderten Schlamm besitzt, schlägt sich dieser während des Betriebes
in wachsenden Mengen im Kessel nieder und setzt sich an der Decke der Feuerbüchse,
an den Rohren und in den engen Wasserräumen der Feuerbüchse ab, wobei bei übermäßiger
Ansammlung ein Verhärten und Anbacken erfolgen kann. Hierdurch wird eine Überhitzung
des Metalls hervorgerufen, die eine Deformierung der Wandungen und Leckwerden der
Rohre zur Folge hat. Gleichzeitig wachsen die gelösten Stoffe an, insbesondere bei
bestimmten Zusatzmitteln, so daß beim Fehlen einer Kontrolle dieser Vorgänge Explosionen
und Schaumbildung eintreten können.
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In jedem Falle ist dann zum Ausräumen des Schlammes eine Entleerung
des Kessels notwendig, oder die Konzentration der gelösten Stoffe muß reduziert
werden.
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Ein Entleeren des Kessels bedeutet ein Außerbetriebsetzen während
dieser Zeit und muß um so öfter vorgenommen werden, je mehr die Beschaffenheit des
Wassers eine starke Schlammbildung und Absonderung der gelösten Stoffe bewirkt,
so daß dadurch die Betriebsbereitschaft der Lokomotive stark beeinträchtigt wird.
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Die Verwendung von Ablaßkesseln mit dem Ziele-, die Zeitspanne zwischen
den einzelnen Entleerungen zu verlängern, konnte bisher nicht mit Erfolg durchgeführt
werden, weil es sich um eine von Hand durchzuführende Maßnahme handelte, bei der
der Abschlammhahn entweder sich in der Offenstellung
festsetzen
oder von der Bedienungsperson offen gelassen werden konnte.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines erprobten
Abschlammventils, welches während des Betriebes einer Maschine, z. B. einer Lokomotive,
selbsttätig derart arbeitet, daß die Anhäufung von Schlamm und/oder von gelösten
Stoffen unter Kontrolle gebracht wird.
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Es ist bekannt, ein Abschlammventil durch den Dampfdruck des einzelnen
Kessels in Abhängigkeit von der Tätigkeit der Dampfkontrollvorrichtungen, z. B..
eines Reglers oder eines Drosselventils, zu bedienen, so daß, wenn die Maschine
in Betrieb ist, das Abschlammventil offen ist und eine Abführung des schlammbeladenen.
Wassers und/oder des die gelösten Stoffe in Konzentration enthaltenden Wassers erfolgt,
während das Ventil geschlossen ist und der Abfluß aufhört, wenn die Maschine außer
Betrieb ist. Es ist weiter bekannt, mit dem Abschlammventil eine Reinigungsnadel
zu verbinden, ,die die Ventilöffnungen bei jedem Schließen des Ventils vom Schlamm
reinigt.
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Erfindungsgemäß wird der Ventilkörper in seiner ganzen Länge bis zu
dem von der Entladungsöffnung entfernt liegenden Ventilsitz fest geführt, wobei
der Schlammauslaß in die VAntilführungsbohrung in einem oberhalb des Ventilsitzes
liegenden Punkt einmündet, so daß der Ventilkörper bei geöffnetem Ventil oberhalb
des Schlammeinlasses liegt und diesen frei hält, bei geschlossenem Ventil den Schlammeinlaß
verschließt.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
in einen Längsschnitt durch ein Lokomotivabschlammventil dargestellt.
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Das Ventil besitzt eine längs durchbohrte Ventilkammer i mit einem
Schlammeinlaßstutzen 2, der mittels einer Kupplung 3 beliebiger Form mit dem gewählten
Entnahmepunkt des Kessels (nicht dargestellt) in Verbindung steht, sei es durch
ein als Sammler für die einzelnen Innenrohre dienendes Kopfstück, sei es auf andere
geeignete Weise. Der Schlammeinlaßstutzen 2 ist im spitzen Winkel zu der Ventilkammer
i angeordnet, um dem Eintritt des Schlammes in die Ventilkammer möglichst wenig
Widerstand entgegenzusetzen.
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In die Bohrung der Ventilkammer i ist ein Ventileinsatz q. aus Monelmetall
oder anderem geeigneten Material koaxial dicht eingepaßt, durch den der Schlammeinlaßstutzen
2 hindurchgeht und die Verbindung mit der Ventilkammer durch eine Öffnung 4.a herstellt.
Am unteren Ende des Einsatzes q. ist eine Abschlußscheibe 5 ebenfalls aus Monelmetall
mit einer trichterförmigen Öffnung 511 vorgesehen, deren Größe entsprechend dem
erforderlichen Durchfluß bemessen ist. Die Abschlußscheibe 5 ist herausnehmbar,
so daß sie leicht gegen eine solche mit einer Öffnung größeren oder kleineren Durchmessers
ausgetauscht werden kann, um je nach Wunsch einen größeren oder kleineren Wasserdurchfluß
erzielen zu können. In einer bestimmten Entfernung über der Abschlußscheibe ist
in dem Einsatz 4 ein Ventilsitz 4P angeordnet. Eine Ventilstange 6 aus Monelmetall
ist durch eine auf dem Ventilkörper i angeordnete gewöhnliche Stopfbüchse 7 hindurchgeführt
und mit einem Ventilkopf 6a mit einer' Reinigungsnadel 6b am unteren Ende versehen,
wobei der Ventilkopf sich auf den Ventilsitz q. b setzt und die Nadel in der tiefsten
Stellung des Ventils 6a durch die Öffnung 5a hindurchragt, so daß bei jedem Schließen
des Ventils die Nadel 6b die Öffnung 5" von möglicherweise angehäuftem Kesselstein
und Schlamm reinigt.
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Am oberen Ende der Kolbenstange 6 ist ein glatter Kolben 8 vorgesehen,
der dicht eingepaßt in einem fest auf dem Ventilkörper i angeordneten Dampfzylinder
9 arbeitet. Ein Verbindungsrohr io führt von einem kleinen Dampfraum 911 an der
Unterseite des Kolbens zu dem Dampfkasten der Lokomotive. Sobald der Dampfdruck
im Dampfkasten der Lokomotive entsteht, entsteht ein ähnlicherDruck unter dem Kolben
8, drückt diesen nach oben. und öffnet das Ventil.
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Normal wird das Ventil 611 in seiner geschlossenen Stellung durch
eine im oberen Teil des Dampfzylinders 9 angeordnete Feder ii gehalten, die einen
Druck nach unten auf die Oberseite des Kolbens 8 ausübt und sich .mit ihrem oberen
Ende gegen die Innenfläche einer Flanschscheibe oder Deckplatte 1.2 abstützt, die
auf dem oberen Ende des Zylinders 9 befestigt ist. Die Federkraft wird so bemessen,
daß der erforderliche Schließdruck entsprechend den besonderen Bedingungen, wie
Kesseldruck usw., erzielt wird. Sobald der Dampf Zutritt zu dem kleinen Dampfraum
ga erhält, wird der Kolben 8 gegen den Druck der Feder i i nach oben gedrückt, wobei
die Feder i i das Ventil 6a sofort wieder schließt, wenn der Druck nachUßt.
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Um einen Lufteinschluß im oberen Teil des Dampfzylinders 9 zu verhindern,
ist in der Deckplatte i2 ein Luftabzug 13 vorgesehen. Der Luftabzug 13 führt zu
einer Bohrung i2a in einem nach unten reichenden zentralen Zapfen i2b, wobei die
Bohrung i2a in einem Ventilsitz i2c endet. Der obere Teil der Kolbenstange 6 ragt
etwas über den Kolben 8 hinaus und endet in einen Ventilkopf 6a, der am oberen Ende
des Hubes des Kolbens 8 mit dem Ventilsitz i2c in dem Zapfen i2b zusammentrifft
und so den Luftabzug verschließt.
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Sollte sich infolge einer Undichtigkeit der Ringe oder Packungen ein
Druck auf der Oberseite des Kolbens bilden, wird das Abzugventil6c von seinem Sitz
i2a abgehoben, und zwar gerade genügend, um diesen Druck aufzuheben, wobei eine
Gleichgewichtsstellung durch den nach obenwirkenden Dampfdruck und die nach unten
wirkendeFeder i i und den ebenfalls nach unten wirkenden T-Tndichtigkeitsdruck hergestellt
wird.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gestaltet sich folgendermaßen: Angenommen,
die Lokomotive steht vor dem Beginn der Fahrt unter Dampf. Der Regler ist geschlossen,
so daß kein Dampf zu dem Dampfkasten gelangt. Infolgedessen kann auch kein Dampf
in den. kleinen Dampfraum ga gelangen, der mit dem Dampfkasten in Verbindung steht.
Das
Ventil 611 ist daher geschlossen und wird in dieser Stellung
durch den Druck der Feder i i gehalten.
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Wenn der Lokomotivführer den Regler öffnet, wodurch Dampf in den Dampfkasten
gelangt, treibt der auf die Unterseite des Kolbens 8 einwirkende Druck den Kolben
entgegen der Wirkung der Feder i i nach oben und hebt das Ventil 6a von seinem Sitz
4b ab, wobei etwa im oberen Teil des Dampfzylinders eingeschlossene Luft durch den
Luftabzug 13 herausgedrückt wird.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist der Hub
des Ventils 6a ungefähr 31,75 mm, während die Entfernung von dem Ventilsitz
4b zu der tiefsten Stelle der SchlammeinlaßöffnUng4a in dem Ventileinsatz ungefähr
i9 mm ist, so daß der Schlammabfluß nicht eher beginnen kann, als das Ventil diesen
Punkt passiert hat. Dieses bedeutet, daß das Ventil bereits um ein, Stück von seinem
Sitz abgehoben ist, ehe der Schlammabfluß beginnen kann, so daß jedes Fadenziehen
über die S tirnseitedes Ventils vermieden wird.
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Wenn, wie beschrieben, der Dampf der Lokomotive abgestellt wird, schließt
sich das Ventil 6a unter dem Druck der Feder i i mit erheblicher Kraft, und die
keinigungsnadel6b wird in die Auslaßöffnung 5a hineingestoßen.
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Mit der Abschlammvorrichtung gemäß der Erfindung wird eine vollständige
Kontrolle sowohl des Schlammes als auch der gelösten Stoffe erzielt, selbst wenn
die Schlammpartikel verhältnismäßig groß sind. Außerdem reinigt sich das Ventil
selbst und kann sich nicht verstopfen.
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Die erforderlichen Kräfte zur Bedienung des Ventils liefert der Dampfdruck
im Dampfkasten der Lokomotive, wobei dieser Druck lediglich groß genug sein muß,
um die kombinierte Abwärtskraft der Feder i i und die Reibungskraft zu überwinden,
die durch den seitlichen Druckdes Schlammstromes gegen die Ventilspindel entsteht.
Durch den Kesseldruck wird kein direkter Schließdruck ausgeübt. Das untermittierende
Öffnen und Schließen des Ventils, welches durch die Bedienung des Lokomotivreglers
hervorgerufen wird, bewirkt in dem Wasserkessel in der Nähe des Schlammeinlasses
2 in das Ventil 4b eine genügende Wirbelung, um den Schlamm in Bewegung zu halten
und ein Festsetzen desselben in den engen Wasserräumen zu verhindern.
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Bei geeigneter Anpassung kann die Erfindung selbstverständlich auch
bei stationären Kesselanlagen Anwendung finden.