DE254511C

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Publication number: DE254511C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

#ATENTSCHRIFT

* 254511 -KLASSE 47g. GRUPPE

JULIUS PINTSCH AKT-GES. in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. April 1910 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft einen selbsttätigen Druckminderer für Dampfheizungen, durch den der Verbrauch des Dampfes in der Weise geregelt wird, daß bei steigendem Druck in der Haupt- bzw. Zuleitung der Druck in der Verbrauchsleitung fällt und umgekehrt bei fallendem Druck in der Hauptleitung der Druck in der Verbrauchsleitung steigt.

ίο Im folgenden soll mit »Vordruck« der Druck in der Hauptleitung und mit »Hinterdruck« der Druck in der Verbrauchsleitung bezeichnet werden.

Dadurch wird erreicht, daß die durchströmende Dampfmenge wechselt, und zwar bei steigendem Vordruck geringer, bei fallendem Vordruck größer wird, und zwar in solchem Maße, daß die Heizwirkung im wesentlichen konstant bleibt, denn Dampf höheren Druckes besitzt einen größeren Heizwert als Dampf niederen Druckes.

Die Erfindung kann selbstverständlich auch überall dort Verwendung finden, wo ähnliche A^erhältnisse vorliegen, wo also bei steigendem Vordruck sich gleichzeitig die innere Energie des Mittels in der oben geschilderten Weise ändert.

Ganz besondere Vorteile bietet die Erfindung in der Anwendung für Eisenbahnniederdruckdampfheizungen, deren Heiz- bzw. Verbrauchsleitungen mit ihrem einen Ende frei mit der atmosphärischen Luft in Verbindung stehen, während das andere Ende an die Hauptleitung angeschlossen ist, wobei die Zuführung des Dampfes zu den Niederdruckheizungen entsprechend dem in der Hauptleitung herrschenden Druck durch von Hand eingestellte Drosselventile geregelt wird. In der Regel — und dies trifft namentlich bei langen Zügen zu — herrscht in den ersten Wagen hinter der Lokomotive in dem Hauptdampfleitungsrohr ein Druck von 4 Atm. = ungefähr 40 m Wassersäule, der jedoch dauernd fällt und häufig in den letzten Wagen nur noch Bruchteile einer Atmosphäre, beispielsweise V20 bis V₁₀ Atm. oder V₂ bis 1 m Wassersäule beträgt und hier erheblich mehr Kondenswasser mit sich führt als am Anfang unmittelbar hinter der Lokomotive. Schon bei normalen Verhältnissen ist ein gleichmäßiges Heizen der einzelnen Wagenabteilungen unter diesen Umständen sehr erschwert. Im Betriebe werden diese an und für sich ungünstigen Verhältnisse in anderer Weise bedeutend vermehrt, so daß eine vollkommen ungleichmäßige Beheizung der einzelnen Abteilungen in einem Zuge die Regel bildet. Die auf einer Kopfstation eintreffenden Züge verlassen diese gewöhnlich in entgegengesetzter Fahrtrichtung, so daß die Wagen, die bei der Einfahrt unmittelbar hinter der Lokomotive liefen, bei der Ausfahrt den Schluß des Zuges bilden. Bei dem kurzen Aufenthalt der Züge ist es fast unmöglich, die von Hand einzustellenden Drosselventile entsprechend den verschiedenen Verhältnissen richtig einzustellen. Meistens findet bei der kurzen Zeit ein Einstellen der Ventile über-

haupt nicht statt, und jetzt erhalten die Wagen, die vorher den Schluß des Zuges bildeten, da sie jetzt unmittelbar hinter der Lokomotive laufen, bei den weit geöffneten Drosselventilen viel zu viel Dampf, so daß sie überheizt werden, während die jetzt am Ende laufenden Wagen so gut wie gar keinen Heizdampf mehr erhalten und dementsprechend kalt bleiben.

ίο Diese Übelstände werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß mit steigendem Vordruck der Hinterdruck fällt und mit fallendem Vordruck steigt, so daß entsprechend dem Druck in der Dampfleitung durch die an den verschiedenen Stellen abgezweigten Heizleitungen verschiedene Mengen Dampf hindurchgeführt werden.

An sich sind selbsttätige Druckminderer bekannt. Sie sind jedoch ausnahmslos in der Weise ausgebildet, daß auch bei wechselndem Vordruck der Hinterdruck, so\veit dies überhaupt möglich ist, in der eigentlichen Verbrauchsleitung stets konstant erhalten wird.

Die bekannten Druckminderer besitzen daher alle einen gewichts- oder federbelasteten Kolben oder eine Membran, die auf ein Durchgangsventil in der Weise wirkt, daß dieses sich nur so weit öffnet und so viel von dem Druckmittel hindurchläßt, daß in der Verbrauchsleitung ein bestimmter gleichbleibender Verbrauchsdruck erhalten bleibt. Sie sind ausnahmslos so ausgebildet, daß auf das Regelventil nur der in dem Mittel enthaltene Druck, also die potentielle Energie zur Wirkung gelangen kann, während die kinetische Energie des durchströmenden Mittels bei den bekannten Anordnungen entweder überhaupt nicht oder nur in einem Maße zur Wirkung kommt, daß die Einstellung des Druckminderers dadurch in keiner Weise beeinflußt wird.

Die vorliegende Erfindung benutzt nun in allererster Linie gerade die kinetische oder Strömungsenergie des durch das Ventil durchströmenden Mittels. Um die Änderung der kinetischen Energie entsprechend dem steigenden Vordruck nutzbar zu machen, muß das Durchlaßventil als Düse ausgebildet sein und vor dieser Düse ein trichterförmiger Auffang- oder Stauraum vorgelagert sein, der mit dem eigentlichen Druckraum, durch den die Verstellung des Ventils in bekannter Weise vorgenommen wird, in Verbindung steht.

In diesen trichterförmigen Auffang- oder Stauraum wird die kinetische Energie des aus der Ausströmdüse heraustretenden Strahles in Druckenergie umgesetzt, die sich nur nach dem Innern des Druckraumes fortpflanzt, den Druck in der Verbrauchsleitung jedoch unbeeinflußt läßt. Das aus der Staudüse zurückströmende und in die Verbrauchsleitung gelangende Mittel erzeugt in dieser nur einen Druck, der der vorhandenen Menge ent- 65 spricht. Da nun bei steigendem Vordruck die kinetische Energie des ausströmenden Dampfstrahles wesentlich höher ist als bei geringerem Vordruck, so wird im Grunde des trichterförmigen Stauraumes und damit auch in dem Druckraum ein höherer Druck erzeugt als bei dem fallenden Vordruck. Infolgedessen wird das Ventil im ersteren .Falle mehr gedrosselt als im letzteren und deshalb weniger Dampf in die Verbrauchsleitung gelangen als im letzteren Fall.

Dies hat aber zur Folge, daß bei steigendem Vordruck der Hinterdruck fällt, bei fallendem Vordruck dagegen steigt. Bei den bekannten Vorrichtungen, die auf konstanten Hinterdruck regeln, ist eine derartige Wirkung unmöglich. Sie werden günstigstenfalls konstanten Hinterdruck halten, wobei die Tendenz vorhanden ist, daß bei steigendem Vordruck auch der Hinterdruck etwas steigt und bei fallendem Vordruck etwas fällt. Dies liegt im Wesen der bekannten Vorrichtungen begründet, denn da sie lediglich vom Hinterdruck, also vom Druck in der Verbrauchsleitung abhängig sind und nur durch diesen Druck ein verschiedenes Einstellen des Ventils möglich ist, so muß, um bei steigendem Vordruck das Ventil mehr zu schließen, der Hinterdruck um ein geringes steigen und umgekehrt.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform des Druckminderers, wie er beispielsweise für Dampfheizungen Verwendung findet, schematisch im Schnitt dargestellt.

Es bezeichnet 1 den Stutzen, der an der Hauptdampfleitung bzw. dem Dampferzeuger, der den Frischdampf liefert, angeschlossen ist, 2 den Kanal, durch den der Dampf dem Drosselventil 3 zuströmt. 4 bezeichnet den vom Ventil gedrosselten Durchgang, 5 den düsenartig ausgebildeten Austritt, Mit 6 ist der kegelförmig sich verjüngende oder düsenförmige Auffangtrichter bezeichnet, der durch die Öffnung 7 mit dem no eigentlichen Druckraum 8 in Verbindung steht. Der Druckraum 8 steht durch den Kanal 9 mit der Membran 10 in Verbindung. Die hiermit in Verbindung stehende Stange 12 ruht mit dem einen Ende auf einer Feder 13, die mittels eines bei 11 drehbar gelagerten Teiles 14 an dem Gehäuse des Druckminderers einstellbar befestigt ist. Das andere Ende der Stange 12 stützt sich gegen einen doppelarmigen Hebel 15, der bei 16 im Druck- iao raum drehbar gelagert ist. Der andere Arm dieses Hebels 15 wirkt auf eine Stange 17, die

Claims

mit dem Drosselventil 3 in Verbindung steht. Mit 18 ist der Stutzen bezeichnet, durch den der Druckminderer an die Verbrauchsleitung angeschlossen ist, und mit 19 der Kanal, durch den der Dampf in diese Leitung tritt. Die Wirkungsweise ist kurz folgende:

Der Dampf strömt von der Hauptdampfleitung" in Richtung des Pfeiles durch den Kanal 2 über das Drosselventil 3 durch den Kanal 4, die Düse 5, zum Stauraum 6, der mit dem Druckraum 8 in Verbindung steht. In dem Stauraum 6 staut er sich, und seine Strahlwirkung wird hier in Druck umgewandelt, der sich durch die Verbindungsöffnung 7, den Druckraum 8 und den Kanal 9 auf die Membran 10 unverändert fortpflanzt. Entsprechend dem Druck stellt sich die Feder 13 und der doppelarmige Hebel 15 ein, der seinerseits die Einstellung des Drosselventils 3 bewirkt. Da die Druckkammer nicht als Durchlaß dient, muß der nachfolgende Dampf in dem Stauraum verbleiben und, nachdem er seine Strahlwirkung ausgeübt hat, wirbelartig zurückweichen und durch den Kanal 19 in die Verbrauchsleitung strömen.

PATEiSTT-ANSPRUCH:

Selbsttätiger Druckminderer mit Drosselventil, insbesondere für Eisenbahndampfheizungen,. bei dem mittels Membran oder Kolben das Drosselventil bei veränderlichem Vordruck eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem in bekannter Weise als Ausströmdüse (5) ausgebildeten Durchgang (4) des Drosselventils (3) ein mit dem eigentlichen Druckraum (8) in Verbindung stehender trichterförmiger Auf fang- oder Stauraum (6) vorgelagert ist, durch den der Kolben oder die Membran (10) infolge der Strö- mungsenergie beeinflußt wird.

Hierzu τ Blatt Zeichnungen.