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Zur Verminderung des schädlichen Raumes bei für den Leerlauf an Lokomotiven angebauten Druckausgleichventilen wird an jedem Ende des Umlaufkanals je ein Ventil angebaut, das bei offenem Regler durch den Kesseldruck geschlossen gehalten wird, sich aber bei geschlossenem Regler öffnet und damit den Druckausgleich auf beide Zylinderseiten ermöglicht. Bei den für diesen Zweck bekannten
Ventilen steht das Absperrorgan entweder unter der Wirkung von seine Öffnung anstrebenden Federn oder der wechselnden Drücke im Zylinder, was ein Schlagen des Ventils zur Folge hat, oder Zylinder und Schieberkasten besitzen von vornherein in einer abseits des Umlaufkanals liegenden Aussparung im Zylindergehäuse eingebaute Druckausgleichventile. Solche Ventile sind nicht für den nachträglichen Anbau an laufende Maschinen geeignet.
Auch lässt sich dann nicht die zur Verminderung des Verschleisses überaus günstige lotrechte Lagerung des. Absperrorgans anwenden.
Nach der Erfindung ist das Absperrorgan zwecks Erreichung grosser Durchgangsquerschnitte in einer besonderen Kammer des an den Enden erweiterten Umlaufkanals eingebaut. Daraus ergibt sich trotz der grossen Durchgangsquerschnitte ein verhältnismässig kleines Gehäuse für den beliebigen, nachträglichen Anbau an vorhandene Maschinen.
Das Flattern des Absperrorgans lässt sich durch Anwendung des bei in der Mitte des Umlauf- kanals eingebauten Druckausgleichventilen bekannten Gegenkolbens verhüten, der aber in diesen bekannten Fällen den wechselnden Drücken auf der einen Zylinderseite im zugehörigen Zweig des Umlauf- kanals ausgesetzt ist, wogegen er durch die nach der Erfindung gewählte Anordnung ausserhalb des
Bereiches dieser wechselnden Drucke zu liegen kommt. Demgemäss wird auch das geschlossene Absperr- organ durch diese wechselnden Drücke nicht beeinflusst.
Solche Ventile sollen zwar im allgemeinen selbsttätig wirken, also den freien Ausgleich des Drucks beim Abstellen des Reglers ohne besondere Handgriffe des Führers herstellen. Anderseits ist oft ein freier Umlauf des Dampfes zwischen beiden Zylinderseiten besonders dann erwünscht, wenn die Zylinder beim Bereitstellen der Maschine vorgewärmt werden sollen. Dafür ist eine möglichst gleichmässige Erwärmung aller Zylinderteile notwendig. Um dafür dem Führer freie Hand zu lassen und die Einstellung der Druckausgleichorgane in sein Belieben zu stellen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Raum über dem Gegenkolben des Absperrorgans an eine Druckleitung angeschlossen, also z. B. an den Kessel oder auch an die Pressluftleitung.
Der Führer kann nunmehr durch Anstellen des Druckes beide Druckausgleichventile an den Zylinderenden öffnen, so dass der zum Anwärmen eingelassene Dampf von verhältnismässig geringer Spannung durch den Zylinder, den Schieberkasten und den Umlaufkanal freie Bahn findet und demnach eine gleichmässige Vorwärmung aller Teile sichert.
Die Erfindung lässt sich auch für ein wagrecht eingebautes Absperrorgan anwenden. Es ist dann zweckmässig, es in bekannter Weise auf einem fest gelagerten Kolben zu führen. Bei den bekannten Ventilen dieser Art ist das Absperrorgan hinten offen und vor dem Kolben geschlossen. Dadurch entsteht zwischen beiden ein Pufferraum, dessen Druckverhältnisse der Regelung durch den Führer entzogen sind, weil das Absperrorgan nur in der Richtung auf Schluss steuerbar ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist nun das Absperrorgan vor dem Kolben offen, wogegen es sich hinter ihm auf seiner
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Stange mit einem geschlossenen Boden dicht führt.
Dadurch ist zwischen Kolben und Absperrorgan ein Hohlraum geschaffen, der sich an die Aussenluft oder an eine Druckleitung anschliessen lässt, so dass
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dem vollen Kesseldruck ausgesetzt ist und seine ilbrige Druckfläche unter dem Druck im Zylinder steht.
Bei geschlossenem Regler tritt das Absperrorgan mit seinen wirksamen Flächen aus dem Bereich der die beiden Ventile eines Zylinders und den sie verbindenden Umlaufkanal durchströmenden Gasp. e, so dass ein Flattern der Absperrorgane verhütet wird.
Dabei kann auf die Einwirkung des im Umlaufkanal herrschenden Druckes auf die Innenseite des mit dem Absperrorgan verbundenen Gegenkolbens ver- zichtet werden, so dass nur die Aussenluft oder Pressluft auf die andere Seite des Gegenkolbens und damit des Absperrorgans bei geschlossenem Regler wirken können. Dies wird durch Einbau des Absperrorgans in die Kammer des Umlaufkanals in dessen Achse und quer zum Anschlussstutzen an den Zylinder erreicht.
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schnitt. Fig. 2 bis 5 zeigen andere Ausführungsbeispiele des einzelnen Ventils, ebenfalls im Längsschnitt.
Das Gehäuse a jedes Ventils (Fig. 1) ist mit seinem Flansch c unmittelbar am Zylinder oder am Schieberkasten befestigt. Jede Seite des Zylinders oder Schieberkastens wird mit einem Ventil ausgerüstet. Die Gehäuse a je zwei solcher Ventile sind durch das an den Flansch c angeschlossene Umlaut- rohr cf ! verbunden. Das Absperrorgan e schliesst in Richtung auf den Flanseh c bzw. den Umlanfkanal c' und steht mit seiner Rückseite unter der Wirkung des Dampfes im Schieberkasten, zu welchem Zweck ein von diesem kommendes Rohr d an das Gehäuse a angeschlossen ist, so dass der Dampf hinter dem Absperrorgan e in die Kammer & treten kann. i ist ein Ringkanal am Umfang des Absperrorgans e.
Mit dem Absperrorgan e ist ein Gegenkolben verbunden. Der Raum über ihm steht entweder unter der Wirkung der Aussenluft oder ist an eine Pressluft- oder Dampfleitung n angeschlossen. Der Kolben/ hat annähernd dieselbe Druckfläche wie das Absperrorgan e an seiner dem Umlaufkanal zu gewendeten Seite.
Beim Öffnen des Reglers wird das Absperrorgan e durch den im Rohr tl zutretenden Dampfdruck im Schieberkasten geschlossen. Läuft die Lokomotive leer, dann öffnen sich beide Absperrorgane e unter der Wirkung der wechselseitig auftretenden Überdrucke auf beiden Zylinderseiten oder im Schieber- kasten und der auf den Kolben j wirkenden Aussenluft oder der Wirkung der Pressluft.
Die Leitung n führt entweder zum Dampfkessel oder zum Pressluftbehälter und enthält einen
Hahn, damit der Führer nach Belieben die Gegenkolben f aller Druckausgleichventile unter Druck setzen und die Absperrorgane ein der offenen Stellung zu jeder gewünschten Zeit bei niedrigem Schieberkastendruck erhalten kann, auch dann, wenn er zwecks Vorwärmung der Zylinder und Schieberka'-ten den
Regler etwas gelüftet und dadurch auch die Absperrorgane e unter geringen Druck gesetzt hat. Der zum Vorwärmen eingelassene Dampf findet dann auf beiden Seiten des Kolbens im Zylinder vollen
Ausgleich.
Der Anschluss der Ventile an eine Druckleitung bietet dem Führer auch die Möglichkeit, im
Gefahrfall die Absperrorgane e plötzlich zu öffnen und den Druckausgleich auf beiden Zylinder, : eitrll herzustellen, um in diesem Augenblick eine Arbeitsleistung auf der mit Dampf gefüllten Zylinderseite zu vermeiden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist dem eben beschriebenen bis auf die Ausgestaltung des Absperrorgans e als Differentialkolben ähnlich. Das Absperrorgan e besitzt in diesem Falle einen Absat z e'.
Der vor ihm liegende Hohlraum k steht durch den Kanal i ! mit der Aussenluft in Verbindung, welche das schnelle Öffnen des Ventilkörpers e durch Einwirkung auf den Absatz e'unterstützt. Auch in diesem
Falle könnte dieselbe Wirkung durch Pressluft erreicht werden.
Auch bei dem Beispiel in Fig. 3 besitzt das Ventilgehäuse a einen Stutzen b zum Anschluss an den
Schieberkasten bzw. an das eine Zylinderende und einen Stutzen e zum Anschluss des Umlaufrohr c" zur anderen Zylinderseite. Im Gehäuse a führt sich das Absperrorgan e, das am Sitz o abdichtet. Zur
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mit der Aussenluft hat. Der Raum h hinter dem Absperrorgan e ist an die Dampfleitung cl angescMosben. Das Absperrorgan ist vorn offen und hinter dem Kolben f1 durch einen Boden r geschlossen und führt sich mit seinem hohlen Schaft e"auf der hohlen Kolbenstange j1'.
Ist der Regler offen, dann presst der durch das Rohr d zutretende Dampf das Absperrorgan e auf seinen Sitz o und sperrt die Verbindung zwischen den beiden Zylinderenden. Wird der Regler abgestellt, dann bewirken einerseits die umschichtigen Druckstösse auf den Zylinderseiten gegen den Absatz q des Absperrorgans e und anderseits der gegenüber den im Raum h auftretenden Unterdrücken überwiegende Atmosphärendruck im Raum k das Aufdrücken des Absperrorgans e und damit die Freigabe des Druck-
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gegenüber den beiden Hohlräumen k und h mit der Aussenluft infolge der verhältnismässig kleinen Öffnungen Itl und m nicht plötzlich vor sich gehen kann.
Der Kanal m verbindet den Hohlraum A mit dem Hohlraum hinter dem Schaft e.
Auch bei diesem Ventil kann die hohle Kolbenstange ill anstatt an die Aussenluft an eine Frischdampf-oder Druckluftleitung angeschlossen sein.
Das Ventil nach Fig. 4 vereinigt die lotrechte Lagerung und die Gestaltung des Absperrorgans als Differentialkolben. Auf seiner Unterseite besitzt es die mittlere Druckfläche s'und die Ringfläche s".
Der die mittlere Druckfläche s'tragende Schaft/führt sieh als Kolben in einer Gehäusebilchse a".
Bei offenem Regler schliessen sich die Absperrorgane auf beiden Enden des Zylinders unter der Wirkung des durch die Leitung d zutretenden Dampfdruckes, der auf die Fläche s'wirkt, und unter Wirkung des im Zylinder herrschenden wechselnden Druckes, der auf die Ringfläche s" zur Geltung kommt.
Infolge der eigenartigen Gestaltung des Absperrorgans lassen sich die für die Verbindung mit dem
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das Absparrorgan e in die offene Stellung fällt.
Es kann in seiner offenen Stellung aus dem. Bereich des Umlaufkanals ganz zurücktreten, wenn seine Bewegungsachse in Richtung des Umlaufkanals c'gelegt wird, wie Fig. 5 zeigt. In diesem Falle kann auf die Wirkung der den Umlaufkanal durchströmenden Gase auf die Innenfläche des Kolbens f
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geschlossenen Hülse t des Gehäuses a geführt, deren Hohlraum t'durch einen Kanal n'an die Pressluftleitung oder die Aussenluft angeschlossen ist. Die Wirkung ist im übrigen dieselbe. Bei offenem Regler bewirken der in den Raum h tretende Kessel-bzw. Schieberkastendruck und der auf die Ringfläche s" zur Geltung kommende Zylinderdruck den Schluss des Absperrorgans e.
Wird der Regler geschlossen, dann tritt es aus dem Bereich der Umlaufverbindung b', e ganz zurück. Auch in diesem Fall bietet
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Druekausgleichvorrichtung für Dampflokomotiven, bei der an jedem Zylinderende ein selbsttätiges Druckausgleichventil eingebaut ist, das in Richtung des Umlaufkanals schliesst, dadurch gekennzeichnet, dass diese Ventile (e) in besonderen Kammern des an den Enden erweiterten Umlaufkanals liegen.
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To reduce the harmful space in the case of pressure equalization valves installed for idling locomotives, a valve is installed at each end of the circulation channel, which is kept closed by the boiler pressure when the regulator is open, but opens when the regulator is closed and thus enables pressure equalization on both cylinder sides. With those known for this purpose
Valves, the shut-off element is either under the action of springs striving to open it or the changing pressures in the cylinder, which results in the valve striking, or the cylinder and valve body have pressure equalization valves built into a recess in the cylinder housing away from the circulation duct from the outset. Such valves are not suitable for retrofitting to running machines.
The perpendicular mounting of the shut-off element, which is extremely favorable for reducing wear, cannot then be used either.
According to the invention, the shut-off device is installed in a special chamber of the circulation channel widened at the ends in order to achieve large passage cross-sections. Despite the large passage cross-sections, this results in a relatively small housing for any subsequent attachment to existing machines.
The fluttering of the shut-off element can be prevented by using the counter-piston known from pressure equalization valves installed in the middle of the circulation channel, which in these known cases is exposed to the changing pressures on one side of the cylinder in the associated branch of the circulation channel, whereas it is exposed to the according to the invention chosen arrangement outside the
The area of these changing pressures comes to rest. Accordingly, the closed shut-off device is also not influenced by these changing pressures.
Such valves should in general act automatically, that is, they should produce the free equalization of the pressure when the regulator is switched off without the driver having to do anything special. On the other hand, free circulation of the steam between the two cylinder sides is often particularly desirable if the cylinders are to be preheated when the machine is ready. This requires that all cylinder parts be heated as evenly as possible. In order to give the leader a free hand and to make the setting of the pressure compensation organs at his discretion, according to a further feature of the invention, the space above the opposing piston of the shut-off element is connected to a pressure line, so z. B. to the boiler or to the compressed air line.
The driver can now open both pressure equalization valves at the cylinder ends by turning on the pressure, so that the relatively low tension steam that is let in for heating finds its way through the cylinder, the valve body and the circulation channel and thus ensures that all parts are preheated evenly.
The invention can also be used for a horizontally installed shut-off device. It is then expedient to guide it in a known manner on a firmly mounted piston. In the known valves of this type, the shut-off device is open at the rear and closed in front of the piston. This creates a buffer space between the two, the pressure conditions of which are beyond the control of the driver because the shut-off device can only be controlled in the direction towards the end. According to a further feature of the invention, the shut-off element is open in front of the piston, whereas it is behind him on his
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Rod with a closed bottom leads tightly.
As a result, a cavity is created between the piston and the shut-off element, which can be connected to the outside air or to a pressure line, so that
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is exposed to full boiler pressure and its remaining pressure surface is under the pressure in the cylinder.
When the regulator is closed, the shut-off element with its effective surfaces leaves the area of the gasp flowing through the two valves of a cylinder and the circulating duct connecting them. e, so that fluttering of the shut-off devices is prevented.
The pressure prevailing in the circulation channel on the inside of the opposing piston connected to the shut-off element can be dispensed with, so that only the outside air or compressed air can act on the other side of the opposing piston and thus the shut-off element when the regulator is closed. This is achieved by installing the shut-off element in the chamber of the circulation channel in its axis and transversely to the connection piece on the cylinder.
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cut. FIGS. 2 to 5 show other exemplary embodiments of the individual valve, also in longitudinal section.
The housing a of each valve (Fig. 1) is attached with its flange c directly on the cylinder or on the valve body. Each side of the cylinder or valve body is equipped with a valve. The housings a each two such valves are connected to the flange c by the umlaut tube cf! connected. The shut-off element e closes in the direction of the flange c or the circumferential duct c 'and its rear side is under the action of the steam in the valve body, for which purpose a pipe d coming from this is connected to the housing a so that the steam is behind the shut-off device can enter chamber &. i is an annular channel on the circumference of the shut-off member e.
A counter-piston is connected to the shut-off element. The space above is either under the influence of outside air or is connected to a compressed air or steam line n. The piston / has approximately the same pressure surface as the shut-off element on its side facing the circulation channel.
When the regulator is opened, the shut-off element e is closed by the steam pressure in the valve body in the pipe tl. If the locomotive runs empty, then both shut-off devices e open under the effect of the alternating overpressures on both cylinder sides or in the valve body and the outside air acting on the piston j or the effect of the compressed air.
Line n leads either to the steam boiler or to the compressed air tank and contains one
Hahn, so that the driver can pressurize the opposing pistons of all pressure equalization valves at will and keep the shut-off devices in the open position at any time with low valve body pressure, even if he is to preheat the cylinders and valve bodies
The regulator has ventilated a little and thereby also put the shut-off elements e under low pressure. The steam let in for preheating is then full on both sides of the piston in the cylinder
Compensation.
The connection of the valves to a pressure line also gives the guide the option of using the
In the event of danger, to suddenly open the shut-off devices and to equalize the pressure on both cylinders, in order to avoid work on the cylinder side filled with steam at this moment.
The embodiment according to FIG. 2 is similar to that just described except for the design of the shut-off element e as a differential piston. In this case, the shut-off element has a paragraph e '.
The cavity k in front of it stands through the channel i! with the outside air in connection, which supports the rapid opening of the valve body e by acting on the shoulder e '. Also in this
Trap, the same effect could be achieved by compressed air.
Also in the example in Fig. 3, the valve housing a has a connector b for connection to the
Valve body or to one end of the cylinder and a connection piece e for connecting the circulation pipe c ″ to the other cylinder side. The shut-off element e, which seals on the seat o, is located in the housing a
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with the outside air. The space h behind the shut-off element is connected to the steam line cl. The shut-off element is open at the front and closed behind the piston f1 by a base r and its hollow shaft e ″ guides itself on the hollow piston rod j1 '.
If the regulator is open, then the steam entering through the pipe d presses the shut-off element e onto its seat o and blocks the connection between the two cylinder ends. If the regulator is switched off, then on the one hand the shifting pressure surges on the cylinder sides against the shoulder q of the shut-off element e and, on the other hand, the predominant atmospheric pressure in space k compared to the negative pressures occurring in space h pushes the shut-off element e and thus releases the pressure
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in relation to the two cavities k and h with the outside air, due to the relatively small openings Itl and m, cannot suddenly occur.
The channel m connects the cavity A with the cavity behind the shaft e.
In this valve, too, the hollow piston rod 11 can be connected to a live steam or compressed air line instead of to the outside air.
The valve according to FIG. 4 combines the vertical mounting and the design of the shut-off device as a differential piston. On its underside it has the middle pressure area s' and the ring area s ".
The shaft / carrying the middle pressure surface s' leads as a piston in a housing sleeve a ".
When the regulator is open, the shut-off devices on both ends of the cylinder close under the effect of the steam pressure entering through the line d, which acts on the surface s', and under the effect of the changing pressure prevailing in the cylinder, which is applied to the annular surface s " .
As a result of the peculiar design of the shut-off device, the connection with the
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the saving element falls into the open position.
It can be in its open position from the. Step back completely in the area of the circulation channel when its axis of movement is placed in the direction of the circulation channel c ', as FIG. 5 shows. In this case, the effect of the gases flowing through the circulation channel on the inner surface of the piston f
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closed sleeve t of the housing a, the cavity t 'of which is connected to the compressed air line or the outside air through a channel n'. The effect is otherwise the same. When the controller is open, the boiler or boiler entering room h. Valve body pressure and the cylinder pressure applied to the annular surface s "the closure of the shut-off element e.
If the regulator is closed, then it completely recedes from the area of the circulation connection b ', e. Also in this case offers
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PATENT CLAIMS:
1. Pressure compensation device for steam locomotives, in which an automatic pressure compensation valve is installed at each end of the cylinder, which closes in the direction of the circulation channel, characterized in that these valves (s) are located in special chambers of the circulation channel expanded at the ends.