DE801102C - Regeleinrichtung fuer Dampfheizungen, insbesondere fuer Niederdruckdampfheizungen von Eisenbahnwagen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. DEZEMBER 1950

p 47322 Π j 20 c D

Friedrich Seidl in Wien

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Dampfheizungen, und zwar insbesondere für Niederdruckdampfheizungen von Eisenbahnwagen. Bei den bekannten Niederdruckdampfheizungen von Eisenbahnwagen ist üblicherweise ein Drosselregeleinlaßventil für die Regelung der Dampfzufuhr zum Heizkörper vorgesehen, welches durch einen Thermostaten in .Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur gesteuert oder durch eine Handstellvorrichtung willkürlich entsprechend verschiedenen gewünschten Heizstufen eingestellt wird. Es ist bei solchen Anordnungen auch bekannt, die von der Heizkörpertemperatur abhängige Thermostatensteuerung mit der Handstellvorrichtung zu kombinieren und so das Ausmaß der Einwirkung des Thermostaten willkürlich zu beeinflussen. Hierbei wirkt die 1 landstellvorrichtung auf die Thermostatenstange und verändert die Grundeinstellung derselben im Sinne einer Erhöhung oder Verringerung der Drosselwirkung des Drosselregeleinlaßventils.

Andererseits ist auch eine Regelung der Heizung in Abhängigkeit von der Temperatur des zu beheizenden Raumes durch Temperaturfühler bekannt, wobei auch mehrere auf verschiedene gewünschte Raumtemperaturen eingestellte Temperaturfühler wahlweise in Wirkung gebracht werden können. Bei solchen Anordnungen schließt der z. B. als Kontaktthermometer ausgebildete Temperaturfühler bei Erreichung der gewünschten Raum-

temperatur den Stromkreis zu einem besonderen elektromagnetisch gesteuerten Absperrventil, welches die Dampfzuführung zum Heizkörper absperrt. Die Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, daß das thermostatisch in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur gesteuerte Drosselregeleinlaßventil des Heizkörpers selbst zusätzlich elektromagnetisch in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gesteuert ist. Dadurch, daß das Drosselregeleinlaßveiitil selbst als Magnetventil ausgebildet ist, kann die Steuerung der Dampfzufuhr zum Heizkörper nunmehr durch ein einziges Ventil erfolgen, während bei den bisherigen Anordnungen, bei welchen das Magnetventil lediglich als Absperrorgan wirkte, dieses Magnetventil, falls eine Regelung in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gefordert war, vor dem bei von Hochdruckdampf gespeisten Niederdruckdampfheizungen unerläßlichen, den Dampfdruck reduzierenden Drosselregeleinlaßventil vorgesehen war.

Das als Magnetventil ausgebildete Drosselregeleinlaßventil kann ohne weiteres so eingestellt werden, daß der Magnetanker bei völligem Abschluß des Ventils an dem Magnetkern anliegt oder nahezu anliegt. Wenn nun das Drosselregeleinlaßventil durch einen Thermostaten in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizkörpers gesteuert wird, so ist sein Öffnungshub bei heißem Heizkörper sehr klein und beträgt meist nur ungefähr 0,1 mm. Nun erfolgt aber eine Betätigung des Magnetventils nur bei Überschreitung einer vorbestimmten Raumtemperatur, also nur dann, wenn der Heizkörper heiß ist. Das Ventil wird somit durch den in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur wirkenden Thermostaten ganz nahe an seinen Sitz und somit der Magnetanker ganz nahe zum Magnetkern gebracht, bevor der Magnet in Wirkung tritt. Bisher mußte wegen der gesonderten Anordnung des Magnetventils der Magnet beim Einschalten des Stromes den gesamten Hub des Ventils, der wenigstens zehn- bis zwanzigmal so groß ist, überwinden. Da nun bekanntlich die elektromagnetische Kraft mit dem Quadrat der Entfernung des Ankers vom Kern abnimmt, wird nunmehr eine wesentliche Stromersparnis erzielt, wenn das Magnetventil gleichzeitig als Drosselregeleinlaßventil thermostatisch in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur gesteuert wird.

Am günstigsten liegen die Verhältnisse, wenn das Drosselregeleinlaßventil sowohl durch einen Thermostaten in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur als auch durch eine Handstelleinrichtung willkürlich auf verschiedene Heizstufen eingestellt und überdies elektromagnetisch in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gesteuert wird, da in diesem Falle die stromverbrauchende elektromagnetische Steuerung weitgehend entlastet ist. Gemäß der Erfindung kann daher die elektromagnetische Steuerung des Ventils zwangsläufig von dessen Handsteuerung in Abhängigkeit gebracht werden, indem ein Stromkreis für die in Abhängigkeit von der Raumtemperatur erfolgende Steuerung des Elektromagneten beherrschender Schalter mit dem Handgriff für die willkürliche Einstellung des Drosselregeleinlaßventils gekuppelt wird. Hierbei ist zweckmäßig ein den Stromkreis des Elektromagneten über eine Anzahl auf verschiedene Raumtemperaturen eingestellte Temperaturfühler umleitender Schalter derart mit dem Handgriff für die willkürliche Einstellung des Drosselregeleinlaßventils auf die gleiche Anzahl von Heizstufen gekuppelt, daß bei willkürlicher Einstellung auf die niedrigste Heizstufe der Stromkreis über den auf die niedrigste Raumtemperatur eingestellten Temperaturfühler geschlossen wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles einer Niederdruckdampfheizung für Eisenbahnwagen schematisch erläutert.

Fig. ι zeigt einen Heizkörper mit dazugehöriger Stelleinrichtung im Aufriß, teilweise im Schnitt.

Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 im Grundriß, gleichfalls teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. i, wobei der Deckel des Schalters entfernt ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. i.

Fig. 5 zeigt die Stelleinrichtung nach Fig. 1 bei entkuppelter Stellung des Schalters.

Fig. 6 zeigt ein Schaltschema.

Der Hochdruckdampf tritt durch den Einlaßstutzen ι des Ventilgehäuses 2 in den Ventilraum 3 ein und gelangt, durch das Drosselregeleinlaßventil 4 gesteuert, in den Raum 5 des Ventilgehäuses und über einen Durchlaß 6 in den Heizkörper 7. Durch das Drosselregeleinlaßventil 4 wird der Hochdruckdampf entsprechend auf Niederdruck entspannt. Der Dampf strömt hierbei durch den Ringraum 8 zwischen dem Heizkörperrohr 7 und einem Innenraum 9 und gelangt am anderen Ende desselben über öffnungen 10 in den Raum 11 innerhalb des Rohres 9. In diesem Raum 11 strömt der Dampf zurück und gelangt über eine öffnung 12 zu einem Ablaßrohr 13 für den Abfluß des Kondenswasser.

Innerhalb des Innenrohres 9 befindet sich, durch ein Schutzrohr 14 abgeschirmt, eine aus einem Material von geringerer Wärmedehnung als der Heizkörper 7, z. B. eine aus Invar bestehende Thermostatenstange 15. Das eine Ende 16 der Thermostatenstange 15 ist in dem den Heizkörper abschließenden Regulierkopf 17 abgestützt, während das andere Ende 18, in welches eine gehärtete Kugel 19 eingesetzt ist, auf das Drosselregeleinlaßventil 4 wirkt. Durch diese Thermostatenstange wird somit bei Abkühlung des Heizkörpers das Ventil 4 im Öffnungssinne und bei Erhitzung des Heizkörpers im Schließsinne bewegt. Das Ventil 4 ist hierbei durch eine Feder 20 gegen die Thermostatenstange gedrückt.

Die Anordnung ist so getroffen, daß der durch die öffnung 6 in den Ringraum 8 des Heizkörpers 7 einströmende Dampf nicht unmittelbar zur Austrittsöffnung 12 des Innenrohres 9 gelangt. Das Schutzrohr 14 für die Thermostatentange ist mit einem Ansatz 21 versehen, welcher in einer mit dem Ventilgehäuse verbundenen Führung 22 längsverschiebbar geführt ist, so daß eine Ausdehnung

dieses Sclmtzrohrcs ohne Einfluß bleibt. Am I anderen Ende ist das Schutzrohr 14 bei 23 in den Regulierkopf 17 eingeschraubt. In diesem Ansatz 21 ist die Thermostatenstange 15 ihrerseits längsverschicblich geführt. Das Innenrohr 9 ist einerseits auf den Teil 22 und andererseits auf einen Ansatz 24 des Regulierkopfes lose aufgeschoben, wobei ein dichter Anschluß nicht erforderlich ist.

In einer Ouerbohrung des Regulierkopfes 17 ist ein Exzenter 25 mittels eines Hebels 26 verdrehbar gelagert, Gegen den Exzenter 25 ist das entsprechend profilierte Ende 16 der Thermostaten-Stange abgestützt, so daLi durch Verdrehung des Exzenters eine willkürliche Verstellung der Thermostatenstange 15 von Hand aus ermöglicht wird. Der Exzenter 25 läuft in einen exzentrischen Kegel 27 aus, st) daLi durch axiale Verschiebung des Exzenters die Grundeinstellung der Regulierung verändert werden kann. Dies erfolgt durch einen, den Exzenter in axialer Richtung abstützenden Schraubpfropfen 28, welcher nach Einstellung der Regulierung durch den Monteur mittels einer Sicherung 29 festgelegt und in dieser Stellung gegebenenfalls plombiert werden kann.

Mittels des Hebels 2(> kann nun durch Verdrehung des Exzenters die wirksame Länge der Thermostatenstange 1 =| bzw. der Ofrmmgsspalt des Ventils 4 verändert werden, so dal.i die Heizung in an sich bekannter Weise von Hand aus auf beliebig viele Heizstufen, z. H. »kalt«, »mäßig« und »warm« eingestellt werden kann. Inder »Kalt«-Stellung\vird dann die Thermostatenstange 15 soweit zurückgezogen sein, daß sie nicht mehr auf das Ventil 4 wirkt und das Ventil geschlossen bleibt. In der »Warm«-Stellunghingegen würde die Thermostatenstange durch den Exzenter 25 dem Ventil 4 am weitesten genähert werden, so daß sich der größte j Offnungsspalt ergibt. DieGröl.ie desüffmmgsspahes und damit der Drossel wirkung des Ventils 4 wird dann in der »Mäßig«- und »YVarm«-Stellimg durch die thermische .Ausdehnung des Heizkörperrohres 7 entsprechend geregelt.

Der Hebel 26 ist über eine Kuppelstange 30 mit einem Hebel 31 verbunden, welcher durch den mit dem Rohr 32 fest verbundenen Handgriff 33 der Handstelleinrichtung betätigt wird. Mit diesem Hebel ist ein Schalter 34 gekuppelt, welcher wahlweise den Stromkreis zu einem das Drosselregeleinlaßventil 4 betätigenden Elektromagneten41 über verschiedene Temperaturfühler bzw. Kontaktthermometer schaltet. Hei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung weist der Handgriff 33 drei verschiedene Stellungen, und zwar »kalt«, »mäßig« und »warm« auf. in welchen er durch eine unter der Wir kling einer Feder (>2 stehende, in Rasten 63 der Lagerung 64 einspringende Kugel 65 gehalten wird. Der Hebel 31 ist in Fig. 2 in der »Mäßig«-Stellung dargestellt, während die »Kalt«-Stelhmg und die »Warm«-Stellung strichpunktiert angedeutet sind, Hierbei ist die »Kalt«-Stelhmg mit. 4, die »Mäßig«- Stellung mit /> und die »W'arm«-Stellung mit C bezeichnet. Der Schalter 34 weist eine mit dem Rohr 32 bzw. dem 1 landgriff ^t, gekuppeltes, isoliert gelagertes Segment 35 auf (s. Fig. 3), welches bei seiner Verdrehung die Kontakte 36. 37 und 3^ schaltet. In der Darstellung nach Fig. 3 ist wieder die Kontaktscheibe entsprechend der »Mäßig«- Stellung des Handhebels gezeichnet, während die »Kalt«-Stelhmg und die »Warm-Stcllung strichpunktiert angedeutet ist. Die verschiedenen Stellungen des Segmentes 35 sind wieder entsprechend den verschiedenen Stellungen des Hebels 31 mit A, B und C bezeichnet.

Wie das Schaltschema nach Fig. 6 zeigt, ist der Kontakt 38 mittels einer Leitung 39 über eine Stromquelle 40 mit einem Pol des das Drosselregeleinlaßventil betätigenden Magneten 41 verbunden. Der Kontakt 36 ist mittels einer Leitung 42 über ein Kontaktthermometer 43 mit dem anderen Pol der Wicklung des Magneten 41 verbunden. Der Kontakt 37 ist mittels einer Leitung 44 über ein zweites Kontaktthermometer 45 mit dem anderen Pol der Wicklung des A[agneten4i verbunden. Hierbei ist das Kontaktthermometer 43 auf eine niedrigere Temperatur, z. B. auf 19⁰ C, und das Kontaktthermometer 45 auf eine höhere Temperatur, z. E. auf 2i° C, eingestellt. In der »Kalt«-Stellung befindet sich die Kontaktscheibe in der strichpunktiert gezeichneten Stellung A. Hierbei verbindet sie lediglich die Kontakte 36 und 37, was wirkungslos ist, während der Kontakt 38, welcher mit der Stromquelle 40 verbunden ist, ausgeschaltet ist. Iu dieser Stellung ist somit jeder Stromweg zur Wicklung des Magneten 41 unterbrochen. Die Heizung ist bereits durch die Verstellung der Hebel 31 und 26 auf »kalt« gestellt, so daß das Ventil 4 auch ohne Betätigung des Magneten geschlossen bleibt. In der im Schaltschema mit vollen Linien gezeichneten »Mäßig«-Stellung/:> verbindet das Segment 35 alle drei Kontakte, so daß der Strom über die Leitungen 42 oder 44 fließen kann. Das auf die niedrigere Temperatur eingestellte Kontaktthermometer 43 wird bei Erreichen der Raumtemperatur von beispielsweise 19° C zuerst ansprechen und den Stromkreis zur Wicklung desMagneteii4i schlielien, wodurch das Ventil 4 auf seinen Sitz gedrückt wird und die Dampfzufuhr zum Heizkörper absperrt. Sobald die Raumtemperatur unter die Einstelltemperatur des Kontaktthermometers 43 fällt, wird der Stromkreis über die Leitung 42 wieder unterbrochen.so daß das Ventil 4 wieder freigegeben und in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur durch die Thermostatenstange 15 gesteuert wird. In der »VVarm«-Stellung C hingegen schließt das Segment 35 die beiden Kontakte 37 und 38, während der Kontakt 36 stromlos wird. Es ist somit nur das auf die höhere Temperatur eingestellte Kontaktthermometer 45 in den Stromkreis einbezogen und der Stromkreis zur Wicklung des Magneten 41 wird durch das Kontaktthermometer 45 geschlossen, sobald die Raumtemperatur die höhere Einstelltemperatur des Kontaktthermometers 45 erreicht. Es sind somit, wie Fig. 6 zeigt, die Stromkreise über die beiden Kontaktthermometer 43 und 45 parallel geschaltet, wobei bei Einschalten der höheren Heizstufe jeweils nur das auf niedrigere Temperatur

eingestellte Kontaktthermometer abgeschaltet wird. Es wird dadurch ein Überheizen vermieden.

Um nun das Schließen des Ventils durch den Elektromagneten entgegen der Wirkung der Thermostatenstange 15 zu ermöglichen, ist in die Thermostatenstange eine Pufferfeder 46 eingeschaltet, welche durch die Kraft des Magneten 41 überwunden und zusammengedrückt werden muß.
Bei Kurzschluß eines Kontaktthermometers oder bei einem sonstigen Defekt kann der Fall eintreten, daß der Magnet 41 bei Einstellung des Handgriffes 33 auf »mäßig« oder »warm« ständig unter Strom gesetzt wird, so daß das Ventil 4 geschlossen ^! bleibt und die Heizung außer Funktion gesetzt wird. In einem solchen Falle ist es möglich, den Schalter unabhängig vom Handgriff 33 außer Wirkung zu setzen und dabei die Stromquelle bzw. Batterie 40 auszuschalten, worauf dann die Heizung lediglich durch Handverstellung über den Hebel 31, die Stange 30 und den Hebel 26 reguliert werden kann. Aus diesem Grunde ist das Segment 35 des ! Schalters 34 lösbar mit dem Rohr 32 bzw. dem Handgriff 33 verbunden. Innerhalb des Rohres 32 ist eine Stange 47 angeordnet, welche durch eine Feder 48 nach oben gedruckt wird. Durch eine Bohrung 49 im Handgriff 33 ist ein Stift 50 in die Stange 47 eingesetzt, welcher unter dem Druck der Feder 48 in eine Ausnehmung 51 des Handgriffes 33 einschnappt. In dieser Stellung ist die Stange 47 mit dem Handgriff 33 fest gekuppelt. Im Bereiche des Schalters 34 weist die Stange 47 einen Querbolzen 52 auf, der in Schlitze 53 einer Muffe 54 eingreift, welche mit dem Segment 35 fest verbunden ist. Auf diese Weise ist somit das Segment 35 über die Stange 47 mit dem Handgriff 33 und über das Rohr 32 mit dem Hebel 31 gekuppelt.

Wenn nun die elektromagnetische Regelung ausgeschaltet werden soll, wird an den Vierkant 55 am j oberen Ende der Stange 47 ein Schlüssel angesetzt und die Stange 47 so weit hineingedrückt, daß der Stift 50 aus der Rast 51 austritt. Hierbei gelangt der Stift 50 in eine in den Handgriff 33 eingearbeitete Ringnut 56 und die Stange 47 kann so lange verdreht werden, bis eine Nase 57 am unteren Ende der Stange 47 zu einer Ausnehmung 58 in der Fußplatte 59 der Stelleinrichtung gelangt. Wenn der Handgriff in die Stellung »warm« gestellt ist, so gelangt gleichzeitig der Stift 50 zu einer Aus- ' nehmung 60 des Handgriffes, so daß die Stange 47 unter dem Druck der Feder 48 nach oben ver- ' schoben werden kann, wobei der Mitnahmestift 52 für den Schalter in den Schlitzen 53 der Muffe 54 aufwärtsgleitet. Der Stift 50 liegt nun in der nach oben zu offenen Ausnehmung 61 des Handgriffes und die Stange 47 ist vom Handgriff entkuppelt, so daß der Schalter nicht mehr mitgenommen wird. Bei dieser in Fig. 5 gezeichneten Stellung nimmt gleichzeitig das Segment 35 die Stellung D ein, in welcher alle Kontakte 36, 37 und 38 abgeschaltet sind.

Diese Ausschaltung der elektrischen Einrichtung kann in einfacher Weise vom Zugschaffner durchgeführt werden. In der ausgeschalteten Stellung steht der Vierkant 55, welcher in auffälliger Weise gefärbt sein kann, über den Handgriff 33 vor, wodurch der Fehler dem Kontrollpersonal augenfällig angezeigt wird.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für Dampfheizungen, insbesondere für Niederdruckdampfheizungen von Eisenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet,

■■. daß das thermostatisch in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur gesteuerte Drosselregeleinlaßventil des Heizkörpers zusätzlich elektromagnetisch in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gesteuert ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination der Maßnahmen, daß das Drosselregeleinlaßventil in Abhängigkeit von derHeizkörpertemperatur thermostatisch und durch ein von Hand aus auf verschiedene Heizstufen einstellbares Regelorgan willkürlich gesteuert und als elektromagnetisch in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gesteuertes Abschlußventil ausgebildet ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Stromkreis für die in Abhängigkeit von der Raumtemperatur erfolgende Steuerung des Elektromagneten beherrschender Schalter mit dem Handgriff für die willkürliche Einstellung des Drosselregeleinlaßventils gekuppelt ist.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Stromkreis des Elektromagneten über mehrere auf verschiedene Raumtemperaturen eingestellte Temperaturfühler umleitender Schalter derart mit dem Handgriff für die willkürliche Einstellung des Drosselregeleinlaßventils auf verschiedene Heizstufen gekuppelt ist, daß bei willkürlicher Einstellung auf die niedrigste Heizstufe der Stromkreis über den auf die niedrigste Raumtemperatur eingestellten Temperaturfühler geschlossen ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedrigster Heizstufe alle die Stromzuführung zum Magneten steuernden Temperaturfühler parallel geschaltet sind, während bei Übergang auf die nächsthöhere Heizstufe der jeweils auf die niedrigere Raumtemperatur eingestellte Temperaturfühler abgeschaltet wird.

6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stromkreis des Magneten über die verschiedenen Temperaturfühler umleitende Schalter von der Handstelleinrichtung entkuppelbar ist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch den Entkupplungsvorgang zwangsweise in eine Stellung gebracht wird, in welcher jeder Stromkreis zum Magneten unterbrochen ist.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein Merkzeichen, welches durch das Entkuppeln des Schalters augenfällig

ins Blickfeld gebracht wird, z. B. aus dem Handgriff der Handstelleinrichtung vorspringt, j

9. Regeleinrichtung nach Ansprucho, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter mit dem Handgriff der Handstelleinrichtung gleichachsig angeordnet und durch eine in der hohlen Welle des Handgriffes geführte Stange gekuppelt ist, welche durch Verdrehung in eine Aus- J schaltstellung des Schalters unter Einwirkung einer Feder außer Eingriff mit dem Handgriff j und in eine über den Handgriff vorspringende augenfällige Stellung gebracht werden kann.

10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Magneten derart bemessen ist, daß der Magnet nur den durch die in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur wirkenden Thermostaten bei betriebswarmem Heizkörper eingestellten Hub des Drosselregeleinlaßveiitils überwindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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