Как работает регулятор скорости у паровоза
Регулятор представляет собой устройство, с помощью которого регулируется впуск пара из котла в золотниковые камеры цилиндра паровой машины паровоза. Регулятор является главнейшим органом управления паровозом.
Рис. 53. Двухклапанный регулятор: 1 — головка; 2 — кронштейн; 3 — рычаг; 4 — малый разгрузочный клапан; б — большой клапан; 6 — кольцевой канал; 7— отверстие
На паровозах Э р и Е а установлены двухклапанные регуляторы (рис. 53). Регуляторная головка ) отлита из чугуна и представляет собой бочкообразную коробку, внутри которой имеется разгрузочная камера с дном. Разгрузочная камера соединяется с головкой / вертикальными ребрами. Регуляторная головка расположена в колене регуляторной трубы, конец которой выведен в сухопарник. Регуляторная головка в своей верхней части имеет коническую посадочную поверхность, на которую опускается большой клапан 5 своей тарелкой. Внизу большой клапан имеет форму поршня, который входит в разгрузочную камеру. В средней части клапан сужается, в результате чего при его подъеме образуется кольцевой зазор между средней частью клапана и седлом регуляторной головки. Этот зазор обеспечивает свободный шроход пара с наименьшим мятием — потерей давления.
Малый разгрузочный клапан 4 установлен в центральном сквозном канале внутри большого клапана, который имеет коническую притирку для посадки малого клапана. Малый клапан имеет проушину для соединения с рычагом 3, который шарнирно соединен с кронштейном 2. Пространство между ребрами и стержнем малого клапана позволяет пройти пару в разгрузочную камеру под поршень большого клапана после открытия малого клапана. Поэтому после открытия малого клапана на большой клапан действует давление сверху и снизу, т. е. находится в разгруженном состоянии, и для открытия большого клапана требуется небольшое усилие. Дальнейший подъем малого клапана приводит к подъему большого клапана, в результате чего открывается доступ пара в регулятор-ную трубу. Подъем большого клапана составляет 32—33 мм.
Сферическое дно разгрузочной камеры имеет отверстие 7, что позволяет предварительно поступать пару в регуляторную трубу до значительного количества при открытии большого клапана. Этим достигается плавное поступление пара в золотниковые камеры цилиндров паровой машины и плавное трогание паровоза с места. При открытии большого клапана пар поступает в кольцевое пространство между суженной частью клапана и расточкой в регуляторной головке, а затем по кольцевому каналу 6 в нижнюю часть регуляторной головки и далее в колено регуляторной трубы, а из нее в пароперегреватель. Из пароперегревателя перегретый пар по паровпускным трубам поступает в золотниковые камеры цилиндров паровой машины паровоза.
Регуляторный вал регулятора проходит внутри котла и выведен через лобовой лист кожуха топки в будку машиниста. В котле регуляторный вал соединен с клапаном регулятора. На лобовом листе кожуха топки установлена рукоятка, которая тягой соединена с рычагом, насаженным на конец регуляторного вала. Перемещение рукоятки производится по сегменту. Регулятор в нужном положении удерживается вилкой, которая под действием пружины входит между зубцами накладки сегмента.
Рис. 54. Привод регулятора паровоза Эр: 1,8—фланцы; 2 — грундбукса сальника; 3 — рычаг; 4 — тяга; 5 — сегмент; 6 — вилка; 7 — рукоятка; 9 — вал регулятора
Привод регулятора показан на рис. 54. Головка, колено регуляторной трубы и большой клапан регулятора отлиты из чугуна, малый клапан изготовлен из стали. Рукоятка регулятора находится в будке машиниста со стороны кресла машиниста. Закрытое положение регулятора соответствует крайнему, правому положению рукоятки, как показано на рис. 54. Для открытия регулятора машинист нажимает рукоятку от себя, поворачивает регуляторный вал и через привод, помещенный в котле, поднимает клапан регулятора. Рукоятка перемещается по сегменту 5, выполненному заодно с фланцем 8. Вилка 6 служит для удержания регулятора в нужном положении.
Регулятор с саморазгружающимся клапаном (рис. 55) установлен на паровозе Л. При открытии регулятора пар из парового колпака поступает в регулятор и через него проходит в пароперегреватель, а затем по паровпускным трубам — в золотниковые камеры цилиндров паровой машины.
Рис. 55. Регулятор с саморазгружающимся клапаном: 1 — корпус регулятора; 2— большой клапан; 3 — втулка; 4 — уплотняющее кольцо; 5 — кольцевое отверстие; 6 — разгрузочная камера; 7 — упорная гайка; 8 — поршень; 9—кольцевой зазор; 10— запорный вентиль; 11 — разгрузочный клапан; 12— тяга; 13 — кулачок; 14 — окна
Большой чугунный клапан 2 регулятора опирается на притирочную ленту чугунной втулки 3, которая установлена в стальном корпусе 1 регулятора. Клапан 2 имеет направляющий цилиндр с окнами 14. Чугунный поршень 8 с уплотняющими кольцами 4 укреплен на хвостовике клапана 2. Поршень 8 входит в разгрузочную камеру 6. Внутри большого клапана 2 садится своим притирочным конусом малый клапан 11, изготовленный из нержавеющей стали.
Разгрузочный клапан на своем конце имеет упорную гайку 7 и вверху соединяется с тягой 12 и кулачком 13, имеющим привод из будки машиниста.
Работа регуляторного клапана заключается в следующем. При подъеме малого разгрузочного клапана //, связанного с тягой 12, пар из регуляторной трубы по осевому каналу большого клапана 2 проходит под поршень 8 в разгрузочную камеру. Чтобы малый клапан при своем подъеме вверх не закрывал пара в камеру, на нижнем конце большого клапана имеются шлицы. После заполнения разгрузочной камеры паром за счет большего диаметра разгрузочного поршня, чем диаметр у большого клапана, создается избыточное давление, направленное вверх и позволяющее машинисту легко открыть регулятор. Подъем разгрузочного клапана 4 мм, а у большого клапана — 70 мм.
При закрытии регулятора разгрузочный клапан 11 опускается и перекрывает проход пара под поршень 8 и пар из разгрузочной камеры уходит через отверстия в поршне и днище камеры. Давление при этом под поршнем падает и большой клапан 2 опускается, после чего оба клапана плотно прижимаются к своим местам давлением пара из котла.
Рис. 56. Привод регулятора паровоза Л: 1 — рукоятка; 2 —защелка; 3 — рычаг регулятора; 4 — сектор; 5 — кронштейн; 6, 8 — задняя и передняя тяги; 7 — компенсаторный рычаг Привод регулятора (рис. 56) состоит из системы рычагов, связанных с регуляторный валом. Привод имеет две тяги 8 к 6, компенсирующий рычаг 7, кронштейн 5 с сектором 4 и рычаг регулятора 3 с рукояткой 1. Рукоятка 1 имеет защелку 2, которая в установленном положении входит в зацепление с зубчатым сектором.
Представляем книгу «Паровозы промышленного транспорта», Ф.И. Бойко
Работа воздушного тормоза (фиг. 160) на паровозах 9П производится следующим образом: после заправки паровой и воздушной масленок насоса и спуска конденсата из парового цилиндра насоса машинист немного открывает паровпускной вентиль 1 и заставляет работать паровоздушный насос 3. Насос, засасывая воздух из атмосферы, нагнетает его по трубе 4 в главный резервуар 5. Когда давление воздуха з главном резервуаре поднимается до 2 ату машинист открывает паровпускной вентиль полностью и насос начинает работать быстро. При достижении предельно допускаемого давления в главном резервуаре (8 ат) регулятор 2 хода насоса закрывает доступ пара к насосу и насос останавливается.
Из главного резервуара 5 сжатый воздух по напорной трубе 9 поступает через пылеловку 10 и кран машиниста 13 в тормозную магистраль 8 и затем через тройные клапаны 18 заряжает запасные резервуары 17 до давления, равного давлению в магистрали 8 (5,0- 5,5 ат). При этом тормозные цилиндры 16 через тройные клапаны 18 сообщаются с атмосферой.
Если машинисту нужно произвести торможение, он при помощи поворота ручки крана 13 в тормозное положение выпускает в атмосферу часть воздуха из магистрали 8.
Фиг. 160. Схема воздушного тормоза паровоза серии 9Г1: 1 — паровпускной вентиль; 2 — регулятор хода насоса; 3 — насос; 4 — нагнетательная труба; 5 — главный резервуар; 6 — концевые краны; 7 — соединительные рукава; 8 — тормозная магистраль; 9 — напорная труба; 10 — пылеловка (сборник); 11 — уравнительный резервуар; 12 — кран двойной тяги; 13 — кран машиниста; 14 — воздушный манометр; 15 — выпускной клапан; . 16 — тормозные цилиндры; 17 — запасные резервуары; 18 — тройные клапаны; 19 — разобщительный кран.
При этом тройные клапаны приходят в действие и золотники, передвигаясь вместе с поршнями, впускают воздух из запасных резервуаров в тормозные цилиндры, поршни которых, перемещаясь, приводят в движение рычажную передачу и производят нажатие тормозных колодок на колеса. Краном машиниста системы Вестингауз можно производить медленное (служебное) или быстрое (экстренное) торможение, при котором приходят в действие особые ускорители тройных клапанов 18, ускоряющие разрядку магистрали 8 и увеличивающие скорость распространения тормозного действия по поезду и скорость наполнении воздухом тормозных цилиндров 16.
Для отпуска тормозов машинист поворотом ручки крана 13 повышает давление воздуха в магистрали 5, вследствие чего рабочие части тройных клапанов 18 передвигаются в первоначальное зарядное положение, при котором тормозные цилиндры 16 сообщаются с атмосферой, а запасные резервуары 17 снова заряжаются воздухом из магистрали 8. При этом в тормозе происходит только полный отпуск.
При выходе сжатого воздуха из тормозных цилиндров пружины, находящиеся в них, а также пружины, расположенные вне цилиндров и прикрепленные верхним концом к раме паровоза, а нижним к горизонтальным рычагам рычажной передачи, передвинут поршни в крайнее исходное (верхнее) положение, вследствие чего тормозные колодки отойдут от колес.
Схема тормозного оборудования паровоза 0-4-0 серии Ов отличается от тормозных схем других паровозов тем, что тормозными являются только колеса тендера; поэтому рычажная передача, тормозной цилиндр, запасный резервуар и тройной клапан расположены только на тендере.
Паровой тормоз. Некоторые паровозы широкой и узкой колеи оборудованы вместо воздушного тормоза паровым. Паровой тормоз является прямодействующим неавтоматическим.
Паровой тормоз (фиг. 161) состоит из установленного в будке крана машиниста (фиг. 162) с тремя подведенными к нему трубками ‘-труба, подводящая пар от паро-разборной колонки; 2 — кран машиниста; 3 — труба для выпуска пара 11 атмосферу; 4 — труба от крана к тормозному цилиндру; 5 — тормозным цилиндр.
Фиг. 161. Схема парового тормоза:
Фиг. 162. Кран машиниста парового тормоза.
(от пароразборной колонки или паровпускного вентиля, к тормозному цилиндру и для выхода пара в атмосферу) и горизонтального тормозного цилиндра (фиг. 163), прикрепленного под будкой к раме паровоза. При впуске пара в тормозной цилиндр последний давит на поршень, передвигает его и через шток и систему рычажной передачи передает усилие на тормозные колодки.
Фиг. 163. Тормозной цилиндр парового тормоза паровоза серии ПТ-4.
Советуем прочитать книги про железнодорожный транспорт:
Автошампуни для
Химия для мойки дорог
Просвещаемся
Купить химию для быстрого отмывания лодки, яхты, катера, от водорослей и тины, мойка днища ниже ватерлинии.
Паровоз. Как он устроен и работает.
В соседнем сообществе и в своём блоге опубликовал статью о последнем Советском паровозе, здесь же хочу продолжить тему паровозов и рассказать о том как устроена и работает уникальная паровая машина, изобретённая ещё в 18 веке! Конструкция паровоза, это масса технических изобретений и идей, ибо заставить работать бесперебойно и безопасно паровую машину, в топке которой температура порой достигает 1800℃, а нагрузка в котлах паровозов повышенного давления доходит до 60 атм, при мощностях некоторых моделей до 8000 л.с., очень не просто! Паровозы, на протяжении всей своей истории, совершенствовались и модернизировались, для повышения надёжности конструкции и улучшения КПД, который так и не удалось поднять выше 9,22%, на сегодня, это лучший показатель, который был у советского паровоза ЛВ. Паровоз обслуживался бригадой из 3х человек — машинист, помощник и кочегар. В качестве топлива, в зависимости от модели, использовались, как твёрдое топливо — уголь, торф, древесина, так и нефтепродукты или газ.
Так как же устроен паровоз?
Обратимся к Википедии, там есть удачная картинка с описанием:
Описание работы паровоза в этом видео:
Интересный фильм о паровозах:
Ну и фрагмент статьи из журнала Популярная механика:
Вприхлопку: Как устроен паровоз
Машинисты паровозов всегда отличались богатырским здоровьем и хорошей зарплатой
Буквально какие-то 20 лет назад увидеть паровоз можно было запросто. Они стояли, заколоченные, на станциях. И вся инфраструктура тоже сохранялась на случай войны. Теперь все не так: нет ни паровозов (осталось, дай бог, штук триста на всю страну), ни машинистов — навыки уходят вместе с ветеранами. Как же функционирует стальная машина?
Растопка
Холодный паровоз доставляют в депо и ставят в стойло (термин, доставшейся чугунке в наследство от времен почтовых лошадей). Из котла вынимают мешочки с силикагелем — веществом, впитывающим влагу (его кладут в котел на время консервации паровоза). Отмывают соляркой детали от консервационной смазки. Доверху наполняют водой котел и тендер. Развешивают на колесах ведущие дышла и кулисные тяги. В топку сначала забрасывают негодные шпалы, дрова и доски, которые поджигают. Когда растопка запылает, осторожно бросают первые лопаты угля и ждут, когда он займется. Постепенно добрасывают еще и еще, пока вся колосниковая решетка не окажется охваченной ровным горящим слоем. Вода в котле закипит часа через три-четыре. Как только в котле создастся давление 34 атмосферы, паровоз делается вполне автономным: оживает сифон — устройство, создающее искусственную тягу в топке.
Начинается подготовка к рейсу. В тендер паровоза выливают порцию антинакипина. Один миллиметр толщины слоя накипи на трубах — это 600 кг (!) лишнего веса в котле. Раньше пробу воды снимали после каждого рейса: набирали воду в особый чайник из краника на котле, который так и называется — «водопробный», и сдавали в лабораторию. В лаборатории устанавливали необходимую дозу антинакипина, которая зависела от жесткости грунтовых вод на участке работы паровоза. До сих пор на тендерах паровозов можно встретить надпись: «Вода отравлена. Для питья непригодна». Впрочем, старики утверждают: «Сколько раз пили — и ничего».
Из масленок с длинными носами заливают масло в смазочные пресс-аппараты, турбинку и воздушный насос. На паровозе масло применяется разных сортов, важно его не перепутать и не залить, скажем, в паровой цилиндр масло, предназначенное для смазки букс. Сегодня настоящие паровозные масла — «вапор», «цилиндровое», «вискозин» — также стали музейными экспонатами, и все заменяются обычным дизельным маслом. А на самых первых паровозах для смазки использовали говяжье сало, олеонафт и растительное масло.
Помощник машиниста ручным винтовым прессом вгоняет смазку в подшипники машины. Машинист тем временем обстукивает молоточком гайки на дышлах, тягах и крейцкопфах. Проверяет, надежно ли они затянуты, готов ли к пути механизм. На паровозе, как в оркестре, все на слух.
Стрелка парового манометра приближается к красной черте предельного давления. Можно ехать. Машинист спускает реверс на передний ход на полную отсечку, дает полнозвучный свисток и плавно открывает регулятор, вслушиваясь в дыхание машины. Плавно, потому что при резком открытии регулятора воду может подхватить и бросить из котла в цилиндры. Последствия бросания бывали таковы, что 300килограммовое дышло, вращающее ведущие колеса, сгибало в дугу, как пластилиновое, а с цилиндров сшибало чугунную крышку, привинченную 20 болтами.
Искусство кидания
Управляет паровозом машинист, а вот топит не кочегар, как думает большинство непосвященных, а помощник машиниста. Отопление требует большого опыта, сообразительности, и слова «Бери больше — кидай дальше!» тут совершенно неприменимы.
Уголь забрасывают в топку вручную особой лопатой, сугубо паровозной, с длинным ковшом и коротким черенком. Угли бывают самые разные и сильно различаются как по размерам кусков, так и по свойствам: например, бурый подмосковный уголь паровозники звали «землей» — он почти не горел, приходилось заваливать им топку чуть не до потолка. А вот, скажем, донецкие антрациты горели очень жарко, но, если помощник упускал момент, плавились и заливали колосники, из-за чего прекращался доступ в топку воздуха — после этого паровоз оставалось лишь тушить и образовавшийся монолит разбивать отбойным молотком. Самые лучшие — так называемые газовые, длиннопламенные и паровично-жирные угли, сами названия которых, кажется, горят.
От того, насколько искусен помощник, зависит жизненно важный вопрос — хватит ли в пути пару? А кочегар на паровозе обычно выполняет лишь вспомогательные работы — смазывает буксы тендера, подгребает уголь в лоток, набирает воду из колонки и т. п. В старину кочегарами обычно были практиканты или пенсионеры.
Когда паровоз движется с работающей машиной, а не по инерции, топят «вприхлопку» — то есть помощник бросает уголь, а кочегар открывает дверцы топки только в момент броска лопаты и сразу же их закрывает, чтобы в топку не шел холодный воздух. Очень важно не переохлаждать котел: паровоз простужается как человек, но, увы, с куда более серьезными последствиями, вплоть до взрыва котла (мощностью с приличную фугасную бомбу), а иногда и улетания оного в небо, как ракеты, что в свое время случалось не так уж редко.
Работа на паровозе — нелегкий физический труд. Однако он всегда был высокооплачиваемым и очень престижным, овеян огромным уважением и почетом. Кроме того, по статистике паровозники были физически здоровее, чем их коллеги, работающие на тепловозах и электровозах. Когда машинист шел по улице в фуражке с особым белым кантом и поездочным «сундучком-шарманкой», встречные приветствовали его, снимая шапку.
ЗЫ: И в заключении рекомендую почитать Будни паровозной бригады, очень интересно!
Представляем книгу «Паровозы промышленного транспорта», Ф.И. Бойко
Купить химию для мойки железнодорожного транспорта в г. Уфа, сертифицированные ВНИИЖТ- «Фаворит К» и «Фаворит Щ», внутренняя и наружная замывка вагонов.
Моющие средства
Очистка форсунок
Условия размещения статей в рубрикаторе здесь
Регуляторы на паровозе
Регулятор служит для регулирования выпуска пара из котла в золотниковые камеры паровых цилиндров. Конструкций регуляторов очень много, но все они в основном делятся на две группы: плоские или золотниковые, установленные на паровозах старых типов, и клапанные, установленные на всех паровозах последних выпусков.
Плоский регулятор состоит из регуляторной головки 1 (фиг. 72), в верхней части которой имеется плоскость с двумя окнами а, по которой перемещается большой плоский золотник 2. На спинке большого золотника 2 сделан узкий вертикальный прорез (паз), в котором перемещается малый, или разгрузочный плоский золотник 3. Большой золотник 2 имеет посередине одно большое окно б, одинаковое по форме с окнами а регуляторной головки, и два узких разгрузочных окна в. Малый золотник 3 имеет также одно большое окно г и два узких окна д. Когда оба золотника находятся в крайнем верхнем положении (фиг. 72, 1), то в регуляторной головке 1 будет атмосферное давление, потому что доступ пара из парового колпака внутрь регуляторной головки будет закрыт, так как большой золотник 2 закрывает собой окна а регуляторной головки, а малый золотник 3 закрывает разгрузочные окна в в большом золотнике.
Фиг. 72. Схема работы плоского регулятора: I — закрыт; II — открыты малые отверстия; III — открыты большие отверстия; 1 — головка; 2- большой золотник; 3 — малый золотник; 4 — пружина; 5 — планка; а, б, в, г, д — окна.
Фиг. 73. Клапанный регулятор; 1 — головка; 2 — большой клапан; 3-малый клапан.
Когда машинист открывает регулятор (фиг. 72, II ), начинает передвигаться малый золотник 5, который сообщает узкие окна д с окнами в большого золотника, и пар из котла проходит через них и через каналы а внутрь регуляторной головки. При поступлении, пара через малые отверстия в золотниках в регуляторную головку У, давление в ней поднимается, золотник уравновешивается и нажатие большого золотника на головку ослабевает. При дальнейшем движении ручки регулятора малый золотник своим верхним выступом захватывает большой золотник и перемещает его за собой вниз. При этом большой золотник постепенно начинает открывать оба впускных окна а регуляторной головки (фиг. 72, III) и пар в большом количестве поступает из котла в регуляторную головку / и далее по регуляторной трубе в золотниковую камеру парового цилиндра.
Плотность прилегания золотников друг к другу и к регуляторной головке при отсутствии в котле пара достигается плоской пружиной 4, прикрепленной к поперечной планке 5 регуляторной головки.
Плоские регуляторы вследствие ряда существенных недостатков на вновь строящихся паровозах не ставятся. Все новые паровозы широкой и узкой колеи оборудованы более совершенными клапанными регуляторами различных конструкций.
На паровозах серий СО, Э и других установлен двухклапанный регулятор (фиг. 73), состоящий из бочкообразной головки 1, внутри которой имеется разгрузочная камера с дном, соединенная с корпусом головки вертикальными ребрами, и двух клапанов: большого 2 и малого или разгрузочного 3.
Большой клапан в верхней части имеет кольцевую притирку, которой он опирается на коническую поверхность головки, являющуюся седлом для клапана. Нижняя, уширенная часть клапана имеет вид поршня, которым он входит в разгрузочную камеру с небольшим зазором. В центре большого клапана помещается малый клапан 3. Когда регулятор закрыт, оба клапана прижаты к своим гнездам давлением пара в котле. При открытии регулятора сначала открывается (поднимается вверх) малый клапан 3 и пар через открывшееся отверстие проходит во внутреннюю часть головки, давит снизу на большой клапан 2 и разгружает его. Вследствие этого при дальнейшем открытии регулятора большой кл л пап 2 легко приподнимается вверх и пар из котла поступает между .ребрами клапана и головки в регуляторную трубу.
Фиг. 74. Клапанный регулятор паровоза серии ГР.
На узкоколейных паровозах типов 157 и 159, ПТ-4 и К4 -4 установлены клапанные регуляторы, аналогичные описанному (выше, только регуляторная головка у них отлита вместе с регуляторной трубой. На паровозах серий ГР и ОП-2 установлен клапанный регулятор, изображенный на фиг. 74.
Регуляторная головка устанавливается внутри парового колпака или снаружи его (9П, 137, ОП-2 и др.). К регуляторной головке прикрепляется паропроводная труба, которая располагается внутри котла (Эм , Эр, СО, 159), или снаружи его (Э, Э\ЭШ, ЭМЦ, 157). Эта труба другим концом соединяется с коллектором пароперегревателя или с тройником (на паровозах без пароперегревателя), от которого отходят паровыпускные трубы к золотниковым трубкам.
Фиг. 75. Расположение привода регулятора.
Открытие и закрытие регуляторных клапанов осуществляется при помощи специального привода, состоящего из системы тяг, рычагов и валов (фиг. 75). Регуляторный вал, расположенный внутри котла над потолком огневой коробки, соединяется тягой и рычагом с регуляторпым золотником или клапаном, и задним концом проходит через сальник на лобовом листе кожуха топки. На задний конец вала надевается рукоятка (паровозы узкой колеи и танк-паровозы широкой колеи) или рычаг, который соединяется с рукояткой посредством тяги (паровозы СО, Э).
На некоторых паровозах промышленного транспорта (137, 9П, ОП-2), где регуляторная головка помещена в специальной коробке впереди сухопарного колпака, привод к регулятору расположен снаружи с правой стороны котла.
Советуем прочитать книги про железнодорожный транспорт:
Автошампуни для
Химия для мойки дорог
Просвещаемся
Купить химию для быстрого отмывания лодки, яхты, катера, от водорослей и тины, мойка днища ниже ватерлинии.