Модель парового котла

Чт, 12/06/2012 - 1:32 ?? Byte

У наш час на кожен знає, що таке паровий двигун, тим більше, не кожен відрізнить тепловоз від паровоза. А ще зовсім недавно (за мірками історії) пар був основним джерелом енергії для двигунів. У ті далекі, і, разом з тим, близькі року парові двигуни були буквально скрізь: на паровозах, молотарка для класів, в водяних насосах, парових молотах і т.п. У Росії і Україні масове застосування парових двигунів зійшло нанівець в 60-х роках XX-го століття. Але подекуди, наприклад паровози, можна було зустріти і аж до 90-х років. У деяких країнах до цих пір (наприклад в Індії) можна побачити в дії локомотиви, рухомі силою пара.

В середині минулого століття в школах для вивчення дії пара навіть були спеціальні стенди. У наведеній нижче статті дається опис моделі парового двигуна який можна виготовити в умовах невеликої майстерні. Упевнений, справжнім поціновувачам техніки наведений матеріал буде цікавий.

Стаття взята з журналу "Юний технік", №2 за 1987 р

Розвести пари!

Такого ні на одних змаганнях сьогодні не почуєш. Тим часом в 20-30-ті роки багато моделісти використовували на судо-, авто- і навіть авіамоделях паровий двигун. Найбільшою популярністю користувалася парова машина з хитним циліндром. Вона проста у виготовленні. Втім, надамо слово автору - моделісту Олександру Миколайовичу ІЛЬЇНУ: на прохання редакції він виготовив і випробував Судномоделі з таким двигуном.

Надійність і безпека - основні критерії, якими я керувався! вибираючи тип перовой машини. Паровий двигун з хитним циліндром, як показали випробування, при правильному, акуратному виготовленні моделі витримує навіть дворазові перевантаження.

Але недарма я підкреслив акуратність - в ній запорука успіху. Постарайтеся в точності виконати всі наші рекомендації.

Тепер поговоримо про саму парову машину. На малюнках I і II показаний принцип її дії і пристрій.

На станині 11 шарнірно укріплені циліндр (деталі 1, 2 і 13) з золотникової пластиною 8. Для входу і виходу пара в циліндрі і золотникової пластині просвердлений отвір 3. Крім того, на станині встановлена жорстко ще одна золотникова пластина 4. У ній просвердлені дві отвори. В процесі роботи парового двигуна, коли. отвір циліндра поєднується з правим отвором золотникової пластини 4, пар входить в циліндр (див. рис. I, фаза А). Розширюється пар штовхає поршень 13 униз - до так званої нижньої мертвої точки (фаза Б). Завдяки маховика 9 рух поршня в цій точці не припиниться, захоплюємося інерцією, він піднімається вгору, виштовхуючи відпрацьований пар. Як тільки отвір циліндра збігається з лівим отвором пластини 4, пар стане виходити в атмосферу (фаза В).

Золотникові пластини, як ви розумієте, повинні бути щільно підігнані одна до одної, інакше пар буде проникати в зазор і ефективність двигуна помітно знизиться. Тому на осі 7 встановлена пружина, підтискає пластину 4 до пластини 8. Крім основної функції, цей вузол виконує ще й роль запобіжного клапана. Коли тиск в котлі з якої-небудь причини підвищиться, пружина стиснеться, пластини розійдуться і надлишок пара вийде назовні. Тому пружину затягують гайкою так, щоб вал двигуна міг зробити кілька оборотів за інерцією. Перевірте це, повернувши його рукою.

Пар в машину надходить через трубку 5. Один кінець її з`єднаний з отвором впуску на золотникової пластині 4, на інший надітий шланг 6, з`єднаний з паровим котлом. Для нашого двигуна придатний будь-який гумовий шланг, який не містить нитяних або дротяних зміцнюючих елементів. Але найкраще від бензопроводу автомобіля.

Шланг на паропроводі нічим не закріплений. Це теж міра безпеки. При збільшенні тиску пара шланг зірветься з трубки, і тиск в котлі миттєво впаде.

Основний робочий орган машини-циліндр 1. Зверху він запаяний жерстяної шайбою 2, знизу закритий поршнем 13.

У поршень упаяний шток-шматочок в`язальної спиці з шайбою на кінці. Через її отвір проходить палець кривошипа 14, припаяного до валу 10 гребного гвинта, теж виготовленого з спиці. На вал встановлений маховик 9. Вал парової машини обертається в підшипнику ковзання 12, який упаяний в станину.

Виготовлення парової машини радимо почати з найбільш трудомістких деталей - циліндра, поршня, паророзподільних пристрою.

Для циліндра підберіть латунну трубку діаметром 12-16 мм. Внутрішню поверхню її слід ретельно відполірувати. Бажано зробити це на токарному верстаті стрижнем з марлевим тампоном, натертим пастою ГОІ або будь-який інший для полірування металів. В результаті обробки діаметр трубки по кінцях може виявитися більше, ніж в середині. Тому для циліндра використовують тільки середню частину, відповідно збільшуючи довжину заготовки.

До готового циліндру припаяти бляшану кришку, промийте зібрану деталь гасом і беріться за поршень. Він складається з власне поршня, штока і шайби.

Поршень бажано виготовити з бронзи або чавуну. Проточите на токарному верстаті заготовку до такого діаметру, щоб вона туго входила в циліндр. Приміряйте, не виймаючи з патрона, а потім просвердлите отвір для штока. Тепер відріжте заготівлю потрібної довжини і впаяти в неї шток. До штоку припаяти шайбу.

Якщо діаметр поршня виявився більше, ніж потрібно, його сточують напилком з дрібною насічкою і наждачним папером, а потім полірують. Робиться це на токарному верстаті за допомогою байкової смужки і полірувальної пасти.

Золотникові пластини бажано вирізати з латуні товщиною 2-3 мм. Для більш щільного прилягання до циліндра в золотникової пластині 8 зробіть виїмку. А потім просвердлите отвір під вісь 7 - гвинт діаметром 3 мм з потайною головкою (на малюнку показана розмітка пластини).

На золотникової пластині 4 за допомогою циркуля і керна намітьте місця для впускного і випускного отворів. Просвердлите їх і приступайте до шліфування обох пластин наждачним папером. Потім їх також полірують.

Золотникову пластину 8 потрібно припаяти до циліндра. Спочатку вставте в неї вісь, тонким дротом прив`яжіть пластину до циліндра, змастіть місця пайки флюсом, обкласти їх шматочками припою і прогрійте на газовому пальнику. Припій розтечеться по поверхні, змащеній флюсом, і схопить деталі. Якщо при нагріванні відпаяні кришка циліндра, не біда - її легко припаяти знову.

У циліндрі потрібно просвердлити отвори для пари. Кондуктором для них може служити паророзподільних отвір 3 в пластині В.

Зібраний вузол кріпиться на станині 11, зігнутою з жерсті. Виготовляючи її, постарайтеся точно витримати відстань між віссю 7 і віссю підшипника 12.

До готової станини припаяйте золотникову пластину 4, трубку 5 паропроводу 6, підшипник 12. Отвір для вала 10 сверлится за місцем, а відстань між деталями станини вибирається залежно від розмірів маховика 9.

Маховиком може служити будь-яка сталева або бронзова, деталь, розміри якої не менше зазначених на нашому малюнку. Підшипник 12 найкраще виточити з бронзи.

Тепер розповімо про виготовлення парового котла (рис. III).

Обечайку 1 (бічну поверхню) котла зігніть з жерсті. У торцеві її честі впаяти два злегка увігнутих жерстяних денця 2. Обечайка виготовляється наступним чином. Смужку жерсті від консервної банки шириною 80 мм і довжиною близько 200 мм кілька разів простягніть навколо товстого стрижня - заготівля прийме форму правильного кільця. Виріжте з нього смугу потрібної довжини і спаяти циліндр діаметром 40 мм. Денця 2 робляться за формою вже спаяного котла. Звичайне плоске денце протистояти тиску пара не зможе. Тому надайте заготівлі сферичну форму. Робиться це легкими ударами молотка з опуклим бойком на товстій дерев`яній плиті (можна використовувати і м`який метал, наприклад, свинець).

Денця впаяти опуклою стороною всередину, краю загніть і пропоїти.

Для заливки води передбачений на котлі спеціальний штуцер. Він складається з гайки МЗ-М4 завдовжки 10- 12 мм (деталь 3) і відповідного гвинта, що виконує функцію пробки. Заправляють котел за допомогою медичного шприца.

Утворився в котлі пар виходить через отвір 4 (його 0 6 мм). Разом з парою зазвичай вилітають і крапельки води, що заважає роботі парової машини. Тому над вихідним отвором потрібно встановити спеціальний ковпак-уловлювач 5, а до нього припаяти патрубок 6 паропроводу. Тоді вилітають з котла крапельки будуть осідати на стінках ковпака, а в патрубок потрапить лише сухий пар.

Готовий котел перевірте на герметичність. Все зупинено шви змастіть мильною піною і через паропровід подмімо в котел. У тих місцях, де з`являться мильні бульбашки, потрібна повторна пайка.

До котла припаяйте ніжки 7 і зігніть з жерсті пальник для сухого пального.

Парова машина готова.

Ми вже говорили, що при правильному зверненні наша парова машина абсолютно безпечна. Однак запобіжні заходи при випробуванні не зайві. Перш за все пам`ятайте, що утворюється в казані пар повинен постійно виходити з нього: витрачатися на роботу поршня, а потім витікати через отвір в золотникової пластині. Якщо цього не відбувається, потрібно негайно погасити вогонь, дочекатися, коли котел повністю охолоне, знайти і усунути несправність. Це правило техніки безпеки треба неухильно дотримуватися. І радимо запросити кого-небудь із знаючих дорослих, перш ніж почати випробування.

Шлангом з`єднайте парову машину з котлом Кінці шлемі, на патрубках НЕ закріплюйте. Щоб полум`я не зіпсувало шланг, оберніть його фольгою. Залийте в паровий котел 30 - 40 мл кип`яченої води і запаліть пальник з двома (не більше) таблетками сухого пального. Потихеньку починайте провертати вал парової машини. Приблизно через 30 - 40 з вода в казані зашумить, а з вихлопного отвору машини стане капати гаряча вода. Потім ІЕ щілини золотникового пристрою піде і пар.

Правильно зроблена парова машина починає працювати через 1-2 хв. Слідкуйте, щоб вода в котлі википала, інакше він розпаяно.

Перевірену в роботі парову машину встановіть на модель. Вона може бути готова * покупна або зроблена своїми руками з жерсті або полістиролу.

А. ІЛЬЇН

Малюнки М. Сімакова

Післямова. Стаття готувалася 25 років тому, коли такого широкого вибору матеріалів, як зараз не було, а метал, особливо кольоровий, такий як латунь, не були варті так дорого. Тому тим, хто зацікавиться цією моделлю парового котла (погодьтеся, зараз це навіть крутіше, ніж iPhone -)) думаю, необхідно подумати над тим, чим можна замінити латунь? Оскільки в даній моделі використовується звичайний, а не перегрітий пар, то його температура буде в межах 100 градусів за Цельсієм, що дозволяє, на мій погляд, застосовувати і деякі види міцних пластиків.

Поділися в соціальних мережах:

Схожі