Насосы паровые поршневые типа ПДГ
Назначение и маркировка
Насосы паровые, поршневые, типа ПДГ, предназначены для перекачки темных нефтепродуктов и других жидкостей, сходных по плотности и вязкости. Рассмотрим конструкцию и принцип действия на примере насоса ПДГ 25/45 Б-Н-УХЛ 4.
Рис. 1 – ПДГ 25/45 Б-Н-УХЛ 4Шифр маркировки обозначает следующее:
- П – паровой поршневой
- Д – двухсторонний подвод жидкости (двухцилиндровый)
- Г – горизонтальный
- 25 – номинальная подача насоса, м3/ч
- 45 – давление на выходе, кгс/см2
- Б – индекс модернизации (А, Б, В,)
- Н – исполнение по назначению (Н, Нш, НГ, НГш, Г, Х, О, С)
- УХЛ – климатическое исполнение (УХЛ, ОМ5, Т5)
- 4 – категория размещения
Конструкция
Насос состоит из паровой и гидравлической частей. Первая служит приводом, вторая является собственно насосом.
Паровая часть состоит из блока паровых цилиндров с золотниковой камерой.
Каждый паровой цилиндр снабжен продувным вентилем для спуска конденсата. На крышке золотниковой камеры установлена масленка, предназначенная для смазки паровой части насоса. При эксплуатации насоса, для обеспечения нормальной смазки внутренних поверхностей трения паровой части, масленки необходимо заполнять маслом каждые 4 часа.
Рис. 3 – масленкаК золотниковой камере прикреплен паровпускной контрфланец, а к паровому блоку паровыпускной. К ним подсоединяются соответствующие трубопроводы.
Гидравлическая часть состоит из единого блока цилиндров. Блок отлит совместно с клапанными коробками, и имеет фланцы для присоединения входного и выходного трубопроводов.
Рис. 4 – Гидравлическая часть насосаПаровая и гидравлическая части насоса соединится между собой средником.
Рис. 5 – средникПринцип работы
Схема действия насоса. Во время работы насоса движение поршня, одного из цилиндров через рычажную систему и шток, передается золотнику. Задача золотника состоит в регуляции впуска и выпуска пара в соседнем цилиндре. Золотник при движении одновременно открывает паровпускной канал с одной стороны цилиндра и паровыпускной с противоположной стороны. Т.е. осуществляет впуск рабочего пара в одну из полостей А или А1, одновременно соединяя противоположную полость цилиндра с выхлопом. К примеру, при движении золотника вправо, рабочий пар по входному каналу поступает в полость А парового цилиндра, создает давление на паровой поршень и перемещает его вправо. Отработавший пар в это время из полости А1 отводится в полость Б, и дальше в трубопровод на выход.
Одновременно с движением парового поршня, начинает двигаться, связанный с ним гидравлический поршень. Перемещаясь в цилиндре тот, создает в полости В давление, а в полости В1 разряжение. Жидкость, проходя через всасывающий клапан из всасывающей полости Вс заполняет полость В1. В это же время из полости В жидкость, вытесняется поршнем через нагнетательный клапан в нагнетательную полость Нг, и дальше в трубопровод.
При обратном ходе золотника рабочий пар поступает в полость А1 парового цилиндра, а отработавший пар отводится из полости А. В это время давление создается в полости В1 гидравлического цилиндра, а разряжение в полости В. При этом закрывается одна пара клапанов и открывается другая. Далее цикл повторяется.
Рис. 8Видео работы
Паровые насосы. Каталог паровых насосов с ценами.
Общие сведения о паровых насосах
Насосы паровые поршневые предназначены для работы, как на насыщенном, так и на перегретом паре с температурой до 573К (до 300°С) в стационарных и транспортных условиях для перекачивания нефти и нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов, пресной и морской воды и других жидкостей, сходных с указанными по плотности, вязкости и химической активности с температурой до 673 К (до 400°С) в зависимости от исполнения насоса. Удобно использовать данные насосы при наличии дешевого пара или при отсутствии электроэнергии.
По исполнению насосы данной категории делятся на общепромышленные «О», судовые «С» и нефтяные. Назначение – общепромышленные: перекачивание пресной и морской воды, темных нефтепродуктов температурой не выше 105°С, кинематической вязкостью до 800сСт; судовые: перекачивание пресной и морской воды температурой не выше 120°С, а насосы с подачей более 100 м3/ч не выше 30°С. Нефтяные: «Н» – перекачивание нефтепродуктов температурой не выше 220°С, кинематической вязкостью до 800 сСт, «НГ» – перекачивание нефтепродуктов температурой не выше 400°С, кинематической вязкостью до 800 сСт, «Г» – перекачивание сжиженных газов плотностью до 700 кг/м3, температурой до 220°С, «Х» – перекачивание бензольных продуктов, сероуглерода, каменноугольной смолы и других жидкостей, неагрессивных по отношению к чугуну и бронзе, температурой не выше 120°С.
Пример условного обозначения паровых насосов
ПДГ 25/45 Б-Н-УХЛ4
- ПДГ- тип насоса по конструкции (ПДГ -паровой поршневой двухцилиндровый горизонтальный; ПДВ — паровой поршневой двухцилиндровый вертикальный)
- 25 — номинальная подача насоса, м3/ч
- 45 — индекс модернизации (А — первая модернизация; Б — вторая модернизация; В — третья модернизация)
- Н — исполнение насоса по назначению (Н, Нш, НГ, НГш, Г, Х, О, С)
- УХЛ — климатическое исполнение
- 4 — категория размещения
> Поршневые паровые насосы типов ПДВ, ПДГ
Конструкция насосов: насосы объемного типа, двухцилиндровые — с паровыми и гидравлическими цилиндрами двойного действия. Насосы обладают самовсасывающей способностью. Допускаемая вакуум-метрическая высота всасывания — до 7 м. Насосы могут работать на насыщенном паре и на перегретом паре температурой до 573К (до +300°С).
Конструктивное исполнение насосов:
- ПДВ — двухпоршневые паровые вертикальные насосы;
- ПДГ — двухпоршневые паровые горизонтальные насосы.
Паровые поршневые насосы общего применения предназначены для перекачивания пресной и морской воды, темных нефтепродуктов и других жидкостей, сходных по свойствам с вышеуказанными.
Исполнение паровых поршневых насосов общего применения по назначению.
• Исполнение «О» — общепромышленные насосы, используемые как питательные, топливные,сетевые, грузовые, пожарные насосы.
- Исполнение «С» — судовые насосы.
Температура перекачиваемых сред:
- Температура сред, перекачиваемых общепромышленными насосами — от +5°С до +105°С;
- Температура сред, перекачиваемых судовыми насосами — от +5°С до +120°С.
Паровые поршневые нефтяные насосы предназначены для работы в стационарных и транспортных условиях для перекачивания нефти, темных нефтепродуктов, каменноугольных смол, сжиженных углеводородных газов и других жидкостей, сходных с указанными, с кинематической вязкостью от 0,008 до 8 см2/с. Допускается наличие в перекачиваемых жидкостях твердых неабразивных частиц размером не более 0,2 мм, в количестве, не превышающем 0,2% по массе. Паровые поршневые нефтяные насосы применяются для транспортирования нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Исполнение паровых поршневых нефтяных насосов ПДГ по назначению.
• Индекс «Г» — для перекачки сжиженных углеводородных газов плотностью 480 …700 кг/м3
и температурой от243Кдо 313К(от-30°С до + 40°С).
• Индекс «Н» — для перекачки нефтепродуктов
температурой от 273К до 493К (от 0°С до +220°С).
• Индекс «НГ» — для перекачки нефтепродуктов температурой от 273К до 673К (от 0°С до + 400°С).
• Индекс «X» — для перекачки бензольных продуктов, каменноугольных смол и нефтепродуктов температурой до 393К (до +120°С).
Материалы исполнения паровой части насосов типов ПДГ, ПДВ:
- блок, поршень — чугун;
- шток — сталь 40;
- кольца поршневые — биметалл;
- уплотнение штоков — сальниковое (набивка типа АФТ).
Материалы исполнения гидравлической части насосов типов ПДГ, ПДВ.
- ПДГ…О: блок, поршень — чугун; шток-сталь 20X13; клапаны -латунь ЛЦ16К4;
- ПДГ…С: блок, поршень — чугун; шток — сталь 20X13; клапаны — латунь ЛЦ16К4;
- ПДГ.. .Н: блок — чугун; поршень — сталь 40; шток — сталь 40Х; клапаны — сталь 40Х.
- ПДГ.. .НГ: блок — сталь 25Л-П; поршень — чугун; шток — сталь 40Х; клапаны — сталь 40Х.
- ПДГ…Г: блок — сталь 25Л-П; поршень — чугун; шток — сталь 40Х; клапаны — сталь 40Х.
- ПДГ…Х: блок-чугун; поршень-сталь 20X13; шток-сталь 20X13; клапаны — сталь20х13.
- ПДВ…О: блок, поршень — чугун; шток — сталь 40; клапаны — латунь ЛЦ16К4;
- ПДВ…С: блок, поршень — чугун; шток — сталь 40; клапаны — латунь ЛЦ16К4;
- ПДВ…Х: блок, поршень — чугун; шток — сталь 40; клапаны-латунь ЛЦ16К4;
Расшифровка условного типового обозначения насоса:
ПДВ 10/50А-0 |
П |
Д |
В |
10 |
50 |
А-О |
---|---|---|---|---|---|---|
Паровой поршневой |
Двухцилиндровый |
Вертикальный |
Подача, л/ч |
Давление |
Общепромышленное исполнение |
Основные технические характеристики паровых поршневых насосных агрегатов типов ПДВ, ПДГ
Типоразмер насосного агрегата
|
НВСАС м
|
Q, л/ч
|
РНАГН, |
Число двойных
|
Рабочее давление пара, кГс/см2
|
М а, |
Габаритные размеры, мм |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Номинальное |
Максимальное |
L |
В |
Н |
|||||||||
Насосные агрегаты типа ПДВ (вертикальные) |
|||||||||||||
ПДВ10/50А-О |
6 |
10 |
50 |
56 |
80 |
34 |
445 |
700 |
435 |
1395 |
|||
ПДВ10/50А-С |
6 |
10 |
50 |
56 |
80 |
34 |
445 |
1120 |
475 |
1395 |
|||
ПДВ16/20А-О |
6 |
16 |
20 |
25 |
70 |
11 |
350 |
590 |
455 |
1215 |
|||
ПДВ16/20А-С |
6 |
16 |
20 |
25 |
70 |
11 |
385 |
740 |
640 |
1215 |
|||
ПДВ25/4-0 |
6 |
25 |
4 |
5 |
65 |
11 |
385 |
730 |
435 |
1305 |
|||
ПДВ25/4-С |
6 |
25 |
4 |
5 |
65 |
11 |
385 |
1030 |
435 |
1305 |
|||
ПДВ25/20В-О |
6 |
25 |
20 |
25 |
60 |
11 |
520 |
750 |
545 |
1305 |
|||
ПДВ25/20В-С |
6 |
25 |
20 |
25 |
60 |
11 |
575 |
900 |
730 |
1305 |
|||
ПДВ25/50А-0 |
6 |
25 |
50 |
56 |
60 |
11 |
745 |
750 |
570 |
1500 |
|||
ПДВ25/50А-С |
6 |
25 |
50 |
56 |
60 |
11 |
790 |
900 |
880 |
1500 |
|||
ПДВ60/8-О |
6 |
60 |
8 |
10 |
55 |
11 |
780 |
810 |
640 |
1670 |
|||
ПДВ60/8-С (X) |
6 |
60 |
8 |
10 |
55 |
11 |
810 |
1275 |
640 |
1670 |
|||
ПДВ125/8-С |
5 |
125 |
8 |
10 |
55 |
11 |
1400 |
875 |
670 |
2026 |
|||
ПДВ160/16-С |
5 |
160 |
16 |
18 |
50 |
13 |
3100 |
1110 |
700 |
2400 |
|||
ПДВ250/8-С |
6 |
250 |
8 |
10 |
38 |
11 |
3700 |
1250 |
1040 |
2470 |
|||
Насосные агрегаты типа ПДГ (горизонтальные) |
|||||||||||||
ПДГ6/20В-О |
6 |
6 |
20 |
25 |
100 |
11 |
155 |
940 |
370 |
450 |
|
||
ПДГ6/20В-С |
6 |
6 |
20 |
25 |
100 |
11 |
155 |
940 |
370 |
450 |
|
||
ПДГ25/45Б-Н |
6 |
25 |
45 |
50 |
60 |
10 |
1220 |
1700 |
895 |
920 |
|
||
ПДГ25/45Б-НГ |
6 |
25 |
45 |
50 |
60 |
10 |
1450 |
1810 |
895 |
920 |
|
||
ПДГ60/25Б-О |
5 |
60 |
25 |
28 |
50 |
11 |
1575 |
2230 |
915 |
960 |
|
||
ПДГ60/25Б-Н |
5 |
60 |
25 |
28 |
50 |
11 |
1600 |
2300 |
1015 |
960 |
|
||
ПДГ60/25Б-НГ |
5 |
60 |
25 |
28 |
50 |
11 |
1585 |
2230 |
915 |
960 |
|
||
ПДГ60/25Б-Х |
5 |
60 |
25 |
28 |
50 |
11 |
1720 |
2230 |
915 |
960 |
|
||
ПДГ125/32-Н |
5 |
125 |
32 |
36 |
45 |
10 |
4200 |
2965 |
1480 |
1210 |
|
||
ПДГ125/32-НГ |
5 |
125 |
32 |
36 |
45 |
10 |
4500 |
2965 |
1480 |
1210 |
|
Паровой насос — это… Что такое Паровой насос?
- Паровой насос
- агрегат, состоящий из паровой машины (См. Паровая машина) и поршневого Насоса, поршни которых укреплены на противоположных концах общего штока. Применяется для перекачки воды, нефти и др. жидкостей, а на судах — для питания небольших котлов и осушения трюмов. Обычно П. н. выполняют горизонтальным и сдвоенным (рис.). Шток одной машины, совершая возвратно-поступательное движение, управляет Золотником другой. Движение обеих пар поршней происходит одновременно, но в противоположных направлениях. При крайнем положении поршня одного из насосов поршень другого находится в среднем положении, что обеспечивает неразрывность струи перекачиваемой жидкости. П. н., состоящий из паровой турбины и центробежного насоса, называется турбонасосом.
С. М. Лосев.
Сдвоенный паровой насос: 1 — патрубок; 2 — парораспределительный золотник; 3 — паровой цилиндр; 4 — поршень паровой машины; 5 — поршень насоса; 6 — всасывающий патрубок; 7 — впускной клапан; 8 — выпускной клапан; 9 — напорный патрубок.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
- Паровой котёл
- Парогазотурбинная установка
Смотреть что такое «Паровой насос» в других словарях:
паровой насос — Насосный агрегат с приводом от парового цилиндра, распределительное устройство которого входит в конструкцию насоса. [ГОСТ 17398 72] Тематики насос EN steam pump DE Dampfpumpe FR pompe à vapeur … Справочник технического переводчика
ПАРОВОЙ НАСОС — насос с паровым приводом, прямодействующий поршневой насос, поршень к рого находится на одном штоке с поршнем приводной паровой машины. Обычно применяются П. н. сдвоенной конструкции, в к рых золотник одного цилиндра управляется штоком другого … Большой энциклопедический политехнический словарь
Насос, паровой — Паровой насос Насосный агрегат с приводом от парового цилиндра, распределительное устройство которого входит в конструкцию насоса Смотреть все термины ГОСТ 17398 72. НАСОСЫ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Источник: ГОСТ 17398 72. НАСОСЫ. ТЕРМИНЫ И… … Словарь ГОСТированной лексики
Паровой двигатель — Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина любой… … Википедия
Насос (технич.) — Насос, устройство (гидравлическая машина, аппарат или прибор) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) главным образом капельной жидкости в результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической). Устройства для… … Большая советская энциклопедия
Паровой котёл — Паровой котёл котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого п … Википедия
НАСОС ПОРШНЕВОЙ — состоит из камеры (1) в виде цилиндра или трубы, в к рой взад и вперед движется поршень (2) обыкновенный или скальчатый (плунжер). При движении вперед в задней полости образуется разреженное пространство, к рое вследствие этого и заполняется… … Технический железнодорожный словарь
Паровой котел — Паровой котёл Паровой котёл установка, предназначенная для генерации насыщенного или перегретого пара, а также для подогрева воды (котёл отопительный) По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы… … Википедия
ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ — ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, ДВИГАТЕЛЬ, приводимый в действие силой пара. Пар, получаемый путем нагрева воды, используют для движения. В некоторых двигателях сила пара заставляет двигаться поршни, расположенные в цилиндрах. Таким образом создается… … Научно-технический энциклопедический словарь
НАСОС ПОРШНЕВОЙ ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИЙ — приводится в движение от паровой машины, причем поршни машины и насоса насажены на один общий шток, благодаря чему давление пара на поршень передается прямым действием через шток на поршень насоса. На водокачках и нефтекачках наибольшее… … Технический железнодорожный словарь
Паровые-поршневые типа ПДГ, ПДВ
Паровой поршневой насос работает на перегретом или насыщенном паре, температура которого не должна превышать 300 градусов. Меняя давление пара на входе в агрегат можно гибко и плавно регулировать параметры давления и подачи оборудования. Контролировать этим способом можно либо обе характеристики насоса, либо любую из них по отдельности. Это делает эксплуатацию оборудования более выгодной и простой.
Поршневые паровые агрегаты выпускают в горизонтальном и вертикальном исполнении. Горизонтальные эксплуатируют в транспортных и стационарных условиях, с их помощью перекачивается нефть и нефтепродукты, морская и пресная вода, сжиженные газы и другие жидкости, имеющие аналогичные показатели вязкости. Горизонтальные паровые насосы бывают следующих видов по исполнению:
- общепромышленные;
- нефтяные;
- нефтегазовые
- газовые
- химические.
В зависимости от типа оборудования температура перекачиваемой жидкости может быть в пределах от -40 до +400ºС.
Вертикальный насос ПДВ может быть изготовлен в двух исполнениях: общепромышленном и судовом. Это двухпоршневые насосы, используемые в качестве резервных питательных агрегатов, перекачивающих воду для котлов различной мощности, на случай отключения электричества. Агрегаты ПДВ могут применяться для перекачки темных нефтепродуктов. Температура среды должна не превышать 105ºС, а вязкость – 800 мм2/с.
Насосы паровые поршневые используются в различных сферах промышленности: их устанавливают на морских судах, предприятиях нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, теплоэнергетического комплекса. С их помощью перекачивают:
- пресную и морскую воду;
- нефть и темные нефтепродукты;
- сжиженные природные газы;
- каменноугольные смолы;
- бензольные продукты.
Специфика применения такой техники требует от нее взрывозащищенности и пожаробезопасности. Используются устройства ПДВ и ПДГ и в составе комплексов пожарного оборудования.
Поршневые насосы паровые — Справочник химика 21
На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах для перемещения жидкостей и компримирования газов применяют как центробежные машины, так и поршневые насосы и компрессоры. К центробежным машинам относятся турбокомпрессоры, центробежные насосы, турбовоздуходувки, турбогазодувки, газовые и паровые турбины. Большая часть насосов используется для перекачки пожаровзрывоопасных, едких и токсичных жидкостей в широком интервале производительности, напора и температур. Поршневые и центробежные компрессоры также работают на взрывоопасных и токсичных газах. Поэтому при ремонте насосно-компрессорного оборудования очень важное значение приобретают требования, предъявляемые к качеству ремонта и сборки как отдельных деталей и узлов, так и всей, машины, поскольку неисправности в насосах, компрессорах и их узлах приводят к нарушению технологического режима, авариям и несчастным случаям. [c.225]РЕМОНТ И НАЛАДКА УЗЛОВ ПАРОВЫХ ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИХ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ [c.201] Паровой поршневой насос. Паровой поршневой насос состоит из двух основных частей — паровой (горячей) и гидравлической (холодной) части. Паровая часть состоит из парового цилиндра, золотниковой коробки с каналами, золотника для подачи пара в цилиндр и поршня. Гидравлическая (или продуктовая) часть состоит из гидравлического цилиндра с приемными и выкидными клапанами и поршня. Поршни обеих цилиндров насаживаются на штоки, которые соединяются между собой соединительной муфтой. [c.99]
При ремонте оборудования с паровым приводом (паровые поршневые насосы, насосы с приводом от паровой турбины) для отключения привода необходимо ставить на трубопроводы острого и мятого пара заглушки. [c.207]
Механизмы с большими нагрузками и малыми скоростями червячные передачи тяжелых станков паровые поршневые насосы [c.179]
Насосы поршневые Насосы паровые поршневые ПДГ 25/45, ПДГ 125/32 типов Н и НГ [c.228]
А. НАСОСЫ 1. ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ Паровые поршневые насосы [c.157]
В зависимости от рода привода различают две основные группы поршневых. насосов паровые и с электрическим приводом. [c.272]
Перед пуском паровых прямодействующих поршневых насосов, кроме проверки герметичности всех соединений, состояния сальниковых уплотнений и наличия манометров, машинист обязан убедиться в исправности всех смазочных устройств механизма золотникового движения и паровой части насоса, хорошо [c.230]
Поршневые насосы. Поршневые насосы (рис. 5.2) рекомендуется применять для перекачивания небольших количеств жидкости при высоких напорах, а также для перекачивания вязких и весьма текучих горячих и холодных жидкостей. К поршневым насосам относятся приводные (ГОСТ 12052—77), паровые (ГОСТ 11376—77) и дозировочные пасосы. [c.173]
Сильно изношены поршневые кольца паровой части насоса [c.269]
Насос или компрессор можно останавливать на ремонт и осуществлять разборку только после письменного распоряжения начальника цеха (установки). Перед началом ремонта насосы и компрессоры освобождают от продуктов, устанавливают заглушки на приемном и нагнетательном трубопроводах, промывают водой, продувают паром, воздухом или инертным газом. Перед ремонтом газомотокомпрессоров дополнительно устанавливают заглушки на линиях топливного газа и продувки на факел, снимают провода от зажигания и выключают магнето. При ремонте паровых поршневых насосов и насосов с приводом от паровой турбины необходимо ставить заглушки и на трубопроводы острого и мятого пара. [c.227]
Центробежные насосы с электроприводом проще в эксплуатации и менее энергоемки. Использование центробежных насосов для перекачивания гудрона практикуется широко. Накоплен также положительный опыт эксплуатации центробежных насосов для перекачивания дорожного битума (Хабаровский и Киришский НПЗ). При охлаждении центробежный насос теряет способность продавливать продукт по трубопроводу, что особенно опасно при перекачивании строительных битумов. Поэтому на битумной установке Мозырского завода наряду с использованием центробежных насосов типа НК в качестве основных предусмотрены паровые поршневые насосы в качестве резервных. Перед пуском центробежного насоса трубопроводы следует прокачивать горячей дизельной фракцией. Опыт эксплуатации центробежных насосов в открытой насосной в условиях суровой зимы 1978—1979 гг. показал их пригодность для перекачивания строительных битумов [54]. Опыт эксплуатации центробежных насосов с обогревом заслуживает распространения. [c.139]
В химической промышленности преимущественно применяются насосы с электрическим приводом. Поршневые насосы с паровым приводом встречаются лишь на старых производствах. Наиболее широкое распространение получили насосы следующих типов центробежные, центробежно-вихревые, лопастные, поршневые, поршневые с регулировкой производительности. Все в [c.14]
После выверки агрегата на фундаменте слегка затягивают фундаментные болты и подливают жидкий цементный раствор. Для этого вокруг фундамента делают деревянную опалубку такой высоты, чтобы фундаментная плита на 25—30 мм оказалась залитой цементным раствором. При этом надо следить, чтобы цементный раствор заполнил все пустоты между фундаментом и фундаментной плитой агрегата. После подливкп через 6—10 дней, когда схватывается цементный раствор, оконча-тельЕю заливают фундаментные болты. При этом надо следить за тем, чтобы не нарушить правильного положения фундаментной плиты. У паровых поршневых насосов жестко закрепляют на фундаменте только гидравлическую часть, паровую сторону насоса предохраняют от случайных перемещений, и она может свободно расширяться при разогревании насоса. [c.334]
Взрыву способствовали повышенные температура и давление, поскольку температура обогрева демпфера паровым конденсатом не контролировалась, а следовательно, могла достигать 100°С. Такие условия могли создаваться прн остановке насоса, так как обогрев при этом не отключался и находящийся в баке МВА мог нагреваться до температуры греющего агента. Кроме того, допускались случаи включения насосов при закрытой арматуре на нагнетательной линии, что при отсутствии автоматических блокировок и перепускных клапанов приводило к значительному повышению давления МВА в системе, создаваемому поршневым насосом. Такое повышение давления также могло вызвать взрыв демпфера насоса. [c.186]
Насосы. На установке имеются насосы — паровые поршневые, центробежные для подачи сырья и орошения, перекачки нефтепродуктов п циркуляции воды. Кроме рабочих насосов, имеются резервные. [c.109]
Привод от паровой машины используется главным образом в прямодействующих поршневых насосах. Для поршневых компрессоров он применяется редко. [c.74]
Поршневые насосы горячей воды паровозных водоподогревателей смешения паровые цилиндры и золотники компаунд-насосов паровые цилиндры, золотники и поршни паровой машины механического углеподатчика цилиндрические зубчатые и червячные передачи при тяжелых нагрузках и скоростях скольжения до 3 м сек прокатные станы паровые поршневые стационарные машины и локомобили [c.180]
Цилиндры и золотники паровых машин, поршневые насосы и прочее оборудование, работающее насыщенным паром, как на паровых, так и на стационарных установках [c.185]
Насосы. Водяные цилиндры в поршневых насосах не смазываются. Для смазывания паровых цилиндров поршневых паровых насосов в зависимости от температуры пара применяют цилиндровое масло 24 (ГОСТ 1841—51), цилиндровое масло 11 (ГОСТ 1841 — 51) и цилиндровое масло 38 (ГОСТ 6411—52). [c.262]
Расход смазочных материалов для паровых-поршневых насосов устанавливают в размере, предусмотренном для паровых машин одинаковой с насосами мощностью. При работе насосов от двигателей внутреннего сгорания норма расхода смазочных материалов устанавливается в зависимости от типа двигателя и его мощности согласно нормам для двигателей внутреннего сгорания (см. табл. 69). [c.262]
В поршневых насосах перемещение жидкости осуществляется поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. Поршневые насосы получили широкое распространение в XIX в., когда основными двигателями стали служить паровая машина или тихоходные двигатели внутреннего сгорания. В настоящее время поршневые насосы применяют для перекачивания небольших количеств жидкости, создания высокого давления, перемещения вязких жидкостей. Величина создаваемого давления ограничивается механической прочностью деталей насоса. [c.70]
Опыт показал, что насосы тппа НГ и НК пригодны для транспортирования не только гудронов, но и дорожных и строительных битумов при наличии резервного парового поршневого насоса и обеспечении прокачивания линий горячими масляными фракциями. В то же время эти насосы потребляют примерно в пять раз меньше энергии (в пересчете на условное топливо) на перекачивание единицы объема жидкости по сравнению с обычно используемыми паровыми поршневыми насосами типа ПДГ [183]. [c.124]
Опыт эксплуатации паровых поршневых насосов для перекачивания сырья, дорожных и строительных битумов показал их приемлемость. При производстве высокоплавких битумов стараются избегать их перекачивания. Кубы располагают на постаменте, и битумы сливаются самотеком. При необходимости транспортирования битума насос обогревают к рабочей части насоса приваривают рубашку для водяного пара (Уфимский НПЗ) или вплотную к рабочей части монтируют пустотелые коробки для теплоносителя (Херсонский НПЗ). Обогрев позволяет устанавливать насосы на открытом воздухе. [c.139]
Поршневые насосы применяют для транспортирования продуктов при высоких напорах, перекачивания высоковязких жидкостей и в других случаях. Положительным свойством поршневых насосов является легкость регулировки подачи продукта путем изменения числа и величины ходов поршня. К достоинствам поршневых насосов относится и возможность их оборудования прямодействующим паровым приводом взамен электромотора, что увеличивает пожарную безопасность — при перекачивании легковоспламеняющихся и горючих продуктов. [c.208]
Общие энергетические затраты на производство 1 т окисленных битумов для большинства заводов составляют 40—60 кг у. т. Для снижения энергии на перекачивание следует заменить окисление в трубчатых реакторах окислением в колоннах, предпочтительно с квенчинг-секцией. Целесообразно также заменять паровые поршневые насосы центробежными с электроприводом. Опыт показал, что насосы типа НГ и НК пригодны для перекачивания не только гудронов, но и дорожных и строительных битумов при наличии резервного парового поршневого насоса и обеспечении прокачивания линий горячими масляными фракциями. В то же время эти насосы потребляют примерно в пять раз меньше энергии на перекачивание единичного объема жидкости по сравнению с обычно используемыми паровыми поршневыми насосами типа ПДГ. [c.296]
Поршневые насосы (рис. 11.2) применяют на нефтегазоперерабатывающих заводах как поршневые паровые прямодействующие насосы двойного действия и в меньшей степени — как поршневые насосы с приводом от электродвигателя через редуктор. Поршневые насосы предназначены для перекачки как холодных жидкостей с температурой до ЮО С, так и горячих жидкостей с более высокой температурой. [c.331]
При эксплуатации парового поршневого насоса перед его пуском ирвводйте5г ружный осмотр, нре ряются крепление крышек цилиндров и сальниковой буксы, фланцевые соединения, исправность системы смазки паровой части насоса, наличие масла в масленках. Приступая непосредственно к самому пуску насоса, надо убедиться, что все задвижки на выкиде и на приеме насоса открыты, иначе щожет произойти разрушение деталей насоса или выкидного трубопровода. [c.209]
На современных типовых установках не([)теперерабатываюии1Х заводов применяют в основно.м центробежные насосы. Менее распространены паровые н )яиодействующие поршневые насосы. Незначитель[Ю используются плунжерные нрямодействующие и приводные поршневые насосы. Шестеренчатые, винтовые, струйные и другие насосы применяют главным образом в качестве вспомогательных. [c.9]
ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ Б1.1СТР0ИЗНАШИВАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ ПАРОВЫХ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ [c.223]
Для изготовления штоков паровых поршневых насосов в зависимости от перекачиваемой жидкости и ее температуры используют стали различных марок для uitokob паровой части насосов — Ст.35 и 40Х, для штоков гидравлической части — 40Х и 2X13. [c.225]
Простейшие деревянные поршневые насосы, приводимые в действие преимущественно силой людей и животных, применялись еще в IV в. до и. э. Эти насосы использовались в течение многих столетий без существенных изменений в конструкции. Лишь в XVII] в. с появлением паровых двигателей и развитием горного дела н металлургии они были усовершенствованы. [c.3]
ВНИИПКнефтехим. Проектная производительность примерно 1 т в час. На установке иапользуется теплоноситель — фракция 350—500°С. Система теплоносителя включает в себя буферную емкость, нагревательную печь, центробежный насос НК-бО/35, воздушный холодильник (для охлаждения теплоносителя в случае его перегрева, поверхность нагрева 630 м ), трубчатый теплообменник (для нагрева битума, поверхность нагрева 250 м ) предусматривается обогрев всех битумных трубопроводов и рабочей части парового поршневого насоса ПДГ-40/30, предназначенного для первкачи вания и рециркуляции битума. Для стабилизации качества теплоносителя в газовую часть емкости лодают инертный газ. [c.165]
Поршневые насосы. В поршневых насосах жидкость подается под действием возвратно-постуиательного движения дискового поршня — плунжера. По способу действия поршневые насосы делят на насосы простого (одинарного), двойного и многократного действия по виду привода — на приводные и прямодействующие. На НПЗ широко используют паровые пря-модействующие поршневые насосы. Поршень такого насоса находится па одном штоке с поршнем парового цилиндра. [c.135]
Поршневые насосы применяются для транспортирования продуктов прп высоких напорах, перекачивапии высоковязких веществ, а также там, где иедопустимо использование электромоторов, а должны испо.тьзовать-ся паровые пасосы. [c.122]
На рис. 198 показано несколько возможных систем контроля подачи сырья в колонну с помощью насосов. Если емкость велика, лучше использовать систему пропорциохильного регулирования с узким диапазоном (см. рис. 198, а). На рис. 198, б показано применение пропорционального контроля с широким диапазоном регулирования. Сырье в данном случае может подаваться в колонну как насосом, так и самотеком нод действием давления. Рис. 198, в иллюстрирует дальнейшее развитие этого метода. Такая схема применяется в том случае, когда давление в системе колеблется. В каждой из этих схем применяются центробежные насосы, оборудованные системой контроля обратного д авления. На рис. 198, г показана схема привязки парового поршневого насоса, работа которого контролируется системой регулирования уровня. Регулятор уровня приводит в действие клапан, установленный на паровой линии. Имеются и другие способы регулирования работы парового поршневого насоса. Показанная схема является простейшей из них. [c.314]
Паровой поршневой насос — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Паровой поршневой насос
Cтраница 2
Производительность парового поршневого насоса пропорциональна числу ходов поршня. Для повышения производительности увеличивается число ходов, что достигается увеличением подачи пара к машине. Давление воды после поршневого насоса не зависит от его производительности и определяется гидравлическим сопротивлением нагнетательного тракта насоса. [16]
Сравнивая между собой паровые поршневые насосы и инжекторы, необходимо отметить следующие достоинства и недостатки этих питательных устройств. [17]
Единственным преимуществом паровых поршневых насосов перед инжекторами является то, что они могут работать при более низком давлении пара. [18]
К особенностям паровых поршневых насосов относятся взры-вобезопасность, хорошая всасывающая способность, широкий диапазон регулирования подачи и давления на выходе из насоса. Насосы обеспечивают регулирование подачи или давления от 25 до 110 % номинальных значений путем изменения числа двойных ходов и давления пара на входе в насос. [20]
Общий вид сдвоенного парового поршневого насоса прямого действия приведен на фиг. Схема его изображена на фиг. [21]
Согласно данному стандарту паровые поршневые насосы изготовляются двух типов: ПДГ — прямодействующие двух-поршневые двустороннего действия горизонтальные и ПДВ — то же, вертикальные. [22]
При — эксплуатации парового поршневого насоса перед его пуском проводится наружный осмотр врове — ряются: крепление крышек цилиндров и сальниковой буксы, фланцевые соединения, исправность системы смазки паровой части насоса, наличие масла в масленках. Приступая непосредственно к самому пуску насоса, надо убедиться, что все задвижки на выкиде и на приеме насоса открыты, иначе ожет произойти разрушение деталей насоса или выкидного трубопровода. [23]
Пуск и остановка паровых поршневых насосов требуют специальных мер предосторожности. [24]
Даны раз меры парового поршневого насоса двойного действия: диаметр парового поршня Di23QMM; диаметр жидкостного поршня D152 мм; диаметр штока d52 мм. [25]
В отработавшем в паровых поршневых насосах и молотах паре содержится до 150 — 300 мг — масла на каждый килограмм пара. Для предварительного освобождения пара от набивки и от грубо-дисперсных капелек масла применяют набивкоуловители, представляющие собой цилиндрические сосуды с расположенными в них в шахматном порядке угольниками и механические пароочистители. Для тонкой очистки используют паропромыватели. [26]
Из промежуточных настоприемников паста паровыми поршневыми насосами 18 под давлением 4 — 6 ати перекачивается в магистральные линии ( коллекторы низкого давления), ведущие в промежуточные емкости цеха настовых насосов высокого давления. Пастовые коммуникации на всем протяжении прокладываются с паровым обогревом, чтобы температура пасты поддерживалась на уровне 90 во избежание ее загустения и образования пробок, что может вызвать перерывы в подаче пасты. [27]
Какой требуется уход за паровым поршневым насосом. [29]
Температура воды, нагнетаемой паровым поршневым насосом, почти не отличается от температуры всасываемой воды. [30]
Страницы: 1 2 3 4
Насосы с паровым приводом
Насосы с паровым приводомСерия
С начала прошлого века компания Peroni занимается проектированием и производством насосов с паровым приводом, используемых для подпитки котлов, откачки с низким NPSHA и для других технологических применений на нефтехимических заводах. и на НПЗ. Все насосы Peroni с паровым приводом являются поршневыми, горизонтальными дуплексными насосами двойного действия, в которых мощность передается непосредственно на нагнетательную часть за счет воздействия рабочей жидкости на поршень.Движущей жидкостью обычно является пар, но также может быть воздух или газ.
Серия состоит из трех моделей: два горизонтальных дуплексных, поршневых поршневых насоса двойного действия для низкого давления, один для малой производительности, другой для большой производительности.
Третья модель представляет собой горизонтальный дуплексный поршневой насос двойного действия с противоположными плунжерами для высокого давления.
Паровая часть
Паровая часть представляет собой цельный двухцилиндровый поршневой паровой двигатель.
В каждом цилиндре находится паровой поршень, соединенный с золотником штоком и рычагами. Вход и выход паровой части контролируются золотниковым клапаном. Пар поступает с одной стороны парового цилиндра через золотниковый клапан и толкает поршень в противоположную сторону.
Когда поршень достигает конца хода, золотниковый клапан меняет направление потока пара, что меняет направление движения поршня. Скорость и, следовательно, количество циклов строго пропорциональны количеству и давлению впускаемого пара.Эта скорость регулируется путем управления клапаном подачи пара.
Паровой поршень жестко соединен с гидравлическим поршнем или плунжером, воздействующим на жидкость в проточной части.
Блок подачи
В паровых насосах в качестве вытеснителя используется либо поршень, уплотненный с гидроцилиндром поршневыми кольцами, либо, в случае высоких давлений нагнетания, плунжер с уплотнением.
Двойного действия означает, что во время работы насоса жидкость на одном конце поршня находится в фазе всасывания, а другой конец поршня находится в фазе нагнетания.
Таким образом, насос двойного действия совершает два такта всасывания и два такта нагнетания для каждого полного цикла возвратно-поступательного движения и имеет два всасывающих и два нагнетательных клапана.
Клапаны, устанавливаемые на блоке подачи, либо крыльчатого типа для чистых жидкостей с низкой вязкостью, либо шаровые краны для жидкостей с высокой вязкостью и/или содержащих твердые частицы. Уплотнение штока поршня предотвращает утечку жидкости из гидравлического цилиндра.
Все модели могут поставляться с рубашкой охлаждения сальниковой коробки со стороны гидравлики.
Эксплуатационные характеристики
Паровые насосы прямого действия очень универсальны. Они могут работать в любой точке давления и расхода в диапазоне характеристик конкретной конструкции насоса.
Скорость насоса и, следовательно, производительность насоса можно регулировать от нуля до максимума с помощью ручного или автоматического дроссельного клапана на линии подачи пара.
Максимальная скорость в основном ограничена частотой плавного открытия и закрытия клапанов.
Насос может работать при любом противодавлении системы, от нуля до максимально допустимого рабочего давления.
Однако в конкретном случае максимальное давление гидравлического конца может быть ограничено доступным давлением пара и соотношением площадей парового поршня и жидкостного поршня.
Общей характеристикой паровых насосов Vesuvio и Vulcano является очень низкое значение NPSHr.
На самом деле, гидравлическая часть этих насосов спроектирована таким образом, чтобы максимизировать все проходы потока жидкости, особенно в области клапанов.Кроме того, насосы всегда выбираются для работы на очень низкой скорости.
По этой причине одним из основных применений насосов с паровым приводом является откачка на нефтеперерабатывающих заводах, где доступный NPSH часто бывает низким, а перекачиваемые жидкости представляют собой различные углеводороды, часто с высокой вязкостью и высокой температурой.
Характеристики
Ассортимент насосов Peroni с паровым приводом включает три серии насосов, спроектированных и изготовленных в соответствии со стандартом API 674.
Серия Vesuvio 42.00
Поршневой насос
Давление нагнетания: до 21 бар (305 фунтов на кв. дюйм)
Производительность: до 41 м3/ч (182 гал/мин)
Давление пара: 18 бар 3 0 9001 13 фунтов на кв. дюйм
Vesuvio 46.00 Серия
Поршневой насос
Давление подачи: до 45 бар (650 фунтов на кв. дюйм)
Производительность: до 293 м3/ч (1290 галлонов в минуту)
Давление пара: 16 бар (230 фунтов на кв. дюйм)
Серия 4.0003 Vulcano 4
Насос с противоположными поршнями
Давление подачи: до 130 бар (1885 фунтов на кв. дюйм)
Производительность: до 39 м3/ч (174 галлонов в минуту)
Давление пара: 16 бар (230 фунтов на кв. дюйм)
Что такое поршневой паровой двигатель? (с картинками)
Поршневой паровой двигатель представляет собой тип двигателя, в котором цилиндрический поршень движется внутри закрытого цилиндра.Как и во всех поршневых двигателях, расширение горячего газа используется для перемещения поршня, и сила этого движения преобразуется с помощью механических средств для выполнения определенного вида работы. Однако, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, поршневой паровой двигатель использует пар, образующийся вне цилиндра, в котле, для перемещения поршня внутри цилиндра.
Первый двигатель такого типа был изобретен в 1690 году французским изобретателем и инженером Дени Папеном.Его простой одноцилиндровый поршневой паровой двигатель был доказательством концептуального дизайна, который показал, что такая машина возможна. Он работал, но не мог повторять свое действие самостоятельно, и его приходилось разбирать и переустанавливать после каждого цикла. У него не было средств для передачи работы, производимой действием поршня, но он доказал, что такой двигатель возможен.
Все поршневые двигатели используют шатуны для соединения поршня или поршней с коленчатым валом.Коленчатый вал преобразует прямолинейное движение поршня во вращательное движение, которое передается приводному механизму, например колесам локомотива или корабельному гребному винту. В большинстве двигателей внутреннего сгорания горячий газ, образующийся при воспламенении и сгорании топлива, давит только на одну сторону поршня. В поршневой паровой машине цилиндр часто имеет золотниковый клапан, позволяющий пару работать с обеих сторон поршня, чередуясь с одной стороны на другую.
Детали для двигателей этого типа должны быть изготовлены с точностью, чтобы обеспечить эффективную работу.Поршни и цилиндры должны подходить друг к другу с минимально возможным зазором между ними. Поршни поршневого парового двигателя, как и других поршневых двигателей, часто снабжены кольцами, которые действуют как высокотемпературная прокладка, обеспечивающая хорошее уплотнение между поршнем и цилиндром, предотвращая утечку, что снижает эффективность.
Со времени первой конструкции Папена было разработано множество различных типов поршневых паровых двигателей, но все различные усовершенствования и вариации не изменили основной принцип использования пара для перемещения поршня внутри цилиндра для выполнения работы.Поршневые паровые двигатели использовались в первых железнодорожных локомотивах, судовых двигателях и даже в некоторых первых типах автомобилей. Серия автомобилей, произведенных Стэнли, была известна как «пароходы Стэнли».
|
Изобретение парового двигателя
ок, вон там, на карнизе второго этажа Лувра, среди статуй великих французских мыслителей — Декарта, Дидро, Вольтера. На одном из них мужчина стоит, положив левую руку на странное устройство. Мы должны прищуриться, чтобы увидеть, что это такое. Оказывается, это цилиндр, разрезанный, чтобы обнажить поршень внутри него. Кто этот механик в галерее интеллектуалов?
Это Дени Папен, родившийся в 1647 году, в том же году, когда фон Герике начал работать с газами.Папен изучал медицину, затем пошел работать к Кристиану Гюйгенсу, который работал с воздушными насосами. Папен сделал вакуумный насос под руководством Гюйгенса. Он хотел использовать пылесосы для хранения продуктов. Позже он изобрел устройство высокого давления для переваривания костей для медицинских исследований — прототип домашней скороварки.
И Гюйгенс, и Папен участвовали в разработке паровых двигателей. И оба были французами гугенотами. Гугеноты сосуществовали с французскими католиками с тех пор, как Нантский эдикт подтвердил их свободу вероисповедания.Но после быстрого нарастания антипротестантских настроений Людовик XIV отменил Эдикт в 1685 году.
Четыреста тысяч гугенотов изгнаны из Франции. Им пришлось уехать в Германию, Англию, Канаду и другие протестантские страны. Многие оказались в Массачусетсе. Среди их американских потомков были Александр Гамильтон и Пол Ревир.
Гюйгенс вернулся в родные Нидерланды и больше никогда не видел Францию. Папен провел остаток своей жизни в Англии и Германии.В Марбургском университете он пересмотрел идею, предложенную Гюйгенсом, — использование пороха для привода двигателя. Но Папен вскоре понял, что это непрактично. После каждого взрыва он оставлял поршень, полный неконденсирующегося газа.
Эскиз Папена его первой паровой машины. |
Но если бы он использовал пар , почти ничего не конденсировался бы. Затем можно было завершить ход поршня.Вместо взрыва пороха для создания давления он мог конденсировать пар для создания вакуума. Давление воздуха могло управлять рабочим ходом. Оказалось, что именно так должны были работать первые настоящие паровые двигатели.
Папен опубликовал проект такого двигателя в 1690 году — тот, который он держит в Лувре сегодня. Лужа воды в цилиндре будет поочередно кипеть и конденсироваться. Кипение заполнило цилиндр паром. Работа была сделана, когда атмосферный поток толкнул поршень вниз во время конденсации.
Сохранение той же воды в поршне сделало бы его двигатель очень медленным. В практических двигателях пар будет подаваться извне, а затем выбрасываться либо в виде отработанного пара, либо в виде конденсата. Папен сообщил, что на нагрев одной только воды уйдет целая минута. Ему бы повезло, если бы он делал до тридцати рабочих гребков в час.
Позже он предложил более простой двигатель высокого давления. Но никто еще не знал, как обработать большой плотно прилегающий цилиндр и поршень.Кроме того, сейчас был 1707 год, и кузнец из Девоншира Томас Ньюкомен, наконец, изготовил паровую машину, пригодную для использования, очень похожую на первую машину Папена.
И здесь вновь всплывает тема религиозного бунта. Ньюкомен был таким же диссидентом, как Папен и Гюйгенс. Он был ярым членом одной из зарождавшихся баптистских сект. Он жил, как жил Папен, по ту сторону благословения общества. Возможно, столь радикальная новая вещь, как паровой двигатель, должна была появиться на периферии приемлемости.
Окончательный дизайн парового двигателя Папена. (Обратите внимание на клапаны сброса давления. Они были адаптированы из его более раннего устройства для переваривания костей.) |
В Великобритании те же самые люди, стряхнув с себя религиозную ортодоксальность, также устроили паровую экономическую революцию — вдали от лондонских центров власти. Британская промышленная революция зародилась в основном в английской сельской местности и двигалась торговцами, верования которых сильно отличались от англиканской церкви.Они выковали свободу, не штурмуя крепостные валы, а строя новую промышленную базу Великобритании у себя на заднем дворе. Они занялись текстильным ткачеством и производством новых видов железа. Они построили сеть каналов, которые децентрализовали движение товаров. И власть была бы ключом. Паровые двигатели быстро заняли центральное место среди этих технологий.
Версия парового насоса Савери 1699 года, показанная Ларднером. |
Другой изобретатель из Девоншира проложил путь Ньюкомену. Томас Савери работал во многих областях техники, когда в 1698 году он подал заявку на патент:
. новое изобретение для подъема воды и приведения в движение всех видов мельниц с помощью движущей силы огня, которое будет иметь большое значение и преимущество для осушения шахт, обслуживания городов с водой и для работы всех видов мельниц, где они не имеют пользы ни от Воды, ни от постоянных Ветров.То, что на самом деле построил Савери, было высокой полой капсулой. Представьте, что вершина сначала заполнена водой. Пар, подаваемый в гондолу под высоким давлением, вытесняет воду со дна вверх по трубе. Затем в капсулу распыляется холодная вода для конденсации пара. Образовавшийся вакуум втягивает воду из отстойника внизу, и цикл повторяется. Патентные заявления Савери о приводе мельниц и других машин никогда не были бы реализованы с этим двигателем. У него не было ни штока поршня, ни маховика, ни коромысла, ни каких-либо средств для привода механизмов.Это был пони с одним трюком; он мог только качать воду.
Поршень типа Ньюкомена более позднего 18-го века, примерно три фута в диаметре с широкой прорезью по окружности для наматывания веревки в качестве уплотнительного уплотнения. (Лондонский музей науки, фото JHL) |
Пар должен был подаваться со скоростью около ста фунтов на квадратный дюйм. Это подняло бы воду на пару сотен футов вверх.Но пар конденсировался так быстро, когда попадал в холодную воду, что ему посчастливилось толкнуть воду на двадцать футов. Его двигатель никогда не смог бы работать в настоящей шахте.
Тем не менее, Савери на самом деле построил рабочий двигатель. Он публично продемонстрировал, что пар может качать воду. Он также сообщил о потенциале своего двигателя, назвав его «Друг горняков». Он не оставил ни у кого сомнений в том, что пар решит крайне важную проблему осушения шахт, даже если его собственный двигатель не справится с этой задачей.
Прямо за ним по пятам Ньюкомен и его напарник Джон Калли начали строить свой двигатель. К 1712 году он был запущен. Это был огромный зверь. В первом использовался цилиндр диаметром почти два фута и высотой восемь футов для привода большого внешнего насоса. Он поднимал около 130 английских галлонов в минуту из шахты глубиной 150 футов. Он производил около пяти с половиной лошадиных сил.
Итак, паровой двигатель стал реальностью. Машины Ньюкомена появились по всей Англии, а затем и в Европе.Они были так широко использованы, что стали частью преподавания естествознания. И здесь наконец появляется Джеймс Уатт.
Атмосферный двигатель Ньюкомена, как его показал Ларднер. |
Строительство и эксплуатация паровой части
Приводной механизм или паровая часть парового насоса прямого действия включает следующие компоненты, как показано на рис. 7:
- паровой насос: 1 — паровой цилиндр с люлькой, 2 — головка парового цилиндра, 3 — ножка парового цилиндра, 7 — паровой поршень, 9 — паровые поршневые кольца, 11 — золотник, 18 — паровой ресивер, (19) крышка паровой камеры, (24) сальник штока клапана, (25) сальник штока поршня, жидкость, (26) сальник штока поршня, пар, (33) шток парового поршня, (34) золотник парового поршня , (35) гайка парового поршня, (38) поперечная стойка, (39) длинный рычаг, (41) короткий рычаг, (42) верхний вал, длинный кривошип, (43) нижний вал, короткий кривошип, (46) кривошип штифт, (49) звено штока клапана, (54) шток клапана, (56) гайка штока клапана, (57) головка штока клапана, (58) цилиндр для жидкости, (59) головка цилиндра для жидкости, (61) ножка цилиндра для жидкости, ( 62) пластина клапана, (63) силовая камера, (69) жидкость корпус жидкостного поршня, (71) толкатель жидкостного поршня, (72) футеровка жидкостного цилиндра, (84) металлический клапан, (85) защитный кожух клапана, (86) седло клапана, (87) пружина клапана, (96) сливной клапан для паровой части , (97) сливная пробка блока подачи, (254) втулка сальника штока жидкостного поршня, (332) шток жидкостного поршня, (344) болт золотника штока, (374) гайка штока жидкостного поршня, (391) штифт рычага, ( 431) ключ рычага, (461) гайка шатуна, (571) штифт головки штока клапана, (572) гайка головки штока клапана, (691) стопорные кольца жидкостного поршня, (692) втулки жидкостного поршня, (693) жидкостный поршень волокнистые уплотнительные кольца, (997) воздушный кран, (251) сальник штока жидкостный, (254А) втулка сальника штока парового поршня, (261) сальник штока поршневой, жидкостный, (262) футеровка сальника штока поршня, жидкость, (262A) Накладка сальника штока поршня, пар (Flowserve Corporation)
РИСУНОК 7 Типичное сечение сдвоенного парового насоса: (1) паровой цилиндр с люлькой, (2) головка парового цилиндра, (3) основание парового цилиндра, (7) паровой поршень, (9) паровые поршневые кольца, (11) золотник , (18) паровая камера, (19) крышка паровой камеры, (24) сальник штока клапана, (25) сальник штока, жидкость, (26) сальник штока, пар, (33) шток паровой поршень , (34) золотник парового поршня, (35) гайка парового поршня, (38) поперечная стойка, (39) длинный рычаг, (41) короткий рычаг, (42) верхний вал, длинный кривошип, (43) нижний вал, короткий кривошип, (46) шатунный палец, (49) звено штока клапана, (54) шток клапана, (56) гайка штока клапана, (57) головка штока клапана, (58) цилиндр для жидкости, (59) головка цилиндра для жидкости, ( 61) ножка жидкостного цилиндра, (62) клапанная пластина, (63) силовая камера, (69) корпус жидкостного поршня, (71) жидкостный толкатель поршня, (72) футеровка жидкостного цилиндра, (84) металлический клапан, (85) защита клапана , (86) седло клапана, (87) пружина клапана, (96) сливной клапан паровой части, (97) сливная пробка жидкостной части, (254) шток жидкостного поршня втулка набивочной коробки, (332) шток жидкостного поршня, (344) болт золотника штока поршня, (374) гайка штока жидкостного поршня, (391) палец рычага, (431) ключ рычага, (461) гайка кривошипа, (571) клапан штифт головки штока, (572) гайка штифта головки штока клапана, (691) стопорные кольца жидкостного поршня, (692) поршневые кольца жидкостного поршня, (693) волокнистые уплотнительные кольца жидкостного поршня, (997) воздушный кран, (251) шток жидкостного поршня сальник, (254A) паровая втулка сальника штока поршня, (261) сальник сальника штока поршня, жидкость, (262) футеровка сальника штока поршня, жидкость, (262A) футеровка сальника штока поршня, пар (Flowserve Corporation )
1.Один или несколько паровых цилиндров с подходящими впускными и выпускными патрубками для пара
2. Паровой поршень с кольцами
3. Штоки паровых поршней, непосредственно соединенные со штоками жидкостных поршней
4. Паровые клапаны, направляющие пар в паровой цилиндр и выпускающие пар из парового цилиндра
5. Приводной механизм парового клапана, который перемещает паровой клапан в надлежащей последовательности для создания возвратно-поступательного движения
Работа парового насоса очень проста. Движение поршня достигается путем подачи пара достаточного давления на одну сторону парового поршня при одновременном выпуске пара с другой стороны поршня.Расширение пара очень мало, потому что он поступает с постоянной скоростью на протяжении всего хода. Подвижные части, то есть паровой поршень, жидкостный поршень и поршневой шток или штоки, амортизируются и останавливаются выхлопным паром, захваченным в конце парового цилиндра в конце каждого такта. После короткой паузы в конце хода пар поступает к противоположной стороне поршня, и насос работает в противоположном направлении.
Паровые клапаны Поскольку паровой клапан и его привод управляют возвратно-поступательным движением, любое подробное описание конструкции парового насоса прямого действия следует начинать с обсуждения типов паровых клапанов, их работы и конструкции.
Двойные паровые клапаны Паровые клапаны в дуплексном паровом насосе менее сложны, чем в симплексном насосе, и будут описаны первыми. Как указывалось ранее, дуплексный паровой насос можно рассматривать как два симплексных насоса, расположенных рядом и объединенных для работы как единый блок. Шток поршня одного насоса, совершая свой ход, приводит в действие паровой клапан и тем самым регулирует впуск или выпуск пара во втором насосе. Узел поперечной стойки клапанного механизма показан на рис. 8.Рычаг штока поршня в форме поперечного рычага одной стороны соединен валом с кривошипом штока клапана противоположной стороны. Паровой клапан соединен с кривошипом штока клапана штоком парового клапана и звеном парового клапана. Через этот узел шток поршня одной стороны перемещает паровой клапан противоположной стороны в том же направлении. Когда первый насос завершит свой ход, он должен сделать паузу до тех пор, пока его собственный паровой клапан не будет приведен в действие движением второго насоса, прежде чем он сможет совершить обратный ход.Поскольку одно или другое отверстие парового цилиндра всегда открыто, условия «мертвой точки» не существует; следовательно, насос всегда готов к запуску при подаче пара
допущен к паровому ящику. Движения обоих поршней синхронизированы, что обеспечивает хорошо регулируемый поток жидкости без чрезмерных пульсаций и прерываний.
Плоские золотниковые паровые клапаны Пар поступает в насос из паровой трубы в паровой резервуар в верхней части парового цилиндра. Отработанный пар выходит из насоса через центральный порт из пяти портов, как показано на рис. 9. В большинстве дуплексных насосов используется плоский золотниковый клапан, который удерживается в седле давлением пара, действующим на всю его верхнюю часть; это называется неуравновешенный клапан. Плоский или D-образный клапан, как его часто называют, подходит для давления пара примерно до 250 фунтов/дюйм2 (17 бар1) и имеет разумный срок службы, особенно там, где допустима смазка парового конца.В больших насосах сила, необходимая для перемещения неуравновешенного клапана, значительна, поэтому используется уравновешенный поршневой клапан, который будет обсуждаться позже.
Золотниковый клапан, показанный на рис. 9, расположен в мертвой точке над пятью портами клапана. Движение клапана вправо открывает левое отверстие для пара и правое выпускное отверстие, которое через золотниковый клапан соединено с центральным выпускным отверстием. Главный паровой поршень будет перемещаться впускным паром слева направо.Движение золотника из мертвой точки влево, конечно, вызвало бы противоположное движение парового поршня.
Паровые клапаны дуплексного насоса имеют механический привод, и их движение зависит от движения штока поршня и рычажного механизма клапана. Чтобы гарантировать, что один поршень всегда будет в движении, когда другой поршень реверсирует в конце своего хода, в клапанный механизм вводится холостой ход. Потеря движения — это средство, с помощью которого поршень может двигаться в течение части своего хода, не перемещая паровой клапан.На Рисунке 9 показаны несколько схем потери движения.
Если паровые клапаны не отрегулированы, насос будет иметь тенденцию не работать в течение расчетного хода. Увеличение потерянного движения удлиняет ход; если это чрезмерно, поршень ударит по головке блока цилиндров. Уменьшение потерянного движения укорачивает ход; если это чрезмерно, насос будет работать с коротким ходом, что приведет к потере производительности.
Первым шагом в регулировке клапанов является установка обоих паровых поршней в центральное положение в цилиндре.Для этого поршень перемещается в направлении парового конца до тех пор, пока поршень не ударится о головку блока цилиндров. При таком положении штока поршня на штоке делается метка заподлицо с сальниковым сальником паровой части. Затем шток поршня перемещают в сторону проточной части до удара поршня, а затем на штоке наносят еще одну метку посередине между первой меткой и сальниковым сальником паровой части. После этого шток поршня возвращают в паровую сторону до тех пор, пока вторая метка не окажется заподлицо с сальниковым сальником.Паровой поршень теперь находится в центральном положении. Эта процедура повторяется для противоположного узла штока поршня.
Следующим шагом будет убедиться, что оба паровых клапана находятся в центральном положении с равной величиной холостого хода с каждой стороны, обозначенной расстоянием X на рисунке 9.
Большинство малых паровых насосов имеют фиксированную величину потери хода, как показано на рис. 9а. Когда золотниковый клапан расположен по центру портов клапана, толкатель правильно отрегулированного насоса будет находиться точно по центру в пространстве между проушинами клапана.Потеря движения (X) на каждой стороне толкателя будет одинаковой.
Более крупные насосы оснащены регулируемыми холостыми ходами, как показано на рис. 9b. Величину потери хода (X) можно изменить, перемещая контргайки. Производители предоставляют специальные инструкции по настройке правильного холостого хода. Тем не менее, одно эмпирическое правило состоит в том, чтобы оставить половину ширины парового порта с каждой стороны для потери движения. Метод обеспечения равного холостого хода состоит в том, чтобы перемещать клапан в каждую сторону до тех пор, пока он не коснется гайки, а затем проверить, одинаковы ли отверстия обоих портов.
В некоторых случаях желательно иметь возможность регулировки паровых клапанов во время работы насоса. При ранее упомянутых устройствах это невозможно сделать, поскольку необходимо снять головку паровой камеры. В насосе, оборудованном механизмом обратного хода, как показано на рис. 9с, все регулировки являются внешними и, следовательно, могут выполняться во время работы насоса.
Сбалансированный поршневой паровой клапан Сбалансированный поршневой паровой клапан (рис. 10) используется на сдвоенных паровых насосах, когда золотниковый клапан нельзя использовать из-за размера.Сбалансированный поршневой клапан также можно использовать без смазки при давлении выше 250 фунтов/кв. дюйм (17 бар) и температуре выше 500°F (260°C). При более высоких давлениях может произойти волочение проволоки или резка паром, поскольку поршень медленно пересекает отверстия для пара. Чтобы предотвратить износ и необратимое повреждение паровой камеры и поршня, на паровом клапане используются поршневые кольца, а для защиты паровой камеры впрессована гильза паровой камеры.
Демпфирующие клапаны Паровые амортизирующие клапаны обычно устанавливаются на более крупные насосы в качестве дополнительного элемента управления, предотвращающего удары парового поршня о головки цилиндров, когда насос работает на высоких скоростях.Как было показано ранее, паровой конец имеет пять портов, внешние порты предназначены для впуска пара, а внутренние порты предназначены для выпуска пара. По мере того, как паровой поршень приближается к концу цилиндра, он закрывает выпускное отверстие, захватывая воздух. (24) сальниковая коробка штока клапана, (54) шток клапана в сборе, (57) головка штока клапана, (14) поршневое кольцо клапана, (16) гильза клапана поршня, (47) толкатель гидрозатвора, (491) звено штока клапана, (563) манжета штока клапана (Flowserve Corporation)
РИСУНОК 10 Разгруженный поршневой паровой клапан: (12) поршневой клапан, (181) паровой ресивер, (23) сальник штока клапана, (24) сальник сальника штока клапана, (54) шток клапана в сборе, (57) шток клапана головка, (14) кольцо поршневого клапана, (16) футеровка поршневого клапана, (47) толкатель блока потери хода, (491) звено штока клапана, (563) манжета штока клапана (Flowserve Corporation)
ume пара в конце цилиндра.Этот пар действует как подушка и предотвращает удары поршня о головку блока цилиндров. Амортизирующий клапан представляет собой просто перепускной клапан между паровым и выпускным отверстиями; открывая или закрывая этот клапан, можно контролировать количество пара в подушке.
Если насос работает на малой скорости или работает под большой нагрузкой, амортизирующий клапан должен быть максимально открыт, чтобы поршень не ударялся о головку блока цилиндров. Если насос работает с высокой скоростью или с небольшой нагрузкой, амортизирующий клапан должен быть закрыт.Величину паровой подушки и, следовательно, длину хода можно надлежащим образом регулировать для различных условий эксплуатации путем регулировки этого клапана.
Симплексные паровые клапаны Паровой клапан симплексного насоса работает от пара, а не механически, как сдвоенные паровые клапаны. Причина этого в том, что узел штока поршня должен управлять собственным паровым клапаном. Следовательно, перемещением клапана нельзя управлять напрямую посредством движения штока поршня. Вместо этого поршневой шток управляет пилотным клапаном посредством соединения, аналогичного тому, которое используется в сдвоенном насосе.Это регулирует поток пара к каждому концу главного клапана, перемещая пар туда и обратно. Схема, показанная на рис. 11, является одной из возможных конструкций для создания такого движения.
Когда пилотный клапан находится в положении, показанном на рис. 11, пар из пространства свежего пара проходит через паровой канал пилотного клапана в паровое пространство на левом конце главного клапана (уравновешенного поршневого типа). Одновременно секция D пилотного клапана соединяет паровое пространство на правом конце главного клапана с выпускным отверстием, тем самым высвобождая захваченный пар.Главный клапан полностью переместился в правый конец грудной клетки. Главный клапан в этом положении пропускает пар из грудной клетки в левое отверстие парового цилиндра и в то же время соединяет правое отверстие парового цилиндра с выпускным отверстием.
Паровой поршень теперь движется вправо, и после того, как потерянное движение компенсируется клапанным механизмом, пилотный клапан перемещается влево. В этом положении ранее описанный цикл теперь происходит на противоположном конце паровой камеры.Поскольку главный клапан управляется паром, он может находиться только в двух положениях: либо в левом, либо в правом конце грудной клетки. Следовательно, невозможно иметь его в мертвой точке. Другими словами, пар всегда может течь либо в одну, либо в другую сторону парового поршня, независимо от положения парового поршня.
Чтобы клапан работал плавно и тихо, необходимо предусмотреть устройство, создающее эффект амортизации хода клапана. Паровой поршень, приближаясь к концу своего хода, перекрывает выпускное отверстие и задерживает определенное количество пара, который действует как подушка и останавливает паровой поршень.
Все регулировки клапана находятся вне паровой камеры, поэтому можно отрегулировать клапан во время работы насоса. Эффект уменьшения или увеличения потери движения такой же, как описанный для дуплексных насосов. Устройство потери движения такое же, как показано на рисунке 9c.
Материалы паровой головки Для большинства применений чугун является отличным материалом для парового цилиндра и основным элементом паровой головки. Его легко отлить в сложной форме, необходимой для обеспечения прохода пара.Он обладает хорошими износостойкими свойствами, в основном из-за содержания в нем свободного графита. Это необходимо в отверстиях поршней, которые постоянно притираются поршневыми кольцами. При высоких температурах и давлениях пара применяют ковкий чугун или сталь. В последнем случае, однако, часто используются чугунные гильзы паровых цилиндров из-за их лучшей износостойкости.
Зенковки предусмотрены на каждом конце парового цилиндра, так что ведущее поршневое кольцо может на части своей ширины заходить за конец отверстия цилиндра, чтобы предотвратить износ буртика на отверстии.
Головки блока цилиндров и паровые поршни также обычно изготавливаются из чугуна. Головка блока цилиндров имеет отлитый карман для установки гайки штока поршня в конце хода поршня. Большинство паровых поршней изготавливаются цельными, обычно с двумя прорезями для поршневых колец, прорезанными по внешней окружности.
Относительно широкие поршневые кольца обычно изготавливаются из кованого железа. Они разделены, чтобы их можно было расширить, чтобы они подходили к поршню и защелкивались в канавках поршня.
ШТОК КЛАПАНА ПИЛОТНОГО КЛАПАНА ПОТЕРЯ ДВИЖЕНИЯ ШТОК КЛАПАНА L, NK A ET
Продолжить чтение здесь: Порты к паровому цилиндру Вкладыш парового ресивера Поршневое кольцо клапана
Была ли эта статья полезной?
Клапан поршневой (паровой двигатель) | Тракторно-строительный завод Wiki
- Для нелокомотивных поршневых клапанов см. Поршневой клапан.
Схема цилиндра и поршневого клапана. Затем клапан открывается путем перемещения его вправо, позволяя свободному пространству в середине клапана выровняться с каналом в цилиндре над ним.
Поршневые клапаны представляют собой один из видов клапанов, используемых для управления потоком пара в паровом двигателе или локомотиве. Они контролируют поступление пара в цилиндры и его выпуск из цилиндров после использования, позволяя локомотиву двигаться своим ходом.
Обзор
В 19 веке паровозы использовали золотниковые клапаны для управления потоком пара в цилиндры и из них. В 20 веке золотниковые клапаны постепенно вытеснялись поршневыми клапанами, особенно в двигателях, использующих перегретый пар. Тому было две причины:
- В присутствии перегретого пара сложно правильно смазать золотниковые клапаны
- С поршневыми клапанами можно сделать каналы для пара короче.Это, особенно после работы Андре Шапелона, снижает сопротивление потоку пара и повышает эффективность.
Обычные клапанные механизмы локомотивов, такие как клапанные механизмы Стивенсона, Вальшерта и Бейкера, могут использоваться как с золотниковыми клапанами, так и с поршневыми клапанами. Там, где используются тарельчатые клапаны, может использоваться другая шестерня, такая как шестерня клапана Caprotti, хотя стандартные шестерни, упомянутые выше, также использовались Chapelon и другими.
Примеры
Двигатель с наклонной обмоткой Swannington 1833 г. включал поршневой клапан
Двигатель Swannington с наклонной обмоткой на железной дороге Лестер-Суоннингтон, изготовленный компанией Horsely Coal & Iron в 1833 г., демонстрирует очень раннее использование поршневого клапана . [1] Поршневые клапаны использовались за год или два до этого в горизонтальных двигателях, производимых Тейлором и Мартино из Лондона, но не использовались в стационарных или локомотивных двигателях до конца 19 века. [2]
Принципы проектирования
Во время движения паровой локомотив требует, чтобы пар поступал в поршень с контролируемой скоростью. [3] Это влечет за собой управление впуском и выпуском пара в цилиндры и из них. [3] Пар входит и выходит из клапана через отверстие для пара, обычно в среднем положении поршневого клапана. [3] Если клапан соприкасается с паровыми портами, необходимо учитывать «нахлест» и «заход».
Круг
«Нахлест» — это величина, на которую клапан перекрывает каждый паровой порт в среднем положении каждого клапана. [3] Тем не менее, существует два разных типа «Лап».
Первый тип — это «нахлест пара», то есть величина, на которую клапан перекрывает отверстие на стороне острого пара в цилиндре. [3] Во-вторых, есть «перекрытие выхлопа», то есть величина, на которую клапан перекрывает отверстие на выпускной стороне цилиндра. «Выхлопной круг» обычно дают тихоходным локомотивам. [3] Это связано с тем, что пар остается в цилиндре в течение максимально возможного времени, прежде чем он будет израсходован в виде выхлопных газов, что повышает эффективность. [3] Маневровые локомотивы , как правило, были оснащены этим дополнением.
«Отрицательный перехлест выхлопа», также обычно называемый «выпускным зазором», представляет собой величину, на которую порт открыт для выхлопа, когда клапан находится в среднем положении, и он используется на многих быстроходных локомотивах для обеспечения свободного выхлопа. . [3] Величина редко превышает 1/16 дюйма, если указан зазор выхлопа; цилиндр по обеим сторонам поршня открыт для выпуска в то же время, когда клапан проходит через среднее положение, которое кратковременно во время работы. [3]
Свинец
«Опережение» клапана — это величина, на которую открывается паровой порт, когда поршень неподвижен в передней или задней мертвой точке. [3] Предварительный впуск пара заполняет зазор между цилиндром и поршнем и обеспечивает максимальное давление в цилиндре в начале хода. [3] «Опережение» особенно необходимо на локомотивах, предназначенных для высоких скоростей, при которых события клапана происходят в быстрой последовательности. [3]
Ход клапана
Поршневые клапаны с большим ходом позволяют использовать большие паровые порты для облегчения потока пара в цилиндр и из него.
Расчет событий клапана
Учитывая перекрытие, опережение и ход клапана, в какой момент хода поршня клапан открывается и закрывается, для пара и для выпуска?
Вычислить точный ответ на этот вопрос до компьютеров было слишком сложно.Простое приближение (используемое в диаграммах Цойнера и Реало) состоит в том, чтобы представить, что и клапан, и поршень совершают синусоидальное движение (как они были бы, если бы основной шток был бесконечно длинным). Затем, например, чтобы вычислить процент хода поршня, при котором прекращается подача пара:
- Вычислите угол, косинус которого равен удвоенному кругу, деленному на ход клапана
- Вычислите угол, косинус которого равен удвоенному (нахлест плюс шаг), деленному на ход клапана
Сложите два угла и получите косинус их суммы; вычтите из этого косинуса 1 и умножьте результат на -50.
Построенный I1s 2-10-0 Пенсильвании имел круг 2 дюйма, ход 1/4 дюйма и ход клапана 6 дюймов на полной передаче. На полной передаче два угла составляют 48,19° и 41,41°, а максимальное отсечное значение составляет 49,65% хода поршня.
См. также
Каталожные номера
- ↑ Clinker, CR (1977) The Leicester & Swannington Railway Bristol: Avon Anglia Publications & Services. Перепечатано из Трудов Археологического общества Лестершира, том XXX, 1954 г.
- ↑ Информационная табличка на паровозе Swannington, Национальный железнодорожный музей, Йорк.
- ↑ 3.00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 Garratt, С. & Wade-Мэттьюз, М .: Полная энциклопедия паровых и железнодорожных локомотивов: почти 2 века развития локомотивов и железных дорог (Лондон: Hermes Publishing Company, Ltd., 1998) ISBN 1-84038-088-8
Кто изобрел паровой двигатель?
В мире, движимом двигателями внутреннего сгорания, газовыми турбинами и ядерными реакторами, паровой двигатель может показаться пережитком прошлого. Но без этого революционного изобретения современный мир был бы совсем другим.
Паровой двигатель, возможно, самое важное достижение промышленной революции, способствовал крупным достижениям в горнодобывающей промышленности, производстве, сельском хозяйстве и транспорте.И хотя разработка и усовершенствование паровой машины приписывают нескольким выдающимся деятелям 18-го и 19-го веков, история паровых машин на самом деле восходит почти за 2000 лет до промышленной революции.
Древние паровые турбины
В начале первого века нашей эры греческий изобретатель Герой Александрийский сконструировал первую в мире эолипилу, или примитивную паровую турбину. Эолипил Герона состоял из полого шара, закрепленного на паре трубок.Нагретые снизу огнем трубы доставляли пар к сфере, где он выпускался через другую серию труб, выступающих из экватора сферы. Это движение пара через устройство заставляло сферу вращаться, демонстрируя возможность использования пара в качестве движущей силы.
Хотя эолипил Героя был создан как новинка, а не как средство ускорения производства, тем не менее, это первое известное устройство, преобразующее пар во вращательное движение. Но только в 17 веке были предприняты попытки использовать силу эолипила Герона в практических целях.
В первом веке нашей эры Герой Александрийский изобрел эолипил, или примитивную паровую турбину. (Изображение предоставлено общественным достоянием.)Пар: идеальное решение
Первые практические паровые двигатели были разработаны для решения очень специфической проблемы: удаления воды из затопленных шахт. Поскольку европейцы 17 века перешли с дерева на уголь в качестве основного источника топлива, шахты углублялись и, как следствие, часто затапливались после проникновения подземных источников воды.
Испанский управляющий горнодобывающей промышленностью по имени Херонимо де Аянс считается первым, кто решил проблему затопленных шахт. В 1606 году де Аянц зарегистрировал первый патент на машину, которая использовала силу пара для выталкивания воды из шахт. Испанский изобретатель, которому также приписывают изобретение одной из первых в мире систем кондиционирования воздуха, использовал свой паровой двигатель для удаления воды из серебряных рудников на Гуадалканале в Севилье.
В то время как испанец первым запатентовал паровую машину для использования в горнодобывающей промышленности, изобретение первого парового двигателя обычно приписывают англичанину.В 1698 году Томас Савери, инженер и изобретатель, запатентовал машину, которая могла эффективно извлекать воду из затопленных шахт с помощью давления пара. Савери использовал принципы, изложенные Дени Папеном, британским физиком французского происхождения, который изобрел скороварку. Идеи Папена, связанные с паровым двигателем с цилиндром и поршнем, ранее не использовались для создания работающего двигателя, но к 1705 году Савери превратил идеи Папена в полезное изобретение.
Используя два паровых котла, Савери разработал почти непрерывную систему откачки воды из шахт.Но, несмотря на ранний успех системы Савери, вскоре было обнаружено, что его двигатель способен брать воду только с небольшой глубины, и эту проблему необходимо было решить, если паровые двигатели должны были работать в глубоких шахтах.
К счастью для европейских владельцев шахт, в 1711 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, разработал лучший способ откачки воды из шахт. В его системе использовался модернизированный паровой двигатель, который устранял необходимость в аккумулированном давлении пара — недостаток в системе Савери, который приводил ко многим неудачным взрывам.«Атмосферный» двигатель Ньюкомена, названный так потому, что уровень давления пара, который он использовал, приближался к атмосферному давлению, был первой коммерчески успешной машиной, в которой пар использовался для работы водяного насоса.
Несмотря на то, что атмосферный двигатель Ньюкомена был улучшен по сравнению с первоначальной визуализацией парового двигателя Савери, у него также были свои недостатки. Машина была крайне неэффективной, ей требовался постоянный поток холодной воды для охлаждения важнейшего парового цилиндра (часть двигателя, где давление пара преобразуется в движение), а также постоянный источник энергии для повторного нагрева цилиндра.
Несмотря на этот существенный недостаток, конструкция двигателя Ньюкомена оставалась неизменной в течение следующих 50 с лишним лет и, помимо откачки шахт, также использовалась для осушения заболоченных земель, снабжения водой городов и даже электроснабжения заводов и мельниц путем перекачивания воды. снизу водяного колеса кверху для повторного использования.
В 1698 году Томас Савери запатентовал машину, которая могла эффективно извлекать воду из затопленных шахт с помощью давления пара. (Изображение предоставлено общественным достоянием.)Сила промышленной революции
Но к 1765 году судьба двигателя Ньюкомена была решена.В том же году Джеймс Уатт, шотландский производитель инструментов, нанятый Университетом Глазго, начал ремонт небольшой модели двигателя Ньюкомена. Уатт был озадачен большим количеством пара, потребляемого машиной Ньюкомена, и понял, что для устранения этой неэффективности ему придется покончить с постоянным охлаждением и повторным нагревом парового цилиндра.
Для этого Уатт разработал отдельный конденсатор, который позволил поддерживать постоянную температуру парового цилиндра и значительно улучшил функциональность двигателя Ньюкомена.
По финансовым причинам Ватт не смог сразу изготовить свой новый улучшенный атмосферный двигатель. Но к 1776 году он сформировал партнерство с Мэтью Бултоном, английским промышленником и инженером, решительно настроенным использовать паровые двигатели не только для откачки воды из шахт.
При финансовой поддержке Boulton Уатт разработал ротационную паровую машину одностороннего (а позже и двойного действия), которая, наряду с фирменным отдельным конденсатором Уатта, имела механизм параллельного движения, который удвоил мощность существующего парового цилиндра.Двигатель Боултона-Ватта был также первым, который позволил оператору машины контролировать скорость двигателя с помощью устройства, называемого центробежным регулятором. В улучшенном двигателе использовалась новая система передач, разработанная сотрудником Бултона и Уоттса Уильямом Мердоком, известная как солнечная и планетарная передача, для преобразования возвратно-поступательного (линейного) движения во вращательное.
Усовершенствования парового двигателя, сделанные Ваттом, в сочетании с видением Бултона о стране, работающей на паре, способствовали быстрому внедрению паровых двигателей в Соединенном Королевстве и, в конечном итоге, в Соединенных Штатах.К 1800-м годам паровые двигатели приводили в действие мельницы, фабрики, пивоварни и множество других производственных предприятий. В 1852 году состоялся первый полет парового дирижабля. Будущие итерации парового двигателя также стали определять путешествия, поскольку поезда, лодки и железные дороги переняли технологию, чтобы доставить пассажиров в 20-й век. [См. также: Как паровой двигатель изменил мир]
Подписывайтесь на Элизабет Палермо в Twitter @techEpalermo, Facebook или Google+. Подписывайтесь на LiveScience @livescience.Мы также есть в Facebook и Google+.
.