Арматура для содержания котла в исправном состоянии

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Спускные и продувательные краны и клапаны

Помимо назначения спускать воду из котла, спускные или продувательные устройства имеют важнейшее назначение-продувать котел, периодически удаляя из него накипь. Применяя антинакипины и регулярную продувку котла, возможно значительно перекрыть нормы межпромывочных пробегов паровоза. Чрезвычайно большое значение огромных межпромывочных пробегов заставляет нас особенно внимательно отнестись к рассмотрению продувательных устройств котла, к самому их расположению и выбору их числа.

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии

«л. лучшие «ашннисты-кривоносовць,£

«х, устройство ^«^х^^™^^^ нужных измене-н„ГГкГт^ХиГ°деГ„ °Гла о&т возможность дальнейшего роса межпромывочных пробегов.

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии

Прежде всего укажем, что химический состав накипи не однороден: частц накипи имеет удельный вес больше единицы, и скапливается в нижних участках котла (удаляется так называемой «нижней» продувкой); часть накипи (небольшая) имеет удельный вес меньше единицы и скапливается в виде грязной «омыленной» пены (шламм) в верхней части водяного пространства, впереди котла. Эта накипь удаляется так называемой «верхней» продув кой1. Для рациональной продувки котла нужно иметь не менее четырех приборов для нижней продувки (по два с каждой стороны топки, в переднем и заднем углах) и 1-2 прибора для верхней продувки, ставя последние в передней части котла с боков, примерно на высоте середины барабана. Продувать котел следует как в пути при движении, так и на стоянках по приезде в депо.

Отверстия для нижней продувки котла и спуска воды делаются в самых низших местах топки-над обвязочной рамой. Из-за наклона колосниковой решетки вперед отверстия должны быть расположены в передней части топки.

Если котел имеет грязевик, то последний также снабжается спускным краном. V

• У наших старых паровозов пока применяются исключительно пробочные спускные краны со всеми присущими им дефектами - относительно часто требующимся ремонтом, необходимостью прилагать большие усилия для открывания крана, подчас затруднениями с закрыванием крана, когда кусок накипи застревает в проходе крана и не позволяет закрыть его без нарушения герметичности бронзовой пробки.

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии
Фиг. 211.

На фиг. 209 показан весьма распространенный на наших паровозах спускной кран в его наиболее современном выполнении. Корпус изготовлен из ст. л.-1 и снабжен бронзовой втулкой.

Для мощных котлов такие пробочные краны непригодны. Помимо большой поверхности нагрева, вызывающей значительные скопления накипи, - здесь известную роль играют циркуляционные трубы. Циркулирующая в котле вода тащит с собой массы накипи, в изобилии скапливающейся в нижних точках котла, расположенных как раз под нижними отверстиями циркуляционных труб. «Потерявшая» куски накипи вода уходит в трубы, а накипь здесь скапливается в таком количестве, что все пространство между ухватными листами топки и кожуха (над обвязочной рамой) может оказаться забитым накипью. Стенки топки перегреваются; иногда отложения накипи бываютчстоль значительны, что доходят по высоте до отверстий циркуляционных труб, почти прекращая самую циркуляцию.

Между тем работа мощного паровоза имеет место на длинных тяговых плечах, и это заставило сконструировать особые продувательные клапаны, позволяющие осуществить продувку котла на ходу поезда, чтобы не допускать больших отложений накипи. Конечно, пробочные краны для такой ответственной операции заведомо непригодны.

1 Машинист Томской ж. д. т. Пиджаков разработал прибор для верхней продувки, состоящий из ряда (4) широких воронок, расположенных вдоль котла над трубами. Воронки своими большими устьями обращены вверх. Вершины воронок, расположенные снизу, сообщаются с продувательным клапаном. Открывая последний, мы удаляем из котла шламм. Прибор Пиджакова описан в журнале «В бой за технику» сентябрьский номер 1936 г.

Основными требованиями, предъявляемыми к современным продувательным устройствам, являются, во-первых, легкость манипулирования и, во-вторых,- и это самое важное,-полная возможность быстрого закрытия отверстия.

В США пользуются большим распространением продувательные клапаны Окэди и Эверластинг. Клапан Окэди показан на фиг. 210, клапан Эверластинг на фиг. 211. Клапаны Окэди установлены на паровозах сер. «ТА» и «ТБ», клапаны Эверластинг устанавливаются на наших мощных паровозах. На последних паровозах сер. «ФД> эти клапаны несколько видоизменены: пружина стержня рукоятки вынесена наружу (чтобы устранить закипание пружины), опорные поверхности под заслонку и самая заслонка снабжены бронзовой заливкой. ».

Такие клапаны устанавливаются на боковых листах кожуха, в передних нижних его углах.

Рассматривая конструкции обоих клапанов-Окэди и Эверластинг, мы видим некоторое сходство между ними. Проход для воды имеет простую цилиндрическую форму, внутри корпуса «перерезываемую» заслонкой-клапаном. Последний имеет маятникообразное движение вокруг валика, повертывающегося вокруг своей оси. Клапан имеют простую дисковую форму, вставляется в один конец обоймы, надетой своим другим концом на квадрате валика. Уплотнение достигается нажатием котловым давлением шлифованных поверхностей одна на другую. Рассматривая дисковый клапан, мы видим, что в системе Эверластинг имеются два диска, «распираемых» заложенной между ними спиральной пружиной. Это сделано для получения большей герметичности клапана при отсутствии давления в котле, когда изнутри нет усилия, прижимающего клапан к его опорной поверхности.

Сажевыдуватели

Несколько раз упоминавшийся нами унос угля в жаровые трубы, имеющий место в особенности при конусной установке и при стокерном отоплении, вызывает необходимость применять продувку труб на ходугпаровозз. Унос угля в трубы и их засаривание иногда могут быть настолько велики, чтй резко ухудшается горение топлива, падают парообразование и перегрев. Для удаления кусочков угля и сажи из труб у мощных паровозов применяются осо бые сажевыдуватели, часто автоматические. Американские конструкции сажевыдувателей в нескольких своих разновидностях очень распространены на паровозах США; в СССР в настоящее время американские автоматические сажевыдуватели работают на паровозах сер. «ТА> и «ТБ».

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии

Изготовление автоматических сажевыдувателей у нас стоит в порядке дня.

Типов сажевыдувателей имеется два: с автоматическим приводом и с ручным. За последние годы в США получают распространение автоматические сажевыдуватели («Superior», типа «Н»), хотя распространены и старые типы с ручными приводами.

Продувка труб помощью сажевыдувателей производится посредством парового сопла, выходящего внутрь топки; выходное отверстие сопел направлено вперед, вследствие чегокорпусу сопла придают Г-образную (в плане) форму. Для пропуска сопла внутрь топки сбоку кожуха и топки делаются отверстия, о чем уже сказано в главе «Основные части котла». На паровоз ставятся два прибора-с боков топки. Каждый прибор обслуживает свою половину трубчатой решетки. Для удлинения срока службы сопла необходимо выдвигать в топку лишь самый конец сопла с выходным отверстием. Высокая температура топки у входа в камеру догорания, где устанавливаются сопла, заставляет металлизировать сопла (алюмирование), иначе срок службы их исчисляется неделями. Металлизированные сопла стоят по нескольку месяцев.

В простейшем виде сажевыдуватель имеет такие сопла, расположенные справа и слева кожуха топки. К соплам подводится пар от пароразбор-ной колонки; поворачивание сопла вокруг горизонтальной оси, расположенной в поперечной по отношению к паровозу плоскости, производится от руки.

Удовлетворительно работающим сажевыдувателей, применяемым на паровозе сер. «Я» (Гар-рат), является показанный на фиг. 212 (английская система). Здесь повертывание сопла производится от руки (червячная передача, см. разрез по А-Б), при чем для уменьшения обгорання сопла в нерабочие его периоды применено остроумное п о рш н е в о е устройство, выталкивающее сопло в топку только во время его работы; выталкивание сопла производится паром. При закрытом паре сопло выходит из топки под давлением пружины.

Вращая маховичком червяк, машинист повертывает сопло (см. нижнюю проекцию фиг. 212). Каждый прибор продувает одну половину (правую или левую) решетки. Вырывающаяся из щелевого сопла струя имеет веерообразную форму.

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии

На паровозах сер. «ФД» и «ИС» пока применяется менее совершенный прибор, показанный на фиг. 212а. Привод тоже ручной. Пар подводится в правую полость прибора. Наносными линиями показано расположение стенок кожуха и топки. Недостатком прибора является короткий срок службы сопла, которое все время находится в топке. Пускать в ход прибор следует при открытом регуляторе; *во время продувки стокер работать не должен.

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии

На фиг. 213 показан распространенный американский автоматический сажевы-дуватель «Сюперьер» типа «Н».

Пар к прибору подводится сверху, к отверстию А, при чем основная масса его поступает в качающийся пустотелый шпиндель сопла и выходит в отверстие его б, продувая расположенные перед ним горизонтальные ряды труб. Часть пара при входе в корпус ответвляется и по каналу (на фиг. 213 не показан) проходит к маленьким соплам паровой турбины, ротор которой / показан на разрезе К-М. Турбина имеет простейший пружинный регулятор, предохраняющий ее от-разноса. Большое количество оборотов турбины понижается двухступенчатым червячным редуктором-дет. 2 и 3 (передаточное число х/9оо)> второе червячное колесо имеет палец; на этот палец одним концом надета серьга, другим своим концом соединенная с рычагом полого шпинделя сопла 4. Радиус вращения пальца значительно меньше длины рычага, и поэтому при вращении второго червячного колеса шпиндель и сопло лишь повертываются на нужный угол, чем и достигается продувка всех рядов труб.

Для того, чтобы выпускаемый массовым порядком прибор мог подойти к любому паровозу с любым размером трубчатой решетки, палец второго червячного колеса сделан съемным; для его постановки в червячное колесо последнее имеет целый ряд отверстий, расположенных на разных расстояниях от центра червяч-

Фиг. 214.

ого колеса (см. низ правой проекции). Вставляя палец в разные отверстия,, мы изменяем амплитуду качаний сопла.

Спуск конденсата от турбины, а также конденсата из всего корпуса производится по трубе Б в зольник. Для того, чтобы во время работы прибора пар из его корпуса не мог пройти в зольник по спускной трубке В, выходящей из корпуса, поставлен автоматический обратный шариковый клапан Г. Этот клапан имеет весьма рациональную конструкцию, обеспечивающую автоматическое соединение с атмосферой обслуживаемой им полости, если в последней отсутствует повышенное против атмосферного давление.Таким образом разморозить обслуживаемую подобным клапаном полость почти невозможно. На фиг.214 показано внутреннее устрой ство такого клапана. Как видно, при отсутствии повышенного против атмосферного давления в верхнем отростке шарик под действием собственного веса лежит на дне своей полости, и конденсат стекает вниз, обходя шарик по бокам. При повышении давления шарик, как поршень, перемещается вверх и закрывает выход в атмосферу. Диаметр цилиндра, в котором перемещается шарик, должен быть только на 1-2 мм больше диаметра шарика.

Надежность работы и сообщение полости с атмосферой в нужные периоды обусловили огромное распространение на современных паровозах США таких клапанов. Последние ставятся во всех местах, где нужно предупредить размораживание какой-либо полости, корпуса, трубопровода и т. д. Количество клапанов на некоторых паровозах доходит до 30-45.

Рассмотренный сажевыдуватель представляет собой вполне удовлетворительный прибор для продувки труб; тем не менее этот прибор обладает все же существенным дефектом-сложностью устройства и дороговизной, так как тур-бинка и червячный редуктор требуют чрезвычайно тщательного, очень точного изготовления и поэтому стоят дорого. Только точно построенный прибор будет работать безотказно, не требуя за собой особого ухода и тем более-ремонта.

Другой дефект рассмотренного сажевыдувателя--относительно незначительный срок службы сопла, хотя бы и металлизированного. Для удлинения этого срока в топке устанавливается небольшой простой кожух, защищающий спинку сопла от непосредственного удара газов. Другое средство удлинения срока службы сопла-охлаждение сопла воздухом (при выключенном паре). На паровой трубе, идущей от пароразборной колонки, устанавливается отросток с обратным клапаном и открытой воронкой, обращенной навстречу движению паровоза (см. верхнюю часть средней проекции фиг. 213). Эта воронка защищена сеткой от попадания пыли. За счет разрежения в топке и, следовательно, в корпусе прибора, а также и за счет давления потока встречного воздуха (при движении паровоза) обратный клапан открывается, и воздух, проходя по соплу, охлаждает его. Количество воздуха, проникающего в топку через сопло, совершенно незначительно и не может сколько-нибудь заметно отразиться на коэфициенте избытка воздуха в топочных газах1.

Пуск в ход сажевыдувателей проводится посредством трехходового крана, скомбинированного за одно кинематическое целое с запорным клапаном и кроме того выполненного так, что пустить в ход можно только один из сажевыдувателей. Этот кран-клапан показан на фиг. 215. Основным (нижним) отростком кран ввертывается в пароразборную колонку, два других отростка идут к приборам. Пустотелая пробка крана при повертывании нажимает своими внутренними выступами на верхний фасонный конец стержня нижнего клапана. Последний прижат к седлу давлением пара. Повертывая пробку, мы, во-первых, внутренними выступами ее нажимаем сверху на хвостовик клапана и открываем таким образом доступ пара в корпус, а, во-вторых, открываем и л и правое, или левое окно корпуса крана. В среднем положении, показанном на чертеже, кран и клапан закрыты; повертывая в какую-либо сторону пробку, мы пускаем в ход один из приборов. Такое устройство работает вполне удовлетворительно, хотя и несколько сложно в изготовлении.

1 Инж. Яну предложил изготовлять сопла из металла «чугаль» (сплав 75% чугуна и 25% алюминия). Первые результаты испытаний на долговечность дали положительны е-результаты.

3. Арматура для содержания котла в исправном состоянии

⇐ | Арматура, обеспечивающая возможность нормальной и безопасной работы котла || Конструкции паровозов || Вспомогательная арматура котла | ⇒