Top Banner

of 59

jak działa parowóz

Jul 15, 2015

ReportDownload

Documents

bogus105

Jak dziaa parowz?

Opracowane z materiaw ze strony http://parowozy.net

1

1. Kocio.Zasadnicza konstrukcja kota parowozowego wywodzi si od kota zaprojektowanego przez Stephensona dla parowozu Rocket i nie zmienia si zbytnio do dzisiaj, ulega jedynie rnym modyfikacjom, dziki czemu zwikszya swoj moc i wymiary. W budowie kota mona wyrni trzy zasadnicze elementy:

stojak walczak dymnica

1.1 Stojak.Stojak, czyli kocio skrzyniowy, mieci w sobie skrzyni ogniow. Grn cz skrzyni ogniowej stanowi sklepienie paleniska, w nowszych konstrukcjach oparte na rurach cyrkulacyjnych. Od dou skrzyni ogniow zamyka ruszt, pod ktrym umieszczony jest popielnik. Przd stojaka stanowi ciana sitowa, czca skrzynie ogniow z walczakiem. Z punktu widzenia odpornoci na wysokie cinienie i temperatur, ksztat stojaka jest zdecydowanie niekorzystny. Wymusio to jego usztywnienie, poprzez zastosowanie setek zesprek czcych ciany skrzyni ogniowej z paszczem stojaka. W wikszych kotach, w ktrych s zbyt due rnice rozszerzalnoci cieplnej paszcza stojaka i skrzyni ogniowej, stosowano w newralgicznych miejscach zesprki przegubowe lub kotwy ruchome. Konstrukcja stojaka oparta na zesprkach bya wystarczajco skomplikowana by zmotywowa konstruktorw do poszukiwania rozwiza prostszych. Alfred Belpaire skonstruowa stojak o paskim sklepieniu skrzyni ogniowej, co znacznie uprocio system zesprek. Kocio taki by rozpowszechniony gwnie w Wielkiej Brytanii, Belgii i Francji, ale stosowany by m.in. te w Niemczech (np. seria 58 - na PKP Ty1) i w Polsce (tylko seria Ty23). Parowozy z kotem Belpaire'a wyrniay si charakterystycznym prostopadociennym ksztatem stojaka. Inn prb uproszczenia by kocio skonstruowany przez Johana Brotana. Jego cech charakterystyczn by brak zesprek, zastpionych cianami paleniska wykonanymi z pionowych rurek poczonych na grze i na dole cylindrami zbiorczymi. Ten typ kota nie by zbyt rozpowszechniony ze wzgldu na problemy z uszczelnieniem rurek.

Koci klasyczny

Kocio Belpaire'a

Kocio wodnorurkowy Brotana

2

W Wielkiej Brytanii stosowano take koty kopulaste, ktrych kopuy peniy funkcj usztywnienia i mieciy w sobie zbieralnik pary. Skrzynia ogniowa (palenisko) bya z pocztku wykonywana z miedzi, jako e metal ten jest dobrym przewodnikiem ciepa i jest mao wraliwy na zmiany temperatury. W czasie II wojny wiatowej miedziane skrzynie ogniowe zaczto zastpowa stalowymi, ze wzgldu na brak metali kolorowych. Dopiero pod koniec rozwoju konstrukcji parowozu stalowe skrzynie ogniowe zaczy by uwaana za penowartociowy zamiennik miedzianych. Dziki wikszej wytrzymaoci mechanicznej mogy by ciesze, poniewa gorzej przewodziy ciepo. Ich wad jest jednak wraliwo na gwatowne zmiany temperatury (dlatego palenisko Ol49-71 zostao uszkodzone poprzez wygaszanie parowozu za pomoc wa z wod). Z paszczem stojaka skrzynia ogniowa czy si za pomoc wieca stopowego w dolnej czci, wieca drzwiczkowego wok otworu drzwiczkowego oraz zesprek na bokach i podniebieniu. Oczywicie, aby zapewni odpowiedni sztywno paleniska, zesprki musz by odpowiednio liczne i odpowiednio gsto rozmieszczone. Poniewa wraz ze zmianami temperatury zmieniay si rwnie rozmiary skrzyni ogniowej, co powodowao pkanie zesprek, zaczto stosowa zesprki przegubowe oraz kotwy ruchome, usztywniajce newralgiczne miejsca, takie jak na przykad grne naroa podniebienia. W celu odcienia zesprek zaczto te stosowa cigi poprzeczne czce ze sob boczne ciany paszcza kota i ukone cigi usztywniajce cian drzwiczkow. Z pocztku ksztat paleniska zalea od tego, czy byo umieszczone midzy koami osi wizanych parowozu czy te pomidzy ostojnicami wewntrznej ostoi. Od tego zaleaa te szeroko (a wic powierzchnia) rusztu. Ruszt i popielnik utrudniay umieszczenie osi napdnych w parowozach z koami o duej rednicy. Powodowao to niepotrzebne wyduenie ostoi, co z kolei byo przyczyn niespokojnej jazdy parowozu. Kolejnym problemem byo spalanie mniej kalorycznego paliwa (gorszego wgla lub drewna), poniewa wymagao to zwikszenia powierzchni rusztu. Mona byo tego dokona na dwa sposoby: wyduajc palenisko do przodu (co skutkowao skrceniem walczaka i zmniejszeniem jego powierzchni ogrzewalnej) lub poszerzajc palenisko. Tego drugiego rwnie mona byo dokona na dwa sposoby: umieszczajc pod paleniskiem jedn lub wicej osi tocznych, lub podnoszc kocio na tyle wysoko, by cay stojak znalaz si nad osiami napdnymi lub ostoj. W niektrych parowozach, zwaszcza tych nowoczeniejszych, wyduono palenisko do przodu, do walczaka bez wyduania rusztu, dziki czemu powstaa komora spalania. Umoliwia ona dokadniejsze spalanie paliwa i gazw, przez powikszenie powierzchni ogrzewalnej kota ogrzewanej pomienicami kosztem powierzchni poredniej, czyli tej ktra dotyka gorcych gazw. Komora spalania chroni rwnie tyln cian sitow przed zbyt duym nagrzaniem.

3

Budowa skrzyni ogniowej z komor spalania przedstawia si nastpujco:

1. ciana sitowa 2. Dolna cz komory spalania 3. ciana podgardlana 4. Podniebienie 5. ciany boczne 6. ciana drzwiczkowa

Powierzchni ogrzewaln kota zwikszano te stosujc rury cyrkulacyjne, ktre przebiegaj przez palenisko czc ze sob boczne komory wodne stojaka. Okazao si te e cian sitow, w ktrej umocowane s kocwki rur ogniowych naley chroni przed zbytnim nagrzaniem. Zrealizowano to za pomoc sklepienia z cegie szamotowych. Sklepienie to wydua drog spalin, poprawiajc tym samym spalanie.

Wntrze skrzyni ogniowej parowozu Ty246. W grnej czci widoczne rury cyrkulacyjne. Wielko rusztu zaley od tego jakie paliwo jest spalane. Parowozy spalajce kiepskie paliwo (niskokaloryczny wgiel, drewno, lignit) do szybko otrzymay due ruszty, wymagajce zasilania za pomoc specjalnego mechanicznego podajnika. W krajach gdzie nie brakowao dobrego wgla, wskie ruszty utrzymay si znacznie duej. Aby rozwiza problem spiekania ula i uatwi obrzdzanie, zastosowano ruszty wstrzsane, w ktrych rusztowiny mona byo przechyla za pomoc specjalnej dwigni. Specjalne paleniska miay parowozy spalajce paliwa pynne (np. olej opaowy). Nie potrzeboway one rusztu, za to miay w skrzyni ogniowej zamontowane palniki, a cae palenisko byo dokadnie zabezpieczone przed przegrzaniem specjaln wymurwk z cegy szamotowej. Wanym ze wzgldu na bezpieczestwo urzdzeniem s korki topliwe umieszczone w suficie paleniska. Maj one posta wydronych rub wypenionych oowiem. Kiedy poziom wody w kotle obniy si odsaniajc podniebienie (grn cz skrzyni ogniowej), ow zostanie roztopiony i gonym sykiem wpadajc do paleniska, a przez otwr dostanie si para i ugasi ogie. Ma to na celu zabezpieczenie kota przed deformacj cian skrzyni ogniowej, ktra w drastycznych wypadkach moe skoczy si eksplozj kota.

4

1.2 Walczak.

Przekrj przez walczak. Widoczne rury ogniowe i przepustnica w zbieralniku pary Konstrukcja walczaka jest bardzo prosta. Jest to poziomy, cylindryczny kocio. Skada si on zwykle z dwch dzwon wykonanych ze zwinitej blachy o gruboci od 17 do 25 mm. Blachy kota byy ze sob nitowane, a kady szew by uszczelniany spawem. Szwy podune byy poddane wikszym dziaaniu wikszych si ni poprzeczne, dlatego te wykonywano je stosujc 4 rzdy nitw, podczas gdy szwy poprzeczne miay 2 rzdy. Dopiero w niektrych nowszych parowozach zaczto wykonywa koty jako cakowicie spawane (np Ty51).

Z obu stron walczak jest ograniczony cianami sitowymi, w ktrych umieszczone s rury ogniowe. Dziel si one na dwa rodzaje: pomieniwki (rury o maym przekroju) oraz pomienice (o wikszej rednicy), ktre stosowane s tylko w parowozach na par przegrzan, jako e umieszczone w nich s mniejsze rurki zwane elementami przegrzewacza. Rury ogniowe stanowi wymiennik ciepa i usztywnienie cian sitowych. Zakadane s przez wsunicie ich od strony dymnicy, tak wic ich przekrj zmniejsza si w kierunku tylnej ciany sitowej. Rury ogniowe s te lekko pochylone ku tyowi, dla uatwienia przepywu spalin. W grnej czci walczaka znajduje si zbieralnik pary, a w nim przepustnica, czyli urzdzenie sterujce dopywem pary do silnika parowego. Przestrze midzy cianami sitowymi i wok paleniska jest wypeniona wod co najmniej tak wysoko, eby powyej podniebienia znajdowaa si co najmniej stumilimetrowa warstwa wody. Wysoko podniebienia jest oznaczona na specjalnej tabliczce umocowanej na stojaku kota w widocznym miejscu w budce maszynisty. Pozosta cz wntrza kota wypenia para.

5

1.3 Dymnica.Jest to przednia cz kota, od przodu zamykana drzwiami. W jej grnej czci umieszczony jest komin, a na dole, w osi komina - dysza. Oba elementy stanowi urzdzenie cigowe. Z reguy jest ono otoczone siatk penic rol odiskiernika. Zadaniem urzdzenia cigowego jest wytwarzanie podcinienia w dymnicy, aby wymusi przepyw spalin przez rury ogniowe i tym samym zapewni ogrzewanie wody w kotle. Jest to stosunkowo atwe, podczas jazdy parowozu, kiedy ruch powietrza nad kominem wytwarza podcinienie. Jednak podczas postoju parowozu trzeba wytworzy je sztucznie, do czego suy dmuchawka. Dmuchawka ma posta rury zwinitej w okrg i umieszczonej wsposiowo z kominem. W rurze tej s otwory skierowane ku grze, przez ktre wypuszczana jest para pod odpowiednim cinieniem, ktra "wyciga" spaliny z dymnicy. Poza wyej wymienionymi urzdzeniami, w dymnicy umieszczona jest rwie skrzynia przegrzewacza pary (w parowozach na par przegrzan) i - w niektrych konstrukcjach przepustnica.

Wntrze dymnicy parowozu Ty45: 1. 2. 3. 4. rura parowlotowa siatka odiskierna komin elementy przegrzewacza

Pozioma rura widoczna na pierwszym planie to zakrapiacz dymnicy.

Mocowanie kota do ostoi Poniewa kocio podczas pracy zmienia swoje rozmiary, co jest skutkiem rozszerzalnoci termicznej metalu, nie da si go sztywno przymocowa do ostoi, ktra powinna utrzymywa cay czas te same wymiary. Problem odpowiednio mocnego, a jednoczenie elastycznego poczenia kota z ostoj rozwizano tak, e dymnica jest sztywno umocowana do stojaka poddymnicowego za pomoc pasowanych rub, a stojak oparty jest na lizgach lub rolkach, co umoliwia wyduanie si i skracanie kota. Pomidzy stoj