Tvaika dzinēja vēsture
Pirmie tvaika dzinēji bija stacionāri un darbojās ar zemu spiedienu. Džeimss Vats pilnveidoja Ņūkomena konstrukciju, ieviešot atsevišķu kondensatoru, un izstrādāja jaudīgākus un efektīvākus risinājumus, piemēram, pārvietojamos tvaika dzinējus. Uzlabojoties katlu konstrukcijai, īpaši pēc pārvietojamā katla ieviešanas, viņš eksperimentēja ar augstāka spiediena tvaiku, kas varēja tieši darbināt virzuli. Tas pavēra ceļu kompaktākiem dzinējiem, kuri spēja nodrošināt lokomotīvēm nepieciešamo vilci. Pats Vats 1794. gadā saņēma tvaika lokomotīves patentu.
Jau pirms tvaika spēka izmantošanas bija zināms, ka pa izturīgām koka sliedēm zirgi spēj vilkt smagākas kravas nekā pa nelīdzeniem ceļiem. Dažviet šādas sliedes jau tika izmantotas, galvenokārt raktuvju apvidos, un drīz zirgus aizstāja jaunie tvaika dzinēji. Dzelzceļš sākotnēji tika attīstīts, lai atvieglotu izejvielu un gatavās produkcijas pārvadāšanu, taču negaidīti ieguva popularitāti arī kā pasažieru transporta veids. Apvienotajā Karalistē 19. gadsimta pirmajā pusē dzelzceļa lokomotīves strauji attīstījās: 19. gadsimta 30. gados sliežu ceļu kopgarums bija mazāks par 100 jūdzēm, bet 1860. gadā tas jau pārsniedza 10 000 jūdžu.
Tajā pašā laikposmā tika izgatavoti daudzi ar tvaiku darbināmi ceļu transportlīdzekļi, piemēram, ceļa veltņi, lokomobiles un pat tvaikoņi. Tomēr šie pārējie ar tvaiku darbināmie transportlīdzekļi nekad nekļuva tik populāri kā tvaika lokomotīve.
Kā darbojas lokomotīves katls?
Lokomotīvju katlu pamatkonstrukcija visā tvaika dzinēju laikmetā būtībā nemainījās, taču konstrukcijas uzlabojumi un papildu elementi palielināja to efektivitāti un drošību. Lokomotīvju katli ir dūmcauruļu katli.
Karstās dūmgāzes
Tas nozīmē, ka uguns rada karstas dūmgāzes, kas plūst caur katla horizontālo dūmcauruļu sistēmu un nodod siltumu ūdenim katla apvalkā. Lokomotīves katlā rodas tvaiks, kas ceļas augšup, kur regulators kontrolē tā plūsmu uz cilindriem.
Izplūdes tvaiks
Pēc virzuļu darbināšanas atlikušais izplūdes tvaiks nonāk dūmkārbā un pēc tam izplūdes caurulē. Pa izplūdes cauruli tvaiks tiek izvadīts ārā. Tādējādi rodas daļējs retinājums, kas iesūc gaisu caur kurtuvi un veicina degšanu.
Sākotnēji lokomotīves tvaika katlu kurināja ar cieto kurināmo, galvenokārt oglēm, ko ar lāpstu manuāli ievietoja kurtuvē (vai dūmkārbā). Vēlāk tika ieviestas automātiskās kurināmā padeves sistēmas. Ūdens padevi lokomotīves katlā nodrošina inžektori, kuru darbības pamatā ir izplūdes tvaika ievadīšana. Tvaika strūkla tiek ievadīta ūdenī, radot pietiekamu spēku, lai tvaiks caur vienvirziena regulēšanas vārstu nonāktu lokomotīves katlā.
Kurtuves vai dūmkārbas grīdas virsmai varat izmantot mūsu karstumizturīgo izlīdzinošo sastāvu.
Katla caurules
Pirmie tvaika dzinēji darbojās, ražojot piesātinātu tvaiku, kas uzkrājās lokomotīves katla augšdaļā un pa galveno tvaika cauruļvadu tika novadīts tieši uz cilindriem.
Vēlāk konstrukcija tika pārveidota tā, lai piesātinātais tvaiks tiktu atkārtoti uzkarsēts, atdalot ūdeni un paaugstinot tvaika temperatūru. Šo procesu sauc par pārkarsēšanu.
Tvaika dzinējs ar pārkarsētu tvaiku
Tvaika pārkarsētājus ieviesa 20. gadsimta sākumā, un tie būtiski mainīja tvaika dzinēju darbību. Pārkarsētāju veido pārkarsētāja kolektors, tvaika kupols, pārkarsētāja elementu caurules un vairākas citas dūmcaurules.
Pārkarsētāja kolektors saņem pa galveno tvaika cauruļvadu pievadīto tvaiku, savukārt papildu caurules novada tvaiku caur pārkarsētāja elementu caurulēm tālākai uzkarsēšanai, palielinot saražotā pārkarsētā tvaika jaudu. Pēc tam pārkarsētais tvaiks atgriežas tvaika cauruļvadā.
Pēdējie tvaika vilcieni no regulārās satiksmes tika izņemti 1967. gadā, kad tos aizstāja dīzeļvilces lokomotīves, taču tvaika vilce nebūt nav izzudusi. Tūkstošiem entuziastu, no kuriem daudzi ir brīvprātīgie, visā valstī turpina atbalstīt, restaurēt un ekspluatēt vēsturiskos tvaika dzelzceļus. 2008. gadā tvaika lokomotīve Tornado, kas ar A1 Steam Locomotive Trust atbalstu tika uzbūvēta pilnībā no jauna, pabeidza izmēģinājumus un saņēma atļauju kursēt pa Network Rail tīklu. Lai gan tās pamatā bija 20. gadsimta 50. gadu konstrukcija, lokomotīves katlam bija jāatbilst mūsdienu drošības prasībām, kas noteiktas ES Spiediena iekārtu direktīvā. Neviens Lielbritānijas ražotājs netika atzīts par piemērotu, tāpēc katlu izgatavoja Meiningen Steam Locomotive Works darbnīcās Vācijā. Tās ir kļuvušas par tvaika lokomotīvju restaurācijas centru, kur katru septembri notiek tvaika dzinējiem veltīts festivāls.
Lokomotīves katla priekšrocības
Viena no lokomotīves katla priekšrocībām ir tā ekonomiskums un spēja ātri saražot tvaiku.
Lokomotīves katla trūkumi
Viens no galvenajiem lokomotīves katla trūkumiem ir nepieciešamība uzturēt drošu tvaika darba spiedienu, ko kontrolē ar manometru, vienlaikus nepieļaujot pārmērīgu spiedienu katlā, kas izraisītu drošības vārsta atvēršanos.
Lokomotīves katlam darbojoties ar lielu jaudu, sadegušā cietā kurināmā daļiņas var tikt izsviestas pa izplūdes cauruli un dūmeni. Tas rada ugunsgrēku risku dzelzceļa līnijas tuvumā.
Vēl viens lokomotīves katla trūkums, īpaši apvidos ar cietu ūdeni, ir korozija un kaļķakmens nogulšņu veidošanās.
Lokomotīves katlā izmantotie ugunsizturīgie materiāli
Ugunsizturīgajiem materiāliem ir būtiska nozīme lokomotīves katla izbūvē un apkopē. Tālāk norādīti daži ugunsizturīgie materiāli, kas jums varētu būt nepieciešami.
Kurtuves ugunsizturīgā arka
Ugunsizturīgo ķieģeļu arka atrodas virs uguns un neļauj sadegušā kurināmā daļiņām tieši iekļūt dūmcaurulēs. Šo arku var izbūvēt no ugunsizturīgajiem ķieģeļiem un ugunsizturīgās javas vai izveidot uz vietas no lejama ugunsizturīgā maisījuma. Dažkārt arkas daļas tiek atlietas no lejamā ugunsizturīgā maisījuma un pēc tam savienotas ar ugunsizturīgo javu.
Lokomotīves katla izolācija
Lokomotīves katla izolēšanai varat izmantot keramiskās šķiedras segu, aptinot to ap katla apvalku un pēc tam pārklājot ar apšuvuma loksnēm.
Gultņi
Baltmetāla gultņu liešanai izmantojiet mūsu produktu Premium 1P blīvēšanai un kā blīvēšanas mastiku.
Citi ugunsizturīgie izstrādājumi ir pieejami sadaļā Vēsturiskie dzelzceļi
