Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4988
.pdf
рис. 7а, рабочий пар проходит через отверстие 98, каналы 105 и 105а к верхней части левого парового
цилиндра над поршнем 83, а также к нижней части правого парового цилиндра под поршнем 82, через
трубопровод 106 и «редукционный» обратный клапан 107, аналогичный клапану 104.
Редукционный клапан 104 (рис. 7а) крепится на штоке 108 и может регулироваться по вертикали с помощью
гайки 109 на штоке. Шток клапана ограничен вниз опорой 110, а вертикальная регулировка клапана на штоке
изменяет поток пара 111 под клапаном. Клапан 104 показан в верхнем положении, при этом канал 111
расширяется до канала 111, а клапан 107 показан в нижнем положении. Этот клапан регулирует подачу пара и
снижает давление на нижней стороне парового поршня, к которому он подсоединен. Когда отработанный пар
течет в противоположном направлении, он стремится поднять клапан, чтобы обеспечить свободный выход
отработанного пара.
При сохранении основного клапана в том же положении, объединенный отработанный пар с
противоположных концов цилиндров проходит через отверстие 96, под клапаном 95, и выходит из выхлопной
трубы 97 в трубу 10. Когда главный клапан перемещается влево, как показано на рис. 7а, пар из котла
поступает к верхней части поршня 82 и к нижней части поршня 83, изменяя направление действия насоса.
Одновременно с этим, выхлопные газы проходят через порт 98 в порт 97, а затем в атмосферу или иным
образом. Клапан 95 внутри корпуса 95-а предпочтительно расположен вблизи верхнего конца правого
парового цилиндра.
Давление пара постоянно поддерживается между поршнями 99 и 100.
Внешняя поверхность поршня 100 подвергается воздействию атмосферного давления или давления
отработанного пара. Внешняя поверхность поршня 99 попеременно подвергается воздействию давления пара
и отработанного пара, и это чередование контролируется вспомогательными реверсивными клапанами,
приводимыми в действие поршнями насоса. Как станет ясно позже, работа основного клапана смягчается с
обоих концов.
Поршневые штоки предпочтительно полые 55 и снабжены толкателями 112 и 113, имеющими кнопки или
фланцы 114 на нижних концах. Поршень 82 снабжен пластиной 115, которая входит в зацепление с нижним
концом 114 штока толкателя 112, чтобы опустить его вниз. При движении вверх пластина входит в зацепление
с выступом 116, поднимая шток толкателя. Другой толкатель работает аналогичным образом: шатуны 112 и
113 проходят через сальниковые уплотнения в головке цилиндра 117.
На верхней поверхности головки цилиндра и в прикрепленной пластине 118, выполняющей функцию седла
клапана для реверсивных клапанов 119 и 120, расположены дополнительные каналы и отверстия.
Вспомогательные реверсивные клапаны 119 и 120, номер 70, приводятся в действие штоками толкателей 112
и 113 соответственно. Клапан 119 имеет щелевой удлинитель 121, закрепленный на нем шарнирно в точке
122 (рис.). 16). Он удерживается на своем посадочном месте 118 с помощью регулируемой пружины 123 (7,5),
винта 123-а и подшипника 124. Удлинитель 121 направляется между пластиной 118 и мостом 125 слева и в
подшипнике 126 справа. Удлинитель 121 имеет канавку 80 или прорезь 127, в которой предназначен для
перемещения ролик 128, установленный на штоке толкателя 112. Прорезь 127 имеет две вертикальные части
и наклонную соединительную часть. 85 Когда правый поршень 82 поднимается вверх и пластина 115 входит в
зацепление с выступом 116, ролик 128 поднимается в нижней части паза 127 до тех пор, пока не войдет в
зацепление с наклонной частью паза, что 90 толкает клапан 119 влево в новое положение.
По мере того, как поршень и шток толкателя продолжают подниматься, клапан остается неподвижным во
время движения ролика 128 в верхнем вертикальном конце паза 127 (95 градусов), обеспечивая таким
образом определенное горизонтальное перемещение в пределах переменного диапазона вертикального
люфта штока толкателя. Левый клапан 120 имеет щелевой удлинитель 129, направляемый аналогично
клапану 121. Ролик 130 (100) на стержне 113 перемещается в пазу в удлинителе 129. Подшипник 124 на
клапане 162 удерживает деталь 120 на седле 118.
Когда левый толкатель 113 втягивается поршнем вниз, его ролик 105 скользит вниз в верхней вертикальной
части паза, не перемещая клапан. Продолжая движение вниз, ролик задевает наклонную стенку паза и
толкает клапан 120 вправо, в новое положение. Продолжающееся движение штока толкателя 113 вниз
приводит к тому, что его ролик входит в нижнюю вертикальную часть паза и удерживает или блокирует клапан
в крайнем правом положении. Удлинители 121 и 129 слабо шарнирно соединены со своими клапанами, чтобы
предотвратить передачу вертикального люфта, вызванного движением кулачка в пазах, непосредственно на
сами клапаны. Опора 120 для ролика 128 может иметь удлинительный штифт 128 (рис. 15), направляемый в
вертикальных пазах для обеспечения вертикального перемещения и предотвращения возможного изгиба
штока толкателя 112. 125 Порты 131 и 132 (рис. 22) соединены с проходом 133, снабженным
вспомогательным паром. Порт 134 соединен каналом 135 и ответвлениями 136 и 137 с наружным концом
поршня 99.
В ответвлении 136 установлен клапан 130 266,953 138, предпочтительно шарового типа (см. рис.).
13а и 7а).
Когда поршень 99 смещается влево, он закрывает конец ответвления 137, а попавший внутрь пар смягчает
удар поршня.
Когда пар проходит через канал и клапан 138, а также через канал 136, он перемещает поршень 99 вправо.
Канал справа от поршня 100, соединяющийся с выпускным каналом 97, обеспечивает противоположную
амортизацию.
Порты 139 и 140 соединены с выхлопным каналом 141. Проход 144 соединяет порты 142 и 143. Проход 146
соединяет порты 143 и 145. Проход 149 соединяет порты 147 и 148, а с портом 150 он соединяется через
проход 151. Проход 154 соединяет порты 152 и 153.
Клапан 120 (рис. 22а) имеет канавку, которая в определенные моменты времени соединяет порты 139 и 148, а
в другие — перекрывает порт 139. Этот клапан также имеет два порта 156 и 157, которые предназначены для
соединения с портами 140 и 145 соответственно в правом положении, а также с портами 148 и 140 в левом
положении. Клапан 120 также имеет два порта 158 и 159, адаптированных для регистрации в правом
положении с портами 131 и 143 или в левом положении с портами 147 и 131 соответственно. Он также имеет
два порта 160 и 161, которые адаптированы для регистрации 36 в левом положении со стационарными
портами 153 и 145 соответственно.
Клапан 120 имеет вращающийся клапанный элемент 162, который совершает возвратно-поступательное
движение вместе с ним и вращается или колеблется посредством штифта или ролика 163 на шарнирном валу
164, взаимодействующем с кулачковыми элементами 165 и 166, установленными на правом клапанном
элементе 119 (см. рис. 15 и 17). Клапан 162 имеет продольную канавку 167, которая предназначена для
совмещения и соединения портов 156 и 157 (рис. 22а и др.) в одном положении вращения, а также для
совмещения и соединения портов 158 и 159 при повороте в другое положение с помощью штифта и кулачка.
Также имеется кольцевая канавка 168, предназначенная для фиксации и соединения портов 160 и 161 при
вращении.
Пунктирные и штриховые линии 169 (на рис. 15) со стрелками-переходниками показывают перемещение точки
на оси ролика 163 в течение одного цикла, при этом различные положения от «первого» до «шестого»
расположены относительно кулачковой стенки 165 и 166. Ролик показан в «четвертом» положении. Правый
клапан 119 имеет поперечную канавку 170, предназначенную для совмещения и соединения портов 132 и 152
в опорной плите, когда клапан находится в правом положении. Также имеется продольная канавка 171,
предназначенная для соединения портов 134 и 142 в правом положении и для соединения портов 150 и 134 в
левом положении. 70 Когда правый поршень полностью поднят, а левый поршень полностью опущен,
«правый» реверсивный клапан 119 находится в левом положении, а «левый» реверсивный клапан 120 — в
правом положении, как показано на рис. 19, и называется «первым» положением. Порты 131 и 132 теперь
заблокированы, и пар не может проходить через реверсивные клапаны.
Дополнительный выпускной патрубок 80 с левой или передней части главного клапанного цилиндра 95 (рис.
13а и 14) теперь открыт через каналы 137 и 135, отверстие 134, канавку 171, отверстие 150, каналы 151 и 149,
отверстие 148, канавку 85 155, отверстие 139 и канал 141 в атмосферу, и главный клапан 95 перемещается
влево, позволяя рабочему пару проходить через отверстие 96 для работы насосов, как описано ранее. 9()
Когда поршневая пластина 115 входит в зацепление с кнопкой 114 на штоке толкателя 112, она тянет его вниз,
а ролик 128, действующий в наклонной части паза 127, сдвигает клапан 119 вправо и удерживает его в этом
положении. 9,5 Левый поршень, поднимаясь, приподнимает свой толкатель 113 и ролик 130, входя в
зацепление с наклонной частью паза в удлинении, и это перемещает «левый» реверсивный клапан 120 в
левое положение. Это «четвертое» положение, при котором паровые каналы расположены так, как показано
на рис. 13 и на рис. 29–33.
Здесь дополнительный рабочий пар 105 проходит через канал 133, порт 132, канавку 170, порт 152 и канал
154 к порту 153; затем к порту 160 в левом реверсивном клапане 120, вращающейся канавке 168, портам 161,
145, через 146 и 144, в 110 опорной плите к порту 142, через канавку 171 в клапане 119, порт 134 и каналы и
136 к левому торцевому поршню 99.
Поршень 99 перемещает главный клапан вправо, подавая пар через порт 98 (115) для работы насосов, как
описано выше.
Работа двух насосов не всегда может быть синхронной. Например, во втором положении предположим, что
правый поршень опускается, но не переместился достаточно далеко вниз, чтобы сдвинуть свой реверсивный
клапан, в то время как левый поршень переместился в верхнюю точку своего хода и перевел свой клапан. Это
положение показано на рис. 23–26, при этом дополнительный выпускной патрубок 125 поршня 99 выходит в
атмосферу, как показано стрелками; основной клапан остается в прежнем состоянии.
Когда правый поршень завершает свой ход вниз, детали находятся в «четвертом» положении, как показано на
рис. 29-33, главный клапан смещается. В «третьем» положении, показанном на рис. 27 и 28, правый поршень
полностью опущен, и его реверсивный клапан повернут вправо, в то время как левый поршень продолжает
подниматься, и его клапан также повернут вправо.
В таких условиях дополнительные выпускные каналы от поршня 99 открыты, как показано на рис. 28, поэтому
главный клапан остается таким же, как и в «первом положении».
Если правый поршень достигнет верхней точки своего хода, в то время как левый поршень будет опускаться,
детали окажутся в «пятом» положении, как показано на рис. 34–37. Дополнительный пар будет по-прежнему
поступать через реверсивные клапаны к поршню 99. В «шестом» положении левый поршень достиг нижней
точки своего хода, в то время как правый поднимается (см. рис. 38–41).
В положениях 1, 2 или 3 небольшие каналы для отвода отработанного пара остаются открытыми для
атмосферы, а подача пара прекращается при срабатывании реверсивных клапанов.
Положения 4, 5 или 6 требуют перекрытия выпускных каналов от атмосферы -30 °C, а подача пара
осуществляется через конец большого поршня 99.
При переходе из «первого» положения во «второе» левый клапан перемещается влево, смещая клапан 162 и
штифт 163, при этом вращение клапана 162 незначительно или отсутствует, что также справедливо при
переходе из «первого» положения в «третье». При переходе из «второго» положения в «четвертое» или из
«третьего» положения в «четвертое» стенка кулачка 165 заставляет штифт 163 вращать клапан 162 таким
образом, чтобы окружная канавка 168 совпадала с прилегающими к ней отверстиями. Когда штифт
перемещается из «четвертого» в «пятое» положение или из «четвертого» в «шестое» положение, вращение
клапана 162 незначительно или отсутствует, и порты регистрируются друг напротив друга, как показано на
рисунках.
Итак, от 34 до 40. При переходе из «пятого» положения в «первое» или из «шестого» положения в «первое»
клапан 162 поворачивается обратно в исходное положение кулачком 166, при этом два клапана 119 и 120
приближаются друг к другу, завершая таким образом цикл.
Иногда реверсивные клапаны могут переходить непосредственно из «первого» положения в «четвертое» и
немедленно реверсировать основной клапан; также из «четвертого» положения обратно в «первое» и снова
реверсировать основной клапан. Это происходит, когда оба насоса одновременно достигают конца своего
хода. Как «второе», так и «третье» положения, а также «пятое» или «шестое» положения следует
рассматривать как промежуточные и они спроектированы таким образом, чтобы не оказывать активного
влияния на положение главного парового клапана. -70 Отверстия в седле клапана 118 и скользящих клапанах
119 и 120 находятся в одинаковом положении друг относительно друга как во «втором», так и в «пятом»
положениях, хотя «второе» положение позволяет выпускать дополнительный отработанный газ, в то время
как «пятое» положение требует перекрытия выпуска в атмосферу и использования пара в качестве рабочего
вещества. Аналогичная ситуация наблюдается в «третьем» и «шестом» положениях, 80, поэтому для
устранения этой проблемы был добавлен вращающийся скользящий клапан 162.
Из приведенной выше конструкции видно, что, хотя два поршня насоса не соединены механически 85, они
работают в значительной степени синхронно.
Когда подача отработанного пара из локомотива уменьшается, может оказаться недостаточно пара для
нагрева впрыскиваемой воды до желаемой температуры. Для выполнения этого условия я предусматриваю
средства для замедления или остановки насоса. Например, в линии электропередачи 10 может быть
установлен один или несколько регуляторов 175 типа регулятора давления, каждый из которых настроен на
работу при различном давлении. Регулятор может быть сконструирован и отрегулирован таким образом,
чтобы отключать подачу пара к насосу, когда давление в нагревателе падает ниже заданного значения.
Паровая труба 176 соединяет регулятор с верхней частью нагревательного бака.
Как только давление отработанного пара 0105 в нагревателе повысится достаточно для подачи необходимого
количества пара, регулятор можно установить в положение открытия паропровода 10, и насос возобновит
свою прежнюю скорость. Обводной канал 177 вокруг регулятора 110 позволяет насосу работать на низкой
скорости, когда регулятор закрыт, путем регулировки обводного клапана 178.
Индикатор скорости насоса должен располагаться в кабине. Чтобы избежать ненужного удара током (115), я
соединяю индикатор 178 трубой с выходом холодной воды. Для предотвращения обратного потока воды из
индикатора может использоваться обратный клапан 179. Кран 180 используется для обеспечения частичной
амортизации гидравлического удара и позволяет индикатору немного опуститься перед началом следующего
хода.
Для предотвращения образования воздушных пробок в нагревателе предусмотрен пароотвод, соединенный с
предохранительным клапаном 181 (рис. 5 и 51), через который воздух и пар могут выходить всякий раз, когда
давление превышает заданное значение. Для конденсации как можно большего количества этого пара наружу
и одновременного рекуперации части отработанного тепла я могу использовать этот пар для нагрева одного
или нескольких цилиндров, выпуская его в рубашку цилиндра или конденсируя с помощью любого устройства
воздушного охлаждения.
Выходное отверстие системы охлаждения, регулируемое соответствующим клапаном, следует направить в
такое место, как зольник, где конденсат не будет мешать, и где избыточный выходящий пар не будет
создавать проблем.
Поплавок 185 (рис. 6 и 6а) приводит в действие клапан 186, регулирующий прохождение воды через трубы
187 и 188 между верхними концами двух цилиндров насоса, показанных на рис. 9. Когда уровень воды
поднимается до заданной высоты, клапан 186 открывается и позволяет холодной воде перетекать от одного
насоса к другому через трубы 187 и 188, тем самым уменьшая количество воды, которое в противном случае
закачивалось бы в нагревательный бак.
Воздушное отверстие 189 на клапане 186 позволяет выпустить скопившийся воздух.
В случае, если уровень воды в водонагревателе слишком сильно понизится, я могу уменьшить объем слива
воды до тех пор, пока уровень снова не поднимется.
Для этой цели я могу предусмотреть байпас горячей воды 190 (рис. 42), ведущий от стороны горячей воды
насоса к нагревательному баку. Управление осуществляется клапаном 191, который обычно удерживается в
закрытом положении грузом 192, а рычаг 193 вращает вал 193 36, на котором установлен кулачок или
эксцентриковый подшипник 194 на верхнем конце выступающего штока клапана. Опускающийся поплавок 195
нажимает на рычаг 193, так что кулачок 194, вращаемый валом 193a и закрепленный на 193, позволяет
давлению воды от насоса поднимать клапан 191 и перенаправлять горячую воду в нагревательный бак при
каждом сбросе. В промежутках между тактами насоса вес клапана или пружины стремится его зафиксировать;
любое движение кулачка в этот период, не встречающее сопротивления, блокирует или заклинивает ход
клапана, препятствуя следующему такту. На фиг. 50 и 51 показан обводной клапан холодной воды 223
аналогичного действия.
Конструкция устройства позволяет поддерживать максимально постоянный уровень воды в нагревательном
сосуде. Для достижения этой цели можно предусмотреть клапан 196 (рис. 6 и 11) для регулирования потока
горячей воды между камерами или блоками горячего водоснабжения насосов, чтобы часть горячей воды
могла перетекать из одной камеры насоса в другую, тем самым уменьшая количество воды, отбираемой из
нагревателя, и снижая соотношение подачи горячей и холодной воды.
Как видно, эта система управления позволяет регулировать процент горячей воды, поступающей из одной
камеры насоса горячего водоснабжения в другую и наоборот, всякий раз, когда насосы меняют направление
своего хода. Аналогичный обходной канал может быть использован на концах насосов холодной воды.
Термин «насосная камера» здесь применяется к пространству между поршнем насоса и соответствующими
ему клапанами.
Поскольку давление пара в нагревателе часто будет падать ниже уровня, необходимого для прокачки горячей
воды через всасывающие клапаны 75 со скоростью, требуемой высокоскоростной ступенью насоса, я
предлагаю ввести ограничение в каналах холодной воды, ведущих к нагревателю, тем самым снизив скорость
насоса и скорость 80 всасывания горячей воды. Скорость насоса затем можно регулировать, изменяя
сопротивление, при этом используются две или более ступеней скорости. Подходящее устройство
регулировки скорости подробно показано на рисунках 49-53, включая сами чертежи.
Холодная питательная вода поступает по трубе 11 и перекачивается насосом к распылительной головке 224.
Горячая вода отводится из нагревательного бака по трубопроводу 248 к нижнему концу насоса (90°), а при
обратном ходе поршня горячая вода проходит через напорную трубу 12 и оттуда в паровой котел локомотива.
Холодная вода из насоса проходит через трубопровод 223 и поплавковый клапан 223-а, управляемый
вращающимся кулачком с поплавковым приводом, к распылительной головке 224, а также через обводной
канал 224-а для отвода избытка холодной воды, соединяющий клапан 223а с всасывающим патрубком
насоса. Распылительная головка имеет ряд небольших выходных отверстий, направленных вверх, и собрана
в две или более группы, каждая из которых управляется отдельно.
Поплавок 225, защищенный кожухом 225 от колебаний уровня воды, управляет клапаном 105 223a через
рычаг 226. Клапан 223 по принципу действия аналогичен клапану 191 (рис. 42), при этом каждый рычаг
вращает вал, на котором закреплен кулачок или эксцентрик, свободно опирающийся на удлинительный шток
расположенного ниже клапана байпаса холодной воды 110, предпочтительно тарельчатого типа. Вращение
кулачка в той или иной степени ограничивает подъем клапана. В верхнем положении указанный кулачок
обеспечивает максимальный подъем клапана при каждом такте нагнетания холодного водяного насоса.
В нижнем положении кулачок стремится заклинить клапан на седле, предотвращая тем самым утечку
холодной воды.
Показаны три группы распылительных отверстий, обозначенные номерами 120, 227, 228 и 229; количество
или размеры этих отверстий в каждой группе варьируются в зависимости от требуемой скорости насоса
холодной воды. Холодная вода поступает из трубопровода 223 к распылительной головке через 125
отверстий и каналов, как описано ниже.
Внутри нагревательной камеры находится односторонний поршень 230 с водяным зазором или уплотнением
230, работающий в цилиндре 231.
Двухсторонний поршневой водяной клапан 232 130 автоматически уменьшает образование конденсата и дает
насосу горячей воды возможность избавиться от избытка воды в водонагревателе.
На фиг. 52 показано горизонтальное продолжение 241 опоры точки опоры, которое может быть снабжено
дополнительными отверстиями, соответствующими отверстиям в рычаге 234, что позволяет перемещать
точку опоры и изменять соотношение плеч рычага. 75 Добавив удлинительный элемент 242 к рычагу 234
(показан только на рис. 49), можно добиться его взаимодействия с какой-либо частью поплавка 225 или
удлинителем рычага 226, но только когда поплавок находится в нижнем положении (80 градусов) или в
аварийном положении. В этот момент неподдерживаемый вес поплавка и прикрепленных к нему частей может
быть использован для нажатия на водяной клапан 232 и, таким образом, замедления или остановки насоса.
Повышение уровня воды на 8,5 приведет к открытию клапана 232.
Обводной патрубок горячей воды 243 с клапаном обеспечивает поток горячей воды с верхней стороны
всасывающего клапана горячей воды 244 вниз. 245 представляет собой распылительный дефлектор 90. 246
показывает поддон для сбора накипи, а 246 — перегородку на входе в трубопровод горячей воды 248.
Для аварийного регулирования низкого уровня воды в нагревательном баке я могу предусмотреть поплавок
197, рычаг 197T' и водяной клапан 198 в корпусе 199, соединенных с трубопроводом холодной воды 20 через
отверстие 200, а также с распылительной головкой 50 через отверстие 201 (см. рис. 5 и 53). Клапан 100 (198)
имеет два поршня и по принципу действия несколько похож на клапан 232, хотя и с обратным направлением.
Рычаг 197-а и поплавок 197 не связаны друг с другом и взаимодействуют только в нижнем положении 105,
показанном на рис. 53.
Когда поплавок 197 находится в этом нижнем положении, его эффективный вес, воздействующий через рычаг
197-а, поднимает клапан 198 и закрывает отверстие 201, перекрывая часть или всю подачу воды к
распылительной головке и замедляя или останавливая насос.
Когда поплавок поднимется, клапан 198 опустится, открывая отверстие 201 и позволяя воде течь из отверстия
200 в отверстие 201 и через распылительную головку 50 в нагреватель. Клапан 198 сбалансирован
относительно внешнего и внутреннего давления и имеет свободный ход.
Хотя открытые нагреватели стационарного типа 120 являются отличными очистителями воды при
использовании поддонов для сбора накипи и пористого материала для фильтрации нагретой воды, этот
процесс требует сравнительно больших емкостей или частого извлечения и очистки фильтрующего
материала. Для решения этой проблемы на локомотивах в районах с особенно плохим водоснабжением я
показал один или несколько съемных фильтрующих коробок 130, работающих в открытом цилиндре 233,
который соединен рычагом 234 с паровым или напорным поршнем 230. Цилиндр 233 имеет входное
отверстие 235, к которому подсоединяется труба подачи холодной воды 223. Также имеются выходные
патрубки, такие как 236 и 237, ведущие к распылительной головке 224. На представленной схеме порт 236
ведет к группе распылительных отверстий 228, а порт 237 ведет к группе 229, при этом группа 227 постоянно
соединена с 223. Когда подвижные части находятся в положении, показанном на рис. 49, холодная вода
проходит через канал и отверстие 235 в цилиндр 233 и через отверстия 236 и 237 в распылительные
отверстия 228 и 229 соответственно, а также часть воды поступает непосредственно из 223 в
распылительные отверстия 227, что соответствует высокоскоростному режиму работы.
Когда давление отработанного пара падает ниже определенного заранее заданного значения, вес клапана
232 и любой поддерживаемой части, такой как груз 238, становится достаточным для того, чтобы перевесить
давление пара на поршне 230, в результате чего клапан 232 опускается до тех пор, пока груз 238 не упрется в
корпус клапана 233, тем самым закрывая отверстие 237.
Затем вода продолжит течь через отверстие 236 к распылительному патрубку 228 (а также через отверстие
227). Когда давление отработанного пара упадет ниже еще одной заданной точки, веса клапана 232 и его
частей будет достаточно, чтобы опустить клапан еще ниже, пока отверстие 236 не закроется, тем самым
перекрыв распылительные отверстия 228 и оставив в работе только распылительные отверстия 227. Это этап
с низкой скоростью, как показано на рис. 52. Количество и размер выходных отверстий или форсунок в насосе
227 определяют низкую скорость вращения насоса.
Поршень 230, разумеется, подвергается воздействию давления отработанного пара внутри камеры
нагревателя, в то время как с нижней стороны 4А5 он открыт для атмосферного давления; например, через
полый шток или направляющую 239. Водяной клапан 232 подвергается воздействию давления внутри камеры
нагревателя с верхнего и нижнего концов, а также воздействию давления воды от насоса с обеих внутренних
поверхностей, благодаря чему клапан сбалансирован и может свободно принимать такое положение, которое
определяется его весом и давлением пара на поршень 230. Когда давление в нагревателе снова повышается,
порты 236 и 237 последовательно открываются до тех пор, пока распылительная головка снова не получит
максимальный объем воды.
В моей конструкции я могу расположить некоторые выходы распылительной головки, например, в ряду 240,
ниже уровня остальных, так что в случае, если горячая вода в нагревателе поднимется выше этих нижних
распылительных отверстий, они будут закрыты, тем самым уменьшая эффект распыления из этих нижних
отверстий, 266,953 266,953 которые можно при необходимости снять с нагревательного бака и заменить
чистыми ящиками без влияния на скорость или работу подающего насоса; снятые ящики можно заменить
другими и очистить в конце поездки или иным образом.
На фиг. 42, 43 и 44 показана перегородка с вертикальной частью 202 и горизонтальной частью 203. Она
разделяет нижнюю часть нагревательного элемента 13 на две части, 204 и 205, причем первая открыта для
остальной части нагревателя, а часть 205 закрыта указанной перегородкой. Иногда отверстие 206 соединяет
отверстия 204 и 205, но обычно оно закрывается дверью или ставней 207.
Эта заслонка может быть повернута для закрытия отверстия 208, открывая при этом отверстие 206 и
обеспечивая прямой поток горячей воды к выходному отверстию 54. В такой момент затвор 214 должен
закрыться 209. Фильтрующий блок 210 съемно крепится к нагревательному сосуду и имеет отверстия,
соответствующие блокам 208 и 209.
Этот ящик 210 имеет наклонную перфорированную перегородку 211 и вертикальную перегородку 212,
перфорированную в верхней части и разделяющую его на четыре отсека. Обычно горячая вода в
нагревателе, как показано стрелками, поступает в камеру 204, затем через отверстие 208 вверх и через
перегородку 211 и фильтрующий материал 213, через верхнюю часть перегородки 212, вниз через
перегородку 211, обратно через отверстие 209 в камеру 205 и выходит по трубе 54 к насосу. Для снятия
фильтра заслонки 207 и 214 закрываются, прижимаясь к отверстиям 208 и 209.
Это позволяет оставить соединительный канал 206 открытым для прямой подачи горячей воды в трубопровод
54 без какого-либо вмешательства в работу насоса.
Трехходовой клапан 216 позволяет выравнивать давление между нагревательным элементом 18 и
фильтрующим блоком. Заслонка № 215 с четырьмя пробками предназначена для слива воды. При снятии
заслонка 216 падает и закрывает отверстие, через которое выступал клапан 216.
Фильтрующий материал также может быть размещен в съемном контейнере 217, как показано на рис. 54 и 55,
через который проходит горячая вода, в основном, как описано выше в ссылках на рис.
42 до 44. Фильтрующий бокс 210, в который помещается контейнер, представляет собой модифицированную
и предпочтительную форму бокса 210, но со съемной верхней частью, через которую можно вставить
контейнер. Сиденье 217-а поддерживает контейнер 217. Этот контейнер 217 разделен на две камеры, вода
поступает в нижнюю часть одной, перетекает вверх и через другую, затем опускается вниз и выходит снизу
через управляемые затворами отверстия к насосу, следуя стрелкам и в общем порядке 65, также показанном
на фиг. 42, 43 и 44.
Контейнер опирается на сиденье 217, в котором имеются отверстия, позволяющие двум нижним частям
контейнера выступать в пространство под ним; перфорации в этих 70 нижних частях обеспечивают поток
воды, но задерживают фильтрующий материал. Между нагревательным элементом и верхней частью
фильтрующего блока можно разместить вентиляционное отверстие и клапан 216-b. Избыточное давление
вверх на 217, вызванное заполнением или засорением фильтрующего материала, может привести к тому, что
он поднимется со своего седла, горячая вода минует фильтр и потечет обратно через обратное отверстие в
нагревателе, а затем к насосу, обеспечивая таким образом постоянное достаточное водоснабжение.
Для обеспечения простого способа проверки многочисленных водяных клапанов с целью определения силы
пружин, подъема клапанов и правильной посадки, я показал винтовую заглушку 55 новой конструкции, которая
вставляется в металл под каждым клапаном (см. рис. 47 и 48). Каждая винтовая пробка 90 имеет одно или
несколько небольших отверстий 218, закрытых пробками или колпачками 219 с нижней стороны, чтобы
предотвратить утечку содержащейся в них воды.
К верхней стороне каждой пробки 95 надлежащим образом прикреплен упругий или податливый материал
220. Эти колпачки 219 могут крепиться с помощью вращающегося элемента 221 и отводятся в сторону при
вращении.
Испытательная вилка или штифт 222 должны свободно вставляться через отверстия 218 и 100 с усилием
через эластичную диафрагму 220, чтобы зацепить и поднять клапан над ней, при этом оператор оценивает
состояние каждого клапана по подъему и ощущению введенного штифта. Этот эластичный материал должен
обеспечивать достаточно надежное сцепление с испытательным штифтом, чтобы предотвратить избыточное
выделение воды во время испытания.
В других случаях крышки 219 закрывают отверстия 218 и удерживаются на месте винтом 10 (или другим
устройством), при этом эластичный материал для их функционирования не требуется. На нижней стороне
вилки показано углубление, позволяющее разместить элемент 221, когда элемент 219 закрывает отверстие
218. 115 В связи с одним из цилиндров насоса я показываю устройство для компаундирования пара (см. рис.
56–60). Клапан 255 по принципу действия аналогичен уже описанному главному паровому клапану 120, но
имеет на один паровой патрубок больше и управляется одним реверсивным клапаном, приводимым в
действие толкателем 258. В паровом канале, ведущем к нижней части парового цилиндра, может быть
предусмотрен редукционный обратный клапан, аналогичный клапану 125 107 на рис. 7а. Клапан имеет две
канавки, предназначенные для совмещения с портами 256, 257, 258 и 259. В правом положении (рис. 56 и 57)
при начале цикла откачки правый паровой поршень находится в нижнем конце цилиндра и готов к началу
подъема, в то время как левый поршень находится в верхнем положении и готов к началу опускания, при этом
главный паровой клапан настроен на это действие.
Это показывает позицию "-четвертую". Толстые стрелки 283 показывают поток пара высокого давления,
находящегося в рабочем состоянии, и отработанного пара, работающего в верхних торцах обоих цилиндров, а
пунктирные стрелки 284 указывают на поток пара низкого давления, подаваемого приемным сосудом, и
последующий отработанный пар из нижней части каждого цилиндра. 80 Пар низкого давления из ресивера
285 проходит через трубопровод 286, регулирующий клапан 287, верхний канал низкого давления 288, через
канал 289 к отверстию 293.
Показаны семь паровых портов: 290, 291, 292, 293, 294, 295 и 296. Пунктирными стрелками показано
направление потока пара к нижней части правого цилиндра, а также направление отработавших газов низкого
давления из нижней части левого цилиндра. Одновременно с этим, через трубу 10 в корпус клапана поступает
пар высокого давления (стрелками показано его направление к верхней части левого цилиндра), а также
выход отработавших газов высокого давления из верхней части правого цилиндра (95%). Как выхлопные газы
высокого, так и низкого давления проходят через одну и ту же выхлопную трубу 10 в атмосферу.
Порт 290 соединен каналом 297 с верхней частью левого цилиндра, порт 291 соединен каналом 298 с
выходным отверстием 299, порт 292 соединен каналом 300 с нижней частью левого цилиндра, порт 293
соединен с каналами 289 и 288 с трубопроводом низкого давления 286, порт 294 соединен каналом 301 с
нижней частью правого цилиндра, порт 295 соединен каналом 302 с выходным отверстием 303, а порт 296
соединен каналом 304 с верхней частью правого цилиндра. Выходное отверстие 303 соединяется с
трубопроводом 305, имеющим обратный клапан 306, а затем с соединительным фитингом 307, который, в
свою очередь, соединен с паропроводом 10 через регулирующий клапан 308. Выходное отверстие 299
соединяется с отверстием 307 через расположенный между ними щечный клапан 309. Поперечный
соединитель 307 также соединяется с приемником 285 с помощью 115 трубопроводов 310 и обратного
клапана 311.
Дополнительные паровые каналы от реверсивного клапана 312 ведут к основному корпусу клапана 282 и
могут приводить в действие клапан 281 тем же общим образом, что и 120, описанный для простого
двухблочного насоса.
Приёмник расположен в пределах удобной досягаемости трубопровода. На рис. 64 представлен план сечения
65-65 на рис. 61, стрелки которого показывают обратный поток пара по сравнению с рис. 62. Понятно, что
главный паровой клапан сместился влево, когда стрелки показывают положение, как показано на рис. 64.
Когда поршни достигают отметки 130, пар высокого давления выходит через канал 260, порты 256 и 257 в
канал 261, а затем в порт 262 компаундного клапана 263. Одновременно с этим пар низкого давления - 5 из
ресивера 264 проходит через трубу 265, клапан 266, канал 267, к отверстию 259, к отверстию 258, каналу 268,
к нижней части цилиндра, заставляя поршень подниматься, как только пар высокого давления в верхней части
цилиндра выйдет наружу. Тем временем выхлопные газы высокого давления проходят через отверстие 262,
клапан 263 и между двухсторонним паровым поршнем 269. Обводной канал 270 выравнивает давление на
поршне 269.
Если поршень 269 находится в нижнем положении, показанном на рис. 60, пар будет выходить через 271, 272,
273 и 10 в атмосферу. Частичное закрытие клапана 273 создаст неравномерное давление, воздействующее
на нижнюю часть поршня 269, заставляя его подниматься, как показано на рис. 59, открывая отверстие 274.
Выхлопные газы под давлением проходят через патрубки 274, 275, обратный клапан 276 и попадают в
ресивер, при этом порт 271 закрывается клапаном 269. Труба 277 поддерживает давление в ресивере над
клапаном 269.
Когда давление в ресивере почти равно уменьшающемуся давлению выхлопных газов, передаваемому в
нижнюю часть клапана 269 по каналу 270, клапан 269 находится в почти сбалансированном состоянии, и
пружина 278 заставляет поршень опуститься в положение, показанное на рис. 60. Оставшаяся часть
выхлопных газов высокого давления затем проходит через каналы 271 и 272 в атмосферу.
Когда поршень достигает верхней точки, главный клапан смещается влево, подавая рабочий пар через
отверстие 256 в верхнюю часть, в то время как отработанный пар низкого давления проходит через порт 258 к
портам 257, 261, к клапану 263, порту 271 и трубе 272 в атмосферу.
Поскольку давление в ресивере превышает давление в выхлопной системе, клапан 269 не поднимется.
Толкатель 253 приводит в действие реверсивный клапан, подающий дополнительный пар к клапану 255.
При желании пар можно подавать с помощью единственного главного парового клапана на головке цилиндра.
На рис. 61 показан частично сломанный вертикальный разрез вдоль оси главного клапана и неровный или
сломанный участок частей двух 5 цилиндров, расположенных в одной или параллельных вертикальных
плоскостях. Этот клапан 281 в корпусе клапана 282 находится в правом положении, и его три канавки
регистрируют или управляют семью портами, как показано на рисунке. На рис. 62 представлен общий план
сверху двух цилиндров, трубопроводов и ресивера, при этом часть основного корпуса клапана отломана, а
сам клапан удален, чтобы открыть доступ к семи портам. Рис. 63 представляет собой боковой вид рис. 61 по
линии сечения 64-64.
266,953 В конце хода поршня главный паровой клапан переместится влево и изменит направление работы
соответствующих насосов. Стрелками 283 и 284 на рис. 64 показан новый поток пара. В конце этого хода
насос вернется в «первое» положение и завершит свой цикл. В начале каждого цикла выпуска пара высокое
давление на мгновение блокирует низкое давление, одновременно подавая необходимый пар в ресивер, но
это означает лишь небольшое смягчение воздействия в начале каждого нисходящего хода высокого
давления.
Максимальное давление в ресивере будет определяться его размером, а также величиной сопротивления,
создаваемого клапаном в атмосферной выхлопной трубе 10_a, в то время как подача низкого давления из
ресивера 285 может регулироваться клапаном 287.
Из приведенных выше описаний видно, что я разработал устройство, которое забирает холодную
питательную воду и подает ее в нагревательную камеру, часто против давления отработанного пара, которое
может варьироваться от атмосферного до десяти или двенадцати фунтов на квадратный дюйм.
Содержание воды в сконденсированном паре может варьироваться от нуля до 15 или 18% от общего
количества, необходимого для потребления котлом. Использование насоса для впрыска холодной воды и
насоса для подачи горячей воды, работающих в значительной степени синхронно, представляется
необходимым, что обеспечит существенную стабилизацию содержания горячей воды в нагревательном баке;
моя комбинированная система подачи горячей и холодной воды обеспечивает эту функцию.
Также необходима незначительная стабилизация для компенсации колебаний количества конденсированной
воды, и использование надежного поплавкового механизма представляется крайне важным. Благодаря
использованию моего перепускного клапана с насосным приводом, работа которого ограничена кулачковым
механизмом с поплавковым управлением, я устранил неопределенности, связанные с использованием
любого типа перепускного клапана, который должен принудительно управляться действием поднимающегося
или опускающегося поплавка. Не желая постоянно возвращать весь конденсат обратно в источник
водоснабжения, я уменьшаю объем воды в насосе холодной воды примерно на 10 или 120%, используя
большой поршневой шток или втулку в части, предназначенной для холодной воды, оставляя таким образом
около 5% избыточной холодной воды, которую должен перекачивать поплавок.
Удалив сальник и части регулируемых сальниковых уплотнений, а также поршень, можно легко извлечь втулку
штока поршня через нижнюю часть насоса и заменить ее втулкой другого диаметра вместе с
соответствующим разъемным сальниковым уплотнением, — как уже было описано, — тем самым изменив
прежнее объемное соотношение насосов горячей и холодной воды. Временно изменить это соотношение
можно, открыв клапан в обводном канале горячей воды в нижней части насоса. В случае временного
прекращения подачи отработанного пара можно использовать запас горячей воды в нагревательном баке.
Для решения этих временных задач также можно полагаться на вспомогательную подачу отработанного пара
и автоматическое замедление работы насоса.
Например, насос может работать с максимально возможной скоростью поршня и против давления выхлопных
газов локомотива, составляющего 10 фунтов на квадратный дюйм.
Если это давление внезапно упадет до двух фунтов, его может оказаться недостаточно для того, чтобы
подавать воду в насос горячей воды со скоростью, необходимой для поддержания ее контакта с
поднимающимся поршнем. Для устранения этой проблемы можно отрегулировать регулятор в паропроводе,
ведущем к насосу, таким образом, чтобы он уменьшал подачу пара всякий раз, когда достигается это
давление. 90 Вместе с этим регулятором или, возможно, в качестве альтернативного регулятора, я могу
использовать регулирующее устройство, показанное прикрепленным к распылительной головке.
Если его отрегулировать так, чтобы он оставался полностью открытым при любом давлении в нагревателе
Q,6 выше двух фунтов, например, он переключится на промежуточную ступень при двух фунтах и создаст
достаточное сопротивление в оставшихся распылительных отверстиях, чтобы снизить скорость насоса до
уровня, определяемого притоком горячей воды. Дальнейшее снижение давления до половины или одного
Соседние файлы в папке патенты