Юный техник (35 самодельных приборов и моделей для школы, пионерского отряда и дома по оптике, - Абрамов Александр Иванович
После испытания турбины и исправления замеченных недостатков наружные части, кроме шестерен и валов, окрашиваются масляной или эмалевой краской.
По окончании работы турбины крышка кожуха снимается и вынимается вал с рабочими дисками, чтобы лучше могли обсохнуть все лопатки. Остальные части турбины вытираются чистой сухой тряпочкой и смазываются жидким маслом. Это делается для предохранения металлических частей от ржавчины.
6. Паровой котел с керосиновой топкой
Хорошая работа паровой машины или турбины в очень большой мере зависит от парового котла. Даже очень хорошо изготовленная машина работает плохо, если к ней подается недостаточное количество пара. И наоборот, бывает, что сравнительно неважно сделанная машина прекрасно работает благодаря большому давлению пара.
До сих пор подавляющее большинство паровых котлов юные техники нагревали спиртовыми горелками. Делалось много попыток осуществить керосиновую горелку для парового котла, но безрезультатно. После многих опытов нам удалось все же построить паровой котел с керосиновой топкой.
Конструкцию нашей горелки можно, конечно, использовать не только для котла, описанного здесь, а и для котла какой-либо другой конструкции.
На таблице 38 показаны разрезы и внешний вид небольшого цилиндрического парового котла.
Таблица 38. Конструкция парового котла с керосиновой топкой.
На этих чертежах указаны только основные размеры. Всех размеров мы не даем, их легко установить самому строителю котла. В случае сомнения можно измерить деталь на чертеже и увеличить в соответствующее число раз. Чертеж сделан в масштабе, и потому данные получатся правильными.
Изготовляется этот котел из высокой консервной банки. Отверстие банки закрывается вырезанной из жести круглой крышкой и запаивается. Для прочности донышки котла стягиваются железной проволокой, как это показано на таблице.
Более прочный котел можно построить, если есть возможность самому открыть и опорожнить новую банку консервов, прорезав в крышке только небольшое овальное отверстие (см. таблицу, слева, внизу). Такое отверстие запаивается быстро и прочно. Для этого вырезается кусок жести по размерам немного больший, чем отверстие в банке, и такой же овальной формы. К нему в середине припаивается кусочек проволоки. Затем вырезанный кусок жести вводится боком внутрь банки, прижимается при помощи проволоки к крышке и припаивается. Перед пайкой банку надо очень хорошо промыть горячей водой, края отверстия опилить напильником, а изнутри почистить наждачной или стеклянной бумагой. Следует пропаять также все имеющиеся в банке швы.
Если пайка производилась с применением травленой соляной кислоты, то для предохранения котла от ржавчины необходимо все места, подвергшиеся действию кислоты, после окончания пайки промыть раствором соды. Промывка внутри котла производится через водоналивное отверстие и отверстие для сухопарника. Эти отверстия должны быть сделаны против продольного шва котла.
Отверстие для наливания воды в котел закрывается маленькой винтовой пробочкой (винтом с плоской головкой), ввертываемой в припаянную к котлу гайку. Водоналивное отверстие делается несколько необычно: на передней стенке котла. Одновременно оно служит ограничителем уровня воды. После наливания в котел воды отверстие не нужно закрывать до тех пор, пока излишек воды не выльется из котла. Наливать воду можно также через отверстие предохранительного клапана.
Сухопарник — это небольшой сделанный из жести колпачок, прочно припаянный сверху котла и соединяющийся с ним через небольшое отверстие (см. на таблице 39, в кружке).
Таблица 39. Изготовление горелки и других деталей котла.
В сухопарнике должен собираться сухой, свободный от мельчайших капелек воды пар.
Так как сухопарник находится внутри кожуха, горячие газы, обогревающие котел, могут чрезмерно перегреть его и распаять. Для предохранения от распаивания сухопарник покрывается теплоизоляцией (асбестом). Сверху асбест обертывается полоской жести, которая стягивается проволокой. Если нет асбеста, сухопарник надо просто окружить полоской жести.
Каждый котел рассчитывается на определенное давление пара. Если давление пара в котле поднимается выше нормального, котел может, не выдержав этого давления, разорваться.
Чтобы предохранить котел от возникновения в нем опасного давления, применяется предохранительный клапан. При увеличении давления в котле сверх нормального клапан под давлением пара открывается; при этом излишек пара выходит наружу, и давление в котле опять понижается до нормального.
Устройство рычажного предохранительного клапана для нашего котла видно на чертеже разрезов котла. Предохранительный клапан помещается на сухопарнике. Стержень 1 клапана прижимается к своему гнезду 2 рычагом 3 с закрепленным на его конце грузом.
Вес груза и длина плеча рычага рассчитываются на определенное давление пара в котле. У нас клапан должен быть рассчитан на давление пара равное 1,5 атмосферы. Давление в 1 атмосферу равно давлению 1 кг на 1 кв. см поверхности. Например, если площадь поршня в модели паровой машины равна 1 кв. см, а давление пара в котле равно 1,5 атмосферы, то пар будет давить на поршень с силой в 4,5 кг.
Если у нас площадь отверстия гнезда клапана равна не 1 кв. см, а 0,1 кв. см (10 кв. мм), то пар при 1,5 атмосферы будет давить на клапан с силой в десять раз меньшей, то есть с силой в 150 г. Но так как у нас груз давит не непосредственно на клапан, а на конец плеча рычага, то нам потребуется груз весом не в 150 г, а во столько раз меньше, во сколько раз плечо рычага с грузом больше другого плеча. Если длина плеча с грузом равна 4 см, а другого плеча — 1 см, то груз, необходимый для уравновешивания давления пара на клапан при 1,5 атмосферы, будет в четыре раза меньше: 150:4=37,5 г.
Груз делается обычно из свинца или баббита, но можно сделать его также из железа или меди. Он закрепляется на конце рычага пайкой или при помощи небольшого винта, который ввертывается в отверстие, имеющее немного меньший диаметр, чем диаметр винта. При ввертывании винта в свинец он образует в металле резьбу и прочно закрепляет груз на рычаге.
Гнездо для конического клапана изготовляется из латуни, меди или железа. Чтобы цилиндрическому отверстию придать коническую форму, его надо чуть рассверлить большим сверлом или выдавить при помощи керна. Процесс изготовления клапана и гнезда его показан на таблице 39, справа, вверху.
Конический клапан изготовляется из маленького шурупа с конической снизу и плоской сверху головкой. Клапан притирается к гнезду при помощи мелкого стеклянного порошка, смешанного с маслом, как для паровой машины, описанной раньше. После притирки к головке клапана припаивается сделанный из проволоки хомутик.
Еще проще сделать клапан с плоской головкой. Для него берется винт с плоской головкой. Конец винта опиливается, а головка притирается к гнезду.
Рычаг выпиливается из железа толщиной 1,5–2 мм. Один конец рычага вращается на оси — маленьком винтике или гвоздике — в верхней части опорной колонки, изготовленной из двух железных полосок, припаянных к сухопарнику.
Правильно рассчитанный и построенный предохранительный клапан устраняет опасность взрыва котла. Лучше сдвинуть груз немного ближе к клапану, чем это нужно по расчету, чем рисковать взрывом котла. Отверстие предохранительного клапана удобно использовать для наливания воды в котел.
Топка котла рассчитана на применение керосиновой горелки или древесного угля. Изготовляется она из жести или тонкого кровельного железа.
