Воздуходувная машина - Blowing engine

Двигатель вертикального обдува Allis

А воздуходувная машина большой стационарный паровой двигатель или двигатель внутреннего сгорания непосредственно связан с цилиндры нагнетания воздуха. Они доставляют очень большое количество воздуха под давлением ниже воздушный компрессор, но больше, чем центробежный вентилятор.

Выдувные двигатели в основном используются для подачи воздуха в печи, доменные печи и другие формы плавильный завод.

Двигатели с водяным колесом

Самыми первыми надувными двигателями были дуть дома: мехи, обусловлен водяные колеса.

Металлургические заводы наиболее экономично расположены вблизи источника их руда, поблизости от которого может не быть подходящей воды. Также существует риск того, что из-за засухи будет прервана подача воды, или что спрос на печь превысит имеющийся объем воды.

Эти ограничения привели к появлению самой ранней формы парового двигателя, используемого для выработки электроэнергии, а не для перекачки энергии. двигатель с возвратом воды. В этом двигателе для подъема воды использовался паровой насос, который, в свою очередь, приводил в движение водяное колесо и, следовательно, механизмы. Затем вода из колеса возвращалась насосом. Эти первые паровые машины подходили только для перекачивания воды и не могли быть подключены напрямую к оборудованию.

Первые практические образцы этих двигателей были установлены в 1742 г. Coalbrookdale[1] и как улучшения Carron Ironworks на Клайд в 1765 г.[2]

Дувочные двигатели

1817 год Boulton & Watt выдувной двигатель, ранее использовавшийся на Netherton Металлургический завод M W. Grazebrook, теперь сохранившийся на A38 (M) в Бирмингеме, Великобритания

Ранний пар первичные двигатели мы балочные двигатели, сначала невращающегося (т.е. только возвратно-поступательного), а затем вращающийся тип (т.е. вождение маховик ). Оба они использовались в качестве дутьевых двигателей, обычно путем соединения воздушного цилиндра с дальним концом балки от парового цилиндра. Джошуа Филд описывает поездку 1821 года в Foster, Rastrick & Co. из Stourbridge,[3] где он наблюдал восемь двигателей с большой балкой, один из которых мощностью 30 л.с. работал с выдувным цилиндром диаметром 5 футов и ходом 6 футов.

Там, где более поздние двигатели с балкой приводили в движение маховики, это было полезно для обеспечения более равномерного действия двигателя. Пневматический цилиндр по-прежнему приводился в движение только балкой, а маховик использовался исключительно как маховик, а не приводил в движение выходной вал. Хорошо известным сохранившимся примером этого типа являются парные балочные двигатели. "Дэвид и Сэмпсон", теперь хранится в Blists Hill музей под открытым небом, Ущелье Айронбридж.[4][5] Это пара одноцилиндровых двигателей с конденсирующей балкой, каждый из которых приводит в движение воздушный цилиндр своей собственной балкой, но разделяет между собой один маховик. Они отличаются своей декоративностью. дорический арки.[6] Двигатели имели долгий срок службы: 50 лет первичной службы с 1851 г., обеспечивая подачу дутья для печей Priors Lee в г. Компания Lilleshall,[7][8] затем еще 50 лет до закрытия завода в качестве резервных двигателей, время от времени еще работающих.[9]

Полуроторные выдувные двигатели

Большой двигатель с вертикальным наддувом, изображенный наверху, был построен в 1890-х годах компанией E.P. Allis Co. из Милуоки (позже станет частью Аллис-Чалмерс ). Паровой цилиндр (нижний) имеет диаметр 42 дюйма (1,1 м), воздушный цилиндр (верхний) - 84 дюйма (2,1 м), и оба имеют ход 60 дюймов (1,5 м).

Паровой цилиндр имеет Редуктор клапана Рейнольдса-Корлисса, проезжаем через скос -приводной вспомогательный вал внизу, под прямым углом к ​​коленчатому валу.[10] Это также означает, что пластина на запястье Corliss расположена под прямым углом к ​​маховику, а не параллельно, как обычно. Эдвин Рейнольдс был конструктором компании Allis и в 1876 году разработал улучшенную версию Клапан Корлисс с улучшенным ходовым механизмом, способным работать на более высоких скоростях.[11] Воздушные клапаны также приводятся в действие чудаки из этого же вала.

Как и в двигателях с балкой, основная сила поршня передается на воздушный цилиндр за счет чисто возвратно-поступательного действия, а маховики служат для сглаживания работы двигателя. Для регулировки шток парового поршня проходит только до крейцкопф. Сверху расположены сдвоенные штоки воздушного поршня. Вал маховика установлен под паровым поршнем, спаренный шатуны двигаясь вниз и назад, чтобы сделать это возвратный шатун двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания

Cockerill двигатель 1900 г.

В конце 1800-х годов внутреннее сгорание газовые двигатели были разработаны для сжигания газов, образующихся в доменных печах, что исключает потребность в топливе для паровых котлов и повышает эффективность. Вифлеемская сталь была одной из таких компаний, использовавших эту технологию.[12] Горели огромные, обычно одноцилиндровые горизонтальные двигатели. доменный газ. SA Джон Кокерилл Бельгии и Körting из Ганновер оба были известными производителями таких двигателей.

В настоящее время предпринимаются определенные усилия по восстановлению некоторых из этих двигателей.[13] Несколько фирм до сих пор производят и устанавливают многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания для сжигания отработанных газов.[14]

Замена роторными воздуходувками

По мере переоборудования доменных печей после Вторая Мировая Война, предпочтительным источником энергии был либо дизельный двигатель или электрический двигатель. Оба они имели роторный выход, что хорошо сочеталось с современными разработками в центробежные вентиляторы способен обрабатывать огромные объемы воздуха. Хотя поршневой паровой двигатель продолжался там, где он уже использовался, после войны они редко устанавливались. Эти старые заводы начали закрываться в 1950-х годах, и их количество резко сократилось в течение Запад в течение 1970-х гг. Выдувные двигатели такой формы сейчас редкость.

Примеры, сохранившиеся сегодня

Горизонтальный выдувной цилиндр, соединенный с паровым двигателем на металлургическом заводе Backbarrow

Примеры обоих двигателей с выдуванием балок[4][5] и вертикальный двигатель[5] можно увидеть на Blists Hill музей под открытым небом, Ущелье Айронбридж. Луч двигателей "Дэвид и Сэмпсон" запланированы Древние монументы.[4]

Двигатель 1817 г. Boulton & Watt, ранее использовавшийся в Netherton металлургический завод М. В. Грейзбрука, теперь украшает Дартмутский цирк, островок безопасности в начале Автомагистраль A38 (M) в Бирмингеме (см. рисунок выше, расположение: 52 ° 29′33 ″ с.ш. 1 ° 53′17 ″ з.д. / 52,492537 ° с.ш.1,88189 ° з. / 52.492537; -1.888189).

использованная литература

  1. ^ Хиллз, Ричард Л. (1989). Питание от Steam. Издательство Кембриджского университета. п. 37. ISBN  0-521-45834-X.
  2. ^ Rolt, L T C; Аллен. Паровой двигатель. п. 122.
  3. ^ Джошуа Филд (24 августа 1821 г.). "Фостер, Растрик и компания из Стоурбриджа". Авторский тур по Мидлендсу. Архивировано из оригинал 12 октября 2008 г. Третий двигатель - очень красивый шестиколонный двигатель [балочный двигатель с горизонтальной рамой, поднятой на колоннах] мощностью 30 H, работающий с надувным цилиндром 5 футов и ходом 6 футов »
  4. ^ а б c «Дэвид и Сэмпсон - старинная балочная машина и запланированный древний памятник на месте Блистс-Хилл». Архивировано из оригинал (образ) 9 ноября 2007 г.
  5. ^ а б c Джеймсон, Джон Х. (2004). Дэвид и Самсон в Блистс Хилл. Реконструированное прошлое. п. 182. ISBN  0-7591-0376-3.
  6. ^ Майк Эштон. "Дэвид и Сэмпсон: Дорическая арка" (фотография).
  7. ^ "Коллекция Лиллешолл в Блистс Хил". Архивировано из оригинал 22 февраля 2012 г.
  8. ^ "Компания Lilleshall".[постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ «Блистс-Хилл, музей ущелья Айронбридж, Мэдли, Шропшир». Видоискатель. Английское наследие. Архивировано из оригинал 6 июня 2011 г.
  10. ^ Хокинс, Неемия (1897). Новый катехизис парового двигателя. Нью-Йорк: Тео Одель. стр.335 –337.
  11. ^ Хокинс, Новый катехизис парового двигателя, с.225, с.172
  12. ^ «Машинное отделение газовой продувки (в Bethlehem Steel)».
  13. ^ «Вифлеемские двигатели».
  14. ^ «Печной газ для производства электроэнергии».