Глава 5 ПАРОПРОВОД И РЕГУЛЯТОР

Пар из котла через паросушитель проходит в сухопарник откуда при открытом регуляторном клапане 1 (рис. 48) по регуляторной трубе 3 поступает в камеру насыщенного пара 4 коллектора пароперегревателя. Отсюда пар проходит в элементы пароперегревателя 2, перегревается и возвращается в коллектор — в камеру перегретого пара 5. Из коллектора по паровпускной (парорабочей) трубе 6 пар попадает в цилиндр паровой машины. Отработавший пар из цилиндра по паровыпускным трубам 8 проходит в конус 7 и выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу.

Такой путь пар проходит на паровозе, имеющем пароперегреватель, и при регуляторе, расположенном в сухопарнике. Паровозы последней постройки (Л. ЛВ, П36) имеют регуляторную трубу, проходящую снаружи котла от сухопарника к внешнему регулятору, который установлен на дымовой камере. На паровозах же с внешним регулятором, расположенным за пароперегревателем, пар из сухопарника сначала проходит в пароперегреватель, а затем в регулятор и паровпускные трубы.

 

Регуляторы служат для регулирования впуска пара в паровые цилиндры из котла паровоза. На старых паровозах применяли регуляторы с плоским золотником. Такие регуляторы трудно открывались, на поверхностях золотников образовывались задиры, при высокой температуре имело место коробление, заедание золотников и пропуск пара. Поэтому вместо регуляторов с плоским золотником стали применять клапанные регуляторы.

Головку 3 двухклапанного регулятора (рис. 49) устанавливают на колене регуляторной трубы 4, введенном в сухопарник. В верхней части чугунная головка имеет посадочное место, на которое садится большой клапан 2. Внутри головки отлита камера А, открытая сверху и соединенная с корпусом головки ребрами. Большой клапан вверху имеет тарелку с притирочной лентой для установки на посадочное место в головке и направляющие ребра, а нижняя часть его, которая входит в камеру А, имеет форму поршня. В центральном отверстии большого клапана установлен малый (разгрузочный) клапан 1, который имеет притирочную ленту (место посадки на большой клапан) и проушину для рычага. Для направления стержня малого клапана в большом клапане отлиты направляющие. На хвостовик малого клапана навинчена упорная гайка 5. Головка, колено и большой клапан регулятора отлиты из чугуна, малый клапан изготовлен из стали.

При помощи привода и рычага 8, закрепленною в проушине малого клапана, последний поднимается на 13—14 мм до упора гайки во втулку большого клапана. Это дает возможность пару пройти в разгрузочную камеру под большой клапан и разгрузить его от давления сверху, что облегчает открытие. Одновременно через отверстие в дне разгрузочной камеры и зазоры между нижней частью большого клапана и камерой пар поступает в регуляторную трубу. При дальнейшем подъеме малого клапана вместе с ним начинает подниматься большой клапан и открывать полный доступ пару в регуляторную трубу. Подъем большого клапана обычно составляет 32—33 мм. Регуляторный клапан такой конструкции установлен на паровозах Э, СО, С^у, Е^а и др.

На паровозах Л и ЛВ установлен регулятор с саморазгружающимся клапаном. Регулятор установлен на дымовой камере и соединен боковым фланцем с регуляторной трубой, а нижним — с камерой насыщенного пара пароперегревателя.

В стальном корпусе 1 регулятора (рис. 50) установлена чугунная втулка 3, на притирочную ленту которой опирается большой чугунный клапан 2, имеющий направляющий цилиндр с окнами И и хвостовик. На хвостовике клапана укреплен чугунный поршень 8 с уплотняющими кольцами 4. Поршень входит в разгрузочную камеру 6. Внутри большого клапана 2 помещен разгрузочный клапан 11, изготовленный из нержавеющей стали. Разгрузочный клапан на конце имеет упорную гайку 7, а вверху соединен с тягой 12 и кулачком 13.

При подъеме разгрузочного клапана на величину своего хода 4 мм из корпуса 1 над большим клапаном по кольцевому зазору 9 в большом клапане пар поступает в разгрузочную камеру 6 под поршень. Вследствие того что диаметр разгрузочного поршня больше диаметра большого клапана, создается избыточная сила от давления пара на поршень вверх, которая совместно с небольшим нажатием машиниста на рычаг регулятора открывает большой клапан, и пар по кольцевому отверстию 5 поступает в коллектор пароперегревателя. Подъем большого клапана равен 70 мм. Для отключения регулятора от котла служит запорный вентиль 10.

На паровозе ФД установлен многоклапанный регулятор, отлитым заодно с коллектором пароперегревателя. Он расположен в верхней части дымовой камеры и соединен с регуляторной и паровпускными трубами. Корпус многоклапанного регулятора (рис. 51) имеет три камеры: А — перегретого пара, сообщенную с такой же камерой коллектора пароперегревателя; Б — среднюю, соединенную с паровпускными трубами; В — разгрузочную. Регулятор имеет разгрузочный клапан 1 и четыре рабочих клапана 4. На этих паровозах последних выпусков регулятор имеет пять рабочих клапанов, каждый из которых сверху имеет хвостовик, а внизу — стержень с разгрузочно-направляющим поршнем, установленным в направляющей стенке камеры. Кроме того, в поршень снизу ввернут хвостовик, соединенный с кулачком 3 регуляторного вала 2, проходящего вдоль разгрузочной камеры В. Такой же хвостовик имеет и разгрузочный клапан.

При повороте регуляторного вала при помощи привода кулачок 3 упирается в заплечик нижнего хвостовика клапана и поднимает сначала разгрузочный клапан, а затем поочередно рабочие клапаны. Для этого размер заплечиков хвостовика у рабочих клапанов различен. При подъеме разгрузочного клапана пар из камеры А перетекает в камеру В и разгружает рабочие клапаны, чем облегчается их открытие. При дальнейшем повороте регуляторного вала, на что требуется незначительное усилие, начинают поочередно открываться рабочие клапаны, увеличивая постепенно проход для пара из камеры А в камеру 5 и в паровпускные трубы. Клапаны имеют следующую величину подъема: разгрузочный— 50 мм; 1-й — 35; 2-й — 25; 3-й — 30 и 4-й — 40 мм. Очередность открытия клапанов, начиная с разгрузочного; 4-й, 1-й, 3-й и 2-й.

Корпус регулятора и коллектора пароперегревателя изготовлен из стального литья, клапаны — из нержавеющей стали.
Описанный многоклапанный регулятор паровоза ФД является внешним регулятором, так как сам регулятор и привод его расположены вне котла. При таком расположении сокращается путь пара от регулятора к цилиндрам и улучшается управляемость паровозом.
При многоклапанном регуляторе в сухопарнике установлен главный запорный клапан. Он служит для разобщения котла от паропровода, пароперегревателя и регулятора на случай их ремонта. Запорный клапан сделан по типу клапанного регулятора и имеет разгрузочный и большой клапаны, а также привод, выведенный наружу сухопарника в виде маховика. Внешнее расположение регулятора и наличие главного запорного клапана позволяют осматривать и ремонтировать регуляторы без охлаждения котла.

Паровоз П36 имеет регулятор с саморазгружающимся клапаном (подобно регулятору паровозов Л и Л В), который установлен hi коллектором пароперегревателя. Привод к нему также наружный. Перед коллектором поставлен запорный клапан, конструкция которого аналогична конструкции регуляторного клапана.

Корпус регулятора подсоединен к камере перегретого пара коллектора пароперегревателя. Следовательно, паровоз П36 имеет так называемый наружный регулятор, расположенный после элементов пароперегревателя. При необходимости осмотра и ремонта регулятора закрывают запорный клапан, отсоединяющий регулятор от котла.

Запорный клапан установлен на дымовой коробке и соединен боковым фланцем с регуляторной трубой и нижним — с патрубком камеры насыщенного пара коллектора.

На паровозах (Э, СО, С^у) с внутренним регулятором, установленным в сухопарнике, внутри котла проходит регуляторный вал 7 (см. рис. 49), который через лобовой лист кожуха выведен в будку машиниста. В котле вал соединен при помощи тяги 6 и рычага 8 с клапаном регулятора. На лобовом листе кожуха, в месте прохода регуляторного вала 9 (рис. 52), поставлен фланец 1 с грундбуксой 2 уплотняющего сальника. На некотором расстоянии от вала на фланце 8, также прикрепленном к лобовому листу, установлена рукоятка 7, которая тягой 4 соединена с рычагом 3, насаженным на конец регуляторного вала.

Рукоятка регулятора расположена в будке со стороны машиниста. Закрытое положение регулятора соответствует крайнему, правому положению рукоятки, как показано на рис. 52. Для открытия регулятора машинист нажимает рукоятку от себя, поворачивает регуляторный вал и через привод, помещенный в котле, поднимает клапан регулятора. Перемещение рукоятки происходит по сегменту 5, сделанному заодно с фланцем 8. Для удержания регулятора в нужном положении на рукоятке укреплена вилка 6, которая под действием пружины входит между зубьями накладки сегмента.

Привод к внешнему регулятору (на паровозах ФД, ЛВ, Л, П36), а также к внутреннему (на паровозах Еа и Ем) расположен вдоль котла снаружи. У паровоза ЛВ (рис. 53) привод состоит из тяг 1 и 3, проходящих вдоль котла, двуплечего компенсаторного рычага 2, закрепленного на котле, кронштейна 4 с сектором 5, укрепленных на кожухе топки, и рычага регулятора 6. Рычаг регулятора имеет рукоятку 7 с защелкой 8, которая при определенном положении рычага входит в зацепление с зубцами сектора. Компенсаторный рычаг служит для компенсации удлинения котла при нагревании его (при растопке паровоза) и обеспечивает нормальную работу привода. Если бы привод состоял из одной тяги, то при растопке было бы возможно самопроизвольное открытие регуляторного клапана.

При сборке привода необходимо соблюдать следующие условия. В крайнем переднем положении рычага регулятора подъем большого регуляторного клапана должен составлять 74 мм, а в крайнем заднем положении — клапан должен быть всегда плотно закрыт.

Регулировку привода производят изменением длины задней тяги 3 ввертыванием или вывертыванием регулировочной втулки (узел I, см. рис. 53).

Пар, образующийся в объеме, где имеется вода, всегда содержит влагу. Объясняется это тем, что пузырьки пара, выходящие из воды, захватывают с поверхности ее капельки, из которых более .мелкие остаются в паре. Кроме того, часть пузырьков пара, имеющих меньшую скорость, не может прорвать поверхностную пленку воды и только немного приподнимает ее над уровнем воды, образуя пену. Эта пена при открытии регулятора также уносится с паром, увеличивая его влажность. Образование пены увеличивается при водах, содержащих большое количество примесей.

Влажность пара в среднем составляет около 5%, а при плохих водах достигает 15—20%. Увеличение влажности пара и так называемое бросание воды, т е. большой унос ее в машину вместе с паром, могут иметь место в результате слишком высокого уровня воды в котле, при резком открытии регулятора и боксовании паровоза, что целиком зависит от паровозной бригады.

При повышенной влажности пара снижается температура перегрева его, на стенках элементов пароперегревателя осаждаются < оли, увеличивается нагарообразование в золотниках и цилиндрах. Бросание воды может привести к поломке деталей паровой машины.
Для удаления из пара содержащейся в нем в виде капелеквла-1и на паровозах устанавливают паросушители, которые обычно располагают в сухопарнике. Паросушители бывают сеточные, центробежные, отбойные. На паровозах первых выпусков устанавливали сеточный паросушитель, состоящий из одного или двух укрепленных в сухопарнике горизонтальных листов, в которых сделаны отверстия диаметром 5—8 см. При проходе пара через отверстия содержащаяся в нем вода частично задерживается на листах и стекает обратно в котел.

Паросушитель, установленный на паровозах СО, С^у Эм, относится к группе инерционных. Действие его основано на резком изменении направления движения пара, что приводит к отделению Паросушитель паровоза СО (рис 54) устроен следующим образом. Под отверстием для сухопарника установлен отбойный лист 6. В сухопарнике укреплен лист с отверстиями (сетка) 4, к которому снизу на некотором расстоянии примыкает отбойный лист 5. На сетке установлен барабан 3 с укрепленным внутри отбойным листом 2. Над барабаном 3 расположен отбойный лист 1, к которому снизу укреплен барабан 9.

Внутри барабана 9 устроен желоб 8 с трубками 7 для стока отсепарированной воды. Путь пара через паросушитель показан на рисунке стрелками.

На паровозе ФД установлен центробежный паросушитель. К верхней крышке корпуса главного запорного клапана прикреплены изогнутые лопатки, а к ним — конический диск. Пар, поступая через отверстие в верхней крышке, проходит лопатки, огибает диск и направляется в отверстие главного запорного клапана. Вода, содержащаяся в паре, при проходе через лопатки отбрасывается центробежной силой к стенкам корпуса и стекает вниз в карманы, отлитые в корпусе клапана, откуда попадает в котел.

На паровозе Л был установлен паросушитель инерционного типа с отводом в котел отсепарированной воды по специальным дренажным трубкам. Однако эксплуатация паровозов Л показала, что этот паросушитель не обеспечивал осушения пара, не предотвращал уноса воды и поэтому он был заменен паросуши-телем в виде отбойного листа. Паросушитель такого типа установлен на паровозах Л, ЛВ и П36 под сухопарным колпаком и состоит из отбойного щита 1 и ограждающих угольников 2 (рис. 55).

Отбойный щит 1 имеет форму диска и изготовлен из листовой стали толщиной 4 мм. На паровозах Л и Л В диаметр щита равен 700 мм, на паровозе П36 — 900 мм. Щит перекрывает вырез в цилиндрической части котла под сухопарников. Он .выполнен из двух частей для того, чтобы его можно было завести в котел. Для укрепления отбойного щита к каждой половине его приварены две стойки, за которые щит при помощи валиков подвешен к ножкам, приваренным к вырезу сухопарного колпака.

Отбойный щит предохраняет от захвата воды из котла с зеркала испарения под сухопарником, а угольники 2 предотвращают увлечение воды и пены потоком пара по стенкам цилиндрической части котла в сухопарник.

Течение пара по всему паропроводу сопровождается трением пара о стенки труб и понижением давления. Диаметры паровых труб паровоза выбирают такими, чтобы при максимальном расходе пара машиной пар проходил с наименьшей потерей давления. Радиусы загибов труб обычно сделаны не меньше трех-четырех диаметров трубы. На паровозах средней мощности (Э, Е, СО, С^у) внутренние диаметры труб находятся в следующих пределах: регуляторные — 143—152 мм, паровпускные — 130—140 мм, паровыпускные— 170—290 мм.

На паровозе ФД регуляторная труба имеет диаметр 215 мм, а паровпускные — 192 мм; на паровозе ЛВ регуляторная труба установлена диаметром 219 мм, паровпускные — 196 мм. Трубы изготовляют из стали марки Ст2 или 20К.

Соединение труб (рис. 56) производят при помощи фланцев 1, приварных колец 3 и болтов или шпилек с гайками. Уплотнение соединения достигается посредством чугунных прокладных колец 2; иногда соединяющиеся части паропроводных труб ставят на при-шрке.