.jpg/1280px-Allis_blowing_engine_(New_Catechism_of_the_Steam_Engine,_1904).jpg)
Дутьевой двигатель — это большой стационарный паровой двигатель или двигатель внутреннего сгорания, непосредственно соединенный с цилиндрами нагнетания воздуха . Они поставляют очень большое количество воздуха при давлении ниже, чем у воздушного компрессора , но больше, чем у центробежного вентилятора .
Дутьевые двигатели в основном используются для обеспечения дутья воздухом в печах, доменных печах и других плавильных заводах .
Самыми первыми дутьевыми машинами были дутьевые домики : сильфоны , приводимые в движение водяными колесами .
Металлургические заводы наиболее экономично расположены рядом с источником руды , поскольку поблизости может не быть подходящей гидроэнергии. Существует также риск прекращения подачи воды из-за засухи или увеличения спроса на печи, превышающего доступную емкость воды.
Эти ограничения привели к появлению самой ранней формы парового двигателя, используемого для выработки электроэнергии, а не для перекачки, — двигателя, возвращающего воду . В этом двигателе паровой насос использовался для подъема воды, которая, в свою очередь, приводила в движение водяное колесо и, следовательно, оборудование. Затем вода из колеса возвращалась насосом. Эти ранние паровые машины годились только для перекачивания воды и не могли быть подключены непосредственно к оборудованию.
Первые практические образцы этих двигателей были установлены в 1742 году в Коулбрукдейле [1] и в качестве усовершенствования металлургического завода Каррон на реке Клайд в 1765 году. [2]
Ранние паровые первичные двигатели представляли собой лучевые двигатели , сначала невращательного (т.е. совершающего исключительно возвратно-поступательное движение), а затем вращательного типа (т.е. приводящего в движение маховик ). Оба они использовались в качестве продувочных двигателей, обычно путем соединения воздушного цилиндра с дальним концом балки от парового цилиндра. Джошуа Филд описывает поездку в 1821 году в компанию Foster, Rastrick & Co. в Стоурбридже [3] , где он наблюдал восемь больших лучевых двигателей, один из которых мощностью 30 л.с. работал на выдувном цилиндре диаметром 5 футов и ходом поршня 6 футов.
Если более поздние лучевые двигатели приводили в движение маховики, это было полезно для обеспечения более равномерной работы 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 спаренные лучевые двигатели «Дэвид и Сэмпсон» , ныне сохранившиеся в музее под открытым небом Блистс-Хилл , ущелье Айронбридж . [4] [5] Это пара одноцилиндровых двигателей с конденсационной балкой, каждый из которых приводит в движение воздушный цилиндр своей собственной балкой, но разделяет между собой один маховик. Они примечательны своими декоративными дорическими арками. [6] Двигатели имели долгий срок службы: 50 лет основной службы с 1851 года, обеспечивающей поддув печей Priors Lee компании Lilleshall , [7] [8] затем еще 50 лет до закрытия завода в качестве резервных двигателей, до сих пор иногда работаю. [9]
Большой вертикальный продувочный двигатель, изображенный вверху, был построен в 1890-х годах компанией EP Allis Co. из Милуоки (позже вошедшей в состав Allis-Chalmers ). Паровой цилиндр (нижний) имеет диаметр 42 дюйма (1,1 м), воздушный цилиндр (верхний) - 84 дюйма (2,1 м), оба - с ходом поршня 60 дюймов (1,5 м).
Паровой цилиндр имеет клапанную передачу Рейнольдса-Корлисса , приводимую в движение через вспомогательный вал с коническим приводом внизу, расположенный под прямым углом к коленчатому валу. [10] Это также означает, что пластина запястья 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 клапанного механизма Corliss с улучшенным механизмом отключения, способным работать на более высоких скоростях. [11] Воздушные клапаны также приводятся в движение эксцентриками от того же вала.
Как и в случае с лучевыми двигателями, основная сила поршня передается на воздушный цилиндр за счет чисто возвратно-поступательного действия, а маховики предназначены для сглаживания работы двигателя. Для обеспечения возможности регулировки шток парового поршня доходит только до крейцкопфа . Над ним расположены сдвоенные штоки воздушного поршня. Вал маховика установлен под паровым поршнем, парные шатуны перемещаются вниз и назад, образуя двигатель с обратным шатуном .
В конце 1800-х годов были разработаны газовые двигатели внутреннего сгорания для сжигания газов, образующихся в доменных печах, что устраняло необходимость в топливе для паровых котлов и повышало эффективность. Bethlehem Steel была одной из таких компаний, применивших эту технологию. [12] Огромные, обычно одноцилиндровые горизонтальные двигатели сжигали доменный газ . SA John Cockerill из Бельгии и Körting из Ганновера были известными производителями таких двигателей.
В настоящее время предпринимаются усилия по восстановлению некоторых из этих двигателей. [13] Некоторые фирмы до сих пор производят и устанавливают многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания для сжигания отработанных газов. [14]
При переоборудовании доменных печей после Второй мировой войны предпочтительным источником энергии был либо дизельный двигатель , либо электродвигатель . Оба они имели вращающийся выход, который хорошо сочетался с современными разработками центробежных вентиляторов, способных обрабатывать огромные объемы воздуха. Хотя поршневые паровые двигатели продолжали использоваться там, где они уже использовались, после войны их устанавливали редко. Эти старые заводы начали закрываться в 1950-х годах, а в 1970-е годы их количество резко сократилось по всему Западу . Дующие двигатели такой формы сейчас встречаются редко.
Примеры как лучевого двигателя [4] [5], так и вертикального двигателя [5] можно увидеть в музее под открытым небом Блистс-Хилл , ущелье Айронбридж . Лучевые двигатели «Дэвид и Сэмпсон» являются памятниками архитектуры . [4]
Двигатель для продувки балок 1817 года производства Boulton & Watt , ранее использовавшийся на металлургическом заводе Нетертона в М.В. Грейзбрук, теперь украшает Дартмутский цирк, островок безопасности в начале автомагистрали A38(M) в Бирмингеме (см. рисунок выше, местоположение: 52°29). ′33″N 1 ° 53′17″W / 52,492537 ° N 1,888189 ° W / 52,492537; -1,888189 ).
Третий очень красивый двигатель: 6-колонный двигатель [балочный двигатель с горизонтальной рамой, поднятой на колоннах] мощностью 30 л.с., работающий с надувным цилиндром длиной 5 футов и ходом 6 футов».
{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )