Водосборник ( британская терминология) или путевой поддон ( американская терминология) — это устройство, позволяющее паровозу пополнять запас воды во время движения. Он состоит из длинного желоба, заполненного водой, который находится между рельсами. Когда паровоз проезжает по желобу, водозаборник может быть опущен, и скорость поступательного движения заставляет воду попадать в желоб, подниматься по водозаборной трубе и попадать в баки или тендер локомотива .
Паровозы потребляют значительное количество воды, и тендерные или боковые баки необходимо пополнять через определенные промежутки времени. Традиционно вода в двигателе пополнялась во время остановок на станциях, но если требовалось проехать большие расстояния без остановок, необходимость брать воду была существенным ограничением. The Railway Magazine сообщил о разработке Джона Рэмсботтома :
В 1860 году Лондонская и Северо-Западная компании решили ускорить ирландский почтовый [экспресс], и мистеру Рэмсботтому, тогдашнему главному инженеру-механику, было поручено совершить рейс между Честером и Холихедом, 84+3 ⁄ 4 мили [136,4 км] за 2 часа 5 минут... Было ясно, что если бы можно было избежать обычной остановки на дороге для набора воды, то была бы достигнута важная цель; но не было тендеров достаточной вместимости, чтобы вместить количество воды, необходимое для того, чтобы двигатель мог работать без остановки. В обычном режиме потреблялось от 1800 до 1900 галлонов [от 8200 до 8600 л], но в суровую и штормовую погоду, часто случавшуюся вдоль открытого побережья Северного Уэльса, потребление нередко возрастало до 2400 галлонов [11 000 л]; в то время как самые большие тендеры вмещали только 2000 галлонов [9100 л]. [1]
Рамсботтом провел несколько экспериментов и показал, что поступательное движение черпака в корыте с водой заставит воду подниматься по присоединенной трубе в бак. Он рассчитал квазистатический напор, создаваемый поступательным движением:
…при скорости 15 миль в час [24 км/ч] вода поднимается на 7+1 ⁄ 2 фута [2,3 м], именно такой результат был достигнут на практике с помощью аппарата; с этой скоростью вода поднималась до верхней части подающей трубы ( 7+1 ⁄ 2 фута [2,3 м]) и поддерживалась там без попадания в тендер, пока черпак был в действии. Опять же, теоретически максимальное количество воды, которое труба могла поднять, составляло 1148 галлонов [5220 л] — 5 тонн — и это было достигнуто, когда двигатель двигался со скоростью около 80 миль в час [130 км/ч]. Результатом экспериментов, проведенных на разных скоростях, было то, что при 22 милях в час [35 км/ч] подача составляла 1060 галлонов [4800 л]; 33 — 1080; 41 — 1150; и 50 — 1070 [53 — 4900; 66 — 5200; и 80 — 4900]; показывая, что количество подаваемой жидкости меняется очень мало при скорости свыше 22 миль в час [35 км/ч], что объясняется более коротким временем прохождения черпака через воду. [1]
Рельс немного приподнят на небольшом расстоянии с каждого конца желоба, так что двигатель и ковш, который уже может быть опущен, опускаются в желоб:
Многие думают, что черпак опускается в воду, пока двигатель проходит над желобом, и его нужно немедленно убрать, пока он не подготовит дальний конец; но этот метод не сработает, времени слишком мало. Черпак можно опустить на любое расстояние, прежде чем он достигнет желоба, и он будет двигаться свободно от всего, пока, с помощью очень простого и гениального устройства, он автоматически не погрузится в воду на требуемую глубину 2 дюйма [5 см]. Рельсы с каждой стороны желоба уложены на уровне немного ниже поверхности воды, и когда двигатель опускается до этого уровня, черпак, который отрегулирован таким образом, что нижний край находится на той же высоте, что и рельсы, опускается вместе с ним и погружается в воду. Чтобы не опускать леску на всем протяжении, делается небольшой наклон, поднимающийся на высоту около 6 дюймов [15 см] в точке, расположенной в 16 ярдах [15 м] от начала желоба; Затем леска опускается до уровня, на котором она держится, пока не достигнет дальней оконечности желоба, где снова происходит небольшой подъем, который выносит черпак из воды и отрывает его от конца желоба. [1]
Первая установка была введена в эксплуатацию 23 июня 1860 года в Мочдре, Конви , на линии побережья Северного Уэльса Лондонской и Северо-Западной железной дороги (LNWR) , на полпути между Честером и Холихедом . [2] [3] [4]
Размещение желобов требует достаточно длинной прямой и ровной дорожки (хотя можно было бы разместить кривые очень большого радиуса). Например, LNWR разместила водные желоба в туннелях Standedge , поскольку они были единственным достаточно прямым и ровным участком линии между Хаддерсфилдом и Манчестером . Поблизости должен быть хороший источник воды. В районах с жесткой водой, возможно, считалось необходимым установить установку для смягчения воды. [2]
Ковш был прикреплен к нижней части тендера локомотива (или самого локомотива в случае локомотивов-цистерн) таким образом, что его можно было поднимать или опускать с помощью ручного винта или силового механизма. Черпак подавался в вертикальную трубу, которая выходила в водяной бак. Черпак был намеренно сделан из легкой конструкции, так что если он натыкался на препятствие, он отрывался, не причиняя серьезного ущерба локомотиву или его прицепным вагонам.
Локомотивы-тендеры обычно подбирали воду только в прямом направлении. [2] Локомотивы-цистерны обычно не были оснащены водозаборниками, но некоторые более крупные локомотивы-цистерны, например, на Ланкаширской и Йоркширской железной дороге , были оснащены, и в этих случаях они были оборудованы для подбирания воды в любом направлении. [5]
Ковш необходимо было опускать на скорости в правильном месте — незадолго до начала желоба — и поднимать снова, когда бак был полон, или в конце желоба. Если бы ковш не был поднят вовремя, когда баки были полны, из вентиляционных отверстий выбрасывалось бы большое количество воды, замачивая тендер и подножку. Поэтому пожарный должен был внимательно следить за указателем уровня воды (поплавок в баке, подключенный к внешнему указателю) и быть готовым убрать ковш при необходимости. Для помощи бригадам локомотивов в определении местоположения были предусмотрены линейные указатели; в Великобритании это была большая белая прямоугольная доска с черной горизонтальной зигзагообразной разметкой. На американских железных дорогах для ночного использования использовались световые сигналы с обочины пути, чтобы указывать начало и приближающийся конец поддона пути.
В отчете 1934 года говорилось, что LMS недавно провела испытания и установила дефлектор на расстоянии 1 фута 4 дюйма (41 см) перед черпаком, чтобы собирать воду в центре желоба, тем самым уменьшая утечку из желобов примерно на 400 галлонов (1800 л) (около 20%) за каждое использование. [6]
Вентиляция на тендере должна быть свободной, чтобы обеспечить высокую скорость выпуска вытесняемого воздуха из резервуара.
LNWR быстро установила поилки в других местах, но другие компании не спешили внедрять новый аппарат. Great Western Railway (GWR) делала это с 1895 года, и впоследствии все основные железные дороги Великобритании, за исключением линий к югу от реки Темзы , установили это оборудование.
Набирание воды на скорости приводит к значительному разбрызгиванию позади ковша; это рискует намочить пассажиров в головных вагонах, и в Великобритании было принято, чтобы кондуктор или другой член поездной бригады предупреждали пассажиров в первом вагоне, чтобы они держали окна закрытыми. В одном инциденте на железной дороге LMS в Великобритании два обтекаемых поезда с локомотивами класса Coronation случайно прошли друг мимо друга у водопоя, когда один из поездов набирал воду. Другой поезд получил разбитые окна из-за кусков нежного угля, разбросанных брызгами, и жалобы промокших пассажиров заставили руководство изменить расписание поездов, чтобы гарантировать, что это не повторится. Воган говорит, что Королевскому поезду, перевозившему королевскую семью, не разрешалось проходить мимо другого поезда на участке, где был водопой. [2]
Воган утверждает, что GWR исследовал эффективность изменения скорости поезда и обнаружил, что 45 миль в час (72 км/ч) является оптимальной скоростью; но вода могла быть успешно собрана уже на скорости 15 миль в час (24 км/ч). При этой скорости 944 имп галлона (4290 л) могли быть собраны на 440 ярдах (400 м), но Воган предполагает, что это низкая теоретическая цифра, и что она не учитывает эффект носовой волны, который обеспечивает большую скорость забора. Во время процесса наблюдалось значительное сопротивление поступательному движению двигателя, достаточное, чтобы потребовать особой осторожности от машиниста, чтобы избежать проблем на неподходящих грузовых поездах. [2]
Значительное разбрызгивание воды затрудняло обслуживание пути, а физическое оборудование желоба ограничивало доступ для укладки шпал , усугубляя проблему. В очень холодную погоду вода замерзала, что препятствовало сбору воды, если только не был установлен нагревательный прибор.
Обычно после использования рештакам требовалось некоторое время, чтобы заполниться, поэтому их не мог сразу использовать следующий за ними поезд. Они также были дороги в обслуживании, обычно требовали насосной станции , большого количества сантехники и одного или двух сотрудников для обслуживания. Таким образом, они были оправданы только на железной дороге с большим объемом движения. В Соединенных Штатах их использовали несколько крупных восточных железных дорог, в первую очередь New York Central Railroad и Pennsylvania Railroad .
Их можно было найти на всех основных линиях Британии, за исключением Южной железной дороги . [7] [8] [2] [9] [10] [11] Их убрали, так как использование паровозов сократилось. Когда в 1967 году желоба Эйбера были убраны, единственные оставшиеся желоба были на северо-западе Англии и в Шотландии. [12]
Тепловозы были введены в эксплуатацию в Великобритании компанией British Railways в 1950-х годах и работали вместе с паровой тягой до 1968 года. В то время пассажирские вагоны отапливались паром из котла локомотива, а ранние тепловозы были снабжены вспомогательными котлами для подачи пара. Локомотивы, предназначенные для длительных беспосадочных поездок (например, Class 40 и Class 55 ), были оснащены водозаборниками, чтобы они могли пополнять запас воды парогенератора из желобов. [13] Отказ от паровой тяги и введение подвижного состава с электрическим, а не паровым отоплением устранили необходимость в таком оборудовании на более поздних типах, и у локомотивов, оборудованных ковшами, ковши были удалены.
Карта, показывающая расположение желобов GWR в 1930-х годах, воспроизведена в книге «The Great Western Railway». [14] Обычно они находятся на расстоянии от 40 до 50 миль (от 64 до 80 км), но с некоторыми большими вариациями. Есть несколько примеров расположения желобов очень близко к крупным остановочным пунктам; например, Fox's Wood, около парка St Annes, в двух милях от Bristol Temple Meads ; однако это было установлено, когда поезда в Южный Уэльс ехали через Бат и Филтон , используя эти желоба; после открытия прямого маршрута в Южный Уэльс через Бадминтон многочисленные пассажирские и грузовые поезда продолжали использовать маршрут и требовали желобов. Также указаны длины: они варьируются от 524 до 620 ярдов (от 480 до 570 метров).
Места проведения (в 1936 году):
[15]
Похожие карты 1934 года [16] показывали ложбины на основных маршрутах Восточного, Мидлендского и Западного побережья от Лондона до Шотландии:
Другие британские желоба упоминаются в статьях о железнодорожных станциях Ипсвич и Тиветшолл (Норфолк).
Автор журнала Railway Magazine , слова которого цитировались выше, рассматривал возможность установки почти непрерывных поилок, что позволило бы избежать перевозки больших объемов воды в поезде:
Обсуждался вопрос о том, возможно ли обеспечить непрерывную подачу воды по всем линиям и тем самым устранить необходимость в тендерах. Несколько лет назад один автор в «Engineer» выразил это следующим образом: одной тонны угля хватит для тяжелого товарного поезда на 40 миль [64 км], а для экспресса — почти на 100 миль [160 км]; но для того же расстояния потребуется от 6 до 8 или 9 тонн воды. Если бы тендер был отменен, то уголь и небольшой бак емкостью сорок или пятьдесят галлонов [180 или 230 л] для приема воды, из которого будет поступать вода в котел, пришлось бы перевозить на паровозе. После учета этого к поезду можно было бы добавить 15 или 20 тонн полезной нагрузки, что было бы преимуществом, дополнительным к основной цели — экономии времени. [1]
Железнодорожные компании хорошо знали о стоимости установки и обслуживания этого оборудования, и предоставление тендеров с большой емкостью для воды было альтернативой, используемой в некоторых случаях. Лондонская и Юго-Западная железная дорога в Англии использовали большие 8-колесные тендеры, прозванные «водяными тележками».
{{cite magazine}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )