.jpg/1280px-Allis_blowing_engine_(New_Catechism_of_the_Steam_Engine,_1904).jpg)
Воздуходувка — это большой стационарный паровой двигатель или двигатель внутреннего сгорания, напрямую соединенный с цилиндрами для нагнетания воздуха . Они подают очень большое количество воздуха под давлением ниже, чем воздушный компрессор , но выше, чем центробежный вентилятор .
Воздуходувные двигатели в основном используются для подачи воздуха в печи, доменные печи и другие виды металлургических установок .
Самыми первыми воздуходувными машинами были воздуходувки : мехи , приводимые в движение водяными колесами .
Плавильные печи наиболее экономично размещать вблизи источника руды , который может не иметь поблизости подходящей гидроэнергии. Существует также риск засухи, которая может прервать водоснабжение, или увеличения спроса на печь, превосходящего имеющуюся емкость воды.
Эти ограничения привели к самой ранней форме парового двигателя, используемого для выработки электроэнергии, а не для перекачивания, — двигателю с возвратом воды . В этом двигателе паровой насос использовался для подъема воды, которая, в свою очередь, приводила в движение водяное колесо и, таким образом, оборудование. Затем вода из колеса возвращалась насосом. Эти ранние паровые двигатели подходили только для перекачивания воды и не могли быть подключены напрямую к оборудованию.
Первые практические образцы этих двигателей были установлены в 1742 году в Коулбрукдейле [1] и в качестве усовершенствований на металлургическом заводе Кэррон на реке Клайд в 1765 году [2].
Ранние паровые первичные двигатели представляли собой двигатели балки , сначала невращательного (т. е. совершавшие только возвратно-поступательное движение), а позднее вращательного типа (т. е. приводившие в движение маховик ). Оба они использовались в качестве воздуходувных двигателей, обычно путем соединения воздушного цилиндра с дальним концом балки от парового цилиндра. Джошуа Филд описывает поездку 1821 года в Foster, Rastrick & Co. в Стаурбридже [3] , где он наблюдал восемь больших двигателей балки, один из которых имел мощность 30 л. с. и работал с воздуходувным цилиндром диаметром 5 футов и ходом поршня 6 футов.
Там, где более поздние двигатели с балками приводили в движение маховики, это было полезно для обеспечения более равномерного действия двигателя. Воздушный цилиндр по-прежнему приводился в движение только балкой, а маховик использовался исключительно как маховик, не приводя в движение выходной вал. Известным сохранившимся примером этого типа являются парные двигатели с балками «David & Sampson» , которые сейчас хранятся в музее под открытым небом Blists Hill , Ironbridge Gorge . [4] [5] Это пара одноцилиндровых конденсирующих двигателей с балками, каждый из которых приводит в движение воздушный цилиндр с помощью своей собственной балки, но совместно использует один маховик. Они примечательны своими декоративными дорическими арками. [6] Двигатели имели долгий срок службы: 50 лет основной службы с 1851 года, обеспечивая дутье для печей Priors Lee компании Lilleshall , [7] [8] затем еще 50 лет до закрытия завода в качестве резервных двигателей, которые все еще время от времени работают. [9]
Большой вертикальный воздуходувный двигатель, изображенный вверху, был построен в 1890-х годах компанией EP Allis Co. из Милуоки (позже ставшей частью Allis-Chalmers ). Диаметр парового цилиндра (нижнего) составляет 42 дюйма (1,1 м), воздушного цилиндра (верхнего) — 84 дюйма (2,1 м), и оба имеют ход поршня 60 дюймов (1,5 м).
Паровой цилиндр имеет клапанный механизм Рейнольдса-Корлисса , приводимый в действие вспомогательным валом с коническим приводом, расположенным под прямым углом к коленчатому валу. [10] Это также означает, что пластина запястья Корлисса 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 Корлисса с улучшенным расцепляющим механизмом, способным работать на более высоких скоростях. [11] Воздушные клапаны также приводятся в действие эксцентриками от того же вала.
Как и в двигателях с балкой, основная сила поршня передается на воздушный цилиндр чисто возвратно-поступательным движением, а маховики существуют для сглаживания действия двигателя. Чтобы обеспечить регулировку, шток парового поршня доходит только до крейцкопфа . Выше этого находятся сдвоенные стержни к воздушному поршню. Вал маховика установлен под паровым поршнем, парные шатуны движутся вниз и назад, чтобы сделать этот двигатель возвратным шатуном .
В конце 1800-х годов были разработаны двигатели внутреннего сгорания для сжигания газов, получаемых из доменных печей, что устраняло необходимость в топливе для паровых котлов и повышало эффективность. Bethlehem Steel была одной из таких компаний, которая использовала эту технологию. [12] Огромные, обычно одноцилиндровые горизонтальные двигатели сжигали доменный газ . Известными производителями таких двигателей были SA John Cockerill из Бельгии и Körting из Ганновера .
Предпринимаются некоторые 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]
После Второй мировой войны , когда доменные печи переоборудовались , предпочтительным источником энергии был либо дизельный двигатель , либо электродвигатель . Оба они имели вращающийся выход, который хорошо работал с современными разработками в области центробежных вентиляторов, способных обрабатывать огромные объемы воздуха. Хотя поршневой паровой воздуходувный двигатель продолжал использоваться там, где он уже использовался, после войны его редко устанавливали. Эти старые заводы начали закрываться в 1950-х годах, и их количество резко сократилось по всему Западу в 1970-х годах. Воздуходувные двигатели этой формы сейчас редки.
Примеры как двигателя с лучевым продувом [4] [5] , так и вертикального двигателя [5] можно увидеть в музее под открытым небом Blists Hill , Ironbridge Gorge . Лучевые двигатели «David & Sampson» являются запланированными памятниками . [4]
Воздуходувная машина 1817 года производства Boulton & Watt , ранее использовавшаяся на металлургическом заводе Netherton компании MW Grazebrook, теперь украшает Dartmouth Circus, островок безопасности в начале автомагистрали A38(M) в Бирмингеме (см. изображение выше, местоположение: 52°29′33″N 1°53′17″W / 52.492537°N 1.888189°W / 52.492537; -1.888189 ).
Третий двигатель очень красивый, 6-колонный двигатель [балочный двигатель с горизонтальной рамой, поднятой на колоннах] мощностью 30 л. с., работающий с выдувным цилиндром длиной 5 футов и ходом поршня 6 футов"
{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )