Garo lokomotyvo katilas

2026 m. birželio 3 d. Edited Kraunasi... 3107 view(s) 5 min read

Garo mašinos istorija

Pirmosios garo mašinos buvo stacionarios ir veikė žemu slėgiu. Jamesas Wattas patobulino Newcomeno konstrukciją, įdiegdamas atskirą kondensatorių, ir sukūrė galingesnius bei efektyvesnius sprendimus, pavyzdžiui, nešiojamąsias garo mašinas. Tobulėjant katilų konstrukcijai, ypač pradėjus naudoti mobilųjį katilą, jis eksperimentavo su aukštesnio slėgio garu, galinčiu tiesiogiai varyti stūmoklį. Taip buvo atvertas kelias kompaktiškesnėms mašinoms, galėjusioms užtikrinti lokomotyvų trauką. Pats Wattas 1794 m. gavo garo lokomotyvo patentą.

Dar prieš pradedant naudoti garo jėgą buvo žinoma, kad arkliai ant tvirtų medinių bėgių gali traukti sunkesnius krovinius nei nelygiais keliais. Kai kuriose vietose tokie bėgiai jau buvo naudojami, ypač kasybos rajonuose, o arklius netrukus pakeitė naujos garo mašinos. Geležinkeliai, iš pradžių kurti žaliavų ir gatavos produkcijos gabenimui palengvinti, netikėtai tapo populiarūs ir kaip keleivinio transporto priemonė. Jungtinėje Karalystėje XIX a. pirmoje pusėje geležinkelio lokomotyvai sparčiai vystėsi: 1830-aisiais buvo mažiau nei 100 mylių geležinkelio linijų, o 1860 m. jų jau buvo daugiau kaip 10 000.

Tuo pačiu laikotarpiu buvo pagaminta daug garu varomų kelių transporto priemonių, tokių kaip kelių volai, lokomobiliai ir net garlaiviai. Vis dėlto šios kitos garu varomos kelių transporto priemonės niekada neprilygo garo lokomotyvo populiarumui.

Kaip veikia lokomotyvo katilas?

Pagrindinė lokomotyvų katilų konstrukcija iš esmės nekito per visą garo mašinų epochą, tačiau projektiniai pakeitimai ir papildomi elementai didino jų efektyvumą ir saugą. Lokomotyvų katilai yra dūmavamzdžiai katilai.

Karštos degimo dujos

Tai reiškia, kad ugnis sukuria karštas degimo dujas, kurios teka per horizontalių katilo dūmavamzdžių sistemą (todėl cilindrinis korpusas vadinamas horizontalios ašies) ir perduoda šilumą aplink esančiam vandeniui katilo apvalkale. Lokomotyvo katile susidaro garas, kuris kyla į viršų, kur reguliavimo vožtuvas kontroliuoja jo srautą į cilindrus.

Išmetamasis garas

Atlikęs darbą stūmokliuose, likęs išmetamasis garas patenka į dūmų dėžę, o tada – per išmetimo vamzdį. Išmetimo vamzdis garą išleidžia į išorę. Taip sukuriamas dalinis vakuumas, kuris traukia orą per pakurą ir palaiko degimą.

Iš pradžių garo lokomotyvo katilas buvo kūrenamas kietuoju kuru, daugiausia anglimi, kuri rankiniu būdu kastuvu buvo kraunama į pakurą arba dūmų dėžę. Vėliau buvo įdiegtos automatinio kuro padavimo sistemos. Vandens tiekimą į lokomotyvo katilą užtikrina purkštukai, veikiantys išmetamojo garo įleidimo principu. Garo srovė nukreipiama į vandenį ir sukuria pakankamą jėgą, kad garas per vienkryptį reguliavimo vožtuvą patektų į lokomotyvo katilą.

Pakuros arba dūmų dėžės grindų paviršiui galite naudoti mūsų karščiui atsparų išlyginamąjį mišinį.

Katilo vamzdžiai

Pirmosios garo mašinos veikė gamindamos sotųjį garą, kuris kaupėsi lokomotyvo katilo viršutinėje dalyje ir per pagrindinį garo vamzdyną buvo tiesiogiai tiekiamas į cilindrus.

Vėliau konstrukcija buvo pakeista taip, kad šis sotusis garas būtų dar kartą kaitinamas, pašalinant vandenį ir padidinant jo temperatūrą. Šis procesas vadinamas perkaitinimu.

Garo mašina su perkaitintu garu

Perkaitintuvai buvo pradėti naudoti XX a. pradžioje ir tapo esminiu garo mašinos pokyčiu. Perkaitintuvą sudaro perkaitintuvo kolektorius, garo kupolas, perkaitintuvo elementų vamzdžiai ir keli kiti dūmavamzdžiai.

Perkaitintuvo kolektorius priima garą, pagamintą pagrindiniame garo vamzdyne, o papildomi vamzdžiai nukreipia garą per perkaitintuvo elementų vamzdžius tolesniam kaitinimui, taip padidindami susidarančio perkaitinto garo galią. Tada perkaitintas garas grįžta į garo vamzdyną.

Paskutiniai garo traukiniai iš reguliaraus eksploatavimo buvo išimti 1967 m., kai juos pakeitė dyzelinė trauka, tačiau garas tikrai neišnyko. Tūkstančiai entuziastų, daugelis jų savanoriai, ir toliau remia, restauruoja bei eksploatuoja istorinius garo geležinkelius visoje šalyje. 2008 m. garo lokomotyvas „Tornado“, nuo nulio pastatytas padedant A1 Steam Locomotive Trust, baigė bandymus ir gavo leidimą važiuoti Network Rail tinkle. Nors jis buvo paremtas XX a. 6-ojo dešimtmečio projektu, lokomotyvo katilas turėjo atitikti šiuolaikinius saugos reikalavimus, numatytus ES slėginės įrangos direktyvoje. Nė vienas Jungtinės Karalystės gamintojas nebuvo pripažintas tinkamu, todėl katilas buvo pagamintas Meiningen Steam Locomotive Works dirbtuvėse Vokietijoje, kurios tapo garo lokomotyvų restauravimo centru ir kasmet rugsėjį vykstančio garo mašinoms skirto festivalio vieta.

Lokomotyvo katilo privalumai

Vienas iš lokomotyvo katilo privalumų yra ekonomiškumas ir labai greita garo gamyba.

Lokomotyvo katilo trūkumai

Vienas pagrindinių lokomotyvo katilo trūkumų – būtinybė palaikyti saugų darbinį garo slėgį, kontroliuojamą manometru, kartu vengiant per didelio slėgio katile, dėl kurio atsidarytų apsauginis vožtuvas.

Kai lokomotyvo katilas veikia dideliu galingumu, sudegusio kietojo kuro dalelės gali būti išmetamos per išmetimo vamzdį ir kaminą. Dėl to kyla gaisrų palei geležinkelio liniją rizika.

Kitas lokomotyvo katilo trūkumas, ypač vietovėse, kur vanduo kietas, yra korozijos ir kalkių nuosėdų susidarymo problema.

Ugniai atsparios medžiagos, naudojamos garo lokomotyvo katile

Ugniai atsparios medžiagos atlieka svarbų vaidmenį statant ir prižiūrint garo lokomotyvo katilą. Toliau pateikiamos kelios ugniai atsparios medžiagos, kurių jums gali prireikti.

Ugniai atsparus pakuros skliautas

Ugniai atsparių plytų skliautas yra virš ugnies ir skirtas neleisti sudegusio kuro dalelėms tiesiogiai patekti į dūmavamzdžius. Šį skliautą galima sumūryti iš ugniai atsparių plytų ir ugniai atsparaus skiedinio arba suformuoti vietoje iš ugniai atsparaus betono. Kartais skliautas išliejamas sekcijomis iš ugniai atsparaus betono, o vėliau surenkamas naudojant ugniai atsparų skiedinį.