ПАРОВОЙ КОТЕЛ ПАРОВОЗА УСТРОЙСТВО ПАРОВОЗНОГО КОТЛА

Паровой котел служит для приготовления пара, необходимого для работы паровой машины, приводящей в движение паровоз.

Паровозные котлы, независимо от ширины колеи, имеют форму, изображенную на фиг. 17; различие может быть в конструкции топки и в величине самого котла.

Котлы состоят из трех главных частей: топки 1, служащей для сжигания топлива; цилиндрической части 2, в которой размещены

дымогарные и жаровые трубы; дымовой коробки 5, в которой со­бираются газы из дымогарных и жаровых труб и отводятся через дымовую трубу в атмосферу. В дымовой коробке размещаются конус, коллектор пароперегревателя, парорабочие трубы, сифон, искродержательные сетки и т. д.

Части котла, изготовленные из специального листового котель­ного железа, соединяются заклепочными швами, а в последнее время — электросваркой. Огневую коробку изготовляют из спе­

циальной топочной стали. Толщина листов различна и зависит от диаметра котла и давления в нем пара.

Топка паровозного котла состоит из двух основных частей: ко­жуха и огневой коробки, ограниченной в нижней части колоснико­вой решеткой.

Пространство между стенками огневой коробки и кожухом топ­ки, закрытое снизу топочной рамой, заполняют до определенного уровня водой.

На работу котла влияют размеры и форма топки, которые за­висят от типа рамы паровоза, рас­положения колесных пар и их диаметра, а также от применяемо­го топлива. Топки по расположе­нию относительно осей и рамы паровоза бывают трех видов;

1) узкая, установленная между рамными листами, например на паровозах серий О, Р, Н и Щ;

2) уширенная, установленная над рамой между колесами, например на паровозе нормальной колеи серии К; 3) широкая, установлен-ния над рамой и колесами на всех паровозах новой постройки.

В зависимости от формы ко­жуха и огневой коробки топки разделяются на следующие виды:

1. С полукруглым потолком кожуха и с плоским потолком огневой коробки (фиг. 18). Такие топки установлены на паровозах серий О, Н, ГР, ОП-2 и типа 159.

На паровозах серий О и Н топки сужены в нижней части и размещены между боковыми листами рамы паровоза. На парово­зах серий ГР, ОП и 159 топки расположены сверху рамы паровоза.

2. С плоскими потолками кожуха и огневой коробки. Такие топ­ки установлены на паровозах -серий Щ, Э всех индексов и типа 157 (фиг. 19) и до 1930 г. имели широкое распространение. К недостат­кам этих топок относится сложность штамповки смычного листа. К положительным качествам относится увеличенный объем парово­го пространства над огневой коробкой.

3. Радиальные (фиг. 20), отличающиеся от описанных выше тем, что при полукруглом потолке кожуха потолок огневой коробки не плоский, а очерчен по дуге окружности, в связи с чем потолочные связи располагаются радиально, поперечные тяжи (связи) отсутст­вуют. Такие топки установлены на паровозах серий СО, 9П, ПТ-4 и К^ч-4. Радиальная топка, как правило, располагается сверху рамы паровоза и часто имеет низ шире верха, хотя имеются паровозы с Радиальными потолками и с вертикальными боковыми стенками (паровозы серий СО, 9П).

Огневая коробка. Огневую коробку делают из трех отдельны листов, образующих ее стенки. Листы соединяют однородным за клепочным швом, а в последнее время — при помощи сварки.

Передний лист огневой коробки с отверстиями для установю жаровых и дымогарных труб называют задней или огневой решеткой Лист, образующий потолок и боковые стенки, называют шинельным

листом, который у большинства промышленных паровозов широкой и узкой колеи делают цельным. Задний лист, имеющий шуровочное отверстие для заброски топлива, называют задней сиенкой огневой коробки.

Для соединения листов у задней решетки и задней стенки делают изгибы, которые располагают в сторону огня, чтобы облегчить чеканку шва и лучше сохранить его плотность. Однорядный закле­почный шов придает большую мягкость углам и делает шов более теплопроводным, что предохраняет от обгорания кромки шва и го­ловки заклепок.

Загибы задней стенки сварной огневой коробки и огневой решет­ки соединяют с шинельным листом впритык.

Толщина листов медных огневых коробок применялась от 15 до 16 мм, а в трубчатой части задней решетки — от 23 до 26 мм, так как эта часть ослаблена отверстиями для дымогарных труб. Толщина стенок стальных огневых коробок от 10 до 16 мм, а задней решетки 13—16 мм. Увеличение толщины листов огневой коробки выше приведенных размеров не увеличивает ее прочности, а, наобо­рот, уменьшает, так как в более толстых листах увеличивается перепад температур, что вызывает большие тепловые деформации и напряжения внутри листов.

На многих паровозах, особенно вновь построенных, стенки огневой коробки делаются наклонными, за исключением трубчатой

части задней решетки. Наклон задней стенки топки, а на неко­торых паровозах и лобового листа кожуха от Чъ до ‘/в необходим для удобного размещения арматуры на лобовом листе и меньшего загромождения будки машиниста, а также для перемещения вперед центра тяжести котла, а тем самым и для паровоза, и соответствую­щего распределения нагрузки на оси. Кроме того, наклон задней стенки топки улучшает отделение пузырьков пара, облегчает свобод­ный выход этих пузырьков вверх, в паровое пространство и создает лучшее омывание горячими газами задней стенки топки. Форма и наклон боковых стенок получается в зависимости от ширины колос­никовой решетки и расположенных труб.

В старых паровозах наклон потолка огневой коробки достигал от 0,012 до 0,018 в сторону задней стенки; в новых паровозах на­клон увеличен до 0,025. Этот наклон делается для сохранения слоя воды над потолком при движении на уклоне и при низком уровне воды в котле.

Кожух топки. Кожухом топки называют часть котла, окружаю­щую огневую коробку. Устройство кожуха топки мало отличается от устройства огневой коробки. Кожух состоит из листов: лобового (фиг. 21), двух боковых, потолочного и ухватного. Верхние загибы

боковых и лобового листов подходят под потолочный и соединяются Двухрядным шахматным заклепочным швом, наиболее прочным и плотным. В последнее время швы кожуха топки сваривают встык.

Кожух топки выполняется из топочной стали Ст. ЗТ. Толщина боковых листов кожуха топки 10—16 мм.

Кожух топки соединяют с цилиндрической частью котла спе­циальным листом, называемым ухватным, толщиной от 10 до 16 мм. Ухватный лист штампуется из цельного листа, но на топках, имею­щих кожух большего размера, чем цилиндрическая часть котла, он

состоит из двух отдельных листов: нижнего, называемого ухватным, и верхнего — смычного. Листы, предназначенные для штамповки, берутся несколько толще боковых листов, предназначенных дли компенсации вытяжек и утончений, получаемых при штамповке.

Сварка при изготовлении и ремонте котлов. Усовершенствова­ние и развитие электродуговой сварки металлов позволило начать применять ее с 1930 г. для приварки опорных втулок подвижных связей в котлах паровозов Э^у , С^у .

В 1932 г. на Коломенском машиностроительном заводе был по­строен первый в мире цельносварной паровозный котел узкоколей­ного паровоза типа 159, в котором все соединения в котле были вы­полнены с помощью электродуговой сварки.

Хорошая работа цельносварного котла паровоза типа 159 в эксплуатации на путях торфоразработок Шатурской электростанции подтвердила возможность распространения этого способа соедине­ния котельных деталей на крупные котлы, в связи с чем, начиная с 1933 г., огневые коробки паровозов Э^м , О , ФД, ИС переведены полностью на сварку.

С 1938 г. начался массовый выпуск паровозов ФД и 9П с цельно­сварными котлами. После войны 1941—1945 гг. на заводах нашей страны котлы вновь строящихся паровозов изготовлялись цельно­сварными.

Газовая и электрическая сварка широко применяются также и при ремонте паровозных котлов, причем из газовых способов сварки нашла применение при ремонте Паровозов в депо только ацетилено­кислородная сварка.

Электросварка разделяется на ⁴ дуговую и контактную. При электродуговой сварке детали можно предварительно подогревать или сваривать без подогрева. Подогревом устраняются усадочные напряжения в деталях.

Для дуговой сварки применяются электрические сварочные ма­шины постоянного и переменного тока. Сварочные машины долж­ны выдерживать длительный режим и давать постоянство силы тока и устойчивую дугу. Сварку стальных ответственных деталей можно производить только качественными электродами с толстой обмазкой.

Обмазка электродов применяется для защиты слоя наплавленно­го металла от окисления воздухом и устойчивости электрической дуги.

При сварке листов встык, а также при заварке трещин в листах свариваемые поверхности должны иметь скос, выполняемый пнев­матическим молотком, при угле 80—95°, и зазор между листами в несрубленной части 3—4 мм. Поверхность каждого листа, подлежа­щая заварке, тщательно зачищается. В тех случаях, когда это воз­можно по условиям работы, применяется сварка двусторонним швом.

Прочность сварных швов проверяется гидравлическим испыта­нием под давлением, затем обстукиванием шва 1 —1,5 кг молотком с обеих сторон.

Скрепление огневой коробки. Плоские стенки и потолок топки под давлением пара испытывают большое усилие, которое изменяет форму топочных листов. Для сохранения правильной формы стенки огневой коробки и кожух топки скрепляются между собой топочной или обвязочной рамой, креплением у шуровочного отверстия, боко­выми и потолочными связями. Кроме того, задняя решетка скреп­ляется с передней решеткой дымогарными и жаровыми трубами. Топочная рама соединяет листы огневой коробки и кожуха топки в нижней части. Листы топки скрепляются с топочной рамой заклеп-

ками, которые ставят в один или в два ряда в шахматном порядке. Последнее время и здесь стали применять электросварку.

Крепление шуровочного отверстия у паровозов разных, типов раз­личное (фиг. 22). Связями скрепляют заднюю стенку огневой короб­ки с лобевым листом кожуха топки, боковые стенки между собой и подрешеточную часть огневой решетки с ухватным листом кожуха топки. Связи разделяются на вварные и нарезные, материалом для которых служит прутковая мартеновская сталь Ст. 1, Ст. 2 и Ст. 3 ло ГОСТ 536-53.

Нарезная связь это — стержень цилиндрической формы с утол­щенными резьбовыми концами. Для облегчения установки диам'етр нарезки на конце связи, укрепляемом в стенке огневой коробки, делается на 0,5 мм меньше, чем на конце, укрепленном в стенке кожуха топки. Соответственно диаметрам концов связи нарезают отверстия в стенках огневой коробки и кожуха топки.

Среднюю часть связи (диаметром от 19 до 22 мм)_у называемую шейкой, делают гладкой, так как наличие резьбы способствует скоплению накипи. Для предупреждения обрыва связи переход от нарезанной части к гладкой делается плавным. Для наблюдения за

состоянием связи с обоих концов по оси сверлят контрольные от­верстия диаметром 5—8 мм, глубиной 35—40 мм или на 5—10 мм глубже резьбы. При обрыве связи через контрольное отверстие вы­ходят под давлением пар и вода, которые и служат предупрежде­нием паровозной бригаде.

Отверстия в кожухе и топке нарезаются специальным длинным метчиком. Постановка связей производится со стороны кожуха специальным ключом. Связь, установленная на место, обязательно расклепывается со стороны огня, а иногда и с обеих сторон. Теперь на всех паровозах как система ввариваются топочные связи (фиг. 23), имеющие форму гладкого цилиндрического стержня.

Первый опыт по вварке связей производился в 1931 г. на Муром­ском заводе.

Связь, ставящаяся при помощи сварки, представляет собой круг­лый стальной стержень с контрольными отверстиями, свободно

вставляемый в отверстие листа и привариваемый снаружи к кожуху и со стороны огня к топочному листу. Станочной обработки связи почти не производится.

На современных паровозах топки больших размеров под влия­нием высокой температуры подвержены деформации. Распорные связи, особенно в верхних рядах, испытывают наибольшее изгибаю­щее усилие; поэтому, во избежание разрыва, в этих местах’ставятся подвижные связи. У подвижных связей один конец (со стороны кожуха) шарнирный, другой конец (заделываемый в лист огневой коробки) жесткий.

Подвижные связи применяются следующих конструкций: без втулок; с наружными втулками различной конструкции; с втулками, утопленными в лист кожуха. Втулки устанавливают на резьбе или приваривают электросваркой (фиг. 24).

Более совершенная, получившая распространение на отечест­венных паровозах, — подвижная связь с приварной зтулкой. Втулку и колпачок этой связи изготовляют из стали Ст. 3. Втулка, расто­ченная по шару, закрывается колпачком.

Уплотнение колпачка достигается прокладной шайбой из крас­ной меди, толщиной 1 мм. При отсутствии прокладных шайб уплот­нение достигается притиркой.

Подвижные связи, поставленные с втулками, не имеют контроль­ного отверстия со стороны шаровой головки. Контроль производят периодически осмотрами связи. В этих случаях отвертывают колпа­чок и обстукивают сферическую головку, по звуку которой и опре­деляют ее состояние.

Стоимость изготовления подвижных связей значительно выше обычных жестких связей. Поэтому подвижные связи применяются только там, где имеют место частые обрывы обычных жестких ?связей.

Заднюю решетку, служащую для'установ­ки дымогарных и жаро­вых труб, скрепляют с кожухом связями толь­ко в нижней части, так как верхняя часть вполне надежно удер­живается дымогарными и жаровыми трубами.

Ниже труб заднюю ре­шетку соединяют с ци­линдрической частью котла особыми, так на­зываемыми лапчатыми связями (фиг. 25). Лап­чатая связь состоит из лапы, приклепанной или приваренной к ба­рабану и ввинченной в нее и в решетку короткой связи. Короткую связь со стороны огневой коробки в по­следнее время приваривают. Количество лапчатых связей зависит от размеров топки и устанавливается от 7 до 13: на паровозах типа 9П, 137, 154, 155 — по 10 шт., типа Т48, 234, ГР, 157 — по 9 шт., типа 63 — 8 шт., типа 159 — 7 шт. и т. д. Материалом для связи служит сталь Ст. 1, для лапы — Ст. 3, для заклепок — сталь Ст. 2.

Диаметр лапчатых связей берут обычно большим, чем диаметр нсех остальных распорных связей, а именно: 21—25 мм. В связи, со стороны огневой коробки, делается глубокое контрольное отвер­стие диаметром 6,5 мм с таким расчетом, чтобы связь с отверстием заходила в лапу не менее чем на 5 мм.

Для скрепления кожуха с потолком топки служат потолочные связи толщиной 22—25 мм, ранее называвшиеся анкерными болтами. Потолочные связи, так же как и боковые связи, изготовляются и:* стали Ст. 1, Ст. 2 и Ст. 3 по ГОСТ 536-53; ставятся на место ввер­тыванием или вваркой со стороны огневой коробки или со стороны Кожуха топки. Потолочные связи имеют контрольные отверстия с обоих концов, причем глубина верхнего отверстия больше нижнего.

При заправке паровоза, под действием высокой температуры га­зов и пламени передний угол топки, расширяясь, поднимается вв^рх.

а кожух топки остается на месте (фиг. 26) Поэтому передний угол, будучи укре­плен жесткими связями, имел бы трещины в листах потолка в верхнем загибе ре­шетки. Чтобы избежать этого, кроме не­подвижных потолочных связей, для укрепления потолка огневой коробки с кожухом топки применяются подвижные потолочные связи, устанавливаемые в не­сколько поперечных рядов на переднем углу топки.

Из подвижных потолочных. систем крепления наибольшее распространение на наших паровозах до 1932 г. имели: подвесная, фонарная, скобовая и шар-

лирная (фиг. 27). Шарниры первых двух систем, покрываясь на­кипью, затрудняют игру и работают как обычные жесткие связи. Болты этих систем с 1932 г. на паровозы не устанавливают.

Подвижные связи со сферической головкой более целесообразны для укрепления взаимно пе­ремещающихся стенок и поэтому применяются на паровозах широкой и узкой колеи последних вы­пусков (фиг. 28).

На узкоколейных паровозах серии ВП-2 по­толок огневой коробки выполнен волнистым, тол­щиной 22 м (фиг. 29); поэтому потолочные свя­зи в этом паровозе не ставятся.

Боковые стенки кожуха топки с плоскими по­толками кожуха и огневой коробки выше топоч­ных связей; для предупреждения распирания от давления пара эти стенки укрепляются попереч­ными тяжами, пропускаемыми через стенки кожу­ха топки (фиг. 30).

Таких поперечных тяжей обычно два ряда, а в некоторых ра­диальных топках один. Лобовой лист укрепляется продольными тя­жами, контрфорсами и скрепляется с потолком кожуха стальными

косынками, прикрепленными к листу цилиндрической части. Прежде концы поперечных тяжей ввертывались в лист кожуха. В паро­возах последних выпусков тяжи привариваются. Для обеспечения достаточной прочности и жесткости поперечные тяжи делаются из

стали Ст. 2 диаметром 30—35 мм. С обоих концов тяжей имеются контрольные отверстия диаметром 6 мм, глубиной 80 мм.

Углы кожуха с плоским потолком, кроме поперечных тяжей, скрепляют двумя наклонными связями (фиг. 30, д).

Диаметр средней части наклонной связи 35—40 мм. Верхним и нижним концом наклонная связь ввертывается в фасонные наклад­ки, приклепанные или приваренные снаружи кожуха.

Цилиндрическая часть котла. Цилиндрическая часть котла со­стоит из 2—4 отдельных барабанов в зависимости от мощности паровоза. Барабаны склепываются или свариваются (фиг. 31),

Количество барабанов для уменьшения соединений берется минимальным; в последнее время котлы промышленных паровозов изготовляются из одного барабана длиной от 1593 до 3258 мм.

Барабаны изготовляются из листовой стали Ст. ЗК толщиной» в зависимости от давления пара и диаметра барабана, 9—18 мм и больше.

Соединение продольных кромок барабана производится двумя или тремя рядами заклепок, причем внутренняя накладка делает­ся шире наружной. Продольные швы располагаются так, чтобы они находились в паровом пространстве, что предохраняет их от разъедания. Кроме того, продольные швы соседних барабанов сделаны вразбивку, что упрощает клепку узлов. Барабаны цилинд­рической части котла соединены между собой поперечным швом,

внахлестку, двумя рядами заклепок. В настоящее время котлы па­ровозов изготовляют цельносварными.

Передняя решетка барабана представляет собой плоскую стенку с отверстиями для установки жаровых и дымогарных труб. Скреп­ление ее с пе/редним барабаном производится заклепочным швом или приваркой. Решетка (фиг. 32, а, б) имеет отогнутый борт, на­ружный диаметр которого равен внутреннему диаметру барабана.

Такйе способы укрепления решетки применены на старых паро­возах широкой и узкой колеи. На всех новых паровозах передняя решетка приваривается к внутренней части барабана. В этом случае решетка делается из стального листа толщиной от 13 до 25 мм, диаметром на 4—5 мм м’еньше внутреннего барабана (фиг. 32, в, г, д).

Переднюю решетку крепят дымогарными и жаровыми трубами, а выше труб решетку укрепляют контрфорсами различных конст­рукций (фиг. 33, а, б) — продольными или наклонными тяжами.

Паровой колпак. Для отбора наиболее сухого пара, поступающе­го в цилиндры паровой машины, на цилиндрической части котла устанавливают паровой колпак. На всех отечественных паровозах паровой колпак устанавливают на цилиндрической части переднего барабана, так как здесь пар при меньшей интенсивности парообразо­вания получается менее влажный. Кроме того, при таком расположе-

нии колпака уменьшается длина парорабочих труб. Размеры паровых колпаков делаются по возможности большими. По мере увеличения размеров котла и повышения его над головкой рельса высота колпаков уменьшается. С уменьшением высоты колпаков диаметр их увели-

чивается, но увеличение диаметра ограничивается диаметром бара­бана цилиндрической части котла.

Паровые колпаки делаются разъемными в средней своей части (фиг. 34), клепанными (фиг. 35), сварными (.фиг. 36), с крышкой в верхней части или цельноштампованными.

Колпаки закрепляются на котле двумя рядами заклепок или привариваются; при этом для создания большей жесткости некото­рые колпаки дополнительно укрепляются к цилиндрической части

котла 6—8 косынками, однако исследования показали, что такое крепление нерационально.

В паровом колпаке располагают регуляторную головку. В цилин­дрической части котла для установки колпака вырезается круглое

отверстие диаметром от 500 до 800 мм. Для усиления места выреза отверстия с внутренней стороны котла приклепывается или привари­вается стальное кольцо толщиной 15—25 мм.

Крышка колпака прити­рается и прижимается к седлу шпильками. В неко­торых случаях применяют­ся прокладные кольца из красной меди.

Колпак и косынки из­готовляются из стали Ст. 2, а седло крышки и нажимной кольцо—из ста­ли Ст. 3,

Дымогарные и жаро­вые трубы. Для лучшего использования тепла и от­вода продуктов сгорания из топки паровоза в дымо­вую коробку и далее в ат­мосферу паровозный ко­тел снабжен дымогарными и жаровыми трубами (фиг. 37, 38), которые проходят через всю

цилиндрическую часть котла и укрепляются концами в задней и пе­редней решетках паровоза.

Жаровые трубы имеют диаметр больший, чем дымогарные. Они служат одновременно для помещения в них элементов паропере­гревателя.

Дымогарные и жаровые цельнотянутые трубы изготовляются из мягкой мартеновской стали 10 по ГОСТ 3099-46.

Стандартные формы и размеры дымогарных и жаровых труб па­ровозов широкой колеи приведены в табл. 6 и 7.

Размещение отверстий для труб в задней и передней решетках должно осуществляться таким образом, чтобы избежать значитель­ного ослабления решеток, сохранить свободный проход пара между трубами и в то же время эффективно использовать площадь решеток.

На современных паровозах дымогарные трубы располагаются по углам ромба, а жаровые — по углам квадрата (Э, СО, .157, 159, ПТ-4) или по углам ромба (ГР, ОП-2) (фиг. 39).

Отверстия для дымогарных труб в новой огневой решетке дела­ются меньше наружного диаметра трубы, а концы самих труб обса­живаются до этого диаметра для большей прочности огневой решет­ки и достаточного запаса на рассверливание отверстий при ремонте паровозов.

Передний конец труб, наоборот, раздается для облегчения их выемки. Раздача обыкновенно делается на 3 мм по диаметру как для дымогарных, так и для жаровых труб.

Жаровые трубы, кроме обсадки заднего конца, заходящего в ре­шетку, имеют и другую обсадку, которая делается путем подкатки на расстоянии 250—400 мм от заднего конца трубы. Эта обсадка де­лается для улучшения прохода пара около верхней части решетки, а также для того, чтобы живое сечение по всей длине трубы было примерно одинаковое, так как в передней части жаровых труб нахо­дятся элементы пароперегревателей, уменьшающие живое сечение трубы,

Дымогарные и жаровые трубы ставятся в котел с передней сто­роны и укредляются в задней решетке с прокладными кольцами из красной меди марки М-4 толщиной 2—3 мм (фиг. 40). Размеры медных колец для установки дымо­гарных и жаровых труб берутся в зависимости от диаметра отверстия в решетке и ее толщины. Кольцо не должно доходить до огневой поверх­ности на 0,75—1 мм и выходить в водяное пространство на 2—3 мм.

В настоящей время проводятся опыты постановки труб в заднюю решетку без медных прокладных колец.

Трубы в цилиндрической части располагаются не горизонтально, а веерообразно, с подъемом вперед примерно на 1/100—1/50; такоо расположение труб необходимо для лучшего размещения труб в котле и свободного выхода газов из труб при отсутствии разреже­ния в дымовой коробке.

Дымовая коробка представляет собой камеру, расположелную спереди цилиндрической части котла (фиг. 41). В дымовой коробке помещаются конус, сифон, парорабочие трубы, коллектор паропере­гревателя и искроудерживающие приборы.

Отработанный пар из паровой машины, выходя через конус и дымовую трубу, увлекает за собой дымовьГе газы и тем самым создает разрежение в дымовой коробке. Под действием этого разре­жения воздух, необходимый для горения топлива, поступает в огне­вую коробку, через колосниковую решетку.

Объем дымовой коробки зависит от размеров и мощности паро­воза, а также от количества и размеров помещенных в коробке при­боров и сильно влияет на процесс горения топлива в огневой короб­ке. При большем объеме тяга становится слабее, но равномернее, а при малом объеме, наоборот, тяга усиливается и становится не­равномерной.

Барабан дымовой коробки делается из одного или двух стальных листов, склепанных двухрядным швом. В паровозах последних вы­пусков барабан дымовой коробки делается сварным. Толщина стенок коробки в верхней части от 10 до 13 мм, а в нижней — от 15 до 17 мм. Иногда барабан делается из одного листа. В этом случае, для усиления нижней части, с внутренней стороны приклепывается

или приваривается лист толщиной 6—8 мм. Это увеличение толщи­ны вызвано тем, что нижняя часть дымовой коробки жестко прикре­пляется к раме паровоза. Соединение с рамой в этом месте произво­дится обычно двумя рядами тщательно пригнанных болтов и долж­но быть очень прочным для предупреждения перемещения котла при

нагревании относительно рамы. В паровозах старых конструкций это соединение производилось при по­мощи заклепок. Установкой более толстого листа, кроме того, дымовая коробка защищается от прогорания нижней части из-за скопляющейся в ней горючей мелочи.

В паровозах новой постройки, в нижней части дымовой коробки, бли­же к передней дверце, устраи­вается труба для удаления угольной мелочи. Эта труба имеет открываю­щуюся снаружи задвижку, не про­пускающую воздух внутрь дымовой коробки.

В верхней части дымовой короб­ки делается отверстие для дымо­вой трубы, а при наружном расположении регуляторной трубы де­лается второе отверстие для подвода паропровода. В нижней части

сделаны три отверстия: два по бокам для паровпускных труб, под­водящих пар к цилиндрам, и одно по оси для выпускных труб, от­

водящих отработанный пар в конус. Иногда для паровыпускных труб делаются отдельные отверстия для каждой трубы в зависимо­сти от высоты установки конуса.

Дымовую коробку в передней части закрывают круглым листом, в котором делается отверстие, закрываемое откидной дверцей (фиг. 42). Размеры отверстия и дверки делаются такими, чтобы обеспечить: свободный доступ ко всем приборам, находящимся в

дымовой коробке, легкую и свободную выемку и установку дымо­гарных и жаровых труб, особенно крайних «рядов, а также установ­ку и снятие элементов пароперегревателя. Дверка должна плотно прилегать к переднему листу дымовой коробки, чтобы предотвра­тить подсос воздуха.

Для придания жесткости дверцы делаются немного выпуклыми. С внутренней стрроны устанавливают на дверце предохранительный щиток, необходимый для защиты нижней части дверцы от сопри­косновения с горячей изгарью.

Прикрепление передней стенки дымовой коробки к цилиндриче­ской части коробки производится несколькими способами:

1) заклепками или болтами к кольцевому угольнику или кольцу (фиг. 43, а);

2) приклепыванием отогнутого фланца (фиг. 43, б, в)

3) приваркой к кольцевому угольнику или кольцу (паровозы ти­пов 157 и 159), (фиг. 43).

4) приваркой непосредственно к листу барабана дымовой ко­робки (ГР, ОГ1-2, 911, ПТ-4), (фиг. 43, д₉ е).

Для более, плотного прилегания к седлу дверцу дымовой короб­ки по окружности закрепляют дополнительными зажимами, против которых на дверке приваривают клиновидные планки. Зажимы вращаются вокруг болтов, закрепленных на переднем листе. На паровозах прежних выпусков дверцу дополнительно притягивают винтом с маховичком к поперечной балке. На плотность прилегания дверцы должно обращаться особое внимание, так как неплотное

J2

прилегание сильно отражается па степени разрежения газов в дымовой коробке, отчего ухудшается горение и парообразование.

Изоляция и обшивка котла. Для предохранения котла от охлаж­дения наружным воздухом и уменьшения непроизводительной поте­ри тепла цилиндрическая часть котла и его топка покрываются изо­ляцией и обшивкой. Изоляция делается из нетеплопроводного мате­риала— асбеста, асбоцемента, вулканита, совелита, стеклянной ва­ты, инфузорной земли и др. Слой изоляции делается толщиной 20— 30 мм.

Снаружи изоляция закрывается внешней обшивкой котла, образо­ванной из 1,5—2 мм листовой мягкой стали. Обшивочные листы по длине котла скрепляются шурупами, а на их поперечные стыки кла­дутся железные обручи, стягиваемые под котлом натяжными бол­тами.

С 1948 г. на заводах и в некоторых депо стал применяться новый способ изоляции паровозных котлов путем заливки изоляционной массы в пространство между обшивкой и котлом. Такой способ ока­зался исключительно эффективным в отношении ускорения работы по изолированию котлов и значительного улучшения теплотехниче­ских качеств изоляции.

В качестве изоляционной массы применяется смесь из асбеста (25%), диатомита (60%) и извести-пушонки (15%). На одну ве­совую часть сухой смеси добавляется 2,5—3,0 части воды. Процесс изолирования котла ручным способом длится 2—3 часа, а затверде­вание раствора при котле, нагретом до 70—80°, наступает через 3—4 часа после окончания заливки.

Укрепление котла на раме должно производиться так, чтобы он при движении паровоза не имел вертикальных и поперечных пере­мещений относительно рамы. Котел имеет на раме две опоры: пе­реднюю— у дымовой коробки и заднюю — у топки. Задняя опора делается подвижной для возможности перемещения котла при на­гревании вдоль своей оси. У дымовой коробки котел закрепляется неподвижно, для того чтобы не расстраивать паровых труб, которые одними концами соединены с паровыми цилиндрами, укрепленными на раме, а другими закреплены в дымовой коробке.

Дымовую камеру скрепляют наглухо с междурамными скрепле­ниями приточенными болтами.

Устройство задней опоры зависит от расположения топки относи­тельно рамы. У паровозов старых типов топка, расположенная меж­ду рамными листами, опирается на раму при помощи особых уголь­ников, прикрепляемых к стенкам кожуха топки шпильками, вверну­тыми в котел. Для облегчения скольжения топки на опорные по­верхности угольников ставятся бронзовые наделки или прокладки.

В котлах паровозов новейших типов, топки которых не заходят внутрь рамы, а опираются на нее сверху, в местах опоры котлов, для облегчения перемещения топки устраиваются салазки с брон­зовыми прокладками. Для улучшения работы скользуны снабжают­ся масленками.

На паровозах серии 9П цилиндрическая часть котла и топка со­единяются с рамой с помощью гибких опор, подобно паровозам се­рий ФД, ИС и Л. Листы гибких опор внизу скрепляются с между­рамными креплениями, а вверху — с длинными выступами топочной рамы. При сборке холодного котла с рамой паровоза верхние концы гибких листов опор топки наклонены вперед по ходу паровоза: лист передней опоры топки — на 15 мм, лист задней опоры — на 17 мм от вертикального положения. Лист гибкой опоры цилиндрической части котла устанавливается отвесно.

АРМАТУРА КОТЛА И ПИТАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Арматурой паровозного котла называют приборы и принадлеж­ности для обслуживания и наблюдения за его работой. К арматуре относятся: паровой манометр, водомерное стекло, водопробные кра­ны, легкоплавкие контрольные пробки, предохранительные клапаны, пароразборная колонка, спускные краны, свисток, форсунка и пас­порт, укрепленный на лобовом листе кожуха топки (фиг. 44).

Паровой манометр. Для указания давления пара в котле слу­жит паровой манометр, показывающий рабочее давление в атмосфе­рах (килограммах на 1 см²). Рабочее давление пара в котле пред­ставляет разницу между абсолютным давлением пара в котле и давлени<ем наружного воздуха. Поэтому рабочее давление на одну атмосферу меньше абсолютного.

На паровозных котлах устанавливаются только манометры с эллиптической трубкой (фиг. 45), имеющие следующее устройство:

57

внутри круглой металлической коробки 1 (корпуса), закрытой сна­ружи стеклом, помещается изогнутая по кругу трубка 2 овального сечения. Один конец трубки запаян, а другой, открытый, соединен со штуцером 3 коробки и через пароподводящую трубку — с паро­вым пространством котла. Вследствие того, что поверхность изогну­той трубки по наружной периферии больше, чем по внутренней, то давление пара стремится выпрямить трубку и перемещает ее конец, связанный системой рычагов 4 с зубчатым сектором 5, сцепленным с шестеренкой, насаженной на ось стрелки 6. При отклонении конца трубки стрелка поворачивается и указывает на циферблате давле­ние пара в котле.

На циферблате манометра красной чертой нанесено предель­но допускаемое 'рабочее давление в котле, превышать которое не разрешается.

Кроме того, устанавливается контрольная стрелка, которая свободно насаживается на общую ось с указательной стрелкой, и для лучшей видимости окрашивается в красный цвет. Контроль­ная стрелка не соединена с механизмом манометра, а получает вращение по часовой стрелке от черной указательной стрелки манометра, которая толкает ее своим штифтом только в сторону повышения давления. При движении черной стрелки обратно конт­рольная стрелка остается на месте, т. е. на максимально достигну­том черной стрелкой давлении.

Между манометром и трубкой, соединяющей его с котлом, уста­навливают трехходовой кран с фланцем диаметром 38 мм и толщи­ной 6 мм для присоединения контрольного манометра.

Трубку, соединяющую манометр, с котлом, делают в виде коль­ца, в пределах которого происходит конденсация насыщенного па­ра. При этом на трубчатую пружину манометра действует не пар,

а уже охлажденная вода, находящаяся под полным котловым дав­лением. В нижней части изогнутой трубки установлен спускной кран.

На циферблате манометра указаны: наименование завода-

изготовителя, фабричный номер и тип манометра.

Манометр, как весьма ответственный прибор, должен периоди­чески, не реже 1 раза в 3 мес., подвергаться проверке по контроль­ному прибору. Надпись с указанием числа, месяца и года проверки помещается на обратной стороне стекла манометра.

Водомерное стекло. Для наблюдения за уровнем воды в кот­ле служит водомерное стекло, установленное на лобовом листе котла паровоза. Водомерное стекло (фиг. 46) состоит из двух кор-

пусов (кранов): верхнего /, соединяющегося с паровым простран­ством, и нижнего 2, соединяющегося с водяным пространством кот­ла. Верхний и * нижний корпусы соединены между собой стеклян­ной трубкой 3. Водомерное стекло можно отключать от внутрен­него пространства котла посредством кранов или клапанов 4, по­мещенных в корпусе. Оба запорных крана соединены общим повод­ком (фиг. 47) и могут быть закрыты рукояткой, выведенной в сто­рону от водомерного стекла, без опасения получения ожогов рук паром или горячей водой.

Коническая пробка крана притирается к корпусу и закрепляется гайкой с пружиной. Пружина препятствует заклиниванию пробки и ее ослаблению. Пробку перед установкой следует смазать и, по­ставив в корпус крана, притереть. Натяжением гайки достигается надлежащая плотность пробки.

Конические пробки кранов часто прикипают к втулкам, ввиду чего на всех новых паровозах применяются запорные вентили водо­мерного стекла, стержни которых пропускаются через сальники и имеют трапецоидальную резьбу. В нижней части корпуса имеется отверстие с краном для продувки стеклянной трубки. Верхний корпус ставится на специаль­ный фланец, прикрепленный к верхнему загибу лобового листа. На некоторых паровозах серий О^в , О¹ и др. вместо такого фланца имеется специальная стойка, прикрепленная к лобово­му листу.

Пользуясь показаниями водомерного стек­ла, необходимо цомнить, что при открытом ре­гуляторе уровень воды в котле всегда несколь­ко поднимается (на 20 мм и даже больше), вследствие сильного кипения воды. Поэтому при открытом регуляторе уровень воды в стек­лянной трубке всегда надо держать выше черты, отмеченной указателем низшего уровня воды. Такой указатель (фиг. 48) укрепляется на каждом паровозе около водомерного стекла. Он состоит из чугунной пластинки с двумя приливами, на одном из которых имеется черта со стрелкой и надписью «низший уровень воды», а на другом — такая же стрелка с надписью «небо топки».

Водомерное стекло закры­вается футляром с толстыми сте­клами (фиг. 49), которые защи­щают паровозную бригаду от ожогов и осколков, в случае по­вреждения трубки водомерного стекла. С этой же целью иногда

ставят трубку водомерного стекла с заделанной в нее проволочной сеткой.

В последнее время вместо круглых водомерных стекол широко применяются плоские стекла, имеющие внутри рифленую по­верхность, придающую столбу воды отражение темного цвета, что дает лучшую видимость (фиг.

50).

Это стекло помещается в специальном металлическом кор­пусе, закрытом снаружи крыш­кой с вертикальным отверстием (щелью) для наблюдения за уров нем воды.

воды в котле. Для проверки правильности показания уровня необ­ходимо открыть продувательный вентиль и продуть трубку. Иногд! после продувки трубки вода или совершенно не заполняет ее и она наполняется только паром, или же заполняет всю трубку до верхней гайки. Первый случай. указывает на засорение нижнего вентиля, второй — на засорение верхнего вентиля. Для продувки нижнего вентиля необходимо закрыть верхний вентиль и открыть продуваль-ный и нижний водяной вентили. Если при помощи неоднократной продувки удается прочистить вентили, то до окончания работы не­обходимо следить за уровнем воды в котле по показаниям водо­пробных вентилей. По окончании смены паровоз необходимо поста­вить в депо для прочистки засорившихся каналов.

Водопробные краны. На каждом паровозном котле на случаи порчи водомерного стекла или для проверки его устанавливают два или три водопробных крана или вентиля (фиг. 51). Узкоколейные

паровозы и некоторые танк-паровозы ши­рокой колеи снабжаются двумя, а более мощные паровозы — тремя водопробными кранами. Нижний кран располагается на высоте наинизшего уровня воды в котле, верхний — на 140 мм выше него, а сред­ний — посредине, между ними.

Таким образом, из нижнего крана при его открытии должна всегда вытекать во­да. Водопробный кран, аналогично кра­нам водомерного стекла, крепят фланцем па лобовом листе кожуха топки. Стан­дартный водопробный вентиль по ГОСТ 4954-49 крепится на конической резьбе к лобовому месту.

Легкоплавкие контрольные пробки. Легкоплавкие контрольные пробки паровозных котлов (фиг. 52) служат для предупреждения паровозной бригады о начавшемся обна­жении потолка огневой коробки от воды.

Согласно требованиям Правил техни­ческой эксплуатации, котел каждого паро­воза должен иметь не менее двух кон­трольных пробок, установленных в перед­ней и задней частях потолка огневой ко­робки. Только на паровозах узкой колеи серий ПТ-4, ОП-2, 86-Н вследствие отно­сительно малой длины потолка огневой коробки установлена одна контрольная пробка. Контрольные пробки располага­ются по продольной оси потолка огневой коробки.

Порядковые номера рядов потолочных связей, между которыми расположены контрольные пробки, указаны в табл. 8.

Для передней пробки указаны номера ря­дов связей от трубчатой решетки огневой коробки, для задних — от задней стенки огневой коробки.

Корпус контрольной пробки изготов­ляется из бронзы марки ОЦС 5-5-5 (оло­ва, цинка и свинца по 5%, остальное медь)

ГОСТ 613-50. Внутренний канал ее диа­метром 10 мм наполовину, заливается лег­коплавким свинцово-оловянным сплавом, состоящим из 90% свинца марки С2 и СЗ по ГОСТ 3778-47 и 10% олова марки 01 или 02 по ГОСТ 860-41.

Новые отверстия в потолках топок паровозов должны готовить­ся для наименьшего размера пробок. Пробки больших размеров ставятся при последующей разработке отверстия.

Залитую пробку испытывают на гидравлическом прессе дав­лением, превышающим на 5 ат рабочее, после чего головка ее за­пиливается до высоты 5—6 мм. Перед постановкой на паровоз на сплаве пробки со стороны воды ставят клеймо, обозначающее номер паровоза, время заливки (число и месяц) и наименование депо. Клеймо пробки отмечается в котловой книге паровоза.

При постройке узкоколейных паровозов серий ГР и ОП-2 ста­вились контрольные пробки другой конструкции, которые в даль­нейшем были заменены типовыми пробками, описанными выше.

Пробка ввертывается в потолок со стороны огневой коробки так, чтобы верхняя efe грань выступала над поверхностью потолка со стороны воды на При таком расположении сплав пробки

должен начать плавиться еще при наличии воды над потолком огневой коробки. При обнаружении выплавленной контрольной пробки необходимо немедленно освободить топку от огня и охла­дить котел. Качать воду в котел в этот момент категорически за­прещается.

В последнее время с целью экономии цветного металла и умень­шения повреждений пробок на паровозах начали применять корпуса контрольных пробок из стали Ст. 3, которые показали в эксплуата­ции хорошие результаты.

Предохранительные клапаны. Во избежание превышения предель­ного давления пара в котле на каждом паровозе устанавливают по два не зависящих один от другого предохранительных клапана. При

Примечание. На паровозе ВП-2 контрольные пробки ставятся перед началом изгиба потолка с обеих сторон.

Температура плавления сплава должна быть не ниже 240° и не выше 310°.

Диаметр отверстия в потолке топки вследствие износа резьбы постепенно увеличивается, а поэтому нарезная часть пробок делает ся различного диаметра, а именно:

повышении давления в котле выше предельного предохранительные клапаны - автоматически поднимаются и выпускают в атмосферу излишки образовавшегося пара, чем также предупреждают паро возную бригаду о превышении давления пара в котле.

Все предохранительные клапаны, устанавливаемые на паровоз*

ных котлах, нагружаются цилиндрическими спиральны­ми пружинами. Давление от пружины на клапан пере­дается либо через рычаг (рычажные клапаны), либо не­посредственно (клапан прямой нагрузки).

Из паровозных предохранительных клапанов наиболь­шее распространение получили рычажные (фиг. 53), с шайбами (фиг, 54) и унифицированные (фит. 55).

Предохранительные клапаны устанавливаются в раз­ных местах котла в зависимости от типа и серии парово­за, а именно: на кожухе топки, на цилиндрической части котла, на паровом колпаке сверху или на специальном кронштейне сбоку.

Рычажный клапан (фиг. 53) установлен на паровозах серий О, П, Щ и Э первых выпусков. На клапан 1 дей­ствует конический стержень соединенный с рычагом 2; рычаг в одном конце имеет шарнирную опору, а на другом, конце нагружен двойной пружиной. Во избежание порчи пружина поме­щается внутри трубчатого металлического футляра.

Комплект обеих пружин вместе с футляром, стержнем, муфтой, распорной трубкой и прочими мелкими частями часто называют пру­

жинным манометром рычажного клапана. Для направления рыча­га при подъемах к седлу клапана прикрепляют вилку, закрывае­мую сверху поперечиной. При поломке пружин клапан зажимается клином, вбиваемым между поперечиной вилки и рычагом.

Для выпуска пара из котла необходимо отвернуть регулировоч­ную гайку. При этом давление пружин уменьшится, клапан по­дымется и пар выйдет наружу. Чтобы паровозная бригада не могла

произвольно регулировать нагрузку на клапаны, на стержень 5 между верхним концом футляра, пружины и рычагом ставится распорная контрольная трубка 3 такой длины, что предельное за­жатие пружины гайкой 4 соответствует номинальному рабочему давлению пара в котле.

Клапан с шайбами (фиг. 54) обычно устанавливается на паоо-пых колпаках паровозов. Клапан с шайбами состоит из корпуса /, который своим нижним фланцем соединяется с котлом. На верхнюю часть корпуса 1 надевается на резьбе стакан 4 с помещенной внутри него пружиной и клапаном 2.

Давление пружины передается на клапан стержнем 8. В стакане 4 на некоторой высоте над клапаном устроены четыре отверстия 6, расположенных по окружности, и четыре диаметральных отвер-

стия 5. На верхнюю часть станка 4 надевается пять плотно пригнан­ных шайб 7.

В шайбах просверлено большое количество отверстий, сужаю­щихся кверху и расположенных таким образом, что отверстие одной шайбы не совпадает с отверстием другой. Комплект шайб образует собой глушитель.

При повышении давления в котле выше нормального клапан 2 приподнимается и пар выходит из котла через образовавшееся коль­цевое отверстие между клапаном и его седлом. Выходящий пар по­ступает в камеру, а из нее в отверстия 5 и 6. Из кольцевых отвер­стий 6 пар проходит в камеру под шайбы, а оттуда постепенно и без шума уходит через отверстия в шайбах в атмосферу. Для регулиро­вания размера кольцевого отверстия и выхода пара из-под клапана на корпус 1 навернуто кольцо 3 с зубцами по наружной поверх­ности. Нажатие пружины регулируется находящейся вверху кла­пана втулкой 9, которая может ввинчиваться в тело стакана 4.

Двойной предохранительный клапан устроен по тому же типу, что и клапан с шайбами. Он установлен на паровозах 234, Т48, 137, 154, 155, Щ и Э.

На фиг. 55 изображен унифицированный предохранительный кла­пан, установленный на паровозах серий СО, 9П и 157. Пружины всех типов предохранительных клапанов отрегулированы таким об­разом, что один из предохранительных клапанов начинает рабо­тать при давлении выше рабочего на 0,2, а второй — на 0,4 ат.

Пароразборная колонка. Для отбора пара из котла на служеб­ные нужды (инжекторы, сифон, насос тормоза, турбогенератор и др.) на верхнем листе кожуха тогтки устанавливается пароразбор­ная колонка, представляющая собой стальную коробку с несколь­кими вентилями. Конструкций пароразбориых колонок очень много, но все они или изготовляются отливкой из стали, или сва­рены из двух штампованных частей. Для питания паром к парораз­борной колонке подведена труба из парового колпака.

Спускные краны служат для спуска воды из котла при промыв­ках и продувках котла. Эти краны устанавливаются внизу ухват­ного листа, так как это пространство расположено на наинизшем уровне котла. На некоторых паровозах спускные краны располо­жены на боковых стенках топки или на лобовом и ухватном листе.

На паровозах старых типов устанавливались спускные краны пробкового типа, которые имеют ряд существенных недостатков. Пробка часто прикипает, что затрудняет пользование краном; требуется частый ремонт (притирка пробки).

В настоящее время применяются спускные крапы с заслонками (фиг. 56), которые не имеют указанных выше недостатков.

Этот кран состоит из стального литого корпуса 1 с фланцем, при помощи которого кран укрепляют тремя шпильками на кожухе топки. Корпус закрывают крышкой 2, укрепленной семью болта­ми 5, поставленной на притирке. В корпусе и крышке имеются от­верстия диаметром 45 мм, закрываемые двумя заслонками 4 и 5. Стальная заслонка 4 прижимается к корпусу и служит для закры-

тин отверстия в корпусе; чугунная заслонка 5 входит заточкой во впадину большой заслонки 4 и служит для закрытия отверстий в крышке 2. Между большой и малой заслонками установлена пру­жина 6, которая прижимает заслонки к своим притирочным поверх­ностям.

В крышке 2 имеется второе отверстие, служащее для пропуска валика 7, на внутренний конец которого насажена заслонка 4, а на

наружный конец насажен рычаг 8. При повороте рычага 8 заслон­ки 4 и 5 скользят по притирочным местам в корпусе и крышке и открывают выход воде из котла. Привод к этим кранам выводится в будку машиниста или на площадку, что дает возможность произ­водить продувку котла на ходу паровоза.

Для уплотнения валика 7 между его буртиком и заточкой крыш­ки установлены резиновое и паронитовое кольца, которые прижи­маются пружиной 9.

Для выпуска пара из котла перед промывкой некоторые паро­возы оборудованы специальными вентилями с тройником, который обычно располагается на верхней части первого барабана.

Паровой свисток служит для подачи с паровоза звуковых сигна­лов. Его устанавливают наверху кожуха топки или на сухопарном колпаке. На паровозах широкой и узкой колеи установлены свистки разнообразной конструкции, которые по принципу действия не от­личаются друг от друга. Звук происходит от вибрации металличе­ских стенок полого цилиндра свистка, при ударе о них струи пара. Сила звука свистка зависит от диаметра, длины полого цилиндра и других факторов.

Свисток-ревун, применяемый на паровозах О^в, О^д, Н^н , Р, со­стоит из чугунного корпуса, внутри которого находится клапан, при­жимаемый к своему седлу пружиной и давлением пара. Клапан от­

крывается системой рычагов и тяг из будки машиниста. К корпусу свистка прикреплен бронзовый цилиндр, закрытый сверху крышкой. С боков цилиндра в нижней его части сделаны два противополож­ных прямоугольных прореза. Струя пара, проходящая через узкую кольцевую щель корпуса, ударяясь о стенки цилиндра, заставляет их вибрировать, отчего последние создают звуковые волны. Кроме свистка-ревуна, применяются свистки в три тона (фиг. 57) двойные свистки и свистки других конструкций.

На фиг. 58 изображен паровой свисток паровозов серии ПТ-4 и к *-4.

Основание свистка ввинчивается в специальную свистковую ко­лонку с запорным вентилем, посредством которого свисток может быть отделен от котлов.

Инжектор. Для питания паровозных котлов водой применяются инжекторы. Действие инжектора основано на превращении тепло­вой энергии пара при смешении с водой в энергию движения, ко­

торая гонит смесь пара и воды в котел, преодолевай встречное про­тиводавление из котла. Тепло, заключенное в паре, поступающем из котла в инжектор, неполностью возвращается в котел вместе с подаваемой водой, а часть его тепла (18—20%) расходуется на пре­вращение в энергию движения (механическую работу), которая н преодолевает давление воды из котла на питательный клапан.

Устройство каждого инжектора сводится к следующему: внутри цилиндрической коробки (фиг. 59), открытой с обеих сторон и имеющей два отростка 1 п 2_У помещены три конуса (сопла) 4, 6, 7, оси которых лежат на одной прямой. Конус 4 называют паровым, 6 — конденсационным, смесительным или водяным, 7 — прием­ным или нагнетательным. Посту­пающий из котла по трубе 3 пар проходит через конус 4 и попадает г в конденсационную камеру или ка­меру смешения 5, в которой смешивается с подводимой из тен­дера по трубе 2 холодной водой.

Частички пара, (выходящие из ко­нуса 4, с большой скоростью сме­шиваются с частицами воды и при этом частично конденсируют­ся, выделяя скрытую теплоту паро­образования.

Пароводяная смесь, обладающая большой энергией, с большой скоростью устремляется через конус 6 в конус 7, где теряет скорость, но повышает давление, поднимает питательный клапан и поступает по трубе 8 в котел.

Инжекторы подразделяются на всасывающие и невсасывающие или нагнетательные. Всасывающие инжекторы располагаются на лобовом или боковом листе кожуха топки, т. е. выше уровня воды в тендере, а невсасывающие — под будкой машиниста, куда вода поступает из тендера самотеком.

На паровозах промышленного транспорта широкой и узкой колеи применяются исключительно всасывающие инжекторы, которые в зависимости их расположения на котле подразделяются на верти­кальные и горизонтальные.

Инжекторы отличаются друг от друга по номерам, которые определяют диаметр отверстия нагнетательного конуса. Если, напри­мер, диаметр отверстия 6 лш, то инжектор считается № бит. д. (табл. 9). Согласно ГОСТ 5035-49 условное обозначение для инжек­тора котла паровоза широкой колеи состоит из букв В или Н, обозначающих всасывающий или нагнетательный, и числа, соответ­ствующего производительности инжектора в л/мин.

Подача воды инжектором зависит от размеров конусов инжек­тора, от давления пара в котле и от температуры воды.

Паровозный котел снабжается двумя инжекторами, причем¹ каждый из них должен обеспечивать наибольшую подачу воды при

Таблица 9

Размеры труб паровозных инжекторов в мм и подача воды в л1мин

№ инжектора

Показатель

Г | 1 я 1

6

| 7

1 8

1 » 1

Н

Внутренний диаметр:

паровой трубы

25

30

30

35

40

45

питательной трубы

30

35

35

40

45

50

всасывающей трубы ...

25

35

35

40

45

55

Количество подаваемой воды при

давлении 13 am

60

83

106

146

178

250

максимальной форсировке котла, т. е. при наибольшем расходе пара.

Инжектор № 6 (В78). На танк-паровозах широкой колеи и узкоколейных паровозах наибольшее распространение получили горизонтальные инжекторы № 6, производительностью 78—83 л/мин.

Фиг. 60. Продольный разрез всасывающего инжектора № 6 (В78):

1 — корпус; 2 и 3 — паровые конусы; / — водяной млн смесительный конус; J - промежуточный конус; 6 — нагнетательный конус; 7 — питательный клапан;

8 — вестовой клапан; 9 — сетка; /0 — делительная пробка; И — паровой клапан.

Инжектор № 6 (В78) класса АТНК (фиг. 60) состоит из сле­дующих деталей: корпуса /, по оси которого расположены конусы— паровые 2 и 5, водяной 4, промежуточный 5 и нагнетательный 6 питательного клапана 7; парового колпака 11, делительной проб­ки 10 сетки 9; вестового клапана 8.

Пар из пароразборной колонки подводится по трубе в па­ровую камеру. В паровом конусе 2, кроме большого Централь-70

пого отверстия, имеются четыре отверстия диаметром по 2,5 мм, расположенных по окружности. При пуске инжектора медленно поднимают рукоятку, которая открывает паровой клапан 11 так, чтобы его хвостовик не вышел из центрального отверстия. Тогда пар из паровой камеры проходит через маленькие отверстия в ко­нусе 3, производя разрежение в водяной камере, вследствие чего вода из тендера или бака всасывается в водяную камеру, предварительно пройдя делительную пробку 10 и сетку 9.

Из водяной камеры вода гонится паром в конус 4, попадает в водоот­водную камеру и выпускается че­рез вестовой клапан 8 и вестовую грубу наружу, под будку маши­ниста. Это указывает на то, что ин­жектор присосал воду. После этого рукоятку парового клапана 11 под­нимают до конца; при этом хвосто­вик клапана открывает полностью центральное отверстие парового ко­нуса 2 и пар поступает в водяной конус 4, где смешивается с водой и конденсируется. Образовавшаяся при конденсации пара движущая сила гонит воду в ‘водяной конус.

Вода, приобретая большую скорость и силу, уже не вытекает через весто­вую трубу, а поступает через нагне­тательный конус 6 в питательную камеру, поднимает питательный кла­пан 7 и проходит в нагнетательную трубу. По этой трубе вода дости­гает питательного кувшина (фиг.

61), где поднимает клапан и посту­пает в котел.

Инжектор № 9 (В 170). Горизонтальный всасывающий инжек­тор № 9 (В 170) получил распространение на тендерных паровозах старой постройки. Инжектор устанавливается на специальной стой­ке, которая прикрепляется фланцем к верхнему листу кожуха топ­ки. От фланца идут два канала. Один капал постоянно соединяет инжектор с паровым пространством котла трубой, идущей внутри котла от сухопарника или от пароразборной колонки для забора наиболее сухого пара. По другому каналу происходит подача пита­тельной воды. Действие инжектора № 9 такое же, как и инжектора № 6. Для осмотра при горячем котле конусов инжектора на нем установлены клапаны паровпускной и водозапорный, закрывающие доступ в инжектор горячей воды и пара. Для прогрева воды, нахо­дящейся в тендере, паром достаточно закрыть вестовой и открыть водозапорный клапан. Тогда пар, поступающий в корпус инжекто­ра, не имея другого выхода, направится через трубу в тендер.

71

& V

Фиг. 61. Питательный кувшин паровоза серии 9П.

Инжектор № 11 (В250). Вертикальный инжектор № 11

(фиг. 62) более мощный, чем инжектор № 9. Производительность его 250 л!мин.

Устройство и действие инжектора № 11 аналогично описанным выше инжекторам № 6 и 9. В нем так же, как и в инжектор^

Фиг. 62. Вертикальный инжектор № И (В250):

/ — центральный конус; 2 — присасывающий конус; 3 — смесительный конус; ?/ — промежуточный конус; 5 — нагнетательный конус; 6 — колпачок.

№ 9, имеется клапан-добавитель, служащий для дополнительного подвода воды в камеру смешения инжектора. Инжектор прикреп­ляется к лобовому листу котла вертикально. Питательная труба расположена внутри котла.

Инжектор № 11 имеет конусы: паровой, конденсационный и на­гнетательный, или приемный. Паровой конус состоит из двух ча­стей: центрального конуса 1 и присасывающего конуса 2. Оба они ввернуты один в другой, образуя внутри пространство с выходной кольцевой щелью. Паровой конус ввертывается в верхнюю часть корпуса инжектора. Сверху парового конуса имеются четыре отвер­стия круглого или продолговатого сечения, просверленных в его углублении по окружности.

При установке конусов необходимо соблюдать следующие условия:

1) присасывающий конус свинчивать с центральным конусом таким образом, чтобы выходная кольцевая щель для пара между присасывающими и центральными конусами была точно одинакова по всей окружности;

2) ось конуса 1 совпадала с осью конуса 3, углубляясь на. 4—5 мм далее первого прореза;

3) установка парового конуса в корпусе по резьбе была совер­шенно плотной и не пропускала пар из паровой камеры в водяную.

Смесительный конус состоит из двух конусов 3 и 4, поставлен­ных друг за другом. Конус 4 носит название промежуточного. Струя смеси пара и воды, проходя через него, приобретает постоянную скорость, выделяя излишки воды и пара, которые затем выходят по каналам в конденсационную камеру и далее, поднимая вестовой клапан, через вестовую трубу наружу.

Смесительный, или водяной конус 5, и нагнетательный, или при­емный 5, до установки свинчиваются вместе и затем ввертываются в перегородку корпуса инжектора, отделяющую конденсационную» камеру от нагнетательной.

Для монтажа комплекта конусов внизу корпуса инжектора имеется крышка (колпачок) 6, дающая⁴ возможность вывертывать конусы для осмотра и ремонта, не снимая всего инжектора и не раз­бирая каких-либо других его деталей. Для осмотра и ремонта инжектор отключается от котла закрытием парового и питатель­ного вентилей. Инжектор снабжен пожарным отростком, на который навинчивается пожарный рукав.

ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ И ГАРНИТУРА КОТЛА

Пароперегреватель. Перегретый пар обладает большой темпера' турой и меньшей плотностью, чем пар насыщенный. Перегретый* пар не конденсируется до тех пор, пока его температура не пони­зится до температуры насыщенного пара того же давления. Чем выше температура перегрева, тем выше свойства перегретого пара по сравнению с насыщенным и тем он больше приближается к га­зам. Перегрев пара дает 10—15% экономии топлива.

Приборы для перегрева пара называются пароперегревателями. Устройство паровозных пароперегревателей следующее. Со стороны дымовой коробки в жаровые трубы вставлены цельнотянутые труб­ки наружным диаметром 20—35 мм. Концы трубок соединены с

?коллектором, расположенным в верхней части дымовой коробки. Коллектор разделен на две камеры: насыщенного и перегретого пара. Насыщенный пар из парового колпака по регуляторной трубе по­ступает в камеру насыщенного пара коллектора, а затем — в трубки элементов, помещенных в жаровых трубах. Здесь пар перегревается горячими газами и поступает в камеру перегретого пара коллектора,

откуда по паровпуок-ной трубе попадает в цилиндры паровой ма­шины.

В России впервые пароперегреватели в массовом масштабе были применены в пе­риод с 1902 по 1908 г., т. е. намного раньше, чем в Америке и Анг­лии. Особенно много сделали для внедрения пароперегревателей на русских паровозах кон­структоры Сормовского завода Б. С. Малаховский, С. М. Чусов, К. Ф. Неймайер, П. П. Куликовский, Н. М. Ноткин и др.

В настоящее время имеется несколько вариантов пароперегрева­телей. Наиболее распространен пароперегреватель с двухоборотным

четырехгрубным элементом (фиг. 63), в котором насыщенный пар из камеры поступает в одну трубку и делает два оборота, после чего поступает в камеру перегретого пара коллектора.

В 1913 г. конструктор Сормовского завода С. М. Чусов предло­жил однооборотный шеститрубный элемент (фиг. 64), в котором насыщенный пар из коллектора сначала поступает в одну трубку наружным диаметром 35 мм, потом разветвляется на три трубки на­ружным диаметром 24 мм и делает один оборот, после чего снова поступает в одну трубку диаметром 35 мм, соединенную с камерой перегретого пара коллектора.

Задние концы трубок элементов в целях предохранения от

быстрого перегорания не доходят до огневой решетки на расстоя­

ние 200—350 мм. Передние концы трубок элементов соединяются с коллектором. Соединение элементов с коллектором является весьма важным узлом конструкции перегревателя и осуществляется не­сколькими способами:

а) с помощью двухконусной втулки;

б) с помощью шаровых головок, приваренных к концам трубок элемента и прижимаемых специальной скобой.

Соединение посредством двухконусной втулки «бочат», предложенное машинистом

А. В. Рязанцевым, нашло широ­кое распространение. Однако при этой конструкции необходи­мо соблюдать весьма боль-

шую точность совпадения осей отверстий в коллекторе и в колодке, к которой приварены трубки элемента. Несовпадение осей этих от­верстий или коробление коллектора приводит к парению элементов. Затруднительна также выемка конусов из гнезд при ремонте.

С 1947 г. соединение элементов па конусных втулках Рязанцева примято не жесткое, а подвижное, в котором колодки с приварен­ными трубками прижимаются гайкой через свободно надетый фла­нец и сферическую шайбу (фиг. 65). К лучшему типу соединения, хотя и более дорогому, относится шаровое.

Элементы перегревателей изготовляются из бесшовных труб мартеновской стали по ГОСТ 3099-46. Колпачки (фиг. 66) изготов­ляются из стали Ст. 2 и Ст. 3. Болты для перегревателей с темпе­ратурой перегрева не выше 350° изготовляются из углеродистой стали Ст. 5.

Коллекторы отливают из стали или сваривают из листовой стали. На фиг. 67 представлен литой стальной коллектор паровоза узкой колеи типа 159, а на фиг. 68 — стальной сварной коллектор паровоза серии К⁴-4.

В промышленном транспорте пароперегревателями оборудованы все поездные тендер.ные паровозы современной постройки широкой и узкой колеи (СО, Э, 157, 159, ПТ-4. ГР, ОП-2). Маневровые

и помещается в одной жаровой трубе наружным диаметром 133 мм.

На узкоколейных паровозах типов 157 и 159 установлены четырехоборотные пароперегреватели, каждый элемент которого расположен в двух соседних по вертикали жаровых трубах. На

тендерные и танк-паровозы (О , Щ, 9П, Т-48, 154 и др.) паропере­гревателем не оборудованы. Паровозы серий СО н Э оборудованы

двухоборотным четырехтрубным пароперегревателем, каждый эле­мент которого состоит из четырех труб наружным диаметром 35 мм

паровозах серий ПТ-4 и К¹-4 элементы пароперегревателя двухобо­ротные, четырехтрубные и располагаются каждый в отдельной жаровой трубе наружным диаметром 89 мм. Наружный диаметр груб элементов 24 мм. На паровозах серий ГР и ОП-2 элементы

пароперегревателя трехоборотные и располагаются каждый в трех жаровых трубах. В каждой жаровой трубе наружным диаметром 70 мм помещается по две трубки элемента наружным диаметром 20 мм.

Элемент пароперегревателя паровоза 157 (фиг. 69) состоит из отдельных цельнотянутых труб наружным диаметром 35 мм, соеди­ненных между собой специальными колпачками. Стенки колпачков для увеличения износостойкости делают утолщенными. При сборке элемента колпачок надевается на концы труб и обваривается. Элемент соединяется с коллектором посредством двух нижних трубок.

На паровозе типа 159 трубки элементов наружным диаметром 24 мм не имеют колпачков и соединяются с коллектором посред­ством двух верхних трубок (фиг. 70).

Для правильного расположения элементов пароперегревателя по оси жаровых труб и сохранения расстояния между трубками применяют специальные установочные хомутики (фиг. 71), устройст­во которых бывает разное.

Во избежание резкого уменьшения жи­вого сечения жаровой трубы ов местах рас­положения колпачков элементов последние сдвигают относительно друг друга на 120— 200 мм.

Регулятор служит для регулирования зпуска пара из котла в золотниковые каме­ры паровых цилиндров. Конструкций регуля­торов очень много, но все они в основном делятся на две группы: плоские или золотни­ковые, установленные на паровозах старых типов, и клапанные, установленные на всех паровозах последних выпусков.

Плоский регулятор состоит йз регуляторной головки 1 (фиг. 72), в верхней части которой имеется плоскость с двумя окнами а, по

которой перемещается большой плоский золотник 2. На спинке боль­шого золотника 2 сделан узкий вертикальный прорез (паз), в ко­тором перемещается малый, или разгрузочный плоский золотник 3. Большой золотник 2 имеет посередине одно большое окно б, одина­ковое по форме с окнами а регуляторной головки, и два узких раз­грузочных окна в. Малый золотник 3 имеет также одно большое окно г и два узких окна д. Когда оба золотника находятся в край­нем верхнем положении (фиг. 72, ), то в регуляторной головке

будет атмосферное давление, потому что доступ пара из парового колпака внутрь регуляторной головки будет закрыт, так как боль­шой золотник 2 закрывает собой окна а регуляторной головки, а малый золотник 3 закрывает разгрузочные окна в в большом зо­лотнике.

Когда машинист открывает регулятор (фиг. 72, //), начинает передвигаться малый золотник 5, который сообщает узкие окна д с окнами в большого золотника, и пар из котла проходит через них и через каналы а внутрь регуляторной головки. При поступлении, пара через малые отверстия в золотниках в регуляторную головку 1_У давление в ней' поднимается, золотник уравновешивается и нажатие большого золотника на головку ос­лабевает. При дальнейшем движении руч­ки регулятора малый золотник своим верх­ним выступом захватывает большой золот­ник и перемещает его за собой вниз. При этом большой золотник постепенно начи­нает открывать оба впускных окна а регу­ляторной головки (фиг. 72, III) и пар в большом количестве поступает из котла в регуляторную головку / и далее по регуля­торной трубе в золотниковую камеру паро­вого цилиндра.

Плотность прилегания золотников друг к другу и к регуляторной головке при от­сутствии в котле пара достигается плоской пружиной 4, прикрепленной к поперечной планке 5 регуляторной головки.

Плоские регуляторы вследствие ряда су­щественных недостатков на вновь строящих­ся паровозах не ставятся. Все новые паро­возы широкой и узкой колеи оборудованы более совершенными клапанными регуляторами различных конструкций.

На паровозах серий СО, Э и других установлен двухклапанный регулятор (фиг. 73), состоящий из бочкообразной головки А внутри которой имеется разгрузочная камера с дном, соединенная с кор­пусом головки вертикальными ребрами, и двух клапанов: большо­го 2 и малого или разгрузочного 3.

Большой клапан в верхней части имеет кольцевую притирку, ко­торой он опирается на коническую поверхность головки, являющую­ся седлом для клапана. Нижняя, уширенная часть клапана имеет вид поршня, которым он входит в разгрузочную камеру с неболь­шим зазором. В центре большого клапана помещается малый кла­пан 3. Когда регулятор закрыт, оба клапана прижаты к своим гнез­дам давлением пара в котле. При открытии регулятора сначала открывается (поднимается вверх) малый клапан 3 и пар через от­крывшееся отверстие проходит во внутреннюю часть головки, давит снизу на большой клапан 2 и разгружает его. Вследствие этого при

дальнейшем открытии регулятора большой клапан 2 легко припод­нимается вверх и пар из котла поступает между ребрами клапана и головки в регуушторную трубу.

На узкоколейных паровозах типов 157 и 159, ПТ-4 и К⁴ -4 уста­новлены клапанные регу­ляторы, аналогичные опи­санному (выше, только ре­гуляторная головка у них отлита вместе с регу­ляторной трубой. На па­ровозах серий ГР и ОП-2 установлен клапанный ре­гулятор, изображенный на фиг. 74.

Регуляторная головка устанавливается внутри парового колпака или снаружи его (9П, 137,

ОП-2 и др.). К регулятор­ной головке прикрепляет­ся паропроводная труба, которая располагается внутри котла (Э^м , Э^р, СО, 159), или снаружи его (Э, Э' , Э^ш, ЭМЦ, 157). Эта труба другим концом соединяется с коллектором пароперегрева­теля или с тройником (на паровозах без пароперегревателя), от которого отходят паровыпускные трубы к золотниковым трубкам.

Открытие и закрытие регуляторных клапанов осуществляется при помощи специального привода, состоящего из системы тяг,

рычагов и валов (фиг. 75). Регуляторный вал, расположенный внут­ри котла над потолком огневой коробки, соединяется тягой и рыча­гом с регуляторным золотником или клапаном, и задним концом проходит через сальник на лобовом листе кожуха топки. На задний конец вала надевается рукоятка (паровозы узкой колеи и танк-па­ровозы широкой колеи) или рычаг, который соединяется с рукоят­кой посредством тяги (паровозы СО, Э).

На некоторых паровозах промышленного транспорта (137, 9П, ОП-2), где регуляторная головка помещена в специальной коробке впереди сухопарного колпака, привод к регулятору расположен

снаружи с правой стороны котла.

Промывательные люки и пробки. Для промывки котла па­ровоза, удаления из него накипи и грязи и для осмотра внутрен­ней поверхности в разных ме-

стах котла сделаны специальные отверстия — люки, закрывае­мые крышками или пробками. Люки особенно необходимы в месте расположения топки, где большое количество связей способствует наибольшему скоплению грязи и накипи. Число люков должно обеспечить проникновение струи воды в каждую точку виутри котла.

Овальный люк (фиг. 76) имеет форму овала и располагается по углам кожуха топки и внизу передней решетки. Крышку 1 люка вводят через отверстие внутрь котла и, поворачивая вдоль плос­кости стенок, заглушают отверстие с внутренней стороны. Для плот­ного прилегания крышки к стенке ставят прокладку из паронита или шнурового асбеста. Прокладку вырезают по очертанию люка и надевают вокруг выступа 4 до установки крышки люка в котле. Для закрепления крышки имеется стержень 3 с резьбой, пропущен­ный через скобу 2. Крышка овального люка ставится в отверстие непосредственно к стенке кожуха топки или к втулке, ввернутой или приваренной к отверстию. Применение втулок удобно, так как при разъедании места прилегания крышки ее можно сменить.

На верхней части кожуха топки для осмотра и промывки потол­ка топки устраиваются отверстия диаметром до 180 мм, закрывае-вые крышками тарельчатой формы (фиг. 77).

Крышка плотно притирается к гнезду приваренного к котлу

фланца и укрепляется нажимным флан­цем, притягиваемым несколькими шпиль­ками.

Для осмотра, очистки или ремонта котла внутрь его проникают через люк-лаз большого диаметра (350—400 мм)_т Этот люк устраивается на цилиндриче­ской части котла обычно на ближайшем к топке барабане.

Отверстия небольшого диаметра за­крываются пробками, ввернутыми на резьбе в тело кожуха или втулки, прива­ренной или поставленной на резьбе. Та­кая пробка, несмотря на свою простоту, имеет существенный недостаток, заклю­чающийся в прикипании резьбы, вследст­вие чего затрудняется вывертывание ее и порча резьбы. Ввиду указанных недостатков конические пробки распространения не по­лучили, а вместо них ставятся спе­циальные пробки-люки (фиг. 78).

Пробка состоит из двух частей: корпуса U ввернутого или вваренно­го в стенку «отла, и крышки 2, на­вернутой на корпус. Уплотнение между корпусом и крышкой до­стигается прокладкой 3, изготовлен­ной из паронита. Конструкций лю­ков-пробок имеется несколько; все они отличаются друг от друга толь­ко размерами и способом крепле­ния крышки.

Дымовая труба, конус и сифон.

Для направления и отвода отрабо­танного пара и горячих газов из ды­мовой коробки в атмосферу и обра­зования тяги в топке на паровозе устанавливается дымовая труба. Чем выше труба и температура выходя­щих газов, тем сильнее тяга. Но вы­сота труб на паровозах строго ограничивается установленным габа­ритом. Поэтому приходится ставить еще конус, создающий вместе с трубой более усиленную тягу во время движения паровоза с паром. Для усиления тяги на стоянке или при движении паровоза без пара ставится сифон.

Струя пара и газов, проходящих по трубе, постепенно расши-

ряется и принимает коническую форму. Такую же расширяющуюся кверху форму должна иметь и труба. Уклон образующей дымовой трубы к ее оси выбирается в пределах от ^!/в до 7^1Н-

Цз различных конструкций дымовых труб наибольшее распрост­ранение имеют составные трубы (фиг. 79), состоящие из седалищ_а / и самой трубы 2, соединенных между собой и с дымовой ко­робкой болтами. Такие трубы встречаются на многих промышлен­ных паровозах широкой и узкой колеи. Применяются также состав­ные трубы, у которых седалище оканчивается снизу раструбом, входящим внутрь дымовой коробки. Кроме того, применяются цель-

ные трубы, прикрепляемые к дымовой коробке на болтах сваркой.

Некоторые паровозы узкой колеи (ПТ-4, ВП-1), отапливаемые дровами и торфом, снабжаются специальными дымовыми трубами, оборудованными турбинными искроудержательными приборами (фиг. 80).

Конус (фиг. 81) представляет собой короткую трубу конического сечения или тройник, расположенный в дымовой коробке непосред­ственно под дымовой трубой. К конусу присоединяются трубы, от-* водящие отработавший пар из цилиндров паровой машины.

Струя отработавшего пара, выходя из конуса с большой ско­ростью, увлекает частицы газа через дымовую трубу в атмосферу и создает разрежение в дымовой коробке. Вследствие этого создает­ся разрежение в огневой коробке, вызывающее подсос необходимо­го для горения воздуха через колосниковую решетку и слой топ­лива.

Конусы могут применяться с постоянным и переменным сече­нием для выхода паоа.

Начиная с 1925 г., на всех вновь строящихся паровозах ставят конусы с постоянным сечением с подбором диаметра отверстий в на­садках для удовлетворительного парообразования. По форме вы­хлопного отверстия конусы разделяются на круглые, прямоуголь­ные, звездообразные, с четырьмя, шестью и больше отверстиями. В паровозах промышленного транспорта применяются в основном конусы постоянного сечения с одним круглым отверстием, в кото­рое вставляется сменный насадок, изготовляемый, так же как и конус, из чугуна СЧ 12-28.

По месту расположения конусы разделяются на нижние, когда устье конуса расположено ниже оси котла, и верхние, когда устье конуса расположено выше оси котла.

В настоящее время советскими учеными установлено, что на производительность конусной установки большое влияние оказы­вают размеры, форма и расположение дымовой трубы. Оказалось, что применение наивыгоднейшей формы и размера дымовой трубы в сочетании с простым круглым конусом повышает к. п. д. более чем в 2 раза.

На каждом паровозе конус устанавливается на определенной высоте по отношению к оси котла, а диаметр конусного насадка для каждого паровоза принимается в зависимости от рода топлива и других местных условий (табл. 10).

Для создания тяги на стоянках и во время движения при за­крытом регуляторе применяют сифон, который представляет собой изогнутую кольцом трубку (фиг. 82). В верхней части по окруж­ности кольца располагаются отверстия диаметром 3—5 мм. Для правильной работы сифона необходимо, чтобы сумма площадей всех отверстий сифона была несколько меньше площади сечения трубки, подводящей пар к сифону.

Сифонное кольцо располагается или на головке конуса (СО, Э, 9П, 157, ГР, ПТ-4, К⁴ -4, ОП-2), или у нижнего отверстия дымовой трубы (О^в , 159).

Крепление сифонного кольца должно быть надежным, так как во время работы оно может перевернуться и сифон начнет дуть вниз, отч'его тяга сразу уменьшится и из топки начнет выбивать пламя через шуровочное отверстие.

Диаметр колец сифона 120—300 мм в зависимости от диаметра выхлопного отверстия конуса.

Для правильной работы центр сифона должен совпадать с осью дымовой трубы и конуса. Привод для открытия сифона выведен в будку машиниста.

В последнее время, по предложению проф. А. Н. Шелеста, паро­возы оборудуют усиленным сифоном (фиг. 83) с выходными отвер*

стиями для пара, имеющими форму расширяющихся кверху сопел. Такие сифоны создают большее разряжение в дымовой коробке при меньшем расходе пара, чем обычным.

Перед постановкой сифон подвергается гидравлическому испыта­нию давлением р_к +2 ат.

Искроудержательные приборы. При отоплении паровоза твердым топливом из топки через дымовую трубу вместе с газовым потоком уносятся в атмосферу мелкие пестревшие угольки (искры), опас­ные в пожарном отношении. На паровозах с дровяным отоплением опасность выбрасывания искр особенно велика. Для улавливания и тушения искр в дымовой коробке и в выходном сечении дымовой трубы устанавливают приспособления, называемые искроудержательными (искроуловительными) приборами. По принципу действия эти приборы подразделяются на:

а) сетчатые искроуловители (на дымовой трубе и в дымовой коробке);

б) искроуловители турбинного типа (на дымовой трубе);

в) искроуловители вихревые типа «Циклон» (в дымовой короб­ке) ;

г) пароводяные искрогасители (в дымовой коробке).

Сетчатые искроуловители являются простейшим видом искро-

Удержательных приборов. Располагаются они на трубе, в трубе и в

дымовой коробке паровоза. Принцип действия сетчатых искроуло­вителей, независимо от расположения и формы, основан на том, что вылетающие несгоревшие раскаленные частицы угля задерживают­ся в дымовой коробке или же истираются и дробятся в этих прибо­рах на более мелкие частички, после чего через ячейки в сетке выле­тают вместе с отходящими газами.

Искроуловители турбинного типа (фиг. 80) устанавливаются обычно на дымовой трубе паровоза и являются более совершенны­ми конструкциями по сравнению с сетчатыми искроуловителями.

Наиболее распространенным искроудержательным прибором является искроудержатель в виде круглой конической сетки, распо­ложенной внутри дымовой коробки, между верхней частью конуса и нижним основанием дымовой трубы. Искроудержатели такого типа установлены на паровозах серии СО, Э^м, 9П, ГР, ПТ-4, К^ч-4, ОП-2 (фиг. 84).

Основанием искроудержателя служит стальной каркас, обтя­нутый кругом металлической сеткой, сплетенной из проволоки диа­метром 1,5—2 мм с ячейками 5X5 мм. Эта сетка является прегра­дой для вылетающих из дымогарных и жаровых труб мелких го­рячих угольков, которые ударяясь о сетку теряют свою скорость и падают вниз дымовой коробки.

На паровозах ГР и ОП-2 усеченный конус изготовлен не из про­волочной сетки, а из листового железа, в котором сделаны продолго­ватые отверстия размером 25x2,5 мм.

Установлено, что, чем лучше прибор удерживает искры, те;м больше он оказывает сопротивление потоку газов. Поэтому при ус­тановке эффективных искроудержательных приборов необходимо

увеличивать тягу (уменьшать сечение конуса), что отрицательно "влияет на экономичность паровоза.

Исследования показали, что лучшим искроудержательным при­бором является дефлекторный в комбинации с сетчатым усеченным конусом, установленным между конусом и дымовой трубой. Таким прибором оборудована часть паровозов типа 159 узкой колеи (фиг. 85).

Для очистки дымовой коробки от изгари в передней ее части не­которых новых паровозов (9П, ПТ-4 и К⁴-4) устанавливается спускная (очистительная) труба, закрываемая заслонкой. Для пе;- риодической заливки изгари водой в дымовую коробку подводится трубка от инжектора.

Колосниковая решетка служит для поддержания горящего топ­лива и обеспечения равномерного доступа воздуха, необходимого для горения. Колосниковая решетка состоит из поперечных балок, на которые вдоль топки несколькими поперечными рядами уклады­ваются колосники; через продольные зазоры, образующиеся между колосниками, снизу к горящему топливу проникает наружный воз­дух.

Число поперечных рядов колосников зависит от длины огневой коробки и применяемых колосников. Количество колосников в одном поперечном ряду зависит от ширины колосниковой решетки, толщины колосников и ширины зазоров между ними. Колосники отливаются из чугуна СЧ-15-32 или СЧ-12-28, балки — из стали.

В продольном сечении колосник напоминает балку равного со­противления, так как наибольший изгибающий момент от тяжести топлива будет в средней части, где он и усиливается по высоте. В поперечном сечении колосник имеет вид трапеции, узкой стороной обращенной вниз. Такая форма облегчает проваливание золы и мел­ких кусочков шлака, чем облегчает доступ воздуха.

На концах колосник имеет утолщения, вследствие которых при укладке решетки образуются зазоры для прохода воздуха. Длина колосников берется от 600 до 900 м, а на паровозе серии ОП-2 1050 мм.

Колосники по конструкции делятся па одиночные, двойные, тройные и колосниковые плиты (фиг. 86). Колосники одинарные, двойные и тройные, называемые брусковыми — неподвижные; ко­лосниковые плиты — подвижные или качающиеся.

Паровозы широкой колеи, работающие на многозольных углях, оборудуют качающейся колосниковой решеткой.

Колосниковая решетка, поддерживая слой горящего топлива, должна обеспечивать беспрепятственный н равномерный доступ к нему воздуха в количестве, достаточном для правильного горения. От величины площади колосниковой решетки (произведение длины огневой коробки па ее ширину в плоскости колосниковой решетки) зависит количество топлива, которое можно сжечь на решетке в единицу времени, а следовательно, и количество получаемого при этом тепла. Чем больше мощность котла, тем больше должна быть площадь колосниковой решетки. Размеры площадей колосниковой

решетки для паровозов различных типов приведены в характеристике паровозов в приложении I и II.

Суммарная площадь зазоров в колосниках называется площадью живого сечения, которая сильно изменяется з зависимости от вида топлива и колеблется от 8 до 35% общей площади при угольном и от 35 до 60% при дровяном и торфяном отоплении.

Зольник. Во время горения топлива на колосниковой решетке частицы горячего угля и золы проваливаются через зазоры колос­ников в зольник или поддувало.

Зольник (поддувало) — это железная коробка, прикрепленная к топке снизу (фиг. 87), служащая для удерживания золы и горячих углей от попадания на путь, а также для регулирования количества поступающего в топку воздуха. В стенках зольника устроены дверцы или клапаны, которые можно открывать и закрывать при помощи рычагов, выведенных в будку машиниста. Форма зольника зависит от расположения топки относительно рамы паровоза и ко­лесных осей. Это приводит к большому разнообразию конструкции золотника..

Зольник делается из стальных листов толщиной 4—6 мм. Для удобства ремонта зольник изготовляется разъемным из двух частей, соединенных болтами. Верхняя часть зольника прикрепляется

шпильками к топочной раме. Листы зольника скрепляются между собой сваркой.

На паровозах старых типов с узкими топками зольник устроен с прямыми вертикальными стенками и размещается между рамными листами. Передняя и задняя стенки такого зольника для подвода

воздуха и удаления шлака имеют прямоугольные отверстия, закры­ваемые откидными клапанами. На паровозах с широкими топками верхняя часть зольника расположена выше рамных листов. Ширина такого зольника в нижней части определяется пространством между продольными листами рамы, а в верхней части — шириной основа­ния топки.

В боковых стенках золотника уст­роены отверстия с откидными клапа­нами для удаления золы и шлака.

Паровозы современной постройки серии СО, Э^р, 9П, ПТ-4, К^ч-4 обо­рудованы зольниками бункерного ти­па, что сокращает время по очистке зольника и облегчает труд паровоз­ной бригады.

Для заливки раскаленной золы, скапливающейся в зольнике, уста­навливается труба, соединенная с ин­жектором.

Шуровочная дверца служит для прикрытия шуровочного отверстия со стороны будки машиниста, во избе­жание поступления в огневую короб­ку холодного воздуха. Дверцы дела­ются из листовой стали или отлива­ются из чугуна. Большинство паро­возов, работающих на промышленном железнодорожном транспор­те широкой и узкой колеи, оборудовано откидными одностворчаты­ми дверцами.

Дверца (фиг. 88) выполняется по форме шуровочного отверстия и при открывании вращается на вертикальной оси рукояткой. К оси

На паровозе узкой колеи типа 159 дверца изготовлена пустоте­лой из чугуна СЧ-00.

Открытая дверца мешает работать паровозной бригаде и может причинить ожоги, а между тем при работе резаком дверца должна быть открыта полностью.

Поэтому на паровозах более поздней постройки (СО, Э, 9П, Т-48, ГР) применяются двустворчатые раздвижные дверцы (фиг. 89), где створки одновременно раздвигаются в противоположные стороны при помощи системы рычагов. В открытом положении такая дверца не мешает бригаде, так как перемещается в плоскости лобовой стенки.