Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора

Стараниями и усердием добрых людей некоторое время назад в моём распоряжении оказалось несколько агрегатов из школьного кабинета физики. Просто, в некоей школе нумерЪ N «устаревшее» лабораторное оборудование было списано — но, вместо того, чтобы попасть на свалку, оно досталось мне. Среди перепавших на мою долю сокровищ, в частности, числятся:

1. Электрофорная машина;
2. Модель паровой турбины;
3. Паровая машина.

О первых двух предметах поговорим в другой раз, пока же остановлюсь на моём Паровом Злосчастье. Вот оно какое, это коварное устройство благородной наружности:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора

Естественно, изначально машинка выглядела совсем иначе: и агрегат, и станина были выкрашены унылой серой краской, в которую въелась пыль, кожух был жестяным. Свой нынешний вид машина получила после тщательной отмывки и перекраски, жестяной кожух был заменён на латунный. В дальнейшем планируется перекраска некоторых частей махового колеса в красный цвет Ferrari, но сейчас — не о краске, а о механике.
Судя по всему, это наглядное пособие было изготовлено никак не позже 1950-х — начала 1960-х г.г., и изготовлено именно в качестве действующей демонстрационной модели. На оригинальной подставке даже сохранились родные шильдики, надпись на одном из которых уведомляет, что это именно паровая машина, а не газонокосилка, а на другом указаны реквизиты завода-изготовителя данного девайса:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 2)

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 3)

Понимая, что много воды уже утекло с того времени, когда эта штуковина была собрана, я дал себе труд разобрать её на составные части и промыть от старой смазки: известно ведь, что в качестве таковой советские учительницы всегда предпочитали подсолнечное масло…

Так и оказалось: как внутри машины, так и на всех сочленениях коленвала, поршней и шатунов обнаружился Недобрый Старый Подсолнечник. А ещё обнаружилось, что в машине начисто отсутствуют прокладки — даже на поршневых цилиндрах их не было. Поэтому, пришлось высверливать прокладки из старого кожаного ремня, затем натягивать на цилиндры и подгонять так, чтобы ходили плотно, но свободно.

Наконец, когда машина была приведена в более-менее Божеский вид, было решено провести лабораторные испытания агрегата. Первый паровой котёл, собраный на скорую руку, был изготовлен из жестяной банки, наглухо (как казалось мне) замазаной герметиком. Вот что он представлял из себя:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 4)

Чуть крупнее:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 5)

Душераздирающее зрелище… Впрочем, этот котёл нужен был всего на один раз — чтобы убедиться, что машина готова к работе. В результате проведённого испытания ЭксперементаторЪ убедился, что паровые котлы "на скорую руку" не делаются, а герметик, который он использовал, годится, разве что, в качестве оконной замазки…

После принятия в качестве успокоительного и обезболивающего средства рюмки белого бренди, ЭксперементаторЪ извлёк из дальхрана старую армейскую фляжку, и, просверлив в её плечиках два отверстия, вставил в них латунные патрубки-штуцеры. Эти штуцеры были вставлены изнутри с помощью продёргиваниячерез горловину фляжки и просверленных отверстий мягкой проволоки, которая увлекала штуцеры вовнутрь, а также при активном участии Чёртовой Матери, которую ЭксперементаторЪ-Изобретатель поминал ежеминутно, к великому неудовольствию своей собаки.

В результате, новый паровой котёл имеет вот такой вид — ДО экзекуции дрелью:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 6)

… и ПОСЛЕ экзекуции дрелью:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 7)

Собрав систему воедино при помощи соединительных гаек, кожаных прокладок и стальных шайб, мы получили конструкцию вот такого вида:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 8)

Затем в котёл был через воронку влит любезно предоставленый любимой супругой кипяток — примерно, до половины — предохранительный кран на клапане был предусмотрительно открыт, и…

И ЭксперементаторЪ поднёс пылающую спичку к сложенным горкой в баночке таблеткам сухого горючего. Команду "ОГО-О-ОНЬ!" подавала любящая супруга:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 9)

… Где-то далеко по северо-восточному окоёму тёмного весеннего неба летела огненно-рыжая комета; словно предчувствуя беду, выла в соседней комнате наша собака. Мы терпеливо ждали, что случится беда:

Лабораторныя испытанiя Паровой АгрегаДины, или Страданiя Эксперементатора (Фото 10)

Я повторяю: мы терпеливо ждали — и делаю особое ударение на слове "терпеливо". Мы терпеливо дождались, пока вода в паровом котле не закипела — а когда она закипела, я осторожно закрыл кран на клапане при помощи медицинского зажима, и стал осторожно раскручивать маховик. Колесо прокручивалось ровно и без толчков, внутри деловито ходили туда-сюда поршни, обильно смазаные оружейным маслом. Вода в котле бурлила. Машина тихонечко пыхтела и плевалась отработаным кипятком — она, сволочь такая, любезно принимала все мои ухаживания, но самостоятельно пошевелить хоть одним рычагом отказывалась наотрез. Не помогали ни многократные упоминания чёртовой матери, ни иная ненормативная лексика — по всей видимости, это летящая где-то в космической черноте комета оказала на паровую машину такое расслабляюще-удручающее действие.

Наконец, жена произнесла:

— Ладно, гаси пламя — всё равно уже, кажется, вся вода в котле выкипела. По крайней мере, звук — именно такой… Бросай ты её, гадину неблагодарную — столько с ней возился, да оказалось, что зря! — пойдём лучше чай пить.

И мы пили чай, а в другом углу гостиной остывала эта неблагодарная негодница — паровая машина. Почему она отказалась работать? Вроде, все поршни и сочленения надёжно смазаны, и коленвал ходит ровно, и цилиндры притёрты, и котёл герметичен, и трубопровод… Может быть, для её испытания я выбрал неправильный день? или залил неправильную воду? или поджигал горючее неправильными спичками? или ещё что-то?

Господа, быть может, у вас есть на сей счёт какие-либо версии?

29 комментариев

avatar
Попробуйте запустить машину компрессором с манометром, если запустится ставьте манометр на котел и действуйте.
avatar
Извините, что припозднился с ответом. За совет относительно «прогнать автокомпрессором» — спасибо! Почему сам не догадался?.. Тем более, что автосервис от меня в двух шагах, и, более того, они поставляют мне разный интересный хлам. Завтра же зайду к ним, а там и за нормальный котёл возьмусь. Спасибо.
avatar
Согласен с Andrei, скорее всего слишком низкое давление пара. Попробуйте сделать более крепкий котел, с манометром, и увеличивая каждый раз давление посмотреть, с какого запустится.
avatar
Вот и я тоже подумал, что нужно делать нормальный котёл и доводить до нормального давления. Одно смущает: моя дальнейшая затея предусматривает нагревание котла с помощью сухого горючего или спиртовки — а удастся ли с такой «печкой» достичь оптимального давления? И, кстати, какое, на Ваш взгляд, давление может быть оптимальным для запуска такой вот демонстрационной паромашины?:
avatar
Возможно просто не хватает давления или нарушена регулировка момента открытия и закрытия клапана если он вообще предусмотрен в конструкции.
avatar
Да, об этом чуть выше сказали. Не знаю, сколько атмосфер нужно, чтобы разогнать агрегат…

Клапан предусмотрен конструкцией: машина двухтактная. Вроде, с клапаном всё в порядке…
avatar
Клапан есть, судя по второй тяге. Но вот регулировок на ней я не вижу. Да и вряд ли они там могли быть: учебные пособия всегда стараются упростить максимально, чтоб нерадивые ученики не смогли привести их в негодность)
avatar
Вы совершенно правы: клапан имеет место быть, но устройство достаточно примитивное, регулировка осуществляется методом «подгона» длинны резьбового соединения рычага с поршнем. Больше — «никаких чудес»…
avatar
Респект вам за восстановление такого винтажного устройства. С интересом прочитал ваш рассказ. Не расстраивайтесь, возможно действительно не хватает давления, или паропроизводительность вашего котла маловата. А может просто так было задумано это наглядное пособие, чтобы не дай бог школьники его не запустили. Но тем не менее не опусайте руки, поизучайте еще литературу, может удасться запустить это чудо. С удовольствием посмотрел бы как она работает. Удачи!
avatar
Спасибо Вам за моральную поддержку Нашего Безнадёжного Предприятия! ))) Эта модель была задумана именно как действующая: и сам я, и родители мои помнят, как именно эту штуковину на уроке физики «разгоняли» с помощью спиртовки. Эх, найти бы к ней и аутентичный котёл!.. Но сомневаюсь, что это удастся.

Ладно, не будем опускать руки — запустим АгрегаДъ! ))) Тем более, что участники Сообщества уже дали кой-какие дельные советы.Вы пишете, что с удовольствием посмотрели бы, как оно работает? Я тоже с удовольствием бы посмотрел :) Значит, продолжаем работать, а там — снимаем видео, выкладываем здесь, и с удовольствием вместе смотрим. Договорились? ;-)
avatar
Вот что удалось найти в интернете, но Москва… darudar.org/gift/3550/#menu_tab
интересно у них заработало?
avatar
Вот-вот, моя очень похожа на неё, и была крашена такой же отвратительной и тусклой серой краской — скорее всего, тот же самый Павлово-Посадский завод выпускал, не иначе. Но тамошняя машина проще: она одноактовая, без клапана, а моя — с двумя поршнями.

То, чего я хочу добиться от своей, выглядит вот так: mozgochiny.ru/electronics-2/stimpank-generator-dlya-zaryadki-telefona/

Но там тоже машинка без клапана, к тому же англичанка… Но у парня получилось!
avatar
Как здОрово! +
Попробуйте кипятить воду над конфоркой газовой плиты, или каким-то другим способом увеличьте интенсивность кипения.
avatar
или горелочкой
avatar
Так чем Вам спиртовка — не горелка? Вроде, кипит ведь вода, и пар есть…
avatar
Да здесь уже рекомендовали для начала просто продуть её сжатым воздухом. Собственно, сейчас мне пока не так важен котёл: мне нужно убедиться, что машина за долгие годы на ниве службы Народному Просвещенiю не была окончательно убита, и что она — теоретически! — может работать после того, как я снабдил её прокладками. А с кипячением воды над конфоркой я уже доэксперементировался: мой первый, «эксперементальный» котёл (см. фото выше) рванул так, что никому не показалось мало.

Ладно, буду прогонять машину компрессором, и, если будет толк, возьмусь за сооружение нормального котла.
avatar
Почти все данные выше ответы правильны и могут являться теоретической причиной того, что паровая машина не работает. )
1) Меня насторожила фраза «Машина тихонечко пыхтела и плевалась отработаным кипятком» если машина выплёвывает кипяток (тобишь хоть и горячую, но всё же ЖИДКОСТЬ без пара) значит происходит конденсация пара и вся энергия тратится на нагревание корпуса цилиндра, а не на механическую работу. Проверить эту догадку можно как написал Андрей компрессором (например автомобильным компрессором для накачки шин).
2) Если работаете на пару — не стоит делать прокладки из кожи (от температуры и пара она набухнет и даст дополнительное трение)Лучше сделать из меди или латуни и использовать высокотемпературную гидрофобную силикиновую смазку типа Slk-33, или другую, которая не образует водной суспензии, как обычное моторное масло.
3) Не понятно устройство приводящего поршня. Желательно несколько фото и описание поршневого механизма со снятым кожухом, а лучше разобранным.
4) Если вторая тяга на фото действительно работает клапаном — проверьте регулировку клапана сброса давления (QEV). Желательно, чтобы фаза открытия начиналась при положении коленвала примерно 10-15 градусов до НМТ (нижей мёрткой точки поршня) а фаза закрытия соответственно 10-15 градусов до ВМТ (верхней мёртвой).
avatar
Спасибо Вам за столь развёрнутый ответ.

1. Этот пост я продублировал в соответствующем Сообществе Живого Журнала, и там сразу же всплыла тема сухопарника. Действительно, машина всасывает пар вместе с конденсатом. Заливая флягу на треть, я полагал, что оставшееся пространство и будет выполнять функцию сухопарника, но, видимо, ошибся. Теперь планирую делать уже нормальный котёл, соответствующий всем требованиям, а не заниматься рукоблудной самодельщиной. Естественно, предварительно придётся продуть машину автокомпрессором.

2. Я не совсем представляю, как сделать прокладки из меди или латуни — Вы хотите сказать, что поршни нужно по пазам обернуть латунной или медной проволокой подходящего диаметра? Если есть возможность, объясните, пожалуйста, поподробнее, что, как и из чего нужно изготовить. В качестве смазки я использовал оружейное масло, но предполагаю заменить его сразу же после испытания машины. Силиконовая смазка Slk-33 мне знакома, за подсказку благодарю.

3. Подробные фотографии машины в разобраном состоянии постараюсь сделать в самые ближайшие дни, и выложу их здесь же отдельным топиком с описанием. Специально скину Вам ссылку.

4. Относительно регулировки клапана — прошу подробной инструкции. Но, навыерное, уже после того, как будут выложены дополнительные фотографии (см. выше). Запуск машины проводился в положении, при котором коленвал находился под углом 90 градусов относительно мёртвой точки.
avatar
2) Да, вы всё поняли верно. По пазам на поршне оборачиваются кольца медной или латунной проволоки (желательно предварительно её «отпустить» при хорошей температуре дабы убрать существующие в ней структурные напряжения). Самое главное — подобрать диаметр проволоки примерно на в 1,3-1,5 раза больше зазора между поршнем и цилиндром. Далее колечко обёрнутой проволоки отрезается так, чтобы концы были под углом 45 градусов к оси проволоки( =//= )и при одевании его на поршень оставался зазор между концами кольца, равный примерно 1-2 диаметра проволоки.
Далее поршень с кольцом укладывается на ровную плоскую поверхность (подойдёт флакейзен или наковальня, или в крайнем случае гладкая доска из твёрдых пород дерева) и сверху прижимаете его второй плоской гладкой поверхностью и начинаете катать весь поршень в направлении вдоль паза, постепенно увеличивая силу нажатия и проверяя сошлись ли концы кольца (проволока будет вытягиваться и уплощаться). Периодически примеряйте входит ли поршень с кольцом в цилиндр. Если концы кольца сошлись, а поршень не входит, соответственно подрезайте или подпиливайте конец кольца на 1 мм и повторяйте операцию обкатки.
Со временем при должном упорстве с нескольких попыток можно добиться зазора между кольцом и цилиндром в несколько десятков микрон. Как всё подгоните — наглухо замажьте кольцо и паз Slk-33. (сей метод я как-то давно успешно использовал для старого пейнтбольного маркера и он держал давление в 450 psi.)
4) Если не трудно, мне бы на 4 фотки глянуть: «Положение коленвала в начальной фазе открытия клапана», «положение клапана в ВМТ», «Положение коленвала в начальной фазе закрытия клапана», «положение клапана в НМТ». Но сразу оговорюсь, что сам коленвал скорее всего сплошной (нет независимой регулировки для каздой тяги в отдельности) и пределы регулирования только за счёт люфтов и резьбы малы и составляют от силы 5-7 угловых градусов.
avatar
Спасибо Вам за подробную инструкцию относительно изготовления прокладок. В ближайшие выходные скатаюсь на нашу «блошку» за проволокой — у меня точно нет подходящей по диаметру — и постараюсь изготовить прокладки. Процесс мне полностью понятен, и сложностей не возникнет.

Фотографии завтра сделаю и выложу у себя на Яндексе, поставлю здесь ссылку. Сейчас нет смысла фотографировать: по опыту знаю, что мой аппарат при искусственном свете ничего не вытянет.

Коленвал сплошной, совершенно верно. Имеется небольшой люфт, который меня изрядно напрягает и огорчает…
avatar
Мне понравилось описание процесса:)).
Может вместо котла попробовать советскую скороварку.
Удачи вам в вашем «Безнадёжном Мероприятии» :)
  • AlD
  • +1
avatar
Спасибо :) Да здесь все уже советуют скороварку, но мне-то нужна не скороварка, а нормальный компактный котёл, работающий от спиртовки — именно такой, какой и приводил эту агре-гадину в действие Во Время Оно :)
avatar
Почему машина не запустилась? Все просто. Вглядитесь в размер котла и размер цилиндра. Они практически одинаковы. Чтоб запустить машину, закрывайте входной клапан и ждите пока не наберется давление. Только потом можно начинать раскачку.
avatar
Вглядываюсь в размер котла и в размер цилиндра. Объём котла — 1000 мл, объём шахты цилиндра — не более 150 мл. Они практически одинаковы???
комментарий был удален
avatar
С кипятильником — тема интересная, спасибо. Но я хотел бы проверить машинку именно путём нагрева воды в котле при помощи спиртовки или сухого горючего: ведь в дальнейшем предполагается именно эта процедура нагревания воды. А вот идея с насосиком от фонтана интересная, учту :) Спасибо за подсказку.

Насчёт клапанов: я вот тоже думаю, что проблема именно в этом. В паропровод, а из него и в машину захлёстывает кипяток, я не учёл наличие такой важной детали, как сухопарник. Вернее, думал, что сухопарником послужит верхняя часть фляги (воды во флягу заливал меньше половины) — а вот ведь, как получилось… Вы правы: флягу нужно ставить если и не ниже, то, во всяком случае, вертикально — и вертикально же выводить штуцер для паропровода. Кажется, именно в этом всё и дело. Ну что ж, работа дураков любит: займусь изготовлением нормального котла, вместо того, чтобы эксперементировать со всяким случайно подвернувшимся под руку барахлом.
avatar
Предлагаю в помощь некоторые результаты промышленного шпионажа
www.ministeam.com/acatalog/Wilesco_Steam_.html
может этой малости и не хватило…
Уж очень затея интересная, удачи.
avatar
Еще на тему пара www.youtube.com/watch?v=CqvXy7WzxAY
avatar
Спасибо Вам, но я не совсем понял насчёт «этой малости». Если не трудно, поясните, пожалуйста, что конкретно Вы имели в виду?
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.