Текст книги "Самодельные электрические и паровые двигатели"

Автор книги: Александр Абрамов

Соавторы: Павел Хлебников
сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 6 страниц)

Трубку для золотника лучше всего подыскать готовую. Ее диаметр должен быть 4 мм, а длина – 30 мм. Ее можно спаять самому из кусочка жести длиной 30 мм и шириной 13 мм. Аккуратно сверните жесть на гвозде и спаяйте встык (рис. 85, б).

В середине трубки пропилите круглым напильником отверстие диаметром 3 мм. Это отверстие не обязательно должно быть точно круглым: все равно оно закроется соединительной трубкой. Диаметр соединительной трубки – 4 лш, а длина ее – 5—б мм. Выпилите в ней полукруг, чтобы она точно приходилась к трубке золотника.

Сначала припаяйте соединительную трубку к цилиндру, затем привяжите тонкой проволочкой трубку золотника и медленно припаивайте ее узким паяльником. Если расплавится олово в месте соединения с цилиндром, это не страшно: проволока не даст трубке отскочить.

Когда припаяете, проверьте, не затекло ли олово внутрь золотниковой трубки, и если оно туда попало, осторожно выскребите шкуркой, навернутой на гвоздь.

Поршень цилиндра (рис. 85, в) соберите на тонком гвоздике длиной 10—12 мм. Сначала приготовьте две жестяные шайбочки диаметром 7 мм, полоску жести длиной 10 мм и шириной 3 мм и деревянный цилиндрик диаметром 6 мм. Этот цилиндрик нужно сделать очень точно.

Вырежьте из доски кубик со стороной 8 мм; волокна дерева должны итти по высоте кубика. Проткните его посредине шилом такой же толщины, как и гвоздик, заготовленный для сборки. Когда проткнете, осторожно обрезайте кубик ©округ до тех пор, пока не сделаете из него цилиндрик нужного диаметра. Теперь можете собрать поршень. Наденьте одну шайбу на гвоздик до шляпки, затем наденьте цилиндрик и вторую шайбу. В заготовленной жестяной полоске проткните три отверстия: одно в центре и два по краям. Средним отверстием наденьте ее на гвоздик после второй шайбы и припаяйте. Выступающий конец гвоздя откусите кусачками и загните концы полоски вверх. Получился П-образный хомутик для присоединения шатуна.

Шатун (рис. 85, г) выгните из железной проволоки толщиной 1,5 мм. Длину проволоки рассчитайте так, чтобы, когда загнете оба ее конца петельками, между центрами петелек' получилось 50 мм.

Один конец шатуна вставьте © хомутик поршйя; сквозь дырочки хомутика проденьте кусочек проволоки и слегка припаяйте ее к хомутику. Шатун должен совершенно свободно поворачиваться на оси. Другой конец шатуна наденется при сборке на кривошип 8 вала.

Поршенек (рис. 85, д) золотника собирается сразу на штоке. Отрежьте кусочек полутора миллиметровой проволоки длиной 25 мм. На конец ее наденьте две жестяные шайбочки диаметром 3 мм и припаяйте их к штоку на расстоянии 3 мм одна от другой.

Рис. 85. Детали машины.

Между шайбочками намотайте слоями вату, пропитанную машинным маслом. Намотайте столько ваты, чтобы поршенек довольно туго ходил о трубке золотника; потом, когда он немного поработает, пойдет легче. На расстоянии 17 мм от второй шайбочки загните шток под прямым углом, оставьте коней длиной 3 мм, а лишнюю проволоку отрежьте. Местом сгиба шток соединится с треугольником 13.

Треугольник (рис. 85, е) передает движение штоку золотника под прямым углом к тяге. Это прямоугольный треугольник, вырезанный из жести. Стороны его, образующие прямой угол, имеют длину: меньшая – 24 мм, а большая – 33 мм. В углах сделайте три отверстия; между отверстиями в правом углу и на короткой стороне – 19 мм, а на длинной – 28 мм.

Тяга треугольника (рис. 85, ж) выгибается из такой же проволоки, как и шатун поршня. С одной стороны она загибается петлей, которая наденется на кривошип 11 вала, а с другой стороны просто загибается под прямым углом, как шток золотникового поршенька. Сделайте ее длиной 75 мм, считая от центра петельки на одном конце, но загибать другой конец подождите: это сделаете при сборке машины.

Теперь займемся отливкой махового колеса. Это совсем нетрудно сделать самому. Колеса настоящих машин отливаются из чугуна или стали, но нам придется отлить из свинца, потому что чугун и сталь плавятся только при очень высокой температуре. Форму для отливки можно сделать деревянной.

Выпилите из 5-миллиметровой фанеры пять частей формы, показанной на рисунке 85, з. Прибейте их к какой-нибудь дощечке, чтобы получилось такое углубление, каким должен быть маховик. В центр забейте гвоздик такой же толщины, как и вал машины. Разведите в воде мелко растертый мел или зубной порошок, подбавьте очень немного клея и замажьте этой меловой замазкой все щели формы.

В коробочке от сапожной мази расплавьте пломбы или обрезки свинцового телефонного кабеля. Налейте расплавленный свинец немного выше краев формы. Когда свинец затвердеет, вытряхните маховик. Гвоздик, засевший в нем, покрутите плоскогубцами и выдерните. Опилите маховик напильником и можете надевать на вал.

Коленчатый вал выгибается из 2-миллиметровой проволоки (рис. 85, и). Хороша для него велосипедная спица. Длина вала между кривошипами – 36 мм. Длина кривошипов по 10 мм, а высота колен (плечи кривошипов) разная: для шатуна поршня – 8 мм, а для тяги золотника – 4 мм. Сначала выгните кривошип золотника, затем наденьте на вал маховик и тогда выгибайте второй кривошип. Поверните их один по отношению к другому так, чтобы они образовали прямой угол. Маховик припаяйте к валу у золотникового кривошипа.

Рис. 86. Схема величины хода поршня.

Самая большая скорость, которую может развить машина, зависит от величины так называемого хода поршня: чем большее расстояние проходит поршень в цилиндре, тем тихоходнее машина. При очень маленьком плече кривошипа поршень быстро ходит вперед и назад, а при большом плече поршень проходит большее расстояние и идет медленнее. Но зато при большом ходе поршня сила машины получается большей: ведь плечо кривошипа по отношению к валу является рычагом. Чем больше рычаг– кривошип, тем легче шатуну поршня поворачивать его, значит с тем большей силой шатун вращает вал.

Для этой машины мы выбрали ход, равный 16 мм. Так должно быть при высоте плеча 8 мм (рис. 86). Это как раз хороший ход поршня. Машина получается сильной и такой быстроходной, что на вал ее можно надеть гребной винт какой-нибудь плавающей модели, и он будет вращаться с достаточной скоростью.

Кривошип золотника так рассчитан, что ход поршенька равен примерно 5 мм. Диаметр отверстия, идущего в соединительную трубку, – 3 мм. Значит, поршенек проходит его на 1 мм вправо и влево. Тут взят маленький запас на случай недостаточно точного изготовления всех деталей. Это так называемый расчетный ход. В машине он получается несколько меньшим, потому что петелька тяги немного качается на кривошипе и загнутые концы тяги и штока поршенька немного качаются в отверстиях треугольника.

Теперь можно собрать машину. Обычно в самодельных машинах все части прибивают к деревяшкам, но лучше сделать все опоры из жести. На рисунке 87 даны чертежи жестяных фигур, из которых выгибаются опоры

Рис. 87. Развертки опор.

главного вала А, добавочного вала шкива Б, треугольника В и цилиндра Г. Опоры обоих валов сделаны по форме трапеции. Опора треугольника – трехгранная призма с крышкой в виде четверти круга. Так нужно сделать для того, чтобы треугольник скользил по крышке опоры и не выгибался вниз. Вниз его толкает тяга золотника.

Опоры цилиндра самые простые. Они выгнуты по форме буквы П, или, как говорят техники, имеют сечение швеллерного железа. Все опоры прибиваются гвоздиками к дощечке длиной 120 мм, шириной 90 мм и толщиной 10—12 мм. Дощечку обязательна нужно пропарафинировать, иначе от горячего пара и воды она разбухает, выгибается и нарушает регулировку машины. Сильно нагрейте дощечку и потрите ее кусочком парафина или стеарина от свечи. Парафин расплавится и пройдет во все щели.

Прежде чем прибивать опоры к дощечке, к ним нужно ярипаять все части машины. Где припаять швеллерные опоры цилиндра, видно на рисунке 88, а. В угол крышки трехгранной опоры треугольника впаяйте гвоздик острием вверх (рис. 88, б). Валы, конечно, не нужно припаивать к опорам, надо припаять подшипники.

Рис. 88. Готовые опоры.

Лучше всего сделать подшипники из медной звонковой проволоки диаметром 0,8 мм или 1 мм. Оберните кусочек проволоки вокруг вала четыре-пять раз, и подшипник готов (рис. 88, в). Он очень хорошо держит смазку в углублениях между витками проволоки и так просто изготовляется, то проще уже нельзя придумать. Хорош он еще и тем, что когда отверстие его увеличится от работы и вал станет болтаться, подшипник легко переменить, не разбирая машины: отпаять его с опоры, развернуть проволоку, навернуть новый кусочек, припаять—и все. Такие подшипники очень удобно ставить на все модели.

Прежде чем навертывать на вал подшипники, наденьте около маховика жестяную шайбочку, а около сгиба вала – два проволочных кольца, иначе сгиб вала будет заскакивать в подшипники. Одно кольцо, ближайшее к сгибу вала, припаяйте. Наверните на вал подшипники и можете припаивать их. Здесь задача – так припаять подшипники к опорам, чтобы не спаять их одновременно с валом. Натри* те вал графитом черного карандаша, слегка смажьте опоры паяльной жидкостью, раздвиньте подшипники на их места и припаяйте. К валу, покрытому графитом, олово не пристанет.

Когда припаяете оба подшипника, поверните вал несколько раз в одну и другую стороны, чтобы он пошел свободно. Олово быстро стирается, и сперва туго вращающийся вал скоро пойдет легко.

Можете пока не укреплять добавочный вал со шкивом, а собрать и испытать машину. Поставьте на дощечку опору с главным валом. Кривошип золотника должен быть сверху или снизу, а кривошип шатуна точно горизонталь* но. Наденьте на большой кривошип шатун поршня и поставьте на дощечку цилиндр с припаянными опорами. На меньший кривошип наденьте тягу золотника, поставьте опору треугольника, наденьте треугольник на ось и соедините с ним загнутый конец штока поршенька.

Все опоры нужно расставить так, чтобы шатун поршня пришелся посредине пальца кривошипа и точно под прямым углом к нему. Поршенек золотника передвиньте в центр трубки (в этом положении он закрывает отверстие соединительной трубки), опору треугольника поставьте так, чтобы длинная сторона его была точно параллельна валу машины. В этом положении тяга золотника должна стать под прямым углом к валу-машины, немного ближе к плечу кривошипа, чем к концу его (рис. 89). Когда правильно установите все части машины, маленькими гвоздиками прибейте опоры к дощечке.

Не забудьте, что должно остаться место для установки опоры с добавочным валом, видным на рисунках 82 и 83.

По обе стороны петелек шатуна и тяги наденьте кольца, свернутые из медной проволоки. Такие же кольца наденьте на загнутые концы тяги штока поршенька (под треугольником) и сверху на ось треугольника. Теперь можете отрегулировать машину.

Снимите петельку шатуна поршня с кривошипа и вдвиньте поршень примерно до середины цилиндра. На паровпускное отверстие (трубка золотника) наденьте резиновую трубку, другой конец резиновой трубки возьмите в рот и резко дуньте. Если поршень вылетит из цилиндра, значит отверстие в соединительную трубку не было закрыто поршеньком золотника. Передвиньте поршенек чуть– чуть вправо и снова резко дуньте. Проделайте это несколько раз, до тех пор, пока поршень не перестанет выскакивать из цилиндра.

Рис. 89. Схема сборки одноцилиндровой машины.

Теперь есть полная уверенность в том, что поршенек золотника закрывает отверстие в соединительную трубку. Отведите поршенек очень немного назад, чтобы снова чуть-чуть приоткрылось отверстие. Проверьте это, подув в трубку, и заканчивайте сборку.

Наденьте шатун поршня на кривошип, поставьте этот кривошип горизонтально (кривошип золотниковой тяги станет вертикально) и в этом положении загните конец тяги золотника под прямым углом, точно над отверстием треугольника. Лишний конец тяги откусите и наденьте на нее под треугольником проволочное кольцо. Еще лучше надеть на тягу и на шток золотника по два кольца с обеих сторон треугольника; эти кольца не дадут сгибам тяги и штока заскакивать в отверстия треугольника.

Можете пробовать работу машины. Налейте в котел воду, в спиртовку спирт, зажгите и дайте воде закипеть. Все трущиеся части машины смажьте маслом. С помощью резиновой трубки соедините трубку котла с трубкой золотника и поверните маховик. Машина должна сразу заработать. Сейчас же после сборки она идет медленно, с остановками, потому что туго движутся поршни, но очень скоро вал развивает полную скорость.

Если машина не пошла, снимите трубку паропровода и, вращая маховик, проверьте, правильно ли работает золотник. Проверьте правильность его работы при вращении маховика в разные стороны. Может быть, все дело лишь в том, что при первом пуске вы толкнули маховик не в ту сторону. Очень редко бывает, что машина отказывается работать. Правда, здесь может быть еще одно обстоятельство: котел дает мало пара. Попробуйте зажать плоскогубцами на одну-две минуты резиновую соединительную трубку, идущую от котла к машине, и накопить пар в котле, затем отпустите плоскогубцы и одновременно подтолкните маховик. Если все части сделаны правильно, машина обязательно пойдет.

Рис. 90. Добавочный вал.

Когда проверите работу машины, можете сделать добавочный вал (рис. 90). Он выгибается из двухмиллиметровой проволоки и сделан отдельно, потому что иначе трудно соединить его с валом. Так золотниковый кривошип вращает загнутый конец добавочного вала, и если даже этот вал неточно совпадает с валом машины, кривошип незаметно передвигается в загнутой части и совсем не тормозит. Очень выгодно делать именно такое «нежесткое» соединение.

Диаметр шкива можете взять примерно 15—20 мм, а если ставите машину на модель винтового парохода, сделайте добавочную ось длинной и просто на конец ее припаяйте гребной винт.

При пуске пара эта машина не всегда начинает сама работать. Конечно, если вал стоит в таком положении, как показано на правой части рисунка 84, и пар совсем не попадает в цилиндр, машина не может пойти. Но даже если вал стоит в таком положении, как вы видите в левой части рисунка 84, все равно нужно толкнуть вал. В таком положении хоть пар и давит на поршень, но шатун поршня прямо упирается в кривошип и не может сдвинуть его. Такое положение называется мертвой точкой. Достаточно немного повернуть вал, и шатун сам сможет толкнуть кривошип.

Во время работы машины маховое колесо выводит вал из мертвых точек. Можете запомнить, в каком положении вала происходит впуск пара в цилиндр, и тогда, если установите его предварительно, как только пустите пар, машина сразу заработает без подталкиваний.

Рис. .91. Вертикальная одноцилиндровая машина.

Рис. 92. Разрез вертикальной машины.

На описанном простейшем котле нет крана-вентиля.

Вместо вентиля можно просто зажимать плоскогубцами резиновую трубку паропровода. Очень хорошо идет машина, если зажать не надолго трубку, а затем сразу открыть ее, как мы делали при испытании машины. Пар с большой силой толкает поршень, вал машины моментально срывается с места и идет полным ходом.

Бывает, что в модели нет места для установки горизонтальной паровой машины. Тогда можно сделать ее вертикальной. И настоящие паровые машины часто делают такими.

На рисунках 91 и 92 показаны общий вид и разрез одноцилиндровой вертикальной паровой машины, собранной почти из тех же частей, что и горизонтальная; изменена только фигура коленчатого вала и иначе сделаны опоры всех частей.

Добавочный вал для шкива здесь совсем не нужен, так как один конец вала не имеет кривошипа, и шкив можно насадить сразу на вал машины.

На рисунке 93, а дан чертеж жестяной фигуры.

Рис. 93. Опора цилиндра, кронштейн золотника в основание одноцилиндровой машины.

Две такие части спаиваются вместе и образуют опору цилиндра. Треугольник укрепляется на жестяных кронштейнах, припаянных к цилиндру. Размеры кронштейна даны на рисунке 93, б. Верхние кромки кронштейна загнуты. Это сделано для того, чтобы придать им большую «жесткость».

Ось треугольника, передвигающего поршенек золотника, должна быть припаяна не к опорам-кронштейнам, а к самому треугольнику. Между ним и кронштейнами нужно заложить проволочные кольца.

Вся машина собирается на пропарафинированной деревянной дощечке длиной 105 мм и шириной 90 мм, с тремя вырезами для маховика и кривошипов вала (рис. 93, в). Три подшипника вала (проволочные спирали) припаиваются к полоскам жести 10 X 15 мм, которые прибиваются к дощечке. Размеры вала даны на рисунке 92. С наружных сторон крайних подшипников на вал припаиваются проволочные кольца; они не дают ему болтаться из стороны в сторону. Такие же кольца нужно припаять по обе стороны петелек шатуна и золотниковой тяги.

Жаротрубные и водотрубные котлы

Паровоз "Ракета" победил на состязаниях в 1829 году не только потому, что его строитель Джордж’ Стефенсон удачно сконструировал машину, – очень большое значение имела новая конструкция котла.

Со времени изобретения первой паровой машины многие изобретатели совершенствовали ее, а на котел никто не обращал внимания. Как был он "кастрюлей", так до Стефенсона "кастрюлей" и. остался. Но перед Стефенсоном стояла совсем особая задача. Его котел был на колесах. Машина расходовала много пара, и в обычных установках приходилось делать большой котел. Большой котел получался очень тяжелым и перетяжелял паровоз, а при маленьком котле машина паровоза не могла долго работать. Сначала приходилось "нагонять" пар в котле: закрывать вентиль, чтобы поднять давление пара. Затем открывали вентиль; машина работала, но вскоре останавливалась: пара опять нехватало. Машинист снова "нагонял" пар, опять паровоз шел и снова останавливался. На такой машине далеко не уедешь.

Котел "Ракеты" Стефенсона был устроен иначе. От топки вдоль всего котла шли трубы. Спереди паровоза все они выходили в особую коробку, из которой вверх шла дымовая труба. Нагретые-газьг из топки должны были пройти по трубам внутри котла и только тогда попадали в дымовую трубу. Таким образом топка нагревала сразу всю воду.

В таком котле очень сильно увеличилась, как говорят, площадь нагрева. Ведь все знают, что вода в низком чайнике или в кастрюльке закипает гораздо скорее, чем в высоком кофейнике такого же объема. Это потому, что дно чайника – его площадь нагрева – гораздо больше дна кофейника. Вот и в котле Стефенсона при большой площади нагрева очень быстро шло парообразование, и машина паровоза работала без перебоев. Оказалось, что при таком котле на нагревание воды идет гораздо меньше топлива, чем при простых котлах. Для паровоза это особенно важно.

Со времени Стефенсона прошло уже около ста лет. Сейчас есть очень много различных систем жаротрубных котлов, но почти все котлы паровозов устроены примерно так же, как и у "Ракеты" Стефенсона.

В котле нашей паровой машины тоже можно сделать несколько жаровых труб. Сверните их из жести, спаяйте "внакладку", проделайте отверстия в дне и в крышке котла, вставьте трубки в котел и припаяйте к крышке и ко дну. Трубки сделайте диаметром 8—9 мм. Котел станет давать гораздо больше пара, чем раньше. Но тут вот что может случиться: если пламя спиртовок будет очень большим и пройдет в трубки, они могут распаяться наверху, там, где кончается уровень воды.

Вода при нагревании отнимает тепло у стенок котла, и температура ее медленно повышается лишь при увеличении давления. В верхней части котла воды нет, а пар легко можно нагреть до очень высокой температуры. Когда пламя лижет те места котла, тде нет воды, они нагреваются до температуры плавления олова. Бывает, что от чайника, в котором налито мало воды, вдруг отваливается носик: значит, пламя прогрело места, не защищенные водой. Поэтому, когда подставите спиртовку под котел, следите за тем, чтобы пламя не попадало в трубки; пусть в них идут только нагретые газы. В настоящих котлах трубы не припаивают, а приклепывают или приваривают к стенкам котла, поэтому там нечему распаиваться.

Самодельные котлы часто выходят из строя потому, что не видно, когда в них выкипела почти вся вода. Совсем нетрудно сделать самому водомерное стекло.

Достаньте толстостенную стеклянную трубку внутренним диаметром 5—б мм. Из жести спаяйте две трубки", изогнутые под прямым углом. Впаяйте их у дна и у крышки котла и отрежьте стеклянную трубку такой длины, чтобы она как раз входила между ними. Наденьте на стеклянную трубку два кусочка резиновой трубки, вставьте ее на место и натяните резиновые трубки на жестяные (рис. 94, а). Перевяжите места соединений прочной ниткой и можете спокойно пользоваться котлом. Только следите за уровнем воды в стекле – и котел никогда не испортится.

Если решите поставить на котел всю полагающуюся арматуру, сделайте еще вентиль и предохранительный клапан.

Самый простой вентиль можно сделать, пристроив механизм, зажимающий резиновую трубку, идущую из котла. Устройство такого вентиля показано на рисунке 94, в.

В котел впаяйте трубку длиной 10 мм и наружным диаметром 7 мм. Она должна выступать на 5—6 мм над крышкой котла. Сделайте еще одну трубку такого же диаметра, но длиной 35—40 мм. На трубку котла наденьте обрезок резиновой трубки. В эту трубку вставьте заготовленную жестяную так, чтобы она не доходила до трубки котла на 10 мм. Места соединений хорошенько перевяжите ниткой или проволокой.

Из полумиллиметровой латуни или кровельного железа сверните цилиндр диаметром 25 мм, высотой 30 мм. Этот цилиндр нельзя делать из жести: она слишком тонка. Поставьте цилиндр на крышку котла и против середины свободного промежутка резиновой трубки отметьте на нем высоту установки двух направляющих проволок. Вставьте эти проволоки поперек цилиндра на расстоянии 15 мм одна от другой.

Из такой же латуни, как и цилиндр, сверните две "губки", которые будут зажимать резиновую трубку: одна "губка" – это трубка диаметром 4—5 мм и длиной 20 мм; вторая "губка" – полутрубка такой же длины. В обеих "губках" проткните шилом отверстия, точно совпадающие с положением направляющих проволок в цилиндре. Теперь вытащите прО)волоки из цилиндра и вставьте их опять" надев одновременно обе "губки". Припаяйте проволоки к цилиндру и сделайте маховичок вентиля с винтом. Маховичок сверните из проволоки и обожмите его крестообразным кусочком латуни. В центр впаяйте какой-нибудь длинный винт, а гайку винта припаяйте к цилиндру между направляющими проволоками.

Рис. 94. Самодельная арматура парового котла.

Готовое приспособление наденьте на трубку котла и припаяйте цилиндр к крышке котла в двух-трех местах.

Когда будете ввинчивать винт, он передвинет на проволоках круглую "губку" и прижмет ко второй "губке" резиновую трубку котла. Когда вывинтите винт, резиновая трубка будет стремиться снова стать круглой и оттолкнет "губку" обратно.

В других конструкциях самодельных вентилей из-за неточного изготовления частей кое-где проходит пар, а здесь этого быть не может. Сработается резиновая трубка, ее нетрудно заменить новой, и вентиль снова готов к действию.

Верхнюю трубку, на которую наденется резиновая трубка паропровода, можете прикрепить проволочкой к цилиндру вентиля.

Предохранительный клапан можно сделать рычажный или, как сейчас часто делают, пружинный.

Рычажный клапан показан на рисунке 94, б. Он так прост, что объяснять устройство его не нужно. Трубку, идущую из котла, можете сделать из патрончика мелкокалиберной винтовки, пробив снаружи дно патрончика большим гвоздем. Для пробки отрежьте кусочек пули мелкокалиберной винтовки и обработайте отверстие патрончика так, чтобы пулька плотно прилегала к нему. Рычаг выгните из толстой проволоки. Две стойки – для оси рычага и направляющую – сделайте из жести. Груз можете отлить из свинца.

Трубка и пробка пружинного клапана (рис. "94, г) – те же патрончик и пулька мелкокалиберной винтовки. Здесь надо предусмотреть возможность изменения давления пружины. Впаяйте в пульку обрезок велосипедной спицы с нарезкой, надев на нее предварительно укороченный ниппель спицы. Спица должна быть впаяна в пульку нарезным концом. Над клапаном припаяйте проволочный треножник, а на стержень пробки наденьте пружинку, свернутую из толстой балалаечной струны. Когда поднимете гайку вверх по резьбе, давление пружины увеличится; опустите вниз – давление пружины уменьшится.

Для маленькой паровой машины с цилиндром из патрона от револьвера "наган" объем котла, сделанного из консервной банки, достаточен. Но для машины с цилиндрами большего диаметра пар в таком котле образуется недостаточно быстро, и машина работает так, как в неудачных конструкциях первых паровозов, – все время приходится нагонять пар в котле. Если захотите сделать паровые машины большего размера, объем котла нужно сильно увеличивать.

Можно сделать водотрубный котел, например-такой, как показан на рисунке 95. Это котел системы инженера – Ярроу. Он называется водотрубным потому, что почти вся вода помещается в трубах, обогреваемых горячими газами топки, и таким образом сильно увеличивается поверхность нагрева.

Рис. 95. Фото самодельного котла Ярроу.

Рис. 96. Схема циркуляции воды в кастрюле.

Еще по одной причине этот котел дает много пара: в нем очень хорошо циркулирует вода. В обыкновенной кастрюле подогревается дно, вода нагревается внизу, поднимается вверх, а навстречу ей сверху спускается более холодная. Потоки воды смешиваются, мешают друг другу, вода в котле бурлит, и много тепла тратится зря (рис. 96).

В котле Ярроу дело происходит иначе. Больше всего нагреваются внутренние, ближайшие к огню трубки, и так как они расположены под большим углом вверх, нагретая вода легко поднимается по ним в барабан котла. Более холодная вода из барабана спускается вниз по наружным трубкам, не мешая потоку нагретой воды (рис. 97, слева). В котле Ярроу вода непрерывно циркулирует, хорошо поглощая тепло топки, и очень быстро обращается в пар.

Сделать такой котел нелегко и браться за него стоит только в том случае, если достанете цельные медные трубки подходящего диаметра. Спаивать трубки самому нельзя: они быстро дают течь и весь котел выходит из строя. Если достанете трубки и возьметесь за изготовление котла Ярроу, обратите самое серьезное внимание на впайку трубок. Лучше всего припаивать их не снаружи, а изнутри до свертывания барабана и нижних соединительных пол утру бок. Когда заложите трубки в отверстия заготовок барабана и * полутрубок, оберните каждую трубку медным проволочным кольцом и залейте оловом. После впайки всех трубок сверните и спаяйте барабан котла и соединительные полутрубки. Такой способ изготовления обеспечит надежную работу котла.

Рис. 97. Слева—схема циркуляции воды в котле Ярроу, справа – схема котла Ярроу с U-образными трубками.

Котел Ярроу можно сделать и проще. Медные трубки изгибаются в виде буквы U и обоими концами впаиваются в барабан котла (рис. 97, справа). Это дает возможность обойтись без соединительных полутрубок внизу и вдвое уменьшает число впаек.

Такой котел, даже небольших размеров, будет давать очень много пара, и его выгодно ставить на движущиеся модели, где вес котла имеет очень большое значение.

Очень хорошо работает котел Ярроу, но есть у него один существенный недостаток: на большое количество воды он получается слишком громоздким. В настоящих котлах этого недостатка нет, потому что в них все время подкачивается вода, а нам в модели этого не сделать. Вместе с тем котлы, вмещающие много воды, нужны для мощных паровых машин – скажем, для двухцилиндровой машины, описанной в этой книге.

Рис. 98. Фото самодельного вертикального парового котла.

Юные техники часто делают простые паровые котлы с жаровой трубой посредине. Мы попробовали сделать такой котел больших размеров из литровой консервной банки (рис. 98), но он оказался совсем негодным: все время отпаивалась жаровая труба в месте соприкосновения ее с верхней крышкой котла.

Такие котлы маленького размера работают потому, что тяга в них значительно меньше и температура газов, доходящих до верхней крышки, ниже. А в этом котле, объемом в 1 л, никак нельзя уберечься от распайки.

Самый простой котел, емкостью в 1,5—2 л воды, мы сделали из... кастрюли (рис. 99). Этот котел обладает многими недостатками, о которых мы уже говорили, но если нагревать его на примусе, он дает столько пара, что наша двухцилиндровая машина работает полным ходом сколько угодно времени.

Пожалуй, не стоит описывать, как сделать этот котел. Ведь⁴ арматура котла уже описана, а припаять крышку к кастрюле всякий сумеет.

Если достанете большой лист латуни толщиной 0,5 мм, можете сделать очень хороший так называемый корнваллийский котел (рис. 100).

Рис. 99. Фото. Паровой котел из кастрюли.

Рис. 100. Схема простого корнваллийского котла.

Это горизонтальный жаротрубный котел с одной большой жаровой трубой. Труба в нем помещена не в центре, а смещена в сторону и вниз, благодаря чему создается хорошая круговая циркуляция воды (рис.

100, справа). Этот котел можно нагревать спиртовкой с несколькими фитилями только у передней стенки котла; дальше огонь будет втягиваться в трубу и омывать всю ее. Корнваллийский котел можете сделать любых размеров, придерживаясь таких соотношений: диаметр жаровой трубы берется в два раза меньший, чем диаметр котла, а длина котла должна быть хотя бы в два раза больше диаметра котла. В настоящих котлах длина обычно берется в четыре-пять раз больше диаметра.

Еще лучше будет работать самодельный корнваллийский котел, если в свободную часть жаровой трубы вставить трубчатую батарею для увеличения поверхности нагрева.

Ее можно сделать в виде спирали, один конец которой впаян снизу котла, а другой сквозь верхнюю стенку жаровой трубы входит в котел (рис. 101, вверху).

В маленьком корнваллийском котле трубку можно не свертывать спиралью, а просто изогнуть так, как показано на рисунке 101 (в середине). Если позволит место, можно впаять рядом две такие трубки.

Выходящие из котла газы имеют еще довольно высокую температуру, и их можно использовать для перегрева пара (рис. 101, внизу), что значительно улучшает работу котла.

Теперь вам остается только выбрать конструкцию котла, в зависимости от имеющихся материалов, и можете браться за изготовление.

Рис. 101. Наверху – корнваллийский котел со спиралью, ниже—у котла вместо спирали две трубки, внизу – котел со спиралью и пароперегревателем.

Двухцилиндровые паровые машины

Одноцилиндровые машины с впуском пара с одной стороны поршня плохи тем, что в нкх пар работает только то время, пока вал делает половину оборота; вторую половину оборота вал вращается инерцией маховика, потом опять полоборота работает пар, и снова маховик заставляет поршень передвинуться обратно.