Образование нагара в цилиндровых и золотниковых полостях паровозов, работающих перегретым паром, ведет к ускоренному износу рабочих поверхностей цилиндров, поршневых колец, золотниковых втулок, золотниковых колец, а также набивки цилиндровых и золотниковых сальников, с неизбежными последующими пропуском пара и понижением экономичности паровоза.
Стремление использовать для этой цели бай - пассы и клапаны Рикура, применявшиеся еще на паровозах с насыщенным паром, не принесло желаемых результатов. Применявшийся отдельными машинистами способ езды на уклонах с малым открытием регулятора, вместо его полного закрытия, давал хорошие результаты, но не нашел общего признания вследствие зависимости получаемых результатов от индивидуальных качеств отдельных лиц. Следующим шагом в смысле борьбы с образованием нагара было применение паро-воздушных клапанов, представляющих сочетание клапанов Рикура с паровыми клапанами. При закрытии регулятора, клапан Рикура, при своем подъеме, открывает небольшой паровой клапан.
Таким образом, в цилиндры поступает воздух с примесью пара, который до известной степени нейтрализует вредное влияние воздуха на смазку цилиндров.
В противовес всем этим приборам, предполагающим впуск в цилиндры только воздуха или воздуха с примесью пара, предлагается прибор для езды с закрытым регулятором, основанный на полном недопущении воздуха в цилиндры. Весьма важным обстоятельством при езде с закрытым регулятором является то, что никогда не надо прекращать совершенно впуска пара в цилиндры до полной остановки паровоза, с целью предотвратить попадание воздуха в цилиндры, который просочился бы туда, если бы впуск пара был совершенно прекращен и образован частичный вакуум. Воздух содержит кислород, который, будучи смешан с парами масла, дает вспышку при высоких температурах, обусловленных применением перегретого пара, и образует нагар, который затем быстро истирает рабочую поверхность цилиндра и поршневые кольца. Это происходит в течение первых нескольких оборотов, так как в это время цилиндры особенно горячи.
В предлагаемом приборе в основу положены изменения количества пара, подаваемого в цилиндры, пропорционально изменению числа ходов поршня в единицу времени при совершенной автоматичности его действия, дабы поставить его действие в полную независимость от личной характеристики машиниста. Прибор предлагается в двух вариантах, отличающихся один от другого конструкциею верхнего парового клапана. Первый вариант предполагает применение двухседельного клапана, второй вариант - разгруженного односедельного клапана. В остальных частях оба варианта аналогичны. Прибор устанавливается на камере перегретого пара коробки перегревателя с тем, чтобы в цилиндры подавался при езде с закрытым регулятором насыщенный, а не перегретый пар, в силу значительно лучших смазывающих и охлаждающих свойств насыщенного пара.
Принимается минимальное допустимое давление в цилиндрах при приборе равным одной абсолютной атмосфере, так как при таком давлении насасывания из дымовой коробки или из атмосферы происходить не будет.
На фиг. 1 изображен продольный разрез прибора по I-му варианту, на фиг. 2 - тоже по II-му варианту, и на фиг. 3-виды сбоку и спереди привода от регулятора.
Устройство первого варианта прибора следующее (фиг. 1): к корпусу 2 прибора, устанавливаемого на камере перегревателя (полость корпуса сообщается с отделением насыщенного пара), снизу крепится коробка I, в цилиндрической полости которой может перемещаться клапан - поршень 5, имеющий стержень 8, выходящий через пробку II наружу своим нижним концом, снабженным квадратом, за который можно поворачивать поршень - клапан. В полости корпуса 2 прибора имеется пар того же давления, как и в камере перегревателя. Пружина I0 подобрана по размерам и нажата пробкою II так, что поршень-клапан начинает отрываться от своего седла при давлении пара около 1,8-1,9 атмосфер манометрических. При последующем своем подъеме, вызываемом дальнейшим падением давления, поршень-клапан упирается в нижний конец маленького клапана 7, имеющего свое седло в сумкообразной верхней полости корпуса 2, и приподнимает его, при чем насыщенный пар, поступающий из котла в верхнюю полость корпуса 2, через внутренний канал двухседельного уравновешенного клапана 6, его нижние боковые вырезы и боковые каналы в хвостовике клапана 7 поступает в полость корпуса 2, камеру перегревателя и далее в цилиндры. При невысоких скоростях паровоза открытия одного только клапана 7 достаточно для предупреждения образования вакуума в цилиндрах (давление в них будет поддерживаться несколько выше атмосферного). При повышении скорости паровоза открытия одного малого клапана будет недостаточно, и продолжающееся некоторое дальнейшее понижение давления вызовет дальнейший подъем поршня клапана, и, следовательно, дальнейший подъем малого клапана 7, который кольцевым своим упором поднимет верхний клапан 6. Количество пара, поступающего через клапан 6 при соответствующем его подъеме, будет достаточно для предупреждения вакуума при наибольшем числе ходов поршня, допускаемом на паровозе. При открытии регулятора и повышении давления в камере перегревателя примерно сверх 0,2 атмосфер манометрических поршень - клапан начнет опускаться и прекратится тем самым впуск насыщенного пара через клапаны 6 и 7.
Насыщенный пар поступает в верхнюю полость корпуса 2 по трубопроводу, соединенному с пусковым краном 1 (фиг. 3), установленным на лобовом листе топки и сообщающимся с паровым пространством котла посредством стойки 7. Пробка 2 этого крана рукояткою 6 и тягою I2 соединена с рычагом II, имеющим возможность поворачиваться около оси I0. Противоположный конец рычага II выполнен в виде рукоятки, могущей двигаться при посредстве собачки (замыкателя) I3 и планки I8 совместно с регулятором. Рукояткою I6, действующею на собачку I3, рычаг II может быть разобщен от регулятора. Когда регулятор закрыт, то сцепленный с ним вышеописанным путем пусковой кран I-2 открыт и наоборот. Во время поездки пусковой кран все время сцеплен с регулятором. По окончании поездки пусковой кран должен быть расцеплен от регулятора при посредстве рукоятки I6 и поставлен в закрытое положение.
Видоизменение прибора (фиг. 2) отличается от прибора, согласно фиг. 1, тем, что вместо двухседельного верхнего клапана 6 применен односедельный уравновешенный клапан 6. Уравновешение или разгрузка клапана достигается тем, что клапан 6 имеет в верхней части цилиндрический чашкообразный отросток, который входит в соответствующий отросток крышки 4 корпуса 2 и может в нем с небольшим зазором перемещаться. Сбоку отросток клапана 6 имеет маленькое отверстие, которым полость, образуемая отростками деталей 6 и 4, сообщается с полостью насыщенного пара в верхней части корпуса 2. Таким образом, при закрытых клапанах 6 и 7, благодаря этому отверстию и небольшому зазору между цилиндрическими отростками, клапан 6 прижимается к своему седлу полным котловым давлением пара. При подъеме малого клапана 7 в полости, образуемой цилиндрическими отростками сверху клапана 6, давление пара значительно падает, он разгружается и может быть приподнят соответствующим перемещением нижнего клапана - поршня 6. Как и в первом варианте, количество насыщенного пара, поступающего в цилиндры, изменяется с изменением подъема клапана 6 в зависимости от подъема поршня - клапана 5, в свою очередь обусловленного соответствующим падением давления пара в цилиндрах, камере перегревателя и полости корпуса 2, как уже указано выше.
Прибор может быть применен без привода, соединяющего пусковой кран с рукояткою регулятора. В этом случае пусковой кран должен быть открыт машинистом в начале поездки и закрыт только по окончании таковой.
1. Прибор для езды с закрытым регулятором для паровозов, характеризующийся применением сочлененной с камерой насыщенного пара коробки 1 (фиг 1), содержащей поршневой клапан 5, отрегулированный пружинами 10, 12 и при своем подъеме открывающий малый паровой клапан 7, расположенный внутри полого двухседельного парового клапана 6 и подымающий его при упоре в его днище.
2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 прибора, отличающееся применением взамен клапана 6 односедельного клапана 6 (фиг. 2), уравновешенного чашкой, входящею в направляющую крышки 4, причем клапан 7 открывается клапаном 5 не непосредственно, а при помощи вспомогательного стержня 19.
3. В применении к охарактеризованному в п. 1 и 2 прибору, привод (фиг. 3) от регулятора, в коем рукоятка крана 1 или клапана, впускающего пар в коробку прибора, сочленена с рычагом 11, поворотным на регуляторном валу и снабженным собачкой 13, смыкающей его с рукоятью регулятора.
