А. Абрамов - Самодельные электрические и паровые двигатели
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.
Одноцилиндровые машины двойного действия — те, в которых пар впускается то с одной, т,о с другой стороны поршня — вращают вал в течение всего оборота. Маховику остается только переводить вал через мертвые точки и сообщать ему плавный ход. Но такие машины трудно делать самому, и лучше заменить их двухцилиндровыми, с впуском пара с одной стороны поршня. В таких машинах полоборота работает один цилиндр, а полоборота — другой.
Рис. 102. Двухцилиндровая паровая машина.
Самодельная двухцилиндровая горизонтальная машина показана на рисунках 102 и 103. Она очень похожа на одноцилиндровую, но диаметр цилиндров ее больше. Для них взяты не патроны револьвера "наган", а патроны охотничьего ружья калибра № 28. Золотник поршневой, но передвигается он не треугольником, а эксцентриком, и на штоке укреплен не один поршенек, а два (рис. 104).
Пар впускается между поршеньками и, когда они стоят в положении, показанном на рисунке 104, а, входит в правый цилиндр, а из левого свободно выходит в атмосферу. Когда эксцентрик поворачивается в положение, которое вы видите на рисунке 104, б, пар попадает в левый цилиндр, а из правого выходит.
Если диаметр цилиндра больше, приходится увеличить толщину коленчатого вала и вес маховика. Изменяется и расположение частей: золотник помещается между цилиндрами, и оба конца вала свободны.
Рис. 103. Фото. Двухцилиндровая паровая машина.
Вся машина собрана не на отдельных опорах, а на так называемой ферме, изготовленной из жести. Но ферму нужно сделать, как настоящее инженерное сооружение, иначе жесть окажется слишком тонким материалом. Секрет в том, что ферма спаяна не просто из полосок жести, а все части изогнуты,^ как угловое железо. Конструкция получается простой, прочной и (легкой. Такую ферму можно собрать из разных сортов железа, но вполне достаточен самый простой профиль — прямой угол. Такое железо техники часто называют не "угловое железо", а коротко — "уголок". Профилируя жесть, можно заменять ею деревянные части или те части, которые должны были быть сделаны из толстого железа. В первой паровой машине вал, цилиндр и треугольник можно было поставить или на деревяшках, или на стойках толстого железа. А изогнули мы жесть, и оказалось, что она достаточно прочный материал для опор. Так же пользовались мы жестью и при изготовлении электромоторов.
Поршни, обмотанные ватой, хорошо работают в цилиндрах небольшого диаметра; здесь придется сделать их иначе. От двух ружейных патронов калибра № 28 отрежьте ободки шириной 10 мм.
Отверстия донышек патрона запаяйте и вычистите патроны изнутри мелкой шкуркой. Патроны обязательно нужно укоротить, потому что они конусные, особенно к открытым концам.
Рис. 104. Схема работы двухпоршенькового золотника.
Из отрезанных ободков сделайте поршни. Прорежьте ободок напильником вдоль, сожмите и вставьте в цилиндр. Если он не войдет, распиливайте щель до тех пор, пока не подгоните точно по внутреннему диаметру цилиндра. Пусть он входит туго — после опилите. Вставьте подогнанный ободок до половины в цилиндр и вырежьте к нему крышечку, входящую внутрь (рис. 105, а). Для крышек поршней и для нескольких других мелких деталей нужно достать латунь толщиной 0,5 мм.
Д каждому поршню вырежьте из латуни по два угольничка для осей шатунов. Спаять поршни — дело хитрое. Выньте из цилиндра ободок со вставленной в него крышкой и туго перевяжите тонкой проволокой, чтобы крышка не выпадала. Поставьте поршенек на стол, наложите на крышку угольнички — и можете паять. Угольнички лучше наложить на крышку не отдельно один от другого, а связанными тонкой проволокой с деревянной прокладкой между ними. Толщина прокладки—1 — 1,5 мм.
Промажьте все места спайки паяльной жидкостью, наберите на паяльник побольше олова и сразу пропаяйте так, чтобы угольнички припаялись к крышке, а крышка — к ободку (рис. 105, б). Конечно, все части должны быть хорошо вычищены шкуркой или промыты в растворе поташа, иначе их никогда не спаять. Не снимая проволоки, стягивающей ободок, запаяйте место стыка, срежьте проволоку — и поршень готов.
Так же спаяйте поршень ко второму цилиндру и сделайте к ним шатуны.
Рис. 105. Изготовление цилиндра и поршня.
На одном конце шатуна (рис. 105, в) —петелька, а на другом — специальный захват для шейки колена вала. В одноцилиндровой машине шатун надевался на палец кривошипа, а здесь палец закрыт плечиками с обеих сторон. К прямому Концу шатуна припаяйте две полоски латуни; получится вилка, которую можно будет надевать на шейку вала. Чтобы вилка не соскакивала, на концах полосок сделайте отверстия и подгоните к ним кусочки проволоки. Заложите петельку шатуна между угольниками поршня и вставьте ось.
