Перейти к содержанию
Маks

Корлисс

Рекомендуемые сообщения

Здравствуйте!

Пролистал все 13 страниц тем, но нигде не нашел про машины Корлисса.

Ткните, пожалуйста, где искать. Кто занимается именно этим типом машин?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Я одно время тоже искал информацию по ним, но ничего внятного не нашел. Особенность - 4 пути для пара, кто-то считает, что парораспределение крановое, кто-то говорит, что там интересный привод золотника через вращение.

 815285951_1952_V_K_Bogomazov_Parovye_dvigateli.djvu-WinDjView2021-10-0814_04_13.thumb.png.cf359ff3d36173081c6afedd7f17954d.png

Изменено пользователем EvilSpirit

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Это упрощенная схема, в которой никак не регулируется отсечка впуска.

Полностью машина выглядит так

А вот механизм управления впускным клапаном во всей его красе

Долго бился мой IQ, пока разобрался, как он работает.

Повторять такую конструкцию - это уже за гранью добра и зла.

Придумал схему, в которой открытие клапана происходит механически, тягой с длинным пазом в конце ее хода, при этом рычаг клапана примагничивается к сердечнику заранее запитанного соленоида и удерживается.

Питанием соленоидов управляют металлочувствительные датчики, которые находятся напротив маховика.

На маховике для датчиков установлена металлическая деталь специальной формы.

Датчики имеют возможность двигаться по направляющим от оси маховика то на больший, то на меньший радиус с помощью механизма из шестеренки и двух зубчатых реек (как в принтере центрируется бумага).

Чем дальше датчики от центра, тем больший угол поворота маховика от ВМТ датчик "видит" ту фигурную деталь.

Пока он ее "видит", соленоид удерживает клапан открытым, идет впуск.

Кода же маховик прошел, например, 90 град после начала впуска, фигурная деталь уходит из-под датчика, соленоид обесточивается, и под действием пружины клапан закрывается, происходит отсечка

42775547093fc44d96e7c86f77b8a683.jpg 

77814_stm_rcgear_lg.gif 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мне кажется, нет смысла извращаться с такими конструкциями, разве что для повторения истории, или забавы ради. Есть же нормальное решение: клапаны и кулачки. Кулачки можно вытачивать любые, методом сдвига кулачка можно менять профиль на ходу. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Кулачки не подходят, потому что для изменения мощности потребуется остановка машины, а в моем варианте мощность будет регулироваться вращением ручки на оси той шестеренки, которая раздвигает зубчатые рейки. Просто, как будто ручку громкости крутишь.

К тому же, эту ручку можно будет связать с гувернером, ну это тот вертикальный вал с двумя грузиками, расходящимися от центробежной силы. И тогда машина будет сама поддерживать заданные обороты. Это особенно нужно, если используется генератор переменного тока, и нужно выдерживать частоту.

Я так понял, что Корлисс - это стационарная однорежимная машина с высоким КПД. Там кран подачи пара открыт на полную, нет дросселирования, а мощность изменяется только моментом отсечки.

Т.е. люди сначала переплачивали за его сложность, но потом экономили на топливе

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Маks сказал:

Кулачки не подходят, потому что для изменения мощности потребуется остановка машины, а в моем варианте мощность будет регулироваться вращением ручки на оси той шестеренки, которая раздвигает зубчатые рейки. Просто, как будто ручку громкости крутишь.

Не требуется. Фазовращатели же не требуют остановки ДВС. Тут принцип тот же - сдвигаем кулачек плавно влево-вправо, у него ширина выступа переменная. А привод можно "ручкой громкости сделать". Опять же, надо делать редуктор давления, чтобы достигнуть реально экономичного изменения мощности.

1 час назад, Маks сказал:

Я так понял, что Корлисс - это стационарная однорежимная машина с высоким КПД

Все это в любом двигателе можно реализовать, Уж больно сложный этот Корлисс, да и крановое парораспределение, насколько бы простым оно ни казалось, не работает на хорошо перегретом паре. Уж лучше простой золотник с фазовращателями. Кстати, вроде как несложно сделать фазовращатель из двух редукторов от шуруповертов. А высокий КПД берется только при выполнении условия: 100% / степень наполнения  =  давление в барах. То есть, выставляем отсечку в 25%, будьте добры снизить давление на входе до 4 атмосфер, чтобы получать полное расширение пара (до атмосферного давления). В вашем случае, при давлении в 16 атмосфер отсечку в районе 6% почти нереально выполнить. Тут либо клапаны с околонулевыми мертвыми объемами и кулачком на маховике (больше радиус кулачка - меньше возможная отсечка). Либо двукратное расширение, где отсечка делается только у цилиндра высокого давления.

 

Изменено пользователем EvilSpirit

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Можно фотки или картинки механизмов с такими кулачками?

Почему не работает крановое на перегретом паре? Разве цилиндр, качающийся на 30 градусов не лучше золотника, который носится туда - сюда? Правда, есть один минус - клапаны Корлисса испытывают на себе радиальное усилие от давления пара.

Про шуруповерты не понял.

Я не думаю, что отсечка будет на очень малых градусах, потому что машина будет работать между половиной и максимумом мощности. А разве давление пара падает по линейной зависимости от хода поршня? Насколько помню эти диаграммы - там кривые линии. Потому что и объем растет, и температура падает.

Я считаю, что дросселирование - это всегда зло, хоть в гидравлике, хоть в пневматике. Пустая трата энергии.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 минут назад, Маks сказал:

Я не думаю, что отсечка будет на очень малых градусах, потому что машина будет работать между половиной и максимумом мощности.

Если не стоит задача сделать модель машины Корлисса, а хочется просто сделать паровую машину, при этом нет необходимости в малых отсечках, то проще сделать обычную паровую машину с золотниковым парораспределением и автоматической регулировкой степени наполнения. Регулировку можно делать за счет изменения экцентриситета экцентрика встроеным центробежным регулятором (например как это было сделано на локомобилях последних лет выпуска (П-25, П-75 и др.) или внешним регулятором, который будет воздействовать не на дроссель а на кулисный механизм.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Я смотрел, как работает кулисный механизм паровоза. Типа, чем ближе к центру кулисы, тем меньше ход золотника и меньше подача пара.

Но ведь золотник с кривошипным приводом движется очень медленно. Фактически при этом сам становится дросселем, впустую гасящим энергию пара, который протискивается через медленно открывающуюся щель.

Я здесь про то, чтобы впуск и отсечка были резкими, чтобы скорость срабатывания клапанов на порядок превышала скорость поршня. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
26 минут назад, Маks сказал:

Но ведь золотник с кривошипным приводом движется очень медленно

С той же скоростью, что и поршень.

26 минут назад, Маks сказал:

Фактически при этом сам становится дросселем, впустую гасящим энергию пара, который протискивается через медленно открывающуюся щель

Если размеры парораспредилительного механизма рассчитаны верно, то этой щели достаточно. Другое дело, когда речь идет об очень малых отсечках, тогда ширины щели не хватает и она становится "дросселем".

35 минут назад, Маks сказал:

Я здесь про то, чтобы впуск и отсечка были резкими, чтобы скорость срабатывания клапанов на порядок превышала скорость поршня.

Да я не против. Но я не вижу в этом нужды, когда речь идет о наполнении цилиндра 30% и более. А нормально работающий клапанный механизм с изменяемой степенью наполнения сделать сложнее чем золотниковый.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ну, я запал на то, что про него пишут:

"Двигатели, оснащенные клапанным редуктором Corliss, обеспечивали наилучший тепловой КПД среди всех типов стационарных паровых двигателей до усовершенствования прямоточных паровых двигателей"

"Двигатели Corliss обычно были примерно на 30 процентов более экономичными, чем обычные паровые двигатели с фиксированной отсечкой".

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
12 часов назад, Маks сказал:

Разве цилиндр, качающийся на 30 градусов не лучше золотника, который носится туда - сюда?

На качающемся цилиндре отсечки быть не может, наполнение 100%. Ну и при заявленных давлениях прижим качающегося цилиндра должен быть серьезным, а это дополнительное трение.

12 часов назад, Маks сказал:

Про шуруповерты не понял.

Для обычного золотника отсечку можно регулировать смещением угла кривошипа золотника относительно основного кривошипа. Так вот, с помощью двух планетарных редукторов можно это реализовать.

12 часов назад, Маks сказал:

Я не думаю, что отсечка будет на очень малых градусах, потому что машина будет работать между половиной и максимумом мощности. А разве давление пара падает по линейной зависимости от хода поршня? Насколько помню эти диаграммы - там кривые линии. Потому что и объем растет, и температура падает.

Да, я утрированно сказал про отсечку. Конечно, там не все линейно, но смысл приблизительно такой. Если на 16 атмосфер сделать отесечку 25 процентов, двигатель будет работать со звуком, как у ДВС: пар, который не до конца расширился, будет со звуком вылетать в трубу, и энергия расширения будет тратиться впустую. 

12 часов назад, Маks сказал:

Я считаю, что дросселирование - это всегда зло, хоть в гидравлике, хоть в пневматике. Пустая трата энергии.

Я поднимал вопрос про дросселирование, хотелось бы понять сущность этого процесса. Куда тратится эта энергия, если не на нагрев? Куда она теряется?

10 часов назад, Маks сказал:

Двигатели, оснащенные клапанным редуктором Corliss, обеспечивали наилучший тепловой КПД среди всех типов стационарных паровых двигателей до усовершенствования прямоточных паровых двигателей

КПД, о котором идет речь - проценты и копейки. Гораздо важнее понимать, что повышением давления, например, до 40атм, можно повысить КПД значительным образом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
12 часов назад, EvilSpirit сказал:

Я поднимал вопрос про дросселирование, хотелось бы понять сущность этого процесса. Куда тратится эта энергия, если не на нагрев? Куда она теряется?

Дроссель изменяет сечение парового канала. Сделав малую щель пар не успевает протиснуться в нее в полном объеме и то количество, что смогло протиснуться, попав в паропровод за дросселем расширяется и теряет часть своего давления. Это его основная сущность, но к этому можно добавить некоторые потери давления из-за потерь кинетической энергии пара в связи с возросшим трением при проходе через узкую щель и возможными изменениями направления движения пара в дросселе.

А чтобы лучше понять почему регулирование отсечкой выгоднее чем дросселем предлагаю рассмотреть такой пример. Допустим у нас есть паровая машина двойного действия с цилиндром объемом 0,5 литра, которая при 100% наполнении паром с давлением 10атм делает 1000 об/мин и выдает какую-то мощность. В какой-то момент нагрузка на вал паровой машины уменьшилась в 2 раза и нам надо уменьшить мощность паровой машины в 2 раза, чтобы сохранить те же обороты. Это можно сделать только уменьшив давление на поршень в 2 раза. Теперь как это можно сделать:

1. Дросселем, уменьшив давление на входе в 2 раза, т.е. до 5 атм. Считаем расход пара за час в кубометрах: 0,5л*2*1000об/мин*60мин /1000 = 60 кубометров. По таблице свойств насыщенного пара определяем, что 1 кубометр пара с давлением 5атм весит 2,621кг. Следовательно расход пара в кг/ч будет: 60*2,621=157,26кг/ч

2.Изменением степени наполнения цилиндра (отсечкой). Нужно подобрать отсечку при которой среднее давление на поршень уменьшится в 2 раза. Для этого я обычно пользуюсь таблицей из книги В.А. Аничкова "Морские паровые машины" 1483619852_.thumb.jpg.51b4171a5c5751e83492adfcf32a404b.jpg Как видно из этой таблицы, для степени наполнения 0,19 (отсечка 19%) соответствует среднее давление на поршень 0,506 от давления на входе в паровую машину. Считаем расход пара за час в кубометрах: 0,5л*2*1000об/мин*60мин*0,19 /1000 = 11,4 кубометров. 1 кубометр пара с давлением 10атм весит 5,049кг. Следовательно расход пара в кг/ч будет: 11,4*5,049=57,56кг/ч Расход пара получился почти в 3 раза меньше по сравнению с регулированием дросселем.

Но это без учета тепловых и прочих потерь, которые с уменьшением степени наполнения начинают существенно возрастать (отсюда и многократное расширение и необходимость разных каналов для свежего и мятого пара, а также замена золотников на клапаны). Поэтому для получения нужной мощности скорее всего степень наполнения будет 0,25-0,3. Но все равно при этом расход пара будет ниже чем при дроссельном регулировании. Другое дело, что не все парораспределительные механизмы могут обеспечить нормальную работу с очень малыми отсечками, поэтому там, где нужен большой разброс мощности (например паровоз) применяют комбинированное регулирование.

 

 

Изменено пользователем КДЕ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Непонятка вышла. Под качающимся цилиндром я имел ввиду клапан Корлисса. 

Ну по сути пробковый кран.

Дмитрий, спасибо, что поддержали. 

Дросселирование всегда приводит к потери мощности и нагреву.

Вот как я, например, определяю неисправный гидроцилиндр на экскаваторе?

Беру в одну руку входную трубу цилиндра, в другую выходную. Экскаваторщик дает нагрузку. Если цилиндр свистит и выходная труба греется - все, манжет на поршне пробит.

Изношенный шестеренный насос тоже греется.

Про паровоз тоже думал. Это многорежимная машина, и самый сложный режим - это трогание с места.

При этом давление на поршень нужно подавать минимум на 135 градусов, пока не потянет вторая машина, смещенная на 90 градусов. Но если подать полное давление, то колеса сорвутся в боксование. Вот тут машинист и дросселирует поток, добиваясь максимальной тяги.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
25 минут назад, Маks сказал:

Дросселирование всегда приводит к потери мощности

Так и уменьшение степени наполнения приводит к потери мощности. Это все способы регулирования мощности. Просто дросселирование - боле простой, но менее экономичный способ чем изменение отсечки.

34 минуты назад, Маks сказал:

При этом давление на поршень нужно подавать минимум на 135 градусов, пока не потянет вторая машина, смещенная на 90 градусов.

 Так на нем двухцилиндровая машина двойного действия (если это не компаунд). Когда поршень одного цилиндра находится в мертвой точке и крутящий момент от этого цилиндра равен 0, то поршень второго находится посередине и имеет максимальный крутящий момент. Отличие паровой машины от ДВС - то, что она может создавать крутящий момент даже при 0 оборотов. Так что, как только поршень выйдет из мертвой точки, он начнет создавать крутящий момент. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Блин, великий и могучий русский язык...

Хорошо, скажу по-другому: не к потере мощности, а к потере энергии. В нашем случае энергии, которую топливо передало пару.

13 минут назад, КДЕ сказал:

Так что, как только поршень выйдет из мертвой точки, он начнет создавать крутящий момент. 

Ага, как только. Умножьте силу на штоке на плечо кривошипа, а потом на синус пяти или десяти градусов. Большой момент получится? Околонулевой.

Поэтому я и написал что у первой 135, а у второй машины в это время 45.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 минуты назад, Маks сказал:

Околонулевой.

Но в это время на другом цилиндре большой момент, а привод от цилиндров, хоть и идет на разные колеса, но соединены они жестко осью. Поэтому крутящий момент на оси почти постоянен.  

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мы про одни и те же яйца, только с разных сторон.

Паровоз поедет всегда, а мотоцикл с одной машиной из мертвой точки ногами надо выталкивать. Уже не по теме пошло...

Ок, раз эта тема про парораспределение, тогда вопрос, возможно даже в защиту классической схемы:

На мотоциклах и моделях и т.п. золотник приводится только от своего кривошипа.

На паровозах же золотник приводится от двуплечего рычага, на короткую сторону которого приходит движение от кулисы, а на длинную (раз в 10 длиннее) движение от ползуна. Зачем? 

Смотрел как работает. В середине движения золотника скорости от кулисы и от ползуна суммируются, и золотник идет быстрее. В крайних же точках на двуплечем рычаге скорости вычитаются, и золотник дольше там остается.

Зачем так сделано - улучшения реверса ради или увеличения КПД для?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
5 часов назад, Маks сказал:

На паровозах же золотник приводится от двуплечего рычага, на короткую сторону которого приходит движение от кулисы, а на длинную (раз в 10 длиннее) движение от ползуна. Зачем? 

Маks, про кулису мы конечно слышали, но очень хорошего специалиста по кинематике кулис здесь пока нет. Может Джон Джек подскажет, но он последнее время редко заходит.

Изменено пользователем _sla

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
13 часов назад, КДЕ сказал:

паропровод за дросселем расширяется и теряет часть своего давления

Меня интересует потеря не давления, а именно необратимая потеря энергии. Мы именно давление и хотели снизить. Я не про то, что само по себе дросселирование лучше, я про то, что надо делать и дросселирование, и отсечку менять согласовано. Если у нас высокая степень потерь от неполного расширения - мы можем осуществлять регулирование, но экономия ли это? Если у нас небольшие потери от неполного расширения - у нас нет запаса на регулирование, поскольку пар будет расширяться сверх нормы, будет конденсироваться в цилиндре. А режим регулировки должен быть строгий: отсечка такая-то, давление строго такое-то, понимаете? вот где реальная экономия.

10 часов назад, Маks сказал:

Дросселирование всегда приводит к потери мощности и нагреву.

потеря мощности - это то, что нам и нужно, а дополнительный нагрев не помешает! так почему же дросселирование -это плохо?

8 часов назад, Маks сказал:

Ага, как только. Умножьте силу на штоке на плечо кривошипа, а потом на синус пяти или десяти градусов. Большой момент получится? Околонулевой.

оставьте! нужна КПП. 

Изменено пользователем EvilSpirit

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, _sla сказал:

про кулису мы конечно слышали, но очень хорошего специалиста по кинематике кулис

Кулиса, насколько мне известно, умеет менять отсечку. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
10 часов назад, Маks сказал:

Дросселирование всегда приводит к потери мощности и нагреву.

Вот как я, например, определяю неисправный гидроцилиндр на экскаваторе?

Беру в одну руку входную трубу цилиндра, в другую выходную. Экскаваторщик дает нагрузку. Если цилиндр свистит и выходная труба греется - все, манжет на поршне пробит.

Дросселирование жидкости и газа вещи принципиально разные, жидкость не может расширяться после сужения,  а газ легко и просто, почти ничего никуда не теряется,  проигрываем в давлении, зато выигрывает в объёме. 

 

6 часов назад, Маks сказал:

Смотрел как работает. В середине движения золотника скорости от кулисы и от ползуна суммируются, и золотник идет быстрее. В крайних же точках на двуплечем рычаге скорости вычитаются, и золотник дольше там остается.

Зачем так сделано - улучшения реверса ради или увеличения КПД для?

В идеале любой клапан должен  находиться в промежуточных положениях как можно меньшее время, лучше наполнение будет,  полнее выброс отработанлго пара. Иначе максимально возможную мощность не снять. 

 

13 часов назад, КДЕ сказал:

Допустим у нас есть паровая машина двойного действия с цилиндром объемом 0,5 литра, которая при 100% наполнении паром с давлением 10атм делает 1000 об/мин и

Машина со 100% наполнением на 10атм, таких не бывает, за исключением паровых насосов,  которые машиной назвать нельзя.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
12 минут назад, romka10.06 сказал:

а газ легко и просто, почти ничего никуда не теряется,  проигрываем в давлении, зато выигрывает в объёме. 

Вот! Вот то, что я думаю, но хочу получить этому подтверждение! Что мы ничего никуда не проигрываем, просто наше высокое давление  преобразуется в низкое, но долгое. 

14 минут назад, romka10.06 сказал:

Машина со 100% наполнением на 10атм, таких не бывает, за исключением паровых насосов,  которые машиной назвать нельзя.

Я думаю, тут демонстрации ради приведены такие параметры. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
2 часа назад, _sla сказал:

про кулису мы конечно слышали, но очень хорошего специалиста по кинематике кулис здесь пока нет.

Обижаете... Я последние пару месяцев потратил как раз на изучение кулисы Вальсхарта (она же кулиса Гейзингера). 

7 часов назад, Маks сказал:

На паровозах же золотник приводится от двуплечего рычага, на короткую сторону которого приходит движение от кулисы, а на длинную (раз в 10 длиннее) движение от ползуна. Зачем? 

Привод от кулисы меняет степень наполнения цилиндра, а привод от ползуна обеспечивает постоянное опережение впуска, независимое от изменения отсечки. Можно сказать, что сделано для увеличения КПД.

Однако говоря про кулису, я в первую очередь имел в виду не кулису Вальсхарта (которая стала основной для паровозов 20-го века), а боле простой вариант кулисы Стефенсона. Например 2fsteam-engine.thumb.jpg.dabbf46effd5dbf5927fd446ec202c2c.jpg Если привод на рычаг сделать от внешнего центробежного регулятора, то он будет менять отсечку. Так как для привода генератора не нужен реверс, то эксцентрики можно поставить под углом не 180 а 90 градусов. Хотя на практике я таких конструкций не встречал. Возможно так не делали из-за больших механических потерь на такое регулирование.

37 минут назад, romka10.06 сказал:

Машина со 100% наполнением на 10атм, таких не бывает

Приведено для удобства расчетов.

Изменено пользователем КДЕ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
14 минут назад, КДЕ сказал:

Я последние пару месяцев потратил как раз на изучение кулисы Вальсхарта (она же кулиса Гейзингера).

Приятно слышать. Вот оно преимущество коллективной работы. Кто нибудь что нибудь новенькое изучит и остальным расскажет. Однако, последние пару месяцев Вы заходили редко и о ваших успехах нам ничего неизвестно. Как дела с мотоциклом?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.