English
Kinderland Мир детства, страна подарков
Kinderland
О компании |  Новости |  Каталог |  Партнеры |  Где купить |  Акции |  Детский уголок |  FAQ
Kinderland
добавить
в избранное
сделать
стартовой
обратная
связь
поиск
по сайту

Каталог

Главная / Каталог / Паровые двигатели
  Деревянные а/д
  Деревянные ж/д
  Деревянные игрушки
  Деревянные конструкторы
  Деревянные пазлы
  Детская обувь
  Детские брелки
  Детские магниты
  Детские наклейки
  Детские печати
  Детские рюкзачки
  Домики для кукол
  Доски деревянные и магнитные
  Классические пазлы
  Кубики и Пирамидки деревянные
  Куклы - марионетки
  Лабиринты
  Металлические конструкторы
  Модели сборные
  Модели техники
  Музыкальные наборы и Предметы
  Настольные игры
  Паровые двигатели
  Пластмассовые конструкторы
  Подушечки
  Ролевые игрушки
  Ростомеры
  Транспортные игрушки
Действующие модели паровых двигателей.

Модель СТАНДАРТ:
Паровой двигатель STANDART
   






















Действующая модель парового двигателя
стандартного размера







Рекомендованная розничная цена: 20.098,- руб.    Заказать в Интернет-магазине!


Модель МЕДИУМ:
Паровой двигатель MEDIUM
   






















Действующая модель парового
двигателя среднего размера















Рекомендованная розничная цена: 23.428,- руб.    Заказать в Интернет-магазине!

Инструкция по обслуживанию:

Функциональный модель «Паровой двигатель» для детей от 14 лет.

1. Установите Ваш паровой двигатель на ровную, крепкую, негорючую поверхность.
2. Через отверстие для свистка или для предохранительного клапана налейте в бочку, используя приложенную воронку, около 150 мл. чистой горячей воды. Проверяйте пожалуйста, чтобы уровень воды был не выше двух третьих от всего объема бочки, контролируйте это по указателю уровня воды, расположенному на передней части устройства. Из-за поверхностного натяжения воды, возможно, что вода в первый раз не попадет в указатель уровня воды – для устранения этого слегка покачайте двигатель. После заполнение устройства водой насадите на свисток и на предохранительный клапан приложенные уплотнения и навинтите их в соответствующие места в бочке котла.
3. Установите на паровую машину дымовую трубу, убедитесь, имеются ли везде уплотнения, и слегка смажьте машинным маслом все подвижные детали для их свободного хода (вал, маховик, кулак, поршень и задвижка).
4. В приложенную горелку накрошите одну таблетку сухого спирта, зажгите ее и поместите в топку под котёл.
5. Активируйте свисток – для этого установите рычажок отвесно, и подождите, пока свисток начнёт звучать.
6. Закройте свисток и несколько раз поверните маховик в любом направлении, чем введёте устройство в работу. В случае если двигатель не заработает (из-за транспортировки, неправильного обращения и т.п.) возможно его отрегулировать. Регулировка возможна, если открутить два винтика (расположены справа), которыми парораздельный куб привинчен на держатель, расположенный на подставке. После наладки нужно вернуть винты на прежнее место.
7. Надо регулярно контролировать и добавлять воду в котёл.

Предостережения:

1. При соприкосновении с оболочкой бочки, или топкой, может произойти ожог кожи.
2. Если налить в бочку холодную воду, будет требоваться дополнительное время, для ее нагрева и доведения до кипения. В этом случае для начала работы устройства, возможно, потребуются 2 таблетки сухого спирта.
3. При последующим или длительном использовании вы должны смазывать все подвижные детали и проверять устройство - указатель уровня воды, для предотвращения возможных утечек воды, а в случае необходимости заменить уплотнители под свисток и под предохранительный клапан.
4. Перед тем, как убрать устройство на хранение советуем вылить воду из бочки, тщательно очистить устройство и смазать тонко машинным маслом, как подвижные детали, так и все металлизованные и полированные части паровой машины. При соблюдении этих инструкций будете безусловно удовлетворены качеством и сроком службы вашего парового двигателя.
5. Сухой спирт не входит в комплектацию изделия и приобретается отдельно.


Дополнительное руководство по Использованию паровой машины
(Подготовлено Шадымухамедовым С.А. (г. Ханты-Мансийск). Публикуется с согласия автора.)

ВНИМАНИЕ! В процессе работы паровая машина и ее отдельные узлы нагреваются до высокой температуры.  Разогретая станина машины может оставить на поверхности стола след. Поэтому перед запуском машины установите ее на теплоизолирующую  прокладку из негорючего материала.

  • Установите вытяжную трубу на корпус печи.
  • На поверхности парового котла имеются два отверстия для установки клапанов. Пока отверстия не закрыты клапанами, заполните паровой котел водой. Через одно отверстие заливайте в котел чистую нагретую воду, используя приложенную к модели воронку. Через второе отверстие воздух, вытесняемый водой, выходит из котла. Объем заливаемой воды составляет около 150 мл. Уровень воды можно контролировать через уровнемер на боковой стенке котла. В начальной стадии заполнения вода еще не видна в уровнемере.
  • Следите, чтобы уровень заполнения котла не превышал 2/3 от объема котла.
  • Вкрутите в отверстия на поверхности котла автоматический стравливающий клапан и ручной стравливающий клапан.
  • В качестве топлива можно использовать сухой спирт (сухое горючее), продаваемое в любом спортивном магазине. Разломите таблетку сухого горючего на 3-4 части и разместите на металлическом поддоне.
  • Разожгите топливо и разместите поддон в печи под котлом. Работу с открытым огнем проводите только в присутствии взрослых! Одной таблетки горючего хватит для подогрева используемого объема воды. Если заливать котел горячей водой, можно существенно снизить количество используемого горючего или увеличить продолжительность работы машины.

     Определить момент закипания воды в котле можно при открытом ручном клапане. Пар будет выходить из отверстия клапана через свисток. Закроем клапан и приступим к запуску паровой машины. Рукой легко раскрутим маховик машины в выбранную сторону.
     При длительном использовании следует периодически смазывать трущиеся поверхности механизмов.
     После использования, перед укладкой модели на хранение, смажте все металлические детали для предупреждения коррозии. Поддон печи, внутреннюю сторону печной трубы очистите от копоти.

Паровую машину можно использовать совместно с другими конструкторами МЕРКУР. 
Используйте паровую машину для привода генератора, собранного из деталей конструктора МЕРКУР Е1. Соберите электрическую схему с электрической лампочкой, подключенной к генератору. Таким образом вы создадите модель электростанции и сможете наблюдать за преобразованием энергии из тепловой в механическую и из механической в электрическую.


Принцип действия паровой машины.


Паровая машина - тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу.
Представленная модель паровой машины двойного действия работает следующим образом. Расширяющийся при нагреве воды в котле пар по трубопроводу поступает в  рабочую камеру цилиндра, где расширяется, оказывая давление на поршень и совершая полезную работу. После этого расширенный пар может выпускаться в атмосферу или поступать в конденсатор.

Под давлением пара поршень перемещается в цилиндре. Возвратно-поступательное движение поршня с помощью кривошипа преобразуется во вращательное движение маховика. В старых паровых машинах благодаря большой инерции махового колеса совершался обратный ход поршня.
В паровых машинах двойного действия обратный ход поршня обеспечивается переключением подачи пара. Пар подается в противоположную рабочую камеру и толкает поршень в обратную сторону.
Фазы работы двигателя (впуск-выпуск) контролируются клапанами в "паровой коробке", смежной с цилиндром. Клапаны управляют потоком пара, последовательно соединяя коллекторы каждой стороны рабочего цилиндра с впускным и выпускным коллектором паровой машины. Клапаны приводятся в движение клапанным механизмом, приводимым в действие при вращении махового колеса.

Некоторые сведения из истории паровых машин.

Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии - это так называемая "баня Герона", или "эолипил".
Пар, выходящий по касательной из дюз, закрепленных на шаре, заставлял последний вращаться.
Тема применения паровых машин была надолго забыта в средние века.
Только в конце 17-го столетия паровые двигатели были созданы как единичные курьёзы.

Первая паровая машина была создана испанским изобретателем Йеронимо Аянсом де Бомонт. Принцип действия и применение паровых машин было описано также в 1655 г. англичанином Эдвардом Сомерсетом. В 1663 г. он опубликовал проект и установил приводимое в движение паром устройство для подъёма воды на стену Большой башни в замке Реглан.
Одним из опытов французского физика и изобретателя Дени Папена было создание вакуума в закрытом цилиндре. В середине 1670-ых в Париже он в сотрудничестве с голландским физиком Гюйгенсом работал над машиной, которая вытесняла воздух из цилиндра путем взрыва пороха в нём. Видя неполноту вакуума, создаваемого при этом, Папен после приезда в Англию в 1680 г. создал вариант такого же цилиндра, в котором получил более полный вакуум с помощью кипящей воды, которая конденсировалась в цилиндре. Таким образом он смог поднять груз, присоединенный к поршню веревкой, перекинутой через шкив. Система работала, как демонстрационная модель, но для повторения процесса весь аппарат должен был быть демонтирован и повторно собран.

Папен считается изобретателем парового котла, проложив таким образом путь к паровому двигателю Ньюкомена. Ему также приписывают изобретение множества важных устройств, например, предохранительного клапана.

Ни одно из описанных устройств фактически не было применено как средство решения полезных задач. Первым примененным на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году. Это был поршневой паровой насос, и, очевидно, не слишком эффективный, так как тепло пара каждый раз терялось во время охлаждения контейнера, а также довольно опасный в эксплуатации, так как вследствии высокого давления пара ёмкости и трубопроводы двигателя иногда взрывались.

Английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель», который был первым паровым двигателем, на который мог быть коммерческий спрос. Это был усовершенствованный паровой двигатель Сейвери, в котором Ньюкомен существенно снизил рабочее давление пара.

Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. Возвратно-поступательные движения тяги передавались поршню насоса, который подавал воду наверх. Клапаны ранних двигателей Ньюкомена открывались и закрывались вручную. Первым усовершенствованием была автоматизация действия клапанов, которые приводились в движение самой машиной. Легенда рассказывает, что это усовершенствование было сделано в 1713 году мальчиком Хэмфри Поттером, который должен быть открывать и закрывать клапаны. Когда это ему надоедало, он связывал рукоятки клапанов веревками и шел играть с детьми.

К 1715 году уже была создана рычажная система регулирования, приводимая от механизма самого двигателя.

В России в 1764 году механик Иван Иванович Ползунов создал паровую машину для приведения в действие воздуходувных мехов на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах.

Хэмфри Гэйнсборо в 1760-ых годах построил модель паровой машины с конденсатором. В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт запатентовал первые существенные усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена. Уатт добавил к двигателю Ньюкомена  несколько важных деталей: поместил внутрь цилиндра поршень для выталкивания пара и преобразовал возвратно-поступательное движения поршня во вращательное движение приводного колеса.
На основе этих патентов Уатт построил паровой двигатель в Бирмингеме. К 1782 году паровой двигатель Уатта оказался более чем в 3 раза производительнее машины Ньюкомена. Повышение эффективности двигателя Уатта привело к использованию энергии пара в промышленности. Кроме того, в отличие от двигателя Ньюкомена, двигатель Уатта позволил передать вращательное движение, в то время как в ранних моделях паровых машин поршень был связан с коромыслом, а не непосредственно с шатуном. Этот двигатель уже имел основные черты современных паровых машин.
Дальнейшим повышением эффективности было применение пара высокого давления. Американец Оливер Эванс и англичанин Ричард Тревитик успешно построили промышленные однотактовые двигатели высокого давления, известные как "корнуэльские двигатели". Однако с увеличением давления возникала и большая опасность взрывов в машинах и котлах, что приводило в начале к многочисленным авариям.

Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо в 1769 году продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство (паровую телегу). Возможно, его изобретение можно считать первым автомобилем. Самоходный паровой трактор оказался очень полезным в качестве мобильного источника механической энергии, приводившего в движение другие сельскохозяйственные машины: молотилки, прессы и др.

В 1788 году пароход, построенный Джоном Фитчем, уже осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Он поднимал на борт 30 пассажиров и шёл со скоростью 7-8 миль в час. Пароход Дж. Фитча не был коммерчески успешным, поскольку с его маршрутом конкурировала хорошая сухопутная дорога.

В 1802 году шотландский инженер Уильям Симингтон построил первый конкурентоспособный пароход, а в 1807 году американский инженер Роберт Фултон использовал паровой двигатель Уатта для привода первого коммерчески успешного парохода.

21 февраля 1804 года на металлургическом заводе Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе демонстрировался первый самоходный железнодорожный паровой локомотив, построенный Ричардом Тревитиком.

Следующим важным шагом в развитии паровых машин высокого давления стало появление машин двойного действия. В машинах одинарного действия поршень перемещался в одну сторону силой расширяющегося пара, но обратно он возвращался или под действием гравитации, или за счет момента инерции вращающегося маховика, соединенного с паровой машиной.
В паровых машинах двойного действия свежий пар поочередно подается в обе стороны рабочего цилиндра, в то время как отработанный пар с другой стороны цилиндра выходит в атмосферу или в конденсатор. Это потребовало создания достаточно сложного механизма парораспределения. Принцип двойного действия повышает скорость работы машины и улучшет плавность хода. Паровая машина двойного действия примерно вдвое мощнее обычной паровой машины, и кроме того, может работать с намного более легким маховиком. Это уменьшает вес и стоимость машин.

Большинство возвратно-поступательных паровых машин использует именно этот принцип работы, что хорошо видно на примере паровозов. Когда такая машина имеет два или более цилиндров, кривошипы устанавливаются со сдвигом в 90 градусов для того, чтобы гарантировать возможность запуска машины при любом положении поршней в цилиндрах.
Двухцилиндровая паровая машина спроектирована И. И. Ползуновым в 1763 году.

Изобретение паровой машины Ползуновым.
На основе интернационального труда названных и многих иных изобретателей и исследователей удалось создать на рубеже XVII--XVIII в.в. первые промышленные установки, в которых за счет тепловой энергии получали механическую. Однако эти установки были пригодны исключительно для подъема воды. В лучшем случае при помощи их можно было накачать воду в какой-либо резервуар, а затем пускать ее на Прадедовское водяное колесо, которое и приводило в действие заводский механизм. Это были всего лишь, как их справедливо называли, огнедействующие насосы.
Для дальнейшего движения по пути технического прогресса необходимо было создать новую машину, способную за счет превращения тепловой энергии в механическую непосредственно приводить в действие любой заводский механизм.

Первым осуществил мечту  о такой машине наш великий новатор - Иван Иванович Ползунов. Он родился в 1728 г. в Екатеринбурге на Урале. Его отец был солдатом Екатеринбургской роты.

Водяное колесо - ведущий двигатель тогда во всем мире – на горных заводах Урала и Алтая было основным. А применение водяного колеса привязывало завод к плотине, ставило производство в зависимость от времени года и по целому ряду статей ограничивало его развитие. В 1748 г. Ползунов приехал на Алтай для работы на Колывано-Воскресенских заводах.  Работая в очень трудных условиях 20-ти летний Ползунов сумел сам в течение десятка лет,  овладеть передовой наукой и техникой того времена. Он стал знатоком практики и теории технических дел. Он все время стремился улучшать поручаемые ему дела, ввел много новшеств, изобретений.

В алтайской глуши к шестидесятым годам XVIII в. сформировался замечательный человек Изобретатель и конструктор, технолог и машиностроитель, строитель пильных мельниц и рудотолчейно-промывальных предприятий, знаток руд и строительных материалов, опытный горняк и металлург, механик и математик, физик и метеоролог, мастер тонких опытов и искусник в приборостроении, педагог и график. Своим трудом он сам накопил обширные познания, познакомился с передовой русской и зарубежной литературой, стал человеком широкого кругозора.

Развитие же производства упиралось тогда в слабость техники, прежде всего в то, что основным двигателем являлось старое водяное колесо, привязывавшее заводы к рекам, да притом не ко всем, а только к немногим, удобным для использования их водяных сил ограниченными техническими приемами того времени.
Казалось, что нет выхода из этого тупика. Но выход был найден. Ползунов решил: необходимо создать новую технику, освободить производство от рабской зависимости от старого водяного двигателя.
Он понял, что необходимо все производство - "заводы, фабрики, мануфактуры" - перевести на новую техническую основу, а такой новой основой он считал "особенную машину, еще не бывшую нигде во всем мире". Английская практика - труды строителей огнедействующих водоподъемников Севери и Ньюкомена, французская теория - труды Белидора о действии таких водоподъемников, русская наука - новейшие воззрения на природу теплоты и по иным вопросам физики, выдвинутые Ломоносовым, - все это Ползунов положил в основу своего творческого подвига.
Опираясь на мировой научно-технический опыт, он изобрел такую машину, какой еще мир не знал.

25 апреля 1763 г. был представлен чертеж, на котором была изображена первая в истории человечества огнедействующая машина особого рода - не для подъема воды, а для непосредственного привода заводских механизмов.

Ползунов разорвал узкий круг, сковывавший до него развитие теплового двигателя во всех странах. Он изобрел двухцилиндровую поршневую огнедействующую машину с практически непрерывным действием, что обеспечивало возможность непосредственного привода от этой машины любого заводского механизма.

В его проекте имело место множество отдельных изобретений. Взамен ранее известных коромысел и балансиров он предложил шкивы. Он впервые разработал вращающиеся детали передаточного механизма в огнедействующей машине. Он создал оригинальное крановое паро- и водо-распределение. Во всех звеньях новой установки он обеспечил то, чтобы "они сами себя в движении держали". Непрерывность и автоматизм он стремился утвердить во всей своей невиданной машине.

Строитель преодолел все трудности. Он изготовил специальный инструмент для строительства. Он создал специальные станки для того, чтобы выполнять "машинную на водяных колесах... токарную работу".
Первый русский теплотехник, он стал одним из пионеров мирового машиностроения. Творец первой двухцилиндровой паровой заводской машины, он решил при ее постройке очень много частных, но очень важных технических задач. Он изобрел оригинальное крановое паро- и водораспределение, основанное на возвратно-вращательных движениях, осуществляемых при помощи зубчатых передач. Самое создание парораспределения для двухцилиндрового двигателя представляло собою новое изобретение.
Он изобрел прибор для автоматического питания котла, балансирный передаточный механизм для двухцилиндрового двигателя, аккумулятор дутья-воздушный ларь, шарнирные цепи для передаточного механизма.
Он изобрел способ питания парового котла исключительно подогретой водой.

Кроме того, ему пришлось решить массу частных задач, связанных с тем, что надо было впервые осуществить постройку огромной паровой машины для заводских нужд, и ни одна из деталей которой ранее не изготовлялась в стране.

Все задачи были решены и притом блестяще. 20 мая 1765 г. было уже готово сто десять частей установки, не считая котла с его арматурой и гарнитурой. Отдельные части весили более ста семидесяти пудов (1 пуд примерно равен 16 кг.). Наибольший диаметр котла составлял 3,5 метра. Паровые цилиндры имели в высоту 2,8 метра.

На исходе 1765 г. теплосиловая установка Ползунова была закончена.

На вечные времена останется записанным на страницах истории, что русский новатор И. И. Ползунов за двадцать с лишком лет до Джемса Уатта построил первую паровую машину не для подъема воды, а для заводских нужд. Машина Уатта для непосредственного привода заводских механизмов, построенная в 1784 г. была несравненно совершеннее машины, построенной Ползуновым в 1763-1765 гг., но машина русского механика была первой, а машина английского - второй паровой машиной, созданной для непосредственного привода заводских механизмов.

Использование паровых машин.
Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, на паровых судах, тягачах, паровых автомобилях и других транспортных средствах. Паровые машины способствовали широкому распространению коммерческого использования машин на предприятиях и явились энергетической основой промышленной революции XVIII века. Позднее паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами, электромоторами и атомными реакторами, КПД которых выше.

В России первый действующий паровоз был построен Е. А. и М. Е. Черепановыми на Нижне-Тагильском заводе в 1834 году для перевозки руды. Он развивал скорость 13 вёрст в час и перевозил более 200 пудов (3,2 тонны) груза. Длина первой железной дороги составляла 850 м.
Одно из преимуществ двигателей внешнего сгорания в том, что из-за отделения котла от паровой машины они могут использовать практически любой вид топлива - от дров до урана.
Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определенного вида топлива. Наиболее заметно это преимущество при использовании ядерной энергии, поскольку ядерный реактор не в состоянии генерировать механическую энергию, а производит только тепло, которое используется для выработки пара, приводящего в движение паровые машины (обычно паровые турбины). Кроме того, есть и другие источники тепла, которые не могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания, например, солнечная энергия.

Современное использование паровых машин.
В наше время паровые машины широко применяются в основном в виде паровых турбин. Паровые турбины  широко используются в качестве приводов генераторов электроэнергии.
Паровая турбина представляет собой серию вращающихся дисков, закрепленных на единой оси, называемых ротором турбины, и серию чередующихся с ними неподвижных дисков, закрепленных на основании, называемых статором. Диски ротора имеют лопатки на внешней стороне, пар подается на эти лопатки и крутит диски. Диски статора имеют аналогичные лопатки, установленные под противоположным углом, которые служат для перенаправления потока пара на следующие за ними диски ротора.
Турбины превращают энергию пара непосредственно во вращение и не требуют дополнительных механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Кроме того, турбины компактнее возвратно-поступательных машин и имеют постоянное усилие на выходном валу. Поскольку турбины имеют более простую конструкцию, они, как правило, требуют меньшего обслуживания.
Основной сферой применения паровых турбин является выработка электроэнергии (около 86% мирового производства электроэнергии производится паровыми турбинами), кроме того, они часто используются в качестве судовых двигателей (в том числе на атомных кораблях и подводных лодках).

« вернуться




Фирменный интернет-магазин
Детский мирRebetenok.ru
Персей для детейToys4Kid.ru
Все партнеры »»