Parní motor s manžetami

Čekal jsem od manžet více. Motoru se nechce do otáček. Udělal jsem velký zdvih a hodně výkonu se strácí na mačkání a natahování manžety. Také tam trochu zlobí zkondenzovaná voda. Musím to ještě poladit

Na obrázku je jehličkové ložisko ojnice. Jeho výhodou jsou malé rozměry a schopnost snášet velké radiální tlaky. Pouzdro je vyrobeno z mosazi. Lepší by byl asi hliník. Ojnice je provedena z tenkostěnné trubky a je možné nastavit její délku. Také se mi osvědčil modul rotačních ventilů a náhon ozubeným řemínkem. Motor se docela dobře choval při zatížení. Otáčky klesly, ale moment byl velký.

Asynchronní generátory potřetí

                                     
Energie u Pramene: Asynchronní motor jako zdroj el. energie.
O řádek výše je zajímavý odkaz. Nejsem autorem videa z tohoto příspěvku.. Mne ve škole v minulém století učili, že asynchronní motor nelze použít v obráceném režimu jako generátor. Aby to fungovalo, musí se tam vytvořit točivé magnetické pole a protnout vinutí statoru. Nechápu, jak to klecový rotor pouhým roztočením dokáže. Proč také někteří kutilové polepují rotor neodymy, když to funguje i bez nich? Pan Tesla mi svým točivým polem zamotal hlavu. Já jsem "nevěřící Tomáš". Seženu asynchronní motor a vyzkouším. Také by bylo zajímavé zjistit, jak by se choval v tomto režimu jednofázový asynchronní motor se závitem nakrátko.

Trocha teorie nikoho nezabije. Vyčerpávajícím způsobem je to vysvětleno v bakalářské práci pana Jiřího Duška z fakulty elektrotechniky Vysokého učení technického v Brně. Děkuji za upozornění v komentáři a přidávám adresu dokumentu:
https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnVThya2cweUlERDQ/edit?usp=sharing

Lavina

Stalo se tento týden v Itálii. Doufám, že v těch domcích dole nikdo nebyl.

Zprávy z vývoje

V minulém příspěvku jsem slíbil, že bude motor tento víkend hotov. Chtěl bych požádat čtenáře o strpení. Nemám ještě hotové ojnice. Také se mi nechce moc psát. Nevím jak to dopadne. Určitě tam však půjdou namontovat jiné hnací moduly. Třeba podle pana Šedého, nebo Strakerleho. Membrána(v tomto případě manžeta) je klíčová. Měla by být axiálně pohyblivá a radiálně houževnatá a odolávat tlaku. Třeba guma s příměsí silikonu. Úkol spíše pro profíky technology. Tento typ motoru by si to zasloužil. Myslím, že bude mít vyšší účinnost než pístový.

Pan Smolka mi dal typ na membránová čerpadla. Servis dělají v Praze. Adresa je:http://www.verder.cz/cerpadla/membranove-cerpadlo/verderair-pure/ Zajdu se tam podívat, jestli nemají nějaké vhodné náhradní díly (t.j.membrány).

Manžetový hnací modul

Snažil jsem se využít běžně dostupných součástek. Jedná se o oblíbený dveřní závěs z Ferony.Prakticky všechny jeho předvrtané otvory jsou použity. Dalším dílem je univerzální hadicová spona. Manžetu vyrábí Rubena Náchod. Je z přední nápravy Felície nebo Favorita. Je běžně dostupná. Originální díl je dost drahý. Dostane se ale i za 30 Kč.

Výroba mi připadá jednoduší než u válce. Vzhledem k tomu, že se nepoužívá roztavený cín i bezpečnější. Mám v plánu udělat motor se dvěma hnacími moduly. Hotov by snad mohl být příští víkend. Do ojnic zkusím dát jehličková ložiska. Ne že by to bylo v tomto případě nutné, ale určitě je to využitelné v budoucnu.

Membránový motor

Všiml jsem si, že návštěvnost blogu v současné době stoupá. Důvodem je patrně práce pana Šedého a Strakerleho. Já jsem se jejich nadšením také nakazil. Dvojčinný píst dočasně odložím a zkusím membránový motor. Jak jsem se již zmínil, použiji manžetu nápravy auta. Slibuji si od tohoto řešení větší zdvih. Když to nepůjde vrátím se k rovné membráně. Určitě je potřeba vyzkoušet více variant, a ono se něco ujme. Čím více lidí to bude zkoušet, tím lépe. Je to další příležitost pro žáky, studenty a školy. Líbí se mi nápad s krabičkou od šprot. Také použití víček od piva je dobré. Prodlouží to životnost membrány. Jak znám Petra, tak mu v tomto případě nedostatek součástek nehrozí. Počítám, že do 14 dnů bych mohl na blogu něco
předvést. Teda jestli se to povede. Nejde mi to moc rychle. Elektriku zatím nebudu odhlašovat...?!  Na videu níže je také dobrý nápad.

Rotační ventily

Poslední dobu se zabývám rotačními ventily. Rozhodl jsem se modul z posledního příspěvku předělat. Také jsem dostal některé náměty od čtenářů a tak je dávám na blog.

Tento je od pana Mráčka. Jedná se o velmi kompaktní parní motor, který má ventil umístěn přímo ve válci. Rotační osa není vrtaná, nýbrž z plného materiálu. Přepouštěcí kanály jsou vytvořeny frézováním. Stroj má ojnice po obou stranách pístu.

Autor tohoto výkresu je profesí řidič kamionu. O to víc hodnotím jeho zájem o techniku. Provozuje internetové stránky http://paromanie.webnode.cz/ Někdy mám problém jím navržené funkce pochopit. Tentokrát je to však jasné. Šroub plnění posouvá segment ve vodorovném směru a modrý šroub(patrně šnek) nastavuje předstih. Evidentně je to hodně náročné na výrobu.

Toto je předělaný modul. Na první pohled vypadá jako předešlý, ale není stejný. Rotační osa má pouze jednu štěrbinu. Vstup páry a výfuk jsou v jedné rovině, pod sebou. Myslím, že to takhle bude lepší.Ventil je kratší a lépe se dosáhne souososti Snáze se to vyrábí a je to jednodušší. To jsou hlavní přednosti našich parních motorů. Aktivní průřez, kterým se dávkuje pára je opět obdélníkový. Velká délka obdélníku zajišťuje snadný výplach a rychlý náběh páry. Šířkou obdélníku je pak možné zajistit expanzi. Tu jsem konzultoval s panem Lubošem. Dle jeho zkušenosti kratší expanze ( plněni na 50-70%) má sice větší krouták a nižší otáčky, ale účinnost klesá. S plněním kolem 30% a tlakem kolem 6 bar je parní motor daleko živější. Pára odchází studenější a je ji daleko méně. Taky s kratším plněním a vysokýma otáčkama lze dosáhnout učinnost i přes 22%. Já bych základní nastavení viděl v plnotlakém režimu. Modul je určený pro dvojčinný píst. Může však obsluhovat i jednočinný dvojválec. V minulém příspěvku jsem uvedl, že nepůjde nastavit předstih otáčením. Mýlil jsem se. Nastavení předstihu pomocí unašecího kola na ose setrvačníků je možné a to i v případě víceválcových dvojčinných strojů. Představit si, jak všechny ty otvory a štěrbiny spolupracují je těžké. Já jsem dříve narozený. Tak občas napíšu nějakou blbost. Obtížné je také nastavení souososti ventilů. Vrtání má přesnost H7. Drobné nepřesnosti lze srovnat přihýbáním úhelníku. Je-li to špatně svrtané, tak to nepomůže.

Modul rotačních ventilů

Modul na obrázku je určený pro dvojčinný jednoválec jehož průměr je 50 až 60 mm. Vrtání ventilu je 12 mm. U dvojválce může být modul stejný, jen vrtání bude 15, lépe 16 mm. Z každého ventilu budou ale odcházet 2 hadice do válců. Ono vlastně nezáleží na počtu válců. I dvojčinný čtyřválec vystačí s dvěma ventily. Vrtání by muselo být alespoň 20 mm.  Jeden takový stroj by mohl mít výkon jako 8 jednoduchých. Myslím ale, že výroba takové mašiny u mne zatím nehrozí. Modul může být umístěn rovnoběžně s osou setrvačníků. Pak bych volil náhon ozubeným řemenem.  Nebo rovnoběžně s písty, náhon osičkou a šikmými ozubenými koly. Osička by měla kuličková ložiska o průměru 8 mm. Výhodou tohoto modulu je, že lze napínat řemen nebo měnit záběr ozubených kol, aniž by se porušila souosost ventilů.. Ta se nastavuje dost pracně. Také je snadné připevnění na základní desku. Tělo ventilu je dlouhé 75 mm a průměr je 40 mm. K provrtání je nutný výstružník, lépe i výhrubník. Přesnost otvoru je H7. Horní výfuky páry jsou realizovány fitinkou 15. V ostatních otvorech je fitinka 12. Vnější otvory těla ventilu jsou kruhové, vrtané (pro nasazení fitinky), vnitřní otvory pak obdélníkové, frézované. Délka obdélníku je dána průměrem fitinky. Je tak zajištěna větší propustnost a rychlejší náběh páry. Jaký to bude mít vliv na výkon zatím nevím. Otvor, který odvádí páru do válce je jen vrtaný průměrem 12. Vzhledem k nemožnosti nastavení předstihu otáčením musí být úhlové posunutí vstupní tlakové páry a výfuku přesné. Drobné korekce jsou možné připilováním štěrbin. Vhodná je kontrola foukáním.  Na časování hodně záleží.  Je to náročné na 3D představivost a vhodné pro studenty strojařiny. Šroub M14 z boku ventil nepřidržuje, ale jen uzavírá. To umožní velmi snadnou výměnu osy. Může být ocelová nebo bronzová. Závity šroubu M14 je dobré utěsnit trochou koudele. Ženě se modul líbil. Prý to mám barevně sladěné. Jen to vždy prý pokecám při letování. Fitinky jsou zatím jen nasazené.

Zprávy z výroby

Hned v úvodu bych chtěl uvést, že jsem vyráběný paralelní dvouválec odpískal. Není to dobrá koncepce. Spojovat, dvě pístnice není dobré řešení. Přestože jsem spojení udělal volné, nefunguje to pořádně. Udělám to jinak. Nejdříve si ale vyzkouším nové provedení dvojčinného pístu. Nejlépe na jednoválci.S novou technologií jsem zatím spokojený. Kovová podložka kryje komůrku, kde je grafitová těsnící šňůra. Válce jsem chvilku vařil ve vodě Po zahřátí se komprese zlepšila a písty šly zcela volně. Tuto zkoušku doporučuji udělat před konečnou montáží. Je tak jistota, že válec bude fungovat i za provozní teploty. S teplotní roztažností materiálu je nutné počítat. Ne vždy se vše povede, ale to nevadí. Je to zajímavé a občas si připadám jak James Watt v 18. století. Našel jsem také návod na výrobu parního motoru od Petra Šedého. Tak si jej dovolím zveřejnit. Je na adrese:
https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnaEpsUmNSSXlYWGs/edit?usp=sharing
Je tam mnoho zajímavého a dodatečně žádám o povolení. Také mne navštívil pan Luboš a pan Šubrt. Příjemná návštěva. U lahve červeného jsme probírali budoucnost našich parních motorů. Pan Luboš mne upozornil na link http://www.windbluepower.com/category_s/1.htm  Generátory se ale nehodí pro jednoválce. Děkuji čtenářům za zájem o blog a přeji vše nejlepší do nového roku.

Rotační ventil

V příspěvku bych se chtěl vrátit k rotačním ventilům a zaznamenat zkušenosti kolegů parostrojníků. Rozhodně je uplatním. Budu modifikovat tvar některých otvorů jenž jsou na výkresu z 9. listopadu. Konečné tvary zveřejním. Následuje příspěvek pana Luboše.

16. září 2012 v 18:07 | převzato

Nový typ rotačního ventilu pro plnotlaký režim
Poslední dobou jsem experimentoval s mezními hodnotami rotačního ventilu pro plnotlaké plnění válců, hmotností setrvačníků, zdvihem a vyvážením klikové hřídele na stroji s paralelními válci. Udělal jsem si tabulku na 3 hmotnosti setrváků a 6 rozměrů drážek.
Při průměru rotační hřídelky 10mm a otvoru 7mm ve ventilu jde rozšířit drážka až na hodnotu kolem 6,8mm bez toho, aby se ovlivňoval vstup s výstupem. Jde to snadno vyzkoušet foukáním a otáčením. Kvůli průtoku páry do dvou válců jsem zvětšil potrubí, díry ventilu a hřídel na 12mm, což zvedlo otáčky víc než o polovinu.
Nicméně mi pořád neseděla dlouhá náběhová doba pro úplné otevření a zavření ventilu.
Navrhnul jsem proto profilovanou drážku, která umožňuje v krajních polohách propouštět několikanásobně více páry, než drážka rovná. Tím stroj získá rychlejší plnění a snažší výplach.

Je však potřeba si ventil řádně nastavit a změřit zasunutí pro pozdější seskládání, dokud se nepřiletují trubičky vstupu a výstupu, protože pak už tam není vidět. Je to velmi citlivé na nastavení a už při pár desetinách milimetru mimo ztrácí svou funkci. Stejně jako se to stalo mně, takže zatím nepřináším objektivní srovnání otáček ani výkonu:/
Věřím však, že pro ty, co se zabývají plnotlakým řežimem parních motorů, to může být inspirací. Vyzkouším teď expanzní ventil podle pana Šedého na tom stejném stroji, pak budu informovat o výsledcích.
Ať se daří!
#lubosh
 Komentář:

poil532 | 16. září 2012 20:35

Dovolím si takovou úvahu. Jestli to dobře chápu, tak je tam u kulatého otvoru v těle ventilu a tohoto "jiného tvaru" v ose ostřejší plnění párou. Tohle prostě dělá při plnotlakém spínání ostré lichoběžníky. Kulaté otvory tvoří spíše uhlazenou sinusovku. Tím je myšlen průběh plnění. Podobně to bude fungovat, pokud budou oba otvory hranaté. (t.j.vnitřní otvor v tělese ventilu a štěrbina v ose)Taky bude zajímavé, jaký vliv to bude mít na rezonátor. 

Perspektivnější je nápad Petra Šedého na ventil expanzní. Ten však musí mít dvě štěrbiny v rotační ose a posunutý vstup a výstup páry na těle rotačního ventilu. Výstupní štěrbinu můžeme zvětšit a usnadnit tak výplach. Vstupní štěrbinu naopak zůžit a umožnit tak expanzi a šetřit páru. Přeji klidný čas adventní a hodně úspěchů při výrobě a vývoji parních motorů.