Паровий двигун івана Ползунова, частина 1

Два джерела, перший дуже коротко, другий докладно.
Універсальний теплової поршневий двигун створив російський винахідник Ползунов. Машина ця могла бути використана для будь-яких робіт. Повзунів почав будівництво величезної, висотою

з триповерховий будинок, робочий машини для обслуговування повітродувки на десять плавильних печей
Паровий двигун івана Ползунова, частина 1

Збережені робочі креслення і документи говорять про пристрій і роботу цієї парової машини. Двигун Ползунова - двоциліндровий, безперервної дії, міг подавати дуття в печі, відкачувати воду. Безперервність дії досягалася тим, що в машині як би по черзі працювали два циліндра. Коли один перебував на холостому ходу, в іншого був хід робочий. вода розігрівалася
в котлі, склепаних з мідних листів. Пар надходив через спеціальні розподільні пристрої в два вертикальних триметрових циліндра, поршні яких діяли на коромисла.
Ці коромисла були пов'язані з хутром для поддува рудоплавільних печей, а так само з водяними насосами - розподільниками та іншим додатковим обладнанням, необхідному для живлення котла і для підтримки безперервної дії машини.
Проект парової машини був представлений в царську Канцелярію в Петербург, про нього було повідомлено імператриці Катерині Другій. Вона розпорядилася провести И.И.Ползунова в «механікуса з чином і званням інженерного капітан-поручика», нагородити 400 рублями і, по можливості, направити на навчання до Петербурга. До травня 1766 року будівництво в основному було закінчено. Але 27 травня, за пару місяців до пуску машини, винахідник помер, надірваний непосильною працею і нуждою. Машина почала працювати вже без нього. Протягом 43 днів вона справно працювала. Однак, що виникали при випробуваннях недоліки не було кому виправляти, і машина, нарешті таки, встала з-за течі котла. Байдуже начальство не подбало про лагодження машини. Її закинули. Надалі за приписом управителів алтайських заводів ползуновского машина були розламані, а фабрика, де працювала машина, розламані. Решта руїни зберегли народну назву «ползуновского попелище».
Русский кріпосної механік Івана Іванович Повзунів створив парову машину, причому,
на відміну від Ватта, роблячи її з нуля і не маючи перед очима працюють зразків.

Повзунів запозичив у І.В.Шлаттера лише ідею пароатмосферного двигуна, до всього іншого додумався сам. Необхідні знання про природу теплоти, властивості води, повітря, пара він почерпнув із праць М. В. Ломоносова. Тверезо оцінюючи труднощі здійснення абсолютно нового в Росії справи, Ползунов пропонував побудувати спочатку в порядку експерименту одну невелику машину розробленої ним конструкції для обслуговування повітродувної установки (що складалася з двох клінчатих хутра) при одній плавильної печі.

Паровий двигун івана Ползунова, частина 1

Фрагмент парової машини - котел і циліндри

На кресленні, доданому до записці, в пояснювальному тексті установка, згідно з першим проектом Ползунова, включала: котел - в загальному тієї ж конструкції, яка застосовувалася в ньюкоменовскіх машинах; пароатмосферную машину, що складалася з двох циліндрів з почерговим рухом у них поршнів ( «емволов») в протилежних напрямках, забезпечених паророзподільних і водорозподільної системами; резервуари, насоси і труби для постачання установки водою; передавальний механізм у вигляді системи шківів з ланцюгами (від балансира Повзунів відмовився), що приводить в рух повітродувні хутра. Водяна пара з казана надходив на поршень одного з робочих циліндрів. Цим вирівнювалося тиск атмосферного повітря. Тиск пара лише незначно перевищував тиск атмосферного повітря. Поршні в циліндрі були з'єднані ланцюгами, і при підйомі одного з поршня другий опускався. Коли поршень досягав верхнього положення, доступ пара автоматично припинявся, і всередину циліндра вбризгівалась холодна вода. Пар конденсировался і під поршнем утворювався вакуум (розріджений простір). Силою атмосферного тиску поршень опускався в нижнє положення і тягнув за собою поршень у другому робочому циліндрі, куди для вирівнювання тиску впускали пар з того ж котла автоматом, що діє від передавального механізму двигуна. Той факт, що поршні з системою передачі руху були пов'язані ланцюгами, показує, що при підйомі поршнів по ланцюгу можна було передавати руху (ланцюг при цьому не натягнута). Працювали всі частини двигуна за рахунок енергії опускається поршня. тобто того поршня, який рухався під дією атмосферного тиску. Пар не справляв корисної роботи в двигуні. Величина цієї роботи залежала від витрати теплової енергії протягом усього циклу. Кількість витраченої теплової енергії виражало собою величину потенційної енергії кожного з поршнів. Це - здвоєний пароатмосферного цикл. Повзунів чітко уявляв принцип роботи теплового двигуна. Це видно на прикладах, якими він характеризував умови найкращої роботи винайденого їм двигуна. Залежність роботи двигуна від величини температури води, що конденсується пар, він визначав наступними словами: «дія емволов і їх підйоми і спуски тим стануть вище, ніж в Фанталов буде вода холодніше, а паче від такої, яка поблизу пункту замерзання доходить, а ще не сгустеет і від того у всьому русі многую подасть здатність ».

Паровий двигун івана Ползунова, частина 1

Поперечний розріз першої парової заводський машини, винайденої І. І. Ползуновим в 1763 році і побудованої в 1764 - 1765 роках - Центральний історичний госмузей в Ленінграді

Це положення, відоме нині в термодинаміки в якості окремого випадку одного з основних її законів, до Ползунова ще не було сформульовано. Сьогодні це означає, що робота теплового двигуна буде тим більше, чим нижче буде температура води, що конденсується пар, а особливо при досягненні нею точки затвердіння води - 0 градусів за Цельсієм.

Двигун Ползунова в його проекті 1763 року призначався для подачі повітря в плавильні печі повітродувних хутром. При бажанні двигун легко міг робити обертові рухи за допомогою широко відомого в Росії кривошипного механізму. Проект Ползунова був розглянутий канцелярією Коливано-Воскресенських заводів і отримав високу оцінку з боку начальника заводів А.І.Порошіна. Порошин вказував, що якщо Повзунів візьметься зробити машину, придатну для обслуговування декількох печей відразу, якщо він побудує машину, придатну для виливання води з рудників, то Канцелярія охоче підтримає його задуми. Остаточне рішення цього питання залишалося за Кабінетом і господинею заводів - Катериною II. Проект був спрямований в Петербург, але відповідь Кабінету був отриманий в Барнаулі тільки через рік.

Поки Кабінет розглядав проект двигуна, Повзунів, не втрачаючи часу, працював над проектом другої черги. Він конструював потужний тепловий двигун на 15 плавильних печей. Це була вже справжня теплосилового станція. Повзунів не просто збільшував масштаби двигуна, а вносив до нього ряд істотних змін. Уже після того, як проект потужного двигуна був закінчений, Ползунова стало відомо, що Кабінет, ознайомившись з його першим проектом, присвоїв йому звання механіка і ухвалив видати 400 рублів в нагороду, але ніякого рішення по суті питання не прийняв.

Це було серйозне рішення, хоча б тому, що обійдеться машина нітрохи не дешевше, ніж будівництво нового заводу. Від Ползунова зажадали заявку на робочу силу і матеріали. Ще не приступив до будівництва машини, винахідник зіткнувся з труднощами: відсутність здатних втілити його задуми людей і потрібних для будівництва інструментів, механізмів. Треба було побудувати перший в Росії паровий двигун, але не було ні фахівців, здатних очолити будівництво, ні кваліфікованих робітників, знайомих з пристроєм подібних двигунів. Сам Повзунів, який прийняв на себе обов'язки загального керівника робіт, в якійсь мірі вирішив проблему технічного керівництва, але саме, «в якійсь мірі», тому що керувати одній людині настільки новим і складним технічним підприємством було не під силу.

Не менш важкою виявилася і проблема підбору робітників. Були потрібні досвідчені модельники, ливарники, ковалі, слюсарі, столяри, випалювачі, фахівці по мідному і паяльне справі. За підрахунками Ползунова у спорудженні двигуна повинні були взяти безпосередню участь 76 осіб, в тому числі 19 висококваліфікованих майстрів. Дістати таких фахівців на місці уявлялося неможливим. Залишався єдиний вихід; викликати фахівців з Уралу - кузні технічних кадрів.

Труднощі в придбанні будівельних інструментів і механізмів виявилися ще більш непереборними. За задумом винахідника «вся машина повинна бути зроблена з металу», що неминуче вимагало наявності спеціального металообробного обладнання, яким Росія майже не мала. Справа погіршувалася тим, що будували двигун на Алтаї, а це був район з розвиненим меде- і сереброплавільние виробництвом, але відсталою ливарної, ковальської та металообробної технікою. Передчуття не обдурили винахідника. Канцелярія повністю затвердила лише міркування про потреби кількості матеріалів. Аби не допустити витрачати гроші на виклик досвідчених майстрів з далекого Уралу, заводське начальство виділило Ползунова чотирьох учнів, яких він знав і просив визначити до нього, двох відставних майстрових та чотирьох солдатів для охорони місця будівництва. Решту майстрових (понад 60 осіб) Канцелярія постановила призначати в розпорядження Ползунова у міру потреби, «скільки, коли у нього, Ползунова, роботи статися» ...

Схожі статті