Parní stroje, parní turbíny, parní kotle

Rozvod ventilový

Místo šoupátek, jichž funkci jsme v předešlých oddílech seznali, užívá se k rozvádění páry s úspěchem ventilů. Každý ventilový rozvod má dva ventily vpouštěcí a dva vypouštěcí, vesměs dvojsedlové, se dvěma v různých výškách dosedajícími plochami. Skříně ventilové jsou přilité k válci, sedla ventilů se do schrán zvlášť zapouštějí. Opracování ventilů i dosedacích ploch musí se díti velice pozorně a přesně, rovněž i zabroušení ventilů na příslušná sedliště vyžaduje nemalé péče. Ventily i sedla k nim hotoví se nejvíce ze železné litiny. Rozvody ventilové, jichž jest dosti četná řada, rozeznávají se mezi sebou úpravou vnějších rozvodných zařízení. Uzavírání ventilů provádí se péry nebo závažím, nebo nuceně rozvodným ústrojím.

Ventil připouštěcí a vypouštěcí

Ventil připouštěcí a vypouštěcí sestává ze sedla a dvojsedlého ventilu. Ventily připouštěcí s kuželovým dosedáním vystačují pro tlak do 6 atmosfér; při tlaku vyšším netěsní dokonale. Zabrušování konusu do sedla musí býti přesné, neboť při větším tlaku páry i nejnepatrnější netěsnost uplatňuje se způsobem velice nepříjemným. Pro větší tlak než 6 atmosfér osvědčují se dokonale i po dlouhé době ventily válcové. Uzavírání připouštěcího ventilu má se díti rychle a bez velikého nárazu. Pomalým, plíživým zavíráním nastává škrcení páry. Rychlé i plíživé zavírání ventilu prozrazuje diagram indikátoru. Uzavírka ventilu děla se původně závažím, nyní zatěžuje se ventil spirálovým pérem. Ventil připouštěcí musí se otvírati o zevní předstih dříve, což se děje, než se octne klika v mrtvé poloze. Z této příčiny musí býti dotyčný výstředník o určitý úhel předstihu na rozvodném hřídeli naklínován. Ventil vypouštěcí uvádí se v činnost buď výstředníkem nebo vačkou, jimiž se snadno přiměřeným naklínováním může měniti komprese páry ve válci. Spojení ventilů vypouštěcích s výstředníkem děje se přímo, kdežto spojení ventilů připouštěcích s regulátorem provádí se různým způsobem. Aby komprese páry mohla se díti neodvisle od quantity plnění, montují se na hřídel často čtyři výstředníky, nebo užije se pro ventily připouštěcí výstředníků a pro ventily vypouštěcí vaček. Vaček užívá se pro oba druhy ventilů při strojích sloučených u válců na nízký nebo střední tlak. Kde se rozvod provádí rozvodným hřídelem, otáčí se tento buď k válci nebo od válce parního, vždy dle uložení ventilových pák a jich souvislosti s výstředníky, a sice tak, že na téže straně válce musí býti ventil vypouštěcí uzavřen, je-li souhlasný ventil připouštěcí otevřen. Regulátor při nastalé změně rychlosti účinkuje na páku, která sděluje pohyb na hřídelík umístěný mezi hřídelíkem rozvodu a mezi válcem. Mezi zmíněným hřídelíkem a tyčemi výstředníků, působících na ventily připouštěcí, umístěno jest zvláštní zařízení, jimž se provádí měnivé plnění, buď vysunutím připouštěcích ventilů, které samočinně pak do sedel zapadají, nebo podržují ventily nucený pohyb a dosedají se zvýšenou rychlostí. Ventily dvousedlé jsou ulity a vykrouženy z jediného kusu. Sedla dvojsedlých ventilů nemají stejný průměr, vnitřní průměr jednoho sedla větší než vnější průměr druhého sedla. Tlak páry působí v tomto případě efektivně na plochu kruhového věnce, utvořenou rozdílem průměrů obou sedel a tím se ventilu značně uleví, tak že jest téměř skoro odlehčen. Vyrovnání změn nestejnou teplotou a zahříváním sedla i ventilu způsobených děje se buď vyrobením jich z téže hmoty, nebo se obě sedla spojují žebry, při čemž musí býti dbáno toho, aby otvory mezi žebry byly buď tak veliké, jako jest otvor ventilu, nebo lépe o něco větší.

Rozvod Collmannův

Rozvod Collmannův (obr. 74.) má pro oba druhy ventilů, připouštěcí i vypouštěcí, dva výstředníky. Ventily zapadají do sedel nuceně při otvírání i zavírání pro veškeré stupně plnění. Otvírání i zavírání ventilů děje se zevně pomocí pák, jež jsou u starších modelů dvouramenné, u novějších pak jednoramenné. Rozvodnému hřídeli S dostává se pohybu hřídelem klikovým, při čemž oba hřídele mají stejný počet obrátek. Na rozvodném hřídeli S nachází se pro každý připouštěcí i vypouštěcí ventil výstředník E s tyčí T. Tyče výstředníkové T chápe se dvouramenná páka AB, zakloubená na válci a účinkující na svislé rameno o třech kloubech BCD. Pohyb ventilu připouštěcího děje se pomocí ramen EF a DG, která na sebe dosedají a při pohybu valivě se dotýkají. Začátkem otvírání ventilu zdvihá se D, při čemž dosedá rameno DG u E na rameno EF a otevírá pomalu ventil na E zavěšený. Postupným pohybem D do výše přenáší se rychle dotyk na rameno EF v podélné mezeře rovnající se délce ED, čímž docílí se rychlého otevření ventilu. Opačným pohybem nastane rovněž rychlé uzavírání ventilu, kteréž tempo se asi 1/4 až 1/2 mm před uzavřením ventilu mění v ponenáhlý chod, při čemž se obě ramena dotýkají pouze v bodu E a sice v době, kdy nastává závěr ventilu. V bodě C jest na rameno o třech kloubech BCD zakloubená tyč L, jejíž spojení L s tyčí výstředníku dá se pošinouti, čímž účinek tyče CL na rameno o třech kloubech se mění a uzavírání ventilu děje se dříve nebo později. Posun spojky L provádí se pákou ve spojení s táhlem objímky setrvačníku a nechá se jím docíliti změny v plnění válce v mezích až do 0,9. Rozvodný hřídel S pohybuje hřídelíkem regulátoru a následkem toho ukazuje vždy změnu v chodu stroje a upravuje náplň válce. Ventily vypouštěcí uvádějí se v nucený pohyb podobným zařízením jak z obrazu patrno. Pohybu oběma pákám dostává se táhlem, zakloubeným na výstředníku E. Jelikož u rozvodu jsou dva ventily připouštěcí a dva vypouštěcí, nachází se výše popsané ústrojí u každého parního válce dvojmo.

Rozvod Sulzerův

Rozvod Sulzerův (obr. 75.) poskytuje přesnou funkcí svého ústrojí i při chodu velice rychlém možnost, aby se ho užilo u rychloběžných strojů. Plnění může se prováděti od nuly až do plna, ač mnohdy u strojů rychloběžných klesá téměř na nulu. Ventily připouštěcí pohybují se dvěma výstředníky, ventily vypouštěcí pak dvěma vačkami. Rozvodový hřídel jest uložen rovnoběžně s osou parního válce, pohybu se mu dostává převodem ozubenými koly z hřídele klikového v poměru 1:, tj. počet obrátek obou hřídelů jest totožný. Ventil připouštěcí v pohybuje se výstředníkem e spojeným klínem s hřídelem rozvodným. Dvojitá tyč ff1 výstředníku e má na konci f vedení pro posuvnou tyč lm, s níž jest spojená lomená páka abc, zabírající rozvidleným koncem a za tyč ventilovou, která se nadzvedá a tím ovládá ventil připouštěcí. Zvedání ventilu děje se ozubci zz1, z nichž z jest ovládán tyčí výstředníku, z1 pak regulátorem pomocí pák. Ventil otevřen jest tak dlouho, pokud oba ozubce zůstávají ve styku. Zavírání ventilů připouštěcích děje se spirálovým pérem, nasazeným na tyč ventilovou. Po uzavření ventilu nastane ve válci perioda expanse. Délka styku obou ozubců a tím i velikost plnění válce řídí se regulátorem pomocí tyče n a lomené páky nh. Ventil vypouštěcí ovládán jest vačkou S, nasazenou na hřídeli rozvodném. Působením vačky na malý kotouč R posunuje se lomená páka tt2 pomocí tyče t1t, čímž se ventil nadzvednutím otevře a páře výfukové po celou dobu zdvihu cestu uvolňuje. Ventil vypouštěcí se uzavírá tlakem spirálového péra za nastalého uvolnění lomené páky tt2 a tyče tt1 v době, kdy kotouč R výstřednou část vačky opustí. Má-li býti dosedání ventilů rychlé a přesné, musí se voliti péra spirálová o velké síle. V tomto případě nastaly by však při dosedání silné nárazy ventilu na sedlo a obě částky mohly by se snadno poškoditi. Tomu zabrání se upravením konce ventilové tyče v malý pístek, který se pohybuje těsně ve válečku, v němž při každém dosedání se stlačuje vzduch, čímž náraz pístu na sedlo se tlumí, ač jinak neztrácí ani na rychlosti ani na přesnosti v dosedání.

Rozvod Reimannův

Rozvod Reimannův znázorněn jest na obr. 76. v celku s celým mechanismem, na obr. 138 pak pouze vyňatý jednotlivý jeho ventil. Rozvod tento provádí akc. strojírna, slévárna železa a kotlárna H. Paucksche.

Z obrazu patrno, že ventily pohybují se hřídelem rovnoběžným s pístnicí, na němž jsou upevněny výstředníky. Ventily se otvírají i dosedají pohybem nuceným, nemůže tudíž nastati porucha ve stroji následkem nedosednutí ventilu. Ku přemáhání tření opatřují se ventily slabými péry, čímž se podstatně odstraní změna tlaku v ústrojí rozvodném, aníž by se přivodilo škodlivé napjetí. Volné posunování ventilů v lůžku podporuje se zvláštním nástavkem na obr. 77 patrným, který při nahodilém nedosednutí zatlačuje ventil nuceně do lůžka.

Následkem tohoto opatření nemůže nikdy nastati nedosedání ventilu vzpříčením a parní stroj nemůže proběhnouti. Ventily vypouštěcí umístěny jsou na spodu válce a uvádí je v činnost výstředník a přiměřená páka.

Rozvod Elsnerův

Rozvod Elsnerův (obr. 78.) provádí strojírna Richarda Raupacha ve Zhořelci. Působí na ventily pohybem nuceným. Na rozvodném hřídeli a jest naklínován pro každý ventil zvláštní výstředník. Rozvodný hřídel uvádí se v pohyb pomocí ozubených kol hřídelem klikovým a jest rovnoběžný s osou parního válce. Výstředník zabírá pomocí smykadla b do výkrojku kotouče c, jehož třmen vybíhá v tyč d, která pákou e a dvěma klouby 1 a 2 jest s ventilovou tyčí spojena. Poloha kotouče c s výkrojkem upravuje se regulátorem, s nímž jest spojen tyčí, jejíž stoupáním nebo klesáním se ustavuje a působí na velikost náplně parního válce. Výkres znázorňuje okamžik, kdy nachází se klika v mrtvé poloze při otevřeném ventilu připouštěcím pro předstih, ve ktrémž případě se střed výstředníku kryje se středem kotouče s výkrojkem. Otáčí-li se dále hřídel rozvodný ve směru šípu, pošine se smykadlo b ve výkrojku kotouče na levo a pohne tyčí ventilovou d dolů, při čemž páka e valivě se pohybuje na níže položené dráze takovým způsobem, že ventil se z počátku pomalu ale pak velmi rychle zvedá a při pohybu zpětném z počátku rychle a v posledním okamžiku velice volným tempem dosedá. Rozvodný hřídel pohybuje také ventily vypouštěcími pomocí tyče f a páky g. Tyč dá se na páce g dle potřeby posunouti, čímž dociluje se dřívějšího nebo pozdějšího zvření ventilů vypouštěcích a tím také úpravy komprese. Ventily zajišťují se vůči náhodným rušivým účinkům napjetí parního spirálovými péry.

Rozvod Widnmannův

Rozvod Widnmannův (obr. 79.) ovládá ventily nuceným pohybem. Na rozvodném hřídeli S naklínován jest výstředník E, jehož pohyb přenáší se třmenem na spojku AB a touto na páku BCD, která jest ve spojení s tyčí DF a ventilem vypouštěcím. Spojka AB upevněna jest na třmenu výstředníku otáčivě, rovněž páka BCD v rozvidleném konci ramena GC, která jest opět ve spojení s hřídelem regulátoru G a ramenem GR, taktéž na hřídeli G naklínovaném. Hřídelík regulátoru otáčí pomocí ozubených kol hřídelem G, při čemž tyč regulátoru působí současně na rameno GR a rameno GC, následkem čehož dostává se sojce AB jiného sklonu. Změněným sklonem spojky AB k výstředníku E mění se i pohyb páky BCD a s ní spojené tyče DF, jakož i ventilu připouštěcího, čímž se mění i stupeň plnění. Ventil vypouštěcí ovládán jest výstředníkem E, jeho tyčí T a pákou na ní připevněnou. Páky, které bezprostředně zabírají za ventilové tyče, opírají se vesměs valivě po podložce, čímž jest zabezpečeno pomalé otvírání a dosedání ventilů a rychlý chod jejich mezi začátkem a koncem působení.

Rozvod Hartungův

Rozvod Hartungův s nuceným pohybem ventilů připouštění plnění všech stupňů a hodí se pro velikou rychlost. Všechny ventily ovládány jsou dvěma výstředníky, naklínovanými na rozvodném hřídeli vždy po jednom proti oběma ventilům, připouštěcímu a vypouštěcímu, na každém konci parního válce. Prodloužený třmen výstředníku zavěšen jest uprostřed na čepu, smýkajícím se po otáčivém a regulátorem pohybovaném smyku. Konec prodlouženého třmenu výstředníku jest spojen zakloubením se spojnicí, která působí na páku, ovládající tyč ventilovou. Tyčí regulátoru kývavě pohybovaná, uprostřed čepem podepřená a na obou koncích smýkavými plochami opatřená část, nazývá se kulisou, v níž se při otáčení stroje smýká smykadlo ve směru střídavém. Nachází-li se kulisa v mrtvé poloze, neúčinkuje čep na předstih, při následném pohybu pošinuje se smykadlo směrem k válci a účinkuje tlakem dolů na tyč výstředníku, dalším pohybem děje se opak tak dlouho, až se kulisa opět octne v mrtvé poloze. Otvírání a zavírání ventilů děje se pákou, která se valivě na podložce pohybuje a způsobuje nestejné tempo v pohybu pístu, při otvírání pomalé, pak rychlé a při dosedání opět pomalé. Zvětšeným oběhem stroje zdvihá se regulátor a tyč jeho pošinuje kulisu do polohy ventilu uzavřeného, takže v tomto případě ani plnění nenastane a stroj jest nucen zmírniti svůj běh.

Rozvod Corlissův

Rozvod Corlissův klademe na toto místo, protože se ho užívá jako rozvodu šoupátkového, ventilového nebo kohoutového. Vyniká přesností a nejmenším škodlivým prostorem, plnění jím se dociluje jen do 0,4 zdvihu pístu. Rozvod tento podroben byl častým obměnám, sám vynálezce, Amerikán Corliss, sestrojil osm různých rozvodů s okrouhlými šoupátky, rovněž i jiní vynálezci se pokusili o sestrojení podobného rozvodu s menším nebo větším zdarem. Velmi často zhotovuje se se šoupátky válčitými, pro něž užívá se jediného výstředníku.

Rozvodný kotouč (obr. 80.) umístěn jest mezi šoupátky nebo kohouty a výstředníková tyč e chápe se ho nad osou a uvádí ho do kývavého pohybu. Kohouty nebo šoupátka vypouštěcí, dole se nacházející, podléhají přímo účinku kývavého pohybu kotouče s. Jinak však jest tomu s kohouty nebo šoupátky připouštěcími v v1, jichž táhla mohou se ze spojení vypnouti a vybaviti z působnosti výstředníku. Vypnutí nastane při uzavření šoupátek nebo kohoutů, ve kterémž okamžiku podlehnou účinku závaží g, které náhle uzavírku provede. V tomto postavení setrvají až téměř ku dokončení zpětného zdvihu pístu, načež nastane opět spojení s táhly a kohouty, které šoupátka otvírají se k dalšímu rozvodu. Vypnutí děje se pomocí zvláštního zařízení, označeného na přehledném obraze k k1. Táhla rozvodná mají konce rozvidlené, jimiž objímají čepy pák k k1 a pomocí nich účinkují na šoupátka nebo kohouty v v1. Spojení rozvidleného konce páky s čepem není trvalé, nýbrž přechodné a trvá jen tak dlouho, dokud páka šoupátka nezaujme jistou polohu, načež se vypíná. Dokud spojení není přerušeno, trvá přítok páry, po vypnutí uzavírají se šoupátka velice rychle účinkem závaží gg, při čemž uvolněné táhlo se pouze po čepu šine. Závaží působí tak rychle, že jest třeba mírnění, jehož se dociluje stlačeným vzduchem v trubici. Jak z přehledného obrazu patrno, řídí se vypínání táhel pro přívod páry za působení regulátoru. Výstředník u tohoto rozvodu obstarává jen počátek přístupu páry a vypouštění páry výfukové, uzavírku provádějí závaží nebo péra, jichž doba působnosti se mění dle spotřeby síly strojem a upravuje se regulátorem.