Regulační ventil

Posted on 14.8.2005 Updated on 18.3.2013

Byl jsem pozván na sraz členů NAMOLO který se uskutečnil 25.6. u stanice metra Lužiny. Jelikož jsem k hlídači hladiny, popsaném v Rcr 9 ještě zhotovil regulátor tlaku páry a potřeboval jsem jej vyzkoušet. Na místo jsem dorazili asi o hodinu před srazem. Po příchodu členů NAMOLO a přivítání jsme začal s přípravami remorkéru na jízdu. Naplnili jsme obě zásobní nádrže vodou asi 1,3 L a do kotle jenom 0,5 L. Promazali jsme parní stroj,naplnili maznici olejem a zapojili konektory k regulátoru napájení. Hořák má vzhledem k velikosti PB lahve značný odběr a pokud by nebyla ohřívána snížilo by se odpařování plynu natolik,že by mohl hořák zhasnout.Proto používám pro ohřev nádrž,která tvoří jakési lůžko PB lahve.Tato nádrž je propojená nahoře i dole s kondensátní nádrží silikonovými hadičkami o průměru 8 mm Kondensátní nádrž má obsah 0,5 L. Nad jejím středem
je vedená mosazná trubka o vnitřním průměru 14 mm, která tvoří ohřívák napájecí vody. Výfuk páry stroje je sveden do kondensátní nádrže. Výstup je veden trubkou o vnitřním průměru 6 mm před komínem do volného prostoru.Část páry se dostane spolu s kondensátem propojovacími hadičkami do nádrže pro ohřev PB lahve. Je důležité, aby se láhev neohřála nad 50 °C, mohlo by dojít k destrukci. Proto mám za PB lahví pojistný ventil, který při překročení tlaku, část plynu vypustí a tlak sníží na nastavenou mez. Mezi ohřívací nádrž a láhev PB dávám dvě vrstvy látky, která se používá na montérky. Musí se to vyzkoušet.Rozhodně je nutné řídit se pokyny výrobce PB a nepodceňovat nebezpečí!!! Omluvám se za odbočení, ale považuji to za důležité. Při zapálení hořáku u studeného kotle nastavuji velikost plamene ventilem,který je ovládaný servem. Regulátor tlaku páry začíná přivírat přívod plynu do hořáku až kolem 4 a.t.p., jinak je otevřen naplno. Připojil jsem plyn, vyzkoušel těsnost spojů zapálil jsem hořák. Než se na kotli vytvořil tlak,
odzkoušeli jsme si rádio, čerpadlo, dali jsme na lodˇ nástavby a když regulátor přiškrtil hořák na minimum (pozná se to podle zvuku), dal jsem Saturna na vodu a chvíli jsme jezdili než vyskočilo táhlo kormidla které jsem při vkládání akumulátorů ohnul. Remorkér se stal směrově neovladatelný a musel jsem použít záchranný člun pro přitažení lodě. Toto se opakovalo dvakrát. Po napružení táhla kormidla potíže přestaly a mohli jsme se věnovat jízdě a natáčení. U hlídače hladiny a regulátoru tlaku se žádné problémy nevyskytly. Oboje fungovalo nad očekávání dobře.

Nyní něco o výhodách hlídače hladiny:
1) udržuje hladinu vody kotle v nastavené úrovni,
2) při vyčerpání vody v zásobní nádrži je v kotli dost vody na dojetí,
3) výhoda druhého obvodu hlídače,upozorní nás budˇ svitem žárovky,nebo bzučákem že došla v nádrži voda a znemožní zapnutí čerpadla a tím jeho poškození.
Také regulátor tlaku kotle má své výhody:
1) Před dosažením nastaveného tlaku začne stahovat plamen hořáku tak, že přestane tlak v kotli stoupat a hořák přitom nezhasne.
2) Podstatně se snížil hluk který dříve hořák vydával.
3) Klesla spotřeba PB.
4) Odpadl problém s přetápěním kotle za jízdy,kdy pojistným ventilem unikala pára.
A nevýhoda ? Při stažení plynu se sníží tlak na hořáku a v důsledku horšího spalování se hořák zanáší. Hořák je třeba častěji čistit. Měli jsme možnost tahat za Saturnem ocelovou vanu. Délka jízdy kdy remorkér tahal asi 15 kg vanu byla 42 minut a přitom jezdil docela svižně. Naši radost trochu pokazilo to, že jsem před touto jízdou po odčerpání kondensátu zapomněl uzavřít odsávací trubičku a do trupu lodě po celou dobu jízdy unikala část kondensátu asi 0,6 L. Trup lodě je laminátový, bez žeber, tak vydržel. Také nebylo vidět za jízdy žádné páření, hořák zřejmě stačil všechnu páru odsávat. Pro ty, kdo by si chtěli zhotovit regulační ventil tlaku páry uvádím barevný obrázek s popisem. Omlouvám se všem kdo se vyznají ve strojařině a technickém kreslení. Obrázek byl tvořen v programu malování.
Regulační ventil funguje takto: přivedená pára z kotle (kondensát) vstupuje otvorem příruby Č.1 do prostoru nad membránou, svým tlakem působí na membránu Č.3 která je spojena s tyčí Č.15, v ní je závitem M 2 zašroubovaná jehla Č.10 která je při stoupajícím tlaku páry posunována k otvoru vstupu PB plynu a svým hrotem jej přivírá. Na jehle je vroubkované kolečko Č.9 kterým si můžeme seřídit plamen hořáku. Proti tlaku páry působí síla pružiny, která se nastavuje regulačním šroubem Č.8. Miska Č.5 tuto sílu přenáší na pružinu. Když šroubujeme směrem k pružině (do těla regulátoru Č.6), síla na membránu přes pružinu se zvětší a tlak páry v kotli se zvedá až překoná sílu pružiny a začne zavírat jehlou Č.10 vstup plynu. Když regul. šroub povolujeme tlak v kotli se snižuje. Ventil zavírá plyn při menším tlaku. Ještě několik informací.: díl Č.1 a Č.6 mají po obvodě 8 otvorů o průměru 3,2 s roztečí přes osu 33mm ., díl Č.6 má na straně regulačního šroubu pouze dva otvory průměru 2,4 se závitem M3 a roztečí os 26mm. Příruba Č.13. má 2 otvory o průměru 3 mm s roztečí os 26mm Tyč membrány Č.15 prochází regulačním šroubem s vůlí 0,5mm. U Č.16 je nutné zaoblit hranu aby se neprořízla membrána, totéž u přírub, které svírají membránu. PB ventil Č.14 tvoří T kus s kulatiny o průměru 8 mm pájený stříbrnou pájkou. Na ucpávku jsem použil provázek z rozpletené ucpávkové šňůry..V Hradci jsem měl místo ucpávky O kroužek s vnitřním průměru 1,6 mm a vnějším průměru 6,4 mm. Prodávají se v Globusu. Pro O kroužek je potřeba u ventilu srazit vrtákem hranu otvoru. Víko ucpávky Č.19 při použití O kroužku vynecháme. O kroužek těsní stejně dobře jako ucpávka. Převlečnou matici Č.11 utahujeme s citem abychom měli na ucpávce nebo O kroužku co nejmenší tření. Membrána Č.3 má průměr 40mm, prostřední otvor má průměr 2,5mm, otvory pro šrouby mají průměr 3mm. Materiál je guma s plátnem na jedné straně. Tyč Č. 15 o průměru 4 mm má závit M 4 na který je našroubovaná příruba Č.16. Membránu našroubujeme na závit stranou plátna k přírubě Č.16., nasadíme podložku Č.17, našroubujeme matku M 4 Č.18 a dotáhneme. Materiál na membránu jsem použil z gumy o síle 3,5mm s plátěnou vložkou uprostřed. Gumu jsem v místě vložky od sebe oddělil. Na jedné gumě zůstane plátno a, je tužší, použijeme ji na membránu. Druhá je měkčí, pro nás nevhodná. Na kotel kde chceme odebírat páru pro regulátor dáme uzavírací ventil. Při protržení membrány uzavřeme ventil a můžeme pokračovat v jízdě. Díl Č.1 a Č. 6 je z duralu o průměru 40mm, ostatní kovové díly mimo šroubů, matic a pružiny jsou mosazné. Šrouby s matkami a pružina jsou ocelové. Pružina má vnější průměr 18mm, vnitřní průměr 13mm, délka je 16,5mm a má 3 závity. Na snímcích jsou regulační ventily a použité pružiny. Popsaný ventil má pracovní plochu membrány kolem 3,2cm²., menší ventil 1,2cm². Při nastavení tlaku páry v kotli (regulačním šroubem) na 5 atp., se otevře hořák naplno,: u menšího reg. ventilu při poklesu tlaku na 2 atp., u většího při poklesu tlaku na 3 atp.Je to dáno velikostí pracovních ploch membrán a rozdílností pružin.I když popsaný ventil zajistí nastavený tlak páry, bylo by chybou se domnívat ,že nahradí pojistný ventil, ten musí na kotli být. Popsaný regulační ventil se uplatní při provozním tlaku min.3 atp.

Ještě pár detailů.: jehla Č.10 má průměr 2mm,hrot je broušený a svírá úhel asi 60°,otvor pro plyn, který jehla svým hrotem uzavírá má průměr1,2mm, ostatní otvory mají u dílu Č.14 průměr 2mm. Stavěcí kolečko Č.9 je na jehlu našroubované a může se zajistit cínem proti uvolnění. Oba regulační ventily byly konstruovány (ušity), každý na danou pružinu. Na snímku jsou na větším ventilu vidět oválné otvory,jsou zbytečné. Pokud by došlo k protržení membrány a vy budete nad lodí, může vás horká pára spálit. Pro odvedení vody v případě netěsnosti membrány stačí na spodní straně ventilu pod pružinou vyvrtat otvor o průměru 2mm. Závity u vstupu páry a na tělese ventilu Č.14 jsou M 8. 0,75 u regulačního šroubu Č.8 je závit M 9. 0,75. Závity můžete použít M 8 s normálním stoupáním a na regulační šroub použít závit M 10. Svorníky Č.7 mají průměr 4 mm, na koncích průměr 3 mm se závitem M 3. 

Automatická regulace hladiny vody v kotli

Posted on 14.8.2005 Updated on 25.3.2013

Pro milovníky páry a lodi
(automatická regulace hladiny vody v kotli)
V RCr ..5/ 2005 na stran. 18 je 2x indikator paliva od Ing.M. Černeho. Zaujalo mne schéma Č.1. Toto jednoduché zapojeni se přimo nabízí pro automatickou regulaci hladiny vody v kotli. Jelikož jsem nesehnal tranzistor IRLZ 24N, použil jsem IRLZ 34N. Na vývody pro žarovku jsem připojil civku přepinaciho relé. Použil jsem rele 12 V-DC s dvojicí přepínacích kontaktů na 8 A. Relé musí mít 8 vývodů, 2 jsou pro cívku, k těm připojíme vývody pro žárovku. Zbývajicí dvě trojice vývodů propojíme následovně: na prostřední vývod jedné trojice připojíme výstup z tranzistoru G pro snímací čidlo hladiny. Na vývod, který je sepnutý (blíže k cívce), napojíme přívod čidla minimální hladiny. Na třetíi vývod připojíme přívod čidla maximální hladiny. Druhé čidlo přípojíne dle schéma č.1 na – GND připojíme na kostru kotle. U druhe trojice vývodů použijeme pouze druhý a třeti vývod pro zapnutí obvodu čerpadla. Regulace pracuje tak, že při poklesu vody pod minimální hladinu (je dána umístěním snímacího čidla min. hladiny z relé), rezistor zvedne na řídící elektrodě napětí, tranzistor se otevře, relé přepne z čidla nim. hladiny na čidlo max. hladiny a také se zapne obvod čerpadla. Nyní nám čerpadlo dodává vodu do kotle dokud hladina nedosáhne urovně maximalni hladiny. Při dosaženi této hladiny se propoji obvod mezi GND a čidlem max.hladiny tranzistor se zavře a odpojí relé. Relé vypne čerpadlo a čidlo max. hladiny přepne na čidlo min.hladiny. Když voda klesne pod min. hladinu vše se opakuje. Na obr…1 jsou vyobrazeny komory s čidly a jejich propojení s kotlem. Pokud máte v kotli volné místo mohou se umístit do kotle ale musíte počitat s reakcí na pohyb hladiny pči náklonu, zpětném chodu, nebo po najetí na vlnu. Pokud použijete komory, ktere jsou s kotlem propojeny malými otvory (ne menšími než průměr 3,5 mm), reakce na nežádoucí pohyb hladiny se zmírní. Komory mají vnitřní průměr 12 mm, přívodní trubky 5 mm. Na přírubu jsem použil textit ale může bít i mosaz. Při zkoužkach jsem zjistil, že je nutné čidlo které tvoří mosazny drat o průměru 2,5 mm dobře odisolovat i od nevodiveho mat. příruby. Ve vlhkém prostředi kde je pára se tento mat. stane natolik vodivým, že znemožní funkčnost
zařízeni. Jako isolaci jsem použil silikonovou hadičku s tenkou stěnou-používá se do nadrží motoraků. Otvor v přírubě je průměr 3,8 mm a na straně do komory jsou sražené hrany, aby se neprořízla hadička. Jako pojistku proti vyjeti čidla z příruby jsem provrtal do mosazneho drátu o průměru 4 mm a delce 5 mm otvor o průměru 2,5mm. Tento díl jsem nasunul na čidlo a oboustranně připájel. Cín musí vytvořit plynulé přechody. Na horní straně čidlo zaoblíme. Na spodek připájíme valeček o průměru 8 mm a délce 3 mm pro zvětšení plochy. Otvor v přírubě před zasouváním hadičky namažeme mýdlem, když je hadička u horní strany přiruby, zasuneme čidlo naletovaným dilem až k zapuštěnému otvoru, obr.2. Dole vyčnívá asi 10mm z hadičky. Zkoušel jsem dát čidla do jedné komory (trubky), ale neosvědčilo se to. Komora by musela mít větší průměr než 12 mm. Kotel jsem provozoval na 5 atp. a u obou čidel jsem nezaznamenal žádnou netěsnost i přesto že se s nimi dá s trochou námahy pohnout. Abych měl kontrolu kolik vody je v zásobní (napájecí) nádrži, zhotovil jsem si ještě jeden obvod s relé. V nadrži mám čidlo (mosaz průměru 2mm), které končí 10mm nade dnem nadrže. Pokud voda klesne pod toto čidlo, sepne relé. Na přepínacích kontaktech tohoto relé mám zapojen obvod civky relé napájecího čerpadla a obvod pro žárovku. Při sepnutí relé, se rozpojí obvod pro napájeni a tim je zajištěno, že čerpadlo nepoběží bez vody a zaroveň se sepne obvod žárovky, která upozorní že došla v zasobni nadrži voda a plavbu je třeba ukončit. K napájení používám sedmičlánek 1700 mAh. Tento jednoduchý obvod se dá použít take u kotlů, které nemají
čerpadlo. Použijeme zapojeni pouze se žárovkou, ktera se při poklesu vody pod konec čidla rozsvítí. Čidlo musí být odisolováno obr.2. Také v tomto případě je nutno spodní konec opatřit válečkem, nebo kolečkem, o průmšru 8 mm aby byla větši plocha, jinak se stává, když je voda u konce čidla že začne relé kmitat. Hodnota rezistoru je kolem 120k W. Pro toho, kdo by si chtěl tento -HLIDAČ- hladiny postavit uvadim obrazek tištěného spoje a obrázek s rozmístěním součástek včetně výstupů. Pro laiky jako jsem já, uvedu způsob, který používám ke zhotoveni plošného spoje: nejprve ustřihnu kuprexit, š=39mm, d=65mm, začistím hrany, označím a vyvrtám otvory. Plochu na straně mědi začistím a umyji nitroředidlem. Nyni lihovým popisovačem na CD nakreslím nejprve okolo otvorů kolečka a dále podle pravítka ostatni spoje dle předlohy. Je nutno kreslit tak, aby byla barva kresby syta, jinak by roztok chloridu železitého narušil nakreslene spoje. Při montaži nejprve zaletuji propojeni č.10 a potom teprve ostatní součástky. Do obvodu akumulátoru zařadime vypínač. Pro vystupy č.1 a. 5 jsem použil konektor Modela. Tranzistory jsou připájeny nastojato. Na rezistory jsem navlekl smršťovací bužírku a umístil jsem je na opačnou stranu než ostatní součástky. Označené vývody zapojíme takto : č.1 na kotel, nebo komoru čidla č.2 na čidlo min. (spodni hladiny) č.3 na čidlo maximální hladiny. č.4 na kostru zasobní nádrže. č.5 na čidlo zásobní nádrže č.6 k elektromotoru čerpadla č.7 přívod od akumulatoru -GND .minus č.8 přívod od akumulatoru plus. č. 9 k elektromotoru čerpadla, č.10 je spojka. Na č. 11 a č. 12 připojit žárovku 12 V 0,1A. Druhou žárovku připojíme paralelně k motoru čerpadla, ta svítí jen když čerpadlo pracuje.

M. Jiroušek