Ventil

Ventil(rotační) je v parním motoru další zásadní součástkou. Oproti šoupátku s vačkou je konstrukce zjednodušena, ale zase jsme omezeni jinak.

Popis různých typů ventilů najdeme na cs.wikipedia.org/wiki/Ventil nebo na www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/POWER/unusualICeng/RotaryValveIC/RotaryValveIC.htm#fw

Obrázek porovnává šoupátko, rotační ventil p. Šedého se stranovým výstupem a rotační ventil s výstupem v ose rotace.

Časování rotačního ventilu pro převod 1:1.

Studie konstrukce rotačního ventilu pro různé poměry převodu.

Jeden z pokusů o ventil. Spínací osa poháněna přes šikmá ozubená kola. Osa železná hlazenka 8mm. Spínací otvor osy 4mm. Malý vložený obrázek vlevo nahoře je detail svrtání přes trubičky(mírná nesouosost). Připojovací trubičky na závit 6mm. Vstup/výstup válce v ose ventilu.

Upravený rotační ventil od p. S.Šolce. Boční vývod zaslepen šroubem a nový vyvrtán v ose. Pod tento šroub a vedlejší boční vývod je uchycen připevňovací úhelník.

Vlastní rotační ventil, ale s "otočenými" materiály. Dva horní otvory složí k uchycení.

Opět vlastní výroba. Tentokrát z menší mosazné kulatiny. Otvory v přívodech slouží k uchycení při výrobě a k montáži. Také to omezuje sklouznutí hadice při připevnění sponou. Ventil je také výrazně zkrácen.

Ventil s duralovým tělem. Nahoře ozubené kolo náhonu fixované na osu kuličkou a zajištěné dvěmi ségrovkami.

Spínací osa je železná hlazenka. Vnitřní plocha ventilu je mosazná trubička roztemovaná na koncích. Podobně lze vyrobit axiální ložisko a místo mosazi použijeme slitinu funkční plochy pístu. Stejnou věc jsem viděl i na obrázcích parního motoru p. Strakerleho na axiálním ložisku "hranatého" válce ve vrstvené impregnované překližce.

Rotační osa ventilu p. Murína. Je to expanzní verze s odděleným vstupem a výfukem páry p. Šedého

Pro pokus s elektromotorkem potřebujeme ventil upravit. Tlak páry nesmí tlačit na(tahat za) ložiska motoru. Přepínací osa ventilu by neměla být přitlačována tlakem k stěnám ventilu. Toho nejde dosáhnout běžnou konstrukcí a při zachování převodu 1:1.  Zde je představena konstrukce ventilu při elektromechanické vazbě motorem bez ojnice se setrvačníkem. Poměr otáček motoru proti pulzům páry je 1:4. Při relativně malých otáčkách a malém zatížení nepotřebujeme žádný "extra" motor.

Pokus o ventil s různým poměrem časování pro elektromotor. Zhora a zespodu. Později jsem zjistil, že by to byl dobrý záklat tzv. "Elbow motoru". Abych nemusel zaslepovat radiální otvory vně každý zvlášť, "navlékl" jsem to celé do vhodné trubky ze stejného materiálu(obr. ouplně vpravo). Příčné propojení otvorů se nesmí v osovém ventilu vzájemně překrývat, proto jsou propojky ve třech různých úrovních. Také otvory ve spínací ose jsou menší, než u jednoduchého ventilu. 

Teorie pro vrtání odpovídajícího spínacího otvoru. Na hranách segmentu(osy) nezabrušovat hrany. Tohle ale neplatí, pokud chceme jiný poměr časování a otvor musí být o trochu menší, než 1/4 ¶d. Světlost lhe dohnat způsobem uvedeným na dalším obrázku.

Hlavním parametrem je šířka otvoru(otvorů) proti průměru spínacího segmentu.  

Ventil potřebujeme nejen ke spínání páry do válce, ale i k puštění páry z papinova hrnce. Tato varianta je vlastně také rotační a neobsahuje citlivé plastové součástky.

Budemeli stavět stroj s více válci, nepotřebujeme pro každý extra ventil. Třeba pro pět válců stačí ventily dva. Jen musíme rozdělit funkci vstupu a výstupu páry. Obě části jsou identické. Pára vstupuje přes křížem provrtanou spínací osu k jednotlivým vývodům k válcům, kde je ovšem v ose pouze jeden klasický otvor. Výfuk probíhá opačně. Náhon je ozubeným kolem 1:1 od ozubeného kola s unašečem a setrvačníkem. Spínací osa je pod náhonem utěsněna. Těsnění a náhon je fixován například kuličkou. Pro dva až tři válce jsou otvory dle teorie vrtání pro jeden válec. Při více jak třech válcích už musíme zůžit spínací otvor, aby nám také zbylo místo pro "přepážky" mezi otvory v těle ventilu a pára ve ventilu "neprofukovala". Otvor v ose může zůstat ¶.d/4. Válce připojujeme podle toho, jak máme svrtány spínací otvory na ose vstupu a výfuku páry k/od válců. Máme-li spínací otvory na ose protilehlé, připojení válců je ze "stejné" strany těl ventilů.  Ségrovky jsou použity pouze k omezení bočního pohybu kola náhonu. Je to srozumitelné?

Tohle je provedení p. Strakerleho se čtyřmi klasickými ventily pro čtyři válce.

Podobným způsobem pracuje ventil tzv. Elbow motoru. I zde musí být neaktivní zona(modře) větší než průměr plnění (zeleně). Vstup páry je "naproti" výfuku. Jeden ventil může "obsluhovat" více válců. Zde tři po 120°. Oproti rotačnímu ventilu P. Šedého je jednodušší, ale ventil s osou má povrchovou rychlost na kterémkoli místě stejnou. U tohoto ventilu je povrchová rychlost od středu stále větší. A zatím nevím, jestli je to výhoda, či nevýhoda.  To je také jeden z problémů větrných elektráren s velkou délkou listů, kde konce mohou dosahovat (při určité rychlosti rotace) nadzvukové rychlosti a tak vytvářet rázy při změnách. Tento ventil používá i p. Wolfhart a je i základem hydromechanických pohonů napřiklad zahradních traktůrků.

Ventil pro jeden válec. Možnost nastavení předstihu a plnění. První představa.

.

A zde již víceméně skutečná podoba ventilu pro tři válce s připojením přes nerez vlnovce.

Plnicí otvory nejsou ještě vyfrézovány, tak jsem je tam domaloval.

I takový multiventil lze použít jen k jednomu válci (membráně). Zcela vpravo nerez vlnovec, dole vpravo hadičník 3/8", opletená hadice ne moc vhodná na větší tlaky a teplotu nad 120'C, dole vlevo redukční vsuvka a převlečná matice.

Mechanismus ventilu se stavitelným předstihem a plněním. Jde o první reálný pokus, takže ještě není ani rozděleno nastavení vstupu a výfuku. V mosazné trubičce se pohybuje rotační spínací osa od setrvačníku. Úchyty vstupu a výfuku budou našroubovány do uložení mosazné trubičky.