Техника - молодёжи 1959-03, страница 9

В'

1мирв нет страны, где имеется так много искусственно орошаемых полей, как в Китае. Каждое му орошаемого поля (одна семнадцатая часть гектара) ежедневно требует около 10 и даже больше кубических метров воды.

Наиболее удобной машиной для целей орошения является «насос внутреннего сгорания». Он не имеет отдельного двигателя и отдельного насоса. Давление, образующееся при сжигании газогенераторного топлива в цилиндрах, действует непосредственно на воду и выталкивает ее в верхний конец трубы.

Попытки создать такой насос имели место в других странах еще в начале этого столетия. В 1909 году англичанин Гемфри первым испытал четырехтактный насос внутреннего сгорания, а в 1913 году около Лондона была создана насосная станция, оборудованная таким насосом, который ежедневно мог перекгчивать сотни тыс. куб. м воды на высоту 9 м. Затем в американских журналах в 1933—1934 годах сообщалось об испытании нового типа двухтактного насоса внутреннего сгорания, но дальше не было сообщений о применении таких насосов.

В прошлом году профессор Чанчунь-ского автотракторного института Дай Гуйнжуй вместе с работниками Пекинского научно-исследовательского института сельскохозяйственного машиностроения спроектировал и изготовил насос внутреннего сгорания, имеющий огромные преимущества перед другими насосами. Он удачно развил и усовершенствовал старую идею Гемфри с учетом особенностей китайской практики.

Результаты, полученные во время предварительных испытаний, показали, что этот насос за один час может перекачать 200 куб. м воды на высоту 4,5 м, а расход антрацита в газогенераторной установке составляет всего лишь 1,5 кг. Рассчитано, что при подаче воды на высоту 10 м этот насос по производительности будет равен обычному насосу, приводимому в действие газогенераторным двигателем мощностью 25 л. с. При этом расход топлива будет в два-три раза меньше, а тепловой коэффициент значительно выше, чем у водяных насосов, приводимых в движение прочими двигателями — как паровыми, так и внутреннего сгорания.

В рассматриваемом насосе имеются два рабочих цилиндра. «Поршнями}» в них служит поверхность воды. В верхней части каждого цилиндра расположены впускной и выпускной клапаны, которые связываются механизмом блокировки так, чтобы один из них был открыт, а другой закрыт. Верхняя часть каждого цилиндра с крышкой образует камеру сгорания, на которой

СИЛА ОМОЛОЖЕННОЙ ИДЕИ * ТВОРЧЕСТВО КИТАЙСКИХ ДРУЗЕЙ*ОН СУЛИТ РЕВОЛЮЦИЮ В ОРОШЕНИИ

ДВИГАТЕЛЬ

смонтирована свеча зажигания. В нижней общей коробке, соединяющей два цилиндра, имеется ряд водовпускных клапанов. Соединительная труба соединяет эту коробку с водонапорной башней. На трубе установлен воздушный колпак.

Рабочий цикл каждого из цилиндров (см. цветную вкладку) такого насоса состоит из следующих четырех рабочих процессов:

Первый такт: процесс воспламенения и расширения.

Допустим, что в верхней части камеры сгорания сжат столбом воды впущенный в нее горючий газ. Появляется искра, поджигающая горючую смесь. Вследствие взрыва смеси давление в камере повышается.

Расширяющиеся газы давят на поверхность воды, которая из цилиндра поступает в водонапорную башню. После этого давление газа в цилиндре падает. Однако из-за силы инерции движущейся воды процесс расширения может продолжаться до тех пор, пока в цилиндре давление не становится меньше атмосферного. В то же рремя благодаря понижению давления в цилиндре водовпускные клапаны автоматически открываются, и вода свободно втекает внутрь насоса.

Второй такт: процесс выпуска отработавшего газа.

Когда давление в камере приближается к атмосферному, выпускной клапан открывается своим весом. Под действием статического напора водонапорной башни вода, заполнившая цилиндр, вытесняет из него отработавший газ. Процесс этот продолжается до тех пор, пока вода не надавит на выпускной клапан и он не закроется.

После закрытия выпускного клапана уровень воды в камере продолжает подниматься и часть остаточного газа сильно сжимается в верхней части камеры, не допуская в него воду. В это время происходит взрыв горючей смеси во втором цилиндре.

Третий такт: процесс расширения остаточного отработавшего газа и процесс впуска (всасывание).

Так как давление столба воды благодаря рабочему такту второго цилиндра уменьшается, остаточный газ начинает расширяться и действовать на поверхность воды. Благодаря этому давление в верхней части камеры уменьшается и одновременно открывается впускной клапан, через который в цилиндр начинает засасываться горючая смесь. Всасывание свежей смеси продолжается до мгновенной остановки движения воды. ; <

Четвертый такт: процесс сжатия.

После того как рабочая камера наполнится горючей смесью и все клапаны будут закрыты, гидростатический напор столба воды начинает сжимать смесь, и рабочие циклы повторяются.

Новый водяной насос обладает целым рядом существенных преимуществ. Конструкция его весьма проста, и он очень дешев в производстве. У него отсутствуют такие сложные части передаточного механизма, как поршень, шатун, коленчатый вал, маховик и т. д., а также не требуется отдельного двигателя, как это нужно для центробежного насоса. Не нужна ему и смазка.

Основным материалом для изготовления насоса служйт чугун (чугунная труба). Опыт показывает, что металлическую трубу возможно заменить фарфоровой или цементной. Детали насоса не требуют высокой точности обработки.

Благодаря простоте конструкции, отсутствию каких-либо деталей передаточного механизма, а значит и трения, насос может длительное время работать без ремонта. Управлять его работой могут сами крестьяне.

Для всех видов насосов внутреннего сгорания можно применить самые распространенные виды топлива, например: антрацит, древесный уголь, дрова, газ и др. Тепловой коэффициент такого насоса весьма велик.

Водяной насос внутреннего сгорания является не только наиболее идеальным сельскохозяйственным оросительным механизмом, но и может служить в качестве беспоршневого двигателя внутреннего сгорания с гидравлической передачей. Его можно применить в качестве дополнительного оборудования для сельских гидроэлектростанций в период обмеления рек, обеспечивая полную нагрузку генераторов. Построив пруд и используя этот насос, можно получать электрическую энергию даже в таких районах, где не хватает воды.

Можно установить такой насос на судне, а выпускаемую им струю направить через кормовую часть и использовать как движущую силу.

Вышеперечисленные преимущества показывают большие перспективы применения насосов внутреннего сгорания. Этот насос выходит из старого круга двух видов имеющихся сейчас тепловых двигателей — поршневых и турбинных— и является новым двигателем, где вода заменяет сложную механическую передачу.

В Китае многие считают, что внедрение водяного насоса внутреннего сгорания совершает революцию в области оросительных механизмов.

Лэ МЭЙ, студент пятого курса факультета тепловых и гидравлических машин МВТУ им. Баумана.

С ЖИДКИМ ПОРШНЕМ

5