Уатт и Кулибин - страница 2
Это изобретение Папена датируется 1698 годом. В том же году получил патент и Томас Севери, сапёрный инженер. Он изобрёл паровой насос, весьма напоминавший насос Ворчестера, но отличавшийся от него назначением и степенью использования атмосферного давления. Основная часть насоса Севери бак, к которому подведена труба для подачи пара из парового котла, и который периодически можно обливать холодной водой. В нижней части бака клапан, открывающийся внутрь, в верхней части клапан открывающийся наружу. От нижнего клапана труба опускалась в воду, собиравшуюся на дне шахты, от верхнего клапана труба шла вверх, на поверхность земли.
Работал такой насос следующим образом. Пар подавался в бак и конденсировался, остужаясь о стенки бака, обливаемого холодной водой. В баке образовывалось сильно разреженное воздушное пространство. Под действием атмосферного давления вода из шахты поднималась вверх по трубе, отпирала нижний клапан и заполняла бак. Верхний клапан бака в это время был заперт под воздействием того же атмосферного давления. Затем рабочий открывал кран и пускал в бак пар из котла, который выдавливал воду из бака через верхний клапан вверх на поверхность земли. Затем подача пара прекращалась, бак снова остужался холодной водой, и цикл работы повторялся.
Через некоторое время Севери добавил к котлу второй насос аналогичного устройства, чтоб подавать пар из котла попеременно. Это удвоило производительность, доведя её до 48 галлонов в минуту (около 16 вёдер) при глубине шахты 32 м. Идею второго насоса Севери, по-видимому, заимствовал у Ворчестера. Далее Севери пристроил к основному, большому котлу маленький, вспомогательный котёл для предварительного подогрева воды. Когда вода в нём вскипала, её переливали в большой котёл, где вырабатывался пар. Это позволило вырабатывать пар беспрерывно в течение длительного времени. Раньше, когда вода в котле выкипала, работу насосов приходилось останавливать в ожидании, когда закипит новая порция воды в котле.
В таком усовершенствованном виде насос Севери был запатентован в 1702 г. Расход топлива у него равнялся приблизительно 80 кг каменного угля на 1 л.с. в час, к.п.д. составлял 0, 2%. Это довольно низкий показатель. Кроме того, давление пара на воду в насосе составляло около 3 ат. Металл той эпохи часто не выдерживал такого давления и рвался. Однако, несмотря на всё это, в каменноугольных шахтах, где был даровой уголь, насос Севери получил широкое распространение. Его называли "другом рудокопа".
В 1717 г. два насоса Севери были доставлены в Петербург. По их образцу русские мастера сделали третий насос сами. Один насос подавал воду в баню, два другие для фонтанов Летнего сада. Но дальнейшего распространения в России насосы Севери не получили. Слишком много дров требовалось для их работы, а более важной сферы для их применения в России в ту эпоху не оказалось.
В 1705 – 1713 гг. изобрёл свою паровую машину сельский кузнец Томас Ньюкомен. Его машина состояла из вмазанного в печь котла, соединённого короткой трубкой с поршневым цилиндром. На трубке был кран, регулировавший подачу пара в цилиндр. Верхний конец штока поршня соединялся цепью с концом балансира (коромысла). Чаще всего это был деревянный брус с осью качания посредине. Другой конец этого бруса был соединён цепью со штангой насоса, опущенного в шахту. Штанга состояла из нескольких деревянных жердей или шестов, связанных между собой. На штангу крепился груз, давивший её вниз. У стойки балансира устанавливался бак с холодной водой, которой обливали цилиндр, чтобы остудить его и вызвать конденсацию пара.