Паровая машина Ползунова
Ползунов Иван Иванович - родился в 1729 году в Екатеринбурге в семье солдата.
Окончив Словесную школу, Ползунов переходит в Арифметическую школу. В 1742 году, не успев окончить Арифметическую школу, Ползунова за особые успехи в учебе переводят в ученики к механику на Екатеринбургский завод. Там он занимается изучением и постройкой заводских и рудничных механизмов.
В 1747 году, Ползунова переводят на Барнаульский сереброплавильный завод. Там он занимается учетом руды, угля, флюсов, следит за качеством получаемого метала.
В 1750 году Ползунов получает свой первый, горнозаводской чин и отправляется на обучение горному мастерству и металлоплавильному делу на Колывановский завод. В 1759 году он получает свой первый офицерский чин.
В это время дела на Колывано - Воскресенских заводах приходили в упадок. Выплавка серебра значительно упала. В 1761 году на заводе предпринимают ряд мер по увеличению добычи и переработке серебра.
Макет паровой машины ползунова
В апреле 1763 года, Ползунов предлагает проект своей паровой машины. Надо отметить, что в России того времени, паровые машины практически не использовались и всю информацию ползунов получил из книги “Обстоятельное наставление рудокопному делу” изданную в 1960г. В нем описывалась паровая машина Ньюкомена.
Ползунов модернизирует ее, для обеспечения непрерывной работы он предлагает использовать два цилиндра, вместо одного в паровой машине Ньюкомена. Ползунов предлагал использовать свою паровую машину для привода в движение мехов плавильных печей.
Схема паровой машины Ползунова
схема устройства паровой машины Ползунова
Поршни в цилиндрах паровой машины Ползунова работали в противофазе. Когда в один из цилиндров наполненных паром, впрыскивали воду, пар конденсировался в нем, и в цилиндре создавалось разряжение. Под действием атмосферного давления поршень начинал опускаться вниз. В этот момент, в другой цилиндр, находившийся в нижнем положении, начинал поступать пар, и он начинал двигаться вверх.
Подача воды и пара в цилиндры была полностью автоматизирована. Штоки поршней паровой машины были связаны между собой цепью. Цепь проходила через верхний шкив и при движении паровых цилиндров, шкив тоже приходил в движение. Движение шкива в свою очередь, через цепи, приводило в движение специальные стержни, основное назначение которых было управлять движением серповидного маятника. Именно серповидный маятник управлял попеременной подачей воды и пара в паровые цилиндры.
Давление пара в паровой машине Ползунова лишь незначительно превышало атмосферное давление. Полезную работу поршни совершали лишь при движении вниз, под действием атмосферного давления. Сам Ползунов считал, что эффективность рабочего хода будет тем выше, чем ниже будет температура охлаждающей воды. Что свидетельствует о том, что Ползунов строил пароатмосферную машину (машина в которой работа происходит за счет атмосферного давления, а не за счет давления пара).
Проект паровой машины Ползунова был рассмотрен руководством завода и получил высокую оценку. Проект был отправлен в Петербург на рассмотрение императрицей Екатериной II. Ответ был получен лишь спустя год. Екатерина II высоко оценила проект Ползунова, его повысили в должности и обещали большую премию, если он сумеет построить работающую паровую машину.
В 1764 году, Ползунову приказывают строить паровую машину в 15 раз более мощную, чем в проекте 1763 года. Высота машины предполагалась 11 метров. Это была очень трудная задача. Сам Ползунов изначально планировал построить лишь небольшой макет, что бы отработать на нем все неожиданные трудности.
Работа шла с большим трудом. Не у кого в России того времени не было опыта по строительству подобных машин. Более того, Ползунову не разрешили вызвать опытных мастеров с уральских заводов. Испытания машины начались лишь спустя три года после начала строительства.
Первые испытания показали ненадежность применения кожи в паровой машине (вероятно идея использования кожи, была заимствована из паровой машины Ньюкомена). Кожаное уплотнение быстро истиралось и вода начинала сочиться внутрь паровых цилиндров. Опытным путем было установлено что пробка, гораздо лучше подходит для уплотнения цилиндров, чем кожа.
Наконец испытания были закончены и начато строительство плавильных печей, для которых собственно и строилась паровая машина. Но сам автор первой Русской паровой машины Иван Иванович Ползунов, не дожил до этого момента. 16 мая 1766 он скончался.
Первый пуск машины был назначен на 4 августа 1766 года. Но в назначенный срок, машина не начала свою работу. В день пуска случилась поломка, которую сумели устранить только к 7 августа 1766 года.
К сожалению, первая паровая машина России оказалось не надежной. Она часто ломалась. В сумме, она проработала чуть более 42 суток. После одной из поломок, руководством завода было принято решение о не целесообразности ее использования из-за наличия достаточного количества воды (водяные колеса были основными источниками энергии того времени).
