В наших прошлых статьях мы уже рассказывали про танк-паровозы — паровозы без тендера. Чаще всего они применялись для выполнения маневровой работы и работы на заводских путях. Вода и топливо у таких локомотивов хранились в особых ёмкостях. Отсюда и название — танк от английского tank (ёмкость).
В свою очередь, паровозы с тендером везут весь запас топлива и воды на себе — в специальном вагоне-прицепе. Тендер паровоза обычно выглядит как П-образный бак, расположенный на раме. Пространство тендера не единое — оно разбито специальными перегородками, которые помогают бороться с волнением воды внутри тендера во время движения.
Как вода попадала внутрь тендера? Об этом поговорим в сегодняшней статье.
Читайте наши выпуски:
Сколько воды потребляет паровоз? Интересный факт!
В конце XIX века стандартизация на железных дорогах России привела к созданию так называемых нормальных тендеров. Запас воды трёхосного нормального тендера составлял 16 кубометров, четырёхосного – 23 кубометров. К середине 1930-х годов появление таких мощных паровозов, как ФД и ИС, потребовало применения шестиосных тендеров, полная ёмкость которых составляла 44 и 49 кубометров воды соответственно.
Время для набора воды в тендер было ограничено, задано графиком движения, у пассажирских паровозов — очень жёстким. Если требовалось за стоянку продолжительностью 5 минут наполнить водой тендер паровоза ИС с полезной ёмкостью 43,3 кубометра, то необходима была производительность крана 8,66 кубометра в минуту. Таким образом, краны для наполнения тендеров водой должны были иметь очень высокую производительность, что предопределяло не только конструкцию самих кранов, но и всю систему водоснабжения на железных дорогах с паровозной тягой.
Как вода попадает внутрь тендера?
Достижение высокой производительности устройств водоснабжения на железных дорогах в прошлом облегчалась тем, что давление в сети достигалось за счёт значительного перепада высот. Вода к кранам различного назначения поступала из водонапорных башен (ранее их называли водоёмными зданиями).
Краны для набора воды паровозами использовались двух типов – настенные краны и гидравлические колонки.
Водоснабжение на железных дорогах
Назначение любой водопроводной сети – подавать потребителям воду в требуемом количестве и под необходимым напором. На железнодорожном транспорте вода расходуется на производственные (иначе – технические), хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды. При использовании паровых двигателей значительную долю расхода воды на технические нужды составляет расход на обеспечение тяги, кроме того, заметный расход идёт на собственные нужды водопроводов.
При паровозной тяге необходимо было обеспечить набор воды паровозами на всей сети, включая безводные районы, районы с плохой водой или районы вечной мерзлоты. Лишь в исключительных случаях при отсутствии воды к паровозу, в дополнение к тендеру цеплялась цистерна, увеличивавшая запас воды.
Устройство гидравлической колонки
В отличие от настенного крана, гидроколонка использовала воду из подземного трубопровода, поэтому запорная задвижка у неё находилась под землёй, внутри фундамента, представлявшего собою колодец. Маховик же задвижки был выведен на поверхность рядом с колонкой. Сверху на фундамент крепился постамент, через который проходил ствол колонки, имевший в верхней части горизонтальный хобот (наливной рукав). Ствол вращался в постаменте так, что хобот (рукав) мог располагаться вдоль пути, или поперёк его. На конце хобота имелась лейка-воронка, которую и следовало заводить в люк водяного бака тендера.
Наибольшее распространение на гидроколонках отечественных железных дорог получили задвижки системы Пинцкера. Задвижка колонки устроена так, что при её закрытии открывалось отверстие, через которое сливалась вся вода, находившаяся в стволе и колене. Это делалось для того, чтобы избежать образования наледей. Находящаяся на постаменте колонки печь периодически отапливалась лишь в районах с суровым климатом. Вне этих районов печь использовалась лишь в исключительных случаях – при выходе из строя сливных устройств.
Фонарь, укреплённый на верхней части гидроколонки, имел красные и белые стёкла. Белый цвет огня указывал на положение хобота (рукава), параллельного оси пути, а красный – что рукав расположен перпендикулярно оси пути, следовательно, что путь закрыт для проезда.
В экспозиции Музея железных дорог России можно видеть две гидравлические колонки различных конструкций. Под открытым небом размещена гидроколонка, построенная по заказу частной Московско-Виндаво-Рыбинской железной дороги. Она значительно отличалась от колонок большинства казённых железных дорог, но была перестроена в ходе эксплуатации. В здании, рядом с оборудованием насосной станции, смонтирована гидроколонка типа, с 1936 года ставшего основным на железных дорогах СССР.
Водонапорные башни
Напор воды в гидроколонке обеспечивался конструкцией резервуара, из которого поступала вода. Существовали пневматические резервуары, но дешевле и, как правило, эффективнее было использовать принцип сообщающихся сосудов. В этом случае давление создавалось за счёт перепада высот. Как правило, такой перепад приходилось создавать искусственно, поднимая резервуар на возвышение. Поэтому самым простым решением было выполнить водоёмное здание в виде башни, в верхней части которой находился, собственно, резервуар.
Станционные водонапорные башни часто являлись очень заметными сооружениями, поэтому их внешнему виду уделялось особое внимание.
Насосные станции
Подача воды в башни осуществлялась разными способами. Иногда использовали перепад профиля местности для расположения источника воды выше уровня самой башни. Но это было исключением и применялось, в основном, на горных участках железных дорог, например, на Закавказских железных дорогах.
Как правило, для подачи воды в водопроводную сеть устраивали насосные станции (ранее их называли водоподъёмными зданиями). Оборудование насосных станций состояло (и состоит до сих пор) из всасывающего и нагнетательного трубопроводов, а также насосов, приводимых в действие от того или иного двигателя: паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя.
В экспозиции Музея железных дорог России демонстрируется оборудование водоподъёмного здания железнодорожной станции Бородинское (до 1951 года – Сайрала) Октябрьской железной дороги: паровой прямодействующий поршневой насос системы Вортингтона, обеспечивавший насос паром паровой вертикальный водотрубный котёл системы Шухова и использовавшийся для накачки воды в котёл ручной насос.
Насосы
Длительное время все (или почти все) насосы, использовавшиеся на железных дорогах, были поршневыми. Лишь со временем поршневые насосы стали вытесняться насосами, работающими по другим принципам. Наконец, преобладающими стали центробежные насосы.
Уникальный паровой поршневой насос системы Вортингтона, вероятно, является старейшим техническим устройством, представленным в экспозиции нашего музея. Он построен филиалом британской фирмы «Вортингтон» в Нью-Йорке, предположительно, в 1860-е годы. Насосы системы Вортингтона, как оригинальные, так и построенные в России, получили чрезвычайное распространение на отечественных железных дорогах.
Паровые котлы
Для выработки пара, необходимого для работы стационарных паровых двигателей, использовали паровые котлы разной конструкции. В первой половине XX века наибольшее распространение имели вертикальные и горизонтальные котлы системы Шухова, а так же вертикальные котлы системы Лешапеля.
В экспозиции нашего музея — Музея железных дорог России в Санкт-Петербурге — можно увидеть вертикальный котёл системы инженера В. Г. Шухова. Паропроизводительность (форсировка) такого котла при внимательном обслуживании составляла 18–20 кг пара с квадратного мета поверхности нагрева в час. Рабочее давление этого котла было 8 атмосфер, как и у большинства котлов, работавших на насосных станциях. Это означает, что давление пара в котле во время работы не должно было быть более 8 килограмм на каждый квадратный сантиметр поверхности. По классификации все котлы, рассчитанные на давление выше 4 атмосфер, считаются котлами высокого давления.
Вода отравлена, пить нельзя
На некоторых паровозах можно увидеть надпись «Вода отравлена, пить нельзя». Что это значит?
Котёл паровоза предназначен для превращения больших объёмов воды в пар, который потом работает в паровых машинах. При этом неизбежно в трубах и цилиндрах образуется накипь, как, например, это бывает в чайнике при кипячении жесткой воды. Чтобы уменьшить это явление, железнодорожники добавляли реактивы (антинакипные смеси применялись в виде брикетов или в жидком виде) в воду в тендере. После этого вода уже была непригодна для питья.
Музей железных дорог России в Санкт-Петербурге
В Музее железных дорог России можно увидеть паровоз Эр-791-81 в разрезе. Благодаря установленным перед ним 3D-очкам можно проследить путь воды от водоприёмных сооружений до её преобразования в пар.
Приходите в Музей железных дорог России, чтобы узнать больше о паровозах, тепловозах и электровозах, познакомится с историей железных дорог в нашей стране и своими глазами увидеть уникальные экспонаты и инсталляции.
А если вы не имеете возможности посетить музей лично, то воспользуйтесь нашим приложением. Здесь вы найдете онлайн-экскурсии, медиатеку, 3D-макеты экспонатов и архивные документы: