Auruveduri katel

17. juuli 2026 Edited Laadin... 3251 view(s) 4 min read

Aurumasina ajalugu

Esimesed aurumasinad olid statsionaarsed ja töötasid madala rõhuga. James Watt täiustas Newcomeni konstruktsiooni, võttes kasutusele eraldiseisva kondensaatori, ning töötas välja võimsamaid ja tõhusamaid lahendusi, näiteks teisaldatavad aurumasinad. Katelde konstruktsiooni täiustudes, eriti pärast liikuva katla kasutuselevõttu, katsetas ta kõrgema rõhuga auru, mis suutis kolbi otse käitada. See sillutas teed kompaktsematele masinatele, mis suutsid vedureid liikuma panna. Watt ise sai 1794. aastal auruveduri patendi.

Juba enne aurujõu kasutuselevõttu teati, et hobused suudavad tugevatel puitrööbastel vedada suuremaid koormaid kui ebatasastel teedel. Mõnes kohas, eelkõige kaevanduspiirkondades, olid sellised rööpad juba kasutusel ning peagi asendati hobused uute aurumasinatega. Algselt tooraine ja valmistoodangu veo hõlbustamiseks rajatud raudteed muutusid ootamatult populaarseks ka reisijateveol. Ühendkuningriigis arenesid raudteevedurid 19. sajandi esimesel poolel kiiresti: 1830. aastatel oli raudteeliine alla 100 miili, kuid 1860. aastaks juba üle 10 000 miili.

Samal ajal valmistati arvukalt aurujõul töötavaid sõidukeid, näiteks auruteerulle, lokomobiile ja isegi aurulaevu. Teised aurusõidukid ei saavutanud siiski kunagi auruveduriga võrreldavat populaarsust.

Kuidas auruveduri katel töötab?

Vedurikatelde põhikonstruktsioon püsis kogu aurumasinate ajastu jooksul suuresti muutumatuna, kuid konstruktsioonimuudatused ja lisaseadmed suurendasid nende tõhusust ning parandasid ohutust. Vedurikatlad on suitsutorukatlad.

Kuumad põlemisgaasid

See tähendab, et tuli tekitab kuumi põlemisgaase, mis liiguvad läbi katla horisontaalsete suitsutorude süsteemi – sellest tuleneb ka katla silindrilise kere horisontaalne telg – ning annavad soojuse üle katlakestas olevale veele. Vedurikatlas tekib aur, mis tõuseb üles, kus regulaatorventiil juhib selle voolu silindritesse.

Heitgaasina väljuv aur

Pärast kolbides töö tegemist liigub järelejäänud heitgaasina väljuv aur suitsukambrisse ja sealt väljalasketorusse. Seejärel juhib väljalasketoru auru välja. Nii tekib osaline alarõhk, mis tõmbab õhku läbi kolde ja soodustab põlemist.

Algselt köeti auruveduri katelt tahkekütusega, peamiselt kivisöega, mida kühveldati käsitsi koldesse või suitsukambrisse. Hiljem võeti kasutusele automaatsed etteandesüsteemid. Vee etteandmise vedurikatlasse tagavad pihustid, mis töötavad heitgaasina väljuva auru sissejuhtimise põhimõttel. Aurujuga suunatakse vette, tekitades piisava jõu, et juhtida aur ühesuunalise regulaatorventiili kaudu vedurikatlasse.

Kolde või suitsukambri põrandapinna jaoks võite kasutada meie kuumakindlat tasandussegu.

Katlatorud

Esimesed aurumasinad töötasid küllastunud auruga, mis kogunes vedurikatla ülaossa ja juhiti peamise aurutoru kaudu otse silindritesse.

Hiljem muudeti konstruktsiooni nii, et küllastunud auru kuumutati uuesti, eemaldades sellest vee ja tõstes selle temperatuuri. Seda protsessi nimetatakse ülekuumendamiseks.

Ülekuumendatud auruga aurumasin

Ülekuumendid võeti kasutusele 20. sajandi alguses ja need muutsid aurumasina konstruktsiooni põhjalikult. Ülekuumendi koosneb ülekuumendi kollektorist, aurukuplist, ülekuumenduselementide torudest ja mitmest muust suitsutorust.

Ülekuumendi kollektor võtab vastu peamises aurutorus oleva auru ning lisatorud juhivad auru edasiseks kuumutamiseks läbi ülekuumenduselementide torude, suurendades tekkiva ülekuumendatud auru võimsust. Seejärel liigub ülekuumendatud aur tagasi aurutorusse.

Viimased aururongid kõrvaldati regulaarliiklusest 1967. aastal, kui need asendati diiselveduritega, kuid aurujõud pole sugugi kadunud. Tuhanded huvilised, kellest paljud on vabatahtlikud, toetavad, restaureerivad ja käitavad jätkuvalt ajaloolisi aururaudteid kogu riigis. 2008. aastal lõpetas nullist ehitatud auruvedur Tornado A1 Steam Locomotive Trusti toel katsed ja sai loa sõita Network Raili raudteevõrgus. Kuigi vedur põhines 1950. aastate konstruktsioonil, pidi selle katel vastama ELi surveseadmete direktiivis sätestatud tänapäevastele ohutusnõuetele. Ühtegi Briti tootjat ei peetud sobivaks, mistõttu ehitati katel Saksamaal Meiningen Steam Locomotive Worksi tehases. Sellest on kujunenud auruvedurite restaureerimiskeskus, kus iga aasta septembris korraldatakse aurumasinatele pühendatud festivali.

Vedurikatla eelised

Vedurikatla üks eeliseid on selle ökonoomsus ja kiire aurutootmine.

Vedurikatla puudused

Vedurikatla üks peamisi puudusi on vajadus hoida auru töörõhk ohutul tasemel ja jälgida seda manomeetriga. Samal ajal tuleb vältida katlas liigse rõhu tekkimist, mis põhjustaks kaitseklapi avanemise.

Kui vedurikatelt kasutatakse suurel võimsusel, võivad põlenud tahkekütuse osakesed väljuda väljalasketoru ja korstna kaudu. See tekitab raudtee ääres tulekahjuohu.

Vedurikatla teine puudus, eriti kareda veega piirkondades, on korrosioon ja katlakivi teke.

Auruveduri katlas kasutatavad tulekindlad materjalid

Tulekindlatel materjalidel on auruveduri katla ehitamisel ja hooldamisel oluline osa. Allpool on toodud mõned tulekindlad materjalid, mida võite vajada.

Kolde tulekindel võlv

Tulekindlatest tellistest võlv paikneb tule kohal ja takistab põlenud kütuseosakeste sattumist otse suitsutorudesse. Võlvi võib valmistada tulekindlatest tellistest ja tulekindlast mördist või valada kohapeal tulekindlast betoonist. Mõnikord valatakse võlv tulekindlast betoonist osadena ja monteeritakse seejärel tulekindla mördi abil kokku.

Auruveduri katla soojustamine

Auruveduri katla soojustamiseks võite kasutada keraamilisest kiust isolatsioonimatti, mähkides selle ümber katlakesta ja kattes seejärel katteplekkidega.