Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями) - Александр Горкин

Первые грузовые (товарные) вагоны – крытые и открытые (полувагоны, платформы) – в России были построены в 1855 г., с 1862 г. стали выпускать вагоны-ледники, с 1868 г. – вагоны с опрокидывающимся кузовом (вагон-самосвал, или думпкар), а с 1872 г. – вагоны-цистерны (для перевозки гл. обр. нефти, а также молока, живой рыбы, сыпучих продуктов и т. п.). Вагоны нового поколения, созданные в сер. 20 в., могли перевозить 50–60 т груза, вместимость кузова универсальных крытых вагонов достигала 120 мі. Выпускаются цельнометаллические полувагоны – основной тип грузового вагона, в котором можно перевозить грузы широкого ассортимента; платформы с металлическими бортами для сыпучих грузов; рефрижераторные вагоны; саморазгружающиеся бункерные вагоны-хопперы и хоппер-дозаторы, специализированные вагоны для грузов, требующих особых условий перевозки (для горячего агломерата, шлаков, чугуновозы миксерного типа, цистерны для кислот, сжиженных газов и пр.).

Грузовые вагоны

Первые пассажирские вагоны в России строились по образцу заграничных, поступавших из Германии, Бельгии и других стран. В 1850-е гг. были созданы отечественные пассажирские вагоны, отличающиеся внутренним оборудованием и отделкой; в 1866 г. в скорых поездах Санкт-Петербург – Москва введены впервые спальные вагоны (в США такие вагоны называют пульманами). Особое внимание уделялось отоплению вагонов с учётом климатических условий страны. В 1-й пол. 20 в. отечественное вагоностроение освоило выпуск купейных, жёстких, мягких, багажных, почтовых, а также вагонов для пригородного сообщения. К кон. 20 в. на железных дорогах страны использовались пассажирские вагоны практически всех типов: несамоходные с локомотивной тягой и самоходные (моторвагонные секции) для электропоездов и метрополитена; спальные, купейные, плацкартные и только с местами для сидения (креслами самолётного типа); специализированные вагоны для монорельсовых дорог, фуникулёра, трамвая и высокоскоростного железнодорожного транспорта.

Пассажирские вагоны

ВАГОНООПРОКИ́ДЫВАТЕЛЬ, установка для поворота (опрокидывания) вагона (иногда двух) и самопроизвольной разгрузки сыпучих грузов (зерно, руда, уголь, песок и т. п.). Вагоноопрокидыватели оборудуются системами автоматизации, виброустройствами для разрыхления слежавшихся и смёрзшихся грузов или удаления их остатков из вагона. Выгрузка может осуществляться через торцовые стенки вагона или через боковые (вагоноопрокидыватели роторного типа). Вагоноопрокидыватели устанавливают на грузовых площадках крупных металлургических, химических комбинатов, на электростанциях, предприятиях машиностроения и строительной индустрии, в морских и речных портах и т. п. В России первое такое сооружение с выгрузкой из торцовых дверей вагона построено в кон. 19 в. в Мариупольском порту (с 1991 г. на Украине).

Вагоноопрокидыватель

ВАГРÁНКА, печь, применяемая в литейном производстве для плавки чугуна. Прототипом вагранки послужили доменные печи, в которых переплавляли литейный чугун и лом до сер. 18 в. Появление вагранки способствовало выделению чугунолитейных цехов в особое производство. Вагранка имеет вертикальную шахту, в нижней части которой расположен горн, служащий для накопления жидкого чугуна. Средняя часть шахты полностью загружается шихтовыми материалами – смесью металла, топлива (кокса) и флюсов (специальных добавок), обеспечивающих жидкотекучесть и другие свойства расплава. Из горна чугун перетекает в копильник, откуда выпускается в разливочный ковш через нижнюю лётку (специальное отверстие, заделываемое после окончания плавки и выпуска металла). Металлическая шихта состоит из получаемого в домне литейного чугуна (в чушках), чугунного лома, возврата металла литейного цеха (брак отливок, лом литников, прибылей и т. п.), стальных отходов металлургического производства (т. н. скрапа), ферросплавов для улучшения свойств (легирования) получаемого чугуна. Для ускорения розжига печи и интенсификации плавки металла в печь подают обогащённый кислородом воздух. Производительность вагранки зависит от её размеров, состава шихты, вида и расхода топлива.

Схема вагранки:

1 – жёлоб для выпуска чугуна из копильника; 2 – лётка; 3 – копильник; 4 – фурмы для дутья; 5 – воздушный коллектор; 6 – шахта; 7 – загрузочное окно; 8 – искроуловитель; 9 – труба; 10 – загрузочная бадья; 11 – разливочный ковш

ВАКУУММÉТР (вакуумный манометр), прибор для измерения давления разреженного газа. Давление (разрежение) в вакуумметре определяется с помощью какой-либо физической величины, связанной с давлением (напр., деформации чувствительного элемента, вязкости, теплопроводности газа). Основные части вакуумметра: измерительный преобразователь давления в физическую величину (напр., в перемещение или электрический сигнал) и измерительный блок, непосредственно измеряющий этот сигнал. Результат измерения определяют по отсчётному устройству в виде шкалы, проградуированной в единицах давления (разрежения). В зависимости от устройства и принципа действия вакуумметры разделяются на жидкостные, механические, тепловые и др. В жидкостных вакуумметрах преобразователем давления служит столб жидкости (ртути или масла). Газ давит на жидкость, находящуюся в U-образной трубке. В одном из колен находится газ при измеряемом давлении Рх, а в другом – при известном (опорном) давлении Роп. Жидкостные вакуумметры бывают с закрытым и открытым коленом и др. Их недостатком является небольшой диапазон измерения давлений с нижним пределом до 10–3 мм рт. ст. В механических вакуумметрах давление газа воспринимает упругий чувствительный элемент – сильфон или мембрана, деформация которых передаётся стрелочному указателю. В мембранном вакуумметре мембрана герметически отделяет вакуумную систему от объёма, в котором поддерживается постоянное опорное давление. Деформация мембраны передаётся стрелке, передвигающейся по шкале. При измерении малых давлений для повышения чувствительности мембрану соединяют с электрическим датчиком. Принцип действия тепловых вакуумметров основан на зависимости теплопроводности разреженных газов от давления. Датчиком прибора служит герметичный баллон с проволокой, нагреваемой электрическим током. При изменении давления в системе изменяются отвод тепла от нити датчика и, следовательно, её температура (при постоянной мощности). Различают термопарные вакуумметры, температура нити которых измеряется присоединённой к ней термопарой, и теплоэлектрические вакуумметры сопротивления, температуру нити которых определяют по её электрическому сопротивлению.

ВÁКУУМНАЯ МЕТАЛЛУ́РГИ́Я, металлургические процессы, при проведении которых используется вакуумное оборудование. Идея помещения расплавленного металла в вакуум для удаления из него газов высказывалась неоднократно ещё в 19 в., однако тогда невозможно было построить необходимое оборудование. Быстрое развитие вакуумной металлургии началось во 2-й пол. 20 в. В вакуумной металлургии различают операцию вакуумной обработки выплавленного металла и собственно процесс плавки в вакууме. Выплавленный обычным способом металл подвергают вакуумной обработке во время выпуска из печи или в разливочном ковше и таким образом очищают его от газов – дегазируют. Во втором случае и плавку, и разливку металла проводят в условиях вакуума. В вакуумной металлургии применяются индукционные печи, дуговые и электронно-лучевые печи. Электронно-лучевой способ вакуумной плавки обладает рядом преимуществ по сравнению с другими: плавка проводится в медном тигле, охлаждаемом водой, что позволяет избежать реакций расплава со стенками тигля. В электронно-лучевой печи можно переплавлять все без исключения металлы и сплавы, в т. ч. тугоплавкие и быстро окисляющиеся.

ВÁКУУМНЫЙ МАНÓМЕТР, то же, что вакуумметр.

ВÁКУУМНЫЙ НАСÓС, устройство, предназначенное для удаления (откачки) газов или паров из замкнутого объёма (системы) с целью получения в нём вакуума. Основные характеристики вакуумных насосов: предельное давление (остаточное давление или предельный вакуум); быстрота откачки – объём газа, откачиваемый при данном давлении в единицу времени. Различают следующие вакуумные насосы: механические, пароструйные, сорбционные, криогенные. В свою очередь, механические вакуумные насосы делятся на вращательные, двухроторные и турбомолекулярные. Среди вращательных вакуумных насосов наибольшее распространение получил пластинчато-роторный насос с масляным уплотнением. Всасывание и выталкивание газа в таком насосе осуществляется при изменении объёма ячеек, образованных эксцентрично расположенным ротором, в прорезях которого помещены подвижные пластины. Уплотнение зазоров между деталями насоса обеспечивается маслом. Двухроторный вакуумный насос состоит из двух фигурных роторов, которые при вращении создают в камере насоса направленное движение газа. Работа турбомолекулярного вакуумного насоса основана на использовании движения молекул газа в направлении его откачки при вращении ротора, состоящего из дисков. Принцип действия пароструйных насосов основан на захвате откачиваемого газа струёй пара.