Повітродувки

Повітродувки представляють істотну частину обладнання кузні. Їх можна розділити на дві великі групи: відкрита та закрита повітродувки. До перших належать усі ті, у яких повітря отримує прискорення у незакритому з усіх боків просторі. Найчастіше зустрічається представником цієї групи є відцентровий вентилятор (рис. 12): повітря засмоктується боці і нагнітається на вихідній трубці під дією відцентрової сили, що повідомляється його частинкам крилами вентилятора, що швидко обертаються.
Це одне з найчастіше застосовуваних пристроїв, коли потрібно дуття низького тиску. До цієї групи повітродувок належать старовинний водяний барабан (рис. 13) і пароструминний вентилятор (рис. 14). І в тому і в іншому повітря засмоктується при поточній водою або струменем пари і захоплюється або з собою. У першому пристрої вода, ударяючись про упорку К, відокремлюється від повітря, а в другому пара надходить у горн разом із повітрям.

До закритих і (або об'ємним) повітродувкам відносяться найдавніші хутра зі звіриних шкур і ковальські хутра (рис. 15), улюблені ще й донині. Останні являють собою не що інше, як змінене подвійне старовинне хутро; по обидва боки нерухомо закріпленої дошки а закріплені хутра, що рухаються, нижнім ручним важелем ef, а верхній вантажем h. Дошка має клапан Ь, що відкривається догори. Дошку а утворюєте верхню стінку однодіючого хутра, що діє при підйомі і опусканні дошки с. При опусканні останньої простір, обмежений збоку шкірою, збільшується; по клапану d в нього входить зовні повітря, що надходить при підйомі дошки з, через клапан b, в друге хутро R. Звідси, через отвір g, повітря надходить у повітропровід. Отже, кожному подвійному ходу важеля ef відповідає прагнення відомої кількості повітря вийти через отвір g. Якщо розміри нижнього хутра та отвору g розраховані так, щоб повітря, що доставляється першим, не весь встиг за раз поступити в повітропровід, то кришка з вантажем h піднімається, і об'єм хутра R збільшується. Потім під впливом вантажу ця кришка опускається і жене повітря в отвір g. Таким чином струмінь повітря виходить більш рівномірним, хоча, звичайно, тиск дуття в перший період більше тиску його в період опускання кришки k на величину, необхідну для підйому останньої. Мех цієї системи часто робиться циліндричної форми (Рис. 16); кришки його тоді круглі. В іншому циліндричний м'х не відрізняється від вищеописаного. Високий (порівняльний) тиск, який можна отримати при добре влаштованому хутрі, призвело до того, що останні використовуються частіше, (незважаючи на сильну конкуренцію відцентрових вентиляторів), механізмом у випадку, якщо повітродувка повинна рухатися від ноги або вручну. При механічних двигунах величезним розташуванням користуються повітродувки з поршнями, що дають високий тиск і йдуть дуже спокійно. Він складається з кожуха, що містить у собі два бісквітоподібні поршні, що обертаються в протилежні сторони; наводяться вони в рух за допомогою двох рівних зубчастих коліс, що зчіпляються один з одним, показаних на кресленні пунктиром. При обертанні за напрямом стрілок об'єм – нижнього простору збільшується – відбувайтеся всмоктуйте повітря; верхній простір зменшується - відбуватися нагнітання повітря. Подібних вентилятору Рута за ідеєю повітродувок багато. На рис 18 зображено дисковий вентилятор. Диск щільно прилягає до бокових діаметрів m і n; при обертанні його спільно з поршнем, що входить до нього, - дошкою, простору а, і b то збільшуються, то зменшуються в об'ємі в відомих межах. Всі подібні вентилятори мають одну загальну властивість - при зворотному обертанні працюють, як насоси, а також оборотні в кругообертальні двигуни. Циліндрично повітродувні машини походять від старовинного хутра; вже на найдавнішому зображенні видно циліндричну форму хутра. Вони поршень, рухаючись в циліндр- то в ту, то в іншу сторону; поперемінно збільшує і зменшує обсяги просторів, що знаходяться по обидва його сторони. За старих часів замість циліндрів використовували чотирикутну трубу. Скоро додумалися до застосування водяного затвору і отримали поршень з дуже малим тертям і абсолютно непроникний повітря (рис. 19); такі поршні застосовуються досі. Повітродувний циліндр а з'єднується з повітродувним резервуаром Ь; кожен з них складається з двох частин, верхня з яких має вигляд перекинутого дзвона, кінцями своїми зануреного у воду. Вона у лівого циліндра приводиться в зворотно-поступальний рух догори і донизу за допомогою шатуна і кривошипа; повітря всмоктується ліворуч і нагнітається праворуч, відповідно до чого і влаштовані клапани c і d. Якщо дутьє зовсім не витрачається, а хитання повітродувного циліндра триває, то верхня частина правого циліндра піднімається подібно до того, як у газометрах; вантаж, що лежить на ній, визначає тиск повітря, в залежності від величини якого знаходиться і висота водяного затвора. Висота останнього при всмоктуванні, як у рис. 19, негативна.

Водяний затвор нагадує мало вживані прилади, що складаються з ряду ящиків якоїсь форми, що надходять з повітря у воду і спорожнюють захоплене ними повітря в повітропровід. Для прикладу наведемо колесо Вельнера (рис. 20). І до нього відноситься те, що було сказано про об'ємні повітродувки: при зворотній дії воно може служити насосом.

Об'ємні повітродувки мають один загальний недолік; при закритті повітропровідної труби вони продовжують стискати повітря, що може досягти небезпечних меж і породити вибух повітропроводу або пошкодження поршневого набивання. Тому всі такі повітродувки забезпечуються краном з бічним відведенням, яким повітря може виходити назовні.

Також часто встановлюють запобіжний клапан, що автоматично відчиняється, коли тиск досягає відомої межі.
Циліндрично повітродувки отримали — як було викладено в розділі про металургію —велике поширення в тих випадках, коли потрібно отримати велику кількість повітря при значному тиску. Але ще й досі ковалі крім поршневих кругообертальних вентиляторів застосовують іноді і циліндричні повітродувки; повітряними ковпаками служать котли, з яких уже повітря розподіляється до різних горн.
Ковальські гори і хутра часто переносні. На рис. 21 зображена кузня на коліщатках, забезпечена кругообертальним поршневим вентилятором: на рис. 22 представлена переносна кузня з циліндричним хутром.