वाल्शार्ट्स वाल्व गियर

60163 बवंडर पर वाल्शार्ट्स वाल्व गियर का एक सेट। ध्यान दें कि रेडियस बार को रिवर्स करने के लिए सेट किया गया है।

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर एक प्रकार का वाल्व गियर है जिसका उपयोग भाप इंजनों में पिस्टन के लिए भाप प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जिसका आविष्कार 1844 में बेल्जियम के रेलवे मैकेनिकल अभियन्ता एगाइड वॉल्शार्ट्स द्वारा किया गया था। गियर को कभी-कभी अंतिम "एस" के बिना नाम दिया जाता है, चूंकि यह उस नाम के तहत गलत तरीके से पेटेंट कराया गया था। 19वीं शताब्दी के अंत से भाप युग के अंत तक भाप इंजनों में इसका बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया था।

इतिहास

स्विंडन, मार्लबोरो और एंडोवर रेलवे सिंगल फैर्ली इंजन 0-4-4T 1878 का। यह पहला ब्रिटिश इंजन था जिसे वॉल्स्चर्स वाल्व गियर के साथ लगाया गया था।

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर लोकप्रियता हासिल करने में धीमा था। स्टीफेंसन वाल्व गियर उन्नीसवीं सदी के इंजन पर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला वाल्व गियर रहा। चूंकि, वाल्शार्ट्स वाल्व गियर का लाभ यह था कि इसे पूरी तरह से इंजन के बाहर लगाया जा सकता था, जिससे फ्रेम के बीच की जगह साफ हो जाती थी और सेवा और समायोजन के लिए आसान पहुंच की अनुमति मिलती थी, जिसके परिणामस्वरूप इसे कुछ संधित इंजन में अपनाया जाता था।

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर के साथ लगाए गए पहले इंजन को बेल्जियन ट्यूबिज़ कार्यशालाओं में बनाया गया था, और वियना में 1873 यूनिवर्सल प्रदर्शनी में स्वर्ण पदक से सम्मानित किया गया था।

1874 में, न्यूजीलैंड रेलवे ने दो एनजेडआर बी क्लास इंजनों का आदेश दिया। वे एवनसाइड द्वारा आपूर्ति किए गए डबल फैर्ली इंजन थे; न्यूज़ीलैंड में वाल्शार्ट्स वाल्व गियर का पहला उपयोग और संभवतया पहली बार जब किसी ब्रिटिश निर्माता ने इसकी आपूर्ति की थी। वे केप गेज थे।

मेसन बोगी, 1874 का एक संशोधित फैर्ली इंजन, उत्तरी अमेरिका में वाल्शार्ट्स गियर का उपयोग करने वाला पहला था।

ब्रिटेन में पहला आवेदन सिंगल फैर्ली 0-4-4T पर था, जिसे 1878 में पेरिस में प्रदर्शित किया गया था और मार्च 1882 में स्विंडन, मार्लबोरो और एंडोवर रेलवे द्वारा खरीदा गया था। अर्नेस्ट अहरोन्स के अनुसार, इंजन ने बहुत कम जाँच हुई क्योंकि ऐसा लगता है, कि किसी को पता नहीं था, कि वाल्व कैसे सेट करना है और इससे कोयले की भारी खपत हुई।

20वीं शताब्दी में, वॉल्शार्ट्स वाल्व गियर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार था, खासकर बड़े इंजन पर।यूरोप में, इसका उपयोग लगभग सार्वभौमिक था, जबकि उत्तरी अमेरिका में, वाल्शार्ट्स गियर ने अपने निकटतम प्रतिद्वंद्वी, व्युत्पन्न बेकर वाल्व गियर को एक व्यापक अंतर से बढ़ा दिया।

जर्मनी और कुछ पड़ोसी देशों में, जैसे पोलैंड और चेकोस्लोवाकिया में, एडमंड ह्यूसिंगर वॉन वाल्डेग के नाम पर वाल्शार्ट्स गियर को सामान्यतः ह्यूसिंगर वाल्व गियर का नाम दिया जाता है, जिन्होंने 1849 में स्वतंत्र रूप से तंत्र का आविष्कार किया था। ह्यूसिंगर का गियर सामान्यतः अपनाए गए फॉर्म के करीब था, लेकिन अधिकांश अधिकारी स्वीकार करते हैं वाल्शार्ट्स का आविष्कार अंतिम रूप के काफी समीप है।

उद्देश्य

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर पहले के स्टीफेंसन वाल्व गियर में एक सुधार है, जिसमें यह चालक को भाप इंजन को अधिकतम अर्थव्यवस्था से अधिकतम ऊर्जा तक समायोजन की एक सतत श्रेणी में संचालित करने में सक्षम बनाता है। किसी भी समायोजन में, वाल्व गियर निम्नलिखित दो शर्तों को पूरा करता है:

• पिस्टन स्ट्रोक प्रारंभ होने से ठीक पहले सिलेंडर में भाप लेने के लिए वाल्व खुलता है। इस भाप का दबाव प्रेरक ऊर्जा प्रदान करता है।
• पिस्टन के एक तरफ का स्थान सिकुड़ना प्रारंभ होने से पहले, वाल्व उस स्थान से वायुमंडल में भाप छोड़ना प्रारंभ कर देता है, ताकि पिस्टन की गति में बाधा न आए।

एक किफायती समायोजन में, स्ट्रोक के केवल एक हिस्से के लिए भाप को विस्तारित स्थान में भर्ती कराया जाता है; चालक द्वारा निर्धारित बिंदु पर, सेवन काट दिया जाता है। चूंकि निकास भी बंद है, बाकी स्ट्रोक के दौरान सिलेंडर में प्रवेश करने वाली भाप अलगाव में फैलती है, और इसलिए इसका दबाव कम हो जाता है। इस प्रकार, भाप से उपलब्ध सबसे अधिक ऊर्जा (भूतल संघनित्र के अभाव में) का उपयोग किया जाता है।

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर इंजन चालक को कटऑफ बिंदु को बदलने के लिए सक्षम बनाता है, जिस बिंदु पर सेवन प्रारंभ होता है।

अर्थव्यवस्था के लिए यह भी आवश्यक है कि थ्रॉटल व्यापक रूप से खुला हो और थर्मल दक्षता को अधिकतम करने के लिए बॉयलर का दबाव अधिकतम सुरक्षित स्तर पर हो। अर्थव्यवस्था के लिए, एक भाप इंजन का उपयोग इस तरह के आकार के लिए किया जाता है कि सबसे किफायती समायोजन्स अधिकांश समय सही मात्रा में बिजली उत्पन्न करती हैं, जैसे कि जब ट्रेन समतल ट्रैक पर स्थिर गति से चल रही हो।

जब अधिक ऊर्जा आवश्यक हो, उदा। किसी स्टेशन से बाहर खींचते समय गति प्राप्त करते समय और ढाल पर चढ़ते समय, वाल्शार्ट्स वाल्व गियर इंजन चालक को स्ट्रोक के अंत के पास कटऑफ बिंदु सेट करने में सक्षम बनाता है, ताकि बॉयलर का पूरा दबाव लगभग पिस्टन पर लगाया जा सके पूरा स्ट्रोक। ऐसी समायोजन के साथ, जब निकास खुलता है, तो सिलेंडर में भाप पूर्ण बॉयलर दबाव के पास होती है। उस समय भाप में दबाव का कोई उपयोगी उद्देश्य नहीं होता है; यह वातावरण में दबाव की अचानक नब्ज चलाता है और बर्बाद हो जाता है।

दबाव की यह अचानक स्पंदन जोर से फुफकारने वाली आवाज का कारण बनती है जो जनता के सदस्य भाप इंजनों के साथ जुड़ते हैं, क्योंकि वे ज्यादातर स्टेशनों पर इंजनों का सामना करते हैं, जहां दक्षता का त्याग किया जाता है क्योंकि ट्रेनें खींचती हैं। दक्षता के लिए अच्छी तरह से समायोजित एक भाप इंजन एक नरम हिसिंग ध्वनि बनाता है जो पूरे निकास स्ट्रोक में रहता है, जिसमें दो सिलेंडरों की आवाज़ लगभग स्थिर ध्वनि उत्पन्न करने के लिए ओवरलैप होती है।

मोशन

वाल्शार्ट्स आंदोलन में

वाल्व गियर ऑपरेशन दो गतियों को जोड़ता है; एक प्राथमिक लीड गति है जो संयोजन लीवर (12) के तल पर प्रदान की जाती है। द्वितीयक दिशात्मक/आयाम गति है जो शीर्ष पर प्रदान की जाती है।

विचार करें कि ड्राइवर ने उलटने वाला लीवर को इस तरह एडजस्ट किया है कि डाई ब्लॉक मिड-गियर पर है। इस स्थिति में द्वितीयक गति समाप्त हो जाती है और पिस्टन वाल्व यात्रा कम से कम होती है, जिससे न्यूनतम इंजेक्शन और भाप का निकास होता है। पिस्टन वाल्व (भाप इंजन) की यात्रा पिस्टन वाल्व (भाप इंजन) #लैप प्लस लीड की कुल दोगुनी है।

इसके विपरीत जब डाई ब्लॉक विस्तार लिंक (7) के नीचे होता है, तो अधिकतम भाप इंजेक्शन और निकास देता है। यह सबसे ऊर्जाशाली फॉरवर्ड समायोजन है और इसका उपयोग आराम से आगे बढ़ने में किया जाता है। इसके विपरीत जब मरने वाला ब्लॉक विस्तार लिंक (7) के शीर्ष पर होता है, तो रिवर्स में अधिकतम ऊर्जा प्राप्त होती है। (कुछ इंजनों पर डाई ब्लॉक फॉरवर्ड गियर में लिंक के शीर्ष पर था। इस प्रकार का सामान्यतः पर टैंक इंजनों पर उपयोग किया जाता था, जो आगे और पीछे समान रूप से काम करता था।)

एक बार जब इंजन तेज हो जाता है तो चालक रिवर्सर को मध्य-गियर स्थिति की ओर समायोजित कर सकता है, भाप के अधिक किफायती उपयोग के लिए कट-ऑफ को कम कर सकता है। इंजन का ट्रैक्टिव प्रयास तब प्रारंभ होने की तुलना में कम होता है, लेकिन इसकी ऊर्जा अधिक होती है।

तकनीकी विवरण

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर के प्रमुख घटक:

1. एक्सेंट्रिक क्रैंक (यूके: रिटर्न क्रैंक)
2. सनकी रॉड
3. रीच रॉड
4. लिफ्टिंग लिंक
5. उठाने वाला हाथ
6. उलटी भुजा
7. विस्तार लिंक
8. त्रिज्या बार
9. क्रॉसहेड आर्म (यूके ड्रॉप लिंक)
10. वाल्व स्टेम गाइड
11. यूनियन लिंक
12. संयोजन लीवर
13. वाल्व स्टेम
14. पिस्टन वाल्व

प्राइमरी लीड मोशन क्रॉसहेड आर्म (9) और यूनियन लिंक (11) द्वारा प्रदान किया जाता है। यह पिवोटिंग बार संयोजन लीवर (12) के नीचे गति के चरण घटक को देता है।

द्वितीयक दिशात्मक/आयाम गति कई घटकों से बने यांत्रिक लिंकेज से प्राप्त होती है।

सनकी क्रैंक (यूके: रिटर्न क्रैंक) (1) मुख्य ड्राइव व्हील से जुड़े कॉन-रॉड पिन से सख्ती से जुड़ा हुआ है। ध्यान दें कि यह किसी भी ड्राइव व्हील पर एकमात्र उपयुक्त अटैचमेंट पॉइंट है जो कपलिंग रॉड या कनेक्टिंग छड़ के पारित होने से खराब नहीं होता है। सनकी क्रैंक की लंबाई ऐसी होती है कि सनकी रॉड (2) से पिन अटैचमेंट लीड मोशन के साथ 90 डिग्री फेज से बाहर होता है।

सनकी रॉड विस्तार लिंक (7) को गति प्रदान करती है जो इंजन के शरीर में एक केंद्रीय स्थान पर पिवोट होती है। एक्सपेंशन लिंक रेडियस बार (8) को होल्ड करता है, एक डाई ब्लॉक द्वारा कैप्टिव होता है जो रेडियस बार के साथ इंटीग्रल होता है लेकिन एक्सपेंशन लिंक के साथ एक विवश घुमावदार पथ में लंबवत स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र है।

कैब में रेडियस बार की ऊर्ध्वाधर स्थिति को ड्राइवर द्वारा रिवर्सर को समायोजित करके नियंत्रित किया जाता है जो बदले में यांत्रिक लिंकेज को नियंत्रित करता है; रीच रॉड (3), लिफ्टिंग लिंक (4), लिफ्टिंग आर्म (5) और रिवर्स आर्म और शाफ्ट (6)।

इस तरह द्वितीयक, चरण से बाहर, गति के चालक नियंत्रित घटक को त्रिज्या बार (8) द्वारा संयोजन लीवर (12) के शीर्ष पर प्रदान किया जाता है।

संयोजन लीवर इन दो गतियों को वाल्व स्टेम (13) पर परिणामी अभिनय के साथ जोड़ता है, जो वाल्व स्टेम गाइड (10) द्वारा उपयुक्त रूप से नियंत्रित होता है, जो बदले में पिस्टन वाल्व (14) पर कार्य करता है।

अंदर और बाहर प्रवेश वाल्व

वाल्शार्ट्स गियर को प्रवेश वाल्व के अंदर या बाहर से जोड़ा जा सकता है। इस लेख में अब तक केवल अंदर-प्रवेश पिस्टन वाल्वों पर विचार किया गया है, लेकिन बाहरी-प्रवेश वाल्व वाल्व खिसकाएं और कुछ पिस्टन वाल्व) वॉल्शार्ट्स वाल्व गियर का उपयोग कर सकते हैं। यदि वाल्वों का बाहरी प्रवेश होता है तो रेडियस बार ऊपर के बजाय वाल्व स्टेम के नीचे संयोजन लीवर से जुड़ता है।

लेआउट

पेंसिल्वेनिया रेलमार्ग PRR E6s पर वॉल्शार्ट्स वाल्व गियर

वाल्शार्ट्स गियर को लगाने के लिए, संयोजन के अनुपात को चुना जाना चाहिए। आधे पिस्टन यात्रा द्वारा संघ लिंक अंत के विस्थापन के कारण वाल्व लीड और वाल्व गोद के वाल्व रॉड विस्थापन का कारण होना चाहिए। त्रिज्या छड़ी के साथ यूनियन लिंक एंड से पिवट तक की दूरी का अनुपात वाल्व रॉड एंड के बीच की दूरी से त्रिज्या छड़ी के साथ पिवट तक की दूरी उसी अनुपात में होना चाहिए जैसे आधा पिस्टन वाल्व लैप प्लस लीड के लिए यात्रा करता है।

जब पिस्टन किसी भी मृत केंद्र पर हो तो त्रिज्या छड़ी की गति वाल्व रॉड को नहीं ले जानी चाहिए। इसलिए विस्तार लिंक डाई स्लॉट त्रिज्या छड़ी की लंबाई के बराबर त्रिज्या वाले वृत्त का एक चाप होना चाहिए।

रिटर्न क्रैंक के थ्रो को विस्तार लिंक का आवश्यक दोलन देना चाहिए।

वेरिएंट

वाल्शार्ट्स वाल्व गियर के कई प्रकार हैं, जिनमें सम्मलित हैं:

• बेकर वाल्व गियर
• बगुले वाल्व गियर
• बैगनॉल- मूल्य वाल्व
• जे टी मार्शल वाल्व जीई

यह भी देखें

• जॉनसन बार ( इंजन)
• भाप इंजन नामकरण

ग्रन्थसूची

• Greenly, Henry & Evans, Martin (1980) [1948]. Walschaerts Valve Gear (Revised ed.). Watford: Argus Books. ISBN 0853441081.
• See The Encyclopedia of Railroads, O. S. Nock, 1977 The name is Walschaert, changed by the family in 1830 when Belgium became independent of the Netherlands. It was patented under the name Walschaert because that is how the name was spelled in 1844.
• Wood, W. W. (1906). The Walscheart Locomotive Valve Gear (PDF). New York: Norman W. Henry Publishing Co. – via Internet Archive.

बाहरी कड़ियाँ

• Valve Gear Demos Charles Dockstader's Valve Gear Demos
• ValveGear Constructor Online program for designing valve gears semi-automatically
• Video: simple explanation of वाल्शार्ट्स valve gear (with BR Standard Class 5 73096 as the visual aid)
• Danbury Railway Museum - Danbury, CT