वाल्व गियर

एक भाप लोकोमोटिव (एक PRR E6 s) पर Walschaerts वाल्व गियर

भाप इंजन का वाल्व गियर वह तंत्र है जो सिलेंडर (इंजन) में भाप को प्रवेश करने के लिए इनलेट और निकास वाल्व संचालित करता है और चक्र में सही बिंदुओं पर निकास भाप को क्रमशः बाहर निकलने की अनुमति देता है। यह एक उलटने वाला गियर के रूप में भी काम कर सकता है। इसे कभी-कभी गति के रूप में संदर्भित किया जाता है।

उद्देश्य

साधारण मामले में, यह एक अपेक्षाकृत सरल कार्य हो सकता है जैसे आंतरिक दहन इंजन में वाल्व हमेशा एक ही बिंदु पर खुलते और बंद होते हैं। हालांकि, भाप इंजन के लिए यह आदर्श व्यवस्था नहीं है, क्योंकि पावर स्ट्रोक के दौरान इनलेट वाल्व को खुला रखने से सबसे बड़ी शक्ति प्राप्त होती है (इस प्रकार पूर्ण बॉयलर दबाव, माइनस ट्रांसमिशन नुकसान, पूरे स्ट्रोक में पिस्टन के खिलाफ) जबकि चरम दक्षता है केवल थोड़े समय के लिए इनलेट वाल्व को खोलकर और फिर सिलेंडर में भाप का विस्तार करने (विस्तृत कार्य) द्वारा प्राप्त किया गया।

जिस बिंदु पर भाप सिलेंडर में प्रवेश करना बंद कर देती है उसे कटऑफ (भाप इंजन) के रूप में जाना जाता है, और इसके लिए इष्टतम स्थिति किए जा रहे कार्य और शक्ति और दक्षता के बीच वांछित व्यापार के आधार पर भिन्न होती है। भाप प्रवाह पर प्रतिबंध को अलग करने के लिए भाप इंजन नियामकों (अमेरिकी भाषा में गला घोंटना ) के साथ फिट होते हैं, लेकिन कटऑफ सेटिंग के माध्यम से शक्ति को नियंत्रित करना आम तौर पर बेहतर होता है क्योंकि यह बॉयलर भाप के अधिक कुशल उपयोग के लिए बनाता है।

आगे या पीछे मृत केंद्र (इंजीनियरिंग) से थोड़ा पहले सिलेंडर में भाप को प्रवेश करके एक और लाभ प्राप्त किया जा सकता है। यह उन्नत प्रवेश (जिसे लीड स्टीम भी कहा जाता है) उच्च गति पर गति की जड़ता को कम करने में सहायता करता है।

आंतरिक दहन इंजन में, यह कार्य एक कैंषफ़्ट ड्राइविंग पॉपट वॉल्व पर सांचा द्वारा किया जाता है, लेकिन यह व्यवस्था आमतौर पर स्टीम इंजन के साथ प्रयोग नहीं की जाती है, आंशिक रूप से क्योंकि कैम का उपयोग करके परिवर्तनीय इंजन समय प्राप्त करना जटिल है। इसके बजाय, गति से डी स्लाइड वाल्व या पिस्टन वाल्व (भाप इंजन) को नियंत्रित करने के लिए आमतौर पर सनकी (तंत्र) , क्रैंक और लीवर की एक प्रणाली का उपयोग किया जाता है। आम तौर पर, अलग-अलग निश्चित चरण (तरंगों) के साथ दो सरल हार्मोनिक गति अलग-अलग अनुपात में जोड़े जाते हैं ताकि आउटपुट गति प्रदान की जा सके जो चरण और आयाम में परिवर्तनीय है। अलग-अलग सफलता के साथ, इस तरह के कई तंत्र वर्षों से तैयार किए गए हैं।

दोनों स्लाइड और पिस्टन वाल्वों की सीमा है कि सेवन और निकास घटनाएं एक दूसरे के संबंध में तय की जाती हैं और स्वतंत्र रूप से अनुकूलित नहीं की जा सकतीं। गोद वाल्व के भाप किनारों पर प्रदान की जाती है, ताकि वाल्व स्ट्रोक कटऑफ उन्नत होने के बावजूद कम हो जाए, वाल्व हमेशा पूरी तरह से निकास के लिए खोला जाता है। हालाँकि, जैसे-जैसे कटऑफ छोटा होता है, एग्जॉस्ट इवेंट्स भी आगे बढ़ते हैं। एग्जॉस्ट रिलीज प्वाइंट पावर स्ट्रोक में पहले होता है और एग्जॉस्ट स्ट्रोक में पहले कंप्रेशन होता है। जल्दी निकलने से भाप में कुछ ऊर्जा बर्बाद होती है, और जल्दी बंद होने से भाप की अन्यथा अनावश्यक रूप से बड़ी मात्रा को संपीड़ित करने में भी ऊर्जा बर्बाद होती है। शुरुआती कटऑफ का एक और प्रभाव यह है कि वाल्व कटऑफ बिंदु पर काफी धीमी गति से आगे बढ़ रहा है, और यह एक कसना बिंदु बनाता है जिससे भाप पूरे बॉयलर के दबाव से कम सिलेंडर में प्रवेश करती है (जिसे स्टीम का 'वायर ड्राइंग' कहा जाता है, के नाम पर रखा गया है। एक छेद के माध्यम से इसे खींचकर धातु के तार बनाने की प्रक्रिया), एक संकेतक आरेख पर दिखाई देने वाला एक और बेकार थर्मोडायनामिक प्रभाव।

इन अक्षमताओं ने लोकोमोटिव के लिए पॉपपेट वाल्व गियर्स में व्यापक प्रयोग को रोक दिया। चक्र के बेहतर नियंत्रण की अनुमति देते हुए सेवन और निकास पॉपपेट वाल्व को एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित और नियंत्रित किया जा सकता है। अंत में, बड़ी संख्या में इंजनों को पॉपपेट वाल्व के साथ फिट नहीं किया गया था, लेकिन वे भाप कारों और लॉरी में आम थे, उदाहरण के लिए वस्तुतः सभी प्रहरी वैगन वर्क्स लॉरी, लोकोमोटिव और रेलकार पॉपपेट वाल्व का इस्तेमाल करते थे। एक बहुत देर से ब्रिटिश डिजाइन, एसआर नेता वर्ग , ने आंतरिक दहन इंजनों से अनुकूलित आस्तीन वाल्व ों का इस्तेमाल किया, लेकिन यह वर्ग सफल नहीं था।

स्थिर भाप इंजन , कर्षण इंजन और समुद्री भाप इंजन अभ्यास में, वाल्व और वाल्व गियर की कमियां भाप इंजन # कंपाउंडिंग इंजन की ओर ले जाने वाले कारकों में से एक थीं। स्थिर इंजनों में ट्रिप वाल्व का भी बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता था।

वाल्व गियर डिजाइन

वाल्व गियर आविष्कार का एक उर्वर क्षेत्र था, शायद वर्षों में कई सौ विविधताएं तैयार की गईं। हालांकि, इनमें से बहुत कम संख्या में ही कोई व्यापक उपयोग देखा गया। उन्हें उन लोगों में विभाजित किया जा सकता है जो मानक प्रत्यागामी वाल्व (चाहे पिस्टन वाल्व या स्लाइड वाल्व), जो पॉपपेट वाल्व के साथ उपयोग किए जाते हैं, और सेमी-रोटरी कॉर्लिस वाल्व या डबल बीट वाल्व के साथ उपयोग किए जाने वाले स्थिर इंजन ट्रिप वाल्व।

प्रत्यागामी वाल्व गियर्स

प्रारंभिक प्रकार

• स्लिप-एक्सेंट्रिक - यह गियर अब मॉडल स्टीम इंजन तक ही सीमित है, और कम पावर हॉबी एप्लिकेशन जैसे स्टीम लॉन्च इंजन, कुछ हॉर्सपावर तक। सनकी क्रैंकशाफ्ट पर ढीला है लेकिन क्रैंकशाफ्ट के सापेक्ष इसके रोटेशन को सीमित करने के लिए स्टॉप हैं। सनकी को फॉरवर्ड रनिंग और रिवर्स रनिंग पोजीशन पर सेट करना एक रुके हुए इंजन पर सनकी को घुमाकर या कई इंजनों के लिए वांछित रोटेशन दिशा में इंजन को घुमाकर मैन्युअल रूप से पूरा किया जा सकता है, जहां सनकी तब स्वचालित रूप से स्थित हो जाता है। एक्सेंट्रिक को आगे के गियर की स्थिति में रखने के लिए इंजन को आगे की ओर धकेला जाता है और इसे पीछे की गियर की स्थिति में रखने के लिए पीछे की ओर धकेला जाता है। कटऑफ का कोई परिवर्तनशील नियंत्रण नहीं है। लंदन और उत्तर पश्चिमी रेलवे पर, 1889 से फ्रांसिस विलियम वेब द्वारा डिज़ाइन किए गए तीन-सिलेंडर यौगिकों में से कुछ ने एकल कम दबाव वाले सिलेंडर के वाल्व को संचालित करने के लिए एक स्लिप सनकी का उपयोग किया। इनमें LNWR ट्यूटनिक क्लास, LNWR ग्रेटर ब्रिटेन क्लास और LNWR जॉन हिक क्लास शामिल थे।
• गैब वाल्व गियर - शुरुआती लोकोमोटिव में उपयोग किया जाता है। उलटने की अनुमति है लेकिन कटऑफ पर कोई नियंत्रण नहीं है।

लिंक गियर्स

लगातार लीड गियर (वाल्सचर्ट्स-टाइप गियर)

गति का एक घटक क्रैंक या सनकी से आता है। अन्य घटक एक अलग स्रोत से आता है, आमतौर पर क्रॉसहेड ।

• वाल्शार्ट्स वाल्व गियर - बाद के लोकोमोटिव पर सबसे आम वाल्व गियर, सामान्य रूप से बाहरी रूप से घुड़सवार।
• रिचर्ड डीले वाल्व गियर - मिडलैंड रेलवे पर कई एक्सप्रेस लोकोमोटिव के लिए लगाया गया। संयोजन लीवरों को हमेशा की तरह क्रॉसहेड्स से चलाया गया। प्रत्येक विस्तार लिंक को इंजन के विपरीत दिशा में क्रॉसहेड से संचालित किया गया था।
• युवा वाल्व गियर - दूसरी तरफ वाल्व गियर को चलाने के लिए लोकोमोटिव के एक तरफ पिस्टन रॉड गति का इस्तेमाल किया। डेले गियर के समान, लेकिन विस्तार अंतर के साथ।
• Baguley वाल्व गियर - W.G. Bagnall द्वारा उपयोग किया जाता है।
• Bagnall-Price वाल्व गियर - W.G. Bagnall द्वारा उपयोग किए जाने वाले Walschaerts वाल्व गियर का एक रूपांतर। यह गियर Bagnall 3023 और 3050 में फिट है, दोनों वेल्श हाईलैंड रेलवे पर संरक्षित हैं।
• लगता है कि जेम्स थॉम्पसन मार्शल ने वाल्शार्ट्स गियर के कम से कम दो अलग-अलग संशोधनों को डिजाइन किया है।
  • एक अपेक्षाकृत पारंपरिक था।
  • दूसरा बहुत जटिल था और सिलेंडर के ऊपर (प्रवेश के लिए) और सिलेंडर के नीचे (निकास के लिए) अलग-अलग वाल्व चलाए। आविष्कारक की मृत्यु के बाद, इस गियर को प्रयोगात्मक रूप से दक्षिणी रेलवे एन क्लास लोकोमोटिव नंबर 1850 में फिट किया गया था, यह काम 16 अक्टूबर 1933 से 3 फरवरी 1934 तक चला; लेकिन यह 22 मार्च 1934 को विफल हो गया। चूंकि आविष्कारक डिजाइन को संशोधित करने में असमर्थ थाबगुली वाल्व गियर को 24 मार्च और 11 अप्रैल 1934 के बीच मानक वाल्शार्ट्स गियर से बदल दिया गया था।
• इसाकसन का पेटेंट वाल्व गियर - एक संशोधित वॉल्सचर्ट्स गियर, जिसे रूपर्ट जॉन इसाकसन और अन्य द्वारा 1907 में पेटेंट कराया गया था, पेटेंट संख्या। GB190727899, 13 अगस्त 1908 को प्रकाशित। इसे गारस्टैंग और नॉट-एंड रेलवे के 2-6-0T ब्लैकपूल (1909 में निर्मित) और 1910-11 के दौरान मिडलैंड रेलवे नंबर 382 में फिट किया गया था। इसाकसन के पास एक बेहतर साइट-फीड लुब्रिकेटर के लिए एक पेटेंट (GB126203, 8 मई 1919 को प्रकाशित) भी है। यह उनके प्रतिनिधि, यसबेल हार्ट कॉक्स के साथ संयुक्त रूप से पेटेंट कराया गया था।
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  1961 में सू लाइन 346, तस्वीर के दाहिने किनारे पर कनेक्टिंग रॉड पर किंकन-रिपकेन हाथ दिखा रहा है
  किंगन-रिपकेन वाल्व गियर। यह एक वाल्शार्ट्स-प्रकार का गियर है जिसमें संयोजन लीवर को क्रॉसहेड के बजाय, इसके छोटे सिरे के पास, कनेक्टिंग रॉड पर एक हाथ से जोड़ा जाता है। जेम्स बी. किंगन और ह्यूगो एफ. रिपकेन द्वारा कनाडा में पेटेंट किया गया, पेटेंट सीए 204805, 12 अक्टूबर 1920 को जारी किया गया। यह गियर मिनियापोलिस, सेंट पॉल और सॉल्ट स्टे के कुछ इंजनों में लगाया गया था। मैरी रेलवे (सू लाइन); ह्यूगो रिपकेन मिनियापोलिस में सू लाइन के शोरम शॉप्स में एक फोरमैन के रूप में काम करते थे।

डुअल एक्सेंट्रिक गियर (स्टीफेंसन-टाइप गियर्स)

स्टीफेंसन का वाल्व गियर। मुख्य ड्राइव शाफ्ट से लगभग 180-डिग्री चरण अंतर पर दो सनकी क्रैंक काम करते हैं। या तो स्लॉटेड विस्तार लिंक को स्थानांतरित करके वाल्व स्लाइड को काम करने के लिए चुना जा सकता है।

घुमावदार या सीधे लिंक से जुड़े दो सनकी। एक साधारण व्यवस्था जो कम गति पर अच्छा काम करती है। उच्च गति पर, वाल्शार्ट्स-प्रकार के गियर को बेहतर भाप वितरण और उच्च दक्षता देने के लिए कहा जाता है।

• स्टीफेंसन वाल्व गियर - 19वीं सदी में सबसे आम वाल्व गियर, आमतौर पर लोकोमोटिव फ्रेम के अंदर।
• विलियम टी. जेम्स वाल्व गियर 1832, बाल्टीमोर और ओहियो रेलमार्ग , संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा पहली बार उपयोग किया गया।
• एलन वाल्व गियर , एक सीधा-लिंक वाल्व गियर। इसे 0-4-0WT डोलगोच में फिट किया गया है, जिसे तालिलिन रेलवे पर संरक्षित किया गया है।
• गूच वाल्व गियर

लीवर और लिंक गियर (बेकर-प्रकार)

बेकर वाल्व गियर विधानसभा

* बेकर वाल्व गियर - संयुक्त राज्य अमेरिका में काफी सामान्य है, इसमें कोई फिसलने वाला भाग नहीं था।

रेडियल गियर्स

गति के दोनों घटक एक एकल क्रैंक या सनकी से आते हैं। इस व्यवस्था के साथ एक समस्या (जब लोकोमोटिव पर लागू होती है) यह है कि गति के घटकों में से एक लोकोमोटिव के स्प्रिंग्स पर उठने और गिरने से प्रभावित होता है। यह शायद बताता है कि क्यों रेडियल गियर्स को रेलवे अभ्यास में बड़े पैमाने पर वॉल्सचर्ट्स-प्रकार के गियर्स से हटा दिया गया था लेकिन कर्षण और समुद्री इंजनों में इसका इस्तेमाल जारी रखा गया था।

• हैकवर्थ वाल्व गियर का आविष्कार जॉन वेस्ली हैकवर्थ ने 1859 में किया था।
• जॉय वाल्व गियर - लंकाशायर और यॉर्कशायर रेलवे | एल एंड वाईआर और लंदन और इंग्लैंड में उत्तर पश्चिमी रेलवे और अन्य जगहों पर बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया जाने वाला डिज़ाइन। एक संरक्षित उदाहरण एलएनडब्ल्यूआर जी क्लास नंबर 49395 है।
• मार्शल, संस एंड कंपनी - एक संशोधित हैकवर्थ गियर, 1879 में मार्शल, संस एंड कंपनी द्वारा पेटेंट कराया गया। लघु लोकोमोटिव बेजर के लिए एक आधुनिक अनुप्रयोग है।
• ब्राउन वाल्व गियर - चार्ल्स ब्राउन (1827-1905) द्वारा खोजा गया जो चार्ल्स यूजीन लेंसलॉट ब्राउन के पिता थे। इस गियर का इस्तेमाल कॉर्पेट लौवेट और डफिल्ड बैंक रेलवे द्वारा किया गया था।
• दक्षिणी वाल्व गियर - संयुक्त राज्य अमेरिका में 1920 के आसपास संक्षिप्त रूप से लोकप्रिय था। इसमें बेकर पैटर्न के तत्व थे, लेकिन वाल्शार्ट्स के संयोजन लीवर से दूर।

पॉपपेट वाल्व गियर

• कैप्रोटी वाल्व गियर , ब्रिटिश कैप्रोटी वाल्व गियर
• ह्यूगो लेंटेज़ , ऑसिलेटिंग-कैम वाल्व गियर, रोटरी-कैम वाल्व गियर
• फ्रैंकलिन ऑसिलेटिंग-कैम वाल्व गियर
• फ्रैंकलिन रोटरी-कैम वाल्व गियर
• रिइडिंगर वाल्व गियर

संयुग्मन गियर

विक्टोरियन रेलवे एच क्लास लोकोमोटिव पर उपयोग किए जाने वाले हेनशेल और सोन संयुग्मित वाल्व गियर तंत्र का दृश्य, वॉल्सचर्ट वाल्व गियर के बाहर से संचालित

ये वाल्व गियर के केवल दो सेट के साथ 3-सिलेंडर या 4-सिलेंडर लोकोमोटिव बनाने में सक्षम हैं। सबसे प्रसिद्ध ग्रेसली संयुग्मित वाल्व गियर है, जो 3-सिलेंडर लोकोमोटिव पर उपयोग किया जाता है। Walschaerts गियर आमतौर पर दो बाहरी सिलेंडरों के लिए उपयोग किया जाता है। बाहरी सिलेंडर वाल्व रॉड से जुड़े दो लीवर अंदर के सिलेंडर के लिए वाल्व चलाते हैं। हेरोल्ड होलक्रॉफ्ट ने मध्य सिलेंडर को एक बाहरी सिलेंडर के संयोजन लीवर असेंबली से जोड़कर वाल्व गियर को संयुग्मित करने के लिए एक अलग विधि तैयार की, जिससे होलक्रॉफ्ट वाल्व गियर व्युत्पन्न हुआ। 4-सिलेंडर लोकोमोटिव पर व्यवस्था सरल है। वाल्व गियर अंदर या बाहर हो सकता है और वाल्व को अंदर और बाहर सिलेंडर से जोड़ने के लिए केवल शॉर्ट रॉकिंग-शाफ्ट की आवश्यकता होती है।

बुलीड चेन चालित वाल्व गियर

बुलेड चेन चालित वाल्व गियर देखें

कॉर्लिस वाल्व गियर

कॉर्लिस स्टीम इंजन देखें

बड़े स्थिर इंजन अक्सर जॉर्ज हेनरी कॉर्लिस द्वारा विकसित वाल्व गियर के एक उन्नत रूप का उपयोग करते थे, जिसे आमतौर पर कॉर्लिस स्टीम इंजन # कॉर्लिस वाल्व गियर कहा जाता था। इस गियर में इनलेट और एग्जॉस्ट के लिए अलग-अलग वाल्व का इस्तेमाल किया गया था ताकि इनलेट कट-ऑफ को ठीक से नियंत्रित किया जा सके। भाप के प्रवेश और निकास के लिए अलग-अलग वाल्व और पोर्ट पैसेज के उपयोग ने भी सिलेंडर संघनन और पुनर्वाष्पीकरण से जुड़े नुकसान को काफी कम कर दिया। इन सुविधाओं के परिणामस्वरूप बहुत बेहतर दक्षता हुई।

== वाल्व गियर == के लिए नियंत्रण एक लोकोमोटिव की यात्रा और कट-ऑफ की दिशा कैब से रिवर्सिंग लीवर या स्क्रू रिवर्सर का उपयोग करके वाल्व गियर तक पहुंचने वाली रॉड को सक्रिय करके सेट की जाती है। कुछ बड़े भाप इंजन एक पावर रिवर्स को नियोजित करते हैं, जो एक सर्वोमैकेनिज़्म # पोजीशन कंट्रोल मैकेनिज्म है, जो आमतौर पर स्टीम द्वारा संचालित होता है। इससे ड्राइवर के लिए रिवर्सिंग गियर को नियंत्रित करना आसान हो जाता है।

यह भी देखें

• कटऑफ (भाप इंजन)
• रिवर्सिंग_गियर
• स्टीम लोकोमोटिव नामकरण
• ट्रोफिमॉफ़ वाल्व

बाहरी कड़ियाँ

• Berry accelerator valve gear.
• Diagrams of Walschaerts valve gear and Stephenson valve gear, as supplied on working steam model locomotives.
• [1] Animations of 5 Stephenson, Walschaert, Baker, Southern, and Young valve gears.