Válvula de pistón (máquina de vapor)


Las válvulas de pistón son una forma de válvula utilizada para controlar el flujo de vapor dentro de una máquina o locomotora de vapor . Controlan la admisión de vapor en los cilindros y su posterior escape, permitiendo que una locomotora se mueva por su propia fuerza. La válvula consta de dos cabezas de pistón en un husillo común que se mueve dentro de una caja de vapor, que es esencialmente un minicilindro ubicado arriba o debajo de los cilindros principales de la locomotora.

En el siglo XIX, las locomotoras de vapor usaban válvulas deslizantes para controlar el flujo de vapor que entraba y salía de los cilindros . En el siglo XX, las válvulas de corredera fueron reemplazadas gradualmente por válvulas de pistón, particularmente en motores que usaban vapor sobrecalentado . Hubieron dos razones para esto:

Los engranajes de válvula de locomotora habituales, como Stephenson , Walschaerts y Baker , se pueden usar con válvulas de corredera o válvulas de pistón. Cuando se usan válvulas de asiento, se puede usar un engranaje diferente, como el engranaje de la válvula Caprotti , aunque Chapelon y otros también usaron engranajes estándar como se mencionó anteriormente.

La mayoría de las válvulas de pistón son del tipo de "admisión interior", donde se introduce vapor fresco desde la caldera a través del espacio entre las dos cabezas de pistón de la válvula, y el vapor de escape sale a través del espacio entre la cabeza de pistón y el extremo de la caja de vapor. . La ventaja de esta disposición es que las fugas, a través del prensaestopas que sella la caja de vapor de la varilla de operación del engranaje de la válvula, son mucho menos problemáticas cuando el prensaestopas está sujeto a una presión de escape baja en lugar de a la presión total de la caldera. Sin embargo, algunas locomotoras, como la clase SR Merchant Navy de Bulleid , usaban "admisión externa" donde era cierto lo contrario, en el caso de Bulleid debido a la disposición inusual del engranaje de válvula accionado por cadena.

El motor de bobinado inclinado Swannington en el ferrocarril de Leicester y Swannington , fabricado por The Horsely Coal & Iron Company en 1833, muestra un uso muy temprano de la válvula de pistón. [1] Las válvulas de pistón se habían utilizado uno o dos años antes en los motores horizontales fabricados por Taylor & Martineau de Londres, pero no se generalizaron para motores estacionarios o de locomotoras hasta finales del siglo XIX. [2]

Cuando está en movimiento, una locomotora de vapor requiere que el vapor ingrese al cilindro en momentos precisos en relación con la posición del pistón. [3] Esto implica controlar la admisión y el escape de vapor hacia y desde los cilindros con una válvula vinculada al movimiento del pistón. [3]


Diagrama de cilindro y válvula de pistón. A continuación, la válvula se abre moviéndola hacia la derecha, permitiendo que el espacio libre en el medio de la válvula se alinee con el canal en el cilindro por encima de ella.
El motor de bobinado inclinado Swannington de 1833 incorporó una válvula de pistón
Diagrama que muestra vuelta y avance y su relación con el recorrido de la válvula