Que liga foi usada nas primeiras turbinas a vapor? (1900 - 1930)

Que liga foi usada nas primeiras turbinas a vapor? (1900 - 1930)


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As turbinas a vapor usam vapor criado externamente para acionar as lâminas. Não há combustão interna. Eles têm sido usados ​​na propulsão marítima desde pelo menos 1894 no Turbinia. Depois disso, as turbinas a vapor do tipo Parsons se tornaram cada vez mais populares nas marinhas.

Eu quero saber o que é liga de lâmina era, naquela época. Uma liga de lâmina decente é crucial, ou a turbina irá derreter, rastejar ou corroer muito rapidamente.

Isso é importante para rastrear a tecnologia semelhante de turbojatos desenvolvidos na segunda guerra mundial. Quero ver se as ligas desses primeiros motores a jato são semelhantes às das turbinas a vapor marítimas.

Eu pesquisei sobre isso no Google, mas fiquei desapontado. A Wikipedia tem um artigo inteiro sobre turbinas a vapor, com muito pouco sobre ligas de pás. Ele tinha alguns pequenos parágrafos descrevendo ligas de Ni-Al-Ti (sem mencionar as proporções), e também revestimentos de proteção, sem especificar qualquer período de tempo. Normalmente, isso significa que é um contexto moderno e as datas de citação parecem apoiar isso.

Outra coisa que encontrei foi este artigo do Wikisource. A única vez que mencionou a liga de lâmina foi uma turbina de 1888 da Suécia, "uma roda de pás feita do aço mais forte". Quase uma descrição científica. Qual era o aço mais forte em 1888? Qual era a% de carbono? Há apenas 1% de diferença de carbono entre o ferro forjado e o aço. Além disso, esta não parece ser a turbina do tipo pároco que se tornou tão popular nas marinhas cerca de uma década depois. E não há nenhuma outra menção de liga de lâmina no artigo.


Turbinas Parsons

As primeiras lâminas da turbina Parsons eram na verdade feitas de latão ou cobre puro para altas temperaturas de vapor. Na Parsons Memorial Lecture de 1994, J R Bolter observou:

Nas primeiras turbinas, as lâminas eram de latão, primeiro estampadas e depois enroladas na forma, com lâminas de cobre puro para temperaturas mais altas de vapor para evitar fragilização. À medida que as velocidades periféricas aumentaram e as tensões aumentaram, as lâminas de aço foram introduzidas e, em 1925, o ferro inoxidável dúctil foi introduzido como padrão. Este material se desenvolveu em aços de cromo 12 por cento que são usados ​​para quase todas as lâminas de turbinas a vapor hoje.

O próprio Sir Charles Parsons, na palestra da Rede de 1911 disse:

"As lâminas foram cortadas no comprimento do latão, laminadas duramente e puxadas para a seção necessária, e inseridas em uma ranhura com peças distantes entre elas e calafetadas firmemente."

  • p 11

Turbinas a vapor Parsons foram instaladas, por exemplo, em muitos dos submarinos britânicos da classe K durante a Primeira Guerra Mundial.


Construção e restrições de lâminas de latão

Encontrei mais detalhes sobre a construção das lâminas da turbina em The Marine Steam Turbine, de John William Sothern; uma descrição prática das turbinas a vapor marinhas Parsons e Curtis como atualmente construídas, instaladas e funcionando.

A lâmina da turbina de Parsons é de latão e é fabricada por várias firmas; é normalmente entregue em comprimentos de 5 a 6 pés. A turbina propriamente dita sendo formada por lâminas de vários comprimentos e espaçamentos, que são denominados "expansões", as lâminas são cortadas em comprimentos de uma máquina que as tesoura e ao mesmo marca o tempo um sulco duplo ou triplo no final.

  • pág. 82

Sothern também ressalta que as lâminas de latão se expandem mais do que o invólucro de aço, o que reduziria a folga da ponta da lâmina:

A folga da ponta da lâmina (fria) para os itens acima varia de 49/1000 pol. Na 1ª expansão a 50/1000 pol. Na 4ª ou última expansão; quando aquecido, no entanto, a folga real da ponta da lâmina é apenas cerca de dois terços do anterior na 1ª expansão, e um pouco menos na última expansão, as lâminas de latão expandindo mais do que o tambor do rotor de aço ou o invólucro de ferro fundido. O frio livre do manequim de cruzeiro é de apenas cerca de 15/1000 pol., Mas geralmente, quando aquecido, aumenta para cerca de 25/1000 pol., Ou até mais. O vapor, depois de passar pela primeira turbina de cruzeiro, entra na segunda ou M.P. turbina de cruzeiro, se houver, o H.P. à frente e turbinas L.P. à frente, esgotando finalmente para o condensador. Se apenas uma turbina de cruzeiro for instalada em cada conjunto, o vapor sai direto para o H.P. turbina, que é o arranjo na classe "Indomável" - "Inflexível".

  • pág. 47

Liga de lâmina

Quanto à liga de latão específica em uso, James Ambrose Moyer, em seu livro de 1908 The Steam Turbine; Um tratado prático e teórico para engenheiros e designers comentou:

Afirma-se que a liga usual usada na Inglaterra para pás de turbinas Parsons é 63 Cu 37 Zn; mas qualquer liga de zinco é totalmente inadequada para vapor superaquecido ou para altas velocidades.

  • p 114 (ênfase minha)

Ele também afirmou que o metal Monnot estava começando a ser usado em turbinas a vapor naquela data:

Recentemente, um metal composto conhecido como Monnot ou metal "duplex" foi desenvolvido. Consiste em um núcleo de aço coberto com uma fina bainha de cobre soldada quimicamente ao aço de uma maneira tão perfeita que as lâminas podem ser puxadas a frio do lingote original para a seção acabada necessária, sem afetar de forma alguma a ligação entre o cobre e o aço.

  • pág. 112

Essas lâminas estavam sendo usadas nas turbinas Westinghouse.


Experimentos de Laval

No Palestra da rede citado acima, Sir Charles Parsons mencionou a turbina sueca de 1888 que você mencionou, mas parece que de Laval estava dirigindo um roda de pás feita de aço com um jato de vapor de alta pressão, não uma pá de turbina real:

"No ano de 1888, o Dr. de Laval, de Estocolmo, assumiu o problema com considerável sucesso. Ele fez com que o vapor saísse de um jato em forma de trombeta, de modo que a energia de expansão pudesse ser utilizada para dar velocidade ao vapor. Recente experimentos mostraram que, em tais jatos, cerca de 80 por cento de toda a energia disponível no vapor é convertida em energia cinética de velocidade em linha reta, sendo a velocidade atingida no vácuo de cerca de 4.000 pés por segundo. O Dr. de Laval fez com que o vapor colidisse com uma roda de pás feita do aço mais forte, que girou na velocidade mais alta consistente com a segurança ... "

  • op. cit., p6 (grifo meu)

Arando no passado: um olhar sobre as primeiras máquinas agrícolas

Durante os anos 1800, os fazendeiros levavam de tudo, de uma simples enxada a um debulhador "cheirando fumaça preta" nos campos de Iowa em busca de melhores safras. As máquinas eram operadas manualmente, por bois ou cavalos e, finalmente, por motores a vapor. As máquinas agrícolas cresceram com o estado, cujos fazendeiros sempre estavam ansiosos por qualquer coisa que os ajudasse a realizar mais trabalhos.

O século 19 testemunhou uma revolução na tecnologia agrícola. Assim como as máquinas estavam entrando nas fábricas na cidade, novas máquinas estavam mudando a maneira como os fazendeiros plantavam e colhiam suas safras. Em alguns casos, a agricultura no início do século 19 não era muito diferente de como era feita há milhares de anos. Durante a vida de muitos residentes de fazendas de Iowa, o mundo parecia estar mudando com uma velocidade incrível.


The Old Ways: O ouro monstro dragas máquinas de vários andares construídas na primeira metade de 1900

Uma draga de ouro é uma máquina de mineração de placer que extrai ouro da areia, cascalho e sujeira usando água e métodos mecânicos.

As dragas de ouro originais eram grandes máquinas de vários andares construídas na primeira metade do século XX. Pequenas máquinas de sucção são atualmente comercializadas como & # 8220 dragas de ouro & # 8221 para indivíduos em busca de ouro: perto da praia de Nome, Alasca, por exemplo.

Uma grande draga de ouro usa um método mecânico para escavar material (areia, cascalho, sujeira, etc.) usando aço & # 8220buckets & # 8221 em uma & # 8220bucketline & # 8221 circular e contínua na extremidade dianteira da draga.

O material é então separado / peneirado com água. Em grandes dragas de ouro, os baldes despejam o material em um cilindro giratório de aço (um tipo específico de trommel chamado & # 8220 a tela & # 8221) que é inclinado para baixo em direção a uma correia de borracha (o empilhador) que carrega material de tamanho grande (pedras) e despeja as pedras atrás da draga.

O cilindro tem muitos orifícios para permitir que o material subdimensionado (incluindo ouro) caia em uma caixa de eclusa. O material que é lavado ou separado é denominado rejeito. As rochas depositadas atrás da draga (pelo empilhador) são chamadas de & # 8220 estacas-guia. & # 8221 Os orifícios na tela destinavam-se a filtrar as rochas (por exemplo, orifícios de 3/4 de polegada na tela enviaram qualquer coisa maior do que 3/4 polegadas para o empilhador).

O conceito básico de recuperação de ouro por meio da mineração de placer não mudou desde a antiguidade. O conceito é que o ouro na areia ou no solo se assentará no fundo porque o ouro é pesado / denso, e a sujeira, a areia e a rocha serão levadas, deixando o ouro para trás. Os métodos originais para realizar a mineração de placer envolviam garimpo de ouro, caixas de eclusa e roqueiros. Cada método envolve a lavagem de areia, cascalho e sujeira na água. O ouro então se acomoda no fundo da panela ou no fundo das espigas da caixa de eclusa.

A draga de ouro tem o mesmo conceito, mas em uma escala muito maior. As dragas de ouro são uma ferramenta importante dos mineradores de ouro em todo o mundo. Elas permitem uma mineração lucrativa a custos operacionais relativamente baixos. Mesmo que o conceito seja simples em princípio, as dragas podem ser projetadas de diferentes maneiras, permitindo capturar diferentes tamanhos de espécimes de ouro. Conseqüentemente, a eficiência das dragas de ouro difere muito, dependendo de suas especificações.

Em meados da década de 1850, o ouro de aluvião facilmente acessível na Califórnia havia desaparecido, mas ainda havia muito ouro. O desafio de recuperar o ouro exigiu uma abordagem de mineração profissional para fazê-lo valer a pena: máquinas gigantes e empresas gigantes. Enormes dragas flutuantes recolheram milhões de toneladas de cascalhos de rios, à medida que vapor e energia elétrica se tornaram disponíveis no início do século XX.

A última draga de ouro gigante na Califórnia foi a draga Natomas Número 6 operando em Folsom, Califórnia, que interrompeu as operações em 12 de fevereiro de 1962, pois o custo da operação começou a exceder o valor do ouro recuperado. Muitas dessas grandes dragas ainda existem hoje em áreas de patrimônio patrocinadas pelo estado (Sumpter Valley Gold Dredge, Dredge. No. 4 National Historic Site of Canada) ou atrações turísticas.

Vamos dar uma olhada em algumas relíquias abandonadas e negligenciadas do passado:

Escada de Balde Flutuante Gold Dredge

Fairbanks Exploration Company, Goldstream Dredge No. 8, Fox, Fairbanks (North Star Borough, Alasca)

Como é hoje & # 8211 Fairbanks Exploration Company Goldstream Dredge No. 8

Diagrama Gold Dredge Gold Dredge # 8, perto de Fairbanks, Alasca

Fotos: Chatanika Gold Dredge No. 3 A histórica Chatanika Gold Dredge No. 3, fora de Fairbanks, queimou em agosto de 2013, destruindo a estrutura de madeira e metal. Mas sua história ainda não acabou. Cortesia Jane Haigh

Gold Dredge em Sumpter Oregon. Eles não eram exatamente pequenos

No final da década de 1990 e até hoje, a dragagem voltou a ser uma forma popular de mineração de ouro. Os avanços na tecnologia permitem que uma pequena draga seja carregada por uma única pessoa para um local remoto e processe com lucro bancos de cascalho em riachos que antes eram inacessíveis às dragas gigantes da década de 1930. Hoje, as dragas são versáteis e populares, consistindo em dragas de superfície flutuante que usam um vácuo para sugar o cascalho do fundo e dragas submersíveis. Em 2015, o garimpeiro Tony Beets está reconstruindo uma draga de 70 anos (como visto na popular série de TV no canal Discovery & # 8216Gold Rush & # 8217).

Até setembro de 2007, esta draga de ouro ficava ao longo da Rodovia Taylor entre Dawson City, Yukon e Tok, no Alasca. Devido à deterioração da condição e às preocupações com a segurança, o Bureau of Land Management (BLM) o removeu. Algumas partes principais foram configuradas como uma exibição interpretativa perto do correio do Chicken, mas a maior parte foi para o depósito de lixo de Tok.

Gold Dredger de 3 andares de altura perto de Lewiston, 1950. Foto cortesia da Trinity County Historical Society.

A foto de uma draga em operação pode ser a Josephine e provavelmente foi tirada na primavera de 1900. Observe o homem de pé no telhado.

Uma draga de ouro desativada perto de Nome, Alasca, 1908.

Uma draga australiana. Pesava mais de 1000 toneladas (0,907 toneladas) e tinha 63 baldes de dez pés cúbicos (0,28 metros cúbicos), cada um capaz de arrancar os cascalhos aluviais a uma taxa de 23 baldes por minuto, 24 horas por dia. fonte

A.F. Graeter Gold Dredge & # 8211 Bannock, MT

Oregon tem uma longa história de mineração de ouro, embora não seja mais discutido muito. Alva Day fotografou esta draga de ouro em março de 1928, aparentemente perto do rio John Day.

Gold Dredge operando em Nome, Alasca em 1993

A Sumpter Valley Gold Dredge é uma draga de ouro histórica localizada em Sumpter, no estado americano de Oregon. O ouro foi descoberto em Sumpter em 1862. Três dragas de ouro foram colocadas em serviço no distrito de Sumpter Valley entre 1912 e 1934.

Era uma vez três deles trabalhando no Rio da Pólvora, esta é a Draga # 3. Os restos da Draga # 2 podem ser vistos no lado norte da cidade em um lago que ela fez, enquanto os restos da Draga # 1 estão em um lago a cerca de seis milhas ao sul, onde antes era McEwen. Além das pilhas de rejeitos que margeiam o rio e fazem com que ele pareça mais com uma série de lagoas hoje em dia, uma das primeiras vistas na cidade é uma coleção de equipamentos de extração e mineração no lado direito da cidade.


História do cortador

O cortador de grama foi inventado em 1830 por Edwin Beard Budding, um engenheiro de Stroud, Gloucestershire, Inglaterra.

Ele teve a ideia depois de ver uma máquina em uma fábrica de tecidos local que usava um cilindro de corte (ou bobina laminada) montado em uma bancada para aparar o tecido e fazer um acabamento liso após a tecelagem. Budding percebeu que um conceito semelhante possibilitaria o corte de grama se o mecanismo pudesse ser montado em uma estrutura com rodas para fazer as lâminas girarem próximo à superfície do gramado. Ele fez parceria com um engenheiro local, John Ferrabee, e juntos eles fizeram cortadores em uma fábrica em Stroud. Exemplos dos primeiros cortadores do tipo Budding podem ser vistos no Stroud Museum, no London Science Museum e no Milton Keynes Museum.

Essas primeiras máquinas eram todas feitas de ferro fundido e apresentavam um grande rolo traseiro com um cilindro de corte (bobina) na frente. As rodas dentadas de ferro fundido transmitiram força do rolo traseiro para o cilindro de corte. No geral, essas máquinas eram muito semelhantes aos cortadores de grama modernos.

Budding e Ferrabee foram astutos o suficiente para permitir que outras empresas construíssem cópias de seus cortadores de grama sob licença, a mais bem-sucedida delas sendo a Ransomes of Ipswich, que começou a fazer cortadores desde 1832. A empresa tem feito cortadores de grama virtualmente continuamente desde então, e agora é o maior fabricante mundial de equipamentos para cuidar do gramado.

Na década de 1850, as primeiras patentes de Budding haviam expirado e outras empresas foram capazes de lançar suas próprias máquinas. No meio da década, Thomas Green e Son of Leeds introduziram um cortador chamado Silens Messor (que significa cortador silencioso), que usava corrente para transmitir energia do rolo traseiro para o cilindro de corte. Essas máquinas eram mais leves e silenciosas do que as máquinas acionadas por engrenagem que as precederam, embora fossem um pouco mais caras. Quase ao mesmo tempo, Alexander Shanks de Arbroath introduziu sua linha de cortadores Caledonia e Ransomes introduziu o autômato. Todos estavam disponíveis com transmissão por engrenagem ou corrente, e as caixas de coleta de grama eram um extra opcional. Todos esses modelos, em vários tamanhos e com pequenas modificações, foram produzidos no século XX.

Inovação

A próxima grande inovação no design do cortador de grama foi a introdução das máquinas de roda lateral. Embora inventadas na Inglaterra, essas máquinas eram populares na América do Norte, onde as gramas costumam ser mais grossas do que na Europa. Eles tinham rodas de ferro fundido de cada lado que acionavam o cilindro de corte diretamente por meio de catracas dentro das peças fundidas. Eles não tinham um rolo traseiro de metal e eram muito leves e baratos de fazer, o que os tornou muito populares em todo o mundo.

Cortadores motorizados surgiram na década de 1890, quando motores leves a gasolina e pequenas unidades de energia a vapor tornaram-se disponíveis. Embora os cortadores de grama tenham sido a escolha preferida por alguns anos, em 1900 os cortadores de grama com motor a gasolina estavam vencendo o mercado. Ransomes, Sims e Jefferies introduziram um cortador com motor a gasolina em 1902 e lideraram o mercado até a Primeira Guerra Mundial, embora Shanks e Greens também fabricassem máquinas com motor a gasolina durante esse período.

O período imediatamente após a Primeira Guerra Mundial testemunhou um crescimento sem precedentes na produção de cortadores de grama. A tecnologia havia avançado, as empresas precisavam encontrar novos mercados para produtos de tempos de paz e os clientes estavam se mudando para novas moradias nos subúrbios com pequenos jardins.

Sucesso

Uma das empresas de maior sucesso que surgiu durante este período foi a Atco, na época uma marca registrada de Charles H Pugh Ltd. O cortador a motor Atco, lançado em 1921, foi um sucesso imediato. Apenas 900 das máquinas de corte de 22 polegadas foram feitas em 1921, cada uma custando £ 75. Em cinco anos, a produção anual havia acelerado para dezenas de milhares. Os preços foram reduzidos e uma variedade de tamanhos estava disponível, tornando o Standard o primeiro cortador a motor verdadeiramente produzido em massa.

Outra empresa que se tornou incrivelmente bem-sucedida nas décadas de 1920 e 30 foi a Qualcast. Modelos como a roda lateral E e os cortadores de rolos Panther foram vendidos aos milhões, por apenas algumas libras cada, para pessoas com gramados pequenos que precisavam de um cortador econômico e confiável por alguns minutos por semana.

Surpreendentemente, ideias aparentemente modernas, como energia elétrica e corte rotativo, foram todas experimentadas nas décadas de 1920 e 30, embora só tenham se tornado populares muito mais tarde. As inovações nas décadas de 1930 e 40 levaram a designs mais leves e motores a gasolina menores e mais potentes. Na década de 1950, a tecnologia dos cortadores de grama havia avançado muito e as máquinas eram baratas e geralmente confiáveis. A introdução de componentes plásticos na década de 1960 reduziu ainda mais os custos, embora os designs tradicionais fossem semelhantes.

A principal inovação dos últimos trinta anos foi a segadeira giratória, possibilitada pelo uso generalizado de plásticos leves e motores elétricos e a gasolina leves de alta potência. Os primeiros cortadores 'hover' foram introduzidos pela Flymo no início dos anos 1960. Essas máquinas eram azuis e brancas, em vez dos designs mais familiares de branco e laranja vistos hoje.

Infelizmente, muitas das antigas empresas de cortadores de grama desapareceram, tendo falido, mudado para outros mercados ou fundido umas com as outras. No entanto, as máquinas continuam a atrair o interesse de colecionadores e entusiastas em todo o mundo, razão pela qual o Old Lawnmower Club foi formado em 1990.


As serrarias

Nos anos 1800, onde havia madeira também havia serraria. As serrarias foram construídas junto aos rios, que eram tanto as “estradas” que faziam flutuar a madeira da floresta, mas também a principal fonte de energia para o funcionamento das fábricas.

A primeira serraria comercial em Minnesota foi inaugurada em 1839 em Marine on St. Croix. Marine foi rapidamente ultrapassado por Stillwater, que por sua vez foi ultrapassado por Minneapolis e Winona.

A energia a vapor foi introduzida na serração na década de 1870, substituindo a necessidade de energia hidráulica e permitindo que as serrarias se mudassem para outras cidades ribeirinhas.

Em 1880, o crescimento das ferrovias comerciais, melhorias nas máquinas a vapor e a invenção da serra de fita levaram a serrarias e cidades de serraria maiores em Brainerd, Little Falls, Crookston, Cloquet, Duluth e International Falls.

Em 1905, quando a produção de madeira atingiu o ponto mais alto em Minnesota, os lenhadores estavam derrubando cerca de 2 bilhões de pés de tábua por ano - o suficiente para circundar a terra com um calçadão de quatro centímetros de espessura e quatro metros de largura.

A colheita caiu rapidamente depois de 1905. Na década de 1920, os pinheiros nobres estavam exaustos e não havia madeira de qualidade suficiente na floresta para justificar as despesas com a manutenção das ferrovias. A indústria de serração em grande escala praticamente desapareceu em 1929.


A história da caldeira e da indústria de geração de vapor

Gary Bases é o presidente da BRIL Inc., uma empresa de consultoria independente especializada em tijolos, refratários, isolamento e revestimento. Ele também é o autor de The Bril Book (um guia completo para tijolos, refratários, isolamento e sistemas de revestimento) The Bril Book II (um manual técnico que inclui desenhos de aplicação de brilho para a indústria de geração de energia) The Bril Book III - o Livro de Bril e O Bril Livro IV - Construção de Caldeira. Ele pode ser contatado em [email protected]

Quanto mais aprendemos sobre a indústria de geração de vapor, mais podemos apreciar sua diversidade e rica história. A maioria das pessoas nunca esteve em uma usina de energia, muito menos sabe alguma coisa sobre a história da indústria de energia. Seu conhecimento de ambos se estende apenas às pilhas que vêem à distância.

Se você perguntar a alguém que é creditado por iniciar ou inventar o automóvel e a indústria automobilística, ele provavelmente responderá: & # 8220Ford. & # 8221 Mas quantas pessoas sabem quem iniciou a indústria de geração de vapor? Obviamente, a indústria automobilística desempenhou um papel importante na formação de nosso país, mas a indústria de energia também.

O que é uma caldeira?

Uma caldeira é uma caixa formada por tubos que usa o fogo dentro dessa caixa para transformar a água em vapor. Ao redor desses tubos e envolvendo completamente as paredes dos tubos e a área da fornalha estão os materiais brilhantes (tijolo, refratário, isolamento e revestimento). O número e o tamanho dos tubos, o tipo de combustível e as dimensões físicas gerais da caldeira irão variar dependendo do que a caldeira foi projetada para produzir (água, vapor ou calor) e da indústria a que se destina ( por exemplo, utilitário, industrial, médico).

Muitos componentes constituem ou atuam como um sistema de suporte para a caldeira atender aos requisitos de vapor ou calor projetados. Existem os tubos que transportam a água e / ou vapor por todo o sistema, sopradores de fuligem que mantêm a unidade livre de cinzas volantes ou poeira, soprando água a vapor ou ar nos queimadores da caldeira que queimam o combustível (óleo, gás, carvão, lixo) economizadores que recuperam o calor do gás de saída e pré-aquecem a água usada para fazer o vapor e muitos outros sistemas semelhantes, incluindo tijolos, refratários, isolamento e revestimento, que ajudam a caldeira de geração de vapor a ter eficiência energética e térmica.

Quem inventou a caldeira?

As raízes da caldeira de geração de vapor & # 8217s remontam ao final dos anos 1700 e início dos anos 1800 com o desenvolvimento da caldeira do tipo chaleira, que simplesmente fervia água em vapor. A água foi colocada acima de uma caixa de fogo e então fervida em vapor. Somente por volta de 1867, com o desenvolvimento da caldeira de convecção, começou a indústria de geração de vapor.

Pode ser debatido quem desenvolveu a primeira caldeira de geração a vapor, entretanto, a maioria concordará que George Babcock e Steven Wilcox foram dois dos fundadores da caldeira de geração a vapor. Eles foram os primeiros a patentear o projeto da caldeira, que usava tubos dentro de uma estrutura com paredes de tijolos refratários para gerar vapor, em 1867, e formaram a Babcock & # 038 Wilcox Company na cidade de Nova York em 1891. Suas primeiras caldeiras eram bem pequenas, usadas Carvão granulado, queimado manualmente e operado a uma taxa muito baixa de entrada de calor. As sólidas paredes de tijolo refratário que formavam o recinto para a unidade eram necessárias porque ajudavam no processo de combustão ao re-irradiar o calor de volta para a área do forno.

The Stirling Boiler Company, propriedade da O.C. Barber e batizada com o nome da rua (Stirling Avenue) em que a instalação ficava em Barberton, Ohio, também começou a fazer caldeiras em 1891. Seu oitavo projeto de caldeira Stirling foi chamado de caldeira tipo H (& # 8220h & # 8221 sendo a oitava letra no alfabeto) e tinha uma configuração de tijolo. A caldeira Stirling era muito maior do que a caldeira Babcock & # 038 Wilcox e usava três tambores para ajudar a circular a água e o fluxo de vapor por toda a caldeira.

Em 1907, a Stirling Boiler Company se fundiu com a Babcock & # 038 Wilcox Company. Eles rebatizaram sua caldeira de Stirling do tipo H, e ela se tornou uma das caldeiras mais vendidas de seu tempo, provavelmente por causa de sua capacidade de produzir até 50.000 libras de vapor por hora.

No entanto, eles não foram os únicos fabricantes de caldeiras no final do século XIX. A Grieve Grate Company e a American Stoker Company também estavam fazendo caldeiras com um projeto de parede de tijolos semelhante. Ambos usaram uma grade móvel ou do tipo parafuso no fundo da caldeira para transportar o combustível (carvão) através do interior da caldeira. Conforme o combustível viajava pelo interior da caldeira, ele era queimado e as cinzas ou combustível não queimado caíam em uma tremonha. Essas duas empresas formaram posteriormente a Engenharia de Combustão
A empresa em 1912. A nova Combustion Engineering Company ofereceu sua versão das caldeiras Grieve e American Stoker e a chamou de caldeira Tipo E.

O nascimento da indústria de energia

Com o advento desses novos tipos de caldeiras e empresas de caldeiras, empresas de serviços públicos se formaram em todo o país para gerar e distribuir eletricidade para os mercados industrial e residencial. Muitas cidades e vilas tinham sua própria concessionária ou companhia elétrica. As cidades maiores tinham várias empresas de serviços públicos espalhadas pela cidade devido à quantidade limitada de pressão de vapor que cada caldeira e gerador elétrico podiam produzir (em média, aproximadamente 50.000 libras de vapor por hora por caldeira). Essas primeiras empresas de serviços públicos podem ter de 10 a 16 caldeiras em cada instalação. Empresas industriais que precisavam de muita eletricidade ou vapor para operar suas instalações (por exemplo, Eastman Kodak, que fez filmes e câmeras em Rochester, Nova York, e The Box Board Company & # 8212 mais tarde, chamada de Packaging Corporation of America & # 8212, que fabricava as caixas para empresas de cereais em Rittman, Ohio) tinham suas próprias caldeiras de geração de vapor.

Essas caldeiras construídas com paredes de tijolos, às vezes chamadas de caldeiras com revestimento de tijolos, foram as primeiras na evolução do projeto de caldeiras, mas eram limitadas em tamanho e capacidade. À medida que o tamanho da caldeira aumentava, também aumentava a entrada de calor do forno, a classificação da caldeira (pressão) e a temperatura do vapor. Assim, o aumento contínuo do tamanho do forno da caldeira aumentava a temperatura a que o tijolo era submetido. Esses três fatores (entrada de calor, pressão e temperatura do vapor) tiveram um efeito direto no desenvolvimento de projetos de fornos de caldeira. As severas condições do forno começaram a exceder os limites de temperatura das paredes de tijolo, e as cargas estruturais tornaram-se excessivas à medida que as caldeiras ficavam cada vez maiores e mais altas. A jovem indústria de caldeiras precisava eliminar o design de paredes de tijolos e encontrar uma construção alternativa que mantivesse a caldeira com eficiência térmica e energética, gerasse mais vapor por hora e custasse menos para construir.

Isso levou ao projeto da caldeira & # 8220tube and tile & # 8221 por volta do início dos anos 1920. Uma caldeira de tubos e ladrilhos usava paredes de tubos grandes e amplamente espaçadas (tubos de 6 pol. De diâmetro em centros de 9 pol.) Para ajudar a resfriar a temperatura da superfície do tijolo. Era um design novo e radicalmente diferente. Ao contrário do projeto original da caldeira, que usava paredes de tijolo refratário de 22 pol. De espessura que não exigiam isolamento, a caldeira de tubos e telhas usava ladrilhos finos (2½ pol. De espessura) ou tijolo refratário (4½ pol. De espessura) para manter o fogo dentro do fogo caixa e isolamento adicionado sobre o tijolo ou telha para manter a caldeira termicamente eficiente. Com este novo desenvolvimento, a indústria de caldeiras começou a crescer, assim como as caldeiras começaram a crescer em tamanho e capacidade.

Nessa época, havia muito mais empresas fabricando essas caldeiras de tubos e telhas: Riley Stoker, Foster Wheeler, Erie City, Zurn, Nebraska, Peabody, Keeler, Union Iron Works e The Trane Company (para citar apenas alguns), com a as duas maiores em vendas são a Babcock & # 038 Wilcox Company e a Combustion Engineering. Cada um tinha seus próprios projetos de caldeira construídos com paredes de tubos soltos, com vários tipos de caldeiras, dependendo da capacidade necessária. Para economizar nos custos de engenharia, cada empresa de caldeiras desenvolveu uma linha de caldeiras muito parecida com a que a indústria automobilística fez com o Ford Modelo-T.

Por exemplo, Babcock & # 038 Wilcox desenvolveu sua versão da caldeira de tubo e telha começando com seu tipo FF, que era uma caldeira de dois tambores capaz de produzir até 54.000 libras por hora de vapor. Para capacidades mais altas, eles ofereceram o FH, FJ, FL e o FP, com o maior design e a maior capacidade de vapor (100.000 libras por hora). O mesmo vale para a Combustion Engineering Company, que desenvolveu suas caldeiras de superaquecedor V2M8 e V2M9 (dois tambores verticais).

As próximas duas mudanças mais importantes na indústria ocorreram no final dos anos 1920 e no início dos anos 1930, com a introdução das caldeiras construídas com tubos planos e paredes de tubos. Esses dois projetos permitiram que as caldeiras obtivessem o máximo de calor da queima de carvão pulverizado. O tubo cravejado plano aumentou a superfície de aquecimento entre os tubos, adicionando tachas planas ao longo de toda a superfície da parede do tubo. O projeto de tubo tangente solto usava mais tubos próximos ou espaçados tangencialmente (tocando uns aos outros) para aumentar a superfície de aquecimento dos tubos. A parede plana do tubo cravejado exigia refratário, isolamento e revestimento externo para manter o fogo dentro da caixa de fogo, enquanto o projeto da parede tangencial do tubo solto usava uma camada de esfregaço de refratário entre os tubos e um revestimento interno de aço sobre o refratário.

Esses dois projetos levaram ao desenvolvimento de caldeiras maiores e de maior capacidade, sendo o projeto da caldeira radiante o maior de todos. A caldeira radiante usava um tambor e uma parede de tubo aumentada e área de superfície de superaquecedor na passagem traseira, às vezes chamada de passagem de convecção (cp) ou área de recuperação de calor (hra), para aumentar a capacidade de vapor. Por exemplo:

  • Babcock & # 038 Wilcox desenvolveu as caldeiras radiantes ou de energia: RBC (Radiant Boiler tipo Carolina, em homenagem ao primeiro contrato para Carolina Power and Light) para carvão, RBE (Radiant Boiler El Paso, em homenagem ao primeiro contrato para El Paso Electric ) para a queima de óleo e gás, a SPB (Stirling Power Boiler) para o mercado de utilidades e a caldeira SS (Small Stirling) para o mercado industrial.
  • A Engenharia de Combustão desenvolveu suas caldeiras de reaquecimento radiante e radiante chamadas de VU40 e VU50 (VU para unidades verticais) para os mercados de serviços públicos e industriais.

As capacidades de vapor dessas caldeiras radiantes variaram de 400.000 a 1.000.000 libras de vapor por hora. Consequentemente, as pequenas usinas de energia de cidades e vilas tornaram-se obsoletas, já que as empresas de serviços públicos agora podiam produzir eletricidade suficiente para grandes áreas residenciais e empresas industriais.

Crescimento e Especialização

A maior mudança no design da caldeira veio com o desenvolvimento da parede do tubo de membrana no final da década de 1950 e início da década de 1960. Tubos sem costura foram soldados juntos em uma loja de tubos, usando uma barra de membrana de aço entre os tubos, e transformados em um grande painel de tubo. Isso eliminou a necessidade de refratários para manter o fogo dentro da caixa de fogo, reduziu o custo de construção, encurtou os cronogramas de montagem e aumentou o tamanho das caldeiras. Os projetos de caldeiras radiantes podem agora atingir até 4.000.000 libras de vapor por hora. Mais tarde, a indústria desenvolveu o maior dos projetos de caldeiras, as caldeiras de pressão universal e supercríticas. These steam-generating behemoths could now reach over 1,300 megawatts of electricity or 9,000,000 pounds of steam per hour.

During the past 100 years, the steam-generating industry has modified or developed boilers specifically suited for and in response to industry needs. For example, around the late 1940s many medical, industrial, college, and government facilities wanted the ability to generate their own steam and electricity. In response to this need, the package or shop-assembled boilers were developed. A package boiler is a pre-engineered steam-generating boiler that ranges in size and steam capacity (typically from 10,000 to 600,000 lb/hr) built in a shop and shipped by rail or barge. Many companies manufactured these small shop-assembled boilers.

Another example is boilers for the pulp and paper industry, which have been around a very long time and began with the kraft recovery process developed in Danzing, Germany, in 1853. In 1907, the kraft recovery process was introduced in North America. The pulp and paper industry needed a boiler that could generate large quantities of steam and electricity to help run their driers, help them be energy self-sufficient, and, most importantly, help them make smelt. Using the designs described above, the boiler manufacturers developed the “recovery” boiler.

The recovery boiler’s furnace area is designed to melt the sodium salts in black liquor (the byproduct left over from the pulp-making process). Black liquor droplets fall onto the char bed or furnace floor of the boiler, and the molten inorganic chemicals, or smelt, remains on the furnace floor and flows by gravity through the smelt spout openings into a dissolving tank. The smelt will then be recovered by the paper mill for use in pulp processing. Two such designs were Combustion Engineering’s chemical recovery boiler, called the V2R (vertical 2 drum recovery boiler), and Babcock & Wilcox’s process recovery boiler, called simply a PR boiler.

New Boiler Designs

The steam-generating industry also had to develop new boilers in response to non-commercial or industry demands. By the late 1970s and early 1980s, the growing disposal costs for landfills, the passage of the Public Utility Regulatory Policies Act of 1978, and an increased demand for electric power in the United States led to the development of alternative fuel–burning boilers. Many different types of boilers began to be designed to burn alternative fuels such as refuse (trash), wood, and biomass (vine clippings, leaves, grasses, bamboo, and sugar cane or bagasse). A boiler using fluidized bed technology was also designed as an alternative method of burning solid fuels such as coal. Each alternative fuel–burning boiler has the basic components of its predecessors. The boiler manufacturers only modified the fuel input equipment or modified the basic boiler parts to accommodate the transfer of additional air, ash, or the fuel itself.

Refuse, wood, and biomass boilers are similar to the utility radiant boilers and industrial boilers that burn coal. They fall into the category of “waste-to-energy” boilers. They differ only in the type of refuse, wood, or biomass they burn, and the fuel they burn may vary depending on the time of the year (e.g., autumn may bring more leaves). Due to the many variables of the fuel, the lower furnace environment is constantly changing. There are two basic methods of burning refuse: mass burning, which uses the refuse as received, and prepared refuse or refuse-derived fuel (RDF), for which the refuse is separated and sorted, with the remaining non-recycled material going to the boiler. The burning of either mass refuse or RDF can cause serious corrosion on the tube wall surface. Choosing the right refractory material for the lower furnace walls is critical for efficient boiler operation and tube protection.

Fluidized bed boilers have most of the basic components of all boilers (steam drum, tubes, economizers, super-heaters, etc.). However, its basic design is different from most other boiler designs. A fluidized bed boiler, depending on the boiler manufacturer, may have cyclones (not to be confused with a cyclone burner), fuel chutes, over-bed burners, collection hoppers, combustion chambers, and stripper coolers. Though the technology of gasification has been around since the 1920s, its use as an alternative fuel–burning method of generating electricity and power began in the late 1970s. The fluidized bed boiler uses a process by which solid fuels are suspended in an upward-flowing gas or air stream at the bottom of the unit. The burning fuel exists in a fluid-like state that has a high heat transfer but with lower reduced emissions. Like the refuse boiler, the lower furnace walls must be protected from the environment created by the burning of the fuel.

Conclusão

Unfortunately, power plants are often depicted as dirty, with air pollution spilling into the air. The truth is that power plants are in some of the prettiest areas of the country, along rivers and lakes spend millions of dollars annually to protect the environment and their neighbors and keep their facility clean and tidy. If allowed, everyone should visit a local power plant and see how beautiful the country around the plant is and how clean the plant is—and at the same time take note of what type of boiler it has.

The information contained in this article was obtained primarily from public sources, without direct input from any of the boiler manufacturers.

Combustion Fossil Power, Combustion Engineering, Inc., 4th Edition (1991).

Steam, its generation and use, Babcock & Wilcox Company,
40th Edition (1992).

Babcock & Wilcox a corporate history, Carlisle Printing Company,
N.W. Eft (1999)

Refractories in the Generation of Steam Power, McGraw-Hill Book
Company, F. H. Norton (1949).


The History of Pumps: Through the Years

2000 AC Egyptians invent the shadoof to raise water. It uses a long suspended rod with a bucket at one end and a weight at the other.

200 BC Greek inventor and mathematician Ctesibius invents the water organ, an air pump with valves on the bottom, a tank of water in between them and a row of pipes on top. This is the principal design that is now known as the reciprocating pump.

200 BC Archimedean screw pump is designed by Archimedes is considered one of the greatest inventions of all time and is still in use today for pumping liquids and granulated solids in both the industrialized world and in the third world—where it is a preferred way to irrigate agricultural fields without electrical pumps.

1475 According to Reti, the Brazilian soldier and historian of science, the first machine that could be characterized as a centrifugal pump was a mud lifting machine that appeared in a treatise by the Italian Renaissance engineer Francesco di Giorgio Martini.

1588 Sliding vane water pump technology is described by Italian engineer Agostino Ramelli in his book “The Diverse and Artifactitious Machines of Captain Agostino Ramelli,” which also included other pump and engine designs.

1593 Frenchman Nicolas Grollier de Servière creates an early design for a gear pump.

1636 Pappenheim, a German engineer, invents the double deep-toothed rotary gear pump, which is still used to lubricate engines. This gear pump made it possible to dispense with the reciprocating slide valves used by Ramelli. Pappenheim drove his machine by an overshot water wheel set in motion by a stream and was used to feed water fountains. The emperor Ferdinand II granted him a “privilege” - the equivalent of a patent - in respect of this invention.

1650 Otto van Guericke invents the piston vacuum pump, which used leather washers to prevent leakage between the cylinder and the piston.

1675 Sir Samuel Moreland—an English academic, diplomat, spy, inventor and mathematician—patents the packed plunger pump, capable of raising great quantities of water with far less proportion of strength than a chain or other pump. The piston had a leather seal. Moreland's pump may have been the first use of a piston rod and stuffing box (packed in a cylinder) to displace water.

1687 French-born inventor Denis Papin develops the first true centrifugal pump, one with straight vanes used for local drainage.

1738 In fluid dynamics, Bernoulli's principle states that for an inviscid flow, an increase in the speed of the fluid occurs simultaneously with a decrease in pressure or a decrease in the fluid's potential energy. It is named after the Dutch-Swiss mathematician Daniel Bernoulli, who published it in a book “Hydrodynamica.” The principle is applied to various types of fluid flow and is loosely known as Bernoulli's equation.

Peerless large split case design from the 1940s being installed in the field. Peerless Pump photo courtesy of Grundfos.

1782 James Watt—who invented the steam engine's connecting rod crank mechanism, which made it possible to convert the piston's reciprocating motion into rotary motion—designs an oscillating piston machine in which a wing-shaped rotary blade made a near complete revolution uncovering inlet ports in a chamber separated by a curved radial wall.

1790 Briton Thomas Simpson harnesses steam power to pumping engines for municipal water applications and founds the London company Simpson and Thompson Co. (predecessor to Worthington Simpson).

1830 Modern screw pump is invented by Revillion.

1845 Henry R. Worthington invents the first direct-acting steam pumping engine. Worthington Pump designed its first products to power canal boats and U.S. naval vessels. Worthington later pioneered pump designs for boiler feed, oil pipeline and hydro-electric applications.

1848 In Seneca Falls, N.Y., Seabury S. Gould purchases the interests of Edward Mynderse and H.C. Silsby in Downs, Mynderse & Co., forming Downs & Co., later known as Goulds Manufacturing Company.

1849 Goulds casts and assembles the world's first all-metal pump.

1851 British inventor John Appold introduces the curved vane centrifugal pump.

Seabury S. Gould, 1848. Photo courtesy of Goulds Pumps.

1851 John Gwynne files his first centrifugal pump patent. His early pumps were used primarily for land drainage, and many can still be seen today in pump house museums. They were usually powered by Gwynnes' steam engines. By the end of the 19th century, Gwynne was producing pumps of all sizes to cover all industrial applications, from small electric pumps to those rated at 1,000 tons per minute. His company had also begun to produce scientific pumps, e.g., porcelain pumps for chemical works. In the 1930s they were producing almost 1,000 different models.

1857 Worthington produces the first horizontal, duplex, direct-acting steam pumps for boiler feed.

1859 Jacob Edson invents the diaphragm pump and founds the Edson Corporation in Boston, Mass., to manufacture and sell his pump.

1860 Adam Cameron founds the Cameron Steam Pump Works, and becomes another pioneer in reciprocating steam pump engines. Like Worthington, Cameron's first products were used to power merchant marine and U.S. naval vessels. Cameron pumps were later applied in water resources, oil pipeline and refining and boiler feed.

1868 Stork Pompen of Hengelo, Netherlands, pioneers the concrete volute pump for water drainage.

1869 Downs & Company changes its name to Goulds Manufacturing Company.

1870 UK Professor Osborne Reynolds develops an original design of a centrifugal pump.

1871 Johannes Klein receives a patent on his “boiler feed apparatus.” With Friedrich Schanzlin and Jakob Becker, he founds the company “Frankenthaler Maschinen- & Armatur-Fabrik Klein, Schanzlin & Becker” (now known as KSB) to manufacture boiler feed equipment and valves.

1874 Charles Barnes of New Brunswick invents the vane pump.

1874 Wilson-Snyder grows into the premier line of slurry, pipeline and refinery pumps.

1874 Gotthard Allweiler invents and produces a series of hand wing pumps.

1886 Jens Nielsen, founder of Viking Pump Company, invents the internal gear pumping principal while designing a pump to remove excess water that was seeping into his limestone quarry from a nearby creek.

1886 United Centrifugal Pumps is incorporated. It becomes the world's foremost supplier of high-pressure crude oil and refined product pipeline pumps.

A single and two stage pipeline pump assembly in the 1960s at the Ruhrpumpen plant in Witten, Germany. Photo courtesy of Ruhrpumpen.

1897 Preston K. Wood makes the first deep well turbine pump in Los Angeles, Calif.

1899 Robert Blackmer invents rotary vane pump technology, a pump design that was an important departure from the old gear principle and predecessor to today's sliding vane pumps.

1900 Siemens files the first German patent for liquid ring vacuum pumps and compressors.

1901 Byron Jackson develops the first deep well vertical turbine pump.

1902 Aldrich Pump Company begins manufacturing the world's first line of reciprocating positive displacement pumps for steel mills and mine dewatering.

1904 Jens Nielsen enlists George “Shorty” Mathes to construct his gear pump design.

1905 Multistage centrifugal pumps are developed.

1905 Two Goulds triplex pumps are installed in the New York Times building, accomplishing the highest lift of water to date—387 feet, 6 inches.

1906 André Petit invents the eccentric disc pump and starts his company, Mouvex, in Paris.

1908 Western Land Roller pioneers the design and manufacture of irrigation pumps.

1908 Hayward Tyler creates its first electric motor for use under water and develops the wet stator motor for use as a boiler circulation glandless motor-pump.

1910 Lewis H. Nash files the first U.S. patent for liquid ring vacuum pumps and compressors.

1911 Jens Nielsen builds the first internal gear pump, founding the Viking Pump Company. The Viking Rotary “Gear-Within-A-Gear” pump (the first of its kind) is placed on the market.

1912 Durion, a universally corrosion-resistant material, is invented by the Duriron Castings Company (later known as Durco Pump) and is applied to process equipment.

1913 Inventor and engineer Albert Baldwin Wood invents the Wood screw pump.

1915 Viking Pump Company wins the Panama Pacific Award for internal gear design.

1915 Albert Baldwin Wood invents the Wood trash pump. Wood spearheads the reclamation from swamp and the efforts to develop much of the land now occupied by the city of New Orleans. Some of Wood's pumps have been in continuous use for more than 80 years without need of repairs. New ones continue to be built from his designs.

1916 Aldrich produces the first direct motor-driven reciprocating pump.

1916 While Armais Sergeevich Arutunoff first invented submersible pumps in Russia in 1916, their use in the United States did not begin until the 1950s. Arutunoff first designed his pump for use in ships, water wells and mines. He altered the design to work in oil wells. Thanks to further refinements to Arutunoff's design, there are more types of submersible pumps, allowing use in other applications such as pumping drinking water, creating fountains and pumping wastewater.

1916 The first DORRCO TM Suction Pump is built by Dorr-Oliver Pump Company for the mineral process industry.

1917 Hydraulic Institute is established.

1917 Louis Bergeron invents the concrete volute pump and founds Bergeron S.A.

1918 Byron Jackson produces the first hot oil pumps for the petroleum industry.

1920 Viking builds its first domestic oil burner pump using a mechanical seal.

1921 Harry LaBour founds LaBour Pump Company. A pioneer in the development of pumps for the chemical industry, LaBour developed corrosion-resistant alloys to incorporate into his pumps. Until his time, sulfuric acid was always pumped with lead pumps, the only known material that could handle certain concentrations of the acid.

1921 Jeumont-Schneider begins manufacturing water and slurry pumps in Jeumont, France. It later develops solids-handling pumps and segmental ring section multistage pumps.

1921 Dorr-Oliver Pump Company develops the OLIVITE series of centrifugals for slurry transfer.

1923 Byron Jackson demonstrates the first use of centrifugal pumps for oil pipeline and the first automatic booster station.

1923 Ruthman Companies designs the world’s first sealless vertical pump.

1924 Durco Pump introduces the world's first pump specifically designed for chemical processing. It would go on to establish undisputed global leadership in ANSI pump design.

1926 Pacific Pump Company produces the first hot oil double casing pump.

1926 O.H. Dorer receives a patent for the first inducer, which reduces the required NPSH. Inducers did not become incorporated into standard pump lines until the 1960s.

1927 Viking introduces a line of hazardous liquid pumps for use in the fuel oil market.

1927 Aldrich produces the first variable stroke multi-cylinder reciprocating pump.

1928 Worthington-Simpson produces the world's largest steam-driven pumping engine for municipal water supply.

1929 Pleuger incorporates in Berlin, Germany. Its first offerings are submersible motor pumps for dewatering in the construction of underground railways and subways. Pleuger pioneers the first successful application of submersible motor pumps in offshore service.

1929 Byron Jackson uses the first double casing feed pump in a power plant.

1929 Stork Pompen produces the first concrete volute pump for drainage, integrating the pump housing in the civil construction of the pumping station.

1930 While inventing a compressor for jet engines, aviation pioneer René Moineau discovers that this principle could also work as a pumping system.The University of Paris awarded Moineau a doctorate of science for his thesis on “the new capsulism.” His pioneering dissertation laid the groundwork for the progressing cavity pump.

1933 The original version of the Bush Pump is designed as a closed-top cylinder pump. In 1960 the design was modernized. The base of the well was from then on bolted to the well casing and got its current name, The Zimbabwe Bush Pump, the National Standard for hand pumps in Zimbabwe. After Zimbabwe's independence in 1980, the government creates its own modernized version of the pump, B-type Zimbabwe Bush Pump. The pump is today regarded as a national treasure. In 1997, it was pictured on a postal stamp.

1933 J.C. Gorman and Herb Rupp introduce a pump with a “non-clogging” feature. It outperforms any other self-priming centrifugal pump previously invented. The company Gorman-Rupp is established.

1936 Robert Sheen invents the metering pump. The core of his invention was a method of controlled volume that was inherent to the pump. The first pumps were assembled in the basement of his father, Milton Roy Sheen's, home, where the initial patterns for castings were made.

1936 Robbins & Myers acquires the North American license for the Moineau progressing cavity pump and brands it with the name Moyno.

1937 IDP produces the first radially split, pull-from-the-rear process pump.

1937 Worthington produces the world's first hydraulic decoking systems.

1937-1939 Smith Precision Products Company (Smith Pumps) designs three pumps, two of which (models 300 and 200) were specifically designed for LP-gas transfer.

1939 Durco invents Alloy 20, which is the standard industrial material for corrosive surfaces.

1939 Dorr-Oliver Pump Company develops the Oliver Diaphragm Slurry pump for slurry transfer. Originally designed for mining slurry transfer with their associated acids, it developed into a Primary Sludge Underflow Pump for the wastewater industry starting in the 1970s after the Clean Water Act.

1939 Smith Precision Products Company develops the first liquefied gas transfer pump for LP-gas.

1940 Reuben Smith, of Smith Precision Products Company (Smith Pumps), receives the first approval for an LP-gas pump from the California Industrial Accident Commission. This was for the model 4X pump and the approval was a "suitable for use" certificate.

1941 British Pump Manufacturers Association is founded.

1942 The Gorman-Rupp team creates the first commercially available solids-handling trash pump to respond to the contractor's need for a pump to withstand the considerable rigors of pumping out trash-laden septic tanks, cesspools and outhouses.

1944 During World War II, Goulds extra-quiet trim pumps are installed in every U.S. Navy submarine. That year, 157 Goulds men went to war and 157 women took their places on the Goulds manufacturing floor. Goulds earned the prestigious Army-Navy “E” Award that year for outstanding production of war materials.

1947 Flygt's Sixten Englesson, a master of engineering, develops a prototype for the first submersible drainage pump, which is later known as the “parrot cage,” or B-pump, used in mining for construction.

1948 Smith Precision Products Company receives the patent for the first mechanical seal supplied for liquefied gas transfer pumps. It was first put into production in 1947.

1949 HMD Pumps invents and engineers the world's first magnet drive pump.

1950 Vanton develops the Flex-i-liner sealless self-priming rotary pump which handles corrosive, abrasive and viscous fluids as well as those that must be transferred free of product contamination.

1954 World’s first atomic-powered submarine is equipped with Ingersoll-Rand boiler-feed pumps and compressors.

1954 Blackmer invents and manufactures a positive displacement pump for liquefied petroleum gas (LPG).

1954 Smith Precision Products Company (Smith Pumps) begins working with the Underwriters Laboratories to develop their first Standard for liquefied gas pumps, UL-51, which is still in use today.

1954 Worthington produces the world's first high speed (9,000 rpm) boiler feed pumps.

In 1955, Jim Wilden invented air-operated double-diaphragm pump technology. It had the right air valve and diaphragms needed and was tough and versatile enough to meet the stringent demands of the mining and heavy-construction industries. During the 1980s, Wilden introduced plastic AODD pumps that have the ability to stand up to the harsh operating conditions and corrosive media transferred throughout the global chemical market. Photo courtest of Wilden.

1955 Jim Wilden invents the air-operated double-diaphragm (AODD) pump technology.

1956 Sixten Englesson develops for Stenberg-Flygt AB the submersible sewage pump, called the C-pump, with a discharge connection and level regulator.

1956 Smith & Loveless engineer Frank Weis develops the water industry's first true solids handling, non-clog pump.

1957 Ruhrpumpen Gmbh begins the production of process pumps under the license of Pacific.

1959 Viking Pump Company launches abrasive liquid heavy-duty pumps and handles the printing ink for more than half of the major U.S. newspapers.

Década de 1960 New lines of industrial pumps are developed by Goulds Pumps, including large double suction pumps, higher pressure pumps and non-metallic pumps. In home water systems, the jet water system is improved and a complete line of submersible pumps is completed.

1960 Europump is established.

1960 Development of GIW trademark GASITE hard iron for longer wearing pumps and parts.

1960 Hydraulic Slide Rule invented and copyrighted by GIW vice president and inventor Danforth Hagler.

1962 Sundstrand develops the first Sundyne high-speed centrifugal pump and sells it to Shell Chemical.

1962 Grundfos places the first circulator pump into the market with variable speed regulation.

1964 In cooperation with German chemical companies, KSB develops the CPK standardized chemical pump series to satisfy a newly-published standard.

1965 Warren Rupp's heavy-duty, diverse AODD pump is introduced to the industrial market to address the vigorous demands of the steel mills and other industrial market applications.

1968 Durco produces the first fully-lined PTFE chemical processing pump.

Above: Blackmer sliding vane hand pumps used for the transfer of solvents by Pan Am in the 1950s. Photo courtest of Blackmer.

Below: Marvin and Kathryn Summerfield founded Cascade Pump Company in 1948. They are pictured here at an industry tradeshow in the early 1950s. Photo courtesy of Cascade Pump Company.

1968 Gorman-Rupp produces the first fiberglass, below-ground, factory-built sewage pumping station.

1968 The ownership of Stenberg-Flygt AB is transferred to the American multinational enterprise ITT (International Telephone & Telegraph Corporation). Prior to this transfer, Stenberg-Flygt AB, AB Flygts Pumpar and Flygt International AB are consolidated as a single company.

1969 Mouvex launches the first sealless rotary pump not based on magnets.

1969 Gusher designs the 7800 series for the filter & washer industry.

Década de 1970 Viking introduces spur gear line of pumps, which is the company's largest selling OEM pump.

Década de 1970 Gorman-Rupp invents the bellows-metering pump and the oscillating pump, while the Mansfield Division acquires the Roto-Prime pump.

1970 Smith & Loveless engineer Frank Weis designs the first-ever above-grade sewage pump lift station.

1971 Gusher develops a purge hole system that enabled pumps to handle up to 30 to 40 percent entrained air.

1973 Frank Weis pioneers the first-ever vortex grit removal system for wastewater treatment plants.

1973 KSB launches the BOA-H, the first maintenance-free, standard cast iron valve.

1978 KSB puts the BOA-W line onto the valve market. The first soft-seated standard valve is able to cope with dirt in the fluid.

1979 Gusher develops multistage pumps for higher pressures required by the machine tool industry and the worlds first top pull-out pump.

Década de 1980 Viking introduces the Universal Seal and Viking Mag Drive lines of internal gear pumps—both the first of their kind in the industry.

Década de 1980 Gorman-Rupp unveils the nutating pump, a special purpose small pump used in health care applications additional energy-efficient, self-priming centrifugal pumps a series of lightweight portable pumps and high-pressure pumps with the first digital-control panels.

Década de 1980 Electronic controls enter the industry to make pumps more energy efficient.

Década de 1980 GIW develops wear modeling technology for predicting pump performance.

1984 First Texas A&M Pump Users Symposium is held.

1984 Scienco produces the first specialized positive displacement pumps specifically designed for agricultural applications.

1985 Sims manufactures the first structural composite pump, all Simsite Vertical Pit Pump. Sims later won the Innovative Product Award for these products in 1990.

1989 Sier-Bath incorporates the first application of multiphase pumps in paper stock.

Década de 1990 First hard metal slurry pump for hydraulic transport of oil sands tallings.

In 1933, J.C. Gorman and Herb Rupp introduced a pump which had a "non-clogging" feature. Their competitors claimed the pump would not work in a savage public awareness campaign to discredit the new design, which resulted in about $100,00 worth of "free advertising." At least one customer was willing to try it. National Ice Company purchased the first pump, and the company Gorman-Rupp was established. Photo courtesy of Gorman-Rupp Company.

1994 Two new major products are introduced by Goulds Pumps, the Industrial Model 3298 Magnetic Drive Pump and the Water Technologies Model GS “Global Submersible.”

1994 Sims receives the honor of approval from the United States Navy for composite centrifugal pump intervals. Simsite was tested and qualified for centrifugal pump replacement parts and was the first composite to be certified.

1994 Baha Abulnaga invents the slurry and froth pump with a split vane impeller. The split impeller helps to reduce recirculation in slurry pumps by dividing the space between the main vanes without reducing the passageway at the narrowest point, which is the eye of the impeller. In froth pumps, it helps to break up air bubbles that form and tend to block the flow.

1995 Sims manufactures the largest structural composite pumps in the world - two Simsite vertical turbine pumps for Potomac Electric Power Company. They are 40 feet long and 3 feet in diameter.

1997 ITT Industries acquires Goulds Pumps, making ITT the world's largest pump company.

1999 PumpSmart is introduced at the ChemShow in New York.

Década de 2000 Computer designed LCC rubber-lined pump introduced to the market by GIW.

Década de 2000 Innovated “slurry diverter” developed by GIW to improve wear.

2001 Flowserve introduces its MSP (medium speed pump) with variable frequency drive.

2001 KSB presents the first "intelligent" submersible motor pump. Ama-Porter ICS is sensor-controlled and needs no float switches.

2002 Siemens (elmo division, liquid ring pumps) merges with Nash.

2002 Sims introduces the first structural composite vertical in-line pumps.

2003 Sims becomes the first company to have composite pumps and baseplates, shock and vibration qualified by the United States Navy.

2006 Sims manufactures the largest structural composite centrifugal impeller in the world. This huge impeller was installed in a cooling tower pump for Puerto Rican Electrical Power Company. It is 50 inches in diameter and consumes 2,000 horsepower.

2006 Allweiler designs and produces a high-tech EMTEC-A pump designed specifically for moving emulsions and cooling lubricants.

2008 Dover Corporation creates The Pump Solutions Group, a conglomeration of Wilden, Blackmer, Mouvex, Neptune, Almatec and Griswold pump companies.

2010 Sims designs and engineers the first structural composite anti-heeling pump manufactured for NCL Cruise lines.

2011 ITT Corporations spins off into three separately traded companies, creating Xylem, Inc., the world's largest water technology company.


How Steam Shovels Work

By the 1800s, inventors were taking advantage of steam energy to power all types of mechanical devices. One such brilliant inventor was William Otis, who designed a machine to dig faster and more efficiently than the teams of men employed for railroad-building projects. While only in his 20s Otis (a cousin of the elevator entrepreneur Elisha Otis) received a U.S. patent for the steam shovel -- the first of its kind -- in 1839.

He died that same year of typhoid fever, at age 26. It would be several decades before steam shovels could make a significant mark on the landscape though, as the Otis family tightly controlled the patent behind the technology.

But eventually, other inventors and companies sprang up with their own steam shovel designs to feed the exploding demand to move earth faster -- a demand created by railroad expansion in the United States and elsewhere.

O primeiro "full-swing" steam shovel -- one in which the bucket and arm could swing a full 360 degrees, was invented in England in 1884 and brought new versatility and value to the machines. This advance was followed by others, including wheels that didn't have to be mounted on rail tracks to move the equipment steel cable that was more durable than the chains used to operate the hoisting mechanisms and increasingly larger shovel sizes that could perform bigger jobs.

The Marion Steam Shovel Company, founded in 1884, in Marion, Ohio, sprang up in direct response to the railroad boom that opened up the western United States and Canada. By the early 1900s, Marion was such a dominant steam shovel manufacturer that the town came to be known as "the city that built the Panama Canal," for the crucial role steam shovels played in that massive undertaking [source: Ohio History Central].

Another power player in the steam shovel business, Bucyrus Foundry and Manufacturing Company (established in 1880), committed itself to excavating machinery in 1896 as it became obvious what profit potential lie in steam shovels and other heavy digging equipment. Bucyrus, too, could lay claim to pitching in on some of the most ambitious engineering projects of the time -- including the Panama Canal. According to the company history, 77 Bucyrus shovels were used for the historic dig connecting the Atlantic and Pacific oceans [source: Bucyrus International].

Company lore even has it that President Theodore Roosevelt climbed aboard a 95-ton Bucyrus steam shovel while inspecting progress on the Panama canal in 1908.

Bucyrus, in one of the most common ironies of business, wound up buying one of its biggest longtime rivals, Marion (by then named the Marion Power Shovel Company), in 1997.

Are you ready to dig beneath the surface and find out how these mammoth machines operate?


3 Steam Powered

The early 1900’s saw major developments and discoveries in agriculture, including the finding of new uses for peanuts, soybeans and sweet potatoes by scientist George Washington Carver of the Tuskegee Institute. This led to more diversity and opportunities in farming. Dramatic changes also came with further development of steam powered tractors used for plowing and threshing. About 5,000 had been manufactured in the United States at the turn-of-the-century and 30 different companies were striving for a piece of the pie. Reapers and combines remained animal powered until the 1930’s when they became self-propelled.


In an early 20th century operating room, you could have spied surgical implements sitting in a pot of boiling water to sterilize them. While this technique was somewhat effective at killing off germs, simple boiling in water can allow some spores to survive. Today, hospitals use a combination of steam and pressure in an autoclave to more thoroughly disinfect implements.

A horse-drawn ambulance outside New York City's Bellevue Hospital in 1895. The Byron Collection/Museum of the City of New York/The New York Times, Public Domain // Wikimedia Commons

The motorized ambulance made its debut in 1899 when a Chicago hospital adopted an electric version, and the breakthrough found its way to New York City the following year, but the vast majority of emergency patients in 1900 made their way to the hospital in horse-drawn ambulances. Major hospitals had their own specialized stables in which horses’ harnesses dangled from the ceilings. When an emergency call came in, drivers dropped the quick-rigging harnesses onto their team in just seconds and took off for the scene.

Even as automobiles gained in popularity, horse-drawn ambulances persisted. Some of New York’s biggest hospitals were still using them as late as 1923. Public health officials were delighted with the development since it spared them both the hassle of operating stables and the unsanitary conditions that came with quartering livestock in close proximity to patients.


Assista o vídeo: STEAM TURBINES of impulse and reaction