0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Инжекционная горелка для плавильной печи своими руками

Инжекционная газовая горелка для кузнечного горна своими руками: руководство по изготовлению

Принцип функционирования инжекционной горелки для небольших кузниц базируется на засасывании струи газа в корпус горелки. Купить ее можно в магазине. Однако, если сделана инжекционная газовая горелка для горна своими руками, она будет служить ничем не хуже.

Мы расскажем о том, как соорудить инструмент по всем правилам. Главное, учесть все требования в изготовлении. Ведь все-таки придется иметь дело с взрывоопасной смесью газа с воздухом.

Характеристики и виды инжекционных горелок

От исполнения горелки горна зависит степень угара металла при его нагреве под ковку, интенсивность образования окалины на поверхности, общее потребление газа. В закрытых кузнечных горнах применяют горелки короткого пламени.

Их конструктивное исполнение гарантирует быстрое перемешивание горючей смеси, что обеспечивает высокий КПД. Продукты сгорания из рабочего пространства горна удаляются равномерно и максимально эффективно.

Принцип действия горелок

В горелках такого типа происходит сжигание пропана, поступающего из газопровода либо баллона. Здесь смесь газа с воздухом образовывается за счет эжекции, т.е. подсасывания последнего внутрь горелки под воздействием энергии струи газа, находящейся под давлением.

В зоне, где происходит забор воздуха, появляется разрежение, за счет чего воздух сам двигается в заданном направлении. Смешиваясь в корпусе горелки, рабочая смесь вырывается из него под давлением, создавая нужную температуру.

Качество работы газовой горелки зависит от постоянства соотношения объема газа и воздуха. Изменение плотности газа влияет на возможности засасывания воздуха горелкой.

Все изменения температуры сгорания должны сопровождаться аналогичными изменениями подачи воздуха, требуемого для возгорания.

При несбалансированности показателей, необходима корректировка коэффициента инжекции для достижения его стабильности. Добиваются этого путем изменения давления газа либо регулировкой воздушной заслонки.

Классификация горелок по основным признакам

Классифицируют их по разным признакам. Исходя из объема подсасываемого первичного воздуха, различают горелки частичного смешения и полного. Основными характеристиками первых являются коэффициент инжекции и кратность.

Коэффициент инжекции определяется соотношением объемов воздуха инжектируемого и требующегося для 100-проентного сгорании газа. Под выражением «кратность инжекции» подразумевают соотношение между объемом первичного воздуха и потреблением газа горелкой.

Инжекционные горелки, применяемые в домашних кузницах, бывают низкого (до 5 кПа) давления газа и среднего — от 5 кПа до 0,3 МПа. Когда газ в горелке находится под давлением 20-90 кПа, мощность подсоса воздуха остается практически неизменной, даже в том случае, когда в горне газовое давление и разрежение претерпевают изменения.

При падении давления ниже этой планки, коэффициент инжекции растет, давление падает, а разрежение в горне увеличивается. В зависимости от наличия распределительного коллектора, бывают горелки одно- и многофакельные.

Существует разделение по количеству сопел: с одним соплом — односопловые, с несколькими — многосопловые. Располагают эти элементы по центру либо вразброску. По этому признаку есть горелки с центральным соплом и периферийным.

Самодельная инжекционная горелка

К самодельной горелке стандартной конструкции газ подается из баллона по специальному шлангу, как правило, это пропан. В понижающем редукторе нет необходимости, поскольку поступление газа регулируется рабочим клапаном, находящимся на баллоне.

Открытие и перекрытие подачи газа осуществляют при помощи запорного крана, остальные регулировки горелки выполняют посредством рабочего крана. Газовый шланг, по которому протекает газ, подключают к специальной насадке с ниппелем.

Это позволяет задавать величину и скорость пламени. Ниппель и трубка помещены в металлический стакан. Здесь и происходит насыщение пропана кислородом из поступающего воздуха.

Из металлического стакана, горючая смесь поступает в зону сгорания через сопло под давлением. Чтобы процесс был непрерывным, в сопле имеются специальные отверстия, выполняющие роль дополнительной вентиляции.

Для самостоятельного изготовления потребуется чертеж газовой горелки для горна, а также набор инструмента и материалов:

  • куски труб, метизы;
  • болгарка;
  • напильник полукруглый либо круглый;
  • сверлильный станок, если нет, можно заменить дрелью;
  • сварочный полуавтомат;
  • метчик, лерка, сверло, щетка по металлу, молоток, пассатижи;
  • круги — зачистной, отрезной;
  • железо листовое толщиной 1,2, 3 мм;
  • защитные средства для выполнения сварки.

Вся работа по изготовлению топливосжигающего устройства состоит из пяти этапов.

На первом этапе изготавливают диффузор. В качестве исходного материала для него можно взять отрезок трубы подходящего диаметра. К примеру, глушитель из нержавеющей стали либо водопроводная труба.

Вдоль трубы при помощи болгарки делают пропилы на нужную длину. На трубку набивают обойму от подшипника с подходящим диаметром. То же самое повторяют с другой стороны.

Пропилы заваривают, затем берут лепестковый круг и обрабатывают поверхность до полной гладкости. Заваривают и зачищают все имеющиеся поры и не проваренные участки. При помощи круглого или полукруглого напильника внутри детали убирают заусенцы.

Следующий шаг — изготовление смесителя и конфузора. Первый имеет вид трубки. Подойдет водопроводная труба диаметром около 2 см, длиной 9 см. Трубку приваривают к диффузору, а к ней конфузор — конус для поступления воздуха.

Заготовку для него можно выкроить из листа толщиной 1,2 мм. Далее ее сгибают, заваривают шов и готовую деталь приваривают к смесителю. С торца делают плоскость для примыкания регулировочной шайбы. Путем уменьшения/увеличения зазора между конфузором и шайбой выполняют регулировку поступающего воздушного потока.

Читать еще:  Шитье косметички своими руками. Мастер-класс

Далее приступают к изготовлению механизма подачи компонентов газо-воздушной смеси. На этом этапе потребуется болт с длинной резьбой М10. Шляпку срезают, затем с торца просверливают сквозное отверстие 5 мм диаметра, нарезают резьбу М6.

Для создания форсунки можно использовать наконечник для подведения сварочной проволоки от полуавтомата. Поскольку он имеет приличную длину, его нужно обрезать. При этом после резьбы должно остаться приблизительно 3-4 мм. Оставшейся части хватит для изготовления еще одного жиклера.

Для дальнейшей работы потребуется шайба с внешним диаметром 43 мм. Ее можно приобрести или изготовить самостоятельно из листа металла. По центру шайбы просверливают отверстие диаметром 1,2 см. К готовой шайбе приваривают гайку М10.

Прежде чем приступить к установке, нужно изготовить крепление узла к корпусу в виде скобы. Ее можно вырезать из листового металла. Не меняя положение сборки, прикладывают ее к конфузору, приставляют скобу и приваривают к гайке и корпусу. Место приварки не имеет большого значения, но необходимо, чтобы конструкция была жесткой.

Вкручивая и выкручивая болт, регулируют степень эжекции. Как показывает практика, оптимальный результат достигается при входе форсунки в конфузор на глубину около двух мм. Количество поступающего воздуха регулируют шайбой.

Заключительным этапом является испытание. Для этого на болт надевают шланг. На редукторе выставляют показатель давления 0,2 кг/см². С этим значением можно экспериментировать, но нужно помнить о том, что при большом расходе газа, баллон, особенно емкостью 5 л, может быстро обмерзнуть. В этом случае больше подойдет форсунка на 0,6 мм.

Шайбу перед розжигом нужно закрыть полностью или оставить небольшой зазор. После поджигания газа, подачу воздуха постепенно увеличивают. Пламя будет приобретать все более насыщенный синий цвет и постепенно отодвигаться от носика горелки. Особенностью работы горелки в открытом горне является то, что при дальнейшем усилении воздушной струи пламя отделяется от горелки, и происходит ее затухание.

Во избежание подобного явления по траектории пламени размещают преграду (рассекатель) либо используют горелку в закрытом пространстве. В этом случае огонь, вылетающий из форсунки, воспламенит газ, и горение будет поддерживаться.

Если горелка работает от магистрального газа, то в идеальных условиях ее пламя должно быть ярко-голубого цвета. Когда источник газа баллон, заправленный пропан-бутановой смесью, горючая смесь имеет вид желтых языков.

Такая горелка инжекционного типа отлично работает в закрытом пространстве. Если ее хорошо настроить, можно получить температуру до 1200⁰. Эти условия подходят для ковки заготовок из напильников, отжига клинков, плавки цветных металлов.

Подают газ на горелку от сети либо баллона, контролируют процесс регулятором. Для проверки регулировки и давления проводят пробный пуск газа или газовой смеси, при этом следят за запахом.

Плюсы и недостатки инжекционной горелки

Применение качественной газовой горелки для кузнечного горна имеет ряд преимуществ:

  • применение газовой энергии для инжекции воздуха;
  • хорошее смешивание воздуха с газом;
  • возможность управления объемным соотношением газ/ воздух при изменении температурного режима горелки;
  • удобство в использовании;
  • экономичность;
  • простота конструкции.

Нарду с достоинствами присутствуют и некоторые минусы. Односопловые горелки, с учетом тепловой мощности, достаточно длинные. Необходимо обеспечивать строгое совпадение оси сопла и горелки. Во время работы издают много шума.

Весомые недостатки горелок низкого давления — большая длина факела, а также зависимость скорости подачи вторичного воздуха от топочного разжижения.

С разновидностями газовых горелок для банных печей и методами их установки ознакомит следующая статья, прочесть которую стоит всем владельцам загородных участков с собственными баньками.

Выводы и полезное видео по теме

Особой популярностью пользуется инжекционная горелка, разработанная Александром Кузнецовым. В этом видео-ролика он рассказывает из чего состоит конструкция и как ее собрать:

Пример работы инжекционной горелки:

Правильно спроектированная и изготовленная своими руками в точности с требованиями, инжекционная горелка станет надежным помощником на длительное время. Это устройство заменит дорогостоящие инструменты заводского изготовления. С его помощью можно решить многие бытовые проблемы, не прибегая к помощи профессионалов.

Хотите рассказать о том, как собирали инжекционную горелку для кузнечных работ собственными руками? Располагаете полезной информацией по теме статьи? оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки.

Самодельная инжекционная газовая горелка

  • BonnFactory
  • 25 января 2017
  • Самоделки для гаражаХудожественная ковка: кованные изделия своими рукамиинструмент

Сегодня мы расскажем, как своими руками сделать простую, надёжную и удобную инжекционную газовую горелку для ковки и литья.

Здравствуйте, читатели и подписчики сайта samodelka.info !

По профессии я сварщик и у меня своя маленькая мастерская. Но я не привык стоять на месте и постоянно ищу что-то новое для себя. И сейчас я вполне серьезно настроен освоить ковку! «Ковка с нуля» — так называется серия коротких и простых видео, где я сам постигаю тонкости и основы ковки от изготовления горелки, печи до инструмента и непосредственно самих изделий! Изучаю сам и хочу поделиться с вами своими успехами! Я так же разделил выпуски на сезоны. Сейчас идет первый сезон и в нем все процессы будут очень бюджетные и доступны всем рукастым ребятам. Я не претендую на профессионализм и суперкрутость будущих работ. Я новичок, но с неким опытом в работе с металлом и пониманием принципов работы. Пишите в комментариях вопросы и ваши замечания. Мы все обсудим! Приятного чтения и просмотра!

Материалы необходимые для изготовления самодельной инжекционной газовой горелки:

  • *кровельная газовая горелка;
  • два отрезка черной трубы 40х3мм (длина: 40мм, 50мм);
  • один отрезок черной трубы 25х3 (длина: 155мм).
Читать еще:  Веревка из коры своими руками

*- очень много людей заморачиваются и делают горелку из кучи сантехнических фитингов и сварочных наконечников, краников. Зачем? Все это продается в магазине в виде кровельной горелке (берите средний размер сопла для нормальной производительности). И нам останется лишь переделать сопло!

Кстати, говоря о сопле. Если вы задаетесь сейчас вопросом, зачем что-то переделывать, когда есть готовые горелки. Как раз которую я и буду переделывать. Так вот ответ прост. И наглядно его я продемонстрировал в видео. При коротком сопле, горелка в закрытом пространстве гореть не будет! Не получится инжекционного процесса подсоса воздуха и пламя потухнет.

Инструмент необходимый для изготовления инжекционной газовой горелки:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка.

Все размеры я указал на чертеже и обозначил их в видео**
**- Так же на картинке отобразил АНАЛОГ! Его можно собрать из переходных чугунных сантехнических муфт и трубы. Она так же будет неплохо работать. Для меня ключевую роль сыграла цена! Я купил куски трубы на металлобазе и обошлись они мне в чуть больше чем 50р + расходы на сварку и тп. Цена сопла встала в 50р! муфты же стоят значительно дороже (помните, у меня супербюджетный набор для начинающего!).
Ну вот я и рассказал вам о том, что я использовал и почему я использовал это, а не другое. А наглядное изготовление вы увидите в видео!

p.s. Пламя горелки горит стабильно и очень эффективно. Горение происходит в наружней ее части. Горелка хорошо охлаждается потоком воздуха и остается холодной на все время работы. Нагревается лишь кончик, что только способствует сгоранию газа.
Спасибо за просмотр!

Автор статьи “Самодельная инжекционная газовая горелка” Bonn Factory

ТехноБлог Dimanjy

Горелка для газового горна своими руками

Начнем с того, что горелка для газового горна или плавильной печи обычно не продается в магазинах. Кровельные горелки не подходят, потому как они не развивают требуемую тепловую мощность и вообще не будут работать на закрытую камеру. Поэтому горелка для газового горна или плавильной печи должна быть сделана своими руками.

Собрать газовую горелку для горна или плавильной печи своими руками — дело пары часов. Это совсем не трудно. Материалы все доступны в любом магазине сантехники. Гораздо труднее — заставить ее правильно работать. На эксперименты по настройке газовой горелки может уйти целая неделя. При этом если к этому вопросу подходить совершенно неподготовленным, то это может оказаться последняя неделя вашей жизни. Работа, а уж тем более эксперименты с газом КРАЙНЕ ОПАСНЫ!

Именно поэтому я обещал написать отдельный пост про газовую горелку и ее настройку. Вначале я расскажу немного теории о газовых горелках. Очень внимательно все прочтите и постарайтесь запомнить и вникнуть в суть. Это позволит вам экспериментировать более осмысленно, не опасаясь за свою жизнь.

Безопасность при работе с газом

Начнем с мер предосторожности. Начните работу с газом с самого маленького 5-ти литрового баллона. Купите новый и заправьте его пропаном на ближайшей газовой заправке. Попросите заправщика рассказать вам о том, как правильно хранить, транспортировать, заправлять и использовать газовый баллон. Он с удовольствием это сделает, потому как целый день заправлять баллоны ему просто скучно.

Сразу купите хороший регулируемый редуктор. Стоит он 700-1500 рублей, но это мелочь, когда речь идет о безопасности. На манометре должны быть деления от 0,1 до 0,6 МПа (мега-паскалей). Внимание! Кран редуктора работает не так, как водопроводный кран, а наоборот: чтобы увеличить давление, нам надо крутить по часовой стрелке, т.е. закручивать кран; чтобы снизить давление, надо крутить против часовой стрелки, т.е. откручивать кран. Это важно запомнить, потому как в критической ситуации мы будем пытаться закрутить кран, а это наоборот, только увеличит давление газа — помните об этом!

Горелка плавильной печи, как и горелка для газового горна работает обычно в диапазоне давлений от 0,15 до 0,25 МПа. Мне проще считать давление в атмосферах, поэтому это 1,5 — 2,5 атмосферы. Не выкручивайте редуктор на большее давление — оно нам попросту не нужно! Моя газовая горелка для плавильной печи сейчас работает при давлении в 1,5 атмосферы, чего вполне хватает, чтобы уже через 15 минут в тигле плавал жидкий алюминий.

Работу с газом настоятельно рекомендуется проводить на открытом воздухе. Особенно пока газовая горелка еще не настроена. В замкнутом пространстве достаточно 10-15% концентрации пропана в воздухе для того, чтобы произошел взрыв. На воздухе же взорваться, работая с газом, практически нереально. Чтобы взорвать 5-ти литровый газовый баллон, его нужно кинуть в большой костер на 3-4 минуты. Только тогда он взорвется.

Также очень рекомендуется использовать длинный газовый шланг не менее 3-5 метров. Шланг обязательно нужно крепить к редуктору при помощи хомута с винтовой затяжкой. Помимо самого редуктора нужно также обзавестись каким-либо регулировочным краном, который бы располагался непосредственно около горелки. Это нужно, чтобы не бегать каждый раз к баллону открывать/закрывать газ. По хорошему, баллон у вас потом должен стоять за углом в специальном металлическом шкафу с висячим замком. Я вместо крана использовал еще одну газовую горелку от ацетиленового резака, только вместо насадки я подсоединил шланг моей горелки.

Что из себя представляет газовая горелка?

Переходим к теории газовых горелок. Начнем с того, что сам по себе газ не горит! Запомните это! Горит только газо-воздушная смесь, поэтому чтобы горелка заработала, в ней должен правильно осуществляться процесс смешения газа и воздуха. Именно этим, в общем-то, и занимается газовая горелка: смешивает воздух с газом.

Существует, грубо говоря, два вида газовых горелок — это инжекционные, где воздух затягивает в горелку под действием струи газа; и горелки с принудительной подачей воздуха — газовые горелки с наддувом. В промышленности, насколько я знаю, уже не используются инжекционные газовые горелки, потому как они считаются нестабильными. И действительно, собрав, и попытавшись запустить инжекционную газовую горелку, я убедился, что на ее работу влияет то, откуда сегодня дует ветер. В любой момент она может погаснуть от того же дуновения ветерка, так что поигравшись с инжекционной, я перешел к следующему этапу — газовой горелке с наддувом.

Читать еще:  Символ года 2019 - поросенок своими руками из полимерной глины. Мастер-классы

Газовая горелка с наддувом обладает более стабильной работой по сравнению с инжекционной. Ее удобнее регулировать, настраивать мощность пламени. Газовая горелка с наддувом превосходно работает на закрытую камеру газового горна или плавильной печи. Конструкция обеих горелок отличается незначительно. По сути у горелки с наддувом немного другое расположение рабочих камер и есть наддув

Так что же представляет из себя горелка для газового горна? По сути это просто обычная труба, ну или система труб. Газ подается в начало трубы через крохотное отверстие (жиклер), пролетает трубу, смешиваясь в ней с воздухом, и вылетая из трубы, начинает гореть. Чтобы газовая горелка работала правильно, газ должен смешиваться с воздухом в нужных пропорциях. Это достигается подбором нескольких параметров: диаметра отверстия жиклера, давлением газа, диаметром трубы горелки и, отчасти, ее длиной, которая должна быть порядка 10 диаметров трубы. Чем меньше диаметр жиклера, тем более быстрая струя газа будет вырываться из него при постоянном давлении. Если при заданном диаметре жиклера (например, 1 мм) нам нужно увеличить скорость газового потока, то мы либо увеличиваем давление газа, либо уменьшаем диаметр трубы газовой горелки.

В инжекционных газовых горелках (которые без наддува), количество поступающего в горелку воздуха зависит от скорости газового потока. Чем он выше, тем больше воздуха этот поток утянет за собой в трубу. Однако при высокой скорости газ может не успевать смешиваться с воздухом, и пламя на выходе трубки будет постоянно «срывать», сдувать потоком газа. Обратная ситуация — когда скорость потока газовоздушной смеси слишком мала, пламя прорывается внутрь трубы и горение происходит прямо возле жиклера. Ничего страшного в этом нет, просто нужно выключить подачу газа и регулировать горелку заново, увеличивая давление. Также проскакивание наблюдается всегда при выключении горелки, когда догорают остатки газа с практически нулевым давлением. При этом горение завершается характерным «пуком», когда резко сгорают остатки смеси внутри трубки.

Добиться более стабильной работы от горелки можно применив рассекатель, устанавливаемый в конце трубы. Он представляет собой заглушку с просверленным в середине большим отверстием (немного меньше диаметра трубы, чтобы не весь газ шел через него), окаймленным множеством маленьких отверстий (6-12 штук). Суть в том, что основной поток газа с большой скоростью будет вырываться из большого отверстия, а из маленьких остатки газа будут вырываться с гораздо меньшей скоростью, поджигая тем самым основной поток в случае, если его вдруг начинает «сдувать».

Еще лучше стабилизируется пламя на выходе газовой горелки, если после рассекателя установить так называемую «жаровую камеру». Это отрезок трубы несколько большего диаметра, чем основная трубка. В трубе большего диаметра поток газа немного замедляется, что способствует его более полному сгоранию и предотвращает срывы пламени из-за слишком высокой скорости. В учебниках рекомендуется плавное расширение «жаровой камеры» от основной трубки к выходу. Должен получиться своеобразный раструб. Но раструб в изготовлении более сложен, чем просто присобачить трубу диаметром побольше, которая и так хорошо работает.

Какое должно быть пламя у горелки для газового горна?

Давайте рассмотрим рисунок выше. На нем показано три вида пламени одной и той же газовой горелки с наддувом, но с разной степенью обогощенности смеси кислородом. Под №1 идет смесь с минимальным количеством кислорода. Наддув выключен. Пламя у горелки мягкое, желтое. Языки пламени неспешно вырываются из горелки, горение происходит практически беззвучно. Энергия такого пламени минимальна. На нем только чайник греть. Под №2 наддув включен на одну треть. Желтые вялые языки пропадают, пламя приобретает голубой цвет, из сопла появляется так называемое «ядро» пламени характерного зеленоватого оттенка. Температура самого ядра не так уж велика, но на границе перехода от ядра к голубому цвету эта температура достигает максимума. Поднесенная в эту зону металлическая арматура раскаляется практически до бела! По мере дальнейшего усиления наддува форма факела становится все более правильной, ядро укорачивается и прячется в недрах сопла, и, наконец, пламя, вырывающееся с гулким ревом приобретает острую форму кинжала, как показано на картинке №3. Такое пламя обладает максимальной концентрацией энергии в одной точке, что уже характерно для газовых резаков.

На графике слева представлено распределение температуры пламени в зависимости от зоны. На сами значения не обращайте внимания — для пропана они немного нише, но суть остается та же. Максимальная температура у пламени на границе ядра. И самые холодные зоны — это самое начало пламени и самый хвост факела.

Для горелки газового горна или газовой плавильной печи нужно выбирать вариант №2. В замкнутой рабочей камере плавильной печи синий язык пламени вытягивается и полностью обволакивает тигель с металлом, более-менее равномерно нагревая его. Если же в плавильной газовой печи довести факел до состояния №3, то тигель будет сильно перегреваться в одной точке, начнет обгорать и в конце концов испортится. Конкретно для газового горна иногда требуется именно локализованный нагрев заготовки, поэтому возможен вариант использования и резкого факела №3.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector