Как сделать инжекторную газовую горелку
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:
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.
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:
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.
Как сделать газовую горелку своими руками в домашних условиях?
Использование газового топлива неэффективно, без применения специальных горелок.
Сегодня рынок предлагает немалый выбор конструкций, от профессиональных, создающих температуры до 1500 градусов и выше, до бытовых устройств, которые нужны для отопления, готовке пищи.
Тем не менее самостоятельно изготовление этих устройств домашними умельцами обычное дело. Причина проста — газовая горелка своими руками, приспособленная к конкретной задаче и условиям работы удобнее, даже если обходится дороже фабричной.
Виды и классификация
По назначению устройства разделяют на профессиональные и бытовые.
К первым относятся:
Из бытовых это газовая плита, форсунки домашних печей, отопительных котлов, газовые конвекторы.
К бытовым можно отнести устройства домашней мастерской. Именно тут чаще всего встречаются горелки своими руками не только изготовленные, но изначально спроектированные под выполнение специфических задач.
Устроены они по двум основным схемам:
В первом типе воздух (или кислород) захватывается подаваемой струей газа. У вторых получение газовоздушной смеси происходит в предварительной камере.
Что необходимо чтобы сделать?
Сначала инструменты. Хотя по большей части сборку делают из уже готовых элементов, необходимы:
Из основных материалов понадобятся:
[stextbox газовый жиклер называют ниппелем, что неправильно и противоречит принципу работы устройства. Ниппель — трубка с резьбой, нередко со встроенным клапаном. Служит для соединения деталей. Жиклер обеспечивает впрыск нужного количества топлива в смесительную камеру (к примеру — жиклер карбюратора).[/stextbox]
Точный список определится при подробной проработке чертежей самодельной газовой горелки, исходя из заготовок, имеющихся в распоряжении.
Как горючее используют:
У каждого газа свои особенности. Для бытовых, а также самодельных систем наиболее удобен ацетилен, пропан, а также его смесь с бутаном.
Водородный баллон достать довольно сложно, у метана давление выше, чем у бытового газа, ему необходим редуктор.
Безопасность работы
Главный травмирующий фактор при использовании и наладке горелки — температура.
Опасен и газ, даже бытовой, о чем свидетельствуют несчастные случаи, связанные со взрывами, либо отравлением.
Мощность пропановой горелки зависит от диаметра инжектора и форсунки. Нужно помнить: горит не сам газ, а смесь его с воздухом (кислородом).
Поэтому самодельная горелка не нужна слишком большой. Как правило, диаметр инжектора не превышает 3-5 см, а отверстие жиклера 0,5 мм.
[stextbox Работайте в проветриваемом помещении либо на улице. Для защиты рук используйте перчатки.[/stextbox]
Какую делать?
Перед тем как приступить к изготовлению, выберем подходящий тип горелки из следующего перечня:
Второй и третий тип более сложен для изготовления. А чтобы организовать наддув понадобится сжатый воздух либо кислород, а значит компрессор либо еще один баллон.
Проще всего для самостоятельного исполнения будет первый тип, именно его стоит предпочесть.
Управление процессом атмосферной горелки происходит регулировочным вентилем. Поэтому от того, какой подвернется, во многом зависит выбор типа, а также модели самого устройства.
Нужно помнить, что горение того или иного газа зависит от диаметра отверстия жиклера. Водородный жиклер имеет его несколько меньше, пропановый — больше.
Конструкции, схемы, чертежи, технология сборки
В первую очередь понадобится чертеж будущего устройства, эскиз или схема горелки, с размерами.
Найти готовый несложно с помощью интернета. Если вы представляете общие принципы работы устройства, владеете методикой его расчета, разработать проект можно самостоятельно.
Как простой вариант — использовать вентиль от баллона из-под пропана или кислорода, известный как модель ВК-74 (см. схему).
К боковой резьбе вытачивают штуцер, который одновременно будет служить рукоятью. Можно использовать подходящую по размеру трубу. На одной ее стороне нарезать внутреннюю резьбу, с другой сделать хвостовик для надевания газового шланга.
На ту резьбу, которой он крепится к баллону, навинчиваем заглушку. В ее торце сверлим отверстие, нарезаем резьбу под жиклер. К заглушке на стальных спицах привариваем сопло, которое одновременно послужит инжекторной камерой.
Еще проще, если вам попадется старый ацетиленовый резак или бензорез. По сути, это готовая горелка. Достаточно убрать, чтобы не мешали, части связанные с подачей кислорода, газовое сопло заменить жиклером, закрепить над ним инжекторную камеру-сопло.
Совсем крохотную газовую горелку можно изготовить из штуцера для накачки баскетбольных мячей, иголки шприца и парочки капельниц, или как их называют медицинских «систем» капельного введения лекарств. Работать самоделка может даже от баллончика для заправки зажигалок.
Регулировочные роликовые зажимы исполнят роль вентилей.
Правда, к этому устройству нам понадобится принудительная подача воздуха, для инжекции атмосферного воздуха диаметр сопла слишком маленький. С этой целью можно использовать компрессор аквариума, либо старого холодильника.
У иглы шприца и штуцера аккуратно стачиваем острие. После этого, иглу шприца слегка согнув вставляем в боковое отверстие штуцера, так, чтобы конец слегка вышел из срезанного кончика.
Место ввода иглы обматываем медной проволокой, хорошо пропаиваем с кислотой.
Форсунка и ручка — варианты изготовления
Если взглянуть со стороны, ручка и форсунка, по сути, весь агрегат. Остальное трубки и вентили, подводящие газ.
Для форсунки можно приобрести латунный жиклер от газовых приборов. Они без проблем продаются, стоят копейки.
Если нужна особая конструкция, поступить можно следующими образом.
Подходящую заготовку зажимаем тисками.
[stextbox не смять резьбу зажимая деталь в тиски воспользуйтесь прихватите сначала обычной деревянной прищепкой.[/stextbox]
Аккуратно сверлим отверстие сверлом подходящего диаметра, не доходя до конца около миллиметра. Стачиваем оставшийся металл, до появления точки, оставленной самым кончиком сверла.
После этого, тонким сверлом или закаленным шилом изнутри пробиваем отверстие нужного диаметра.
В качестве рукоятки можно использовать любой подходящий предмет. Подойдет ручка от старого паяльника, обрезок толстостенного шланга, просверленный кусок дерева.
Для фиксации деталей и шлангов используем зажимные хомуты, клей термопистолета.
Регулировку и настройку пламени горелки производят следующими способами:
Последние два способа применяются при настройке. При эксплуатации их менять не требуется. Однако если вы не уверены в точности расчетов конструкции стоит позаботится о возможности их регулировки.
Пара слов под занавес
Как вы могли убедиться особой сложности в том, как сделать горелку нет. Задача эта позволяет проявить творчество, смекалку с фантазией. Возможных вариантов решения не счесть.
При этом самостоятельно изготавливать ее есть смысл из интереса. Либо когда необходимо устройство с необычными характеристиками заводской аналог, которого представляется излишне дорогим.
Делаем газовую горелку своими руками
Газовая горелка – это устройство, обеспечивающее равномерное сгорание газа с возможностью регулировки подачи топлива. Если купить устройство не получается, можно сделать его своими руками. Это экономичная и разумная альтернатива магазинному прибору.
Особенности изготовления
Особенности конструкции в том, что она очень проста в эксплуатации, следов копоти и отталкивающих запахов в процессе применения газовой горелки нет. Этот прибор компактен и его использовать можно фактически везде. Основным компонентом горелки считается промвентиль. Можно приобрести новую деталь, однако, и бывшие в употреблении, но находящиеся в рабочем состоянии вполне подойдут. Процесс изготовления горелки своими руками начинается с рукоятки, затем делается корпус и форсунка.
Самодельный аппарат сделать можно сугубо на пропане, бутане либо же пропан-бутановой смеси. То есть безопасно работать прибор может только на газоподобных насыщенных углеводородах и воздухе.
Чтобы получилась безопасная в эксплуатации и не тратящая топливо зря горелка, нужно взять за правило отказ от масштабирования и корректировок схем примера.
Справедливости ради стоит отметить, не все газовые приборы рассчитывают по законам газовой динамики. Но если изготовитель изменяет габариты деталей конструкции, то число Рейнольдса топлива (либо подсасываемого воздуха) выйдет за рамки, обозначаемые в оригинальном изделии. Горелка при такой «импровизации», если давать оптимистичный прогноз, станет коптить и будет «прожорливой», а то и вовсе будет опасной в эксплуатации.
И еще одно важное замечание, касающееся особенностей изготовления горелок: повышать ее мощность выше 10 кВт нельзя. И вот почему. При КПД горелки 95% (что является прекрасным показателем для любительского изобретения), при мощности прибора 1 кВт на его саморазогрев уйдет 50 Вт. Обжечься о конструкцию теоретически можно, но взрывом она не чревата. А вот если горелку соорудить на 20 кВт, 1 кВт будет лишним. Пороговое проявление выражается тем, что горячо, либо вспыхивает конструкция. Потому те чертежи горелки, что ориентируются на 7-8 кВт, не стоит рассматривать.
Что необходимо?
Рабочие инструменты и материал для будущей конструкции – вот что нужно подготовить перед созданием самого прибора.
В стандартной конструкции газовой горелки будут металлокорпус, форсунка, редуктор, регулятор подачи топлива, головка и узел для фиксации газового баллона.
Из инструментов понадобятся: болгарка, сварочный полуавтомат, напильник, сверлильный станок или дрель, метчик, сверло, лерка, молоток, пассатижи, зачистной и отрезной круги, щетка по металлу, защитные средства. Не всегда нужно все из списка, но в стандартном наборе это присутствует.
Основные этапы
Сделать горелку или мини-горелку нетрудно по чертежам, как уже отмечалось, без самопроизвольного изменения параметров.
Корпус
Корпус, как правило, стальной. Для его изготовления подойдет латунный прут с шириной в 2 см. Из того же прута можно сделать рассекатель. Затем проделывается несколько отверстий, которые помогут сформировать циркуляцию кислорода в аппарате. Огонь, как известно, не существует без кислорода. Таких отверстий должно быть 4: каждое около 1 мм в диаметре. Их проделывают в стержне рассекателя горелки. Дальнейший шаг – запрессование рассекателя в корпусе прибора. Внутренний фланец устанавливается с зазором в 0,5 см. Эта щель впоследствии будет тормозить тот мощный поток газа, который подходит к запальнику.
Форсунка
Эта часть прибора обеспечивает подачу топлива из баллона наружу. Делают ее из металлического прута. В данный момент мастеру понадобится двухмиллиметровое сверло, чтобы в форсунке образовать глухое отверстие. А для перемычки потребуется четырехмиллиметровое сверло.
Сделанные отверстия следует зачеканить молотком, а далее подточить наждачной бумагой.
Затем на конец трубки приспосабливается шланг от редуктора, сделанный из тканевого или резинового специального материала. Закрепление же осуществляется хомутом путем применения обычной отвертки.
Сборка
Когда механизм точно закреплен верно, следует выставить в баллоне нужное давление, из него подать газ. Из шланга воздух после этого становится целиком вытесненным. Длина огня, если все детали расположены правильно, будет 40-50 мм. Есть и другой изготовления и сборки горелки, в данном случае – миниатюрной. Это устройство удобно тем, что его легче сделать самому, и держать его в руках можно без страха обжечься. То есть для тех, кто сомневается в своих силах относительно более сложного изготовления, и подходит этот вариант.
Что нужно для изготовления и сборки мини-горелки:
А выполняется все так.
Из металлической трубы, из рукоятки от паяльной лампы и баллончика делают приборы на природном газе. Самодельный прибор подойдет для пайки меди, для ремонтных кровельных работ, для опаливания нужных деталей конструкций.
Рекомендации
Принцип работы устройства – вот что стоит понять перед изготовлением аппарата. Рассмотреть его можно на примере горелки для кровельных работ. Как работает горелка?
Сделать горелку – одно дело, правильно ей пользоваться – другое. Простая горелка может стать причиной взрыва или пожара.
Выполняя любые сварочные работы, следует средства индивидуальной защиты: перчатки и очки, специальную обувь. С пропановыми баллонами работать можно исключительно в хорошо проветренном помещении, а при минусовой температуре любые действия с горелкой исключены.
Чего делать категорически нельзя:
Если четко ощущается запах газа, работы с горелкой следует прекратить, перекрыв вентиль на баллоне. Самодельные горелки, в зависимости от цели использования, могут быть разными: горелки с вентилем ВК-74, приборы, переделанные из ацетиленового газореза и газовые мини-горелки. Каждое устройство самодельного изготовления соорудить и реально, и выгодно, и полезно. Только изначально нужно определиться с видом конструкции и его параметрами. Газовую горелку используют и в частном хозяйстве, в коммерческих целях. В слесарном же деле горелкой раскаляют металлическую заготовку, которая в итоге выходит достаточно закаленной.
Как сделать газовую горелку, смотрите далее.