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

Карбюраторное устройство для стеклодувной горелки. Часть 1. Описание системы, ловушка бензина

Система питания топливом бензинового (карбюраторного) двигателя

Система питания топливом бензинового двигателя ⭐ предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя (за исключением двигателей с непосредственным впрыском, система питания которых обеспечивает поступление бензина в камеру сгорания в необходимом количестве и под достаточным давлением).

Бензин, как и дизельное топливо, является продуктом перегонки нефти и состоит из различных углеводородов. Число атомов углерода, входящих в молекулы бензина, составляет 5 — 12. В отличие от дизелей в бензиновых двигателях топливо не должно интенсивно окисляться в процессе сжатия, так как это может привести к детонации (взрыву), что отрицательно скажется на работоспособности, экономичности и мощности двигателя. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Чем больше оно, тем выше детонационная стойкость топлива и допустимая степень сжатия. У современных бензинов октановое число составляет 72—98. Кроме антидетонационной стойкости бензин должен также обладать низкой коррозионной активностью, малой токсичностью и стабильностью.

Поиск (исходя из экологических соображений) альтернатив бензину как основному топливу для ДВС привел к созданию этанолового топлива, состоящего в основном из этилового спирта, который может быть получен из биомассы растительного происхождения. Различают чистый этанол (международное обозначение — Е100), содержащий исключительно этиловый спирт; и смесь этанола с бензином (чаще всего 85 % этанола с 15 % бензина; обозначение — Е85). По своим свойствам этаноловое топливо приближается к высокооктановому бензину и даже превосходит его по октановому числу (более 100) и теплотворной способности. Поэтому данный вид топлива может с успехом применяться вместо бензина. Единственный недостаток чистого этанола — его высокая коррозионная активность, требующая дополнительной защиты от коррозии топливной аппаратуры.

К агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя предъявляются высокие требования, основные из которых:

  • герметичность
  • точность дозирования топлива
  • надежность
  • удобство в обслуживании

В настоящее время существуют два основных способа приготовления горючей смеси. Первый из них связан с использованием специального устройства — карбюратора, в котором воздух смешивается с бензином в определенной пропорции. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели часто называют инжекторными.

Независимо от способа приготовления горючей смеси ее основным показателем является соотношение между массой топлива и воздуха. Смесь при ее воспламенении должна сгорать очень быстро и полностью. Этого можно достичь лишь при хорошем смешении в определенной пропорции воздуха и паров бензина. Качество горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительной массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к теоретически необходимой, обеспечивающей полное сгорание 1 кг топлива. Если на 1 кг топлива приходится 14,8 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной (а = 1). Если воздуха несколько больше (до 17,0 кг), смесь обедненная, и а = 1,10… 1,15. Когда воздуха больше 18 кг и а > 1,2, смесь называют бедной. Уменьшение доли воздуха в смеси (или увеличение доли топлива) называют ее обогащением. При а = 0,85… 0,90 смесь обогащенная, а при а

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя:
1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Читать еще:  Оснащение стеклодувной мастерской. Увеличение емкости ресивера фабричного компрессора

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском:
1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

  • угол поворота дроссельной заслонки
  • степень разрежения во впускном коллекторе
  • частота вращения коленчатого вала
  • температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
  • концентрация кислорода в отработавших газах
  • атмосферное давление
  • напряжение аккумуляторной батареи
  • и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

  • топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
  • появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
  • достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
  • обеспечивается лучшая приемистость двигателя
  • в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Карбюраторное устройство для стеклодувной горелки. Часть 1. Описание системы, ловушка бензина

При использовании в мастерской огневого оснащения, питают его в подавляющем большинстве случаев горючим газом или смесью их. Если опустить сварку металлов, то чаще всего используется газ из городской газовой сети или пропан. При необходимости получения более высокой температуры, к воздушному дутью может быть добавлен кислород или же он целиком заменяет воздух.

Кислород – газ весьма опасный и не слишком удобный в использовании. При его использовании в мастерской, приходится выполнять существенно более жесткие требования техники безопасности, кислородные баллоны рассчитаны на давление 150атм и стандартный кислородный баллон емкостью 40л – весит около 75кг, что не позволяет его транспортировать и перегружать в одиночку. Перевозка кислородных баллонов связана со специальными требованиями.

Существует также, способ, относительно просто, несколько повысить температуру пламени горелки — использовать для ее питания карбюрированный воздух (пары бензина). Приготовляется такой горючий газ в специальных устройствах – карбюраторах и имеет несколько преимуществ по сравнению с газом. Главным образом это конечно повышенная температура факела горелки, обусловленная, в том числе и идеальным перемешиванием топлива с окислителем. По сравнению с газом, бензин безопаснее, так как его пары выходят из бачка только при продувке воздухом и попадание его в помещение в количествах опасных, в смысле взрыва, практически исключена. Меры по предотвращению проскока пламени внутрь шлангов и дальше в карбюратор, несколько проще, чем при подмешивании кислорода в воздушное дутье – вполне надежны пламегасители в виде небольшой полости за горелкой или внутри ее, набитые медной «путанкой». К приятным моментам, также можно отнести расположение регулировочных кранов – они все (два) находятся на карбюраторе, а не на горячей горелке, что существенно упрощает им жизнь. Следует также отметить, что доставка жидкого топлива проще, чем газа в баллонах, что в случае удаленного места мастерской весомое преимущество.

Тем не менее, сейчас, стеклодувы редко используют бензин в качестве топлива, предпочитая газ. Такого рода горелки популярны в зубопротезировании и ювелирном деле и распространены там довольно широко. Используются для пайки твердыми припоями и плавки небольшого количества металлов – серебро или золото. Горелки эти ручные, различной, но относительно невысокой мощности. Карбюратор представляет собой металлический сосуд с впаянными патрубками. Один из которых, достает до дна и снабжен различного типа распылителем. В него подается воздух от небольшого компрессора, он пробулькивается через слой налитого в емкость бензина и через короткий патрубок подается к горелке.

Схема карбюратора, адаптированного для применения в стеклодувной мастерской изображена на рисунке.

Карбюратор предназначен для стационарного использования с настольной стеклодувной горелкой. Устройство также, имеет некоторые дополнительные удобства — для повышения безопасности при использовании и имеет подогрев емкости с бензином (не показан на схеме), что позволяет испарять из него и сжигать более тяжелые фракции. Карбюратор подобного типа описан в [1].

Карбюратор состоит из трех металлических сосудов 1,2,3. Основной бак 1 – барботер, имеет на крышке горловину с герметичной крышкой 4, предназначенные для заполнения бака бензином 5. В бак барботера впаяна медная трубка доходящая до дна сосуда и оканчивающаяся распылителем воздуха 6. Воздух проходя через множество мелких отверстий распылителя, пробулькивается через толщу бензина и насыщается его парами. В крышку бака барботера впаяна также отводящая трубка, для вывода воздуха с парами бензина. На дне бака имеется спускной кран 7, для слива тяжелых остатков горючего, воды, возможного мусора.

Бак 2, служит в качестве ловушки на случай внезапного прекращения подачи воздуха в основной бак и имеет в половину меньший, чем баки 1,2, объем. При этом бензин, в следствие остаточного давления воздушной смеси в баке 1, устремится в бак 2 и в нем останется. При возобновлении подачи воздуха, он выдавит бензин из бака 2 в бак 1.

Буферный бак 3, имеет такие же размеры как и бак 1. Он имеет в крышке две впаянных коротких трубки. Одна из них подает горючую смесь из бака 1, по второй, смесь выходит к горелке. Бак 3, служит буфером для улавливания капель, частичной конденсации и сбора бензина, если испарение его в баке 1 слишком бурно. Это случается при заливке свежего бензина. В нижней части бака установлен спускной кран 8, для слива сконденсировавшегося бензина. Этот бензин вполне хорошего качества и может быть возвращен в бак 1.

Между входом и выходом карбюратора впаяна трубка байпаса 9 с игольчатым краном 10, позволяющие плавно регулировать концентрацию паров топлива в горючей смеси.

На входе карбюратора имеется игольчатый кран 11 для регулирования подачи воздуха в устройство.

На основном баке 1 установлен электроподогрев для улучшения испаряемости бензина, когда его наиболее летучие фракции будут унесены током воздуха. Электрообогрев рассчитан на достижение температуры 120…150°C и захватывает бак на высоту 2/3 от его дна. Электроподогрев позволяет использовать топливо более глубоко и делает систему экономичнее.

Читать еще:  Печь для кузнеца или стеклодува

Баки соединяются жесткими медными трубопроводами, помещаются в ящик 12 и засыпаются сухим песком. При этом краны 7,8, 10, 11 и горловина заливки бензина 4, выпускаются наружу, также как и патрубок для подключения к горелке.

Засыпка песком, кроме повышения безопасности устройства, увеличивает его теплоемкость и не допускает резких перепадов температуры в устройстве (при испарении бензин охлаждается), приводящих к колебаниям испаряемости топлива и неустойчивому факелу на горелке. Все это делает работу на горелке с таким карбюратором более комфортной.

Итак, приступим к изготовлению. Начать стоит с самой простой части – сосуда-ловушки бензина.

Для переделки в сосуды карбюраторной установки, преотлично подошли два небольших электрических самовара, валявшихся на чердаке. Емкостью 4л. ТЭНы, пробковые краны, сделаны из латуни. Для сосуда ловушки, выпросил у соседа такого же типа чайник, без крышки и с отвалившимся носиком – в гараже у него валялся.

Что было использовано в работе.

Инструменты, оборудование.
Все соединения выполнялись пайкой – нужна небольшая газовая горелка. Набор слесарного инструмента. Шлифовальная шкурка средней крупности для зачистки мест пайки. Для точного реза медных трубок удобно использовать торцевую маятниковую пилу, ну или сойдет стусло с ножовкой.

Материалы.
Кроме самого чайника были использованы обрезки листовой меди и латуни, тонкая стальная проволока для технологического крепежа, медные трубки 15мм диаметром. Оловянно-медный припой №3, флюс к нему. Кисть.

Первым делом чайник разобрал – попшикав проникающей смазкой и подождав пока чуть откиснет, свинтил ручку и ТЭН, последний все таки сломался внутри и пришлось повозиться.

Чтобы запаять дырищу в корпусе от носика, пригодился сам носик, выданный бывшим хозяином в придачу. Его распаял и отжег для мягкости, после выровнял на наковальне и зачистил – получился отличный кусок листовой латуни даже несколько больший чем нужно. Приложил его на дыру, чуток погнул по форме корпуса, чтобы плотнее прилегал и обрисовал изнутри силуэт дырки фломастером.

После вырезания «болгаркой», немного опилил и притупил острые кромки напильником. Зачистил перед пайкой обе поверхности, нанес паяльный флюс и закрепил тонкой стальной проволокой. Можно паять.

После пайки, проволоку убрал, остатки флюса смыл водой при помощи малярной кисти.

Аналогичным образом запаял отверстия от нагревателя в донышке. Подобрал в обрезках кусочек меди подходящей толщины.

Мои самовары из которых будут изготовлены остальные части карбюратора, несколько выше нашего чайника, и чтобы не делать слишком уж длинные трубки из дорогой меди, сделал небольшую подставку стакан из вульгарной оцинковки, благо, она прекрасно паяется теми же средствами. Сам стаканчик свернул и обстучал киянкой на деревянной болванке, обвязал сверху проволокой. Болванку чуть вытянул с одного края, чтобы не горела при пайке, зачистил, припаял в трех точках.

Теперь патрубки. Трубки, которые использовались в этой конструкции – 15мм медные, от медного водопровода. Правильнее было бы использовать штатные уголки-муфты-переходники, это существенно упростило и упрочнило бы конструкцию. Но больно далеко все это от меня и принято решение обойтись тем, что есть – трубки нескольких диаметров и несколько типов соединительных деталей были в наличии, оставшись от другой конструкции.

При изгибе даже отожженной трубки такого диаметра, трудно добиться приемлемого качества изгиба. Решено было изготавливать «угол» 90 градусов пайкой. Концы заготовок трубок, обрезались на торцевой пиле. Аккуратненько, в очках и наушниках, с небольшой подачей.

Трубка доходящая почти до дна, должна не перекрываться прикасаясь к дну, но и быть очень близко к нему, чтобы пойманный бензин максимально откачать обратно. Чтобы установить это расстояние в слепую, сделал такие вот дистанцирующие элементы, зажав трубку в тисках и пропилив пазы углом маленького квадратного напильника.

Штатная крышка доставшегося мне чайника, к превеликому сожалению отсутствовала, пришлось изобретать свою. Большой кусок толстой латуни было очень жалко и решил распрямить подставку от одного из самоваров. Для этого отжег ее на догорающих углях в печке.

Разровнялась но не полностью – еще отжиг.

Отжечь решил, как следует и закопал в хорошо горящие угли. Ох ты-ж мне! Все пропало шеф. Пришлось задействовать поставку от второго самовара и с отжигом поосторожнее.

Вырезав из получившейся пластины нужную заготовку, высверлил и расточил круглым напильником отверстия для трубок. Тщательно зачистил ее и горлышко, запаял.

Впаял сначала длинную трубку, потом, патрубком, на одном уровне с ней, припаял короткую, чтобы зафиксировать патрубки во время пайки, примотал проволокой длинный гвоздь. Стрелочкой показана заплатка, которую еще пришлось поставить на дырку от электрической колодки самовара.

Смыл водой остатки флюса. Вуаля!

1. Веселовский С.Ф. Стеклодувное дело. 1952г.
2. Бондаренко Ю.Н. Лабораторная технология. Изготовление газоразрядных источников света
для лабораторных целей и многое другое.

В помощь начинающим стеклодувам

Тема 1. Какое оборудование используется в стеклодувном производстве и какая горелка вам нужна?

Нужно сказать, что в массовом стеклодувном производстве используют 2 типа горелок: пропановые и кислородные. Кварцевое стекло и водородные горелки мы рассматривать не будем.

Первый тип – пропановые горелки

В таких горелках используют смесь двух газов. Это смесь обычного природного газа (или его сжиженный вариант в виде пропан-бутана) с воздухом. При этом сжиженный пропан из баллона дает большую температуру пламени. Это связано с его большей калорийностью. Поэтому пропановые горелки различаются по типу используемого газа.

Второй тип горелок – кислородный.

Они также различаются по типу используемого газа, природного или сжиженного пропана из баллона.

Но главное отличие кислородных горелок от пропановых в том, что они дополнительно используют кислород для повышения температуры пламени.

Для чего это нужно?

Все просто. Чтобы нагреть стекло, имеющее большую температуру плавления, например, боросиликатное стекло (в СССР его называли «пирекс»). Это стекло считается термостойким и химически инертным.

Скажу несколько слов о марках стекла:

Во времена СССР основным стеклом для производства лабораторных, а также художественных изделий стеклодувным способом было стекло марки С-52. Стеклодрот, а это трубка и штабик различных диаметров, массово выпускался несколькими заводами и имел низкую цену. Это стекло прекрасно плавилось пропановой горелкой и даже смесью на основе природного газа. Себестоимость изделий была низкой. После развала СССР и спада в экономике, множество заводов закрылось или обанкротилось. На данный момент времени это стекло стало редким и цена на него сравнялась с ценами на импортное стекло.

Нишу молибденового стекла заняло импортное боросиликатное стекло. Оно отличается большей температурой плавления и имеет отличный от С-52 коэффициент термического расширения. КТР – это основной параметр в характеристиках стекла, он определяет разницу расширения – сжатия стекла при нагреве и остывании. Условно говоря, КТР боросиликатного стекла 33 , молибденового стекла 52. А стекла «Моретти» вообще 106. Из-за этой разницы одно стекло невозможно соединить с другим.

КТР С-52 совпадает с молибденом, что позволяет их спаять вместе. От этого и возникло название этой марки стекла.

Что касается боросиликатного стекла, то сейчас оно массово используется в производстве лабораторных приборов, а также для производства термостойкой посуды, сувениров и художественных изделий. Это стеклодрот марки «Simax» из Чехии и «Duran» немецкой фирмы ShottGlass. Сравнительно недавно на рынке появился стеклодрот из Китая. Он дешевле, поэтому успешно конкурирует с европейцами. К тому же китайцы предлагают не только бесцветное, но и цветное стекло.

Читать еще:  Закрытые витрины со стеклом и подсветкой

В последнее время я работаю с китайским боросиликатным стеклом. Основная тема моего творчества это художественные изделия применимые в быту. Это декоративные бокалы, подсвечники, вазы и другие изделия для украшения интерьера. В своих работах я использую как бесцветное, так и цветное стекло.

Возвращаясь к теме типов горелок, можно сказать, что исходя из того, с каким видом стекла Вы собираетесь работать и зависит выбор горелки.

Оборудование для работы на пропановой горелке.

Итак, с оборудованием для пропановой горелки все просто. Достаточно иметь несколько обычных пропановых баллонов, которые используют чаще всего на даче и компрессор для подачи сжатого воздуха. Компрессор лучше всего брать помощнее, с рессивером на 50 литров. Модель не имеет значения. Они продаются в любом магазине электроинструментов и техники.

Что касается горелки, то она имеет простую конструкцию и самую низкую цену по сравнению с другими системами. Пропановую горелку можно изготовить на токарном станке по чертежам из интернета. В этом варианте, ее себестоимость будет значительно ниже промышленной.

Оборудование для работы на кислородной горелке

Как мы уже говорили, на кислородной горелке используется газ, сжатый воздух и кислород. Однако есть некоторые сложности.

И в пропановой, и в кислородной горелках, мы как правило используем стандартный компрессор, в котором масло смазывает подвижные детали. Капельки этого смазочного масла неизбежно попадают в шланг, по которому идет сжатый воздух.

В пропановой горелке это не является критичным, так как масло, попадающее в воздушную смесь, просто сгорает. А вот в кислородной это критично, так как смесь масла в воздушной смеси и кислорода начинает врываться.

Чтобы исключить попадание масла в горелку можно использовать «безмасляный» компрессор или добавить в воздушную магистраль специальный маслоотстойник. В кислородной горелке давление воздушной смеси гораздо ниже, чем в пропановой и мощный компрессор не требуется. Воздух используется скорее для охлаждения сопел и контроля температуры пламени.

Для подачи кислорода есть два пути: или возить баллонный кислород, или использовать кислородный концентратор. Это такой прибор, который используется в медицине. Если вы планируете делать бусы и бижутерию, вам вполне хватит мощности концентратора, и вы избежите хлопот с заменой и зарядкой кислородных баллонов. Но для выдувания колб и объемных изделий приходится пользоваться баллонами. Важно, чтобы давление кислорода, выставленное на редукторе баллона, было немного выше, чем в остальной смеси. Так вы избежите мелких взрывов-хлопков внутри горелки.

Маслоотстойник и игольчатый кран для подачи кислорода на горелку.

Горелки

В стеклодувной практике применяют следующие типы горелок: стационарную и ручную для простых стекол, лабораторную (Бунзена или Теклю) и для обработки кварцевого стекла.


Рис. 7. Схема стационарной горелки

Наиболее распространена стационарная трехкрановая горелка для обычных (не кварцевых) стекол (рис. 7). Она состоит из следующих частей: основания 1, корпуса 9, который через шток 10 посредством шарнира 11 соединен с основанием горелки. Основание горелки крепят к столу болтами.

Шарнирное соединение позволяет менять положение горелки относительно стола. По патрубку подают газ, который, проходя через решетку 6 для выравнивания скорости газа, попадает в сопло 8 и у выхода из сопла сжигается. В патрубок 4 поступает сжатый воздух, а в патрубок 3 — кислород, смешивающийся с воздухом в камере смешения 5, а в патрубок 2— горючий газ. Обогащенный кислородом воздух является окислителем в процессе горения газа. На всех патрубках устанавливают запорные системы (краны), позволяющие регулировать подачу газа, воздуха или кислорода.

Все патрубки соединяют с основными питающими магистралями резиновыми шлангами, которые крепят под столом хомутиками. Основная часть горелки, предназначенная для получения — необходимого размера и характера пламени, — это выходное сопло обогащенного воздуха 7, иначе дуванчик, или одуванчик. Чем больше диаметр выходного отверстия одуванчика, тем больше размер пламени, и наоборот. К горелке прилагают набор сопл с разным диаметром отверстий. Для получения небольшого острого пламени применяют сетчатые одуванчики, изготовляемые из кварцевого стекла с диаметром отверстий 0,2—0,3 мм.

Отечественная промышленность серийно выпускает двухкрановые горелки (рис. 8), не рассчитанные на работу с тугоплавкими стеклами («Пирекс», ЗС-5, ЗС-8 и др.), с набором из трех сопл разного диаметра. Ручная стеклодувная горелка может быть как металлической, так и стеклянной, изготовленной самим стеклодувом. Обычно это двухкрановая горелка с кранами для подачи газа и воздуха. При работе ручную горелку подключают к соответствующим шлангам и зажигают, направляя затем пламя на соответствующее место заготовки или изделия. Для получения узкого пламени одуванчики делают с большим количеством отверстий. Этими горелками удается спаивать стеклянные трубки диаметром до 25 мм. Их хранят в тумбочке у рабочего места.


Рис 8. Ручная стеклодувная горелка


Рис. 9. Горелка для обработки кварцевого стекла


Рис. 10. Лабораторные горелки Теклю (1) и Бунзена (2)


Рис. 11. Насадка на газовую горелку

Для обработки кварцевого стекла применяется специальная горелка (рис. 9), которая отличается от вышеописанных тем, что в нее подается только горючий газ и кислород. Эта горелка имеет два одуванчика: в ее нижнюю часть подается газ и кислород, а в верхнюю — то же, что и в обычную горелку. Температура пламени горелки для обработки кварцевого стекла достегает 2200° С.

Лабораторные горелки (рис. 10) также могут быть использованы для ряда стеклодувных работ (сгибание и растягивание и др.). При работе на обычных горелках применяют насадки, которые надевают на верхнюю часть горелки (рис. 11). Длинная большая насадка дает широкое небольшой толщины пламя, удобное для сгибания стеклянных трубок.


Рис. 12. Структура пламени

Пламя стеклодувной горелки — основная рабочая область, в которой производят все работы по горячей обработке стекла. В пламени горелки можно выделить три основные зоны (рис. 12). Внутренний конус 1 пламени называют восстановительной зоной, имеющей сравнительно невысокую температуру (на рисунке указаны; примерные температуры разных областей пламени). За восстановительной зоной располагается зона полного сгорания 2 с высокой температурой; наружный конус пламени называют окислительной зоной или зоной догорания 3. Температура этой зоны несколько ниже, чем температура зоны полного сгорания. Последняя характеризуется избытком кислорода. Обрабатываемое в пламени горелки стекло, должно помещаться на границе окислительной зоны и зоны полного сгорания. В этом месте пламя имеет равномерно высокую температуру и обрабатываемое изделие равномерно обогревается. Увеличение содержания кислорода в смеси с воздухом увеличивает температуру пламени и уменьшает восстановительную зону.

Нормальное пламя для работы со стеклом должно быть синевато-фиолетового цвета с отчетливо выделяющимся голубовато-зеленым ядром. При недостатке воздуха пламя приобретает желтый цвет из-за образования несгоревших частиц восстановленного углерода. При очень слабой подаче воздуха пламя делается коптящим. Желтое и коптящее пламя имеет более низкую температуру и не годится для стеклодувных работ. При избытке воздуха может произойти отрыв пламени (пламя появляется в нескольких сантиметрах от горелки), что также нежелательно, так как это неустойчивое пламя при незначительном колебании воздуха может погаснуть и помещение начнет заполняться газом. Если факел пламени горелки надо увеличить, то увеличивают одновременную подачу воздуха (кислорода) и газа, если факел надо уменьшить; уменьшают их подачу.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector