Устройство и принцип действия сварочных горелок (инжекторных и безинжекторных).

В статье описываются такие приборы, как инжекторные газовые горелки, необходимые для газовой сварки, нагрева, пайки и наплавки.

Инжекторные газовые горелки -принцип работы

Принцип действия инжекционной горелки заключается в том, что поток воздуха всасывается при воздействии мощной газовой струи в корпус, где происходит их смешение. Некоторые инжекторные газовые горелки устроены обратным образом, то есть это тот случай, когда необходимое количество газа всасывается за счет выделяемой энергии мощного потока воздуха. Такой принцип действия возможен при условии давления газа, которое равняется атмосферному давлению. Газ во время прохождения сквозь сопло сильно ускоряется, это способствует образованию разрежения за соплом. Горелки, у которых происходит полное смешение газа среднего давления с необходимым количеством воздуха, в процессе работы выпускают небольшое пламя, а сам процесс заканчивается в минимальном объеме. Газовые горелки, у которых воздух с газом смешиваются только частично, в корпус для смешения попадает только от 40 до 60% необходимого воздуха. Остальной необходимый воздух поступает извне непосредственно к самому пламени за счет разрежения в топках смеси газовых и воздушных потоков, которые инжектировались в смеситель.Инжекторные газовые горелки

Горелки с низким давлением газа отличаются от горелок со средним образованием в них однородной газо-воздушной смеси, в которой количество газа несколько превышает необходимое для возгорания. Поэтому они стабильны в работе и отличаются возможностью применения различных тепловых нагрузок.

Виды горелок

Классифицируются инжекторные горелки по нескольким критериям. В зависимости от давления газа различают горелки с низким и средним давлением. В зависимости от того, установлен в горелке распределительный коллектор или нет, они делятся на горелки многофакельные и горелки с одним факелом. Если в горелке несколько сопел, то такие горелки принято называть многосопловыми, если же только одно сопло, то односопловыми. Сопла могут быть расположены по центру либо вразброс. В зависимости от их расположения горелки делятся на горелки с центральным расположением сопел и периферийным.

Инжекторные газовые горелкиСоотношение объемов газа и воздуха инжектируемого горелкой определяют расчетом коэффициентов инжекции и избытка воздуха. При высокой температуре сгорания газа необходимо больший объем воздушного потока и при стабильности коэффициента избытка воздуха коэффициент инжекции должен быть больше.

Если давление газа в горелке находится в пределах от 2000 до 9000 кгс/м2, мощность подсасывания воздуха остается практически без каких-либо изменений даже при условии изменения газового давления и разрежения в топке. Если давление падает ниже, указанного уровня, то коэффициент избыточного воздуха становится больше, а давление падает и увеличивается разжижение в топке.

От стабильности соотношения объемов газа и воздуха зависит качество процесса работы горелки. Изменение плотности газового топлива приводит к изменениям способности горелки засасывать воздух. При изменении температуры сгорания необходимо аналогичное изменение подачи воздуха, необходимого для возгорания. Если все показатели колеблются, то необходимый коэффициент избыточного воздуха можно стабилизировать за счет изменения газового давления в нужном направлении или путем регулирования воздушной заслонки.

Преимущества инжекционной горелки

К основным достоинствам инжекционных горелок относятся инжекция воздуха за счет газовой энергии, отличное смешение воздуха и газа и возможность контроля их объемного соотношения в случае изменения теплового режима горелки.

Недостатки инжекционной горелки

Самыми весомыми недостатками односопловых горелок являются:

  • большая длина, учитывая высокую тепловую мощность
  • ось сопла должна строго совпадать с осью горелки
  • слишком шумные в работе

К недостаткам горелок с низким газовым давлениям относят:

  • большую длину факела
  • влияние топочного разжижения на интенсивность подачи вторичного воздуха

Среди ряда инжекционных горелок очень известна горелка Казанцева (ИГК). Достоинствами этой горелки являются простота и удобство в использовании, простота конструкции, экономичность (особенно это касается горелок со средним газовым давлением), низкое потребление электроэнергии. К недостаткам можно отнести крупные габариты, низкую мощность и высокий уровень шума.

Устройство и принцип работы

Инжекционная газовая горелка представляет собой устройство, в котором смесь газа и воздушных масс образуется, благодаря энергии газовой струи. Основу таких приспособлений представляют инжекторы, что доставляют воздух из внешней среды во внутреннюю часть горелки. От ее функционирования зависит образование металлического угара во время его нагревания под ковку, а также образование окалины, общий объем потребленного газа. Особенность конструкции инжекторной горелки способствует скорости перемешивания горючего, что влечет за собой повышение показателя КПД.

В приспособлении инжекционного типа осуществляется сжигание пропана, что поступает из баллона либо газопровода. Газ смешивается с воздухом путем инжекции, а именно – подсасывается внутрь горелки под влиянием струи газа. На заборном участке возникает разжижение, благодаря чему воздух движется в определенном направлении.

В корпусе происходит смешивание, после чего рабочая смесь освобождается наружу и тем самым создает правильный режим температуры.

В конструкции инжекторного приспособления важное место принадлежит таким элементам:

  • регулятору первичной воздушной подачи;
  • соплу;
  • конфузору;
  • горловине;
  • диффузору;
  • распределительному коллектору;
  • отверстиям.

Плюсами инжекционных приспособлений можно назвать такие характеристики:

  • простой конструкционный состав;
  • устойчивое функционирование, даже если меняется нагрузка;
  • высокое качество, легкость использования.

Недостатки в применении данных устройств наблюдаются из-за крупных в длину габаритов и шумности.

Основные преимущества газовых горелок:

  • надежность и простота в эксплуатации, в сравнении с такими устройствами, как мазутные горелки или горелки на жидком топливе;
  • газ является наиболее доступным с финансовой точки зрения видом топлива, если есть газовая магистраль, то никаких проблем с доставкой газа не будет;
  • современные модели газовых горелок комплектуются автоматизирующими их работу системами, что значительно улучшает эксплуатационные характеристики оборудования, делая его более безопасным, удобным, безотказным в работе;
  • большой диапазон мощностей горелок: среди представленного на современном рынке многообразия можно без труда найти и купить горелки для домашнего использования или, к примеру, горелки для крупных промышленных предприятий.

Однако о тех или иных достоинствах горелок уместно говорить только в том случае, если модель выбрана правильно. Подобрать необходимое оборудование позволяет четкое представление о том, какой тип горелки оптимален для использования в определенных условиях. Если учитывать существующую классификацию газовых горелок, сориентироваться будет проще.

Инжекционная горелка Казанцева

1 — стабилизатор; 2 — насадок; 3 — конфузор; 4 — форсунка; 5 — регулятор первичного воздуха

Регулятор первичного воздуха горелки одновременно выполняет функции глушителя шума, который создается за счет повышенных скоростей движения газовоздушной смеси. Пластинчатый стабилизатор обеспечивает устойчивую работу горелки без отрыва и проскока пламени в широком диапазоне нагрузок. Стабилизатор состоит из стальных пластин толщиной 0,5 мм при расстоянии между ними 1,5 мм. Пластины стабилизатора стягивают между собой стальными стержнями, которые на пути движения газовоздушной смеси создают зону обратных токов горячих продуктов сгорания и непрерывно поджигают газовоздушную смесь. В горелках с огнеупорными насадками природный газ сгорает с образованием малосветящегося пламени. В связи с этим передача теплоты излучением от факела горящего газа оказывается недостаточной.

В современных конструкциях газовых горелок значительно повысилась эффективность использования газа. Малая светимость факела газа компенсируется излучением раскаленных огнеупорных материалов при сжигании газа методом беспламенного горения.

Газовоздушная смесь у этих горелок приготавливается с небольшим избытком воздуха и поступает в раскаленные огнеупорные каналы, где она интенсивно нагревается и сгорает. Пламя не выходит из канала, поэтому такой процесс сжигания газа называется беспламенным. Это название условное, так как в каналах пламя имеется. Газовоздушная смесь подогревается от раскаленных стенок канала. В местах расширения каналов и вблизи от плохо обтекаемых тел создаются зоны задержки горячих продуктов сгорания. Такие зоны — устойчивые источники постоянного подогрева и зажигания газовоздушной смеси.

На рисунке ниже показана беспламенная панельная горелка. Поступающий в сопло из газопровода газ инжектирует необходимое количество воздуха, регулируемое регулятором первичного воздуха. Образовавшаяся газовоздушная смесь через инжектор поступает в распределительную камеру, проходит по ниппелям и поступает в керамические тоннели. В этих тоннелях происходит сжигание газовоздушной смеси. Распределительная камера теплоизолирована от керамических призм слоем диатомовой крошки, что сокращает теплоотвод из реакционной зоны.

1. Классификация горелок

Основные функции газовых горелок:

  • подача газа и воздуха к фронту горения газа;
  • смесеобразование;
  • стабилизация фронта воспламенения;
  • обеспечение требуемой интенсивности процесса горения газа.

Горелки можно классифицировать по:

  • методу сжигания газа,
  • способу подачи воздуха,
  • давлению газа,
  • излучающей способности горелки,
  • расположению горелки в топочном пространстве.

По способу подачи воздуха горелки подразделяются:

  • на бездутьевые, в которых воздух поступает в топку за счет разрежения в ней;
  • инжекционные, в которые воздух засасывается за счет энергии струи газа;
  • дутьевые, в которых воздух подается в горелку или топку с помощью вентилятора.

Горелки могут работать при различных давлениях газа:

  • низком – до 5000 Па,
  • среднем – от 5000 Па до 0,3 МПа,
  • высоком – более 0,3 МПа.

Наибольшее распространение имеют горелки, работающие на низком и среднем давлениях газа.

Важная характеристика горелки – ее тепловая мощность, кДж/ч:

QT = QHVч, (1)

где QH – низшая теплотворная способность газа, кДж/м3; Vч – часовой расход газа горелкой, м3/ч.

Различают максимальную, минимальную и номинальную тепловые мощности газовых горелок.

Максимальная тепловая мощность достигается при длительной работе горелки с большим расходом газа и без отрыва пламени.

Минимальная тепловая мощность возникает при устойчивой работе горелки при наименьших расходах газа без проскока пламени.

Номинальная тепловая мощность горелки соответствует режиму работы с номинальным расходом газа, то есть расходу, обеспечивающему наибольший КПД при наибольшей полноте сжигания газа. В паспортах горелок указывают номинальную тепловую мощность. Максимальная тепловая мощность горелки должна превышать номинальную не более чем на 20 %. Если номинальная тепловая мощность горелки по паспорту 10000 кДж/ч, то максимальная должна быть 12000 кДж/ч.

Важная характеристика горелки – предел регулирования тепловой мощности n = 2–5:

n = Qr min/Qr max (2)

где Qr min – минимальная тепловая мощность горелки; Qr max – максимальная тепловая мощность горелки.

Общие требования для всех горелок: обеспечение полноты сгорания газа, устойчивость при изменениях тепловой мощности, надежность в эксплуатации, компактность, удобство обслуживания.

Мой способ настройки ацетиленовой горелки для пайки пропаном

#1 dentws

В жизни возникла необходимость в освоении горелки т. к. мне надоело греть газовоздушной горелкой и вторая причина: газовоздушная горелка прогревает большую плоскость и вторая при пайке возникает ситуация что может рядом что то отпаяться . Дома валялась без дела армянская ГЗ-05 честно где то сп приватизированная шоб було вместе с редукторами. Её то родимую и пришлось пустить в дело. Почитав естественно литературу приступил к сборке газосварочного поста. Шланги куплены в сельпо по 50 р. метр. Кислородный баллон выклянчан в ДРСУ (путем обмена не провереного пустого на проверенный полный, а то «че то я очкую Славик») Да, у нас больше 70 очков кислород не заправляют, наверное баллоны проходят самую «строгую» переатестацию. Оговорюсь сразу что газосварку не разу в жизни в руках не держал. Ну не было у на на руднике. Все резалось и варилось ручником в основном. А более конкретные изделия делал мех завод и приходили уже готовыми. Керосинорез был в РМЦ но после взрывов в 1998 году сразу в разных местах кислородных баллонов их конфисковали. Я себе под шумок стырил один в гараж там им баловался пока не кончился кислород.

Отклонился от темы. Так вот все это было скручено проверено на утечки газа мыльным раствором. С мыслью «как щас начну паялить» и опаньки облом. Горелка не как не хотела поджигаться. Не поджигаться она то поджигалась но работать как в книжке не хотела. Бракованная однако. Полез по форумам. Давай сверлить сопла крутить инжектор и т,д. Один фиг срывает пламя то бахает. Притом с каждым бахом паять хочется все меньше и меньше. И тут я решил пойти другим путем. Описываю сам процесс.

1. Открываем на горелке полностью вентиль ацетилена(читаем пропана) и кислорода. Редуктора закрыты. Вентиля на баллонах открыты.

2. Начинаем потихоньку открывать редуктор пропана держа огонь у сопла. Открываем очень акуратно чтоб не обжеться или не подполить че нибудь. Опаньки загорелся огонек из сопла. Крутим редуктор пропана дальше. Медленно. Огонек увеличивается и превращается в олимпийский факел (образно). Крутим дальше и начинаем наблюдать как огонь начинается отрываться от сопла. Очень медленно крутим редуктор в обратную сторону. Возвращаем огонь к соплу. Пропан настроен.

3. Теперь кислородный редуктор начинаем открывать. Очень медленно. Наблюдаем как меняется пламя и делиться на зоны. Крутим до тех пор пока у сопла огонек не станет фиолетовым и минимальной длинны. Если перекрутить будет бах. Но не боимся это же бубильгум (мультик про попугая кешу). Повторяем процедуру.

Все горелка теперь настраивается своими вентилями. Никакого срыва пламени ни каких больше бубельгумов. Делаем пламя хоть окислительное, хоть востановительное, хоть нейтральное, хоть «злое», хоть «доброе». Крутим вентиля только на горелке. Таким способом регулируем любую ацетиленовую или пропановую горелку. С любым № сопла. Инжектор тоже кстати надо регулировать. Но это есть и в литературе и в ютубе. Может мой способ тоже гдето есть в описаниях но я не нашел. Может я и не прав но мне так удобней. Постарался описать чтоб поняли все даже те кто на бронепоезде . Без обид.

Как выбрать и настроить ацетиленовую горелку

Ацетиленовая горелка — специальное устройство для сварки, в котором происходит перемешивание ацетилена с О2 из воздуха и одновременно образуется газосварочное пламя.

Подобная технологическая схема дает возможность добиться хорошего качества сварных соединений, поэтому ее используют при монтаже трудоемких и ответственных строительных конструкций, к примеру, на ТЭЦ и АЭС.

Поэтому на протяжении нескольких десятилетий, ацетиленовая горелка под пропан считается самым главным инструментом газосварщика.

Самодельная газовая горелка, делаем своими руками

Что такое газовая горелка? Многих интересует точный ответ на данный вопрос. Если вкратце, то это самодельное пропановое устройство, которое имеет огромное количество преимуществ перед своими аналогами. В данной статье мы попытаемся в точности разобраться во всём, что касается самодельной газовой горелки, а также ответим на вопрос «Как сделать газовую горелку своими руками?»
Во-первых, хочется отметить основные особенности данной конструкции. К ним можно отнести:

  • предельно просты в применении;
  • никаких неприятных и вредных запахов, следов копоти и тому подобного;
  • компактность, позволяющая использовать газовую горелку практически везде.

Конструкция самодельной газовой горелки

В устройство самодельной газовой горелки включаются:

  • металлический корпус;
  • редуктор;
  • форсунка;
  • регулятор подачи топлива;
  • головка;
  • узел для закрепления газового баллона.

Металлический корпус включает в себя специальный стакан, с помощью которого механизм избавляется от возможности задувания пламени. Сюда также входит металлическая или другая рукоятка, которая не превышает 100 сантиметров. Поверх рукоятки устанавливается деревянный держатель и газовый шланг. С помощью редуктора и трубки с вентилем регулируется уровень подачи газа, а также его длина соответственно. Форсунка служит для розжига топлива, в данном случае последним является пропан.

Вид топлива, на котором работает горелка

Как говорилось ранее, газовая горелка также называется пропановой. Отсюда несложно сделать вывод, что, как правило, в виде топлива используется именно пропан либо смесь пропана и бутана.

Данным топливом заполняется специальный баллон, который крепится к горелке.

Производство газовой горелки своими руками

Как вы могли понять из списка элементов всей конструкции приспособления, она является предельно простой и не имеет каких-либо сложных деталей, на которые нужно тратить большое время.
Для того чтобы сделать агрегат своими руками, потребуется немного времени и сил. И если правильно изучить материал, представленный в данной статье, а также со всей серьезностью и аккуратностью подойти к процессу (поскольку работа ведется с огнеопасными веществами), то он обязательно будет выполнен.

Как показывает практика и множество живых примеров, в среднем человек, который никогда не занимался созданием самодельных газовых горелок, через 40-45 минут после прочтения инструкции уже смог похвастаться горелкой, сделанной своими руками.

Как сделать газовую горелку своими руками

Вот мы и подошли к самому интересному процессу. К изготовлению горелки. Ниже будет подробно описан весь процесс создания данного агрегата, с учетом всех нюансов и советов.

Итак, начать следует с самого простого, но не менее интересного. С изготовления рукоятки горелки. В принципе, материал можно использовать любой. Кстати, более разумным будет просто использовать готовую рукоятку от какого-нибудь старого и ненужного паяльника. Подводящая трубка изготавливается исключительно из стали.

Не забывайте обращать огромное внимание на размеры всех деталей. Например, диаметр подводящей трубки горелки не должен превышать одного сантиметра, а его толщина должна колебаться в районе 2 — 2.5 мм. Эта трубка вставляется в ручку и фиксируется с помощью клея или другого качественного материала, подходящего для выполнения данной цели.

Корпус

Корпус горелки, как ни странно, изготавливается также из стали. Лучше всего использовать латунный прут, ширина которого должна составлять примерно 2 сантиметра. Рассекатель можно изготовить также из него.
Далее проделывается несколько отверстий для того, чтобы создать циркуляцию кислорода в агрегате. Ведь, как известно любому: огонь не может существовать без кислорода. В общем количестве таких дырок должно быть четыре: каждая диаметром порядка 1 миллиметра. Делаются они в самом стержне рассекателя горелки.

Следующим шагом необходимо силой запрессовать рассекатель, с которым производились работы немного ранее, в корпус газового приспособления. Внутренний фланец должен быть установлен с некоторым зазором порядка половины сантиметра. С помощью этой щели в будущем будет тормозиться огромный поток газа, подходящий к запальнику.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...