Инжекционные атмосферные газовые горелки. Инжекторные газовые горелки. Преимущество инжекторной горелки

Горелка - это устройство, предназначенное для получения пламени необходимых тепловой мощности, размеров и формы. Все существующие конструкции газопламенных горелок можно классифицировать следующим образом:
1) по способу подачи горючего газа в смесительную камеру - инжекторные и безынжекторные;
2) по мощности пламени - микромощности (10-60 дм 3 /ч ацетилена); малой мощности (25-400 дм 3 /ч ацетилена); средней мощности (50-2800 дм 3 /ч ацетилена) и большой мощности (2800-7000 дм 3 /ч ацетилена);
3) по назначению - универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка, подогрев); специализированные (только сварка или только подогрев, закалочные и пр.);
4) по числу рабочих пламен - однопламенные и многопламенные;
5) по способу применения - для ручных способов газопламенной обработки; для механизированных процессов.

Инжекторные горелки. Кислород через ниппель 1 инжекторной горелки проходит под избыточным давлением 0,1-0,4 МПа (1-4 кгс/см 2) и с большой скоростью выходит из центрального канала инжектора 8 (рис. 27). При этом струя кислорода создает разрежение в ацетиленовых каналах рукоятки 3, за счет которого ацетилен подсасывается (инжектируется) в смесительную камеру 10, откуда образовавшаяся горючая смесь направляется в мундшук 13 и на выходе сгорает. Инжекторные горелки нормально работают при избыточном давлении поступающего ацетилена 0,001 МПа (0,01 кгс/см 2) и выше.
Повышение давления горючего газа перед горелкой облегчает работу инжектора и улучшает регулировку пламени, хотя при этих условиях приходится прикрывать вентиль горючего газа на горелке, что может привести к возникновению хлопков и обратных ударов пламени. Поэтому при использовании инжекторных горелок рекомендуется поддерживать перед ними давление ацетилена (при работе от баллона) в пределах 0,02-0,05 МПа (0,2-0,5 кгс/см 2).
Инжекторные горелки рассчитывают таким образом, чтобы они обеспечивали некоторый запас ацетилена, т. е. при полном открытии ацетиленового вентиля горелки расход ацетилена увеличивался бы по сравнению с паспортным для. инжекторных горелок - не менее чем на 15%; для инжекторных резаков - не менее чем на 10% максимального паспортного расхода ацетилена.
На рис. 28 показаны в качестве примера конструкции инжекторных горелок средней мощности ГС-3 и малой мощности ГС-2 для сварки металлов. Горелки снабжают набором сменных наконечников, различающихся расходом газа и предназначаемых для сварки металлов разной толщины. Номер требуемого наконечника выбирают в соответствии с требуемой тепловой мощностью пламени, выраженной в дм 3 /ч ацетилена. К рукоятке горелки ГС-3 можно присоединять и другие наконечники, например многопламенные для подогрева, для пайки, вставные резаки для резки металла.

Мундштуки горелок малой мощности или имеющих водяное охлаждение изготовляют из латуни ЛС59-1. В горелках средней мощности мундштуки для лучшего отвода теплоты изготовляют из меди МЗ или хромистой бронзы Бр. Х0,5, к которой не так пристают брызги расплавленного металла. Для получения пламени правильной формы и устойчивого его горения выходной канал не должен иметь заусенцев, вмятин и других дефектов, а внутренняя поверхность канала должна быть чисто обработана. Снаружи мундштук рекомендуется полировать.
Горелки для газов-заменителей отличаются от ацетиленовых тем, что снабжены устройством для дополнительного подогрева и перемешивания газовой смеси до выхода ее из канала мундштука.
Серийно выпускаемые горелки ГЗУ-2-62 и ГЗМ-2-62М для этого имеют подогреватель и подогревательную камеру, расположенные на наконечниках между трубкой подвода горючей смеси и мундштуком (рис. 29). Часть потока смеси (5-10%) выходит через дополнительные сопла подогревателя и сгорает, образуя факелы, подогревающие камеру из коррозионностойкой стали. Температура смеси на выходе из мундштука повышается на 300-350°С и соответственно возрастает скорость сгорания и температура основного сварочного пламени. Горелки могут работать на пропан-бутан-кислородной и метан-кислородной смеси; ими можно сваривать стали толщиной до 5 мм (в отдельных случаях до 12 мм) с удовлетворительными показателями по производительности и качеству сварки.
Наконечники этих горелок рассчитаны на следующие расходы газов:

Сварочная газовая горелка представляет собой специализированную конструкцию, в которой осуществляется перемешивание горючего газа или паров специальной жидкости с кислородом из окружающей среды. Благодаря этому происходит возникновение стабильного сварочного пламени требуемой мощности. В принципе, принято считать, что это оборудования является одним из главных рабочих инструментов газосварщика.

Разновидностей горелок для сварки довольно-таки много. Несмотря на то что принцип их работы примерно одинаковый, они могут обладать рядом особенностей:

• Инжекторные и безынжекторные конструкции – они отличаются друг от друга по технологии подачи кислорода к участку горения;
• Газовые или жидкостные. В первых для получения пламени требуемой температуры используется специальный горючий газ, а вторые работают на парах бензина или керосина;
• Специализированные или универсальные, причем последние могут применяться для любых работ, связанных с резкой или сваркой металла;
• Однопламенные и многопламенные дифференцируются в зависимости от потоков подаваемого пламени;
• Машинные и ручные;
• Газосварочные горелки могут классифицироваться по мощности: малая, средняя, высокая.

Принцип работы безынжекторной работы

Если сварочная горелка работает на высоком давлении и имеет инжектор, то ее конструкция будет значительно проще по сравнению с конструкцией, где давление значительно ниже. Технология ее работы следующая:

• Кислород поступает в нее через специальные шейки, выполненные из резины, проходя через вентиль, а затем направляется в смеситель;
• В смесителе весь поток разделяется на множество небольших струй и направляется в сопло смесителя. По такой же технологии он направляется в специальный вентиль;
• Полученная смесь в сварочных горелках MIG-MAG проходит по газовому потоку значительного сечения, где завершается циркуляция, на выходе она получается наиболее однородной;
• На трубке наконечника расположен мундштук, который производится из долговечной не окисляющейся меди. Смесь на выходе будет сразу полностью сгорать, причем температура получается довольно высокой, которая будет значительно выше по сравнению с температурой плавления металла.

Чтобы в горелке, предназначенной для газосварки, газовый поток должен выходить равномерно с максимально точно выверенной скоростью, причем смесь должна будет полностью сгорать. Если скорость выхода газа небольшая, то пламя может переходить в верхнюю часть горелки – это довольно опасно, так как внутри горелки зачастую случается взрыв этой смеси.

При чересчур сильной скорости пламя будет отрываться от мундштука, станет отходить все дальше и дальше от среза, что в конечном счете приведет к его затуханию. Для определения требуемой скорости, необходимо принимать во внимание несколько важных данных: из чего состоит горючая смесь, какой внутренний диаметр у сопла, как устроен мундштук. Рассчитать правильную скорость подачи горючего можно только при условии, если известны все эти данные.

Усредненным считается значение в пределах от 70 до 160 м/с. Чтобы в конечном счете на выходе получилась подходящая скорость, придется создать давление порядка 0,5 атмосферы, причем давление для газа или паров и кислорода примерно будет одним и тем же.

Инжекторные горелки

Устройство сварочной горелки подразумевает использование в качестве горючего ацетилен, водород или метан, причем ею очень легко пользоваться. Принцип работы следующий: кислород из баллона поступает через специальный вентиль, проходя через конус инжектора, и попадает в смесительную камеру. Через инжектор закачивается горючий газ и интенсивно перемешивается с кислородом. После этого сформированная смесь отправляется по трубке наконечника в мундштук. Во многом благодаря кислороду давление вырывающегося из сопла мундштука газа становится значительно меньше по сравнению с атмосферным.

Однако для качественного горения и получения нормальной температуры оно должно быть хотя бы 3,5 атмосферы. Стоит отметить, что инжекторная горелка обладает одним очень серьезным недостатком: состав горючей смеси остается непостоянным, что не позволяет обеспечить качественное и постоянное ее горение.

Несмотря на то что данное изделие работает на низких давлениях, его используют значительно чаще, нежели конструкции, рассчитанные на высокое давление. Устроена данная продукция несколько сложнее, так как в ней предусмотрен специальный блок охлаждения сварочной горелки. Дело в том, что низкое давление вызывает довольно сильный нагрев сопла и других элементов. Главное здесь - не допустить, чтобы камера, где образуется горючая смесь, не перегрелась и не взорвалась.

Особенности проведения сварочных работ с помощью газовой горелки

Прежде всего, газовые горелки отличаются тем, что они прекрасно подходят для полуавтоматических или автоматических сварных работ, когда сварная проволока подается без использования рук, что в значительной степени облегчает технологический процесс.

Благодаря автоматической сварке можно качественно проварить все труднодоступные участки, причем усилий придется прилагать минимальное количество. Отходов от таких работ минимальное количество. Сварной шов получается довольно прочным за гораздо меньший промежуток времени, нежели во время дуговой электросварки. Минусов у данной технологии не слишком много, они касаются, прежде всего, довольно высокой стоимости оборудования и комплектующих. Вся система отличается сложностью в плане устройства, продукция весьма тяжелая и громоздкая, поэтому перемещать ее с одного места на другое будет очень проблематично.

Технологический процесс сварки состоит из следующих этапов:

• Участки свариваемых деталей нужно тщательно зачистить от всех следов ржавчины или коррозии. Можно сделать это с помощью специальной металлической щетки, насадки на угловую шлифовальную машину.
• Обязательно следует обезжирить поверхность с помощью ТИГа или иных составов, иначе плавящийся электрод будет не слишком плотно прилегать к металлу;
• Активируется газовая горелка, запускается полуавтоматический механизм подачи электрода и начинается непосредственная работа по соединению металлических элементов;
• Обязательно следует установить скорость подачи электрода. Она зависит от типа свариваемых металлов, их толщины и целого ряда других факторов.

Как правильно обращаться с горелкой?

Перед тем как приступить к непосредственному выполнению работ, необходимо проверить, насколько хорошо работает инжекторная составляющая оборудования. Для этого к ниппелю, который подает кислород, подключают шланг кислородного редуктора. Осторожно поднимают давление в системе до рабочего.

Когда кислород будет проходить через инжектор, в ацетиленовом канале должно возникнуть разрежение. Если оно будет, то палец будет присасываться к ацетиленовому ниппелю. В этом случае подключают оба шланга и тщательно закрепляют их, только после этого можно поджигать горючую смесь и регулировать величину пламени.

При окончании работ сначала перекрывают вентиль ацетиленового баллона, а затем закрывают и кислородный вентиль. Если поступить наоборот, то может случиться удар огня в шланг, по которому подается ацетилен, что чревато взрывом. При соблюдении технологии работ удастся получить надежное соединение, которое будет долго сохранять свою прочность.

Инжекционными называются горелки, в которых образо­вание газовоздушной смеси происходит за счет энергии струи газа, подсасывающей воздух из окружающего пространства внутрь горелки. У инжекционных горелок низкого давления к фронту горения поступает только часть необходимого для сго­рания воздуха (первичный воздух). Остальной воздух (вторич­ный) поступает к пламени из окружающего пространства.

Р ис. 15. Инжекционная горелка низкого давления

Так как такие горелки инжектируют не весь необходимый для го­рения воздух, их еще называют горелками с неполной инжекцией воздуха. Первичный воздух составляет в таких горелках 40-60% воздуха, необходимого для горения.

Основными частями инжекционных горелок являются ре­гулятор первичного воздуха, сопло, смеситель и коллектор (рис. 15).

Регулятор первичного воздуха представляет собой вращаю­щийся диск, который может перемещаться «от горелки - к горелке». Он регулирует количество первичного воздуха, посту­пающего в горелку. Сопло служит для придания газовой струе скорости, которая обеспечивает подсос необходимого воздуха. В смесителе горелки происходит перемешивание газа и возду­ха. Из смесителя газовоздушная смесь поступает в коллектор, который и распределяет газовоздушную смесь по выходным отверстиям. Форма коллектора и расположение отверстий за­висит от типа горелок и их назначения.

Инжекционные горелки низкого давления имеют ряд поло­жительных качеств, благодаря которым широко применяются в бытовых газовых приборах.

Преимущества инжекционных горелок низкого давления :

Простота конструкции;

Устойчивая работа горелки при изменении нагрузки;

Возможность полного сжигания газа;

Отсутствие подачи воздуха под давлением.

Рис. 16. Горелка плиты

На рис. 16 изображена горелка стола плиты. Газ выходит из сопла и попадает в смеситель, где происходит образование газовоздушной смеси. Горелка не имеет регулятора подачи первичного воздуха. При увеличении давления газа в сети за пределы устойчивой работы горелки возможен частичный от­рыв. В этом случае необходимо уменьшать подачу газа на го­релку с помощью крана горелки. Насадок горелки свободно устанавливается на смеситель. В крышке имеются выходные отверстия, через которые выходит газовоздушная смесь. Го­релка изготавливается из алюминиевых сплавов.

К достоинствам инжекционных горелок относится их свойс­тво саморегулирования , т.е. поддержание постоянной про­порции между количеством подаваемого в горелку газа и ко­личеством инжектируемого воздуха. При увеличении давления увеличивается количество воздуха, поступающего в горелку, при уменьшении - уменьшается. Пределы устойчивой работы инжекционных горелок ограничены возможностями отрыва и проскока пламени: увеличивать и уменьшать давление газа пе­ред горелкой можно лишь в определенных пределах.

Вопросы для повторения

1. Какие вещества образуются при полном сгорании при­родного газа?

2. Каковы причины неполного сгорания газа?

3. Что такое отрыв?

4. В чем причины отрыва?

5. Что такое проскок?

6. В чем причины проскока?

7. Какие горелки называют инжекционными?

8. Опишите конструкцию инжекционной горелки низкого давления.

9. Каковы достоинства инжекционных горелок?

Оборудование

Газовые плиты

Большую часть бытового газоиспользующего оборудова­ния в России составляют газовые плиты, в эксплуатации их бо­лее 40 млн. штук.

Газовая плита

Бытовые плиты предназначены для приготовления пищи. Использование их в других целях, в частности, для отопления помещений, не допускается. Плиты могут работать:

На природном газе номинальным давлением 130 мм в.ст. или 200 мм в.ст.;

На сжиженном углеводородном газе номинальным дав­лением 300 мм в.ст.

Для перевода плиты с газа одного вида или давления на газ другого вида (давления) необходимо заменить сопла горелок. На соплах должна быть маркировка с указанием размера от­верстия.

Плита изготавливается в виде тумбы (рис. 17), в которую вмонтированы духовой шкаф и вспомогательный шкаф, где допускается хранить только негорючие предметы.

В верхней части плиты расположен столс варочными го­релками. Посуда устанавливается на решетку стола, которая должна быть съемной и фиксироваться на столе.

Горелки стола могут иметь различную конструкцию, но по принципу действия все они являются инжекционными горелка­ми низкого давления.

На современных четырехгорелочных плитах горелки стола бывают трех мощностей: пониженной, нормальной (2 шт.) и повышенной.

Чтобы добраться до газопровода плиты - рампы, необхо­димо снять стол и распределительный щиток. Рампа изготав­ливается из стальной трубы, чаще всего условным проходом D y 15 (полдюйма). На рампе установлены краны горелок. Краны плиты - конусные, прижатие пробки к корпусу обеспечи­вается пружиной (рис. 18).

Рис. 18. Кран плиты

Кран должен фиксироваться в закрытом положении. От­крытие крана должно проводиться после выведения крана из фиксированного положения. Из всего газоиспользующего оборудования краны плиты работают в наиболее тяжелых ус­ловиях, так как они располагаются непосредственно над ду­ховым шкафом. Краны плиты при включенной духовке могут нагреваться до 145°С.

Смазка кранов должна быть тугоплав­кой и обеспечивать их работу в течение 3 лет. Стержень крана удерживается с помощью стопорного винта. На стержень наде­вается ручка крана.

Ручки кранов современных плит должны иметь индикацию, чтобы по их положению можно было определить одно из трех положений крана: «Закрыто», «Большое пламя» или «Малое пламя». Краны поворачиваются из закрытого положения в от­крытое против часовой стрелки.

Духовой шкаф современных плит имеет теплоизоляцию из минваты, закрытую сверху алюминиевой фольгой. В духовом шкафу имеется основная горелка (самая мощная горелка пли­ты), а также может быть жарочная горелка (гриль). Одновре­менная подача газа на основную и жарочную горелки не до­пускается. При горении основной горелки продукты сгорания поднимаются вверх, что не позволит нормально гореть распо­ложенной сверху жарочной горелке. Она либо потухнет, ли­бо будет гореть с неполным сгоранием газа. Чтобы избежать одновременной подачи газа на основную и жарочную горел­ки, кран для этих горелок делают общим. При повороте крана против часовой стрелки газ идет на основную горелку, по ча­совой - на жарочную.

Жарочная горелка - инжекционная низкого давления . Что­бы тепло от нее шло вниз, ее делают горелкой инфракрасно­го излучения. От пламени горелки разогревается до свечения металлическая панель либо сетка, инфракрасное излучение без потерь идет через воздух вниз и обжаривает продукты. Допус­кается одновременная работа горелок духовки и горелок сто­ла. При этом горелки стола должны работать без отрыва и проскока пламени.

Дверка духовки должна фиксироваться в открытом и за­крытом положении. Стекло дверки духовки - жаростойкое каленое. Противни и решетки в духовке должны свободно пе­ремещаться и не выпадать из направляющих в холодном и на­гретом состоянии.

Существует группа бытовых плит, у которых горелки сто­ла - газовые, а в духовом шкафу установлены электрические нагреватели - ТЭНы. Один ТЭН устанавливается внизу, дру­гой - вверху. Электрическая духовка обеспечивает лучшее качество выпечки по сравнению с газовой, так как возможна одновременная работа двух ТЭНов. Это обеспечивает более равномерную подачу тепла к выпекаемому изделию. Основная горелка газовой духовки большую часть тепла к выпекаемому изделию подает снизу, поэтому выпечка довольно часто пригорает.

Современные плиты все чаще оборудуют устройствами, ко­торые повышают удобство и безопасность ее использования. Это электророзжиг горелок, автоматика «Газ-контроль», элек­тропривод вертела, терморегулятор духовки.

Электророзжиг горелки происходит при проскоке искры между насадкой горелки и установленным рядом разрядником (рис. 19).

Рис. 19. Схема электророзжига

Чтобы искра могла пробить воздух между разрядником и насадкой горелки, в плите имеется умножитель напряжения (УН), который повышает напряжение до нескольких тысяч вольт. Электророзжиг бывает одноискровый, когда после каждого нажатия кнопки проскакивает искра, и многоискровый, когда искры проскакивают через определенные промежутки времени все время, пока нажата кнопка розжига. Многоискро­вый розжиг реже выходит из строя.

Особенно важна качественная работа электророзжига ос­новной горелки духовки. Во-первых, горелка духовки - самая мощная, поэтому через ее сопло выходит большое количество газа. Во-вторых, над горелкой устанавливается лист, в резуль­тате создается замкнутый объем (одно из условий взрыва). Ес­ли розжиг не происходит в течение нескольких секунд, возможен взрыв.

Нельзя производить электророзжиг горелок духов­ки при закрытой дверце духовки.

Устройство для контроля пламени (автоматика «Газ-конт­роль») должно прекращать подачу газа к горелке при ее поту­хании. Как показывает опыт работы аварийно-диспетчерской службы, довольно часто причиной загазованности в кухне бы­вает выход газа через не горящие горелки плиты. Это может произойти при неправильном розжиге, когда открывают газ к одной горелке, а поджечь пытаются другую, при выплескива­нии из посуды кипящей воды, при задувании небольшого пла­мени сквозняком и т. п.

Автоматика «Газ-контроль» состоит из термопары и элек­тромагнитного клапана. При нажатии на ручку крана клапан открывается, газ поступает к горелке, где его поджигают. От пламени горелки разогревается термопара. Она начинает вы­рабатывать напряжение, которое поступает на электромагнит, который удерживает клапан в открытом положении. Время разогрева термопары - 3-5 секунд, после этого ручку крана можно отпустить. Если горелка по какой-либо причине погас­нет, термопара остынет и перестанет вырабатывать напряже­ние. Электромагнит отпустит клапан, подача газа к горелке прекратится.

Электропривод вертела устанавливается на задней стенке духовки. Он состоит из электромотора и механического редук­тора, понижающего число оборотов.

Терморегулятор духовки поддерживает заданную темпера­туру в духовом шкафу при работе основной горелки. Напро­тив ручки крана основной горелки на распределительном щит­ке имеются цифры. Каждой цифре соответствует та темпера­тура в духовом шкафу, которую будет поддерживать основная горелка. При уменьшении температуры подача газа на горелку увеличивается, и температура поднимается. Если температура растет сверх настроенной величины, подача газа уменьшается. Терморегулятор состоит из термобаллона, капиллярной труб­ки и мембраны. Термобаллон находится в духовом шкафу и соединен капиллярной трубкой с мембраной, которая управ­ляет клапаном в кране. Вся система наполнена специальной жидкостью. При нагреве термобаллона жидкость расширяет­ся, ее давление передается по трубке к мембране. Мембрана придвигает клапан к седлу, подача газа уменьшается.

Если духовка не имеет терморегулятора, в ней устанавлива­ется термоуказатель, который работает, в диапазоне темпера­тур 160-270°С. Термоуказатель имеет шкалу с цифрами. По­ложение стрелки напротив той или иной цифры соответствует определенной температуре в духовке. В паспорте на плиту име­ется таблица, в которой обозначено, какая температура соот­ветствует той или иной цифре термоуказателя.

Электрооборудование плиты работает от переменного тока напряжением 220 В частотой 50Гц. Существуют плиты, элект­рооборудование которых работает от автономного источника постоянного тока (аккумулятор, батареи) напряжением от 1,5 до 12 В.

Средний срок службы современной плиты-не менее 14 лет. Плита не подлежит ремонту в том случае, если у нее прогорела духовка.

Неисправности плит

Пробка крана туго поворачивается - кран необходимо сма­зать специальной смазкой - НК-50, ГАЗ-41 и т.п. Не допуска­ется применение солидола, технического вазелина и подобных смазок. Качество крана зависит от того, насколько хорошо пробка притерта к корпусу. Пробка каждого крана притирает­ся к корпусу индивидуально. При смазке крана важно следить, чтобы отверстия в пробке и корпусе не забивались, их необхо­димо периодически прочищать.

Отрыв пламени горелок - при возможности регулирования подачи первичного воздуха - отрегулировать, в остальных случаях - уменьшить подачу газа на горелку краном.

Утечки в соединениях. В конструкции плиты имеется мно­жество разъемных соединений. При изменении свойств уплотнительных материалов (высыхании, старении) в них появляют­ся утечки, которые устраняют, применяя разрешенные матери­алы - лен, ленту ФУМ, паронит и т. п.

Розжиг горелок плиты

Розжиг горелок описан в данном разделе в объеме инструк­тажа, то есть так, как его необходимо объяснить абоненту при первичном пуске газа:

Убедиться в отсутствии запаха газа;

Открыть форточку;

Проверить тягу в вентканале;

Убедиться, что краны на плите закрыты;

Открыть кран на опуске;

Поднести зажженную спичку к разжигаемой горелке, от­крыть кран горелки;

Отрегулировать горение, убедиться в устойчивой работе горелок;

Не оставлять работающую плиту без присмотра;

По окончании пользования закрыть краны на плите и кран на опуске.

Проточные водонагреватели

Колонки предназначены для горячего водоснабжения - нагрева воды, используемой в санитарных целях: стирка, купа­ние, мытье посуды и т.п.

Основными узлами колонки являются (рис. 20):

Газоотвод;

Теплообменник (радиатор);

Основная горелка;

Автоматика безопасности.

Рис. 20. Колонка

Газоотвод служит для удаления продуктов сгорания в дымоотводящий патрубок прибора. Колонки устанавливаются с отводом продуктов сгорания в дымоход. Площадь сечения ды­мохода должна быть не меньше площади сечения дымоотводящего патрубка колонки.

Теплообменник служит для нагрева продуктами сгорания протекающей через него воды. Он состоит из калорифера и огневой камеры («рубашки»), опоясанной змеевиком. Кало­рифер - это система медных трубок, на которые насажены и припаяны медные пластины. Применение меди обусловлено ее химической стойкостью и высокой теплопроводностью. В пос­леднее время появились колонки, имеющие биметаллический теплообменник. Это медная трубка, оребрение которой вы­полнено стальной пластиной.

Основная горелка колонки - инжекционная низкого давле­ния. Она имеет большую мощность для того, чтобы прогреть проточную воду, особенно зимой, за то небольшое время, пока вода идет через радиатор.

Автоматика безопасности колонки контролирует :

Проток воды;

Пламя запальника (или основной горелки);

Тягу в дымоходе;

Повышение температуры воды сверх установленной (не на всех колонках).

Автоматика по протоку воды - блок-кран - состоит из двух частей - газовой и водяной. Это наиболее сложный узел колонки. Блок-кран обеспечивает подачу газа к основной го­релке при открытии водозабора (наличии протока воды) и отключение основной горелки при прекращении водозабора (отсутствии протока). Кроме того, блок-кран блокирует ос­новную горелку при розжиге запальника: сначала зажигает­ся запальник и только потом основная горелка. В блок-кране имеется конусный кран, который обеспечивает ручное регули­рование подачи газа на основную горелку.

Запальник - это инжекционная горелка низкого давле­ния малой мощности (на современных колонках - не более 350 Вт). Запальная горелка выполняет две функции:

Разжигает основную горелку;

Обеспечивает работу автоматики.

Автоматика безопасности по пламени на современных ко­лонках может быть двух видов. В первом случае она состоит из термопары и электромагнитного клапана. При погасании за­пальника она прекращает подачу газа на основную горелку и запальник. Во втором случае контроль пламени производится датчиком ионизации, который может следить за пламенем за­пальника или основной горелки. При отсутствии пламени за­крывается электромагнитный клапан на входе газа в колонку.

Автоматика по тяге должна прекращать подачу газа на ос­новную горелку и запальник при отсутствии тяги в дымохо­де. Время срабатывания - не меньше 10 секунд, но не больше 60 секунд.

Автоматика по максимальной температуре воды отключает основную горелку и запальник при нагреве воды сверх опре­деленной температуры. Она защищает радиатор от перегрева , при котором он выходит из строя (температура срабатыва­ния - 90-95°С), либо от образования накипи в теплообмен­нике. В этом случае температура срабатывания - около 80°С. Автоматика по максимальной температуре воды имеется толь­ко на современных колонках. Наиболее современные модели колонок имеют автоматику, которая изменяет подачу газа на горелку в зависимости от протока воды через колонку.

Средний срок службы современных колонок - не менее 12 лет.

Колонка КГИ-56

Колонка КГИ-56 давно снята с производства, но в эксплу­атации находится достаточно большое количество этих аппа­ратов. Простота конструкции, надежность, наличие запасных частей приводят к тому, что КГИ-56 еще долго будет нахо­диться в эксплуатации. Колонка КГИ-56 имеет следующие тех­нические характеристики:

давление воды - 0,5-6 кгс/см 2 ;

расход воды - 7-10 л/мин.

Теплообменник (радиатор ) КГИ-56 имеет высокую огне­вую камеру, опоясанную змеевиком, который припаивается к «рубашке».

Горелка КГИ-56 - односопловая, что и обусло­вило высокую огневую камеру радиатора, так как происходит не очень хорошее смешивание газа с первичным воздухом.

Рис. 21. Схема термоклапана

На горелке установлена автоматика по пламени (термоклапан), которая состоит из биметаллической пластины, на которой подвешен клапан, и запальника (рис. 21). При нагревании биметаллической пластины запальником она сгибается, и клапан открывает проход газа на горелку. При погасании запальника пластина остывает, выпрямляется, и клапан перекрывает проход газа на основную горелку.

Блок-кран состоит из газовой и водяной частей, которые крепятся друг к другу тремя винтами (рис. 22). Блок-кран обес­печивает подачу газа на основную горелку при наличии водо­забора и ее отключение при прекращении водозабора (автома­тика по протоку воды).

Рис. 22. Блок-кран КГИ-56

В газовой части имеются два конусных крана: один регули­рует подачу газа на основную горелку, другой - на запальник. В кране на основной горелке устроен клапан, который откры­вает подачу газа под действием штока водяной части. На кла­пан давит малая пружина, большая пружина служит для фик­сации пробки в корпусе.

В водяной части между крышкой и корпусом зажата мембра­на, на которую опирается тарелочка со штоком. Холодная вода подводится к водяной части снизу. Через отверстие диаметром 3,3 мм давление холодной воды передается в подмембранное пространство водяной части блок-крана. Следовательно, давление под мембраной равно давлению воды в водопроводе.

Далее вода проходит через радиатор и возвращается в водяную часть. При этом нагретая вода передает давление через отверстие диа­метром 2 мм воде, заполняющей надмембранное пространство. Это давление при протоке воды через колонку всегда будет меньше того, которое давит на мембрану снизу, за счет разности в диаметрах отверстий в под- и надмембранное пространство и потерь из-за трения. Мембрана выгибается вверх, выталкивая при этом тарелочку со штоком. Шток приподнимает клапан над седлом пробки газовой части блок-крана, преодолевая при этом действие на клапан сверху малой пружины и открывая проход газа из внутренней полости пробки на горелку. При прекраще­нии протока воды давление под мембраной и над мембраной выравнивается, мембрана перестает поднимать шток. Клапан под действием малой пружины закроет проход газа.

Стандартным инструментом газосварщика является сварочная горелка, она обеспечивает специальное газосварочное пламя, нагревает и расплавляет металл. Вместе с тем такая горелка должна соответствовать некоторым техническим требованиям, например, обеспечивать бесперебойное устойчивое газосварочное пламя нужной формы, иметь специальную систему регулировки, постоянно устанавливать режим этого пламени, работать без необходимости ремонта длительное время, быть прочной, удобной и безопасной, и соответствовать всем стандартам массы таких горелок. Такие требования зачастую выполняют лишь грамотно сконструированные горелки, которые изготовлены лишь из качественных и надежных материалов.

Для изготовления сварочных горелок используется чаще всего латунь, а для того, чтобы уменьшить массу горелки используют алюминиевые сплавы. Сварочные горелки изготавливают еще и для определенных горючих газов, которые сжигаются в печи вместе с воздухом и кислородом. Для сварочной техники преимущественно используют ацетилено-кислородные горелки, они имеют различную мощность и способны сваривать сталь шириной до 30 мм. Существуют разные виды подобных горелок, некоторые из них вырабатывают большую мощность, которая обеспечивает сварку тонких сталей.

Виды

По конструкции сварочные горелки разделяют на два вида:

• инжекторные с низким давлением;
• безинжекторные с высоким давлением.

Понять к какому виду относится необходимая горелка, можно с помощью наличия инжектора для подсоса горючей смеси. Применять инжектор приходится из-за давления горючего газа, при высоком давлении горючего газа, он способен самостоятельно поступать в горелку, поэтому инжектор не обязателен. Именно поэтому безинжекторные горелки называют горелками высокого давления. В случае, когда давление не слишком велико, используется инжектор для принудительной подачи горючего газа в горелку. Они и носят название горелки низкого давления. Когда давление достигает лишь 0,5 ати, единственным средством станет горелка низкого давления.

Безинжекторные горелки

Учитывая то, что в горелках высокого давления присутствует инжектор, конструкция такого прибора намного проще, чем у горелки с низким давлением. На рисунке показана схема поступления горючей смеси в безинжекторную горелку. Она работает по следующему принципу:

1. Кислород проходит в неё через специальный шланг из резины в вентиль 1, а затем в смеситель 3.
2. В смесителе поток кислорода расходится на маленькие струи и проходит дальше в сопло смешения под номером 4. Таким же образом кислород поступает и через регулировочный вентиль 2.
3. Благодаря смесителю 3 смесь попадает в камеру смешения 5. Увеличение сечения газового потока способствует уменьшению его скорости, поэтому смесь кислорода и газа заканчивает свою циркуляцию и обеспечивает на выходе однородную горючую смесь.
4. Полученная смесь попадает на трубку наконечника 6, а далее через калиброванный канал мундштука 7, который выполнен из красной меди, выходит и тут же сгорает, что и образует горючее сварочное пламя.

Чтобы обеспечить правильное необходимое пламя, этот поток должен выходить из мундштука с точной скоростью, которая равна скорости горения смеси. Если эта скорость меньше нормы, то может произойти переход пламени из мундштука вверх горелки, что грозит взрывом горючей смеси внутри самой горелки. Если же скорость больше необходимой, пламя оторвется от мундштука, удалится от его среза и вскоре затухнет. Определить нужную скорость помогут несколько данных: состав горючей смеси, диаметр выходного канала и конструкция мундштука. Получить постоянную скорость истечения горючей смеси можно, лишь подсчитав все эти величины.

Нормальной скоростью истечения в ацетилено-кислородных горелках считается скорость 70-160 м/с. Для того, чтобы создать нормальную скорость газа на выходе, потребуется давление 0,5-0,7 атмосфер. Давление для ацетилена и кислорода почти одинаково.

Горелки высокого давления предназначены как для ацетилена, так и для метана или водорода. Данные горелки просты в использовании и конструкции, хорошо держат постоянную бесперебойную скорость истечения горючей смеси. Даже при таких плюсах безинжекторные горелки используют редко за счет того, что для них требуется ацетилен достаточного давления, которые редко встречаются на производстве.

Инжекторные горелки

На рисунке слева показано устройство инжекторной горелки. Здесь кислород попадает в вентиль 1, затем в конус инжектора 3 и камеру смешения 5. Выходит из инжектора 4 и стремительно засасывает горючий газ, далее полученная смесь кислорода и газа попадает в трубку наконечника 6 и вырывается через мундштук 7. За счет кислорода, давление становится ниже достаточного атмосферного. При этом оно должно быть беспрерывным и составлять порядка 3,5 атмосфер.

Основным минусом инжекторной горелки является непостоянный состав горючей смеси. Притом, что она способна работать на низких давлениях, её все же используют гораздо чаще, чем горелку высокого давления, ведь на производстве выгоднее работать на низком давлении и этот фактор остается решающим. А вот ацетилен высокого или достаточного давления производится еще не в таких масштабных количествах. К тому же, инжекторная горелка способна работать еще и на высоком давлении, и чем оно больше, тем эффективность её работы больше. Когда давление ацетилена довольно низкое, становятся легко заметны любые незначительные изменения состава горючей смеси из-за влияния нагрева горелки и увеличения сопротивления горючей смеси.

работа с газовой горелкой (есть русские субтитры)

Для того, чтобы работа инжекторной горелки была как можно дешевле, газосварщики постоянно используют универсальные горелки со сменными наконечниками. Такая инжекторная горелка состоит из главной и сменной части, то есть наконечника, который соединяется с помощью накидной гайки с основной постоянной частью ствола горелки. Этот ствол состоит из рукоятки, системы регулировочных вентилей, соединительных ниппелей и труб, а наконечник включает в себя смесительную камеру, трубку наконечника и мундштук.