Страница 36 из 150
Оно делается из цилиндрического путём многократного просверливания подходящего наждачного камня и снятия задних углов на ленточках сверла, которые таким образом превращаются в режущие кромки.
Центральное сопло проходит вдоль оси горелки и заканчивается со стороны, противоположной сетке, латунным диском толщиной три миллиметра, который резьбой с шагом 1,5 мм ввинчен в корпус горелки. В диске вокруг сопла, которое выходит из него на 10 мм, имеются 6 отверстий диаметром 3 мм.
Эти отверстия могут быть перекрыты торцом детали («золотником») в виде длинного «беличьего колеса», на которую надет стакан из нержавеющей сетки.
Золотник отжимается от диска пружиной и возвращается назад винтом, ввинченным сзади горелки. При его перемещении вперёд отверстия в диске могут быть перекрыты. Перекрытием отверстий регулируется отношение количества смеси, идущей на сетку и в сопло и, соответственно — острота факела пламени.
Направляющийся вдоль оси горелки поток гремучего газа попадает, преимущественно, в центральное сопло, что усиливает концентрацию тепла и уменьшает вероятность проскока пламени сквозь сетку.
Нержавеющая сетка на «беличьем колесе» вокруг входа в сопло успокаивает поток и позволяет получить его ламинарное течение. Сетка увеличивает внутреннее трение в газовом потоке. Несколько сетчатых шайб на пути потока позволяет успокоить вихри даже в горелке, сделанной на базе автогенной, где выходящий из диффузора эжектора поток сильно турбулизован. Несколько воздушно-пропановых горелок такой конструкции автор изготовил для стеклодувов-профессионалов, работающих с легкоплавкими стёклами.
Изготовление и доводка горелки, даже при наличии опыта — дело длительное. Для получения удовлетворительного результата приходится обращаться к последовательным переделкам и доводкам. Этот труд вполне оправдывается удобством работы и более разнообразными возможностями и жалеть время на изготовление горелки не следует. Эскиз нашей горелки приведен на рисунке. Газо-воздушные и газо-воздушно-кислородные горелки промышленных конструкции описаны в оригинальнои литературе.
Вариант универсальной горелки под пропан-воздух-кислород помещён в конце книги.
Глава 9. Электролизёр для получения гремучего газа.
Водородно-кислородные горелки известны чуть ли не с позапрошлого века. В начале XX века с их помощью был синтезирован искусственный рубин. В семидесятых годах в журнале «Моделист-конструктор» была опубликована конструкция электролизёра для получения разложением воды готовой кислородно-водородной смеси — гремучего газа.
Автору неизвестно, были ли подобные электролизёры описаны ранее, или это была первая конструкция такого рода, но позже, в начале катастройки, такие аппараты выпускались серийно. Где они делись потом — неизвестно. (Есть сведения, что они производятся и поныне). Автор пользуется самодельным электролизёром собственной конструкции.
Он устроен так: ряд пластин из железа или лучше никеля толщиной 1–1,5 мм с небольшими (6–7 мм) отверстиями для протока электролита и газа с проложенными между ними резиновыми кольцами диаметром 200 и толщиной 25 мм стянуты шестью шпильками диаметром 10 мм из железа. Шпильки изолированы с помощью гетинаксовых шайб от крайних пластин. Для изоляции от средних пластин шпильки обмотаны слоем пропитанной эпоксидной смолой стеклоткани.
Торцовые (крайние) пластины сделаны из железа толщиной 6 мм, одна из них — глухая, а на второй приварена трубка для заливки электролита и выхода газа (см. рис. 22). Сверху к ней привинчена на резьбе 20x1,5 через прокладку ёмкость для отстоя пены и щёлочного тумана. Готовый газ через промывалку с водой, осушитель с силикагелем, вторую промывалку с бензином и краном для регулирования соотношения газ-бензин через пламегаситель идёт в горелку.
Практика эксплуатации показала достаточную безопасность такой конструкции. Даже подрыв самого электролизёра привёл лишь к смещению резиновых колец. В целях большей безопасности сам электролизёр установлен в отдельном помещении.
Проскоки пламени в промывалки, которые сделаны из баллонов высокого давления (150 атм.) от углекислотных огнетушителей ёмкостью 5 л. полностью безопасны и не приводят к авариям.
Электролизёр на половину своей ёмкости заполнен раствором едкого натрия концентрацией 15 %. Электролит готовится из чистой щёлочи (ХЧ, ЧДА) на хорошем дистилляте, который добавляется в электролизёр по мере разложения воды. Щёлочь при работе не расходуется, но весь электролит заменяется раз в два года из-за загрязнения органикой из резины и продуктами разрушения пластин. Их стойкость составляет около десяти лет.
Питается электролизёр током до 50 ампер от трансформатора через тиристорный «мостик», дроссель и балласт из железной проволоки сопротивлением около 0,2W. Блок питания электролизёра может использоваться как сварочный аппарат с диаметром электрода до пяти миллиметров. Мощный дроссель обеспечивает хорошую стабилизацию дуги. Ток сварки регулируется омическим балластом в цепи дуги.
Тиристорный мостик управляется от реле давления, подключенного к газовой магистрали. При достижении избыточного давления свыше 0,4 атм. тиристоры выключаются.
Если этого не произойдёт, то, при повышении давления, с выходного штуцера электролизёра будет сорвана специально подобранная резиновая трубка и давление будет сброшено. Работа электролизёра такой мощности «на помещение» в течении нескольких часов даже при полном отсутствии вентиляции безопасна. Наш электролизёр имеет «эквивалентный ток» (ток одной ячейки, умноженный на их число) около 600 А.
Его мощности вполне достаточно для работы со стеклом «Пирекс» диаметром до 40 мм и (условно) с кварцем диаметром до 20 мм.
Стабильное давление газа позволяет использовать набор сменных горелок примитивной конструкции без кранов, в которых величина пламени регулируется диаметром сопел-капилляров из меди или нержавеющей стали. Эти диаметры от 0,9 до 0,1 мм. В нашем наборе таких горелок четыре.
Непременным условием работы с такими горелками является режим работы, при которым горелку можно легко задуть. Горелки большого диаметра гасятся быстрым прижатием к резине. При гашении горелок погружением в воду возможны неприятные проскоки пламени.
Практическая работа: в мыльнице среднего размера приготовить небольшое количество пенящегося раствора мыла в воде. В полуметре от неё поставить зажжённую бензовоздушную горелку. Из самой малой горелки напустить пузырьков гремучего газа в несколько слоёв, закрыть рукой одно ухо и поджечь пену спичкой. После этого поджечь погашенную воздушной волной соседнюю горелку. Пока в открытом ухе будет проходить звон, думать о том, что будет, если вблизи от пользователя взорвётся скажем, воздушный шарик, надутый таким газом. (Справка: автор не знает, может ли такой шарик взорваться самопроизвольно при заполнении).
К электролизёру можно подключить ресивер из одного или нескольких кислородных баллонов (рассчитанных на давление 150 атмосфер!). Это позволит на короткое время резко повысить мощность горелки.
Давление в самом электролизёре, вообще говоря, следует делать возможно большим, так как при этом уменьшается газонаполнение электролита, нагрев электролизёра и растёт его КПД. Но нужно помнить, что при подрыве это давление возрастёт раз в десять. Электролизёр следует делать с возможно большим количеством шпилек для фиксации снаружи резиновых колец и рассчитывать на давление не меньшее, чем двадцатикратное рабочее.
Все детали, на которые попадает электролит или его брызги, следует делать из чёрного металла, стойкого к растворам щёлочей. (Медь и алюминий щёлочами быстро разрушаются).
Электролизёр может использоваться для повышения температуры пламени бензовоздушной и газо-воздушной горелки, для обработки стекла и кварца, пайки мягкими и твёрдыми припоями. С его помощью можно паять без флюса железо с присадкой никелевой проволоки или стружки, что эквивалентно автогенной сварке. С его помощью можно нагревать различные предметы, наклеивать стеклянные детали на блоки и использовать его для других целей (например, охоты за мухами и комарами). Для пайки твердыми припоями следует к гремучему газу добавлять пары бензина или пропан до удлинения центрального конуса пламени в полтора раза.