Инжекционные горелки устройство и назначение. Принцип действия инжекторной горелки

Инжекционные горелки — горелки, в которых образование газовоздушной смеси происходит за счет энергии струи газа. Инжектор является основным элементом инжекционной горелки. С помощью инжектора доставляется воздух из окружающего пространства внутрь горелок.

Горелки могут быть полного предварительного смешения газа с воздухом или с неполной инжекцией воздуха, это разделения зависит от количества воздуха, поставляемом инжектором.

Горелки с неполной инжекцией воздуха по способу смешения газа относятся к горелкам с частичным предварительным смешением. В этом случае в зону горения поступает только часть воздуха необходимого для сгорания, оставшаяся часть добывается из окружающего пространства. Работа этих горелок возможна при низком давлении газа. Еще они носят название инжекционные горелки низкого давления. Состоят инжекционные горелки из регулятора подачи первичного воздуха, сопла, смесителя и распределительного коллектора.

Регулятор подачи первичного воздуха 1 (рис. 1) состоит из вращающегося диска или шайбы, занимается непосредственно регулированием количества поступающего в горелку первичного воздуха. Форсунка 2 необходима для превращения потенциальной энергии давления газа в кинетическую, другими словами она придает газовой струе скорость, обеспечивающую подсос воздуха. Смеситель газовой горелки состоит из трех частей: конфузора 3, горловины 4 и диффузора 5. В конфузоре при выходе газовой струи из сопла создается разрежение и подсос воздуха. Горловина 4 – самая узкая часть смесителя, в ней происходит выравнивание струи газовоздушной смеси. В диффузоре 5 происходит окончательное перемешивание газовоздушной смеси и увеличение ее давления за счет снижения скорости.

Инжекционные атмосферные газовые горелки

Рис. 1: а – низкого давления, б – горелка для чугунного котла, 1 – регулятор подачи первичного воздуха, 2 – сопло, 3 – конфузор, 4 – горловина, 5 – диффузор, 6 – распределительный коллектор, 7 – отверстия

Газовоздушная смесь из диффузора перемещается в распределительный коллектор б, распределяющий ее по отверстиям 7. Форма коллектора и расположение отверстий зависят от типа и назначения горелок.

Достоинства и недостатки инжекционных горелок

К достоинствам инжекционных горелок относятся:

• простота конструкции;
• устойчивая работа горелки при изменении нагрузок;
• надежность работы и простота обслуживания;
• отсутствие вентилятора, для его привода, воздухопроводов к горелкам;
• возможность саморегулирования, т. е. поддержания постоян ного соотношения газ-воздух.

К недостаткам инжекционных горелок относятся:

• значительные габариты горелок по длине, особенно горелок увеличенной производительности (например, горелка ИГК-250-00 номинальной производительностью 135 м3/ч имеет длину 1 914 мм);
• высокий уровень шума у инжекционных горелок среднего давления при истечении газовой струи и инжектировании воздуха;
• зависимость поступления вторичного воздуха от разрежения в топке (для инжекционных горелок низкого давления), плохие условия смесеобразования в топке, приводящие к необходимости увеличения общего коэффициента избытка воздуха доос=1,3…1,5 и даже выше для обеспечения полного сгорания топлива.

Горелки полного смешения газа с воздухом работают обычно в диапазоне давлений от 2 кПа до 6 кПа. С помощью повышенного давления газа обеспечивается инжекция необходимого для полного сгорания газа воздуха. Этот вид горелок еще называют инжекционные горелки среднего давления. Применение эти горелки нашли в основном в отопительных котлах и для обогрева промышленных печей. Тепловая мощность горелок полного смешения обычно не превышает 2 МВт. Громоздкость смесителей и борьбы с проскоком пламенем является основной помехой повышения их мощности.

Osm 19-06-2007 07:45

Здравствуйте, уважаемые.
Я собрал инжекционную горелку чтобы сделать маленький газовый горн, но не могу добиться от неё нормальной температуры.
Не могу подобрать оптимальные параметры так как не понимаю принципа работы.
Например - как влияет диаметр сопла, как влияет диаметр отверстия жиклёра, как влияет давление?
Раньше у меня всё работало от редуктора-лягушки, явно не хватало давления и пламя было жёлтым, сейчас использую специальный пропановый редуктор с регулируемым давлением, пламя удалось получить синего цвета. Пробовал работать с дутьём от пылесоса, но оно задувает огонь.
Объясните пожалуйста принцип работы.

Mutant 19-06-2007 13:18

Хм, не так все просто...
Сопло инжектора дает струю газа или паров, которая подсасывает воздух (лучше -кислород ), и одновременно смешивается с ним. И от скорости истечения (грубо - от давления), диаметра сопла и размера камеры зависит качество получившейся смеси. Дальше эта смесь уже поступает собственно к горелке.
Количество воздуха в смеси регулируется либо давлением (при принудительной подаче), либо перекрыванием спец. окошек в камере.
Горючее - игольчатым вентилем.

Самый простой пример - паяльная лампа. Подсос воздуха никак не регулируется, мощность - давлением горючего.
Обычно, чем больше давление, тем громче шумит, - лучше перемешивание - лучше греет.

Давление - чем больше, тем лучше (в разумных пределах), проще регулировать. И от имеющегося давления зависит диаметр сопла инжектора - чем ниже давление, тем больше диаметр. Да, диаметр зависит и от мощности нагрева, которую надо получить (0,1 - 0,15 у ювелирных горелок, 0,3 - 0,5 на паялках). Подбирал экспериментально.
Желтый вялый факел - много горючего, отрывает факел - мало, голубой прозрачный - само то.
Да, чтоб не отрывало факел - ставят рассекатель, тормозящий поток, добавляют дополнительно поджигающий факел.

Osm 19-06-2007 13:29

Спасибо за ответ, не совсем понял как это диаметр сопла - 0.1-0.5, это каких единиц, или вы имели ввиду диаметр форсунки?
И ещё про диаметр формунки - если я уменьшаю диаметр форсунки, при неизменном выходном давлении на редукторе, то увеличивается скорость истечения газа, это положительно влияет на подсос воздуха или нет?

Mutant 19-06-2007 14:48

quote: диаметр сопла - 0.1-0.5, это каких единиц,

quote: уменьшаю диаметр форсунки, при неизменном выходном давлении на редукторе, то увеличивается скорость истечения газа,

Скорость истечения-то с чего увеличится, если давление то же?
Если надо увеличивать содержание воздуха, то увеличивать окна, поиграть размером камеры.
Если не помогает - уменьшать диаметр инжектора.
Или повышать давление.
Кстати, подогрев (за счет теплопередачи от факела) может менять режимы (уменьшается подсос воздуха), лучше иметь запас.

Osm 25-06-2007 08:33

Вчера наконец добился от горелки нормального результата, оказалось, что у меня было слишком маленькое давление. Интересный эффект заметил - при увеличении давелния нужно прикрывать воздушную заслонку, иначе горит нестабильно.
Сейчас хочу спросить.
Скажите у кого какой диаметр жиклёра и какое давление, хочу понять нормально или нет, что у меня при диаметре в 1 мм давление - 2 кгс/см2?

50мк76 25-06-2007 10:59

Моей первой ошибкой было расположить воздушный дроссель слишком близко к форсунке. Горелка голодная до воздуха и наддув обязателен.Близко расположенная заслонка не дававла образованию нормальной газовой смеси.Горелка запускалась в спочти закрытой заслонкой а при полностью открытой сбивала пламя. Приходилось постоянно регулировать. Сейчас разнес расстояние между форсункой и заслонкой. Стало на много лучше но теперь надо увеличить мощность вентилятора.Фото старое. Показанно как было.

Osm 25-06-2007 12:05

250мк76
Да у меня тоже заслонка примерно на таком расстояни. Скажите какое у Вас сейчас давление? диаметр форсунки я так понимаю 0.75мм.
Можете показать фото как сейчас?
Ещё - как Вы определяете, что воздуха недостаточно?

50мк76 25-06-2007 13:36

Окончательного фото нет. Это я все мои эксперементы фиксировал.Печка только сегодняшняя. Сопло 200 мм. диаметр 32 мм. Остальное все труба 40 мм. Боченки длинной 110 мм. Пламя должно ровное с синеватым оттенком.Всегда играюсь редуктором и заслонкой для достижения необхобимой температуры. На больших заготовках заслонка открыта полностью, на редукторе 1.5-2 атм. Когда печь прогревается снижаю до 1-1.2 атм. газ экономлю. Вход в печь закрываю кирпичем но небольшой зазор оставляю. Попробуй запусти печь, дай ей погреться минут 10 с прикрытым входом.Кирпичи должны быть красными в нутри. Потом эксперементируй с давлением, форсункой, заслонкой и т.д. Ум меня все соединения как видишь резьбовые и проще модулировать.

Osm 25-06-2007 16:17

Скажите, какое максимальное давление в домашней газовой сети?

кузя 25-06-2007 21:23

Сетевое давление примерно 300-400 мм.
Точно не скажу, ибо не занимаюсь бытовухой
Для природного газа форсунка должна быть немного другая

Соотношение газ-воздух, для каждой системы подбирается свое.
Если пламя соломенного цвета и идет черный дымок (не дымит, а именно дымок, его можно увидеть если поставить лист бумаги), значит не хватает кислорода.
Если отрывает факел, соответственно много воздуха.
Пламя, в идеальных условиях должно быть ярко голубым (для природного газа), или с желтыми языками (для балонов с пропан-бутановой смесью, как на рисунке).

Наладку по газу-воздуху делают только на прогретом агрегате, для таких размеров 10-15 минут должно хватить.
Лучше если подсосы воздуха по периметру будут целиком убраны. Подсосы создают в топке местные перепады и могут просто разорвать обмуровку. Промазать топку шамотом, что поможет избежать проблеммы, настойки каждый раз.

Вопрос всем.
Я немного не понимаю зачем давление в 1-2 кг?
Смысл всего этого?
На рабочем газовом котле оно до 400 мм, и греет не три саниметра площади.
Пылесос громко и неэстетично обычного короба с вентилятором за 100-200 рэ за глаза, для такой живопырки.
Может лучше попытаться поток закрутить увеличив длину факела или горелку кольцевую или подовую сделать. Для такой системы ИМХО лучше.

Но раз уж хотите инжекционную, попробуйте разбить поток воздуха, до горелки, или закрутить его. Приостановив и прибавив кислорода в облать горения.

Osm 26-06-2007 06:48

А что такое кольцевая или подовая горелка, поискал в яндексе, но всё какие-то промышленные устройства, можете набросать принципиальную схему? может действительно проще такую сделать как Вы говорите.
По Вашему рисунку не понял, где форсунка? как выгибаются лопасти? каким образом закручивается поток воздуха? в каком месте происходит сгорание газа и смешение его с воздухом? Поясните пожалуйста, тема очень интересная.

кузя 26-06-2007 21:55

Не буду Вас морочить.
Про подовые и кольцевые горелки можно взять любую книгу по теплотехнике и прочитать.
Не обижайтесь, просто это 4-й курс института и два семестра лекций

Вы написали, что горелка уже есть, нарисуйте, хотя-бы схематично, как выглядит. Уже готовое изделие проще оптимизировать по горению, чем делать новое.

Скорее всего Вам не сформировать факел, т.е. нет амбразуры.
Нарисуйте, постараюсь помочь советом.

Направляющих на горелки не нашел, ни рисунков, ни фото. Блин видимо такой жуткий секрет
Нашел нечто похожее, только с отверстиями, а на направляющих горелок щель

Oleg79 26-06-2007 22:38

quote: Originally posted by кузя:

Нашел нечто похожее, только с отверстиями

кузя 26-06-2007 22:51

Она и есть
Ну вид такой же.

Mutant 27-06-2007 08:26

Что-то я не совсем понял, какая горелка нужна - стационар или ручная.

Сейчас, наверное проще купить готовую, чем изобретать самому... Есть в продаже и ювелирные микро и макро, которыми рубероид греют. Но если интересно разобраться - тоже дело хорошее...

Вот, старая публикация в "М-К": Ю.Орлов. Универсальная горелка (Моделист-конструктор) Размер файла: 55.55 Kb http://mail.mega.dp.ua/mche/modules.php?name=Downloads&d_op=getit&lid=1368

Если интересно, могу сфотить свои горелки.

Osm 27-06-2007 08:39

2Mutant
Вообще изначально мне нужно было сделать горелку для небольшого газового горна, в принципе это уже сделано, но настроить её толком не могу. Горелка работает от газового баллона. Всё что сделал - скопировал уже из существуюищх статей, не особо понимая принципов работы. Сейчас вот хочу разобраться как работает моя и возможно узнать что-то новое - например, как сделать горелку работающую на низком давлении домашней газовой сети.
Фото имеющихся у Вас горелок очень интересно было бы посмотреть.

Osm 27-06-2007 13:47

2кузя
Просмотрел книги:
Теплотехника, под редакцией Баскакова.
Теплотехника, Чечёткин, Занемонец
Теплотехника, под редакцией Крутова.
Упоминание термина кольцевая и подовая горелка не встретил, хотя про инжекционные горелки кое-что нашёл.
Не могли бы Вы порекомендовать соответствующую литературу (лучше, ту что можно найти в инете).

кузя 28-06-2007 23:21

Извеняюсь, что не сразу ответил.
Отобрал у теплотехников книгу "Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий" В.М. Чепель, И.А. Шур.
В интернете наверное можно поискать, но она специально для персонала ответственного за газовое хозяйство.
В общем по газовым горелкам отсканировал, но получилось 51 лист и 5 Mb.
Если устроит вот ссылка http://ig-79-9t.narod.ru/gorelki.rar
Если на дайлапе, то подскажите как перегнать в.pdf чтобы ужать.

Уточнил, в сети городской давление 120 мм, маловато для нормальной мощности.
Когда будете смотреть инжекционные горелки обратите внимание:
- на Вашей горелке нет элемента формирующего факел, да и форма обратная "оригиналу",
- втыкая так газовую линию, Вы принуждаете поток воздуха её огибать, и когда воздуха ещё мало, разрежение за трубкой у форсунки отрывает факел.

В общем почитайте, посмотрите, если что не ясно спрашивайте

Osm 29-06-2007 06:37

ок, спасибо, читаю

Гриня 29-06-2007 10:04

может вот это полезно будет,
раньше лежало и там и там.
Довольно прикольная книга с научным уклоном, хотя в общем ничего особо сложного. На аглицком правда
http://rapidshare.de/files/17385588/Industrial_Burners_Handbook_-_C.E.Baukal__2003_.rar
http://mmcd.meditprofi.ru/machining/Industrial_Burners_Handbook_-_C.E.Baukal__2003_.rar

Vlad Klem 02-07-2007 15:28

То Osm
В ответах к Вам участники все перепутляли. Кислое с твердым, горячее со сладким. В советах и ювелирные горелки, и горелки для подогрева асфальта, которые работают только на открытом воздухе, так как дожиг факела идет за счет атмосферного воздуха. Попробуйте суньте сопло этой горелки в закрытое пространство и она моментально погаснет. Я же Вам запостил чертежи ижекционных горелок взятые с сайтов американских кузнецов и металлургов. (Там же есть все размеры, правда в дюймах, но я думаю это не проблема перевести это в мм). Горелки расчитываются на тепловую мощность и в зависимости от давления газа выбирается диаметр отверстия жиклера, (примерно от 0,5 до 1,0мм) диаметр и длина смесительной трубки (примерно 1/2" до 1")и диаметр воздушного (воздушных) отверстий для эжектируемого воздуха. Скажу, что баллонная пропан-бутановая смесь подаваемая под давлением 3ат. при коэффициэнте избытка воздуха 1,1 дает температуру факела до 2100*С.
Далее, - инжекционная горелка на сетевом газе работать не будет. Нужен принудительный поддув воздуха и камера смешения. Примерно вот такая схема:

Osm 02-07-2007 15:33

2mutant
о, спасибо, познавательно.

Osm 02-07-2007 15:42

2Vlad Klem
Спасибо за комментарий, я уже читаю книжки и похоже у меня получается понять суть и отделить горячее от сладкого Я действительно столкнулся с тем, что горелка хорошо работает на открытом воздухе и гаснет в печке, понимаю почему.
По поводу сетевого газа - такую схему уже видел, но есть сомнения, что сетевого газа хватит, чтобы дать необходимое количество теплоты в единицу времени, созимеримое с тем что даёт инжекционная горелка и давлением в 2-3 атм. Существенно увеличить теплоизоляцию у меня думаю не получится, т.е. печка будет греться дольше чем остывать. Каково Ваше мнение?

кузя 02-07-2007 17:53

2 Vlad Klem:
Не знаю как там у Вас с кузнецами в Пендосии
А у нас инжекционные горелки делятся на два вида:
1. с инжекцией газа воздухом
2. с инжекцией воздуха газом

Для горелок, второго типа, работающих на давлении 350-500 мм (средне давление) вентилятор не нужен, что является основным достоинством конструкции. Мало того, на среднем давлении довольно короткий факел.

Vlad Klem 02-07-2007 20:32

То Osm
Сетевой газ в основном состоит их метана. Его теплотворная способность ниже, чем у пропан-бутановой смеси. Я не знаю, какое давление в бытовой разводке, но знаю, что при коэффициэнте избытка воздуха 1,2-1,25 температура факела будет не ниже 1800*С. Так что вполне хватит для печки, даже для плавки стали, только конструкция горелки будет другая и другое (большее) отверстие жиклера. Надо просто посчитать какое оно будет при давлении бытовой сети. Для любой печи самое главное термоизоляция.

То кузя
Я не знаю, как там с кузнецами в пиндосии,
но у нас в Москве на Нагорной делается так, как я написал. И что интересно, работает неплохо.
А ежели Вы соизволите поднять мои старые посты, то прочтете, где я как-то уже отмечал, что горелками, сделанными мною, уже не первый год пользуются некоторые наши ножеделы например Г.К. Прокопенков и Василий Козлов и естественно Алексей Кукин. А также Сергей Данилов (Самурай) и Игорь Пампуха. Да и некоторые другие, которые, с моего разрешения, сделали их сами.

кузя 03-07-2007 04:02

quote: Originally posted by Vlad Klem:

С моего разрешения, сделали их сами.

Ёкараный бабай!!!
А я то думал, кто у нас в РОССИИИ горелки разрабатывает.

Смеюсь, по тому-что мой дед преподавал, а отец 30 лет ставил и налаживал горелки и я не первый год вместе с папой работаю. БИГ Промэнэргогазовский - труды не только наши, но и огромного коллектива, который по всей стране работает.

А если Вы пытаетесь оспорить своё мнение надо доводы а не данные "с потолка", да пиндосские доводы сюда кидать.
Это так для размышления.

Alhim 31-08-2007 01:43

Недавно изготовил печку, в качестве топлива - отработка (ибо, как бедный студент, не могу позволить себе расходовать такие количества пропана) . Греет вполне себе, шумит только сильно (впечатление такое будто взлететь собирается) .Ежели хотите могу скинуть фотки. Вопрос в определении температуры заготовки - на фоне разогретых кирпичей (пламя практически прозрачное) не могу определить цвет заготовки. Пробовал закалить два клинка из Х12МФ - оба оплавились,не сгорели (ибо были под флюсом) , а именно оплавились (когда флюс снял видно было риски от наждака переходящие в оплавленную поверхность по четкой кривой линии) и это при светло желтом (на взгляд) цвете каления. Опытные люди, если не сложно,сделайте табличку с цветами (картинка-квадратик необходимого цвета - соответствующая на ваш взгляд температура).

Osm 03-09-2007 17:56

2Alhim
Конечно, очень интересно было бы увидеть картинки.

Osm 04-09-2007 18:05

Существует ли какая то формула расчёта расхода газа при выходе из жиклёра определённого диаметра, если он подаётся к соплу под определённым давлением? Или на это влияет ещё и геометрия сопла, диаметры подводящих шлангов и т.п.? Интересует расход именно газа, а не количество получаемой горючей смеси.

Osm 04-09-2007 18:06

Дополнение - считаю что газ выбрасывается в атмосферу, т.е. снаружи давление атмосферное.

Alhim 04-09-2007 18:34

quote: Originally posted by Osm:
Прочитал умных книжек. Многое понял.
Появился вопрос на который не нашёл ответа:
Существует ли какая то формула расчёта расхода газа при выходе из жиклёра определённого диаметра....... Или на это влияет ещё и геометрия сопла, диаметры подводящих шлангов и т.п.? Интересует расход именно газа, а не количество получаемой горючей смеси.

Гриня 05-09-2007 07:16

Alhim, неправду пишете.
Osm, уточните что вы понимаете под "подаётся к соплу под определённым давлением". Давление непосредственно перед сужающейся частью сопла, или на выходе из балона, и после него по трубопроводу и только потом форкамера.
В любом случае влияние шлангов сказывается только на падении давления в них.

Расход газа[кг/(м**2 сек)] не зависит от конфигурации сопла, только от давления и температуры газа непосредственно перед соплом, ну еще гаммы понятно. НО если вы хотите получить нормальную струю при отношении давлений Пфоркамеры/Патм>1.89 то надо грамотно профилировать расширяющуюся часть и здесь уже от давления и желаемых результатов многое зависит.

Р.С. в книжке на аглицком на которую я сцылил это есть,
на русском это есть в любом учебнике по газовой динамике. Глава ускорение газового потока.

Osm 05-09-2007 11:28

2Гриня
Я имел ввиду давление на выходе из редуктора, после редуктора шланг до сопла.
Только я не совсем понимаю. Если я на сопле поставлю барометр, он что покажет давление отличное от того что показывает редуктор?
Насчёт струи речи не идёт. Я просто хочу понять - какой расход газа у инжекционной горелки с определёнными параметрами (диаметр сопла и давление подаваемого газа я знаю.) и подобрать диаметр сопла таким, чтобы при давлении равным давлению в бытовой сети расход был такой же, подведя потом необходимое количество воздуха я получу горелку аналогичной мощности.

Гриня 05-09-2007 11:44

конечно, на шланге идет падение давления, как и на всяком сопротивлении.
давление у вас какое, больше 0.89 атмосфер избыточных?

расход в критическом сечении

q=P/sqrt(T)*((2/k+1)**(k+1/2(k-1)))*sqrt(k/R) [кг/м**2 сек]

P,T-давление полное в паскалях и температура в кельвинах перед соплом
sqrt-корень квадратный
k-показатель адиабаты
**- возведение в степень
R-газовая постоянная в Си(кг а не моли)

Osm 05-09-2007 13:17

2Гриня
избыточное давление в бытовой сети, как я понял 13 мбар.
насчёт формулы - не понял, т.е. зависимости от диаметра сопла нет совсем?

Гриня 05-09-2007 14:04

я же размерность написал, кг/м**2 сек, домножаете на площадь сопла и получаете кг/сек.

Alhim 05-09-2007 14:15

Хм, я почему-то полагал что расход через сопло зависит от его геометрии. Гриня, а не могли бы вы подсказать как инжектор рассчитать. Дано - диаметр газового сопла 1 мм давление на входе в сопло 4 ати,диаметр трубы инжектора 40мм, длинна 100 мм. Вопрос какое количество воздуха инжектируется?

Osm 05-09-2007 15:45

так насчёт количества инжектируемого воздуха как раз ничего сказать и нельзя, это как раз я так понимаю является предметом проектирования конкретной горелки.

Гриня 06-09-2007 08:11

quote: так насчёт количества инжектируемого воздуха как раз ничего сказать и нельзя, это как раз я так понимаю является предметом проектирования конкретной горелки.

так и есть, можно попробовать отмаштабировать по уже известной горелке.
площадь трубы пропорционально расходу топлива(на первый взгляд), длину трубы 5-7 диаметров(из книги соотношение).

здесь собственно 2 вопроса, чтобы засосало столько сколько надо с учетом кпд(диаметр), и чтобы все это фифективно смешалось т.е диаметр слоя смешения =диаметру трубы=>длина трубы.
если второе еще куда не шло, то что делать с первым я не представляю.

проще не греть голову, а сделать по уже готовым чертежам

Гриня 06-09-2007 13:05

дружно ищем книги.
В.П. Михеев
Газовое топливо и его сжигание
недра 1966

В.В. Мурзаков
Основы теории и практики сжигания газа в паровых котлах
Энергия 1964

Иванов Ю.В.
Основы расчета и проетировния газовых горелок.

ключевые слова думаю понятны.
сканера у меня нет, перебивать сильно кучеряво

Osm 06-09-2007 16:27

ок, санкс.

Alhim 07-09-2007 01:12

Да не вы не поняли - горелка есть и нормально работает (фото на днях выложу - извиняйте за задержку сейчас болею) , вот только не понятно какая атмосфера в печке получается при работе - окислительная или восстановительная.

tov. Gnom 09-09-2007 18:32

Подскажите какой в среднем расход у горелки получается? И как долго заготовка порядка 5 мм прогревается.

Osm 18-09-2007 10:24

Первое фото - печь во время работы, работает на полную мощьность (улитка включена).
Второе - верх печи видно корпус горелки, верх горелочного камня, вентилятор и форсунку.
Третье - ну это,собственно, слиток который за эту плавку вышел (примерно 1,7-2 % углерода, из-за быстрого охлаждения получились пустоты внутри, расковать не удалось, лопнул.
Четрертое - крышка горелки снята, видно горелочный камень.
Пятое - собс-но крышка горелки с инжектором, видно запальное отверстие в горелочном камне.

Osm 27-09-2007 06:30

Спасибо, большое.
Скажите, пожалуйста, получается, что у Вас к форсунке подходит масло под давлением и воздух, а для чего нужна ещё улитка? Она создаёт разрежение в горелочном камне или для лучшего смешения смеси?

Alhim 27-09-2007 15:28

Улитка нужна для подачи дополнительного воздуха. Он входит в корпус горелки тангенциально и закручивает поток, ну и для охлаждения инжектора тоже.

Газовой сварочной горелкой называют устройство, позволяющее правильно смешивать горючий газ (или пары горючей жидкости) с кислородом и получить стабильное сварочное пламя нужной мощности. Сварочные горелки входят в состав .

Классификация сварочных горелок

Сварочные горелки классифицируются по нескольким признакам:

а) по способу подачи кислорода и горючего различают инжекторные и безынжекторные газовые горелки;

б) по роду горючего вещества горелки делятся на газовые (в которые подаётся горючий газ) и жидкостные (в которых распыляется бензин или керосин);

в) в зависимости от своего назначения горелки бывают универсальные и специализированные;

г) в зависимости от количества потоков газового пламени грелки делятся на однопламенные и многопламенные;

д) по способу применения горелки делятся на ручные и машинные;

е) по мощности горелки бывают малой мощности (с расходом ацетилена с расходом ацетилена 25-400л/ч, средней мощности (в них расход ацетилена составляет 400-2800л/ч) и большой мощности (с расходом газа 2800-7000л/ч).

Классификация и область применения горелок для ацетиленокислородной сварки

Согласно ГОСТ1077, однопламенные универсальные газовые горелки для ацетиленокислородной сварки делятся на четыре вида: Г1 (микромощности), Г2 (малой мощности), Г3 (средней мощности,) и Г4 (горелки большой мощности).

Наибольшее применение получили горелки малой и средней мощности. Горелки малой мощности используют , толщиной 0,2-07мм. В комплекте с ними идут четыре наконечника разной величины.

Горелки средней мощности применяют при ручной газовой сварке, или же для наплавки, пайки и предварительного подогрева металлов. В комплекте с горелками средней мощности имеется ствол и семь сменных насадок различной величины. Насадки крепятся и фиксируются на стволе с помощью накидной гайки.

Такая комплектация горелок позволяет регулировать мощность сварочного пламени в большом диапазоне и производить толщиной 0,5-30мм.

Устройство и принцип действия инжекторных и безынжекторных сварочных горелок

На рисунке ниже показано устройство инжекторных (вверху) и безынжекторных (внизу) сварочных горелок.

Наибольшее распространение на практике получили инжекторные горелки. Инжектор представляет собой цилиндр, в котором по центру выполнен канал небольшого диаметра для кислорода, и выполнены радиально расположенные каналы для горючего газа. Подача кислорода осуществляется с давлением, превышающим давление горючего газа. Таким образом, с помощью кислородного потока горючий газ подсасывается в смесительную камеру. Подобный принцип подачи называется инжекцией.

Кислород из подаётся в сварочную горелку и через присоединительный штуцер (поз.5) проходит к инжектору (поз.7). Регулировочный вентиль (поз.6) позволяет контролировать количество подаваемого кислорода.

Проходя через центральное отверстие инжектора (поз.7) под большим давлением, кислород создаёт разряженное пространство в смесительной камере (поз.8) и засасывает в неё горючий газ, который подаётся через радиальные каналы инжектора. Образующаяся в смесительной камере горючая смесь по наконечнику (поз.2) направляется к мундштуку (поз.1). На выходе из мундштука газовая смесь сгорает, образуя сварочное пламя. Наконечник соединяется со стволом сварочной горелки при помощи накидной гайки (поз.3).

Инжекторные сварочные горелки идут в комплекте со сменными наконечниками. Сменные наконечники различаются диаметрами отверстий в мундштуке и инжекторе, благодаря чему можно изменять мощность сварочного пламени.

В безынжекторных горелках отсутствует инжектор. Кислород и горючий газ в них подаётся под одинаковым давлением (около 100кПа). В таких горелках вместо инжектора установлено обычное смесительное сопло, которое вворачивается в наконечник.

Инжекционная газовая горелка низкого давления по принципу организации смешения газа с воздухом относится к газовым горелкам с частичным предварительным смешением.

Струя газа в горелке под давлением выходит из сопла (1) с большой скоростью и за счет своей энергии захватывает в конфузоре (2) воздух, увлекая его внутрь горелки. Смешение газа с воздухом происходит в смесителе, состоящем из конфузора (2), горловины (3) и диффузора (4). Разрежение, создаваемое инжектором, возрастает с увеличением давления газа в горелке, и при этом изменяется количество подсасываемого первичного воздуха (от 30 до 70%), необходимого для полного сгорания газа. Количество воздуха, поступающего в газовую горелку, можно изменять при помощи регулятора (6) первичного воздуха, представляющего собой шайбу, вращающуюся на резьбе. При вращении регулятора изменяется расстояние между шайбой и конфузором, и таким образом регулируется подача воздуха.

Инжекционная газовая горелка низкого давления:
1 - сопло; 2 - конфузор; 3 - горловина; 4 - диффузор; 5 - огневой насадок; 6 - регулятор первичного воздуха.

Для обеспечения полного сгорания топлива в газовой горелке часть воздуха поступает за счет разрежения в топке. Регулирование расхода вторичного воздуха производится путем изменения разрежения в топке.

Инжекционные горелки низкого давления выполняются огневыми насадками (5) разной формы.

Инжекционные газовые горелки обладают свойством саморегулирования, т.е. возможностью обеспечения постоянства соотношения между количеством поступающего в горелку газа и количеством подсасываемого ими первичного воздуха. При этом, если подача воздуха в горелку при помощи шайбы отрегулирована по цвету пламени или показанию газоанализатора на полное сгорание газа и газовая горелка работает спокойно без шума, то дальнейшее изменение ее нагрузки можно проводить, увеличивая или уменьшая только расход газа, не меняя положения воздушной шайбы.

Изменяя режим работы газовой горелки, необходимо следить за устойчивостью ее пламени, так как на характер горения газа влияют не только количество подаваемого в нее первичного воздуха, но и количество вторичного воздуха, поступающего в топку.

Инжекционная горелка среднего давления ИГК конструкции Ф.Ф.Казанцева относится к горелкам с полным предварительным смешением и устойчиво работает при давлении газа 2... 60 кПа (200... 6 000 мм вод. ст.).

Газ, поступающий в газовую горелку через газовое сопло (4), инжектирует воздух в необходимом для сжигания количестве. В смесителе (2), состоящем из конфузора, горловины и диффузора, осуществляется полное перемешивание газа с воздухом.

Инжекционная горелка ИГК среднего давления конструкции Ф. Ф. Казанцева:
1 - пластинчатый стабилизатор горения; 2 - смеситель; 3 - регулятор подачи воздуха; 4 - газовое сопло; 5 - гляделка.

В конце диффузора в газовой горелке установлен пластинчатый стабилизатор (1), который обеспечивает устойчивую работу горелок без отрыва и проскока пламени в широком диапазоне нагрузок. Стабилизатор горения состоит из тонких стальных пластин, расположенных на расстоянии примерно 1,5 мм одна от другой. Пластины стабилизатора стянуты между собой стальными стержнями, которые на пути движения газовоздушной смеси создают зону обратных токов горячих продуктов горения, за счет теплоты которых происходит непрерывное поджигание газовоздушной смеси. Фронт пламени удерживается на определенном расстоянии от устья горелки.

Регулирование подачи воздуха производится с помощью регулятора (3). На внутренней его поверхности укреплен клеем шумопоглощающий материал. В регуляторе выполнено смотровое окно — гляделка (5) для наблюдения за целостностью стабилизатора.

К недостаткам инжекционных горелок относятся:

• значительные габариты горелок по длине, особенно горелок увеличенной производительности (например, горелка ИГК-250-00 номинальной производительностью 135 м3/ч имеет длину 1 914 мм);
• высокий уровень шума у инжекционных горелок среднего давления при истечении газовой струи и инжектировании воздуха;
• зависимость поступления вторичного воздуха от разрежения в топке (для инжекционных горелок низкого давления), плохие условия смесеобразования в топке, приводящие к необходимости увеличения общего коэффициента избытка воздуха до 1,3...1,5 и даже выше для обеспечения полного сгорания топлива.

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.