Использование газового топлива неэффективно, без применения специальных горелок. Сегодня рынок предлагает немалый выбор конструкций, от профессиональных, создающих температуры до 1500 градусов и выше, до бытовых устройств, которые нужны для отопления, готовке пищи.
Тем не менее самостоятельно изготовление этих устройств домашними умельцами обычное дело. Причина проста — газовая горелка своими руками, приспособленная к конкретной задаче и условиям работы удобнее, даже если обходится дороже фабричной.
Виды и классификация
По назначению устройства разделяют на профессиональные и бытовые.
К первым относятся:
- Горелки для работы связанных с обработкой металла: для пайки, кузнечных, сварочных.
- Устройства для общестроительных, дорожных работ, устройстве кровли, работах по обжигу дерева, очистке от старой краски.
- Технологическое оборудование различного назначения. К примеру, сушильные камеры, инструменты пищевой промышленности.
Из бытовых это газовая плита, форсунки домашних печей, отопительных котлов, газовые конвекторы.
К бытовым можно отнести устройства домашней мастерской. Именно тут чаще всего встречаются горелки своими руками не только изготовленные, но изначально спроектированные под выполнение специфических задач.
Устроены они по двум основным схемам:
- инжекторные или инжекционные;
- с полным предварительным смешиванием рабочей смеси, или эжекционные.
В первом типе воздух (или кислород) захватывается подаваемой струей газа. У вторых получение газовоздушной смеси происходит в предварительной камере.
Разновидности горелок
Все устройства можно классифицировать по двум параметрам: технологии функционирования и сфере применения.
По принципу функционирования можно выделить такие типы устройств:
- диффузионные, в которых процесс смешивания газа и кислорода осуществляется в ходе горения;
- инжекционные, где еще до поступления газа в топочную камеру, его обогащают кислородом;
- атмосферные, которые по принципу работы напоминают инжекционные, однако кислород в них подается в меньшей степени;
- рекуперативные, где специальное устройство — рекуператор — разогревает газ, прежде чем смешать его с воздухом;
- регенеративные — похожи на рекуперативные, но разогрев до нужной степени осуществляется другим узлом — регенератором, который вначале разогревает газ и кислород, а уже затем подает его в топочную камеру;
- надувные, где воздух нагнетается в топочную камеру с помощью вентилятора;
- с предварительным полным смешиванием, где кислород добавляется рядом с выходным отверстием;
- с неполным предварительным смешиванием.
Также устройства классифицируются по предназначению:
- Бытовые приборы, характеризующиеся малой мощностью. Чаще всего речь идет об атмосферных устройствах, так как их эксплуатация сопряжена с наименьшим количеством проблем.
- Промышленные оборудование, применяющееся в котельных, на предприятиях и для обогрева большого количества жилых единиц. Наиболее распространены инжекторные, вентиляторные и диффузные устройства.
Что необходимо чтобы сделать?
Сначала инструменты. Хотя по большей части сборку делают из уже готовых элементов, необходимы:
- Ножовка по металлу.
- Дрель с набором сверл.
- Пассатижи, отвертка, напильники личной, бархатный либо соответствующие надфили.
- Набор плашек и метчиков с держателями.
- Слесарные тиски.
Из основных материалов понадобятся:
- Резиновый или силиконовый шланг для подключения устройства к баллону с газом.
- Два газовых вентиля: главный, открывающий подачу газа и регулировочный, служащий для изменения количества газа подаваемого в зону горения.
- Трубка с тонким отверстием на выходе— жиклер (форсунка).
Нередко, газовый жиклер называют ниппелем, что неправильно и противоречит принципу работы устройства. Ниппель — трубка с резьбой, нередко со встроенным клапаном. Служит для соединения деталей. Жиклер обеспечивает впрыск нужного количества топлива в смесительную камеру (к примеру — жиклер карбюратора).
- Трубки для тела изделия, камеры инжектора с соплом.
- Рукоятка.
Точный список определится при подробной проработке чертежей самодельной газовой горелки, исходя из заготовок, имеющихся в распоряжении.
Как горючее используют:
- пропан или пропан-бутановую смесь;
- метан или природный газ;
- ацетилен;
- водород.
У каждого газа свои особенности. Для бытовых, а также самодельных систем наиболее удобен ацетилен, пропан, а также его смесь с бутаном.
Водородный баллон достать довольно сложно, у метана давление выше, чем у бытового газа, ему необходим редуктор.
Подключение самодельного сварочного аппарата
Схема подключения инвертора к аккумулятору.
Готовый сварочный инвертор нужно подключить в сеть или к аккумулятору. Для подключения к аккумулятору используйте зажимы. Обязательно соблюдайте полярность. Черный зажим идет на»-«, а красный — на «+». В случае если между аккумулятором и бортовой сетью агрегата присутствует соединение, его можно не отсоединять. В момент подключения выходов сварочного инвертора с аккумулятором должна появиться искра.
Подключите устройства к розетке. Розетка должна иметь предохранитель или функцию автоматического выключения. В случае необходимости допускается использование удлинителя до 50 м.
Включите кнопку агрегата. Если все нормально, то загорится зеленый светодиод. Он будет гореть зеленым до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не будет выходить за приемлемые границы.
При подключении и использовании самодельного инвертора нужно учитывать еще один очень важный момент. В том случае, если при работе сварочного инвертора на нагрузку напряжение аккумулятора снизится до 10,5 Вт и будет продолжать падать в течение более чем 1 минуты, аппарат автоматически отключится. Это предотвратит полную разрядку аккумулятора и избавит от необходимости его ремонта. Менее продолжительные падения напряжения не навредят ни сварочному аппарату, ни аккумулятору, ни сети.
Безопасность работы
Главный травмирующий фактор при использовании и наладке горелки — температура.
Опасен и газ, даже бытовой, о чем свидетельствуют несчастные случаи, связанные со взрывами, либо отравлением.
Мощность пропановой горелки зависит от диаметра инжектора и форсунки. Нужно помнить: горит не сам газ, а смесь его с воздухом (кислородом).
Чем больший объем вступает в реакцию, тем сильнее факел. При этом возрастает опасность получить в инжекторной камере опасную пропорцию пропана с воздухом, а как следствие небольшой взрыв — хлопок.
Поэтому самодельная горелка не нужна слишком большой. Как правило, диаметр инжектора не превышает 3-5 см, а отверстие жиклера 0,5 мм.
Важно! Работайте в проветриваемом помещении либо на улице. Для защиты рук используйте перчатки.
Применение водородной сварки
Водород подходит для сварки железных изделий, но не нержавеющих сталей, так как он растворяется в расплавленном никеле, также такая сварка не подходит для меди, но водородная атмосфера не дает поверхности окисляться.
Сварочный водородный аппарат способен работать от обычной бытовой электросети, прибор работает в автоматическом и ручном режиме. В стандартную горелку по шлангу подается смесь кислорода и водорода, температура пламени регулируется на уровне 600 – 2600 градусов.
Этими аппаратами легко пользоваться, они не требуют частой перезарядки, ими можно начинать пользоваться уже через пару минут, при этом аппарат весьма мощный.
Такая сварка весьма экологична, что отличает ее от ацетиленовой, сильно загрязняющей окружающую среду. Приборы безопасны при хранении и работе, при этом от защитной одежды отказываться не стоит.
Еще одно важное условие перед началом работы, нужно правильно подобрать электроды, все разновидности сварочных электродов уникальны, от их правильного выбора будет во многом зависеть успех работы, при выборе нужно учесть рабочий материал, требуемое качество шва, условия работы и многие другие параметры.
- Такая сварка способна выполнить практически любую задачу по пламенной обработке материала. Эти приборы весьма популярны у ювелиров, стоматологов и специалистов по ремонту холодильников.
- Мощные аппараты позволяют варить материал, толщиной до 3 мм, они постоянно используются на станциях по ремонту различной техники, так как там нельзя использовать кислородные баллоны.
- Водородные аппараты можно использовать для кузовных работ, ремонта батарей, блоков и двигателей. Как только будет достигнут максимально возможный уровень давления электролита, система сама подаст сигнал и аппарат отключится, что обеспечивает высокую пожаробезопасность.
Эта технология обеспечивает намного более чистый рез, по сравнению с пропаном и ацетиленом. Эти аппараты применяются в колодцах тоннелях и метрополитене, там запрещены пропан и ацетилен.
Водородная сварка возможна и при отрицательной температуре. Такой аппарат весьма пригодится дома, но они достаточно дороги, есть и другой вариант, собрать прибор самому.
Водородная сварка своими руками
Водородную смесь можно получить при помощи электролиза водного раствора щелочи, источник тока можно сделать, используя выпрямитель для зарядки аккумулятора от машины.
Электролиз должен происходить в сосуде, дома подойдет стеклянная банка с крышкой из полиэтилена, ее объем может быть от полулитра. В крышке сделайте точки вывода для проводов и пластин электродов, а также для втулки трубки отвода газов.
Далее, герметизируйте все выводы и крышку, для этого можно воспользоваться обычным Моментом. Заполните банку электролитом через щтуцер отвода газов, это можно сделать при помощи шприца.
Гидродозатором может быть второй сосуд, в нем происходит барботирование газов, там они насыщаются парами горючих веществ. Эта смесь отправляется в третью емкость с водой, она является затвором для выхода газов. Газ с кислородом, водородом и горючими веществами будет выходить через медицинскую иголку.
- Температура пламени может доходить до 2500 градусов, но если менять уровень подаваемого напряжения ее можно регулировать.
- Процесс горения должен быть стойким, если изменить напряжение на электродах, поменяется и сила тока, а она влияет на дозу выделения газа.
- При электролизе идет расход воды, а количество щелочи не меняется, она распадается на ионы, что повышает электропроводность раствора.
Топливную смесь можно пополнять обычным медицинским шприцем с иглой. Внутри трубки шприца нужно поместить ватные тампоны, на ее конце и основании, это необходимо, чтобы не было проскока пламени по трубке в сосуд со спиртовым составом.
Выпрямитель можно собрать, соединив диоды по полупериодной сети, для этого подойдет трансформатор с мощностью от 180 Вт, хорошим вариантом будет прибор от старого советского телевизора, удалите вторичные обмотки и намотайте новые, используя толстый медный обмотанный провод.
Сделайте отводы, чтобы регулировать выходное напряжение, обеспечивающее работу электролизера. Температура пламени будет зависеть от состава топлива, можно использовать ацетон или этиловый спирт.
Если вы выбрали ацетон, не ставьте втулки из трубок от гелиевых ручек, они в нем растворятся. Если в смеси будет преобладать кислород, пламя может погаснуть.
Если вы соберете устройство качественно, и оно будет герметичным, то сможет проработать очень долго. Если же вам нужно сварить крупные металлические элементы, то нужно узнать, как делается контактная сварка своими руками, в принципе, это вполне возможно.
Водородная сварка может быть весьма опасной, так как смеси могут взрываться, кислородные редукторы воспламеняться, случаются и обратные удары пламени.
Перед началом работы, нужно четко изучить технику безопасности, это первое, что необходимо для сварки новичку, пренебрегать ею невозможно. Нельзя проводить такую сварку вблизи легко воспламеняющихся веществ.
Если сварка идет в закрытом помещении, нужно часто делать перерывы и выходить на воздух. В закрытом и полузакрытом помещении для удаления газов используйте местные отсосы. Если сварка идет в резервуаре, то обязательно нужен наблюдатель снаружи.
- Все работы проводите только в защитных очках, чтобы не повредить глаза. Если используете газовые баллоны, переносите их на тележке или носилках и используйте защитный колпак.
Они не должны соприкасаться и падать, в зоне сварки не должно быть кислородных баллонов. Всегда используйте редукторы с исправными манометрами, чтобы избежать взрывов.
Пламя горелки при сварке должно быть направлена в сторону от источника питания, если это невозможно, оградите источник при помощи железного щита. Газопроводящие рукава должны находиться вблизи сварщика, в перерывах пламя горелки нужно тушить. Если соблюдать эти простые правила, водородная сварка всегда будет безопасной.
Какую делать?
Перед тем как приступить к изготовлению, выберем подходящий тип горелки из следующего перечня:
- атмосферные инжекционные;
- эжекционные;
- с наддувом.
Второй и третий тип более сложен для изготовления. А чтобы организовать наддув понадобится сжатый воздух либо кислород, а значит компрессор либо еще один баллон.
Проще всего для самостоятельного исполнения будет первый тип, именно его стоит предпочесть.
Управление процессом атмосферной горелки происходит регулировочным вентилем. Поэтому от того, какой подвернется, во многом зависит выбор типа, а также модели самого устройства.
Нужно помнить, что горение того или иного газа зависит от диаметра отверстия жиклера. Водородный жиклер имеет его несколько меньше, пропановый — больше.
Конструкции, схемы, чертежи, технология сборки
В первую очередь понадобится чертеж будущего устройства, эскиз или схема горелки, с размерами.
Найти готовый несложно с помощью интернета. Если вы представляете общие принципы работы устройства, владеете методикой его расчета, разработать проект можно самостоятельно.
Как простой вариант — использовать вентиль от баллона из-под пропана или кислорода, известный как модель ВК-74 (см. схему).
К боковой резьбе вытачивают штуцер, который одновременно будет служить рукоятью. Можно использовать подходящую по размеру трубу. На одной ее стороне нарезать внутреннюю резьбу, с другой сделать хвостовик для надевания газового шланга.
На ту резьбу, которой он крепится к баллону, навинчиваем заглушку. В ее торце сверлим отверстие, нарезаем резьбу под жиклер. К заглушке на стальных спицах привариваем сопло, которое одновременно послужит инжекторной камерой.
Еще проще, если вам попадется старый ацетиленовый резак или бензорез. По сути, это готовая горелка. Достаточно убрать, чтобы не мешали, части связанные с подачей кислорода, газовое сопло заменить жиклером, закрепить над ним инжекторную камеру-сопло.
Структурная схема сварочного аппарата
Для производства сварочных работ используются устройства, работающие на переменном и постоянном токе.
Схема любого аппарата включает в себя трансформатор (возможно использование трансформатора из микроволновки), выпрямитель, дроссель, держак, электрод. Именно в такой последовательности происходит протекание электрического тока по замкнутой цепи.
Цепь замыкается, когда между электродом и металлическими заготовками, которые нужно соединить, возникает электрическая дуга.
Чтобы качество сварного соединения было высоким, необходимо обеспечить устойчивое горение этой дуги.
Аппараты постоянного тока применяют для сварки элементов из тонколистового металла. При этом способе сварки можно использовать любые электроды и электродную проволоку без керамической обмазки.
Держак электрода присоединяется к выпрямителю через дроссель. Это делается для того, чтобы сглаживать пульсации напряжения.
Дроссель представляет собой катушку медных проводов, которая намотана на любом сердечнике. Выпрямитель, в свою очередь, соединяется с вторичной обмоткой трансформатора.
Трансформатор включается в бытовую электросеть. Последовательность соединения проста и наглядна.
Преобразование напряжения переменного тока выполняется с помощью понижающего трансформатора.
Согласно закону Ома напряжение, которое индуцируется на вторичной обмотке трансформатора, уменьшается, а величина тока увеличивается с 4-х ампер до 40 и более.
И с помощью проводов присоединить к нему держак электрода. Но использовать держак в практических целях невозможно, поскольку схема не содержит других необходимых элементов.
И главное – в ней отсутствует регулятор величины тока. А так же выпрямитель и другие элементы.
Трансформатор считается основным элементом сварочного аппарата. Его можно купить или приспособить уже бывший в эксплуатации.
Многие мастера используют трансформатор от микроволновки, отработавшей свой срок. По своим габаритам и весу микроимпульсный элемент всегда занимает много места в конструкции.
Если рассмотреть сварочный агрегат в целом, то можно выделить три основных блока, которые она в себя включает:
- блок питания;
- блок выпрямителя;
- блок инвертора.
Самодельный инверторный аппарат можно скомпоновать таким образом, чтобы он имел минимальные габариты и вес.
Такие устройства, рассчитанные на применение в домашнем хозяйстве, сегодня продаются в магазинах.
Преимущества инверторного аппарата перед традиционными агрегатами очевидны. В первую очередь, следует отметить компактность аппарата, удобство в эксплуатации, надежность.
Самые общие расчеты подтверждают, что сделать такой аппарат своими руками проще и выгоднее.
Основные элементы, практически, всегда можно найти среди электротехнических машин и приборов, которые оказались в запасниках. Или на свалке.
Простейший регулятор тока можно сделать из куска нагревательной спирали, которая используется в бытовых электрических плитах. Дроссель – из отрезка медной проволоки.
Видео:
Радиолюбители придумали самый простой по схеме импульсный способ сварки. Он используется для крепления проводов к металлической плате.
Никаких сложных приспособлений – только дроссель и пара проводов. Регулятор силы тока тоже не нужен. Вместо него в цепь включается плавкая вставка.
В качестве второго — используется зажим типа «крокодил». Вилка с проводами включается в розетку бытовой сети.
Зажим с проводом резко прикладывается к плате в том месте, где его нужно приварить. Возникает сварочная дуга и в этот момент могут перегореть предохранители, которые находятся в электрическом щите.
Этого не происходит, потому что быстрее сгорает плавкая вставка. А провод остается надежно приваренным к плате.
Мини
Совсем крохотную газовую горелку можно изготовить из штуцера для накачки баскетбольных мячей, иголки шприца и парочки капельниц, или как их называют медицинских «систем» капельного введения лекарств. Работать самоделка может даже от баллончика для заправки зажигалок.
Регулировочные роликовые зажимы исполнят роль вентилей.
Правда, к этому устройству нам понадобится принудительная подача воздуха, для инжекции атмосферного воздуха диаметр сопла слишком маленький. С этой целью можно использовать компрессор аквариума, либо старого холодильника.
У иглы шприца и штуцера аккуратно стачиваем острие. После этого, иглу шприца слегка согнув вставляем в боковое отверстие штуцера, так, чтобы конец слегка вышел из срезанного кончика.
Место ввода иглы обматываем медной проволокой, хорошо пропаиваем с кислотой.
Горелка готова. Осталось подсоединить к ней газ и воздух .
Инструкция по использованию
Если вами будет использоваться газовая горелка для кровельных работ, то необходимо перед этим осуществить несколько этапов. Первоначально подготавливается основание для укладки материала, для этого поверхность очищается от пыли и мусора. Если есть потребность, то бетонную стяжку следует выровнять. Далее поверхность обрабатывается праймером. На следующем этапе можно начинать работу с рулонным материалом, который раскладывается с обеспечением нахлеста. Ширина последнего может варьироваться от 8,2 до 9 см. Такая укладка гидроизоляции является только лишь примеркой. В ходе этих манипуляций рулоны следует выровнять, а после скатать обратно. Материал нужно зафиксировать у основания кровли, в процессе чего используется газовая горелка для кровельных работ. Теперь к работе должен быть подключен помощник. Один из мастеров прогревает с помощью оборудования поверхность основания, а также нижнюю поверхность гидроизоляции. Тогда как второй человек занимается плотным прижиманием изоляции к поверхности крыши. При этом рулон предстоит немедленно раскатать. Для того чтобы исключить образование складок и пузырьков, рулон следует прокатывать ручным катком. Если было обнаружено отслоение швов, то горелка газовая для кровельных работ, фото которой представлены в статье, позволит исключить данные погрешности.
Форсунка и ручка — варианты изготовления
Если взглянуть со стороны, ручка и форсунка, по сути, весь агрегат. Остальное трубки и вентили, подводящие газ.
Для форсунки можно приобрести латунный жиклер от газовых приборов. Они без проблем продаются, стоят копейки.
Если нужна особая конструкция, поступить можно следующими образом.
Подходящую заготовку зажимаем тисками.
Чтобы не смять резьбу зажимая деталь в тиски воспользуйтесь прихватите сначала обычной деревянной прищепкой.
Аккуратно сверлим отверстие сверлом подходящего диаметра, не доходя до конца около миллиметра. Стачиваем оставшийся металл, до появления точки, оставленной самым кончиком сверла.
После этого, тонким сверлом или закаленным шилом изнутри пробиваем отверстие нужного диаметра.
В качестве рукоятки можно использовать любой подходящий предмет. Подойдет ручка от старого паяльника, обрезок толстостенного шланга, просверленный кусок дерева.
Для фиксации деталей и шлангов используем зажимные хомуты, клей термопистолета.
Регулировку и настройку пламени горелки производят следующими способами:
- вентилем регулировки газа — текущая;
- перемещением форсунки (жиклера) по оси инжекционной камеры, изменением его отверстия.
- изменением размера и формы приточного окна, через которое поступает атмосферный воздух.
Последние два способа применяются при настройке. При эксплуатации их менять не требуется. Однако если вы не уверены в точности расчетов конструкции стоит позаботится о возможности их регулировки.
