Выбираем газовую горелку: виды конструкций и применение

Газоплавильная сварка металла предполагает использование такого оборудования, как газовая горелка. С ее помощью происходит нагревание и плавление металлических поверхностей, подлежащих соединению. Как правило, все горелки имеют простую конструкцию, небольшой вес, удобны при использовании. Чтобы правильно выбрать инструмент для предстоящей вам работы, стоит обратить внимание на конструктивные особенности, а также разновидности горелок.

Как устроена газовая горелка. Принцип действия

Конструкция газовой горелки традиционно состоит из изоляционной втулки, сопла, диффузора, смесительной камеры, регуляторов поступления газа, кабельных разъемов, рукоятки, оснащенной кнопкой, кабеля, разъема и мундштука наконечника. Устройство газовой горелки может включать в себя и иные элементы – пьезоэлемент, систему охлаждения, подающее устройство. Наличие или отсутствие тех или иных комплектующих зависит от способов подачи горючего газа.

1. Схема горелки инжекционного типа включает в себя регулятор подачи воздуха, сопло, смеситель, распределительный коллектор. Перед тем, как окончательно перемешаться, газовоздушная смесь разреживается, происходит подсос воздуха, затем струя выравнивается в диффузоре и поступает в коллектор, где равномерно распределяется по отверстиям.

   
   горелки для сварки: инжекторная — а; безинжекторная — б; 1 — мундштук; 2 — трубка наконечника; 3 — смесительная камера; 4 инжектор; 5, 6 — регулировочные вентили; 7— ствол; 8 — трубка; 9, 10— ниппели

В свою очередь, инжекционные горелки бывают двух разновидностей:

• с полной инжекцией, или горелки повышенного давления;
• с частичной инжекцией, или горелки низкого давления.

Аппараты первого типа используются преимущественно в котлах отопления и при обогреве промышленных печей. Они обеспечивают полное смешение компонентов, предназначенных для сгорания. Второй тип распространен в печах для подогрева паяльников, автокоптилках, в топках котлов Стреля и Стребеля. Зона горения таких устройств обеспечивается лишь частью необходимого воздуха, достаточное количество его набирается из окружающей среды.

1. Неинжекционные горелки предполагают одинаковое давление для кислорода и горючего газа при поступлении их в смеситель. Их конструкция осложнена вентилятором, электрическим двигателем для привода, а также воздухопроводами. За счёт этих деталей величина неинжекционных горелок может достигать 1,9 м в длину, что делает инструмент не слишком комфортным в использовании.

Кислород и газ для горения доставляются в сопло смешения аналогичными путями. Из баллона газы посредством трубки поступают в горелку, минуя регулировочный вентиль и приемный ниппель. В камере смешения происходит уменьшение скорости потока газа (так как увеличивается сечение), и кислород с горючим газом взаимодействуют до образования однородной по всему объему горючей смеси. Далее смесь через насадку на трубку выходит наружу, где и происходит образование сварочного пламени.

Зная, как устроена и как работает газовая горелка, а также как правильно соблюсти последовательность расположения деталей, можно соорудить такое приспособление в домашних условиях. Однако следует помнить, что для обеспечения постоянной скорости выхода газовой смеси из мундштука нужно тщательно подобрать состав соединяемых между собой газов, отрегулировать диаметр выходного канала и обратить внимание на конструкцию мундштука.

Горелки закрытого типа

В настоящее время отопительное оборудование оснащают горелками закрытого типа. Подобные котлы называют «турбированными». Для их эксплуатации требуется монтаж компактных дымоходов, которые нередко выводят прямо за стенку, когда дом только строится. В этом случае значительно упрощается создание вентиляционных каналов и дымоходной системы.

Котел, оборудованный закрытой камерой сгорания, является отопительным агрегатом, в котором газовую горелку помещают в специальную камеру. В нее кислород поступает извне посредством коаксиального дымохода. Также через него удаляются продукты, образовавшиеся в процессе горения топлива.

Всеми потоками в коаксиальном дымоходе управляет мощный вентилятор, в котором обороты регулируются в автоматическом режиме. Он представляет собой конструкцию, состоящую из труб разного диаметра. Их помещают одну в другую.

Служит подобный дымоход для забора воздуха и удаления продуктов горения. Выводят его через близлежащую стену, соблюдая расстояние в полметра от оконных проемов, иногда к монтажу предъявляют более строгие требования.

Газовые приборы с закрытыми горелками обладают рядом достоинств:

1. Возможность размещения в помещении разного назначения – на кухне, в ванной, в подвале и даже в спальне.
2. Обеспечение повышенной безопасности, поскольку топливо сгорает в абсолютно изолированной камере. Если газ неожиданно потухнет, а автоматика не сработает, газовоздушная смесь будет удалена за пределы здания или помещения.
3. Высокий показатель КПД. Агрегаты с закрытым типом горелки более эффективны, но это обстоятельство касается не всех моделей котлов.
4. Эффективное управление температурным режимом, для чего используют систему регулировки скорости вращения вала у вентилятора.
5. Экологичность – газ сгорает почти полностью.

Имеются и недостатки:

1. Сложное устройство – закрытая газовая горелка для бытового котла имеет непростую конструкцию, что затруднят ремонтные работы.
2. Пониженная степень надежности. Чем большее количество деталей, тем чаще ломается оборудование.
3. Высокая стоимость. «Турбированный» агрегат стоит на 10 – 15 % дороже по сравнению с атмосферными аналогами.
4. Повышенный уровень шума, который зависит от выбранной модификации. Встроенный в систему вентилятор сильно гудит.
5. Энергозависимость. В случае отключения электричества оборудованием прекращает работу. Решить данную проблему поможет приобретение источника бесперебойного питания.

Несмотря на наличие вышеперечисленных недостатков, данные типы котлов довольно востребованы у потребителей. Горелками закрытого типа оснащают конденсационные агрегаты, отличающиеся высоким КПД за счет использования тепла, которое выделяют продукты сгорания.

Предназначение газовой горелки

Газовая горелка используется в тех сферах, где необходимо устойчивое горение топлива, интенсивность и протяженность которого можно регулировать. Такое приспособление может осуществлять:

• освещение. Горелки с открытым пламенем, аргандовые для масляных ламп, регенеративные и горелки накаливания были популярны до изобретения электричества и в настоящее время употребляются редко.
• нагревание. Например, при отапливании помещений, для лабораторных опытов или же в кухонных целях.

горелка для сварки
В промышленной и строительной сферах нашли применение сварочные горелки. Они, в зависимости от вида сварки, подают в место сварного шва непрерывную струю горючих газов (при газовой сварке) или же обеспечивают зону горения дуги защитным газом (при дуговой сварке).

Портативная газовая горелка на баллон будет полезна для туристического отдыха. Герметичный баллон надёжно защищён от утечки топлива, а устройство с пьезоподжигом позволит быстро разжечь костер без использования спичек или огнива. Небольшого баллончика с газом хватит не на один сезон путешествий.

Отметим, что газовая горелка может быть полезна и в быту, если:

• возникла необходимость открутить заржавелую гайку;
• нужно декорировать металлическую или деревянную поверхность в винтажном стиле;
• необходимо подровнять концы нейлоновой веревки или геотекстиля;
• есть потребность в ремонте садовой дорожки при помощи запекаемой массы;
• нужно прогреть замёрзший замок;
• хочется приготовить мясо на природе, но гриля нет. газовая горелка с пьезоподжигом

Горелки для сварочных работ

Специализированная группа аппаратов, которые используются в процессах сварки с подключением защитной газовой среды. Собственно, работа горелкой в данном случае обеспечивает целый комплекс ответственных задач от формирования дуги до направления газовой смеси. По конструкции такие модели выполняются в виде пистолета с рукояткой, наконечником и соплом для выпуска факела. В некоторых версиях предусматривается механизм направления проволоки – так, в частности, реализуется полуавтоматическая сварка. В выборе сварочных горелок стоит предусматривать наличие защиты на корпусе от расплава. Плавление проволоки неизбежно приводит к налипанию металла на конструкцию рабочих устройств. Легче всего удалять производственные отходы сварки, если в конструкции горелки использовалось хромированное или керамическое покрытие с защитой от высоких температур.

Как нужно пользоваться пропановой горелкой

Газовая пропановая горелка будет просто необходима при проведении кровельных работ, просушке форм для литья, удалении старой краски, опрессовке соединительных муфт, пайке медных труб и т.д. Перед использованием горелки приобретаются два баллона – с кислородом и пропаном – на которые монтируются понижающие редукторы. Последние обеспечивают оптимальное давление.

Когда редукторы с помощью шлангов будут присоединены к газовой горелке, можно откручивать вентили и выпускать газ. Перед тем, как воспламениться, газы проходят через инжектор, где происходит их смешивание. Температура выходящего пламени превышает 2 тысячи градусов.

Для проведения работ вначале открывается вентиль с горючим газом, затем – с кислородом. Выходящую из сопла смесь необходимо поджечь. Настройка напора расходного материала производится исходя из показаний приборов или цвета пламени. После, с помощью присадочной проволоки, формируется сварная ванна, и расплавленный металл нужно перемещать, формируя шов. Когда работа будет завершена, присадочная проволока убирается, газовая смесь тушится.

Где применяются ручные горелки на газу

Горелка, работающая на газу, обладает значимыми преимуществами перед паяльником электрическим, поэтому ее применяют с целью долговременной эксплуатации в достаточно сложных условиях. Использование газовой горелки паяльника представляется идеальным вариантом, который позволяет осуществлять монтажные и ремонтные работы в таких местах, где нет коммуникаций. Приспособления работают по принципу действия, который является аналогичным работе газовоздушной горелки. В данном устройстве при этом осуществляется принудительная подача жидкого газа. Небольшой вес и размер такой газовой горелки при достаточно мощных характеристиках обеспечивают ей значительные преимущества.

Схема бутановой горелки.

Различают горелки на газу для бытовых, кровельных, лабораторных работ. Областью применения данного инструмента является строительство, туризм, радиотехника и др. Любители активного отдыха пользуются туристическими газовыми горелками, позволяющими довольно быстро осуществить приготовление пищи или подогреть воду в походе, где нет цивилизации.

С помощью пропановой горелки, имеющей мягкий припой, можно осуществлять обжиг, накалку, размораживание и плавление деталей.

Пропановые горелки, имеющие большое сопло, позволяют осуществлять монтаж и укладку кровли, битума, асфальта, а также производить другие дорожно-строительные работы. Устройство можно использовать для усадочных, изоляционных, нагревательных и сушильных процессов в полевых условиях.

Бутановые горелки используются при ремонте электрических бытовых приборов, авто, подходят для разогрева пищи. Их наборы являются незаменимыми при проведении работ, требующих высокой точности, например моделировании, ремонте теле- и радиотехники, расплавке и выжиге, ювелирных разработках. По этой причине наборы могут включать различные насадки. Бесперебойная эксплуатация микропаяльника на бутане может достигать 30-50 минут.

Заправка микропаяльника осуществляется с использованием газа для зажигалок.

Ручная газовая горелка для пайки оснащена удобным автоматическим зажиганием, которое делает работу с ней безопасной. Интенсивность пламени регулируется благодаря легкому управлению. По причине незначительного нагрева основных металлов плавление деталей отсутствует. Конструкция горелки в целом является достаточно простой и надежной, обеспечивающей универсальную работу.

Какой газ может использоваться

В качестве горючего материала для газовой горелки могут выступать ацетилен, водород, газы-заменители (природный газ, пропан-бутан). Некоторые конструкции работают на жидких горючих веществах и отработанном масле.

маркировка баллона для газовой горелки

В ацетиленовую горелку горючее вещество поступает из аппарата-генератора, где происходит разложение карбида кальция на гашеную известь и ацетилен. Газ для горелки имеет давление 100-150 мм ртутного столба. В качестве защитного газа, который не допускает возникновения окалины, используется азот, получаемый из атмосферного воздуха, а в качестве катализатора распада карбида — вода.

Водородная горелка является самой популярной среди аналогичного оборудования, предназначенного для газопламенной обработки. Немаловажно, что при ее использовании выделяется лишь водяной пар, поэтому она наиболее безопасна. При разложении водного раствора щелочи происходит горение водорода с последующим высвобождением энергии, которая нужна для ускорения сварки. Водород защищает сварной шов от воздействия кислорода, благодаря чему окисление поверхностей исключено.

Многие хозяева имеют представление о том, как работает жидкотопливная газовая горелка, поскольку именно на таком принципе основана работа примуса. Нагреваясь в специальном змеевике, горючая жидкость превращается в газ и благодаря этому при последующем сгорании значительно экономится. В качестве жидкого топлива используются, как правило, керосин и бензин “Калоша”.

Зная, как пользоваться газовой горелкой на отработке, или же горелкой Бабингтона, можно существенно сэкономить на расходных материалах и снизить себестоимость работ. В качестве топлива такие конструкции используют моторное, компрессорное, любое растительное масло. Горючее поступает на сферообразную деталь, с которой его сдувает струя сжатого воздуха. Образующиеся небольшие капли затем воспламеняются.

Показатели, связанные с пламенем устройства

пламя газовой горелки
Мощность пламени горелки бывает малая (расход топлива составляет 25-400 дм3/ч), средняя (400- 2800 дм3/ч) и большая (2800 -7000 дм3/ч). Зная максимальную и минимальную мощность конкретной горелки, можно подсчитать расход топлива и количество энергии, необходимой для удовлетворения технологических потребностей.

По числу пламени горелки бывают однопламенные и многопламенные. Если первый тип используется преимущественно для ручной ацетилено-кислородной сварки, то второй широко применяется при механизированной газопламенной пайке или нагреве.

Преимущества и недостатки газовой горелки для сварки

Газовая горелка имеет следующие положительные качества:

• большое количество разновидностей устройств;
• безопасность при эксплуатации;
• большинство моделей компактны и имеют малый вес;
• не требуется продолжительная подготовка к использованию;
• не оставляет нагара и запаха;
• напор огня можно регулировать;
• всегда можно узнать, из чего состоит устройство, и при необходимости собрать самодельную горелку.

Минусы использования горелки:

• при температурах ниже -30°С эксплуатация устройства становится проблематичной;
• баллон с горючим веществом самостоятельно перезаправлять нельзя.