Газовата горелка с ниско налягане, според принципа на организиране на смесването на газ с въздух, принадлежи към газовите горелки с частично предварително смесване.

Газовата струя в горелката под налягане излиза от дюзата (1) с висока скорост и благодарение на енергията си улавя въздух в конфузора (2), като го влачи вътре в горелката. Смесването на газ с въздух става в смесител, състоящ се от конфузьор (2), гърло (3) и дифузьор (4). Вакуумът, създаван от инжектора, се увеличава с увеличаване на налягането на газа в горелката, като в същото време се променя количеството първичен въздух, всмукан (от 30 до 70%), който е необходим за пълното изгаряне на газа. Количеството въздух, влизащ в газовата горелка, може да се променя с помощта на регулатора на първичния въздух (6), който представлява шайба, въртяща се върху резба. Когато регулаторът се завърти, разстоянието между шайбата и конфузора се променя и по този начин подаването на въздух се регулира.

Инжекционна газова горелка с ниско налягане:
1 - дюза; 2 - конфузер; 3 - врат; 4 - дифузьор; 5 - пожарни дюзи; 6 - регулатор на първичния въздух.

За да се осигури пълно изгаряне на горивото в газова горелка, част от въздуха навлиза поради разреждане в пещта. Регулирането на вторичния въздушен поток се осъществява чрез промяна на разреждането в пещта.

Инжекционните горелки с ниско налягане се изработват с противопожарни дюзи (5) с различна форма.

Инжекционните газови горелки имат свойството на саморегулиране, т.е. възможността за осигуряване на постоянство на съотношението между количеството газ, влизащо в горелката, и количеството първичен въздух, засмукан от тях. В същото време, ако подаването на въздух към горелката с помощта на шайба се регулира според цвета на пламъка или индикацията на газовия анализатор за пълно изгаряне на газа и газовата горелка работи тихо без шум, тогава по-нататъшна промяна в натоварването му може да се извърши чрез увеличаване или намаляване само на газовия поток без промяна на позицията на въздушната шайба.

При промяна на режима на работа на газова горелка е необходимо да се следи стабилността на нейния пламък, тъй като естеството на изгаряне на газ се влияе не само от количеството първичен въздух, подаван към него, но и от количеството вторичен въздух влизайки в пещта.

Инжекционната горелка IGK със средно налягане, проектирана от F.F. Kazantsev, принадлежи към горелките с пълно предварително смесване и работи стабилно при налягане на газа от 2 ... 60 kPa (200 ... 6 000 mm воден стълб).

Газът, влизащ в газовата горелка през газовата дюза (4), инжектира въздух в количеството, необходимо за горене. В смесителя (2), състоящ се от конфузер, гърло и дифузьор, газът се смесва напълно с въздух.

Инжекционна горелка със средно налягане IGK, проектирана от F. F. Kazantsev:
1 - плоча стабилизатор на горене; 2 - миксер; 3 - регулатор на подаването на въздух; 4 - газова дюза; 5 - надникване.

В края на дифузора в газовата горелка е монтиран пластинчат стабилизатор (1), който осигурява стабилна работа на горелките без отделяне и проблясване на пламъка в широк диапазон от натоварвания. Стабилизаторът на пламъка се състои от тънки стоманени плочи, разположени на разстояние приблизително 1,5 mm една от друга. Плочите на стабилизатора са издърпани заедно от стоманени пръти, които по пътя на газовъздушната смес създават зона на обратни потоци от горещи продукти на горенето, поради чиято топлина газовъздушната смес непрекъснато се запалва. Предната част на пламъка се държи на определено разстояние от отвора на горелката.

Подаването на въздух се управлява от регулатора (3). Върху вътрешната му повърхност е залепен звукопоглъщащ материал. Регулаторът има прозорец за наблюдение - надник (5) за следене на целостта на стабилизатора.

Недостатъците на инжекционните горелки включват:

• значителни размери на горелките по дължина, особено горелки с повишена производителност (например горелката IGK-250-00 с номинален капацитет 135 m3/h има дължина 1914 mm);
• високо ниво на шум на инжекционни горелки със средно налягане при изтичане на газовата струя и впръскване на въздух;
• зависимост на подаването на вторичен въздух от разреждането в пещта (за инжекционни горелки с ниско налягане), лоши условия на смесване в пещта, което води до необходимостта от увеличаване на общия коефициент на излишък на въздух до 1,3 ... 1,5 и дори по-висок, за да се осигури пълно изгаряне на горивото.

Газови горелкиса предназначени за смесване на горим газ или пари от горими течности с кислород или въздух и получаване на стабилен високотемпературен пламък. Различни конструкции на газови горелки могат да бъдат класифицирани, както следва:

а) според метода на подаване на горим газ към смесителната камера: инжектор и неинжектор;

б) според разхода на горим газ: микро мощност (10-60 dm 3 / h ацетилен), средна мощност (50-2800 dm 3 / h ацетилен), висока мощност (2800-7000 dm 3 / h ацетилен);

в) по предназначение: универсални (за заваряване, запояване, наваряване, нагряване, втвърдяване, почистване на повърхности и др.); специализирани (само заваряване, нагряване, втвърдяване, почистване на повърхности и др.);

г) според броя на работния пламък: еднопламък, многопламък;

д) според начина на приложение: за ръчни процеси на пламъчна обработка, за механизирани процеси.

Най-голямото приложение е инжекционни газови пламъчни горелки. В горелка от този тип горимата смес се образува чрез впръскване (всмукване) на горим газ с кислород, който преминава през централния отвор на инжектора. Напускайки малкия отвор на инжектора в смесителната камера, кислородът се разширява, губи налягане; се всмуква ацетилен. Устройството на такава горелка е показано на фиг. 41. Разрезът на инжекторното устройство е показан на фиг. 42. За нормална работа на инжекционната горелка, налягането на постъпващия в нея кислород трябва да бъде 2 ÷ 4 kgf / cm 2. Налягането на ацетилена може да бъде много по-ниско - от 0,01 до 0,1 kgf / cm 2 (или от 100 до 1000 mm воден стълб).

Нараства

Ориз. 41. Устройството и принципът на работа на горелката за инжекционно заваряване:

1 - кислороден нипел, 2 - ръкохватка, 3 - кислородна тръба, 4 - корпус, 5 - вентил за контрол на кислорода, 6 - накрайник, 7 - мундщук на ацетилен-кислородна горелка, 8 - мундщук на пропан-бутан-кислородна горелка, 9 - фитинг , 10 - нагревател, 11 - тръба за горивна смес, 12 - тръба за смесителна камера, 13 - инжектор, 14 - вентил за управление на горимия газ, 15 - тръба за горим газ, 16 - нипел за горим газ; a - канал с малко сечение, b - канал на смесителната камера, c - междина между стените на смесителната камера и тялото на инжектора, d - странични отвори във фитинга; I - сменяем накрайник за ацетилен-кислородна горелка, II - сменяем накрайник за пропан-бутан-кислородна горелка

Ориз. 42. Секция на инжекционното устройство:

1 - смесителна камера, 2 - съединителна гайка, 3 - тяло на горелката, 4 - инжектор

При неинжекторни горелки (горелки с еднакво налягане) ацетиленът и кислородът влизат в смесителното устройство при еднакви налягания в диапазона от 0,5÷1,0 kgf/cm 2 . Обикновено това са горелки с ниска мощност, като горелката G1.

За редица процеси на пламъчна обработка (нагряване, запояване, заваряване на пластмаси и др.) където висока температурапламък, се използват камерно-вихрови горелки, работещи на смес пропан-въздух. В такива горелки вместо мундщук има горивна камера, в която влизат пропан и въздух. Пропанът се подава през централния канал, а въздухът се подава през многонишкова спирала, която предизвиква образуване на вихри и смесване на газовата смес в горивната камера.

Съгласно GOST 1077-69 се произвеждат четири вида универсални горелки с един пламък за кислородно-ацетиленово заваряване, запояване и нагряване (Таблица 15). Същият стандарт установява 12 броя сменяеми накрайници с различна консумация на ацетилен и кислород (Таблица 16).

15. Видове и основни параметри на едноплеменни универсални ацетилен-кислородни горелки (GOST 1077-69).

Видове	име	Разход, л/ч				Налягане на входа на горелката, kgf / cm 2				Нормален монтаж на горелката с накрайници с номера	Принцип на действие
		ацетилен		кислород		ацетилен		кислород
		име	макс.	име	макс.	име	макс.	име	макс.
G1	Микро мощност горелка	5	60	6	65	0,10	1,00	0,1	1,0	000, 00, 0	Без инжектор
G2	Горелка с ниска мощност	25	430	28	440	0,01	0,35	0,5	4,0	0, 1, 2, 3	инжектор
G3	Горелка със средна мощност	50	2800	55	3100		0,35	1,0	4,0		също
G4	Горелка с висока мощност	2800	7000	3100	8000	0,35	1,20	2,0	4,0	8,9	»

16. Консумация на ацетилен и кислород за различен брой накрайници на горелки (GOST 1077-69)

Горелката от всякакъв тип е оборудвана с дръжка със спирателни и контролни клапани за кислород и ацетилен и комплект сменяеми накрайници. На ръчните колела на клапаните са приложени: името на газа (кислород или ацетилен), стрелки, указващи посоката на въртене при отваряне и затваряне на клапаните, буквите O (отворено) и 3 (затворено).

Съединителната гайка и фитингът, използвани за закрепване към дръжката на ацетиленовия нипел, трябва да имат лява резба. Кислородният нипел е свързан със съединителна гайка с дясна резба.

По-долу е дадено кратко описание на някои марки горелки.

При инжекционните горелки горим газ се подава към смесителната камера чрез засмукване със струя кислород, изтичаща с висока скорост от отвора на дюзата. Този процес на засмукване на газ при по-ниско налягане със струя кислород, който се доставя с повече

високото налягане се нарича инжекция. Горелките, които използват подобен принцип на действие, се наричат ​​инжекционни горелки.

За нормална работа на инжекционните горелки е необходимо налягането на ацетилена да бъде значително по-ниско от налягането на кислорода (съответно 0,001-0,12 MPa и 0,15-0,5 MPa).

На фиг. 61 е показана схема на устройството на инжекционната горелка.

Горелката се състои от две основни части - цев и накрайник. Цевта има кислороден нипел 1 и ацетиленов нипел 16 с тръби 3 и 15, дръжка 2, тяло 4 с два клапана - ацетилен 14 и кислород 5.

Вентилите се използват за стартиране и спиране на подаването на газ при угасване на пламъка, както и за регулиране на потока.

Накрайникът на горелката се състои от смесителна камера 12, инжектор 13, тръба 11 с накрайник b и мундщук 7. Целият накрайник е свързан към тялото на цевта на горелката със специална съединителна гайка.

Инжектор 13 (фиг. 62) е цилиндрична част с централен канал за кислород и периферни радиални канали за ацетилен. Централният канал има много малък диаметър.

Ориз. 62. Схема на инжекционното устройство

За нормална инжекция е необходима правилна инжекция* *

бор на междината между челната повърхност на инжектора и конуса на сместа - , телесна камера.

Вакуумът след инжектора (смукателен ацетилен) се постига поради високата скорост на кислородната струя (до S00 m/s). Налягането на кислорода, който влиза през клапана 5, е от 0,5 до 4 kgf/cm2.

В смесителната камера ацетиленът се смесва с кислород и сместа влиза в канала на мундщука. Сместа излиза от мундщука със скорост 50-170 m/s.

Загряването на върха на горелката намалява инжектирането и намалява вакуума в инжекционната камера, което намалява потока на ацетилен в горелката. Това от своя страна води до увеличаване на окислителния ефект на заваръчния пламък. За да възстанови нормалния състав на заваръчния пламък, заварчикът трябва, когато върхът се нагрява, да увеличи потока на ацетилен чрез отваряне на ацетиленовия клапан.

Комплектът горелка включва няколко накрайника с различен номер. За всеки накрайник се задават размерите на инжекторните канали и размерите на мундщука.

Конструкцията на пропан-кислородните горелки се характеризира с наличието на устройство 10 пред мундщука за нагряване на пропан-кислородната смес. За повишаване на температурата на пламъка е необходимо допълнително нагряване.

Неинжекторни горелки. В горелките без впръскване горим газ и кислород се подават при приблизително същото налягане (0,05-0,01 MPa). В горелката няма инжектор: вместо това има обикновена смесителна дюза, която се завинтва в тръбата на върха на горелката (фиг. 63).

Кислородът през втулката през нипела 4, клапана 3 и специалните дозиращи канали влиза в смесителя на горелката. По същия начин ацетиленът влиза в горелката.

Ориз. 63. Схема на неинжекторна горелка

За образуването на нормален заваръчен пламък горимата смес трябва да изтича от горелката с определена скорост, а именно скоростта на горене. Ако скоростта на потока е по-голяма от скоростта на горене, тогава пламъкът ще се откъсне от мундщука и ще изгасне. Ако, напротив, скоростта на потока е по-малка от скоростта на изгаряне, тогава горимата смес ще се запали вътре в върха.

В тази връзка заваръчните станции са допълнително оборудвани с автоматични регулатори, които осигуряват еднаквото налягане на ацетилена и кислорода.

Горелките се делят на инжекционни и неинжекционни, еднопламъчни и многопламъчни, за газообразни горива (ацетилен и др.) и течни (пари на керосин). Най-широко използвани са инжекционните горелки, работещи на смес от ацетилен и кислород.

Схема и принцип на работа на инжекционната горелка.Горелката се състои от две основни части - цевта и накрайника (фиг. 64). В цевта има кислород 1 и ацетилен 16 зърна с тръбички 3 И 15 , дръжка 2 , кадър 4 с кислород 5 и ацетилен 14 клапани. От дясната страна на горелката (когато се гледа по посока на потока на газове) е кислороден клапан 5 , а от лявата страна - ацетиленов клапан 14 . Вентилите се използват за стартиране, регулиране на потока и спиране на подаването на газ, когато пламъкът изгасне. Накрайник, състоящ се от инжектор 13 , смесителна камера 12 и мундщук 7 , е прикрепен към тялото на цевта на горелката с накидна гайка.

Инжектор 13 е цилиндрична част с централен канал с малък диаметър - за кислород и периферни, радиално разположени канали - за ацетилен. Инжекторът се завинтва в смесителната камера на върха и се намира в сглобената горелка между смесителната камера и каналите за подаване на газ на тялото на горелката. Целта му е да създаде разредено състояние с кислородна струя и да изсмуче ацетилен под налягане от най-малко 0,01 kgf / cm 2. Разреждането зад инжектора се постига благодарение на високата скорост (около 300 m/s) на кислородната струя. Налягането на кислорода, влизащ през клапана 5, е от 0,5 до 4 kgf/cm 2 .

Инжекционното устройство е показано на фиг. 65

В смесителната камера кислородът се смесва с ацетилен и сместа влиза в канала на мундщука. Горимата смес, напускаща мундщука със скорост 100 - 140 m / s, изгаря при запалване, образувайки ацетиленово-кислороден пламък с температура до 3150 ° C.

Комплектът горелка включва няколко броя накрайници. За всеки номер на накрайника се задават размерите на инжекторните канали и размерите на мундщука. В съответствие с това консумацията на кислород и ацетилен се променя по време на заваряване.

Конструкцията на горелките за пропан-бутан-кислород се различава от ацетилен-кислородните горелки по това, че има устройство пред мундщука 10 (фиг. 64) за нагряване на сместа пропан-бутан-кислород. За повишаване на температурата на пламъка е необходимо допълнително нагряване. Редовният мундщук е заменен с преработен мундщук.

Технически характеристики на инжекционни горелки.В момента индустрията произвежда заваръчни горелкисредна мощност - Звезда, GS-3 и ниска мощност - Zvezdochka и GS-2. В експлоатация са и горелките "Москва" и "Малютка", произведени преди 1971 г.

Факелите "Москва", "Звезда" и GS-3 са предназначени за ръчно кислородно-ацетиленово заваряване на стомана с дебелина 0,5 - 30 мм.

Комплектът на горелката със средна мощност включва цев и седем накрайника, прикрепени към цевта на горелката със съединителна гайка (Таблица 15). Задължителният комплект включва накрайници № 3, 4 и 6, най-често необходими при извършване на заваръчни работи, останалите от накрайниците се доставят по желание на потребителя. Горелките "Star", GS-2 и "Malyutka" се доставят с накрайници № устойчиви от медни MZ, използвани за производството на мундщуци на горелки "Москва" и "Малютка". Поради тази причина експлоатационният живот на произвежданите горелки се увеличава в сравнение с произведените по-рано.

Горелките тип GS-3 работят с ръкави с диаметър 9 мм. Горелките с ниска мощност "Malyutka", "Zvezdochka" и GS-2 са предназначени за заваряване на стомани с дебелина 0,2 - 4 мм. Горелките GS-2 работят с гумени ръкави с диаметър 6 мм.

За смес от пропан-бутан-кислород индустрията произвежда горелки от тип GZU-2-62-I и GZU-2-62-II; първият е предназначен за заваряване на стомана с дебелина от 0,5 до 7 мм, вторият - за нагряване на метала. За пламъчно почистване на метални повърхности от ръжда, стара бояи др., произвежда се кислородно-ацетиленова горелка GAO (ацетиленова горелка, почистване). Ширината на повърхността, обработена от горелката за едно преминаване, е 100 мм.

За втвърдяване на метал се произвеждат накрайници NAZ-58 за цевта на горелката GS-3.

Заваряване и други видове обработка на метал с пламък пропан-бутан-кислород могат да се извършват с горелка GZM-2-62M с четири накрайника.

Неизправността на инжекторното устройство води до хлабини на пламъка и намаляване на подаването на ацетилен в горимата смес. Запасът от ацетилен е увеличение на консумацията му при напълно отворен вентил на ацетиленовата горелка в сравнение с консумацията на паспорт за даден номер на мундщука. Причините за тези проблеми могат да бъдат запушване на кислородния канал, прекомерно увеличаване на диаметъра му поради износване на ацетиленовите канали, изместване на инжектора спрямо смесителната камера и външно увреждане на инжектора. За нормална работа на горелката диаметърът на изходния канал на мундщука трябва да бъде равен на диаметъра на канала на смесителната камера, а диаметърът на инжекторния канал трябва да бъде 3 пъти по-малък.

Седалката на инжектора е регулирана за инжекторите, включени в комплекта на горелката.

Инжекторите за горелка Москва могат да се използват в горелката Zvezda, а инжекторите за горелка Malyutka могат да се използват в горелката Zvezdochka.

Проверката на горелката за инжектиране (вакуум) се извършва всеки път преди започване на работа и при смяна на върха. За да направите това, ацетиленовата втулка се отстранява от зърното и кислородният клапан се отваря. В ацетиленовия нипел на работеща горелка трябва да се създаде засмукване, което се открива чрез докосване на пръста до отвора на нипела.

Поддържането на мундщука в правилно състояние осигурява нормален пламък по форма и размер (вижте гл. X). Мундщуците работят при високи температури, подложени са на механични повреди от пръски от заваряване и изискват поддръжка (почистване, охлаждане и др.). Рискове, надрасквания, сажди по стените на изходния канал на мундщука намаляват скоростта на излизане на горимата смес и допринасят за образуването на пукания и обратни удари, нарушават формата на пламъка. Тези недостатъци се отстраняват чрез подрязване на края на мундщука с 0,5 - 1 мм, калибриране и полиране на изхода.

След всеки ремонт частите на горелката трябва да бъдат обезмаслени с бензин B-70.

Неинжекторни горелкиработят под същото налягане на кислород и ацетилен, равно на от 0,1 до 0,8 kgf / cm 2. Тези горелки осигуряват по-постоянен състав на горимата смес по време на работа. Горелките без струя могат да се захранват с ацетилен, както от бутилки, така и от генератори със средно налягане.

Специални горелки.За газова пламъчна обработка на материали понякога е препоръчително да се използват специални горелки. Индустрията произвежда горелки за нагряване на метал с цел термична обработка, отстраняване на боя, ръжда, горелки за запояване, заваряване на термопласти; пламъчна повърхност и др. Основното разположение на специалните горелки в много отношения е подобно на горелката, използвана за заваряване на метали. Разликата е във формата и размера на мундщуците, както и в топлинната мощност, формата и размера на пламъка. За всеки горим газ се произвеждат специални горелки.

тестови въпроси

1. Защо ацетиленът се използва предимно за газово заваряване от горими газове?

2. Разкажете ни за класификацията на ацетиленовите генератори.

3. Каква е ролята на инжектора в горелката?

4. Какъв ефект оказват инжекторното устройство и мундщука върху работата на горелката?

5. Какво представляват специалните горелки?