Ацетиленовый генератор из огнетушителя

Ацетиленовый генератор своими руками – взрывоопасный агрегат!

Ацетилен остается одним из самых применяемых технических газов, несмотря на свою взрывоопасность. Добыть газ можно и самостоятельно, путем объединения карбида кальция с водой, однако происходить реакция должна строго в специальном аппарате, который носит название «ацетиленовый генератор».

Ацетилен – почему без него нельзя обойтись?

Несмотря на опасность самовозгорания и взрыва, ацетилен имеет широкую популярность в строительном деле. Это как раз тот случай, когда незаменимые материалы все же бывают – только ацетилен, добываемый в промышленных масштабах, способен дать температуру при сгорании до 3100 °С, чем не может похвастать ни один другой газ. Эти показатели очень востребованы в резке и сварке черных металлов – при такой высокой температуре не проблема расплавить даже толстый лист стали.

Помимо основного предназначения, ацетилен используется при органическом синтезе альдегида, синтетических каучуков, уксусной кислоты и поливинилхлорида, того самого, из которого изготавливают панели ПВХ. Для эксплуатации и хранения газ закачивают в баллоны, которые традиционно окрашивают в серо-серебристый или белый цвет, поверх которого производят маркировку красной краской. Для безопасности баллон заполняют нейтральным пористым веществом, которое насыщается ацетоном с растворенным в нем ацетиленовым газом.

Возгорание ацетилена возможно при малейшей искре, поэтому меры безопасности при транспортировке и хранении должны быть на самом высоком уровне.

Важно знать, что с ацетиленом не применяются серебро и медь, а также сплавы с их высоким содержанием, поскольку в результате химической реакции образовываются взрывоопасные соединения.

Классификация ацетиленовых генераторов – что за устройства?

Ацетилен вполне можно синтезировать и в бытовых условиях, самая простая реакция заключается в соединении карбида кальция и воды. Однако просто соединить компоненты нельзя – при этом происходит выброс огромного количества тепловой энергии, и если потерять контроль над реакцией, вместо газа можно получить взрыв! Об этом хорошо знало прошлое поколение всех мальчуганов, которые за неимением иных способов развлечься мастерили из небольшого количества карбида хлопушки.

Контролируемое соединение компонентов происходит в ацетиленовом генераторе – устройстве, в котором взаимодействие между карбидом кальция и водой проходит с дозированным выделением ацетилена и тепловой энергии. Классифицировать генераторы достаточно просто. Различают передвижные и стационарные аппараты – как правило, передвижные рассчитаны на производительность до 3 кубометров газа в час, тогда как стационарные выдают от 5 до 160 кубов! По давлению вырабатываемого газа генераторы делят на аппараты низкого давления и среднего давления. Если первые рассчитаны на 0,01 МПа, то вторые выдерживают до 0,15 МПа.

Принцип работы ацетиленового генератора – обзор систем

Существует несколько систем для обеспечения химической реакции компонентов, у каждой есть свои преимущества и недостатки. Рассмотрим подробно каждую из них:

  • Система «Карбид в воду» (КВ) – устройство ацетиленового генератора по такой системе достаточно простое. В корпус заливается вода до внутренней метки, а в специальную корзину засыпается карбид кальция. Емкость отправляется в генератор, который закрывается крышкой. Благодаря специальному устройству открывается дозированная подача действующего компонента, который высыпается в воду. Газ от реакции собирается в газосборнике.Преимущества системы «Карбид в воду» заключаются в полном разложении карбида, а также хорошем охлаждением газа и его промывкой от посторонних примесей. При этом в недостатках числится большой расход воды – на 1 кг карбида кальция необходимо около 12 литров воды.
  • Система «Вода на карбид» (ВК) в свою очередь делится на сухой и мокрый варианты. Сухой вариант часто применяется в стационарных генераторах, которые производят до 10 кубов газа в час. Генератор представляет собой барабан, в который через загрузочные люки засыпается карбид кальция. После закрытия люков агрегат начинает вращаться, и внутрь барабана впрыскивается вода, количество которой зависит от давления в газосборнике.Достоинства такой системы заключаются в упрощенном удалении отходов (гашеная известь легко удаляется из барабана с помощью специального люка) и минимизации потерь, которые в остальных вариантах происходят из-за растворения ацетилена в воде. К недостаткам таких аппаратов относят перегрев ацетилена и неполную реакцию действующих компонентов.Мокрый вариант системы ВК происходит следующим образом – в корпус заливается вода до нужной метки, а в реторту, расположенную под корпусом, засыпается карбид кальция. Когда нужно начать реакцию, открывается вентиль и вода из корпуса капает или льется тонкой струйкой на карбид. Образовавшийся газ по трубке попадает в газосборник, который взаимодействует с верхней камерой – при повышении давления вода оттесняется в корпус и реакция прекращается. Когда газ нужно использовать, открывается нужный вентиль, давление в устройстве падает, вода снова имеет доступ в реторту, и реакция возобновляется. Преимущества способа – в его простоте и надежности, а к недостаткам относят неполный распад компонента и возможность его перегрева из-за небольшой дозировки воды, кроме того, обслуживание такого аппарата достаточно трудоемкое.
  • Система «Вытеснение воды» (ВВ) обустроена следующим образом: в корпус заливается вода, затем внутрь опускается корзина с действующим компонентом и прикрывается крышкой. В результате реакции в устройстве повышается давление, и вода из одного цилиндра поступает в запасной, с последующим прекращением реакции. По мере использования газа из аппарата давление падает, вода возвращается в первый отсек, и снова начинается реакция. Чем хороша система, так это своей надежностью, но, как и предыдущий вариант, аппараты такой системы сложно обслуживать.

Самодельный ацетиленовый генератор – стоит ли его делать?

По большому счет, все вышеописанные системы взаимодействия карбида с водой вполне можно повторить, но перед тем, как сделать сварочный ацетиленовый генератор своими руками, хорошенько подумайте – на самодельный аппарат никто никаких гарантий не выписывал, в случае возникших проблем или травмы с претензиями вы сможете обратиться только к самому себе.

Для изготовления аппарата вам понадобится закрытый стальной корпус, например, баллон. Принцип получения ацетилена довольно прост – разделяете корпус непроницаемой перегородкой на две части, в одну заливаете воду, а во вторую засыпаете карбид. Через капельницу вода попадает на карбид, и полученный ацетилен через шланг уходит в предназначенную для него емкость. Главное в этой системе – создать водяной затвор. Работает он достаточно просто – газ может пройти сквозь воду, а пламя затухнет. Без такого затвора рано или поздно ваш самодельный аппарат может взлететь на воздух.

Ацетиленовый генератор АНВ-1,25

Ацетиленовый генератор АН В-1,25. Этот переносной генератор низкого давления работает по системе ВВ в сочетании с системой ВК (см. статью Ацетиленовый генератор). Генератор является одноретортным, однопостовым генератором прерывистого действия, может быть использован на монтажных и ремонтных работах в зимних условиях при температуре до -25°С (248 К).

Рисунок 1 — Ацетиленовый генератор АНВ-1,25

Ацетиленовый генератор АНВ-1,25 состоит из корпуса 1 с вваренной в него ретортой 2, в которой помещается загрузочная корзина 3. Корпус генератора делится на две части (нижнюю — газосборник и верхнюю, открытую сверху,- водосборник) горизонтальной перегородкой 25. Эти части сообщаются между собой соединительной циркуляционной трубой 8, доходящей почти до дна газосборника. Между газосборником и водяным затвором помещается карбидный осушитель 22, соединенный с ними резиновыми шлангами 23 и 21.

Генератор заполняется водой через открытую верхнюю часть корпуса до уровня воды 24. Вода в реторту поступает по газоотводящей трубке 28 через отверстие 26 при открывании вентиля 27. Реторта закрывается крышкой 5, рычагом 6 и специальным болтом 7.

Ацетилен, выделяющийся в результате взаимодействия карбида кальция с водой, поступает по газоотводящей трубке 28 в газосборник и вытесняет находящуюся в нем воду через циркуляционную трубу 8 в верхнюю часть генератора. Вода в реторту подается до тех пор, пока она не будет вытеснена из газосборника ниже уровня вентиля 27. При этом по мере выделения ацетилена и возрастания давления ацетилена в газосборнике и реторте вода вытесняется из реторты 2 в камеру 13 через трубу 12. Благодаря вытеснению воды из реторты дальнейшее газообразование замедляется. При отборе газа из газосборника давление ацетилена в нем и реторте падает, вода, вытесненная в камеру, возвращается в реторту и газообразование возобновляется.

При падении давления в генераторе до 2,3-2,7 кПа вода в газосборнике поднимается выше вентиля 27 и начинает также пополнять реторту. Поступление воды в реторту прекращается после того, как давление газа превысит 2,7- 2,8 кПа, т. е. когда уровень воды в газосборнике снова опустится ниже уровня вентиля 27.

Газ при отборе поступает из газосборника в карбидный осушитель 22, загруженный карбидом, после чего проходит в водяной затвор 14, а из него через ниппель 15 в горелку или резак. Карбидный осушитель 22 представляет собой цилиндрический сосуд, имеющий входной и выходной ниппели. Внутри корпуса помещена решетка, на которую загружают карбид кальция. Водяной затвор 14 служит для предохранения генератора от проникновения в него взрывной волны при обратном ударе пламени. Водяной затвор при низких температурах устанавливают в соединительную трубу 8, чтобы предохранить его от замерзания; в теплое время года затвор устанавливают снаружи генератора. Ацетилен поступает в водяной затвор по резиновому шлангу 20. Плотность в месте соединения нижнего донышка с корпусом затвора создается резиновой прокладкой (кольцом) 10. Нижний конец трубки имеет шесть отверстий, через которые ацетилен проходит в корпус затвора. Над отверстиями трубки расположена шайба 9, служащая рассекателем.

Читайте также  Авр для генератора с автозапуском 380 20 квт

Ацетилен, пройдя через воду, залитую до уровня контрольного крана 11, вытесняет часть воды в зазор между предохранительной и газоподводящей трубками. Газ выходит из затвора через ниппель 15. При обратном ударе взрывчатая смесь вытесняет воду в предохранительную и газоподводящую трубки до тех пор, пока не выйдет из воды нижнее отверстие предохранительной трубки. Через предохранительную трубу взрывчатая смесь выходит в атмосферу, унося с собой воду. При проходе через отверстие в трубе часть воды задерживается в обечайке 17 и стекает обратно в затвор. Газоотводящая труба закрывается пробкой 16.

Перед пуском генератор необходимо осмотреть, обратив особое внимание на отсутствие ила в реторте 2 и шлангах 21 и 23. При подготовке генератора к пуску необходимо зарядить карбидный осушитель 22 карбидом кальция в количестве 1 кг; закрыть крышку, положив под нее резиновую прокладку; заполнить генератор водой до уровня 24, при этом вентиль 19 водяного затвора, который присоединяется гайкой 18 к предохранительной трубке, должен быть открыт, а вентиль 27 закрыт; заполнить водой затвор 4 через открытую верхнюю обечайку 17 до уровня контрольного крана 11, после чего закрыть вентиль 19.

При температуре ниже 0°С затвор заливают антифризом (антифризы — водные растворы спиртов, гликолей, глицерина и некоторых неорганических солей, не замерзающие при низких температурах). При применении в качестве антифризов растворов хлористого калия и кальция после окончания работы затвор необходимо промыть водой для предотвращения коррозии.

Открыв вентиль 27, надо убедиться в том, что вода поступает в реторту, после чего закрыть вентиль и контрольный кран 4. Вставив корзину 3 (в корзину можно загрузить до 4 кг карбида кальция) в реторту 2, плотно закрыть реторту крышкой 5 специальным болтом 7 и рычагом 6. Открыв вентиль 27, пустить воду в реторту с выделившимся ацетиленом, продуть реторту через контрольный кран 4, после чего контрольный кран закрыть. Во время продувки вентиль 27 должен быть закрыт.

Для того чтобы перезарядить реторту, необходимо открыть крышку, вынуть корзину, очистить реторту от ила и высушить ее. Затем снова загрузить корзину карбидом кальция, вставить в реторту и закрыть ее, после чего снова открыть вентиль 27.

Ацетиленовые генераторы

Под ацетиленовым генератором понимают аппарат, служащий для получения ацетилена при разложении карбида кальция водой по следующей реакции: СаС, + 2Н20 — С2Н2 + Са(ОН). Каждый ацетиленовый аппарат должен иметь паспорт установленной формы, инструкцию по эксплуатации и сертификат безопасности.

Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция требуется 0,562 л воды, но практически берут от 5 до 20 л воды, так как реакция проходит с большим выделением тепла.

Ацетиленовые генераторы, предназначенные для сварки и резки, могут отличаться конструктивно и классифицируются по следующим признакам:

  • по производительности — от 0,5 до 160 м³/час;
  • по давлению вырабатываемого ацетилена — низкого (до 10 кПа) и среднего (от 70 до 150 кПа) давления;
  • по способу перемещения — передвижные и стационарные;
  • по системе регулирования взаимодействия карбида кальция с водой — с количественным регулированием взаимодействующих веществ и повременным регулированием, то есть регулированием времени контакта.

В зависимости от взаимодействия карбида кальция с водой генераторы могут быть двух систем: «КВ» — «карбид в воду» и «ВК» — «вода в карбид». Возможно комбинирование двух систем, когда дозируют оба вещества.

Основные конструктивные схемы ацетиленовых аппаратов приведены на рис.1. Основными элементами аппарата являются:

  • газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция водой;
  • газосборник (газгольдер), предназначенный для сбора и хранения ацетилена;
  • предохранительное устройство, ограничивающее давление ацетилена в пределах установленной для данной конструкции нормы;
  • предохранительный затвор, который при обратном ударе, происходящем в горелке или резаке, не пропускает взрывную волну во внутрь генератора;
  • устройство, предназначенное для автоматической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от интенсивности его потребления.

Конструкции ацетиленовых генераторов регламентируются ГОСТ519-78, из которых каждый тип имеет свои достоинства и недостатки. На практике можно применить любой тип, если генератор находится в технически исправном состоянии, но наиболее предпочтительными являются генераторы комбинированной системы «вода на карбид».

Рис. 1. Ацетиленовые генераторы (схемы): А — принцип зарядки — «карбид в воду»; Б — «вода в карбид»; В — сухое разложение карбида; Г — принцип вытеснения; Д — комбинированного действия — «вода в карбид» и «вытеснение»; 1 — бункер с карбидом кальция; 2 — реторта; 3 — подача воды; 4 — газосборник; 5 — удаление осадка; 6 — отбор газа.

Рис. 2. Ацетиленовый генератор среднего давления «АСП -10»: А — внешний вид; Б — схема; 1 — винт; 2 — коромысло; 3 — направляющие; 4 — крышка; 5 — пружина; 6 — мембрана; 7 — горловина; 8 — корзина для карбида кальция; 9 — клапан предохранительный; 10 — трубка; 11 — патрубок; 12 — вентиль; 13 — предохранительный затвор; 14 —16 — сливной штуцер; 15 — контрольная пробка; 17 — поддон; 18 — контрольный манометр.

Ацетиленовый генератор АСП -10

В условиях домашних мастерских и строительных площадок чаще всего применяют передвижной ацетиленовый генератор типа АСП-10, имеющий производительность 1,25 м³/час (рис.2), основные технические характеристики которого приведены в таблице.

Ацетиленовый генератор АСП -10 представляет собой металлический цилиндр, состоящий из корпуса с крышкой 4 и мембраной 6, корзины 8, предназначенной для загрузки карбида кальция, предохранительного клапана 9, вентиля 12, предохранительного жидкостного затвора 13, сливного штуцера 14, контрольной пробки 15, сливного штуцера 16, поддона 17 и контрольного манометра 18.

В верхней части корпуса размещен газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция с выделением ацетилена. В средней части расположен вытеснитель, в котором находится воздушная подушка и вода, которая сообщается с водой в газообразователе в процессе работы генератора. В нижней части генератора расположен промыватель, в котором происходит охлаждение ацетилена и отделение его от образовавшейся извести. Газосборник, являющийся верхней частью промывателя, служит для накопления образовавшегося ацетилена.

Технические характеристики генератора АСП-10

Переносные ацетиленовые аппараты устанавливаются вне помещений, желательно под навесом. Стационарные аппараты, а также переносные, предназначенные для стационарной работы, должны устанавливаться в специальных помещениях и эксплуатироваться согласно требованиям «Правил техники безопасности и производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и газопламенной обработке металлов». Возле мест установки ацетиленовых генераторов должны вывешиваться предупредительные таблички. При минусовых температурах ацетиленовые генераторы устанавливают в утепленных будках.

Заправляют генератор в следующей последовательности. Через горловину 7 заливают необходимое количество воды, которая при достижении уровня переливной трубки 10 поступает в промыватель. Заполнение контролируют переливной пробкой 15. Карбид кальция загружают в металлическую решетчатую корзину 8, закрепляют поддон 17, устанавливают на место и прижимают металлической крышкой 4 с мембраной 6. Плотность прилегания крышки к корпусу генератора обеспечивается винтовым зажимом 1.

По мере разложения карбида кальция водой выделяемый в газообразователе ацетилен по трубке 10 поступает в промыватель, проходит сквозь слой воды, где охлаждается и очищается и через вентиль 12 по шлангу поступает на потребление.

Необходимое для сварки давление ацетилена поддерживается предохранительным затвором 13. Процесс разложения карбида кальция регулируется следующим образом. По мере разложения карбида кальция корзина опускается в воду вертикальным движением под действием вытеснителя. Когда давление ацетилена повышается, корзина с карбидом поднимается вверх под действием пружины и мембраны. При этом уровень погружения карбида в воду снижается и, как следствие, снижается количество вырабатываемого ацетилена, что, в свою очередь, приводит к снижению давления. Если давление падает ниже допустимого, усилием пружины корзина опускается в воду, и автоматически увеличивается количество вырабатываемого ацетилена и давление начинает повышаться.

Кроме того, давление в аппарате регулируется уровнем воды, находящейся в газообразователе. По мере выработки ацетилена, когда давление повышается, вода под его действием переливается в вытеснитель, ее уровень снижается и количество вырабатываемого ацетилена снижается. Если давление ацетилена падает, вода из вытеснителя поднимается вверх, смачивая карбид кальция, и количество вырабатываемого ацетилена вновь возрастает. Таким образом, при помощи указанных двух механизмов поддерживается необходимое количество вырабатываемого ацетилена и его рабочее давление.

Технические характеристики предохранительных затворов

Предохранительные затворы представляют собой защитные устройства. Основная функция предохранительного затвора состоит в защите ацетиленовых генераторов и трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе. Кроме того, предохранительный затвор препятствует проникновению в генератор кислорода из горелки или резака, что может привести к взрыву. Под обратным ударом понимают воспламенение горючей смеси в каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего газа. Горящая смесь, образовавшаяся при обратном ударе, устремляется по ацетиленовому каналу горелки или резака в шланг и при отсутствии предохранительного затвора — в ацетиленовый аппарат, что может привести к его взрыву. Это отрицательное явление возникает в случае, если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, а также от перегрева и засорения канала мундштука горелки или резака.

Читайте также  Бензиновый генератор для дома в новосибирске

Предохранительные затворы могут быть двух типов — водяные (жидкостные) и сухие (механические). Внешний вид водяного затвора ЗСГ — 1,25, устанавливаемого на наиболее распространенных ацетиленовых генераторах АСП-10, показан на рис.3, а на рис. 4 показана принципиальная схема работы данного вида оборудования для низкого давления ацетилена.

Рис. 3. Водяной затвор ЗСГ-425-4: А — от генератора; Б — к горелке; 1 — ниппель; 2 — пламенепреградитель; 3 — корпус; 4 — гуммированный клапан; 5 — колпачок; 6 — штуцер; 7 — пробка; 8 — рассекатель; 9 — контольная пробка Рис. 4. Водяной предохранительный затвор низкого давления для ацетилена: А — при нормальной работе; Б — в случае обратного удара; 1 — вентиль; 2 — трубка газоподводящая; 3 — воронка; 4 — выходной ниппель; 5 — контрольный кран; 6 — корпус; 7 — дно затвора; 8 — диск-рассекатель; 9 — резиновая прокладка; 10 — предохранительная трубка.

Затвор состоит из цилиндрического корпуса с верхним и нижним цилиндрическими днищами. В нижнее днище затвора ввернут обратный клапан, состоящий из корпуса, обрезиненного клапана и колпачка, ограничивающего подъем клапана. Внутри корпуса (в верхней части затвора) расположен пламяпреградитель, а в нижней — рассекатель. Корпус затвора заполняют водой до уровня контрольного крана. Ацетилен, подводящийся по трубке, проходит через обратный клапан, а в верхней части корпуса — через отражатель и отводится к месту потребления через расходный кран.

При обратном ударе ацетилено-кислородного пламени давлением воды клапан прижимается к седлу и не допускает проникновения ацетилена из генератора в затвор.

Пламя гасится столбом воды. После каждого обратного удара из затвора выбрасывается часть воды, которую необходимо дополнять до уровня контрольного крана. Это необходимо делать после каждого обратного удара, так как при недостатке воды ацетилен через затвор будет выходить в атмосферу.

Недостатком водяных предохранительных затворов является замерзание воды при работе на морозе. Поэтому в зимнее время их рекомендуется заливать морозоустойчивыми водными смесями этиленгликоля или глицерина. Приготавливают эти растворы смешиванием двух объемов этиленгликоля или глицерина с одним объемом воды. Температура замерзания таких жидкостей соответственно составляет -75°С и -36°С. Иногда применяют солевые растворы (NaCl и CaCL), но они вызывают коррозию стенок затвора, что накладывает ограничение на их использование.

Материалы, инструменты, оборудование для ацетиленовых генераторов.

Образующийся при реакции карбида кальция с водой ацетилен поступает из реторты 6 по трубке 3 в нижнюю часть генератора. При этом ацетилен вытесняет воду из нижней части корпуса генератора в верхнюю. Вода поступает в реторту пока уровень воды в генераторе не понизится до уровня крана 4. При дальнейшем поступлении ацетилена из реторты в газосборник давление в генераторе и реторте будет повышаться, но более медленно, так как вода из реторты вытесняется в конусообразный сосуд 14, открытый сверху. Это несколько замедляет дальнейшее разложение карбида и уменьшает выделение ацетилена. Поступает ацетилен из генератора к горелке или резаку через трубку 13, рукав 12 и водяной затвор 9. По мере отбора газа давление в генераторе падает. При этом вода из конусообразного сосуда вновь поступает в реторту и интенсивность разложения карбида увеличивается и, следовательно, увеличивается образование ацетилена. Следовательно, генератор работает автоматически в зависимости от расхода газа.

Водяные затворы

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

Для предохранения от взрыва ацетиленовых генераторов, а также газопроводов при централизованном снабжении горючим газом газосварочных постов в случае возникновения обратных ударов применяют специальные предохранительные устройства — водяные затворы. Обратным ударом называют внезапное загорание горючей смеси внутри газосварочной горелки или резака, распространяющееся затем по шлангам к ацетиленовому генератору. Водяные затворы ставят только перед генераторами или перед газопроводами. Перед ацетиленовыми баллонами водяные затворы не ставят.

Рис. 92. Схема устройства и работы водяного затвора

Схема устройства водяного затвора и его работы при обратном ударе показана на рис. 92. В цилиндрический корпус 1 водяного затвора вварены газоподводящая трубка 2 и предохранительная трубка 3. Верхняя часть предохранительной трубки заканчивается воронкой 4, снабженной отбойником 5. Газоподводящая трубка опускается в корпус водяного затвора ниже, чем предохранительная. В верхней части водяного затвора имеется газоотводящая трубка 6, по которой ацетилен из водяного затвора поступает в рукав и подводится к газосварочной горелке или резаку. Ниже газоотводящей трубки расположен контрольный кран 7. Перед началом работы в затвор заливают воду до уровня контрольного крана (рис. 92 а).

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист

При работе ацетилен проходит из генератора по газоподводящей трубке, попадает в воду, находящуюся в водяном затворе, а из воды поступает в верхнюю часть затвора (рис. 92 б). Скапливаясь в верхней части затвора, ацетилен затем подается по газоотводящей трубке к горелке или резаку. В случае возникновения обратного удара пламя по шлангу доходит до газоотводящей трубки, а затем проникает внутрь водяного затвора. При попадании пламени в водяной затвор ацетилен в верхней части воспламеняется. Воспламенившийся ацетилен давит на воду, которая уходит в газоподводящую трубку и закрывает тем самым доступ пламени к генератору (рис. 92 в). Ввиду того, что уровень воды становится ниже нижнего конца предохранительной трубки, продукты горения из затвора выбрасываются наружу через предохранительную трубку и воронку. При этом отбойник предотвращает выплескивание воды из затвора. После ликвидации обратного удара давление в затворе понижается и вода из газоподводящей трубки опускается в корпус затвора. При понижении давления в водяной затвор через предохранительную трубку подсасывается воздух (рис. 92 г).

Выше описан принцип действия водяного затвора низкого давления. Принцип действия водяного затвора среднего давления несколько иной. В этих затворах при воспламенении ацетилена вода давит на специальный клапан, который закрывает газоподводящую трубку, по которой ацетилен из генератора поступает в затвор.

Баллоныпредназначены для хранения и транспортирования кислорода, ацетилена и других газов. Они представляют собой стальные сосуды, имеющие в нижней части башмак, в верхней — горловину со специальными вентилями. Конструкция вентилей кислородных и ацетиленовых баллонов различна, что исключает ошибочную установку кислородного редуктора на ацетиленовый баллон и наоборот. На верхней сферической части баллонов выбивают их паспортные данные. К паспортным данным относят: тип баллона, заводской номер баллона, марку завода-изготовителя, массу, емкость, рабочее и испытательное давление, дату изготовления, дату следующего испытания, клеймо ОТК и клеймо инспекции Госгортехнадзора.

Ацетиленовый генератор.

Ацетиленовый генератор — это аппарат для получения ацетилена из карбида кальции. В зависимости от давления вырабатываемого ацетилена генераторы делятся на две группы (ГОСТ 5190-67): низкого давления до 0,1 МПа; среднего давления — от 0,1 до 1,5 MПа.

В ремонтных мастерских широкое распространение получили ацетиленовые генераторы среднего давления AСM-1,25-3.

Ацетиленовый генератор АНВ-1-66 имеет производительность 1,25 м 3 /ч и рабочее давление 0,025-0.03 МПа. Корпус генератора 1 разделен перегородкой 2 на две части. В нижнюю часть введена реторта 9, в которую вставляется корзина 10 с карбидом кальция, реторта герметически закрывается крышкой с резиновой прокладкой. (рис. 6.3).

Рис. 6.3 Ацетиленовый генератор низкого давления АНВ-1-66:

1 — корпус; 2 — перегородка; 3 — конусообразный сосуд; 4 — водяной затвор; 5 — шланг; 6 — осушитель; 7 – кран; 8 — трубка для выхода ацетилена; 9 — реторта; 10 — корзина; 11 — соединительная труба.

Генератор заполняется водой через верхнюю открытую часть корпуса до отмеченного уровня. Затем открывают кран 7, и вода из корпуса поступает в реторту, смачивая карбид кальция .Ацетилен по трубе 8 выходит из реторты и собирается в нижней части корпуса под перегородкой 2, откуда через осушитель 6 (заполняется коксом) и водяной затвор 4 по шлангу 5 идет в горелку. Вода в реторту поступает до тех пор, пока уровень ее в корпусе не станет ниже крана 7. Часть воды из реторты вытесняется ацетиленом в конусообразный сосуд 3, что замедляет газовыделение в реторте. По мере расходования газа давление понижается, уровень воды в корпусе генератора поднимается до крана 7, и вода поступает в реторту. Таким образом, процессы разложения карбида и выделения газа регулируются автоматически, в соответствии с отбором ацетилена из генератора.

Защита генератора от взрыва при обратном ударе пламени из сварочной горелки или резака обеспечивается водяным затвором. Опасность взрыва появляется при закупорке выходного отверстия мундштука горелки расплавленным металлом, при увеличении скорости сгорания смеси вследствие нагрева мундштука или при увеличении количества кислорода в горячей смеси.

Читайте также  Акт списания бензина для генератора

Устройство и принцип работы генератора асп-10

Устройство генератора изображено на рис.6.4,

В корпусе генератора расположены газообразователь 1, вытеснитель 2 и газосборник (промыватель) 3. Газообразователь 1 соединен с вытеснителем 2 переливным патрубком 4, а с газосборником — трубка 5

Корпус закрывается крышкой 6 и герметизируется прокладкой 7, вставляемой в паз крышки. Траверса 8 вводится в проушины крюков.

Вращением втулки 23 с помощью рукоятки 22 создается усилие прижима крышки к горловине. В крышку встроен подвижный шток 9 с коромыслом 20, на которое подвешивается загрузочная корзина 10.

Рис 6.4 Генератор ацетиленовый АСП-10:

1 — газообразователь, 2 — вытеснитель; 3 — газосборник (промыватель), 4 — патрубок переливной, 5 — трубка переливная, 14 — пробка, 15 — манометр, 16 — клапан предохраительный, 17 — защитное устройство, 18 — вентиль, 19 — опора; 24 — прокладка, 25 — кольцо уплотнительное, 6 — крышка, 7 — прокладка; 8-траиерса, 9 — шток, 10-корзина, 11 — кольцо уплотнительное, 12 — пробка; 13-фиксатор, 20 — коромысло, 21-рукоятка-кнопка, 22 – втулка

Герметизацию штока обеспечивают резиновые уплотнительные кольца, вставляемые в гнездо крышки. Необходимое усилие герметичного уплотнения обеспечивается резьбовой пробкой 12.

Фиксатор 13 имеет различные по глубине внутренние пазы с буквенными обозначениями — О, М, С и Б, что соответствует — нулевой малой, средней и большой замочке корзины. Нижнее положение корзины задается вводом рукоятки — кнопки 21 в паз Б фиксатора, верхнее — в паз О.

Таким образом, переставляя рукоятку-кнопку в пазы различной глубины в фиксаторе, регулируют глубину погружения корзины, а значит и карбида кальция в воду.

Пробки 14 и кольца уплотнительные 25 служат для герметизации штуцеров слива ила (воды) из вытеснителя и промывателя, причем для промывателя штуцер является контрольно-сливным. На корпус генератора устанавливаются манометр 15, клапан предохранителя 16, защитное устройство 17 с вентилем 18.

При снятой крышке в газообразователь заливается вода до обреза трубки 5, а в промыватель — до отверстия контроля уровня. Крышка с подвешенной на нее корзиной, загруженной карбидом кальция устанавливается на горловину генератора.

После герметизации крышки шток с корзиной опускается (из положения О рукоятка-кнопка переводится в положение па фиксаторе М, С или Б) и корзина погружается в воду.

Ацетилен, образующийся в результате реакции карбида кальция с водой, по — трубке 5 поступает в газосборник, барботируя через слой воды, охлаждается, промывается и через вентиль 18 и защитное устройство 17 поступает на потребление.

В случае уменьшения отбора ацетилена и повышения давления в генераторе вода из газообразователя 1 передавливается в вытеснитель 2, объем замоченного карбида кальция уменьшается, тем самым уменьшается газообразование; при снижении давления происходит обратный процесс. Таким образом, газообразование происходит в автоматическом режиме в зависимости от величины потребления ацетилена.

При возрастании давления в генераторе выше допустимого (рабочего) срабатывает предохранительный клапан 16, выпуская ацетилен в атмосферу.

Защитное устройство 17 предназначено для предохранения генератора от проникновения в него кислорода или воздуха со стороны отбора ацетилена и задержания детонационного горения ацетиленокислородной смеси.

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Температура пламени зависит от теплоты сгорания топлива и теплоемкости продуктов реакции. Когда мы сжигаем что-то в воздухе — нагревать приходится и азот (которого почти 80%), потому температура пламени в воздухе обычно не высокая (

1500-2000C и ниже). А вот в чистом кислороде, при правильном соотношении объема горючего и кислорода — греть нужно только продукты реакции, и достижимы намного более высокие температуры.

Как топливо обычно рассматривают углеводороды. Углерод при сгорании дает углекислый газ, а водород — воду. Вода имеет очень большую теплоемкость (4.183 против 1.4 кДж/(кг*К) ), соответственно, чем больше в горючем будет углерода, и меньше водорода — тем выше в первом приближении потенциально достижимая температура.

Наилучшее сочетание — у ацетилена C2H2, а например у метана CH4 и пропана C3H8 — это соотношение намного хуже.

Но существуют и другие соединения с равным количеством углерода и водорода — например бензол, C6H6. Помимо токсичности бензола, при его сгорании выделяется меньше энергии, т.к. в ацетилене «лишняя» энергия запасена в нестабильной тройной углеродной связи, что и обеспечивает ему одну из наибольших температур горения в кислороде — 3150 °C.

Эта лишняя энергия (

16%) может выделится во время самопроизвольной детонации сжатого ацетилена даже без доступа воздуха (продуктом реакции будет как раз бензол и винилацетилен). Wikipedia утверждает, что для этого нужно давление всего в 2 атмосферы — но я в шприце сжимал ацетилен до 4-5 атмосфер и ничего не происходило (видимо нужны катализаторы, удар или повышенная температура). В любом случае, из-за этого эффекта ацетилен в сжатом виде не хранят, а растворяют его в баллонах в ацетоне. Но есть и более простой и безопасный при маленьких объемах способ получения ацетилена — реакция карбида кальция с водой. Именно этот способ и будет использоваться.

Что примечательно, достигнуть еще бОльшей температуры можно — если использовать как топливо вещества, не содержащие водорода вообще: cyanogen (привет Android), (CN)2 — горит при 4525 °C и dicyanoacetylene C4N2, горит при 4990 °C (опять благодаря тройным углеродным связям, и меньшему относительному количеству лишнего азота). Но практически с этой целью их не используют из-за токсичности.

Безопасность

Сжатые кислород и ацетилен в баллонах — могут быть очень опасны при малейших нарушениях правил эксплуатации, потому их я конечно использовать не буду.

Ацетилен будет генерироваться из небольшого количества карбида кальция (

100г на одну сессию), в бутылке объемом 0.5л. Изначально я хотел использовать 2л, чтобы давление было более равномерное — но посмотрев на YouTube как взрывается литр ацетилена с кислородом — решил урезать осетра. Чтобы не создавалось опасного давление в генераторе — выход ацетилена на горелке никогда нельзя перекрывать. Генератор ацетилена нужно охлаждать — иначе будет «саморазгон» реакции из-за нагрева.

Кислород — будет генерироваться медицинским концентратором кислорода, что относительно безопасно.

Могла быть еще опасность накачать кислорода в генератор ацетилена с последующим хлопком — но для этого нужно, чтобы не сработал защитный клапан в генераторе кислорода, и был заблокирован (грязью например) выход газа из горелки.

И конечно работать нужно в специальных очках — не только для защиты от брызг металла, но и ультрафиолетового излучения пламени (т.е. прозрачные пластиковые защитные очки тут не подойдут).

Чтобы не допустить скапливания взрывоопасной концентрации ацетилена в случае утечек — вентилятор постоянно обдувал рабочее место + все операции проводились на свежем воздухе.

Также существует проблема «обратного удара» (в видео в конце статьи показан на 1:30): когда скорость течения газа в горелке становится слишком маленькая, пламя уходит внутрь горелки с хлопком, и если в ацетилене есть воздух — пламя может дойти до генератора ацетилена. Потому я не поджигал ацетилен сразу после начала реакции, а ждал

15-30 секунд пока воздух не будет вытеснен. Также эта проблема может быть решена добавлением водяного клапана на пути ацетилена.

Конструкция

Итак, нам понадобится генератор кислорода. В моем случае — медицинский кислородный концентратор Atmung (цена порядка 20к рублей — но он, к счастью, уже был в наличии). Может генерировать 1 литр в минуту 95% кислорода, и бОльшие объемы при снижении концентрации. Работает по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции — за счет различной скорости прохождения газов через поры цеолита:

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Далее — стандартная ацетиленовая горелка «Малютка», у неё самое маленькое сопло, куплена в интернет-магазине (960 рублей):

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Мой генератор ацетилена работает следующим образом: вода из банки, стоящей на высоте 1-2 метра (для создания давления) через иглу инсулинового шприца маленькими каплями капает на карбид кальция в бутылке. Как только давление вырастает из-за выделившегося газа — вода капать перестает, до тех пор пока давление не снизится. Таким образом система стабилизирует сама себя. Тем не менее, генератор в банке с холодной водой — чтобы не допустить излишнего нагрева:

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Пламя ацетилена в воздухе сильно коптит, и выглядит вполне заурядно:

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

С включением кислорода все меняется:

Можно плавить и поджигать сталь, резать все-таки не хватает мощности (надо брать более толстый наконечник, увеличивать давление):

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Оказалось, гибкое стеклянное «оптоволокно» получается автомагически — когда расплавленное стекло капает, как только толщина шейки становится достаточно маленькой, оно очень быстро остывает и дальше не утончается.

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Можно плавить стекло как масло, запаивать капсулы из стеклянных трубок:

Кислородно-ацетиленовая сварка своими руками

Видео самодельного кислородно-ацетиленового сварочного аппарата:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: