Газовая горелка для горна своими руками: чертежи, схемы, фото, видео

Видео на тему

В этой статье мы рассмотрим, как изготовляется газовая горелка для пайки своими руками. Это приспособление часто востребовано и в частном хозяйстве, и в коммерческих целях – для индивидуального технического творчества и разного рода задач по строительству. В частности, с помощью газовых горелок проводят спаечные, слесарно-кузнечные, кровельные, ювелирные работы, получают и для других целей пламя, температура которого превышает 1500°C.

В слесарном деле при помощи газовой горелки можно раскалить металлическую заготовку, чтобы в итоге она получилась достаточно закаленной. При проведении сварочных работ с некоторыми металлами места будущих швов должны быть прогреты.

Изготовление форсунки своими руками

Перед тем, как начать эксплуатацию изделия, изготовленного в домашних условиях своими руками, нужно пройти следующие процедуры:

Горелка должна пройти проверку качества в местном офисе Ростехнадзора согласно регламенту, установленному в Федеральном законе о безопасности зданий и сооружений от 30.12.2009.
После этой проверки необходимо получить сертификат Ростехнадзора о пригодности горелки к эксплуатации.

Для того, чтобы приступить к изготовлению форсунки, нужны следующие материалы:

Вентиль, который послужит для регуляции подачи топлива устройством. Для подачи газа в горелку нужно пользоваться вентилем, установленным на источник газа.
Стальная труба. Желательно, чтобы она имела толщину до 2 мм и длину до 100 мм.
Стальной колпачок для изготовления дозатора топлива. Можно использовать также жиклёр с паяльной лампы.
Стальная ручка. Она может быть сделана из обычного штуцера.
Резина для обкладки ручки.
Проволока. Она будет использована при сварке.

А также понадобятся следующие инструменты:

Сварочный аппарат.
Болгарка для резки деталей.

Для кустарного изготовления предпочтительна атмосферная форсунка из-за простоты её конструкции. Порядок действий таков:

Сначала накручивается колпачок на вентиль. Например, если используется стандартный вентиль ВК-74, то колпачок имеет коническую резьбу.
Затем, путём обрезки болгаркой имеющейся стальной трубы до необходимых размеров, изготавливается сопло будущей форсунки — её основа.
Далее, сопло приваривается к колпачку с использованием проволоки. При этом колпачок и сопло не должны соприкасаться.
Устанавливается пьезоэлемент, который нужен для активации устройства.

После этого, изделие готово к монтажу.

Внимание! Для установки системы подачи горючего в печку из системы центрального отопления необходимо специальное оборудование и опыт работы с газовыми системами

Установка для печи

При установке готового агрегата в печь учитывают, из каких материалов она изготовлена:

Газовая форсунка — сердце печки — должна быть качественной и грамотно установленной. При неполадках в работе этого агрегата могут возникнуть проблемы, связанные с топливом, что может привести к необратимым последствиям.

Устройство и принцип работы

Конструктивно инструмент может иметь различный принцип образования газокислородной смеси. В некоторых резаках для подачи воздуха используют кислородный баллон, а в современных устройствах кислород забирается непосредственно из атмосферы. Более функциональные устройства оборудованы автоматическим пьезорозжигом, системой защиты, в том числе от ветра, различными наконечниками и переходниками.

Пропановая горелка выполнена из простых конструкционных элементов:

Ручка для надежного удержания агрегата;
редуктор, регулирующий напор газа;
газовая трубка для подачи топлива;
металлическое распределительное сопло;
системы газовых шлангов, подающих газ с ниппелями от 6 до 9 мм;
баллон с пропаном.
кислородный баллон;
хомуты для крепления.

Принцип работы горелки пропановой для кровельных работ:

Горелочное устройство присоединяется к редукторам кислородного и пропанового баллонов с помощью системы подающих шлангов.
Редукторы устанавливаются на баллоны для создания рабочего давления сварки.
После сборки схемы по газу и кислороду, проверки плотности соединения и закрепления узлов открывают газ на баллонах посредством вентилей.
Устанавливают давление газа до режимного значения, и открывают вентиль.
Топливо по шлангам поступает к пропановой горелке.
Процесс смешивания осуществляется в инжекторе с образованием газовоздушной среды.
Рабочее пламя выходит из устройства с температурой более 2000* С.

Устройство пропановой горелки

Полезные советы

Несколько секретов для улучшения работы горна:

Задняя стенка с вырезом улучшит вентиляцию и даст возможность работать с длинными заготовками.
Металлическая подставка под горн сделает работу более удобной.
Для работы с разными по размеру заготовками удобнее использовать несколько разных по размеру стоящих рядом горнов. Воздух подводится при помощи гибких шлангов для быстроты переключения между горелками.
Каждая «магистраль» должна иметь запорную арматуру. Для плавной регулировки следует отказаться от шаровых вентилей.

После завершения процесса монтажа необходимо произвести тестовый запуск газа в горн. Малейший запах — это сигнал неправильной установки. Для дальнейшей безопасной эксплуатации конструкции требуется выяснить и устранить причину утечки. Проверку следует проводить при достаточном проветривании помещения.

Переделка горелки от старой плиты

Сделать горелку для горна можно из устройства, применяемого в газовых плитах. Для этого достаточно лишь правильно рассчитать мощность по таким формулам:

определяем мощность плиты (W), с которой снимается горелка (узнать ее можно из инструкции или данных на корпусе агрегата);
умножаем W на КПД топлива (0,89-0,93), чтобы получить необходимую мощность для горна (W1);
узнаем теплотворную способность газа (Q). Если применяется пропан, она составит 3600 кДж/м3;
вычисляем расход топлива: T = 3,6 × W1 / Q.

Изготовив горелку по чертежам, нужно обязательно проверить ее работоспособность

Особое внимание уделяется герметичности системы. При выявлении запаха газа сразу же закрывайте регуляторы, проветривайте помещение и ищите утечку, чтобы не допустить возникновения аварийной ситуации в процессе работы

Полезные советы

Вырезание в задней стенке горна небольшого отверстия улучшит вентиляцию. Помимо этого, такой вырез позволяет разогревать металлические заготовки большой длины.
Кузнечный горн размещают на специальной металлической подставке или столике, который делает работу с ним более удобной. Высота подбирается мастером индивидуально.
Если кузнечная мастерская работает с заготовками разных размеров и форм, то целесообразно устанавливать сразу несколько горнов разных габаритов. Размещают их поблизости друг от друга, а при помощи гибких шлангов подводят газ и воздух. Такое конструктивное решение позволяет быстро переподключать горелки.
На каждом газопроводе должна располагаться запорная арматура. С этой целью чаще всего используют обычные вентили — они обеспечивают более плавную регулировку, в отличие от шаровых аналогов.

Главное в создании кузнечного горна своими руками — представлять принцип работы, правильно подобрать необходимые материалы и соблюдать технику безопасности. Такое оборудование создается мастерами исходя из личных предпочтений, пожеланий и требований, что предоставляет широкий простор для деятельности.

Изготовление ручки и форсунки

Ручки для горелки

Возьмите латунную трубку и приделайте к ней ручку. Если у вас есть ручка от старой горелки, можно использовать ее – это будет гораздо удобнее. Если таковой нет, можно взять деревянный брусок. Чтобы рукоять удобно лежала в руке, ее можно обработать. В нем нужно просверлить отверстие под латунную трубку. Их диаметр должен совпадать. После чего трубка засовывается в брус и закрепляется там при помощи силикона или эпоксидной смолы.

Если форсунка сделана правильно, то пламя ровное

Следующий этап – изготовление форсунки. Это трудоемкий и долгий процесс. К нему нужно подходить с большей ответственностью. Желательный размер отверстия форсунки составляет 0,1 мм. Понятно, что самостоятельно без специального оборудования достичь такого размера будет очень трудно, поэтому нужно просверлить отверстие немного шире, и подогнать края до нужного размера. Все нужно делать аккуратно, чтобы отверстие было ровное и не направляло пламя в разные стороны. Сделав отверстие, зафиксируйте заготовку в тисках. Затем аккуратно молотком наносите удары по будущей форсунке. Делать это нужно вертикально, с «оттяжкой» к центру заготовки. Постепенно деталь нужно прокручивать, обеспечивая идеальное отверстие без уклона.

Выполнив чеканку детали, головку форсунки нужно зашкурить ее наждачной бумаги с мелкой зернистостью. На заднюю часть детали следует нанести резьбу, чтобы соединить ее с трубкой. Более простой метод соединения – пайка форсунки к трубе. Но следует отметить, что в таком случае ремонт каких-либо деталей выполнить будет очень сложно.

В принципе это всё, теперь вы можете подсоединить к трубке баллон с газом, поджечь его и агрегат готов к работе. Но, теперь возникают некие трудности, которые препятствуют нормальной работе и приносят неудобства. Получается, что регулировать газовый поток можно только открывая и закрывая кран на газовом баллоне. В таком случае добиться требуемой силы пламени будет очень тяжело. Что же делать?

Назначение частей горна

Теперь вернемся к списку в начале и посмотрим, что в горне для чего. А тогда уже возьмемся за изготовление горна по образцам, рассмотренным далее или самостоятельно, исходя из имеющихся в наличии материалов и возможностей.

В промышленности на футеровку стола идет преимущественно кварцевый огнеупорный кирпич, он при интенсивной рабочей нагрузке служит десятилетия. Самодельный горн обычно футеруют печным шамотным кирпичом, более дешевым и доступным. При нерегулярном пользовании его тоже хватит на годы.

Топливник с колосниковой решеткой, воздушной камерой с дренажом и подающим патрубком с вентилем образуют сердце горна – фурму. В промышленных образцах применяют сменные фурмы под разные способы нагрева и нагреваемые заготовки. Любителю или мастеру-индивидуалу чаще всего достаточно одной наглухо вмонтированной в стол с цельной перфорированной круглыми отверстиями колосниковой решеткой.

Воздушный дренаж необходим, чтобы точно и оперативно, не отрывая взгляда от заготовки, регулировать дутье. Недогретую деталь проковать не удастся и закалку она не примет; перегретая и пересушенная пойдет рваться под молотом, а в закалочной ванне ее поведет как минимум, а то и треснет. И уж во всяком случае окажется недопустимо хрупкой. Как по виду раскаленной заготовки определить ее готовность для ковки или закалки – разговор особый. Но опытные кузнецы знают, что перепустить лишний воздух в атмосферу нужно успеть за секунды.

Назначение камеры, или шатра, горна совместно с его зонтом и дымоходом – удалить дымовые газы из рабочей зоны. Их при подготовке угольной массы (см. ниже) выделяется предостаточно, и ни один для здоровья не полезен. Тяга в дымоходе нужна хорошая, т.к. переднее (рабочее) окно шатра и проемы для длинномера (трубы, металлопрофили) открыты постоянно.

Что касается закалочной ванны и газовоздушной камеры, то они могут быть, а могут и не быть, это уж по вашему усмотрению. Закалочная ванна обязательно нужна, если вы собираетесь ковать т. наз. дамаск, изделия из булатной стали. Им нужна термоударная закалка, т.е. из горна – мгновенно в ванну.

Газовоздушная камера в промышленности используется:

Для дополнительной сушки и подогрева воздуха.
Для очистки дутьевого воздуха от примесей и конденсата.
Для введения в воздух газообразных легирующих присадок.

В домашних условиях супер-супер спецспавы не получают; проблема конденсата на производстве возникает при дутье от общей сети сжатого воздуха. В маломощном горне воздух достаточно нагревается, проходя через отверстия колосника фурмы, а очистить бытовой газ от серы можно, пропуская его сквозь слой нафталина, как сказано выше. В общем, делайте газовоздушник, не делайте, дело ваше.

Наконец, горнило. Это жаростойкий колпак, расширяющий зону предельно высокой температуры. Его ставят, если в горне плавят в тигле цветные или драгоценные металлы и сплавы (температура плавления золота 1060 градусов, серебра 960, меди 1080, латуни и бронзы 900), цементируют детали в муфеле и т.п. Искать дорогое готовое горнило нет смысла, в домашней кузне его вполне заменит десяток шамотных кирпичей, выкладываемых на сухую по детали. В такой комплектации самодельный горн заменит и дорогостоящую муфельную печь.

Какую делать?

Газовые горелки малой мощности для быта и мелкого частного производства по эксплуатационным показателям классифицируются след. образом:

Высокотемпературные – для точных спаечно-сварочных, ювелирных и стеклодувных работ. КПД не важен, нужно добиться максимальной для данного топлива температуры пламени.
Технологические – для слесарных и кузнечных работ. Температура пламени весьма желательна не ниже 1200 градусов, и с соблюдением этого условия горелка доводится до максимальной экономичности.
Отопительные и кровельные – добиваются наилучшего КПД. Температура пламени, как правило, до 1100 градусов или ниже.

Касательно способа сжигания топлива газовая горелка может быть выполнена по одной из след. схем:

Свободно-атмосферной.
Атмосферно-эжекционной.
С наддувом.

Атмосферные

В свободно-атмосферных горелках газ сгорает в свободном пространстве; приток воздуха обеспечивается свободной конвекцией. Такие горелки неэкономичны, пламя рыжее, коптящее, пляшущее и бьющееся. Интерес, представляют, во-первых, потому, что избыточной подачей газа или недостаточной воздуха любую другую горелку можно перевести в свободно-атмосферный режим. Именно в нем горелки поджигают – на минимуме подачи топлива и еще меньшем притоке воздуха. Во-вторых, свободный приток вторичного воздуха может быть очень полезен в т. наз. полутораконтурных горелках для отопления, т.к. намного упрощает их конструкцию не в ущерб безопасности, см. далее.

Эжекционные

В эжекционных горелках не менее 40% необходимого для сгорания топлива воздуха подсасывается газовым потоком от инжектора. Эжекционные горелки конструктивно просты и позволяют получить пламя с температурой до 1500 градусов при КПД свыше 95%, поэтому используются наиболее широко, однако не могут быть выполнены модулируемыми, см. ниже. По использованию воздуха эжекционные горелки делятся на:

Одноконтурные – весь нужный воздух засасывается сразу. С должным образом профилированным газовым каналом на мощности более 10 кВт показывают КПД свыше 99%. Своими руками не повторяемы.
Двухконтурные – ок. 50% воздуха засасывается инжектором, остальное – в камеру сгорания и/или дожигатель. Позволяют получить либо пламя в 1300-1500 градусов, либо КПЛ свыше 95% и пламя до 1200 градусов. Используются любым образом из указанных выше. Конструктивно достаточно сложны, но своими силами повторяемы.
Полутораконтурные, часто называемые также двухконтурными – первичный воздух подсасывается потоком из инжектора, а вторичный свободно поступает в ограниченный объем (напр., топку печи), в котором и догорает топливо. Только однорежимные (см. ниже), но конструктивно просты, поэтому широко используются для временного запуска отопительных печей и котлов на газе.

С наддувом

В горелках с наддувом весь воздух, и первичный, и вторичный, подается в зону сгорания топлива принудительно. Простейшая микрогорелка с наддувом для настольных спаечных, ювелирных и стекольных работ может быть сделана самостоятельно (см. далее), но изготовление отопительной горелки с наддувом требует солидной производственной базы. Зато именно горелки с наддувом позволяют реализовать все возможности управления режимом горения; согласно условиям использования они делятся на:

Однорежимные;
Двухрежимные;
Модулируемые.

Управление горением

В однорежимных горелках режим сгорания топлива либо определяется раз навсегда конструктивно (напр., в промышленных горелках для отжиговых печей), либо устанавливается вручную, для чего горелку нужно или погасить, или прервать технологический цикл с ее применением. Двухрежимные горелки работают, как правило, на полной или половинной мощности. Переход с режима в режим осуществляется по ходу работы либо пользования. Двухрежимными делают отопительные (зима – весна/осень) либо кровельные горелки.

В модулируемых горелках подача топлива и воздуха плавно и непрерывно регулируется автоматикой, отрабатывающей по комплексу критически важных исходных параметров. Напр., для отопительной горелки – по соотношению температур в помещении, наружной и теплоносителя в обратке. Выходной параметр возможен один (минимальный расход газа, наибольшая температура пламени) или их может быть тоже несколько, напр., при температуре пламени у верхнего предела минимизируется расход топлива, а при ее падении оптимизируется для данного техпроцесса температура.

Горн с самодельной газовой горелкой

На некоторых сайтах встречаются рекомендации по изготовлению корпуса горелки методом вальцовки трубчатой заготовки. При больших давлениях струи, пластическое упрочнение материала может привести к возникновению зон внутренних напряжений, которые при пуске горелки становятся причиной появления трещин в металлическом корпусе.

Вариант с установкой горелки от газовой плиты значительно проще. Предварительно нужно определить затраты топлива для быстрого нагрева металла под ковку. Подбирая готовую конструкцию, устанавливают мощность главного агрегата (котла, плиты и т.п.), для которого устройство применялось. Произведение этого значения на КПД (для газа это 0,89-0,93) даёт искомое значение мощности W.

Немного сложнее установить расход газа Т. Алгоритм расчёта такой:

Выясняется теплотворная способность топлива Q (для пропана можно принять 3600 кДж/м3);
Используя формулу Т = 3,6W/Q, определяется расход.
По результатам расчёта подбирается необходимая запорно-регулирующая арматура: клапаны, тройники, уплотнительные кольца и т.д.

Установку горелки в горн для ковки производят следующим образом. Вначале в подготовленное футеровочное отверстие вставляется конфузор, к нему через листовую прокладку из жаропрочной стали присоединяют устье горелки. К нему прикрепляют само изделие, и ввинчивают трубки для подачи воздуха и газа. Проверяют эффективность действия регуляторов, затем производят пробный пуск газа от баллона или стационарной сети. Все работы нужно проводить при хорошо проветриваемом помещении. При малейшем запахе газа установочные работы следует прекратить и выяснить источник утечки.

Стационарный

Стационарные горны делают опытные мастера под свои антропометрические данные. Кусок раскаленного до оранжевого железа весом в несколько кило в клещах – предмет чрезвычайно травмоопасный, поэтому эргономика стационарного горна должна быть идеальной.

Берем размеры

Приблизительные размеры стационарного горна показаны на рис.

Примерные размеры кузнечного горна

Именно приблизительные, но высоту стола и его размеры нужно определить точно:

Становимся ровно, ноги на ширине плеч. Правую свободно опущенную руку сгибаем в локте.
Помощник измеряет расстояние от локтевого сгиба до пола. Добавляем к нему 5-7 см, это и будет высота стола.
Теперь берем в ту же руку самые большие клещи, помощник измеряет расстояние от живота до концов их губок.
Добавляем к нему 10-12 см, мы получили половину длины диагонали стола.
Длину стороны квадратного стола берем равной 1,4 от длины полудиагонали (0,707 от полной диагонали).

Конструкция

Последовательность изготовления стационарного горна видна из рис. Воздушник фурмы с наддувом от пылесоса или улитки автопечки лучше опустить пониже, а заслонку воздушного дренажа при этом (пп. 4 и 5) сделать выдвижной вперед. Получится воздушный ресивер достаточно большой емкости, и заслонку можно будет выдвигать-вдвигать носком обуви.

Изготовление стационарного горна

Обратите также внимание на цельный колосник, поз. 2. Он в данном случае специальный для горнов

Секрет – в перекрещивающихся ложбинках, разделяющих плиту на квадратики. В них скапливается нагар. Если насверлить отверстия в гладкой плите, то их после каждой ковки придется прочищать стальным прутом

Он в данном случае специальный для горнов. Секрет – в перекрещивающихся ложбинках, разделяющих плиту на квадратики. В них скапливается нагар. Если насверлить отверстия в гладкой плите, то их после каждой ковки придется прочищать стальным прутом.

Но почему нельзя сделать колосниковую решетку наборной из планок, как в печке? Потому, что масса топлива спекается не однородно. В щелях между планками поток воздуха будет прыгать туда, где ему свободнее выйти. В том месте температура окажется выше, и вся заготовка может оказаться пересушенной пятнами. На-глаз мастер-любитель этого не заметит, но под нагрузкой местная хрупкость скажется. А пропускание воздуха сквозь двумерную регулярную структуру (печной колосник одномерный) уменьшает неравномерность воздухораспределения на порядок. Если колосник трехмерный, как показано на рис. с устройством горна в начале, то неравномерность распределения воздуха практически не сказывается.

Самодельная фурма с воздушным душем

А как быть, если негде взять спецколосник? Тогда приемлемый выход – полностью самодельная фурма с концентрическим расположением отверстий диаметром 8-10 мм, см. рис. справа, такая система не так быстро засоряется и дутье по площади обеспечивает более-менее равномерное. По принципу действия похоже на рассеиватель душа.

Наддувать воздушный душ пылесосом нельзя, топливо выдует. Нужно взять улитку от автопечки или подобную ей. Регулировать дутье дренажом в таком случае тоже нежелательно, оптимальный для равномерности дутья наддув слабоват. Нужно встроить в воздуховод дроссельную заслонку, а нижнюю крышку фурмы сделать съемной только для чистки.

Как сделать газовую горелку

На схеме ниже вы можете увидеть, как именно изготавливается газовая горелка. Для такого устройства потребуются следующие компоненты:

Корпус, который выполняется в виде двойного усеченного конуса. Для его изготовления потребуется высокопрочная сталь.
Конфузионный раструб, выполняемый из стали Х18Н9Т, устойчивой к воздействию высоких температур и открытого пламени.
Головки для подведения к месту работ природного либо сжиженного газа, а также воздуха под требуемым давлением.
Устья.
Регуляторы, позволяющие настраивать количество газа и воздуха в смеси.

Полуторадюймовые трубы и листовая жаропрочная сталь помогут выполнить основные элементы устройства. Для этой цели применяется сварка в среде аргона, но можно также использовать флюс, который защитит шов от воздействия кислорода и быстрой коррозии. В качестве труб для подведения газа и воздуха берем обычные рукава высокого давления. Главное – правильно подобрать их диаметр. Соединение с корпусом осуществляется посредством металлических хомутов.

Чтобы исключить утечку газа, а также снижение давления, потребуются надежные уплотнительные элементы. Их можно сделать из резины, выдерживающий агрессивные химические воздействия.

Выбираем газ

Своими руками изготавливается исключительно газовая горелка на пропане, бутане или пропан-бутановой смеси, т.е. на газообразных насыщенных углеводородах, и атмосферном воздухе. При использовании 100% изобутана (см. далее) возможно достижение температуры пламени до 2000 градусов.

Ацетилен позволяет получить температуру пламени до 3000 градусов, но ввиду его опасности, дороговизны карбида кальция и необходимости в чистом кислороде как окислителе практически вышел из употребления и в сварочных работах. Получить чистый водород в домашних условиях возможно; водородное пламя от горелки с наддувом (см. далее) дает температуру до 2500 градусов. Но сырье для получения водорода дорого и небезопасно (один из компонентов – сильная кислота), но главное – водород не ощутим на запах и вкус, добавлять к нему меркаптановую отдушку нет смысла, т.к. водород на порядок скорее распространяется, а примесь его к воздуху всего в 4% уже дает взрывоопасный гремучий газ, причем воспламенение его может произойти просто на свету.

Метан не используется в бытовых газовых горелках по сходным причинам; кроме того, он сильно ядовит. Что касается паров ЛВЖ, пиролизных газов и биогаза, то при сжигании в газовых горелках они дают не весьма чистое пламя с температурой ниже 1100 градусов. ЛВЖ средней и ниже средней летучести (от бензина до мазута) сжигаются в специальных жидкостных горелках, напр., в горелках для дизтоплива; спирты – в маломощных пламенных приборах, а эфиры вообще не жгут – малоэнергичны, но очень опасны.

Как сделать газовую горелку

Корпус, который выполняется в виде двойного усеченного конуса. Для его изготовления потребуется высокопрочная сталь.
Конфузионный раструб, выполняемый из стали Х18Н9Т, устойчивой к воздействию высоких температур и открытого пламени.
Головки для подведения к месту работ природного либо сжиженного газа, а также воздуха под требуемым давлением.
Устья.
Регуляторы, позволяющие настраивать количество газа и воздуха в смеси.

Читать также: Станок корвет 82 видео

Газовая горелка для кузнечного горна своими руками

Видео на тему