Газовая горелка: строение, разновидности и сферы применения

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.

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.

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.

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 сварочные ацетиленовые

Артикул: 001.020.781 Горелка ацетиленовая Г2-4М-01 (№ 0А, 1А, 2А, 3А) Ручная сварочная горелка равного давления для сварки металлов толщиной до 4 мм. Укомплектована медными цельнотянутыми наконечниками № 0А, 1А, 2А и 3А.
Цена: 3 545 р

Артикул: 001.020.706 Горелка ацетиленовая Г2А «Малютка» (№ 0А, 1А, 2А, 3А)

Инжекторная горелка для сварки металлов толщиной до 4 мм. Укомплектована латунными сварочными наконечниками с медными мундштуками № 0А, 1А, 2А и 3А.

Цена: 3 752 р

Артикул: 001.020.703 Горелка ацетиленовая ГЗА (№ 4А, 5А)

Инжекторная горелка для сварки металлов толщиной до 11 мм. Укомплектована латунными сварочными наконечниками с медными мундштуками № 4А и 5А.

Цена: 3 342 р

Артикул: 001.020.702 Горелка ацетиленовая Г2А МИНИ (№ 0А, 1А, 2А, 3А)

Инжекторная горелка для сварки металлов толщиной до 4 мм. Укомплектована медными цельнотянутыми наконечниками № 0А, 1А, 2А и 3А.

Цена: 3 612 р

Артикул: 001.020.701 Горелка ацетиленовая Г2А (№ 2А, 3А)

Инжекторная горелка для сварки металлов толщиной до 4 мм. Укомплектована латунными сварочными наконечниками с медными мундштуками № 2А и 3А.

Цена: 2 756 р

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.

Горелки сварочные, работающие на пропано-кислородной горючей смеси

Пропановые горелки ГЗУ также применяются для пайки черных и цветных металлов, реже — для неответственных сварочных швов черного металла небольших толщин до 3 мм. Обусловлено это более низкой температурой пропано-кислородной смеси (до 2 100°С), не позволяющей производить сварку на равных с горелками, работающими на ацетилене. Тем не менее — такие горелки широко применяются для нагрева и пайки цветных металлов высокотемпературными припоями.

Компактность таких сварочных горелок, отличная работа вентильных узлов, позволяющих производить «тонкую» регулировку подачи газов, современный продуманный дизайн — все это делает горелки удобными и надежными и позволяет Вам работать с ними как на открытом пространстве, так и в помещении.

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.

Типовая конструкция горелки

Техническое устройство инструмента ориентируется на процессы приема газовоздушных компонентов, их смешивания и сжигания. Стандартный набор деталей в конструкции можно представить так:

Корпус.
Рукоятка.
Ниппель для кислорода.
Трубка выпуска смеси.
Регулирующий вентиль.
Наконечник и сопло.
Смесительная камера.
Мундштук.
Запорно-присоединительная арматура.

Обязательным условием для работы данного инструмента является источник газовоздушных веществ. Чаще используется схема установки горелки на баллончик с помощью хомута и накидной гайки, но некоторые модели допускают и подключение к магистральной линии газопровода. Соответственно, в первом случае обеспечивается автономность рабочего процесса, а во втором – стабильность горения факела.

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.

Классификация горелок по принципу работы

Обычно выделяют модели с инжекторным и диффузным принципом действия. У них отличается механика работы, определяющая и сам процесс организации горения.

В случае с инжекторными горелками сжигание топлива происходит внутри инструмента за счет принудительного подсасывания кислорода. Смешивание газа и воздуха может быть частичным или полным – режим работы зависит от требований к пламени горелки, интенсивности и температурному режиму.

При диффузном принципе работы сгорание происходит благодаря топливно-воздушной подводке в камеру смешивания. Устройства этого типа обычно задействуются в случаях, когда по всему факелу требуется поддержка стабильного температурного режима. Это могут быть сферы обслуживания промышленных котлов, печей и других тепловых агрегатов большой мощности. Важной особенностью диффузной горелки является возможность стационарной установки. Некоторые модели требуют большого расхода воздушных смесей, однако не обеспечивают полную утилизацию продуктов горения, что также требует создания дополнительных коммуникаций для их вывода через ходовую часть.

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.

Классификация горелок по типу топлива

Наиболее распространены газовые, жидкостные и комбинированные горелки. Первые имеют простую конструкцию, отличаются быстродействием, моментальным розжигом и достаточно высокой мощностью термического воздействия. Газовые модели используются как в сварочных процессах, так и в обслуживании промышленного оборудования.

Жидкотопливные горелки преимущественно работают на дизеле и мазуте. Обе версии предназначены для сжигания жидкостных топливных материалов, которые подают в камеру сгорания под высоким давлением, после чего распыляются в виде пара, смешиваются с воздухом и воспламеняются. Данный процесс и обуславливает усложнение конструкции горелки – это касается смесительной камеры, обеспечивающей распыление того же дизеля до мельчайших частиц. По мощности жидкотопливные устройства соответствуют газовым аналогам, но при этом могут работать в условиях низких температур.

Что касается комбинированных горелок, то они работают на изначально смешанном топливе. Например, могут применяться комбинации газ-мазут или газ-дизель. Дополнительно также подается воздушная смесь. Такие модели дорого стоят и обеспечивают довольно низкую производительность, то зато они универсальны в применении и не требуют смены рабочей оснастки.

Классификация горелок по способу регуляции

Практически во всех конструкциях используется ступенчатая схема регуляции, но есть существенная разница в диапазонах. Так, одноступенчатые модели работают с ограниченными показателями мощности, что обуславливает их частые отключения при использовании в одной системе с котельной автоматикой.

Более гибки в настройках и эргономичны в эксплуатации двухступенчатые горелки – это модели с двумя мощностными диапазонами, первый из которых выдает производительность до 40%, а второй – до 100%. Наличие двух режимов регуляции выгодно и с точки зрения возможностей тонкой настройки горения через автоматику, и по причине экономии топлива, когда нет смысла использовать аппарат с полной загрузкой.

Применяется в некоторых аппаратах и принцип плавно-двухступенчатой регулировки. Его особенность заключается в том, что реализуются не скачкообразные переключения между режимами горения, а медленные, не предполагающие отключения устройства. Горелка работает в постоянном режиме, точечно подстраиваясь через настройки автоматики под конкретные нужды текущего момента.

Горелки для отопительного оборудования

Практически все газовые котлы в той или иной конфигурации взаимодействуют с горелками. Они выполняют функции сжигания топлива, поддерживая заданный температурный режим. Чаще используют аппараты для воспламенения газовоздушных смесей. Все горелки для котлов условно можно разделить на атмосферные и вентиляционные, то есть надувнные. Нередко отопительное оборудование комплектуется такими аппаратами и в основной конструкции. В этом случае горелка встраивается в регулировочный блок и может напрямую взаимодействовать с автоматикой котла. Поскольку эксплуатация газового оборудования реализуется в соответствии с жесткими требованиями к безопасности, между источником топливной смеси и горелкой в данной инфраструктуре могут предусматриваться средства подготовки рабочего топливного состава. Например, это могут быть устройства для фильтрации и деаэрация смеси с целью доведения ее показателя вязкости до нормативного уровня.

Горелки для кровельных работ

Тоже специальные устройства для выполнения конкретных задач. Обычно с помощью кровельных горелок выполняется подогрев наплавляемого покрытия. Особенность такой кровли заключается в том, что она укладывается на расплавленную битумную массу, температура которой как раз поддерживается горелкой. Это компактные модели с теми же функциональными органами в виде камер сгорания и распылителей, но их наконечники имеют меньший формат для точечного наплавления связующего материала. Также кровельные модели горелок могут выполнять процедуры просушивания и обжига стройматериалов.

Выбираем газовую горелку: виды конструкций и применение