Стеклодувное приборостроение подразумевает огневой нагрев заготовок — стеклянных трубок и стержней различного диаметра, оно немыслимо без разнообразных горелок и систем их питания. Здесь речь пойдёт об оборудовании небольшого рабочего места для стеклодувных работ в домашней деревенской мастерской. Забавы эти — не более чем хобби и не предполагают какой-либо серийности и повторяемости. Из-за скудного обеспечения и труднодоступности мастерской набор получился интересным и своеобразным.
▍ Горючий газ
Отопление моего дома и мастерской – дровяные печи (средняя полоса России, лесная зона). Пропан в баллонах привозной, дороги зимой нет. Горючий газ для настольной стеклодувной горелки получаю карбюрированием жидкого топлива (бензина) в специальном аппарате — масштабированном варианте хрестоматийного ювелирно-зубопротезного «бульбулятора». Кроме прочего, пары бензина дают пламя несколько горячее даже пропан-воздушного и позволяют сносно работать с легкоплавкими сортами стёкол.
Фото 2. Карбюратор в работе. Заготовка сосуда, дополнительная часть спаяна, испытана на герметичность и прочность давлением
Испарение (продувание воздухом) бензина охлаждает его, испаряемость при этом падает — при небольшом количестве топлива в карбюраторе и резкой смене режима крупной горелки она может даже погаснуть. Заметный объём карбюратора (значительная масса топлива и её теплоёмкость) нейтрализует эту проблему. С обычного размера большой стеклодувной горелкой нормально работает карбюратор ёмкостью около 12…15 л.
В карбюраторе образуется преотличным образом подготовленная горючая смесь, с нетерпением ждущая малейшей искры. К счастью, пары бензина в воздухе обладают невысокой скоростью горения и защититься от обратного удара нетрудно — простая набивка медной «путанкой» или аналогичные огнепреградительные сетки с диаметром «длинных» отверстий не более 0,9…1,0 мм. Почти все аварии в подобных устройствах случались при их отсутствии. Однако как только в «системе» появляется кислород или гремучий газ (о нём ниже), скорость горения газовой смеси существенно возрастает и предельные отверстия, гасящие волну пламени, например, гремучего газа, уже резко уменьшаются — не толще 0,3 мм. То есть вероятность аварии увеличивается, и традиционное жестяное исполнение сосуда заменено на прочное, выдерживающее потенциальный подрыв.
Фото 3. Стационарный подстольный карбюратор для большой стеклодувной горелки
В качестве сосуда применён бытовой баллон для пропана, 27 литров. Табельный кран просто закрыт, ближе к стенке баллона впаяны медные трубки со смонтированными на них игольчатыми краниками — регулировка расхода воздуха на входе и степень обогащения на байпасе. В выходной патрубок набита медная путанка. Все внешние трубки и пара тройников — детали медного водопровода, пайка оловянно-медным припоем.
▍ Сжатый воздух
Простейший окислитель. Подаётся в горелку и/или в карбюратор. Компрессор – некрупный, поршневой из строительного магазина. Большое давление и приличный расход, но очень шумен, трудный пуск при плохой сети. Включается периодически.
Фото 4. Магазинный «строительный» компрессор. Увеличение ресивера позволяет аппарату реже включаться – в крышечку обратного клапана впаяна «розетка» стандартного быстросъёмного соединителя, старый газовый баллон 27 л снабжён накручивающейся вилкой
▍ Шланги, разветвители
В моём арсенале несколько горелок, и некоторые из них имеют по несколько одноимённых патрубков, например, для сжатого воздуха. Для культурной эксплуатации всего это хозяйства спаял пару «гребёнок» из медных трубок и деталей от водопроводного хлама. Укреплённые под столом латунными хомутиками, они разом сняли путаницу со шлангами и обилие тройников. Несколько запасных выходов заглушены обрезками шланга со стальным шариком.
Фото 5. Детали гребёнок подготовлены к пайке
Фото 6. Готовые гребёнки для сжатого воздуха (большая) и горючего газа (паров бензина)
Шланги применяю силиконовые. В последнее время они в приличном ассортименте появились в обычных хозяйственно-огородных магазинах, продаются метражом и недорого стоят. Полупрозрачны, что в ряде случаев полезно, на постоянной основе хорошо работают со щёлочью (электролизёр) и парами бензина. При работе с ним иногда отмечал некоторое размягчение участка шланга при его большой длине и богатой смеси (конденсат?). Силиконовый шланг весьма эластичен и при необходимости может быть одет на штуцер много толще положенного – с подогревом конца шланга, предварительно растянув и смочив его внутри.
▍ Горелки настольные стеклодувные
Достались по случаю от частных лиц. Обе, похоже, кустарного производства, несколько отличающиеся стилем исполнения.
Фото 7. Малая газовоздушная настольная горелка. Внутреннее смешивание, тихая работа, небольшой факел
Рис. 8. Устройство горелки с внутренним смешиванием, где: 1 – корпус, 2 – диафрагма, 3 – кран пробковый для подачи воздуха, 4 – кран пробковый для подачи газа, 5 – гильза, 6 – центральное сопло, 7 – сопла поддерживающего пламени, 8 – отверстия настройки поддерживающего пламени
Фото 9. Факел малой горелки при работе на парах бензина. Хорошо видны поддерживающие огни, позволяющие пламени не срываться выше предельного режима. Пламя спокойное, ламинарное, горелка работает с лёгким шипением
Основная настольная горелка – вариант «горелки Карпова», она же в иностранной литературе – «тюрингенская», «с добавочным кислородом».
Рис. 10. Настольная горелка конструкции НИФХИ им. Л. Я. Карпова. Общий вид, разрез. [1]
Рис. 11. Серийная тюрингенская горелка импортного производства [2]. Вместо кольцевого сопла дополнительного кислорода — ряд отверстий; газопроводы и краны (игольчатые) сделаны чуть иначе
Рис. 12. Ручная горелка с добавочным кислородом [2]
Фото 13. Доставшаяся универсальная «горелка Карпова». Анфас. На одной ноге с основной большой горелкой смонтирована обычная маленькая пушечка для пайки тонким пламенем. Патрубок для подачи газа у них общий. Горелка, по косвенным признакам, из маленькой серии, заказанной для некой разорившейся фабрики ёлочных игрушек. Досталась новой, с хранения. Выполнена очень хорошо. Почти всё – никелированная (?) латунь, конструктивная пайка чем-то вроде ПОС-40, подпружиненные и подписанные пробковые краники, массивное чугунное основание, ряд регулировок
Фото 14. Доставшаяся горелка Карпова. Профиль. В пробковых краниках незасохшая смазка, резинки-уплотнители сохранили эластичность
Однако тщательный осмотр выявил несколько огрехов, потребовался мелкий ремонт.
Фото 15. Кривое центральное воздушное сопло давало кособокий факел. Выровнял его в слесарных тисках в несколько подходов. Как говорят завсегдатаи рюмочных, «по чуть-чуть…»
Фото 16. Лопнувшая пайка на кислородном патрубке малой пушки потребовала для ремонта почти полной разборки горелки
Фото 17. Пайку доломал, зачистил и перепаял ручной пропановой горелкой с припоем олово-медь и флюсом-пастой для огневой пайки. Место работы оградил временными жестяными экранами, патрубок зафиксировал
Фото 18. Остывшую железку удалось пристроить в имеющуюся УЗ-ванночку для отмывки остатков кислого флюса. Цикл в водном растворе кальцинированной соды, пару циклов в чистой воде
Фото 19. Горелки на рабочем столе
Фото 20. Малая пушка горелки в работе на парах бензина с воздухом. Настроена на крупный жёсткий факел, но можно отрегулировать на мягкую коротенькую иголочку для пайки
Фото 21. Большая пушка в работе на парах бензина. В носовой колпачок, поверх обычного факела, здесь подаю воздух вместо кислорода. Основание факела крупнее – на фото 1
В обе части горелки при необходимости в воздушное дутьё подмешиваю толику гремучего газа из электролизёра. Факел при этом почти не меняет формы и цвета, изменяется только его звучание и ощутимо повышается температура.
Фото 22. Горелка вспомогательная, из туристического магазина
В деревенском хозяйстве такая горелка — этакий разнорабочий (и печь растопить, и железки спаять). Инжекционная с небольшим шумным факелом, удобный чрезвычайно мобильный источник тепла. Широкий баллончик позволяет надёжно её ставить. Таких баллончиков имею несколько штук и перезаправляю их жидким пропаном из 50-литрового баллона от кухонной плиты. В работе со стеклом местами использую как встречную, подогревную или даже как основную для мелких работ, когда лень разворачивать шланги-провода и включать грохочущий за спиной компрессор.
Фото 23. Факел пропан-воздушной инжекционной горелки. Довольно турбулентный, но температурные зоны выражены вполне
▍ Ручная горелка для пайки стекла
Самодельная, специальная, для работы на гремучем газе, получаемом по месту в стационарном электролизёре. Отличается тонкими теплоёмкими соплами и весьма плотной набивкой ручки медной «путанкой» из тонкой, специально обработанной проволоки.
Фото 24. Электролизёрная горелка со сменным наконечником. Сопла 0,3 мм (установлено) и 0,7 мм
Фото 25. Сам! (многозначительно)… — стационарный самодельный электролизёр повышенной надёжности
Кислород-водородная смесь (гремучий газ) даёт очень горячий и жёсткий факел. Это почти что точечный высокоинтенсивный источник тепла. Работать им, особенно с относительно легкоплавкими стёклами, трудно — велик процент брака из-за термоударов, даже с дополнительным подогревом заготовки. Несколько охладить такой факел и растянуть высокотемпературную зону позволяет обогащение гремучего газа углеводородами — подмешиванием в него пропана или паров бензина (керосина) в специальном аппарате-промывалке. Паять стекло таким факелом намного удобнее.
Фото 26. Самый маленький факел гремучего газа, обогащённого парами бензина. Сопло 0,3 мм
Фото 27. Большой факел гремучего газа обогащённого парами бензина. Сопло 0,3 мм
▍ К слову сказать
Стеклодув опытный, разумеется, предпочтёт работать на дорогом профессиональном оборудовании, но при необходимости, а то и из хулиганства, спаяет и выдует, пользуясь почти всем, что горит и даёт подходящую температуру. Он сказал бы, что самый простой, вседоступный и дешёвый вариант стеклодувной горелки — сварочная из ближайшего инструментального магазина. И то сказать — горелка с внутренним смешиванием (тихая, со спокойным игловидным факелом, удобным для пайки), со сменными наконечниками, регулирующими крупность пламени, с игольчатыми точными краниками. Стоит только закрепить такую горелку на краю стола, хоть даже и в губках небольших настольных тисков (на шаровой опоре?), и задёшево получаем отличный инструмент. Вкупе с горелкой подогревной (Мейера, на баллончике?) она позволит полноценно делать средних размеров работы.
▍ P. S.
На прощанье в очередной раз хотелось бы заметить, что путь к цели может быть не менее увлекателен, чем сама цель.
▍ Литература
- Зимин В. С. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента. Изд. «Химия», 1974 г.
- Сорокин В. С. Стеклодувная мастерская. Справочник. 2013 г.
Babay Mazay, ноябрь, 2023 г.
Автор: Сергей
