Речь пойдёт о реорганизации: замене сложного в обращении самодельного оборудования для получения рабочих газов по месту на стандартное сварочное (с баллонными газами), а также о применении для огневой работы со стеклом дешёвых и распространённых горелок.
▍ Отныне долгая счастливая жизнь
Переходим на классическую схему питания стеклодувной горелки — горючий газ из баллона и обогащённый кислородом воздух. Пропан нам по деревням стала развозить специальная служба, стоит только вовремя оставить заявку, для кислорода приобрёл для начала 10 л лёгкий баллончик Ярпожинвест без башмака, такой, чтобы его нетрудно было перевозить в рюкзаке и чужом автотранспорте, переносить в одиночку.
Фото 2. Стандартный 50 л баллон с пропаном наиболее удобен — большого объёма газа на дольше хватает, их везде меняют, верх без защитных ограждений вентиля позволяет установить любой редуктор. Широкий, стоит надёжно и дополнительного крепления не требует. Узковысокий кислородный баллон закрепил на специально выделенном месте двумя скобами из 10 мм резьбовой шпильки с термотрубкой поверх
Главная забота начинающего стеклодува — поиски основного инструмента — настольной горелки, могущей стоить как подержанное авто, старые же матёрые мастера только снисходительно хмыкают им во след, — молодо-зелено — хороший музыкант и на одной струне сыграет! И в самом деле, бывает обходятся чуть ли не газовым резаком. И то сказать — газокислородные сварочные горелки — это отработанная конструкция и надёжные элементы, материалы, чрезвычайная распространённость и более чем умеренная стоимость, но особенности, конечно, есть.
В первую очередь — газокислородное пламя слишком горячее и жёсткое, им обрабатывают только кварцевое стекло. Остальные стёкла, даже и весьма тугоплавкие, размягчают на горелке газ-воздух-кислород. Сварочные горелки обычно ацетилен-кислородные. Встречающиеся пропан-кислородные, из-за низкой скорости горения такой горючей смеси, имеют особенное устройство наконечника с соплом, предотвращающее срыв пламени.
Фото 3. Сопло ацетилен-кислородной горелки — отверстие с ровным срезом. Из-за высокой скорости горения смеси пламя устойчиво при значительных расходах газа без всяких ухищрений
Фото 4. Огромная скорость горения кислород-водородной смеси и с простым соплом позволяет иметь большой диапазон регулирования и более чем устойчивый факел. На фото — гремучий газ обогащён парами бензина (яркая сердцевина пламени)
Пропан-кислородная и тем более пропан-воздушная смесь горит гораздо медленнее, с невеликой тепловой мощностью на сопле небольшого диаметра. Как только мы увеличиваем расход горючей смеси, скорость её истечения становится больше скорости горения и факел срывается, гаснет. Для препятствия этому в горелку вводят поджигающий, запальный огонь — часть горючей смеси отводят в специальную камеру, а из неё в щели или отверстия, обеспечивающие скорость истечения чуть больше скорости горения. Этот маленький устойчивый огонёк не даёт погаснуть основному факелу в широком диапазоне регулировок.
Фото 5. Запальные огни небольшой стеклодувной горелки
Фото 6. Сопло пропан-кислородной сварочной горелки имеет упрощённую конструкцию для организации подобия запального огня, позволяющего иметь более или менее стабильный факел в некотором диапазоне регулировок. Для удобного регулирования пламени на пропане с воздухом-кислородом, его совершенно недостаточно
Фото 7. Здесь, для экспериментов применил доставшуюся по случаю крупную ручную горелку АСГ-1П, постаравшись использовать её как есть, без изменений конструкции
Газы, поставляемые в баллонах, сжаты, причём пропан имеет удобное свойство при увеличении давления становиться жидкостью, отчего сосуды с ним тоньше, легче, вмещают больше газа, чем другие несжижающиеся коллеги, в том числе и кислород. Чтобы последних помещалось хоть сколько-то заметное количество, в толстостенные и тяжёлые баллоны такие газы забивают под громадным давлением. Например, вес ходовых 40 л баллонов на 150 Атм — за 70 кг.
Фото 8. Для использования таких сжатых газов в горелках их присоединяют через ряд специальных приборов. На фото — рекомендованное подключение горелки с предварительным смешиванием газов, как и сварочная, фото 7. Обязательные редукторы здесь дополнены защитными клапанами на каждой магистрали. Обратные клапаны предотвращают медленное передавливание газов и их проникновение к соседям, что может произойти при неудачных настройках, остатках газа в баллоне или небрежном обращении с горелкой; затворы же не позволят миновать их обратному удару в случае аварии. Кислородный баллон запрещено разряжать полностью, давление внутри него контролируют по дополнительному манометру. Защитные клапаны могут иметь и исполнение с двумя штуцерами для врезки в разрыв шланга
Фото 9. Клапаны и тройники часто имеют универсальный ступенчатый штуцер для присоединения стандартных шлангов внутренним диаметром 6 и 9 мм. Их можно использовать в том числе и как переходники
Фото 10. В порядке эксперимента разожжём нашу сварочную горелку на пропан-воздушной горючей смеси с применением внешнего запального огня — ручной инжекционной горелки на баллончике. Без поджигающего огня добиться сколько-то интенсивного факела не удаётся, пламя моментально срывается, но и с таким запалом практически работать неудобно — горелка на баллончике быстро перегревается, мешается под рукой, хлопотно перезаряжать
Фото 11. Совсем другое дело — небольшая лабораторная горелка Теклю, запитанная от того же 50 л баллона с пропаном через ответвление-тройник. Обратный клапан здесь применён только как переходник и для выравнивания сопротивления потоку газа с основной горелкой
Фото 12. Пропан-воздушный факел с внешним поджигающим пламенем горелки Теклю. Давление воздуха и пропана примерно по 1 Атм, что ниже паспортных. Факел легко регулируется от яркого светящего пламени до короткого, почти прозрачного, жёсткого и относительно горячего. Стеклянная трубка Ø15…20 мм платиновой группы формуется легко и приятно
Рис. 13. Постаравшись не переделывать горелки, собрал систему с подмешиванием в воздушное дутьё кислорода. На схеме: 1 — основная двухкрановая горелка; 2 — запальная горелка; 3 — обратные клапаны; 4 — затворы не пропускающие в баллоны с соответствующими редукторами 5 потенциальный обратный удар; 6 — игольчатый кран подачи кислорода; 7 — водомаслоотделитель сжатого воздуха, подаваемого поршневым компрессором 8
Несколько важных моментов: кислород активно, со взрывом реагирует с маслом, а при применении в системе поршневого компрессора, мельчайшие частички смазки неизбежно попадают в производимый им сжатый воздух. Удаляет их специальный фильтр (Поз. 7, рис. 13). Прокладка на стороне кислорода высокого давления — между баллоном и редуктором, должна быть специальной, иначе возможна авария. Здесь удовлетворительно работают некоторые виды паронита и пластика, фторопласт. Очевидное — давление кислорода в системе (Рис. 13), должно быть, несколько выше, чем у сжатого воздуха, иначе не отожмётся обратный клапан кислорода. Например, 1 Атм для пропана и сжатого воздуха и 1,5…2 Атм для кислорода.
Фото 14. Вид на рабочее место со сварочной горелкой, где: 1 — основная горелка, зажатая в настольных тисках; 2 — запальная горелка; 3 — кислородный баллон с редуктором и предохранительным затвором; 4 — пропановый баллон с редуктором и предохранительным затвором; 5 — масловодоотделитель сжатого воздуха с редуктором и манометром; 6 — огнетушитель ОУ-5
Фото 15. Вид на рабочее место со сварочной горелкой с другой стороны, где: 1 — основная горелка, зажатая в тисках; 2 — запальная горелка; 3 — кислородный баллон с редуктором и предохранительным затвором; 4 — пропановый баллон с редуктором и предохранительным затвором; 5 — масловодоотделитель сжатого воздуха с редуктором и манометром; 6 — обратные клапаны; 7 — игольчатый кран подачи кислорода
Все соединения проверил на герметичность мыльной водой, устранил несколько течей.
Фото 16. Разжёг горелку с пропан-воздушной смесью, и в воздушное дутьё осторожно подмешал немного кислорода. О! Тёпленькая пошла… Факел стал шумнее, жёстче, горячее и устойчивей. На фото видно, как пламя теперь начинается сразу у среза сопла, а не у внешнего поджигающего огня — скорость горения горючей смеси возросла
▍ Что получилось
Даже при весьма экономном расходе кислорода пламя достаточно горячее, чтобы размягчать стекло молибденовой группы — очень приятное и удобное в работе. С ходу стали получаться операции, не удававшиеся ранее, заготовки нагреваются равномерно, плавно и глубоко, получается меньше брака от термоударов.
Фото 17. С новой горелкой, наконец, стали получаться правильные заготовки — «пульки», как в учебниках, с ровными и длинными усами. Особенно на «длинном» молибденовом стекле
Фото 18. На пробу, из трубки Ø18 мм в несколько приёмов легко получилось раздуть удлинённый пузырик, годящийся для колбы небольшой лампы
▍ Итого
В целом, такая импровизированная горелка позволяет выполнять средних размеров работы, достаточные для электровакуумных экспериментов, тем более что существует стандартный сварочный наконечник на номер крупнее — №4, вместо имеющегося №3, известны приёмы обработки крупных заготовок с дополнительными подогревными огнями или отражателями пламени. Меньше экономя кислород, можно подступиться к ходовому ныне боросиликатному стеклу.
Сравнительно крупный факел не позволяет удобно делать маленькие спаи, например, впай в колбу тонкого стандартного 5 мм штенгеля — нужен ещё один небольшой горячий и тонкий паяльный огонёк.
В смысле простого использования газосварочного оборудования в стеклодувном деле перспективно выглядит и помянутый газовый резак с минимальной переделкой — надо бы его разъяснить!
На благо всех разумных существ, Babay Mazay, октябрь, 2024 г.
© 2024 ООО «МТ ФИНАНС»
Автор: BabayMazay
