Что можно сделать из ацетиленового генератора

Что можно сделать из ацетиленового генератора

Ацетиленовый генератор своими руками – взрывоопасный агрегат!

Необходимые инструменты

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 – 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.

Это только на первый взгляд все просто, но вся беда генераторов в постоянных скачках давления. Все дело в том, что химическая реакция не имеет одинаковой скорости протекания – она постоянно то ускоряется, то замедляется, в зависимости от множества факторов, например, температуры воздуха. Поэтому лучше всего обезопасить себя и приобрести сертифицированный генератор, который прошел множество проверок.

Ацетиленовый генератор – опасное увлечение в стенах дома

1 Устройство и работа генератора

Устройство ацетиленового генератора несложное, основные элементы такие:
корпус;
газообразователь – в нём происходит взаимодействие воды и карбида кальция;
емкость для ацетилена;
обратный клапан – ограничивает выделение газа;
затвор – удерживает снаружи взрывную волну при горении;
регулятор количества вырабатываемого газа.
Принцип работы ацетиленового генератора основан на разложении карбида кальция во время взаимодействия с обычной водой. Во время химической реакции выделяется ацетилен и тепло.

2 Какие различают генераторы ацетилена?

Классификация ацетиленовых генераторов осуществляется по следующим признакам: давление получаемого газа, производительность, способ применения, а также метод соединения карбида кальция и запускающая реакция H2O.
По вырабатываемому давлению бывают генераторы низкого или среднего уровня – до 0,01 МПа или до 0,15 МПа. По производительности генераторы подразделяются на 10 разновидностей от 1,25 до 640 м3/ч. Способ применения подразделяет устройства на стационарные и передвижные. Стационарные могут иметь любую производительность, а передвижные – только до 3 м3/ч.
По способу взаимодействия веществ устройства бывают:
КВ – карбид добавляется в воду, при реакции уменьшается количество сухого вещества;
ВК – вода льется на карбид, вариативный параметр – количество воды;
ВВ – вытеснение воды, сам генератор представляет комбинированное устройство с сообщающимися сосудами, карбид и вода взаимодействуют периодически, когда выделяющийся газ позволяет новой порции воды проникнуть в отделение с порошком.
Сварочный генератор ацетиленовый можно использовать любой, подходящий для конкретной задачи. Самая популярная модель передвижного устройства – генератор ацетиленовый АСП-10. Он используется для газопламенной обработки металла: резки, сварки, напыления или пайки.
Используется АСП-10 для наружных и внутренних работ, хорошо функционирует при температуре от -10 до +40 оС. Вес устройства – около 16 кг, создает в час 1,5 м3 ацетилена под давлением 0,1-1,5 атм. За один прием в него можно загрузить карбида до 3,2 кг, размер кусков – от 25 до 80 мм.

3 Можно ли собрать такое устройство самостоятельно?

Как сделать самодельный ацетиленовый генератор? Казалось бы, всё просто – соединить карбид с водой. Но при этом образуется «гремучая смесь», которая взрывается при неправильном обращении. Народные умельцы иногда производят ацетиленовый генератор своими руками.
Стальной корпус размером с кислородный баллон разделяется на две части: в одну часть помещается карбид, в другую – вода. Вода капает на карбид через капельницу, образующийся ацетилен уходит через шланг. Это крайне опасное устройство грозит взрывом в любую минуту.
В промышленных образцах всегда имеются обратные и предохранительные клапаны, а также огнеоградители. В «домашних» устройствах самое главное – создать пламегаситель или водяной затвор. Последний устроен так же, как в кальяне: газ свободно проходит сквозь воду, а пламя обратно пройти не может. Это устройство защищает «самоделку» от взрыва. Без такой защиты доморощенный «Кулибин» рискует жизнью и здоровьем.
Главный недостаток генераторов – скачки давления ацетилена. Эти колебания давления обусловлены разной скоростью протекания химической реакции в данный момент. На нее влияет температура воздуха, площадь активной зоны, степень загрязнения карбида и множество других причин.
Самодельный генератор никаких испытаний и сертификаций не проходит, никто не изучает конкретный образец на предмет взрывоопасности. Поэтому использования таких устройств лучше избегать, тем более что в продаже всегда есть сертифицированные ацетиленовые генераторы или баллоны с уже готовым газом.

DIY кислородно-ацетиленовая сварка

Путь к IT у всех бывает очень тернистый. Я например в детстве хотел быть сварщиком — это же так красиво, когда вокруг летят брызги расплавленного металла! Но как-то не сложилось: мне начали выписывать журнал «Юный техник», где на последней странице одного из номеров рассказывали про робота, управляемого компьютером БК-0010… Но пунктик-то остался…

Также кто-то наверняка помнит передачу «Очумелые ручки», где из пластиковых бутылок делали различные креативные (как бы сказали сейчас) вещи.

Под катом — я покажу, как из пластиковой бутылки, инсулинового шприца, нескольких метров резинового шланга, клеевого пистолета (куда же без него) и некоторых других вещей, которые можно найти в каждом доме* сделать самую настоящую кислородно-ацетиленовую сварку.

Теория

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 открытом воздухе.

Также существует проблема «обратного удара»: 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:

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

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:

Результат

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

С включением кислорода все меняется:

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

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.

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

Задача жизни выполнена, надеюсь и вам было интересно

PS. И не повторяйте это дома.

Дополнение от специалиста (@freuser ):

С точки зрения профессионального сварщика (30 лет, 11 стажа, из них 2 именно газосварка):
Статья гожая, в общем дисклеймеры правильные. Стоит добавить, что работы ведутся на несгораемых поверхностях (искры летят метра на 2 от ветра, а капли металла даже потемневшие до обычных цветов могут прожечь обувь, если она является туфлями.)

Конструкция генератора называется ВК (вода на карбид), есть еще КВ и ВВ (гуглится со схемами, копирайт еще советский :)).

К видео комментариев нет, особо и смотреть нечего (с моей точки зрения), только стоит добавить, что большие стекла (или целые бутылки), а также камень/бетон/некоторые кирпичи при нагревании могут лопнуть/расслоиться с образованием низколетящих осколков, которые замечательно впиваются и вплавляются в кожу (особенно на лице), правда, на миллиметр, не более, и легко вынимаются оттуда.

Ацетиленовый генератор. Устройство и требования к размещению

Постоянное производство горячего ацетилена необходимо не только для газокислородной сварки и резки. Ацетиленовый генератор требуется для работы автономных светильников и обогревателей, для производства в больших количествах различных растворителей и органических кислот. Вместе с тем химическая реакция образования ацетилена из карбида кальция и воды достаточно опасна, а потому требует тщательного соблюдения жёстких мер безопасности.

Доступные технологии и оборудование для получения ацетилена

В бытовых и полупрофессиональных условиях ацетилен можно получать тремя способами:

1. При добавлении карбида кальция СаС2 в воду: в ходе реакции уменьшается количество кускового карбида, а производительность зависит от его качества и влажности. Способ иногда называют «сухим».
2. При воздействии воды на кусковой карбид, когда производительность получения ацетилена определяется расходом воды. Это – так называемый «мокрый» способ.
3. Вытеснением образующегося газа, который сам пропускает в реакционную камеру требуемое количество воды. Способ называется комбинированным.

Хотя и считается, что более современным способом получения ацетилена является совместное использование при сварке и резке автогеном двух баллонов – с ацетиленом и кислородом, ацетиленовые генераторы достаточно востребованы. Особенно там, где пункты заправки или обмена баллонов встречаются редко.

Классификация известных конструкций ацетиленовых генераторов может быть следующей:

• По производительности, которая может начинаться от 1 м 3 /ч для малогабаритных передвижных устройств и заканчиваться установками промышленного типа, выдающими до 650 м 3 ацетилена в час.
• По давлению ацетилена на выходе. Оно может составлять до 10 кПа для генераторов низкого давления и до 150 кПа – для генераторов среднего давления. Более высокого давления для работы горелки не требуется.
• По мобильности. Ацетиленовый генератор может быть стационарным и передвижным. В последнем случае из-за габаритов устройства производство ацетилена будет не более 2,5…3 м 3 /ч.

Существенное ограничение всех способов химической генерации ацетилена являются высокие требования к состоянию карбида, в частности, к размерам его гранул, которые должны находиться в пределах 25…80 мм. В противном случае реакция идёт неравномерно, и давление образующегося ацетилена не отличается стабильностью. Поэтому современные конструкции генераторов снабжаются газовыми редукторами.

Устройство ацетиленового генератора

Технически более простыми считаются устройства «сухого» типа, в которых к воде добавляется карбид кальция. Такой ацетиленовый генератор состоит из следующих частей:

1. Герметично закрываемого бункера с карбидом.
2. Баллона, нижняя часть которого заполняется наполовину водой, а пространство вверху предназначено для образования ацетилена.
3. Дозатора-питателя, которым производится периодическая подача карбида в баллон.
4. Решётки из нержавеющей стали, находящейся в нижней части баллона, на поверхности которой и происходит химическая реакция образования горючего газа.
5. Шламосборника в днище баллона.
6. Обратного клапана для отбора ацетилена к месту его потребления.
7. Манометра, по показаниям которого открывается заслонка, управляющая подачей карбида в баллон.

Компоновка ацетиленового генератора, производящего газ «мокрым» способом, несколько иная. В нижней части баллона размещается ёмкость с карбидом, куда периодически через реторту подаётся вода. Верхняя часть баллона, как и в предыдущей конструкции, предназначена для сбора выделяющегося при реакции ацетилена. Газ по вертикальной трубе выходит из ёмкости и, проходя через водный слой, направляется к отбирающему узлу, одновременно вытесняя воду вниз. Этим обеспечивается непрерывность подачи воды, что положительно отличает этот способ от «сухого», где подача карбида носит дискретный характер.

В ацетиленовых генераторах комбинированного типа к устройству «мокрого» типа добавляется ещё один узел – вытеснитель, который позволяет управлять интенсивностью реакции карбида с водой. Если давление газа в баллоне возрастает, то вытеснитель понижает уровень воды, необходимый для продолжения реакции ацетиленообразования. При снижении давления ацетилена в баллоне (что свидетельствует о прекращении химической реакции), уровень воды повышается, и доступ её к карбиду восстанавливается.

Достоинства и ограничения конструкций ацетиленовых генераторов

Наиболее популярными у пользователей являются ацетиленовые генераторы типа АСП-1,25, АСП-10, АСП-15, БАКС-1 и БАКС-1М «Малыш». Выбор определяется конечными целями использования.

Из переносных устройств наиболее благоприятные отзывы собирает БАКС-1М «Малыш». Аппарат компактен, надёжен, отличается стабильностью поддержания заданного давления газа, что особенно важно при резке автогеном. «Малыш» обеспечивает наиболее точный (а, следовательно, и экономичный) расход горючего газа, однако требователен к качеству регламентных работ, особенно с запорно-регулирующей арматурой. Как и для большинства передвижных устройств, исходный уровень давления задаётся вручную, что потребует некоторых навыков.

При всех достоинствах аппаратов комбинированного типа (к которым относятся АСП-1,25, АСП-10 и АСП-15) они страдают общим недостатком: зашлаковыванием вытеснительной камеры продуктами химической реакции. При несвоевременном обнаружении это приводит к смещению перегородки между камерами газообразования и промывки в сторону вытеснителя. Восстановить такое смещение бывает невозможным. Производители ацетиленовых генераторов АСП-15 комплектуют устройства не всегда качественными редукторами, что приводит к потерям давления газа на выходе. В результате аппараты приходится периодически встряхивать.

Опыт эксплуатации ацетиленовых генераторов показывает, что модели АСП-15 и БАКС-1М «Малыш» целесообразнее всего применять при больших объёмах газосварочных работ.

Требования к размещению ацетиленовых генераторов

Газогенераторы отличаются повышенной взрывоопасностью. Чтобы свести риск взрыва генератора к минимуму, необходимо соблюдать следующие простые правила:

1. Использовать агрегат только при тех температурах, которые указаны в инструкции по эксплуатации.
2. Периодически проверять эффективность работы редуктора, которая при разных давлениях ацетилена на выходе может срабатывать с разной точностью.
3. Проверять агрегат на искрение, особенно, если ряд деталей изготовлен из стали, а не из искробезопасной бронзы.
4. Контролировать и своевременно предупреждать возможность подсоса воздуха из атмосферы внутрь ацетиленового генератора.
5. При регламентных работах устройство должно стабильно функционировать в диапазоне давлений 20…110% от номинального.
6. Ни при каких обстоятельствах не снимать предохранительный клапан.

Генераторы переносного типа эксплуатируются только на открытых строительных площадках, либо – кратковременно — в хорошо проветриваемых помещениях. Расстояние от источника сварки не должно быть менее 10 метров. Не допускается размещение передвижных устройств вблизи источников открытого пламени, а также непрерывно работающей техники – вентиляторов, насосов, компрессоров.

Ацетиленовый генератор — устройство, работа, требования, изготовление своими руками

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».

Содержание

Ацетиленовый генератор — аппарат, синтезирующий ацетилен путём химического взаимодействия карбида кальция с водой при их смешивании. Они применяются в составе передвижных и стационарных газосварочных постов в качестве источника ацетилена — горючего газа для газовой сварки. Об их назначении мы уже говорили на странице «Оборудование для газовой сварки. Газосварочное оборудование».

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.

Устройство ацетиленового генератора

Технически более простыми считаются устройства «сухого» типа, в которых к воде добавляется карбид кальция. Такой ацетиленовый генератор состоит из следующих частей:

Компоновка ацетиленового генератора, производящего газ «мокрым» способом, несколько иная. В нижней части баллона размещается ёмкость с карбидом, куда периодически через реторту подаётся вода. Верхняя часть баллона, как и в предыдущей конструкции, предназначена для сбора выделяющегося при реакции ацетилена. Газ по вертикальной трубе выходит из ёмкости и, проходя через водный слой, направляется к отбирающему узлу, одновременно вытесняя воду вниз. Этим обеспечивается непрерывность подачи воды, что положительно отличает этот способ от «сухого», где подача карбида носит дискретный характер.

В ацетиленовых генераторах комбинированного типа к устройству «мокрого» типа добавляется ещё один узел – вытеснитель, который позволяет управлять интенсивностью реакции карбида с водой. Если давление газа в баллоне возрастает, то вытеснитель понижает уровень воды, необходимый для продолжения реакции ацетиленообразования. При снижении давления ацетилена в баллоне (что свидетельствует о прекращении химической реакции), уровень воды повышается, и доступ её к карбиду восстанавливается.

Основные требования к ацетиленовым генераторам:

1. Температура окружающей среды, при которой допускается работа ацетиленовых стационарных генераторов, от +5 до -35°С, передвижных — от -25 до +40°С.
2. Производительность генератора должна соответствовать расходу ацетилена.
3. Разложение карбида кальция в генераторе должно регулироваться автоматически в зависимости от расхода газа.
4. В генераторе не должно быть деталей и арматуры из сплавов, содержащих более 70% меди, а также устройств, способных вызвать при работе образование искр.
5. Коэффициент использования карбида кальция (КПИ) должен быть не меньше 0,85.
6. Генератор должен быть рассчитан на работу с определенной грануляцией карбида кальция.
7. Генератор должен быть герметичным и иметь газосборник достаточной емкости, чтобы при прекращении отбора газа не происходил выброс ацетилена в помещение.
8. В генераторах должна быть предусмотрена продувка всех объемов до заполнения их ацетиленом для удаления остатков воздуха.
9. Конструкция генератора должна обеспечивать хорошее охлаждение в зоне реакции, чтобы температура воды и гашеной извести в зоне реакции не превышала 80°С, а ацетилена 115°С.
10. Габариты и масса передвижных генераторов должны быть минимальными.

Доступные технологии и оборудование для получения ацетилена

В бытовых и полупрофессиональных условиях ацетилен можно получать тремя способами:

1. При добавлении карбида кальция СаС2 в воду: в ходе реакции уменьшается количество кускового карбида, а производительность зависит от его качества и влажности. Способ иногда называют «сухим».
2. При воздействии воды на кусковой карбид, когда производительность получения ацетилена определяется расходом воды. Это – так называемый «мокрый» способ.
3. Вытеснением образующегося газа, который сам пропускает в реакционную камеру требуемое количество воды. Способ называется комбинированным.

Хотя и считается, что более современным способом получения ацетилена является совместное использование при сварке и резке автогеном двух баллонов – с ацетиленом и кислородом, ацетиленовые генераторы достаточно востребованы. Особенно там, где пункты заправки или обмена баллонов встречаются редко.

Классификация известных конструкций ацетиленовых генераторов может быть следующей:

• По производительности, которая может начинаться от 1 м3/ч для малогабаритных передвижных устройств и заканчиваться установками промышленного типа, выдающими до 650 м3 ацетилена в час.
• По давлению ацетилена на выходе. Оно может составлять до 10 кПа для генераторов низкого давления и до 150 кПа – для генераторов среднего давления. Более высокого давления для работы горелки не требуется.
• По мобильности. Ацетиленовый генератор может быть стационарным и передвижным. В последнем случае из-за габаритов устройства производство ацетилена будет не более 2,5…3 м3/ч.

Существенное ограничение всех способов химической генерации ацетилена являются высокие требования к состоянию карбида, в частности, к размерам его гранул, которые должны находиться в пределах 25…80 мм. В противном случае реакция идёт неравномерно, и давление образующегося ацетилена не отличается стабильностью. Поэтому современные конструкции генераторов снабжаются газовыми редукторами.

Устройство низкого давления

Передвижные ацетиленовые генераторы среднего давления были разработаны исследовательским институтом ВНИИавтогенмаш. На рисунке показано устройство и внешний вид ацетиленовых генераторов АСМ-1,25-3, принцип действия которых — «вытеснение воды». Производительность таких генераторов составляет 1,25 м3/ч, наибольшее давление газа составляет 0,15МПа.

Корпус генератора (поз.1) состоит из двух камер: верхнюю, газообразовательную (поз.5), и нижнюю, промывочную (поз.2). К газообразовательной камере приварена крышка (поз.7) с отверстием в горловине для подачи в короб (поз.6) корзины с карбидом (поз.8). Корзина прикреплена к крышке (поз.9). Крышка герметично притягивается к горловине с помощью рычага (поз.11) и закрепляется винтом (поз.10).

Генератор заполняется водой через короб. Образующийся в результате реакции ацетилен, проходит по трубке (поз.12), нижний край которой помещён в воду, находящуюся в промывочной камере. Ацетилен, проходя через эту воду, охлаждается и через клапан (поз.4) выходит в шланг (поз.3) и оттуда, через водный затвор (поз.14), поступает в газовый резак или горелку.

На корпусе генератора смонтирован манометр и имеются ручки для перемещения. Загрузка карбида составляет 2,2кг. Масса пустого генератора составляет 16кг. Минимальная температура работы генератора -25°C. Для работы при отрицательных температурах, комплектуется утеплительным чехлом.

Cреднего и высокого давления

Устройство данных агрегатов может быть различным. Конструкция зависит от типа газообразования. Существенным отличием от приборов низкого давления является наличие манометра, для обеспечения безопасности работ.

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.

Это только на первый взгляд все просто, но вся беда генераторов в постоянных скачках давления. Все дело в том, что химическая реакция не имеет одинаковой скорости протекания – она постоянно то ускоряется, то замедляется, в зависимости от множества факторов, например, температуры воздуха. Поэтому лучше всего обезопасить себя и приобрести сертифицированный генератор, который прошел множество проверок.

Заключение

Современный рынок предлагает широкий выбор генераторов, способный удовлетворить любые потребности. Цены на аппараты зависят от типа и производительности. Не подвергайте свою жизнь опасности, используя самостоятельно собранный прибор или нарушая правила безопасности. Помните здоровье – самая большая ценность человека.

Сварщик 6-го разряда Гаврилюк Сергей Михайлович Опыт работы – 17 лет: «При условии своевременного обслуживания – ацетиленовый генератор достаточно удобная вещь. Однако к ремонту следует относиться очень внимательно. На моем генераторе протерлось днище, и я решил его заварить. После промывки взял инвертор и начал работать. Только мыл я его, видимо, не очень внимательно – внутри остался кусочек карбида. После начала «латания» из открытой горловины достаточно мощно стрельнуло – в ушах минут 10 звенело. Хорошо, что все обошлось, а ведь последствия могли быть самые печальные. С тех пор я генератору уделяю куда больше внимания».

Бензиновый генератор для пайки и литья алюминия

Привет любителям помастерить, сегодня мы рассмотрим, как сделать бензиновую горелку. При помощи такого генератора можно заниматься пайкой или литьем. Подобные генераторы можно заказать из Китая, но их качество и мощность оставляет желать лучшего. В связи с этим есть смысл создать подобный генератор своими руками. Принцип работы генератора довольно прост и он собирается из доступных материалов. Если вас заинтересовал проект, предлагаю изучить его более детально!

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— ручка горелки;
— баллончики из под краски;
— компрессоры для аквариума;
— шланги;
— латунные или медные трубки;
— сантехнический кран и фитинг;
— резисторы 27 Ом, 5Вт ;
— блок питания 12В;
— термометр W1218 ;
— провода;
— фанера;
— ДВП;
— морилка, лак;
— включатели;
— эпоксидный клей;
— диммер .

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Принцип работы
Система работает довольно просто, у нас имеется бензобак с входной и выходной трубкой. Входная трубка опущена вниз емкости и погружена в бензин. При подаче воздуха во входную трубку через бензин пойдут пузыри воздуха, которые будут увлекать с собой маленькие частицы топлива. В итоге получится эмульсия, которая через выходную трубку будет идти к горелке. Для регулировки качества топливной смеси, на подающей трубке между бензобаком и компрессором установлен кран, который позволит управлять количеством воздуха, который поступает в бензобак.

Также автор установил после бензобака ресивер, он предназначен для гашения пульсаций от компрессоров, а также для того, чтобы в горелку не пошел лишний бензин. Более детально изучим схему в процессе сборки.

Баллоны спаиваем между собой у основания, а в будущем бензобаке вырезаем отверстие под горловину. В качестве горловины можно использовать сантехнический фитинг и другую деталь. Крышка должна быть герметичной, для этого используем заглушку с хорошей прокладкой. Фитинг хорошо впаиваем на свое место и сверху место пайки промазываем эпоксидным клеем для герметизации.

Впаиваем трубку между баллонами, а также припаиваем исходящую трубку ресивера. Помимо этого в ресивере есть еще одно отверстие, сюда припаивается выход регулирующего крана. Припаять кран нужно надежно, так как нам придется на него давить при использовании. В завершении автор промазал эпоксидным клеем все места пайки.

Шаг третий. Уровень топлива
Самоделку полезно оснастить индикатором уровня топлива. Так будет удобно наблюдать за количеством оставшегося бензина, да и можно обезопасить себя от перелива лишнего. Для таких целей нам понадобится трубка от капельницы, а также железный стержень от ручки. Припаиваем все так, чтобы получился сообщающийся сосуд.

Шаг четвертый. Подогрев
Бензобак при испарении бензина будет сильно охлаждаться, со временем он станет настолько холодным, что бензин перестанет испаряться и устройство не сможет работать. Бензобак нужно обязательно подогревать, для таких целей нам понадобится 3 резистора на 27 Ом, 5Вт. При подаче на них напряжения 12В с током 2А они начнут греться и будут подогревать резервуар. Конечно, нам также понадобится контроллер температуры, он позволит поддерживать нужную температуру в заданном диапазоне.

Резисторы спаиваем и крепим к основанию бензобака. Не смотря на подвод электричества, вся конструкция безопасна, пары бензина не загорятся даже в случае короткого замыкания. Автор проводил несколько экспериментов, пытаясь поджечь бензин электричеством.

Шаг пятый. Корпус и испытания
Собираем корпус, тут нам понадобится фанера, надежно крепим все составляющие к основе. К компрессорам нужно подключить диммер, который позволит дополнительно регулировать объем подающегося воздуха.

Заливаем бензин «Галоша» в бензобак, хорошо закрываем крышку и пробуем запустить машину. Факел у автора сначала получился большой, но температура горения низкая. Самая высокая температура горения достигается тогда, когда факел гудит. Выставляем правильную смесь и вот получаем узкое синее пламя, которое прекрасно плавит алюминий.

Шаг шестой. Финальная сборка
Корпус пропитываем морилкой, красим, покрываем лаком, все на ваше усмотрение. Задняя крышка сделана из ДВП, в ней нужно насверлить вентиляционные отверстия. Через эти отверстия внутрь будет засасываться воздух благодаря работе компрессоров. Также устанавливаем дверную ручку для удобного переноса самоделки.

Также делаем и переднюю часть, здесь находятся все органы управления и контроля.

Здесь есть кран регулировки качества смеси, тумблер управления подогревом, клавиши включения компрессоров, а также дисплей для наблюдения и контроля температуры. Конечно же, на передней части автор закрепил и трубку, которая позволяет отслеживать уровень топлива в бензобаке.

Шаг седьмой. Испытания
Запускаем горелку, регулируем пламя так, чтобы оно гудело, и было на грани срыва. Литье автор осуществляет под давлением, для этого у него имеется специальная центробежная машина. Горелка устанавливается статично, что делает весь процесс проще и безопаснее.

Ближе к концу плавления нужно устанавливать пламя таким, чтобы шла копоть, то есть, обогащать смесь. Такое пламя будет поглощать много кислорода, что нам и нужно, ведь лишний кислород в изделии нам ни к чему.

Самоделка показала себя отлично, она работает тихо, удобна в использовании и даже более безопасна, чем покупная машина из Китая.

Надеюсь, вам проект понравился, и вы нашли для себя полезные мысли. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками!

Источник: nevinka-info.ru