Iniekcyjny palnik gazowy do kuźni własnoręcznie: poradnik wykonania

Zasada działania palnika iniekcyjnego dla małych kuźni opiera się na zasysaniu strumienia gazu do obudowy palnika. Można go kupić w sklepie. Jednak jeśli palnik iniekcyjny do kuźni został wykonany własnoręcznie, będzie służył nie gorzej.

Opowiemy o tym, jak zbudować narzędzie zgodnie z wszystkimi zasadami. Najważniejsze jest uwzględnienie wszystkich wymagań przy produkcji. W końcu będziemy mieli do czynienia z wybuchową mieszanką gazu z powietrzem.

Charakterystyka i rodzaje palników iniekcyjnych

Od wykonania palnika kuźni zależy stopień wypalenia metalu podczas nagrzewania do kucia, intensywność powstawania zgorzeliny na powierzchni, ogólne zużycie gazu. W zamkniętych kuźniach stosuje się palniki o krótkim płomieniu.

Ich konstrukcja gwarantuje szybkie mieszanie mieszanki palnej, co zapewnia wysoką sprawność. Produkty spalania z przestrzeni roboczej kuźni są usuwane równomiernie i maksymalnie efektywnie.

Zasada działania palników

W palnikach tego typu spala się propan dostarczany z gazociągu lub butli. Mieszanka gazu z powietrzem tworzy się poprzez eżekcję, czyli zasysanie powietrza do wnętrza palnika pod wpływem energii strumienia gazu znajdującego się pod ciśnieniem.

W strefie, gdzie następuje pobór powietrza, pojawia się podciśnienie, dzięki czemu powietrze samo porusza się w zadanym kierunku. Mieszając się w korpusie palnika, mieszanka robocza wydostaje się z niego pod ciśnieniem, tworząc potrzebną temperaturę.

Jakość pracy palnika gazowego zależy od stałości stosunku objętości gazu i powietrza. Zmiana gęstości gazu wpływa na możliwość zasysania powietrza przez palnik.

Urządzenie spalające paliwo lub palnik jest głównym składnikiem gazowej kuźni. Jego eksploatacja w pełni zależy od prawidłowego wykonania tego kluczowego elementu.

Wszelkie zmiany temperatury spalania powinny być towarzyszone analogicznymi zmianami dopływu powietrza potrzebnego do zapłonu.

W przypadku niezrównoważenia wskaźników konieczna jest korekta współczynnika iniekcji w celu uzyskania jego stabilności. Osiąga się to poprzez zmianę ciśnienia gazu lub regulację przepustnicy powietrza.

Klasyfikacja palników według głównych cech

Klasyfikuje się je według różnych kryteriów. W zależności od objętości zasysanego powietrza pierwotnego rozróżnia się palniki mieszania częściowego i całkowitego. Podstawowymi parametrami tych pierwszych są współczynnik iniekcji oraz krotność.

Współczynnik iniekcji określa się jako stosunek objętości powietrza zasysanego do objętości wymaganej do 100% spalenia gazu. Pod pojęciem „krotność iniekcji” rozumie się stosunek objętości powietrza pierwotnego do zużycia gazu przez palnik.

Spalanie gazu w mieszaninie z powietrzem w palniku iniekcyjnym zachodzi w specjalnej nasadce – tunelu, wykonanym z materiału ogniotrwałego.

Palniki iniekcyjne stosowane w domowych kuźniach są niskiego (do 5 kPa) ciśnienia gazu oraz średniego – od 5 kPa do 0,3 MPa. Gdy gaz w palniku znajduje się pod ciśnieniem 20–90 kPa, siła zasysania powietrza pozostaje praktycznie niezmieniona, nawet w przypadku, gdy w palenisku ciśnienie gazu i podciśnienie ulegają zmianom.

Przy spadku ciśnienia poniżej tego progu współczynnik iniekcji rośnie, ciśnienie spada, a podciśnienie w palenisku wzrasta. W zależności od obecności rozdzielacza istnieją palniki jedno- i wielopłomieniowe.

Istnieje podział według liczby dysz: z jedną dyszą – jednodyszkowe, z kilkoma – wielodyszkowe. Elementy te rozmieszcza się centralnie albo rozrzutnie. Ze względu na tę cechę istnieją palniki z dyszą centralną i peryferyjną.

Samodzielnie wykonany palnik iniekcyjny

Do palnika własnej roboty o standardowej konstrukcji gaz podawany jest z butli za pomocą specjalnego węża, z reguły jest to propan. Nie ma potrzeby stosowania reduktora, ponieważ dopływ gazu regulowany jest zaworem roboczym znajdującym się na butli.

Otwarcie i zamknięcie dopływu gazu odbywa się za pomocą zaworu odcinającego, pozostałe regulacje palnika wykonuje się za pomocą zaworu roboczego. Wąż gazowy, którym przepływa gaz, podłącza się do specjalnej nasadki z nyplem.

Umożliwia to regulację wielkości i prędkości płomienia. Nyple i rurka umieszczone są w metalowym kubku. To tutaj następuje nasycanie propanu tlenem z napływającego powietrza.

Standardowy schemat palnika gazowego. Na jego podstawie można opracować własną konstrukcję. Dla wygody napraw i eksploatacji lepiej wykonać go jako łatwo rozbieralny.

Z metalowego kubka mieszanka palna dostaje się do strefy spalania przez dyszę pod ciśnieniem. Aby proces był ciągły, w dyszy znajdują się specjalne otwory pełniące rolę dodatkowej wentylacji.

Do samodzielnego wykonania potrzebny będzie rysunek palnika gazowego do kuźni, a także zestaw narzędzi i materiałów:

• kawałki rur, elementy złączne;
• szlifierka kątowa;
• pilnik półokrągły albo okrągły;
• wiertarka stołowa, jeśli brak, można zastąpić wiertarką ręczną;
• półautomat spawalniczy;
• gwintownik, narzynka, wiertło, szczotka do metalu, młotek, szczypce;
• tarcze — szlifierska, tnąca;
• blacha żelazna o grubości 1, 2, 3 mm;
• środki ochronne do spawania.

Cała praca nad wykonaniem urządzenia do spalania paliwa składa się z pięciu etapów.

Podczas tworzenia palnika gazowego należy uwzględnić obowiązujące wymagania: bezpieczeństwo zapłonu gazu, stabilne spalanie, bezpieczeństwo w przypadku zmiany ciągu (uderzenia zwrotnego) i prawdopodobieństwa zapłonu mieszanki palnej, niewrażliwość na wilgoć wewnątrz paleniska.

W pierwszym etapie wykonuje się dyfuzor. Jako materiał wyjściowy można wziąć odcinek rury o odpowiedniej średnicy. Na przykład tłumik ze stali nierdzewnej lub rura wodociągowa.

Wzdłuż rury za pomocą szlifierki kątowej wykonuje się nacięcia na żądaną długość. Na rurkę nasadza się obudowę łożyska o odpowiedniej średnicy. To samo powtarza się z drugiej strony.

Nacięcia są spawane, następnie bierze się tarczę listkową i obrabia powierzchnię do całkowitej gładkości. Spawa się i czyści wszystkie istniejące pory i niespawane miejsca. Za pomocą pilnika okrągłego lub półokrągłego usuwa się zadziory wewnątrz elementu.

Aby pracować w trybie ekonomicznym przy stosunkowo niskich temperaturach, rura 3 ma cienkie ściany, co zwiększa prędkość gazów, sprzyja lepszemu ich mieszaniu, zapobiega zapłonowi mieszanki w rurze.

Następnym krokiem jest wykonanie mieszacza i konfuzora. Pierwszy ma postać rurki. Pasuje rura wodociągowa o średnicy około 2 cm, długości 9 cm. Rurkę przyspawa się do dyfuzora, a do niej konfuzor – stożek do dopływu powietrza.

Półfabrykat na nią można wyciąć z blachy o grubości 1,2 mm. Następnie się ją wygina, spawa szew i gotowy element przyspawa do mieszacza. Na końcu wykonuje się płaszczyznę do przylegania podkładki regulacyjnej. Poprzez zmniejszanie/zwiększanie szczeliny między konfuzorem a podkładką reguluje się dopływ powietrza.

Następnie przystępuje się do wykonania mechanizmu podawania składników mieszanki gazowo-powietrznej. Na tym etapie potrzebna będzie śruba z długim gwintem M10. Łeb jest odcinany, następnie od czoła wierci się otwór przelotowy o średnicy 5 mm, nacina się gwint M6.

Do stworzenia dyszy można użyć końcówki do podawania drutu spawalniczego z półautomatu. Ponieważ ma pokaźną długość, należy ją przyciąć. Po gwincie powinno pozostać około 3-4 mm. Pozostała część wystarczy do wykonania kolejnej dyszy.

Do dalszej pracy potrzebna będzie podkładka o średnicy zewnętrznej 43 mm. Można ją kupić lub wykonać samodzielnie z blachy. W środku podkładki wierci się otwór o średnicy 1,2 cm. Do gotowej podkładki przyspawa się nakrętkę M10.

Podczas montażu zespołu nakręca się nakrętkę na śrubę, montuje się podkładkę regulacyjną, wkręca się dyszę gazową. Dyszę wkłada się równo z podkładką, obracając tę ostatnią. Pierwszą nakręconą nakrętkę umieszcza się w środku gwintu.

Przed przystąpieniem do montażu należy wykonać mocowanie zespołu do korpusu w postaci obejmy. Można ją wyciąć z blachy. Nie zmieniając położenia zespołu, przykłada się go do konfuzora, przystawia obejmę i przyspawa do nakrętki i korpusu. Miejsce spawania nie ma większego znaczenia, ale konieczne jest, aby konstrukcja była sztywna.

Wkręcając i wykręcając śrubę, reguluje się stopień eżekcji. Jak pokazuje praktyka, optymalny wynik osiąga się przy wejściu dyszy w konfuzor na głębokość około dwóch mm. Ilość dopływającego powietrza reguluje się podkładką.

Ostatnim etapem jest test. W tym celu na śrubę nakłada się wąż. Na reduktorze ustawia się wartość ciśnienia 0,2 kg/cm². Tą wartością można eksperymentować, ale należy pamiętać, że przy dużym zużyciu gazu butla, zwłaszcza o pojemności 5 l, może szybko zamarznąć. W takim przypadku lepiej sprawdzi się dysza o średnicy 0,6 mm.

Przed rozpaleniem podkładkę należy całkowicie zamknąć lub pozostawić niewielką szczelinę. Po zapaleniu gazu, dopływ powietrza stopniowo zwiększa się. Płomień będzie nabierać coraz bardziej nasyconego niebieskiego koloru i stopniowo oddalać się od wylotu palnika. Charakterystyczne dla pracy palnika w otwartym palenisku jest to, że przy dalszym zwiększaniu strumienia powietrza płomień oddziela się od palnika i następuje jego zgaśnięcie.

Aby uniknąć takiego zjawiska, na drodze płomienia umieszcza się przeszkodę (rozcinacz) albo używa się palnika w zamkniętej przestrzeni. W takim przypadku ogień wylatujący z dyszy zapali gaz, a spalanie będzie podtrzymywane.

Wprowadza się do paleniska palnik inżekcyjny przez przygotowany otwór w ścianie izolowanego termicznie zbiornika. Ważnym warunkiem bezpiecznej pracy jest obecność wymuszonego wyciągu.

Jeśli palnik pracuje na gazie z sieci, to w idealnych warunkach jego płomień powinien być jaskrawoniebieski. Gdy źródłem gazu jest butla wypełniona mieszanką propan-butan, mieszanka palna przyjmuje postać żółtych języków.

Taki palnik inżekcyjny doskonale sprawdza się w zamkniętej przestrzeni. Jeśli dobrze go wyregulować, można uzyskać temperaturę do 1200⁰. Warunki te nadają się do kucia przedmiotów z pilników, wyżarzania kling, topienia metali nieżelaznych.

Gaz do palnika podaje się z sieci lub butli, proces kontroluje się regulatorem. Aby sprawdzić regulację i ciśnienie, przeprowadza się próbny zapłon gazu lub mieszanki gazowej, przy tym zwraca się uwagę na zapach.

Zalety i wady palnika iniekcyjnego

Zastosowanie wysokiej jakości palnika gazowego do kuźni kowalskiej ma szereg zalet:

• wykorzystanie energii gazu do inżekcji powietrza;
• dobre mieszanie powietrza z gazem;
• możliwość regulacji proporcji objętościowej gazu i powietrza przy zmianie trybu temperaturowego palnika;
• wygoda w użytkowaniu;
• ekonomiczność;
• prostota konstrukcji.

Wraz z zaletami występują też pewne wady. Palniki jednowtryskowe, biorąc pod uwagę moc cieplną, są dość długie. Należy zapewnić ścisłe współosiowanie dyszy i palnika. Podczas pracy generują dużo hałasu.

Moc palnika inżekcyjnego jest określana przez objętość gazu, którą zużywa w jednostce czasu. Ten parametr znacznie różni się w zależności od palnika.

Istotne wady palników niskiego ciśnienia — duża długość płomienia, a także zależność prędkości dostarczania powietrza wtórnego od rozrzedzenia w komorze spalania.

Z rodzajami palników gazowych do pieców saunowych oraz metodami ich montażu zapozna kolejny artykuł, który warto przeczytać wszystkim właścicielom posesji z własnymi saunami.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Szczególną popularnością cieszy się palnik inżekcyjny opracowany przez Aleksandra Kuzniecowa. W tym filmie opowiada on, z czego składa się konstrukcja i jak ją złożyć:

Przykład działania palnika inżekcyjnego:

Prawidłowo zaprojektowany i wykonany własnoręcznie zgodnie z wymaganiami palnik inżekcyjny stanie się niezawodnym pomocnikiem na długi czas. To urządzenie zastąpi drogie narzędzia fabryczne. Za jego pomocą można rozwiązać wiele domowych problemów, nie korzystając z pomocy profesjonalistów.

Czy chcesz opowiedzieć, jak złożyłeś palnik inżekcyjny do prac kowalskich własnoręcznie? Dysponujesz przydatnymi informacjami na temat artykułu? Prosimy, zostawiajcie komentarze w poniższym bloku formularza, zadawajcie pytania, zamieszczajcie zdjęcia.