чертежи твердотопливного котла, устройство на твердом топливе, как устроен котел на дровах, схема, размеры самодельного котла с водяным контуром

Содержание:

Самым оптимальным источником отопления для отдаленных районов без газификации и электрификации является твердотопливный котел длительного горения. Благодаря надежности, экономичности и эффективности он нередко используется для оснащения загородных домов и коттеджей.

Как работает агрегат

Обычные твердотопливные котлы способны проработать на одной закладке около 6-7 часов. Если по истечении этого времени в топку не подбросить очередную порцию топлива, это приведет к снижению температуры в доме. Причина кроется в циркуляции основного тепла в помещении по принципу свободного движения воздуха: после нагревания он поднимается вверх и выходит на улицу. Тепловой ресурс одной закладки дров прибора длительного горения рассчитан на 24-48 часов. В отдельных моделях горение поддерживается почти неделю.

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов. Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор. Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива. Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх.

Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе. Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива. Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Камера для сжигания твердого топлива имеет более обширные размеры: ее объем иногда достигает 500 дм

3. В нее можно загружать уголь, опилки, дрова, паллеты. Стабильное нагнетание воздуха обеспечивается встроенным вентилятором. Процесс горения характеризуется очень медленной скоростью расхода топлива. Как следствие, экономичность котельного оборудования резко возрастает.

Причина медленного прогорания заключается в нагнетании воздуха, в результате чего прогорает только верхняя часть топливной закладки. Увеличение подачи воздуха происходит только после полного перегорания верхнего слоя. В продаже имеется целый ряд нагревательных приборов, сутью работы которых является один и тот же чертеж котла длительного горения на дровах. Разная степень их экономичности и эффективности объясняется различием размеров, материалов изготовления и наличием дополнительных функций. Для работы универсальных ТТ котлов можно использовать любое топливо, что значительно упрощает их обслуживание. Наиболее экономичными моделями считаются дровяные ТТ котлы.

Конструкционные особенности и устройство

Камера для закладки топлива любого котла длительного горения отличается внушительными размерами. Это параметр напрямую влияет на время перегорания топливной закладки. В настоящее время встречаются две успешно конкурирующие между собой технологии, реализуемые в ТТ котлах: речь идет о приборах Булерьян и Стропува. Дороговизна и сложность изготовления чертежа котла длительного горения своими руками ставит определенные препятствия на пути распространения последнего из них на территории нашей страны. В отличии от него, метод Булерьян широко используем народными умельцами для самостоятельной организации отопления загородных домов.

Чертеж котла длительного горения на твердом топливе Булерьян состоит из следующих узлов:

1. Металлического корпуса, закрывающего внутренние камеры.
2. Нижней камеры для сжигания топлива.
3. Верхней камеры для сжигания газа.
4. Дверцы для закладки дров. Она расположена в верхней части конструкции из-за больших размеров нижнего отсека для закладки ресурса.
5. Дымового патрубка. Он находится в верхней части котла и подключен к дымоходу.
6. Зольная камера. Расположена внизу котла и предназначена для его чистки.

Также имеется еще одна любопытная деталь. Как известно, в обычных печах функция поддувала выполняется зольником: именно через него поступает необходимый для горения воздух. В случае с Булерьян зольный отсек делается полностью герметичным: каналом подачи воздуха здесь является верхняя воздушная камера. Для регулировки подачи кислорода в верхней части этой камеры имеется заслонка. По ходу сгорания дрова в топке постепенно оседают, что приводит к опусканию распределителя. Таким образом обеспечивается беспрерывная подача свежего воздуха.

Чтобы осуществить новую загрузку, распределитель легко можно возвратить в начальное положение, потянув его вверх. Положение этого рычага служит своеобразным ориентиром уровня оставшегося топлива: таким образом можно определить, через сколько загружать следующую порцию дров. Котлы Булерьян отличается высокой экологичностью, что объясняется полным перегоранием топлива и газа: углекислый газ в атмосферу практически не попадает. Читайте также: «Как сделать котел на дровах своими руками – пошаговая инструкция».

Устройство твердотопливного котла длительного горения следующее:

• Топка. Главный конструкционный элемент любого котла или печи. Предназначается для сжигания в нем топлива.
• Отдел для дожига газа. Здесь догорают газы, поступившие из топки.
• Зольник. Отсек для сборки пепла. Он нуждается в регулярной чистке.
• Дымоход. Канал для отведения за пределы жилища продуктов сгорания.

Сильные и слабы стороны

Крупные габариты и сложность выполнения своими руками чертежа твердотопливного котла длительного горения делает благоприятным использование подобных приборов только в крупных коттеджах. Что касается небольших дач, то для них рекомендуется выбирать более экономичные варианты.

Основными достоинствами ТТ котлов длительного горения являются:

• Высокий КПД (около 95%)
• Автономность отопления.
• Экономичность.
• Надежность и долговечность.
• Высокая эффективность.
• Доступность топлива.
• Экологичность.
• Широкий выбор топлива (уголь, дрова, опилки, паллеты).

Имеются также недостатки:

• Большие габариты.
• Необходимость оборудования отдельной котельной.
• Сложное устройство котла длительного горения на дровах.
• Нужда в постоянно обслуживании.

Котлы данного типа имеют достаточно приличную стоимость, однако такие конструкции можно изготовлять и самостоятельно.

Преимущества самодельных агрегатов:

1. Дешевизна.
2. Универсализм в плане используемого топлива.
3. Возможность последующих доработок с целью увеличения эффективности и добавления мощности.

Сложнее всего – сделать конструкцию цилиндрической: для этого необходимо использовать вальцовочный станок. Если его нет, существует вариант со старыми пропановыми баллонами. Также сгодится любая труба подходящего сечения: толщина металлических стенок должна быть не менее 5 мм. В деревнях привыкли довольствоваться небольшими кирпичными печами, демонстрирующими хорошую эффективность при обогреве одноэтажных домов и дач. Если же требуется отапливать обширный коттедж, то в таком случае потребуется большой запас топлива. Кроме того, не избежать больших перепадов температуры по мере удаления от печи, да и ухаживать за ней намного сложнее, чем за твердотопливным котлом.

Рекомендации по изготовлению самодельного котла

Приступая к изготовлению котла длительного горения своими руками, необходимо вооружиться следующими советами:

• Чтобы в процессе эксплуатации прибора можно было использовать любое топливо, топочную камеру лучше сделать из жаропрочной легированной стали. Несколько удешевить бюджет работ помогает применение бесшовной стальной трубы марки 20.
• Перед тем, как заносить самодельный агрегат в приготовленную для него котельную, рекомендуется протестировать его на улице, оснастив временным дымоходом. Это даст возможность проверить надежность обогревателя и убедиться в правильности сборки корпуса.
• Основная камера, изготовленная из газового баллона, в состоянии обеспечить продолжительность на протяжении 10-12 часов, т.к. дров в нее входит немного. Изначально небольшое внутреннее пространство пропанового баллона уменьшается после удаления крышки и зольника. Для увеличения показателей котла его можно изготовить из двух баллонов. Это позволит получить достаточно большую топочную камеру для обогрева обширных помещений и увеличить время между закладками дров.
• Дверца зольника должна герметично закрываться, что не даст внешнему воздуху просачиваться внутрь камеры. Это достигается укладкой по периметру дверцы асбестового шнура. Если в котле имеется дополнительная дверца для дозагрузки топлива без съема крышки, она также герметизируется подобным образом.

Стандартные твердотопливные используют дрова, антрацит, опилки, брикеты, торф, каменной и бурый уголь. Особые претензии к качеству топлива обычно не предъявляются. Однако желательно, чтобы топливный материал был максимально сухим, что даст гарантию высокого КПД.

Правила безопасности

Для достижения хорошей эффективности, долговечности и экономичности самодельных котлов длительного горения, в ходе их эксплуатации необходимо соблюдать основные рекомендации по пожарной безопасности:

• Следить, чтобы температура внутри контура не превышала граничных показателей.
• Питающий трубопровод запрещается оснащать запорным вентилем.
• В непосредственной близости от котла не должны храниться легковоспламеняющиеся материалы.
• Вентиляция в помещении должна быть полностью исправной.
• Прибор можно устанавливать только в отдельной комнате (котельной). Этот момент продумывается во время реализации подготовительных мероприятий.

Оборудование котельной является самым лучшим вариантом, так как ТТ котлы работают несколько иначе, чем обычные печи на дровах. Кроме того, внешне прибор не представляет эстетического интереса, и скорее всего будет нарушать общий интерьер. Так как использование твердого топлива сопровождается появлением грязи, лучше всего установить котел в нежилой комнате.

Небольшие приборы мощностью не более 35 кВт допускаются размещать в основном помещении: для удобства место монтажа можно оградить кирпичным простенком. Комната, где будет расположен котел, должна иметь хорошую вентиляцию. Очень важно организовать стабильный приток кислорода с улицы.

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками

Для работы понадобятся такие инструменты:

• Сварочный аппарат.
• Приспособления для обработки металла.
• Электродрель.
• Уровень и рулетка.
• Маркер.
• Болгарка.
• Перчатки и защита для глаз.

Приступать к подобной процедуре рекомендуется только людям, имеющим хотя бы небольшой опыт обращения со сваркой и знать, как устроен котел длительного горения. Наличие специальной защитной одежды обязательно.

Также нужно приготовить такие материалы:

• Пустой газовый баллон.
• Металлический лист.
• Асбестовый шнур.
• Стальную трубу диаметром 60 мм.
• Металлические петли и ручки.
• Металлический уголок и вытяжку.
• Базальтовое волокно.

Работа над корпусом чертежи

Пустой пропановый баллон оснащается разметкой, согласно чертежам твердотопливного котла длительного горения своими руками. Изготовляется прямоугольное отверстие для дверцы зольника, предназначенное для удаления пепла. Сверху баллона по окружности проводится ровная линия под срез шляпки: обрезка осуществляется с помощью болгарки.

В центральной части выполняется разметка ниши для вывода дымохода: размеры этого отверстия должны превосходить сечение трубы. В крышке проделывается отверстие и наваривается металлическое кольцо, плотно обхватывающее дымоотводный канал. Кольцо из металла толщиной 4-5 мм используется для обваривания баллона изнутри и снаружи. На него впоследствии будет одеваться крышка.

Дымоход внизу оснащается металлическим кругом, выполняющим функцию распределителя воздуха. Крепежные элементы навариваются по линии среза баллона поверх предварительно проложенного асбестового шнура. При креплении срезанной верхушки важно, чтобы она свободно снималась. Для удобства ее можно оснастить металлической ручкой.

Дымоходный патрубок

В верхней части баллона намечают отверстие под патрубок, согласно чертежам твердотопливного котла своими руками. Для вырезания дымоходной трубы используется болгарка: приварив патрубок поверх вырезанного отверстия, одевают основной корпус дымохода.

Зольник

Для вырезания отверстия под зольник используется ранее нанесенная разметка. Дверца изготовляется отдельно из листового металла: ее фиксацию на корпус скобами. Чтобы дверцу было удобно открывать и закрывать, она оснащается импровизированной ручкой из металлического стержня или толстой проволоки.

Система подачи воздуха

Вооружившись параметром внутреннего диаметра баллона, его переносят на металлический лист, уменьшив на 5 см. По нанесенной разметке болгаркой вырезают круг. Далее из металлического уголка изготовляется шесть равных отрезков, длина которых должна равняться ½ диаметра круга. В этом качестве можно применить крыльчатку, имеющую острые лопасти. При приваривании металлических элементов важно сохранить одинаковое направление.

Теплообменник

При изготовлении теплообменника проще всего использовать принцип водяного контура. Выбор его параметров полностью зависит от желаний мастера. Размеры теплообменника будут напрямую влиять на объем топлива, загружаемого за один раз: чем он больше, тем длиннее паузы между закладками дров. Для изготовления корпуса прибора используются металлические листы толщиной 5-6 мм: их хорошо проваривают на всех стыках. Верхняя и нижняя часть корпуса оформляется патрубками для коммутации трубы подачи и обратки. Центральная часть должна иметь отверстие для загрузки топлива.

Окончательная сборка и монтаж

Для того, чтобы установить дверцу зольника, на корпусе вначале нужно наметить и вырезать нишу для доступа внутрь камеры. Далее в этот проем монтируются герметично закрывающаяся дверца. Баллон вставляется внутрь теплообменника. Используя сварочный аппарат, бак тщательно проваривают сверху: это дает возможность достичь абсолютной герметичности корпуса, с расположенной внутри топкой круглой формы.

Во время работы самодельного котла длительного горения с водяным контуром важно достичь дозированной подачи воздуха.  Топливо загружают максимально плотно: пустоты между слоями должны быть сведены к минимуму. Бывает так, что плотная укладка поленьев разного размера затруднена: в таком случае оставшиеся ниши заполняют бумагой или стружкой. Плотность твердотопливной закладки напрямую влияет на продолжительность ее горения.

Порядок загрузки топлива в ТТ котел:

1. Вначале нужно извлечь ограничитель подачи воздуха.
2. Провести закладку дров через специальное отверстие, предварительно смазав их жидкостью для быстрого розжига.
3. Ограничитель установить на прежнее место.
4. Далее следует зажечь спичку и бросить ее в топку.
5. Убедившись в том, что топливо начинает постепенно разгораться, дверцу плотно закрыть.

В процессе перегорания топлива будет наблюдаться постепенная усадка трубы внутрь баллона. Высота ее положения дает точную информацию о количестве дров в топке. Схема котла на угле практически ничем не отличается.

Тестирование прибора

Работы по сооружению котла удобнее всего реализовать в теплое время года прямо на улице. Там же рекомендуется провести испытание готовой конструкции, присоединив к ней временный дымоход. В тех случаях, когда планируется отапливать обширные помещения, для изготовления обогревателя рекомендуется использовать два установленных друг на друга баллона.

Монтаж в доме

Вопрос пожарной безопасности котла является очень серьезным моментом. Для его установки лучше предусмотреть отдельную комнату или угол, отделив его кирпичной кладкой. Так как поверхность котла металлическая, высока вероятность получения ожогов при неосторожном прикасании к ней. Важно также, чтобы в месте монтажа была возможность удобно вывести дымоход на улицу (через кровлю или стену). Для свободного доступа к прибору пространство в 50 см по окружности от него освобождается от любых предметов.

Правила установки:

• Сооружение кирпичного основания. Оно должно состоять из двух сплошных рядов из кирпича, и соответствовать размерам на твердотопливный котел длительного горения.
• Расстояние от топочной двери до стены — не менее 125 см. Расстояние между боковыми частями и стеной должно быть не менее 700 мм.
• Между топочной дверцей и стеной соблюдается дистанция не менее 125 см. Пространство между сторонами котла и стеной — не менее 70 см.
• Если для сооружения стен использовалась древесина, участки соприкосновения котла и перекрытия дополнительно оформляются металлической или базальтовой защитой. То же самое касается участков выведения дымохода наружу сквозь стены или потолок.
• Котел устанавливают на фундаменте строго по уровню. При этом выходной патрубок должен располагаться на одной линии с дымоходом, в противном случае возможны нарушения тяги по ходу эксплуатации (прочитайте также: «Как работает регулятор тяги для твердотопливных котлов – виды, принцип работы, преимущества»).
• Все соединительные узлы необходимо уплотнить герметиком.  

Самодельный газовый котел для отопления частного дома и дачи: обзор трех лучших конструкций

Покупать дорогостоящее оборудование для организации отопления в редко посещаемой даче, баньке или небольшом доме не всегда целесообразно. Особенно неразумно, если за загородной собственностью нет постоянного присмотра и не установлена охранная сигнализация. Как быть, если периодически все же требуется обогрев?

С отоплением вполне успешно справится самодельный газовый котел, собранный из подручных материалов или отслуживших бытовых агрегатов. Сделанный собственными руками прибор может стать гордостью хозяина. Сооружение работающей на газу конструкции поможет проявить мастерство.

В предложенной нами статье детально описаны шаги сборки и модернизации газовых агрегатов, которые смогут достойно обогреть частные постройки. Мы привели в качестве примеров наиболее популярные, проверенные на практике варианты самоделок. Наши советы обеспечат домашним мастерам успех в непростом деле.

Содержание статьи:

Стоит ли проектировать газовый котел самому?

Разбор вариантов изготовления газового котла собственными руками начнем с того, что перерабатываемое ими топливо относится к разряду токсичных и взрывоопасных веществ. Газ легко воспламеняется. Малейшие просчеты в конструировании и реализации самоделок могут обернуться серьезными разрушениями, нанесением урона здоровью, потерей имущества.

Потому разработкой модели газового котла мы не рекомендуем заниматься людям, не имеющим технического образования со специализацией в сфере проектирования газового оборудования. Да зачастую и опытные газовщики не возьмутся за подобный проект.

Галерея изображений

Фото из

Пламя атмосферной газовой горелки

Установка газовой горелки в стальной корпус

Нагрев воды в металлическом баке

Газовый котел из отслужившего газового баллона

Оптимальным решением вполне обоснованно считается:

• Переделка твердотопливной модели в газовый котел путем установки в топливник газовой горелки;
• Усовершенствование отслужившего, но работоспособного агрегата с ориентацией на использование в отопительном контуре. Дополнение заводской модели устройствами для нагрева и стимуляции движения ;
• Изготовление пиролизного котла – оборудования, генерирующего газообразное горючее в результате переработки твердого топлива на первоначальном этапе. На вторичном этапе в дополнительном топливнике дожигается выделяемый в ходе сжигания дров газ.

Если у вас все же возникнет желание досконально изучить вопрос и изобрести вариант самодельного газового котла для устройства автономного отопления в частном доме, готовьтесь к буквальному «хождению по мукам». Вам предстоит получить разрешения и подтверждение безопасности изобретения в ряде государственных надзорных инстанций.

Самостоятельному народному умельцу потребуется:

• Проверить котел на соответствие требованием безопасности, после чего получить подтверждающий или опровергающий документ.
• Получить разрешения от ГосТехНадзора, ПожИнспекции МЧС и ГорГаза.
• Подать заявку на получение патента и сертификата, разрешающего изготовление в разовом или поточном исполнении.

Этот пусть и немногочисленный, но довольно внушительный перечень способен отбить желание изобретать у любого народного доки. Однако он не сможет погасить стремления модернизировать существующий агрегат посредством установки собранных на заводе горелочных модулей. Усовершенствование запросто совмещает безопасность эксплуатации с повышением эффективности.

Самый важный рабочий орган в газовом оборудовании – горелка. Установка ее превратит любой котел в требующийся нам тип нагревателя теплоносителя и горячей воды для санитарных целей.

Зажженный запальник нагревает рабочую часть термопары, которая в итоге начинает генерировать ток. Заряд поступает в катушку газового клапана, она действует как электромагнит и примагничивает шайбу, закрывающую путь газу

В зависимости от способа подачи в камеру сгорания воздуха, требующегося для горения, горелки подразделяются на две основные группы:

• Атмосферные. Их устанавливают в открытые камеры сгорания . В них воздух свободно затягивается из помещения, в котором расположен котел.
• Вентиляторные (они же дутьевые). Такими моделями оснащают закрытые камеры сгорания, в которые воздух нагнетается принудительным способом с захватом его на улице. Для вывода дымовых газов им требуется коаксиальный дымоход и вентилятор.

Дутьевые конструкции слишком сложны для домашнего творчества. Их проще, да и выгоднее купить. Ведь приобретение всех устройств регулировки и безопасности для работы вентиляторной горелки может обойтись дороже, чем покупка модуля в готовом для установки виде.

Галерея изображений

Фото из

Лицевая сторона горелочного блока

Блок для газового котла с двумя горелками

Установленный в печь атмосферный блок

Дутьевая газовая горелка для закрытой камеры

Чугунная горелка от отслужившего оборудования

Круглая газовая горелка с медными жиклерами

Газовый блок с щелевыми соплами

Круглые сопла газового горелочного блока

Атмосферную горелку тоже желательно приобрести, но можно сделать простейшую разновидность собственными руками. Ниже рассмотрим, как и из чего ее можно собрать.

Процесс изготовления атмосферной газовой горелки

Горелку атмосферного типа легче соорудить, так как конструктивно она гораздо проще вентиляторного собрата. Самый характерный и известный большинству россиян пример – горелочный блок в газовых колонках старого образца. В ее конструкции нет энергозависимых элементов, принуждающих газ и воздух смешиваться в требующихся пропорциях.

Воздух в камеру с атмосферным горелочным модулем втягивается самопроизвольно по мере необходимости. Продукты переработки голубого горючего выводятся естественным образом через благодаря наличию тяги. Вся работа заключается в сооружении коллектора с газовыми форсунками, через которые с нужной скоростью будет поступать газ.

При желании соорудить газовую горелку собственными руками за основу лучше взять продукцию заводского производства, точнее имеющийся в ее техпаспорте чертеж с размерами и обозначением конструктивных элементов

Чтобы своими руками сделать горелку для оснащения газового котла отопления, потребуется:

• Вентиль серии ВК-74. Обычно используется на кислородных баллонах, рассчитан на максимальное давление в 20 мПа. В комплектации должна быть накидная гайка на 3/4″, с помощью которой можно герметично подключиться к подающей газ трубе или шлангу. Служить вентиль будет опорной базой для фиксации форсунки.
• Колпачок под форсунку. Устройство будет удерживать дозатор подачи газа и формировать узконаправленную струю. В вершине колпачка высверливают отверстие, в которое предстоит поставить форсунку. Основанием оно накручивается на вентиль.
• Форсунка. Купить ее лучше в готовом виде с расчетом на подачу магистрального газа или сжиженной газовой смеси. У форсунок различается диаметр выхода. Вместо форсунок для котлов можно использовать жиклер от газовой горелки.
• Самодельный инжектор. Его сооружают из стальной трубки с толщиной стенки до 2 мм. Потребуется отрезок трубы примерно в 10 см длинной.
• Пьезоэлемент. Устанавливается по желанию, хотя и без него можно обойтись. Самоделку можно поджигать спичками.

Все приведенные элементы собираются преимущественно сварным способом. Потому инициативному «самоделкину» очень пригодятся навыки и минимальные познания в сварном деле. Однако там, где возможно применение резьбы, в приоритете должна остаться она.

Канал для подачи газа должен быть безупречен и герметичен, ведь от его состояния зависит безопасность. Между входом газа в устройство и форсункой должно сохраниться расстояние в 10 см, необходимое для смешивания горючего с воздухом.

Галерея изображений

Фото из

Крупногабаритная газовая горелка

Процесс горения газовой горелки

Воспламенение атмосферного горелочного блока

Сжигание кислорода в помещении

Домашнему мастеру остается придумать, как закрепить самодельную газовую горелку в камере сгорания отслужившей колонки или в топливнике бывшего дровяного котла. Следует учесть, что для притока воздуха нужно оставить возможность. В камеру должен регулярно поступать воздух, для чего в дверке требуется вырезать круглые или продольные отверстия.

Не забываем, что вышеописанный вариант сложно назвать безопасным газоподающим устройством. В конструкции нет автоматики, прерывающей работу котла в случае задувания или нестабильного пламени. У владельцев не будет возможности отрегулировать давление и расход газа, потому ни об удобстве, ни об экономии не может идти речь.

Установка газовой горелки в твердотопливный котел

После здравого размышления и реальной оценки своих возможностей большинство домашних умельцев таки отдают предпочтение модернизации , перерабатывающих ранее дрова или уголь. В их топку просто ставят газовую горелку заводского изготовления.

Для обустройства загородной собственности можно приобрести твердотопливный агрегат, который можно переделать в газовый. К примеру, печку Теплодар, в которую монтируется газовая горелка

Рассмотрим этапы установки горелочного устройства марки Теплодар АГГ:

• Демонтаж дверки топливника, заслонки зольника (или самого зольника, если он выполнен в виде выдвижного решетчатого ящика с монолитной дверкой), отбойник и колосниковую решетку. Короче, удалить нужно все конструктивные части, находящиеся в пределах топки и зольника.
• Фиксация горелочного устройства. В освобожденный от вышеперечисленных элементов канал топливника монтируется горелочный блок. Если печка Теплодар рассчитана на смену топлива, то горелочный модуль фиксируется в канале через штатные ушки продетыми в них шурупами с гайками.
• Подключение автоматики к пульту. Имеющиеся в конструкции горелочного блока устройства, обеспечивающие автоматическую работу котла, подключают к пульту управления.
• Крепление датчика термостата. Устанавливается на трубу подачи, оборачивается изоляцией для защиты от внешних механических и температурных воздействий, а сверху стяжками.
• Запуск в работу. Производится после проверки тяги и залпового проветривания помещения с модернизированным котлом. С помощью простой рукоятки подбирают наиболее подходящий режим.

Напоминаем, согласно требованиям, обозначенным в «Правилах безопасности систем газораспределения и газопотребления» все работы по установке оборудования, замене горелок, обслуживанию оборудования и подключению к сети, поставляющей голубое горючее, должны производиться газовщиками.

В технической документации, прилагающейся к печке Теплодар, есть подробное описание процесса установки газовой горелки для переделки твердотопливного агрегата в газовый

В соответствии с федеральными предписаниями и нормами с представителями газовых служб нужно на поставку газа и сопутствующих услуг. Понятно, что не все удаленные населенные пункты смогут обслуживать сотрудники газовых организаций. Однако придерживаться требований желательно, чтобы избежать катастрофических последствий.

При уменьшении и резком погасании ослабляется ток, поступающий от электроэлемента, в итоге чего перекрывается канал подачи газа. Перегрев воды в котле фиксируется термодатчиком, который передает сигнал для размыкания контактной пары, блокирующей горелку

Рисковать или ценить и охранять здоровье с благополучием своих близких? Решать только вам. Разумнее отказаться от угрожающих мероприятий, но знать о процессе их выполнения очень полезно, чтобы проследить, насколько качественно и честно работают газовщики.

Варианты самодельных газовых котлов

По сути все представленные нами самоделки являются модернизацией газового оборудования с целью эксплуатации их в качестве нагревателей теплоносителя. Мы приводим только идеи, настоятельно рекомендуем не рисковать, а поставить в твердотопливный агрегат атмосферную или вентиляторную горелку.

#1: Самоделка на базе газовой колонки

Если вы поменяли устаревшую газовую колонку на котел нового поколения с и закрытой горелкой, не спешите расставаться со стареньким оборудованием. Оно еще отлично послужит в загородной баньке или гараже. Усовершенствование не потребует много средств и усилий.

Вся переделка в этом случае заключается в смене форсунок или полного горелочного блока, если за городом планируется жечь сжиженную газовую смесь. Купить надо будет атмосферный горелочный блок соответствующих камере сгорания габаритов. Затем его нужно будет закрепить внутри камеры.

Если хозяин решит установить в самодельный газовый котел вентиляторную горелку, придется дополнить отопительный контур обязательными функциональными системами. Это группа безопасности, циркуляционный насос, расширительный бачок, автоматический воздухоотводчик или краны Маевского

У желающих поставить вентиляционную горелку расходов будет побольше. Им потребуется еще приобрести группу безопасности, включающую , манометр и устройство для автоматического стравливания воздуха. Понадобится небольшой мембранный бак, циркуляционный насос и для подачи свежего воздуха в горелку и вывода продуктов горения.

#2: Устройство на основе газовой плиты

Особых преобразований старая газовая плита не требует, т.к. переделать ее в газовый котел просто нереально. Можно только на одну из конфорок поставить металлический бак, объем которого подбирают в зависимости от несущей способности плиты и объема теплоносителя в самодельной системе отопления. Обычно это 100-150 л.

В нижней трети металлического бака в нее вваривают патрубок для подключения трубы обратки, в верхней трети – патрубок для подключения подачи. Нагреваясь, вода будет самопроизвольно подыматься вверх и перетекать в магистраль, перемещающую нагретый теплоноситель к приборам отопления.

Галерея изображений

Фото из

Мультитопливный источник огня

Тяжелая чугунная горелка и корпус

Регулировка мощности горения прибора

Устройство для быстрого нагрева воды

Ни предохранительного клапана, ни воздухоотводчика такой самодельной системе не потребуется. Излишки нагретой воды будут испаряться естественным образом, пузырьки стравливаться через неплотно прилегающую крышку бака.

#3: Изготовление пиролизного котла

Пиролизные котлы загружаются сначала через верхнюю дверку дровами или углем. При этом дроссель на дымоотводном канале полностью открывают и включают вентилятор для стимуляции горения. Процесс на этом этапе проходит в традиционном для твердотопливного агрегата режиме.

Дождавшись, когда уголь и дрова полностью разгорятся, дроссель на дымоходе перекрывают, чтобы ограничить доступ кислорода к месту переработки твердого топлива. Из-за слабой подачи воздуха оно начинает тлеть, т.е. стартует этап пиролиза – разложение топлива на угли и пиролизные газы.

Обоснованным преимуществом пиролизного котла считается экономный расход топлива. Агрегат кроме основного вида перерабатывает еще и газы, формирующиеся в ходе сжигания дров либо угля

Пиролизные газы через форсунку перемещаются в камеру их сжигания. В нее же нагнетается подогретый вторичный воздух, требующийся для окисления пиролизных газов. В таких условиях пиролизные газы быстро воспламеняются и горят при температуре в 1100º С.

Теплообменник располагают над камерой сжигания одноименных газов, оперативно нагревающих протекающий по трубкам теплоноситель. Желающим разобраться в том, как самому лучше сделать эффективный и экономный газовый котел, мы предлагаем проверенную на практике пиролизную конструкцию.

Для сооружения самодельного пиролизного котла желательно найти схему проверенной на практике конструкции. У экспериментов в этой области далеко не всегда положительный результат

Главное понять принцип устройства и действия котлов, использующих полученные во время горения газы. В каждой конструкции подобного типа конструктивные элементы повторяются. Ну а корпус может быть как сварным, так и выполненным из металлической бочки, трубы большого диаметра или опустошенного газового баллона.

Для изготовления котла пиролизного типа лучше воспользоваться уже проверенной разработкой. Потребуются навыки сварщика и сварочный аппарат, инвертор, дрель с набором различных насадок и буром для сверления больших отверстий. Нужно еще приготовить обычные слесарные инструменты и струбцины.

Потребуется запастись материалом, перечень которого мы приводим ниже:

Для сооружения пиролизного котла нужно запастись материалом, примерный перечень которого мы приводим в помощь самостоятельным домашним мастерам

Если вы не располагаете всем инструментом, требующимся для раскроя деталей, это дело лучше заказать в мастерской. Без опыта, да еще и пользуясь одной углошлифовальной машинкой, ровного среза не добиться. С точностью резки тоже могут возникнуть проблемы.

Сооружение пиролизного котла начинаем со сборки корпуса:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Рубка материала по размерам котла

Шаг 2: Сборка стенок нижней и верхней камер

Шаг 3: Установка воздуховодов в камере газификации

Шаг 4: Ввод канала подачи воздуха в камеру сгорания

Теперь нужно сделать теплообменник, затем установить его и дроссельную заслонку в корпус:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 5: Изготовление направляющей пластины теплообменника

Шаг 6: Сборка теплообменника пиролизного котла

Шаг 7: Приварка теплообменника на проектное место

Шаг 8: Монтаж дроссельной заслонки

Внутренняя часть корпуса котла собрана, дроссельное устройство приварено. Проверим, насколько качественно выполнена сварка простейшим методом – зажжем внутри котла фонарик и посмотрим, не проникает ли через какой-либо отрезок свет.

Внутренняя часть пиролизного котла готова. Теперь ее надо обшить. В устройстве обшивки в представленной для примера модели мастер пользовался листовой сталью толщиной в 4 мм

Наружную обшивку самодельного котла производят по всем плоскостям, кроме верхней панели. Ее приваривают после установки контрольных тоннелей, с помощью которых будет контролироваться состояние воздуховодов.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: Приварка дистанционного уголка

Шаг 10: Разметка отверстий для крепления обшивки

Шаг 11: Приварка листов обшивки к дистанционным уголкам

Шаг 12: Зачистка мест проведения сварки

Теперь перед проведением дальнейших работ проверяем качество сварных швов простейшим способом – нальем воды в сформированные “емкости”. После чего высушим конструкцию и слегка зачистим сварные соединения крупной наждачной бумагой или шлифовальным диском.

А вот сейчас можно приступать к устройству систем управления поступлением и движением воздуха:

Галерея изображений

Фото из

Устройство тонелей для ревизии воздуховодов

Монтаж резьбовых шпилек

Изготовление и навешивание дверок для камер

Футеровка и уплотнение дверок

Осталось только выполнить футеровку камер пиленным шамотным кирпичом. Распил производим болгаркой с диском для резки камня. Дорабатываем срезы шлифовальным камнем.

Галерея изображений

Фото из

Футеровка камеры газификации

Установка центробежного вентилятора

Футеровка камеры для твердого топлива

Завихрители для оптимизации передачи тепла

Перед вводом самодельного котла в эксплуатацию обязательно надо проверить герметичность всех систем, проводящих голубое топливо и дымовые газы. Для этого выполняют опрессовку котла, поставив в трубы обратки с подачей герметичные заглушки. Агрегат должен свободно держать давление в 3 бар.

Выводы и полезное видео по теме

С интересной разработкой газового нагревателя ознакомит следующий видеоролик:

Устройство газовой горелки для установки в твердотопливный агрегат:

Конструктивные особенности и процесс изготовления пиролизного котла наглядно представлены видео:

Полезные в хозяйстве самоделки – отличный вариант для решения проблем обустройства загородной собственности. Они обеспечат теплом постройки, нуждающиеся в обогреве, при этом почти не повлияют на семейный бюджет. У мастеровитого хозяина дача, гараж, баня будут в полном порядке.

Важно помнить, что газовое отопительное оборудование представляет собой потенциальную опасность при неграмотной сборке и нарушении эксплуатационных правил.

Расскажите о том, как делали котел для обустройства загородной собственности. Поделитесь вариантами изготовления и интересными конструктивными решениями. Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, публикуйте фото по теме статьи, задавайте вопросы.

Газовый котел своими руками: Инструкция +Видео

Газовый котел является главным составляющим автономной системы отопления. Он служит для отапливания и горячего водоснабжения жилища. Он вполне может быть сделан своими руками, главное качественно произвести все расчеты и четко следовать схеме. Основная трудность может возникнуть лишь при попытке установить самодельный газовый котел отопления в жилом доме. т. к. для этого необходимо получить разрешение соответствующего органа.

Нужно не забывать, что любой газовый прибор по определению является устройством повышенной опасности и за его самостоятельное изготовление будете нести ответственность только вы.

Общие сведения

Важно: Законом запрещается использование и установка газового оборудования без получения надлежащего разрешения ответственной организации, которая потребует наличие сертификата соответствия на прибор.

Вы должны понимать, что получить такого вида документ на самодельный прибор будет крайне сложно. Незначительные отклонения от норм будет сулить полным запретом на установку самодельного устройства.

Разновидности газовых агрегатов

Котлы различаются по следующим параметрам:

• Количеством контуров — одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурными выполняется только одна функция, а именно нагрев воды и труб дома. Второй вид обогревает дом и обеспечивает гвс;
• методом отведения продуктов горения — имеющие естественную тягу и с приточной тягой. Воздух для первого варианта поставляется с улицы, а для второй необходимо наличие дымоотводной трубы;
• методом розжига -электрический вид, когда работа происходит , и имеющие пьезоэлемент, при котором устройство зажигается собственноручно;
• в зависимости от способа крепления — настенные и напольные;
• способом регулирования — одноступенчатые и двуступенчатые;
• способом подключения — к центральному газопроводу или к газовому баллону;
• по материалу изготовления — стальные, чугунные и медные.

Принцип устройства

В конструкции газового агрегата находятся такие элементы: горелка, устройство для теплообмена, насосное устройство, расширительный бак, автоматическая система, прибор для вентиляции, защитная система, прибор для измерения температуры, электромагнитный клапан, воздухоотводчик.

Включая прибор происходит загорание газовой горелки, которая производит нагревание теплообменника с водой либо антифризом. Действием насосного устройства создается избыточное давление, благодаря чему происходит непрерывная циркуляция передатчика тепловой энергии в трубах и отдача тепловой энергии посредством радиаторов. Затем уже холодный теплоноситель перетекает обратно в котел.

Котел своими руками

Весь процесс можно разделить на этапы:

• Подбираются подходящие чертежи;
• производят расчеты требуемой энергии для выбранного размера помещения. Из чего получается необходимый объем котла. А также рассчитывается вся гидравлическая система, учитываются расходы на дымоотводную трубу с дефлектором, определяют какого диаметра нужны трубы, подбирается насос нужной мощности, рассчитывается сопротивляемость системы;
• далее подбирается соответствующие материалы и инструменты;
• выбор и подготовка места для установки агрегата;
• непосредственное изготовление.

Нюансы изготовления

Сразу нужно подготовиться к тому, что эта работа не быстрая и требует определенных навыков. Все части аппарата соединяются свариванием.

И здесь иметь в виду следующие особенности:

• Ни в коем случае без соответствующего разрешения специалиста газовой службы нельзя производить подключение самодельного устройства к центральной магистрали;
• Для получения такого разрешения вы должны показать прибор специалисту -аналитику организации;
• Все детали для котла должны иметь сертификаты соответствия и паспорта;
• При изготовлении следует четко пользоваться чертежными данными.

Необходимы материалы

Лучше сразу запастись всем необходимым для работы. Понадобится: прибор для сверления, для зажима и захвата труб, ватерпас, уголки, измерительная лента, металлическая труба, стальной лист, газопроводный патрубок, дверка для печки, глина, терморегулятор, автоматическая система, аэродинамическое устройство,  устройство для сваривания деталей, оцинкованная жесть.

Заметка: Терморегулятор и дефлектор лучше приобрести промышленного производства, а не мастерить своими руками.

Процесс изготовления

Для создания котла своими руками лучше выбрать напольную модель. Он может быть установлен внутри жилища, в гаражном помещении или на улице.

1. Агрегат ставится на специально подготовленную основу, для которой вырывается яма 80 см в глубину и шириной равной ширине устройства. На дне делается песочная подушка, которую следует хорошо пролить водой и дать напитаться. Затем сверху насыпают щебень либо битый кирпич.
2. Собирается опалубка и каркас из арматуры. Опалубка заливается раствором бетона. Через 24 часа опалубку следует убрать, а на ее место насыпать смесь из гравия и песка. Все это закрывается влагоизоляцией, в качестве которой можно использовать гудрон.
3. Далее делается кирпичная стенка для защиты стены от горячего котла. И приступать к непосредственному конструированию.
4. Котел варится по чертежу. Для того, что бы сделать теплообменник, понадобится наличие стальной емкости и сорока или пятидесяти сантиметровой медной трубы. Снизу и сверху в баке делаются отверстия в соответствии с диаметром трубки. На концах трубы устанавливаются и запаиваются фитинги.
5. При запуске устройства посредством горелки нагревается медная спираль, которая будет передавать тепло баку. А уже бак будет способствовать подогреву воды.
6. Как уже говорилось ранее, прибор для автоматизации работы, прибор для поддержания постоянной температуры и аэродинамическое устройство лучше приобрести, т. к. сделать их самостоятельно крайне сложно.
7. Установка дефлектора производится в верхнюю часть дымохода. Он выполняет роль вытяжки. Вполне подойдет модель в виде стального конусного зонтика.
8. Автоматика собрана из таких элементов, как блок управления пламенем, защитное устройство от перегревания, контролер тяги, предохранительный вентиль.

На заметку: Для оптимального функционирования вашего прибора нужны все эти приспособления.

После установки агрегата на основание, т, к нему приваривается дымоотводная труба. Она представляет собой железную трубу для удаления угарного газа из котла. Эта труба должна быть более двадцати сантиметров в диаметре, а по длине, чтобы она более, чем на 30 см поднималась над кровлей.

В дымоходе монтируется вытяжка для более легкого удаления продуктов горения. Для которой понадобится небольшой вентилятор и решетка. Вентилирующее устройство ставится внутрь у конца наружней трубы. Решетка крепится на край трубы. Она служит для того, чтобы в дом не попадал различный мусор.

Также может быть предусмотрен устройство бесперебойного питания на случай внезапного отключения электроэнергии, а приспособление для для стабилизации будет защищаться ваше устройство от перегрузок при возможных скачках напряжения. На рынке огромное разнообразие различных стабилизаторов и бесперебойников, на любой цвет и вкус. Конечно его также можно попробовать собрать самостоятельно, но это уже другая история.

Итоги

Котел является важной составляющей отопительной системы, который требует к себе повышенного внимания. Каждый сам должен понять целесообразность его самостоятельного изготовления и то, что могут возникнуть проблемы с разрешением его подключить

 

Что такое конечно-элементный анализ и как он работает?

Анализ методом конечных элементов или FEA — это моделирование физического явления с использованием численного математического метода, известного как метод конечных элементов или FEM. Этот процесс лежит в основе машиностроения, а также множества других дисциплин. Это также один из ключевых принципов, используемых при разработке программного обеспечения для моделирования. Инженеры могут использовать эти МКЭ для уменьшения количества физических прототипов и проводить виртуальные эксперименты для оптимизации своих конструкций.

Для понимания физических явлений, происходящих вокруг нас, требуется сложная математика. К ним относятся такие вещи, как гидродинамика, распространение волн и термический анализ.

Анализ большинства этих явлений может быть выполнен с использованием уравнений в частных производных, но в сложных ситуациях, когда требуется несколько очень переменных уравнений, анализ методом конечных элементов является ведущим математическим методом.

СВЯЗАННЫЙ: УЗНАЙТЕ ЗДЕСЬ С 15 СТЕПЕНЬЯМИ ИНЖЕНЕРА: ЧТО НАИБОЛЕЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ВАС?

История анализа методом конечных элементов

Истоки FEA восходят к знаменитому математику Эйлеру в 16 веке. Однако более жесткое определение «FEA» восходит к первому упоминанию метода еще в работах Шельбаха в 1851 году.

Анализ методом конечных элементов был процессом, разработанным инженерами для инженеров как средство решения проблем строительной механики в гражданском строительстве. и в авиакосмической отрасли.

Источник: Craig Bonsignore / Flickr

Это практическое намерение методологии означало, что с самого начала эти методы были разработаны как нечто большее, чем просто математическая теория.К середине 1950-х годов методы FEA стали достаточно продвинутыми, чтобы инженеры могли начать использовать их в реальных ситуациях.

Математические принципы FEA также полезны в других областях, таких как вычислительная гидродинамика или CFD. Ключевое отличие здесь в том, что метод FEA фокусируется на структурном анализе, а CFD — на гидродинамике.

Что влечет за собой выполнение FEA?

По сути, алгоритмы FEA интегрированы в программное обеспечение для моделирования, такое как Autodesk Inventor Nastran или набор программного обеспечения ANSYS.

Эти программы обычно интегрируются в программное обеспечение автоматизированного проектирования (САПР), что значительно упрощает инженерам переход от проектирования к выполнению сложного структурного анализа.

Для запуска моделирования FEA сначала создается сетка, содержащая миллионы маленьких элементов, составляющих общую форму. Это способ преобразования трехмерного объекта в ряд математических точек, которые затем можно проанализировать. Плотность этой сетки может быть изменена в зависимости от сложности или простоты моделирования.

Вычисления выполняются для каждого отдельного элемента или точки сетки, а затем объединяются для получения общего окончательного результата для конструкции.

Поскольку расчеты выполняются на сетке, а не на всем физическом объекте, это означает, что между точками требуется некоторая интерполяция. Эти приближения обычно находятся в пределах того, что необходимо. Точки сетки, в которых данные известны математически, называются узловыми точками и обычно группируются вокруг границ или других областей изменения в дизайне объекта.

FEA может также применяться для термического анализа материала или формы.

Например, если вы знаете температуру в одной точке объекта, как бы вы могли определить точную температуру в других точках объекта в зависимости от времени? Используя метод FEA, эти точки можно аппроксимировать с использованием различных режимов точности. Есть квадратное приближение, полиномиальное приближение и дискретное приближение. Каждый из этих методов становится более точным и сложным.

Если вас действительно интересует интенсивная математическая сторона FEA, прочтите этот пост от SimScale, в котором подробно рассказывается о деталях.

Вычислительная гидродинамика

Другой тип МКЭ, о котором мы упоминали ранее, — это вычислительная гидродинамика, которая требует изучения того, как она используется.

Ядро CFD основано на уравнениях Навье-Стокса, которые исследуют однофазные потоки жидкости. В начале 1930-х годов ученые и инженеры уже использовали эти уравнения для решения жидкостных задач, но из-за нехватки вычислительной мощности уравнения были упрощены и уменьшены до двух измерений.

Хотя эти первые практические приложения гидродинамического анализа были примитивными, они уступили место тому, что вскоре стало важным инструментом моделирования.

В первые годы решение задач CFD требовало упрощения уравнений до такой степени, что их можно было решать вручную. Ни в коем случае не средний инженер использовал эти вычисления; скорее, вплоть до конца 1950-х годов CFD оставалась в основном теоретической и исследовательской практикой. Как вы, наверное, догадались, в 1950-е годы вычислительные технологии улучшились, что позволило разрабатывать алгоритмы для практического CFD.

Первая функциональная компьютерная имитационная модель CFD была разработана группой из Национальной лаборатории Лос-Аламоса в 1957 году. Команда потратила большую часть 10 лет, работая над этими вычислительными методами, которые создали первые модели для большей части основы современного программы, охватывающие функцию завихренности в потоке до анализа частиц в ячейках.

К 1967 году компания Douglas Aircraft разработала работающий метод трехмерного анализа CFD. Анализ был довольно простым и был разработан для потока жидкости над профилями.Позже он стал известен как «панельный метод», так как анализируемая геометрия была значительно упрощена, чтобы упростить вычисления.

С этого момента история CFD в значительной степени основана на инновациях в математике и компьютерном программировании.

Уравнения полного потенциала были включены в методологию Boeing в 1970-х годах. Уравнения Эйлера для трансзвуковых потоков были включены в коды в 1981 году. Несмотря на то, что ранняя история CFD созрела с развитием, компании, участвовавшие в разработке этой технологии, также были заметны.Двумя ключевыми игроками в развитии методов вычислений для CFD были НАСА и Boeing.

К 1990-м годам, однако, технологии и вычислительные возможности стали настолько развитыми, что автопроизводители также увидели применение CFD в автомобильном дизайне. GM и Ford переняли эту технологию в 1995 году и начали производить автомобили, которые были намного более аэродинамичными по сравнению с квадратными фургонами прошлого.

История CFD пронизана громкими именами в отрасли, каждая из которых превратила анализ CFD в один из крупнейших доступных инструментов моделирования.

Для многих современных инженеров понимание сложной математики CFD не является необходимым для проведения моделирования. Инструменты используются не только экспертами в области гидродинамики и математики, но теперь к ним также может получить доступ обычный инженер, имеющий практически любой уровень квалификации.

Не знаю, как вы, но иметь доступ к одному из самых мощных в математическом отношении программ для анализа симуляций в качестве обычного инженера — это довольно круто.

Вместе алгоритмы FEA и CFD, встроенные в современные инструменты САПР, дают инженерам доступ к тому, что по сути является математическими сверхспособностями.

Принципы холодного волочения

Рис. 1. На чертеже стержня используется матрица для определения внешнего диаметра трубы и стержень для определения внутреннего диаметра трубы.

Измерить трубку одного размера на другой звучит просто. Процесс состоит из двух основных этапов: дробление одного конца (также известное как , указывающее на трубку), затем протягивание его через матрицу с правильным внутренним диаметром. По окончании процесса внешний диаметр трубы соответствует внутреннему диаметру матрицы.

На самом деле все намного сложнее.Успешный розыгрыш — это результат пяти отдельных шагов:

1. Заготовка сырья
2. Подготовка к рисованию
3. Рисунок
4. Правка
5. Отделка и заключительный контроль

Трубы для перетяжки могут быть сварными или бесшовными. Процесс перерисовки для каждого по существу одинаков; поэтому процессы, описанные в этой статье, применимы к обоим.

Сварные трубы изготавливаются из прокатанной, разрезной и бухтой полосы.После того, как бухта доставляется на предприятие по производству труб, она разматывается и подается в стан, который придает ей трубчатую форму, и полученный шов сваривается. Углеродистые и низколегированные стали обычно сваривают сопротивлением (ВПВ), а нержавеющие стали — дуговой сваркой вольфрамовым электродом (GTAW).

Бесшовные трубы могут быть изготовлены из труб с отверстиями (углеродистая или низколегированная сталь) или штампованных деталей (нержавеющая, высоколегированная сталь и сплавы на основе никеля). Они могут быть дополнительно обработаны путем пилигирования или сокращения.Еще одним сырьем является перфорированный пруток, который обычно используется для специальных сплавов или допусков.

Хотя оборудование и процедуры, обсуждаемые здесь, могут быть применимы к большинству сплавов, они предназначены в первую очередь для углеродистой и низколегированной стали, нержавеющей стали и сплавов на основе никеля. Медь и алюминий обычно производятся в больших объемах, в то время как сплавы титана и циркония лучше подходят для малых объемов специализированных процессов, таких как пилинг и прокатка труб.

1.Закупка

Чертеж начинается с заготовки сырья. В заказе на поставку следует указать химический состав и размеры материала, включая допуски — размер, толщину стенки, соосность и прямолинейность. В большинстве случаев свойства после отжига указываются для максимальной мягкости. Эти требования могут быть включены в частную спецификацию или код или спецификацию ASTM, AMS или MIL.

2. Указывая

Следующим шагом является наведение, то есть процесс уменьшения диаметра нескольких дюймов материала на конце трубы, чтобы он мог войти в фильеру.Три наиболее распространенных метода наведения — это нажатие, поворотное нажатие и сжатие. В некоторых случаях перед нанесением наносится фосфатное покрытие или мыльная пленка.

3. Чертеж

Ленточные верстаки обычно бывают механическими и состоят из трех компонентов: задней скамьи, штамповочной головки и передней секции. Захваты тележки захватывают трубу, а крюк на задней части тележки зацепляет движущуюся цепь, протягивая трубу через матрицу. Чаще всего штампы представляют собой вставки из спеченного карбида вольфрама с кобальтовой связкой, которые вставлены с горячей посадкой в ​​стальной корпус.

Трубы вытягиваются до конечного размера с помощью одной или нескольких из следующих операций:

Рис. 5: Выпрямители используют изгибающие силы и вращательное движение для выпрямления трубы. Обычные конфигурации используют шесть или 10 рулонов.

• Чертеж стержня или оправки
• Чертеж заглушки, включая фиксированный, плавающий и полуплавающий (привязанный)
• Тонущий

Чертеж стержня. Во время волочения стержня оправка из закаленной стали вставляется в отверстие трубы, на которое заострено.После того, как трубка была введена в матрицу (см. Рисунок 1), смазочное масло закачивается на поверхность трубки, губки тележки захватывают трубку или наконечник стержня, крюк тележки входит в зацепление с цепью, а трубка протягивается через умереть. Диаметр матрицы определяет наружный диаметр; диаметр стержня определяет размер внутреннего диаметра. Правильный выбор штампа сводит к минимуму изменения толщины стенки до контакта трубы с оправкой.

Как правило, толстостенные трубы имеют тенденцию к утонению перед контактом со стержнем; светлые стены утолщаются.Матрицы с большим углом утончают стенку, а матрицы с низким углом утолщают стенку. Важно помнить, что оптимальный угол матрицы зависит от соотношения диаметра к толщине (D / t).

После вытягивания трубки ее необходимо расширить для удаления стержня. Распространенным методом является приложение давления путем вращения трубы при пропускании ее через поперечные валки. Этот процесс создает радиальные напряжения и расширяет трубу. Процесс повторяется до тех пор, пока трубка не достигнет готового размера.

Преимущества волочения стержня заключаются в том, что скорость волочения относительно высока и возможно значительное уменьшение площади (примерно 45 процентов для нержавеющей стали). Недостатки заключаются в том, что эта операция выполняется двумя людьми и требует дополнительной операции вытягивания, такой как вытягивание или опускание пробки, чтобы удалить спиральный узор.

Рисунок заглушки. Две разновидности вытяжки заглушки: фиксированная и плавающая. На чертеже фиксированной заглушки используется полый стержень, закрепленный в задней части скамейки. Смазка прокачивается через стержень в небольшое отверстие рядом с передней частью, позволяя смазке попасть на внутренний диаметр трубки. На конец стержня навинчивается или припаивается слегка коническая заглушка из карбида вольфрама; трубка загружается через штангу, смазка накачивается на поверхность OD, и трубка втягивается.

Одним из преимуществ фиксированного чертежа разъема (см. Рис. 2) является то, что он обеспечивает плавный внутренний диаметр. Еще одно преимущество заключается в том, что конус позволяет регулировать внутренний диаметр для соответствия жесткому толерантность. Хотя для этого требуется только один оператор, скорость волочения довольно низкая, а максимальное уменьшение площади невелико — около 25 процентов для нержавеющей стали.

Чертеж плавающей пробки (см. Рисунок 3) хорошо подходит для изготовления длинномерных катушки экономично. Этот метод использовался для волочения меди и алюминия много лет.После того, как смазка закачана по внутреннему диаметру трубки, вставляется коническая пробка, трубка обжимается, чтобы удерживать пробку на месте, и трубка заостряется. Во время вытягивания заглушка удерживается на месте комбинацией сил между внутренним диаметром трубки и заглушкой. Дизайн инструментов имеет решающее значение для успеха этот процесс. Углы матрицы обычно составляют от 28 до 32 градусов, а угол плунжера — от 20 до 24 градусов. Длина подшипника должна составлять от 10 до 15 процентов диаметра матрицы. Имейте в виду, что слишком длинная вилка может поцарапать идентификатор; слишком короткая заглушка не сядет.

Полуплавающая вытяжка и привязная пробка — это процессы плавающей пробки, адаптированные для вытяжки прямых отрезков. Пробка свободно прикрепляется к задней штанге, и трубка загружается поверх штанги и пробки для вытягивания (см. Рисунок 4).

Тонущий. Утопление — это термин для вытягивания трубы без внутренней опоры. Обычно это выполняется как калибровочный проход после вытяжки стержня. Правильный угол матрицы зависит от отношения D / t; правильно подобранный угол матрицы сводит к минимуму изменение толщины стенки.Если стена станет слишком толстой, качество внутренней поверхности ухудшится.

Длина подшипника больше, чем при других операциях, до 50 процентов диаметра матрицы, чтобы обеспечить округлость готовой трубы.

Вытяжка и опускание пробки можно использовать для вытягивания трубы до конечного размера.

При разработке графика чертежей важным фактором качества является соотношение уменьшения стены к уменьшению диаметра. Сокращение стен имеет тенденцию к утюжению или сглаживанию внутренней поверхности; уменьшение диаметра делает поверхность шероховатой. Удобным выражением для отношения является значение Q, которое равно процентному уменьшению стенки, деленному на процентное уменьшение внутреннего диаметра. Значение Q 2 или выше имеет тенденцию сглаживать поверхность ID. Когда график не предусматривает серии вытяжек с высоким значением Q, лучше использовать вытяжку стержня с высоким значением Q с последующим жестким погружением, чем серию операций вытяжки с низким значением Q. Высокие значения Q также приводят к низким уровням остаточных напряжений для холоднодеформированных труб. В недавнем проекте значение Q равное 0.91 дала остаточное напряжение более 52000 фунтов на квадратный дюйм (PSI) при измерении с помощью процедуры Сакса и Эспи, описанной в ASTM E1928. У вытяжки со значением Q, равным 2,2, уровень остаточного напряжения составлял всего 5200 фунтов на квадратный дюйм. Высокие значения Q приведут к отрицательным или сжимающим значениям.

Смазка. Смазка — еще одно важное соображение, наряду с графиком инструментов и чертежей. Большинство трубных станов используют хлорированные масла для смазки нержавеющих сталей и никелевых сплавов.Правильная вязкость может составлять от 8000 SUS (универсальные секунды Сейболта) или более 100000 SUS в зависимости от сплава, размера трубки и типа обжатия.

4. Правка

Правка обычно выполняется с помощью шести- или 10-валковой ротационной правильной машины (см. Рисунок 5 ) с комбинацией изгиба и давления. Хотя изгиб мало влияет на свойства, давление имеет тенденцию к увеличению предела текучести и повышению уровня остаточного напряжения. Лучше всего оказывать минимальное давление.

5. Чистовая обработка

Отделочные операции могут включать полировку, травление или пескоструйную обработку для улучшения внешнего вида поверхности и удаления мелких дефектов. Методы окончательной проверки определяются требованиями заказчика.

Редакция журнала TPJ-The Tube & Pipe Journal® благодарит Ассоциацию труб и труб, Совет по технологиям экструзии, вытяжки и сокращения труб International® за их усилия по организации публикации этой статьи.

Принцип работы | Содержимое

АГЛОМЕРАЦИЯ

D.S.I. Система агломерирует (прикрепляет) переносимую по воздуху пылинку к капле воды, так что частица становится достаточно тяжелой, чтобы ее можно было вернуть в поток продукта под действием силы тяжести. Это похоже на технологию, используемую в мокрых скрубберах, где запыленный воздух скребется или очищается каплями воды в контролируемой среде. Однако, в отличие от мокрого скруббера, D.S.I. Система потребляет очень мало воды и энергии, и не требуется сложной системы воздуховодов.По сути, мокрый скруббер применяется в каждой точке образования пыли. На следующем рисунке и цитате показано, почему D.S.I. система работает так эффективно.

«Рассмотрим каплю воды, которая вот-вот упадет на частицу пыли, или, что аэродинамически эквивалентно, частицу пыли, которая вот-вот упадет на каплю воды, как показано на рисунке. Если диаметр капли намного больше диаметра частицы пыли, Частица пыли просто следует за воздушными потоками вокруг капли, при этом контакт практически отсутствует. Фактически, трудно ударить частицы микронного размера о что-либо, поэтому инерционные сепараторы плохо работают при таких размерах. Если, с другой стороны, капля воды имеет размер, сопоставимый с размером частицы пыли, контакт происходит, когда частица пыли пытается следовать за линиями потока. Таким образом, вероятность столкновения увеличивается по мере уменьшения размера капель водяных брызг. Это объясняет, почему водяные «спреи» не очень эффективны для вдыхаемой пыли; типичные размеры капель составляют 200-600 микрон, что намного больше, чем у респирабельной пыли, которая составляет менее 5 микрон.Таким образом, разбрызгивание воды можно улучшить, разработав форсунки, которые производят более мелкие капли. «Coal Age Magazine, апрель 1976 г.

Для достижения агломерации в точке источника пыли необходимо наличие двух условий: (1.) Достаточное количество водяных капель того же размера, что и частицы пыли, должно образовываться и удерживаться и (2.) как частицы пыли, так и капли воды должны находиться в замкнутом пространстве, так что может произойти агломерация. (2) как частицы пыли, так и капли воды должны удерживаться в замкнутом пространстве, чтобы могла произойти агломерация.

Как размер капли влияет на агломерацию

Фоггеры

Дизайн D.S.I. Система основана на уникальном устройстве, которое может создавать очень плотный туман из водяных капель размером 1–10 микрон, который буквально покрывает источник пыли и не дает частицам пыли попадать в воздух. Это делается с низкими затратами как с точки зрения капиталовложений, так и с точки зрения обслуживания.

D.S.I. Fogger — это акустический генератор с воздушным приводом, предназначенный для затуманивания жидкостей, пропуская их через поле высокочастотных звуковых волн.Это достигается за счет сжатия воздуха перед специально разработанной сходящейся секцией туманообразователя. В результате получается воздушный поток, который превысит скорость звука в конвергентной секции. Когда он превышает скорость звука, в устье туманообразователя генерируется первичная акустическая ударная волна. Чтобы еще больше увеличить возможности запотевания, резонирующая камера на пути воздушного потока отражает воздушный поток обратно на себя, чтобы усилить и дополнить первичную ударную волну.

Как только эта стоячая ударная волна генерируется, вода подается через кольцевые отверстия, где сначала разбивается на относительно небольшие капли.Эти маленькие капельки затем переносятся первичным воздушным потоком в интенсивную ударную волну, где звуковая энергия преобразуется в работу за счет взрыва капель на капли размером в тысячи микрон. Выполнив свою работу, воздух выходит из резонирующей камеры и уносит капли вниз по потоку в мягком тумане с низкой скоростью.

Конструкция этого туманообразователя имеет очевидные преимущества в отношении контроля вдыхаемой пыли. Однако присущие ему конструктивные особенности также делают его чрезвычайно надежным с точки зрения обслуживания.Поскольку D.S.I. Fogger не полагается на высокое давление в водяном контуре для достижения максимального распыления, проблемы износа практически устранены, как и потребность в водяных насосах высокого давления.