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

Данные генераторы работают по принципу вода на карбид.  Основным элементом конструкции любого аппарата подобного типа является корпус, внутренняя часть которого разделена на два отсека горизонтальной перегородкой. В верхней части находится вода для реакции, а в нижней – загрузочная емкость с карбидом, имеющая уплотнитель для герметичности.

После подачи жидкости происходит синтез ацетилена, который проходит через специальный осушитель и водяной затвор. Выдача газа происходит через гибкие соединители. Подача воды регулируется автоматически – она подается при падении давления в системе.

Устройство и принцип действия ацетиленового генератора среднего давления АСМ-1,25-3

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».

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Нержавеющая сталь AISI 430 — технические... Как отличить медь от латуни, сходства и... Магнитится ли нержавейка — AISI 304 12Х1... Компрессоры Remeza — поршневые, винтовые...