Небольшая ручная горелка на кислород-водородной смеси (гремучий газ) получаемой в самодельном электролизере – инструмент в мастерской архиполезный! Большой огонь получить таким образом сложно и расточительно – электролизер, аппарат громоздкий, материалоемкий и энергорасточительный, но даже некрупный высокотемпературный факел сильно расширяет возможности. Мощность пламени регулируется ступенчато, сменными горелками или соплами где речь идет о диаметрах в десятые доли миллиметра.
Заманчиво использовать здесь в качестве сопел инъекционные иглы от шприцев, однако, нержавеющая сталь плохой проводник тепла и случись факелу горелки оказаться в сопле даже на короткое время, тонкая нержавейка мгновенно перегревается и оплавляется. Сопла горелок на гремучем газе должны быть теплоемкими – массивными и по возможности из латуни (традиционный горелочный металл – легко обрабатывается, паяется, имеет малый коэффициент теплового расширения). В крайнем случае, нержавеющую иглу можно обмотать медной проволокой и опаять серебряным припоем.
Отверстие-сопло горелки должно быть «глубоким» – хотя бы в 3…5 диаметров, тогда можно надеяться на спокойный ламинарный поток газа и длинный игловидный факел с выраженными зонами горения. То есть, отверстия-сопла пробитые или проколотые в тонкой пластинке нежелательны – в условиях домашней мастерской, только сверлить. И если со сверлами и отверстиями диаметром до 0,3 мм включительно, при некоторой деликатности в работе, затруднений не возникает, то сверла меньших диаметров исключительно нежные и ломаются при малейшем перекосе. Никаких ручных инструментов и даже станок подходит далеко не всякий.
Можно поискать уже готовые металлические более или менее толстостенные капилляры из медных сплавов, например, от аппаратов для хроматографии, но это дело везения. Между тем, в широкой продаже есть преотличные заготовки-сопла диаметром от 0,1 мм – сменная деталь для, все более распространенных, 3D принтеров – ЧПУ станок для технического творчества, печатающий расплавленным пластиком. Цель работы – опробовать эти детали в качестве сменных сопел для электролизной горелки.
Рис. 2. Эскиз сопла и его разрез. Отметим подходящий материал – латунь, крупную и ходовую одинаковую присоединительную резьбу. Широкую доступность, невысокую стоимость и продажу поштучно. Размерный ряд от 0,1 мм, через 0,1 мм. Картинка из сети
Что понадобилось для изготовления
Набор слесарного инструмента, в том числе и для конструкционной пайки твердым припоем.
К делу
Фото 3. Моя самодельная горелка имеет сменные сопла, навинчивающиеся на рукоятку гайкой (указана на фото). Соединение не имеет эластичных уплотнительных прокладок, герметизация только за счет шлифованных металлических поверхностей. При этом требуется значительное усилие затяжки
Сменное же принтерное сопло (Рис. 2) в специально изготовленном держателе, можно менять оперативно, вывинчивая его двумя пальчиками. Засоренные (выпаренные кристаллы щелочи) их будет легко чистить в ультразвуковой мойке. Единственное сомнительное место идеи – «глубоки» ли отверстия в принтерных соплах? Для малых диаметров глубина может составлять всего малые доли миллиметра, для отверстий более крупных (0,8…0,9 мм), пока не известно.
Фото 4. Уплотнение присоединительной резьбы выполняется подобранным резиновым колечком – практика показала – сопло 0,2 мм практически не нагревается при любом режиме работы
Фото 5. В качестве заготовки для гнезда принтерного сопла, в латунном хламе подобрал деталь от дешевого проигрывателя грампластинок – вал-основание, некогда ось резинового ролика переключения скоростей
Фото 6. Отверстие для нарезания резьбы просверлил на станке обратным манером – неподвижным сверлом, вращая заготовку
Фото 7. Подобрал пару метчиков, нарезал резьбу с капелькой масла
Фото 8. Резьба М6х1 – стандартная для крепежа широкого применения. Свою заготовку навинтил на обрезок шпильки М6, законтрил гайкой
Фото 9. Установив сборку в патроне шуруповерта, грубо обточил деталь на электроточиле
Фото 10. Довел несколькими номерами наждачки в сверлильном станке, при этом, удобнее работать, если поверх шкурки наложить кусочек войлока – лучше прилегает и не жжет пальцы, безопаснее перчаток
Фото 11. Гильза с ввинченным соплом, дна не имеет и его еще предстоит организовать. Примерно посередине боковой стенки гильзы, так, чтобы не попасть в сопло, тюкнул керном и просверлил отверстие около 3 мм
Фото 12. Латунные детали от клапана углекислотного огнетушителя – претенденты на донорство органов (дна гильзы). Победил нижний, нужная его часть на фото отмечена, резиночка тоже пригодилась (Фото 4)
Фото 13. Ювелирный лобзик – восхитительный инструмент! – точный и аккуратный
Фото 14. Заготовка для донышка с технологической частью-державкой
Фото 15. Зажав ее в патроне шуруповерта, подогнал донышко на кусочке наждачки, выполнив его несколько конусным
Фото 16. Подогнанную деталь забил в гильзу на стальной плите наполовину, ювелирным лобзиком срезал державку и ей как проставкой, утопил донышко еще на миллиметрик
Фото 17. Отрезал роликовым резаком кусочек медной трубки Ø 6 мм, нетолстым круглым бархатным напильником подогнал один из ее концов к гильзе встык
Фото 18. Все детали уже зачищены, для пайки остается их только сложить и более или менее надежно зафиксировать. Для этого под вытяжкой, из нескольких красных кирпичей сложил импровизированный огнестойкий стенд. В обратном пинцете – полоска серебряного ювелирного припоя, в баночке бура. Горелка на гремучем газе из электролизера, сопло Ø 0,7 мм
Фото 19. Действовал так – включил электролизер, зажег горелку и отрегулировал обогащение гремучего газа парами бензина так, чтобы яркая центральная часть факела удлинилась раза в полтора. Работал в защитных очках. Разогрел детали до малинового свечения и внес буру – нагрел кончик стального технологического прутика, макнул в баночку, перенес прилипшие крошки на деталь. Внес припой. Его шарик начинает растекаться при разогреве детали до желтого свечения
Фото 20. Остывшие детали после пайки
Фото 21. Остатки флюса – стекловидная бура не мешает и не окисляет детали, но сама от влажности со временем распушается этакой плесенью. Детали неответственные можно просто слегка проковать, с железок нежных придется стравливать. Травление выполнил в ультразвуковой (УЗ) мойке, в ~ 5% серной кислоте. Затем промыл в чистой воде и высушил. Резьбу прочистил метчиком
Фото 22. Отмытая от остатков флюса и окислов деталь с вкрученным принтерным соплом
Фото 23. Для состыковки нового сопла с горелкой пришлось пожертвовать присоединительной деталью от игольчатого краника, такого же, как и примененный в самой горелке
Фото 24. Присоединительную часть припаял бессвинцовым припоем с неорганическим флюсом-пастой – уточнил длину медной трубки по месту, обрезал лишнее, зачистил детали наждачкой, нанес флюс, собрал, зафиксировал, нагрел пламенем горелки, внес припой. После остывания отмыл остатки кислого флюса в УЗ мойке, в теплой воде с добавлением кальцинированной соды, промыл чистой водой, высушил
Фото 25. При рабочем давлении газа в системе около 0,4 Атм и диаметре сопла 0,2 мм, при установке его без резинового колечка-уплотнения, газ немного прорывается через резьбу
Фото 26. Горелка с новым соплом в сборе
Фото 27. Факел с соплом 0,2 мм
При работе сопла обнаружилась проблема – плавности и точности имеющихся игольчатых кранов (на самой горелке и на бензиновой промывалке), совершенно не достаточно для удобной работы с таким маленьким расходом газа. Опять же, отверстие в сопле, судя по эскизу и форме факела, таки с обратной конусностью, хотя в целом, работает терпимо и теперь доступны мелкие, ювелирных масштабов, операции.
На благо всех разумных существ. Babay Mazay, январь, 2024 г.
