Процессы смешивания воздуха с газообразным топливом требуются во многих отраслях промышленности, строительства и домашнем хозяйстве. Посредством сжигания образованной смеси решаются самые разные задачи от выделения тепловой энергии до термического режущего воздействия. Простейшим инструментом для проведения подобных операций является горелка – это небольшой по размерам аппарат, в котором и образуется факельное пламя от сгорающего топлива. Существует множество классификаций данного устройства – как по конструкционному исполнению, так и по эксплуатационному характеру.
Типовая конструкция горелки
Техническое устройство инструмента ориентируется на процессы приема газовоздушных компонентов, их смешивания и сжигания. Стандартный набор деталей в конструкции можно представить так:
- Корпус.
- Рукоятка.
- Ниппель для кислорода.
- Трубка выпуска смеси.
- Регулирующий вентиль.
- Наконечник и сопло.
- Смесительная камера.
- Мундштук.
- Запорно-присоединительная арматура.
Обязательным условием для работы данного инструмента является источник газовоздушных веществ. Чаще используется схема установки горелки на баллончик с помощью хомута и накидной гайки, но некоторые модели допускают и подключение к магистральной линии газопровода. Соответственно, в первом случае обеспечивается автономность рабочего процесса, а во втором – стабильность горения факела.
Классификация горелок по принципу работы
Обычно выделяют модели с инжекторным и диффузным принципом действия. У них отличается механика работы, определяющая и сам процесс организации горения.
В случае с инжекторными горелками сжигание топлива происходит внутри инструмента за счет принудительного подсасывания кислорода. Смешивание газа и воздуха может быть частичным или полным – режим работы зависит от требований к пламени горелки, интенсивности и температурному режиму.
При диффузном принципе работы сгорание происходит благодаря топливно-воздушной подводке в камеру смешивания. Устройства этого типа обычно задействуются в случаях, когда по всему факелу требуется поддержка стабильного температурного режима. Это могут быть сферы обслуживания промышленных котлов, печей и других тепловых агрегатов большой мощности. Важной особенностью диффузной горелки является возможность стационарной установки. Некоторые модели требуют большого расхода воздушных смесей, однако не обеспечивают полную утилизацию продуктов горения, что также требует создания дополнительных коммуникаций для их вывода через ходовую часть.
Классификация горелок по типу топлива
Наиболее распространены газовые, жидкостные и комбинированные горелки. Первые имеют простую конструкцию, отличаются быстродействием, моментальным розжигом и достаточно высокой мощностью термического воздействия. Газовые модели используются как в сварочных процессах, так и в обслуживании промышленного оборудования.
Жидкотопливные горелки преимущественно работают на дизеле и мазуте. Обе версии предназначены для сжигания жидкостных топливных материалов, которые подают в камеру сгорания под высоким давлением, после чего распыляются в виде пара, смешиваются с воздухом и воспламеняются. Данный процесс и обуславливает усложнение конструкции горелки – это касается смесительной камеры, обеспечивающей распыление того же дизеля до мельчайших частиц. По мощности жидкотопливные устройства соответствуют газовым аналогам, но при этом могут работать в условиях низких температур.
Что касается комбинированных горелок, то они работают на изначально смешанном топливе. Например, могут применяться комбинации газ-мазут или газ-дизель. Дополнительно также подается воздушная смесь. Такие модели дорого стоят и обеспечивают довольно низкую производительность, то зато они универсальны в применении и не требуют смены рабочей оснастки.
Классификация горелок по способу регуляции
Практически во всех конструкциях используется ступенчатая схема регуляции, но есть существенная разница в диапазонах. Так, одноступенчатые модели работают с ограниченными показателями мощности, что обуславливает их частые отключения при использовании в одной системе с котельной автоматикой.
Более гибки в настройках и эргономичны в эксплуатации двухступенчатые горелки – это модели с двумя мощностными диапазонами, первый из которых выдает производительность до 40%, а второй – до 100%. Наличие двух режимов регуляции выгодно и с точки зрения возможностей тонкой настройки горения через автоматику, и по причине экономии топлива, когда нет смысла использовать аппарат с полной загрузкой.
Применяется в некоторых аппаратах и принцип плавно-двухступенчатой регулировки. Его особенность заключается в том, что реализуются не скачкообразные переключения между режимами горения, а медленные, не предполагающие отключения устройства. Горелка работает в постоянном режиме, точечно подстраиваясь через настройки автоматики под конкретные нужды текущего момента.
Особенности горелки с пьезоподжигом
Модели с возможностью пьезоподжига удобны в использовании, автономны и безопасны. В отличие от обычных горелок, такие устройства допускают возможность автоматического розжига факела. Данная операция происходит в результате нажатия специальной кнопки на рукоятке, которая обычно находится рядом с регулятором интенсивности пламени. Изначально горелка с пьезоподжигом использовалась преимущественно в походных условиях туристами и путешественниками, у которых в принципе могут возникать проблемы с розжигом традиционными способами в силу условий эксплуатации. Но сегодня практически все типы конструкций данного аппарата обеспечиваются этой функцией независимо от источника топлива.
Горелки для сварочных работ
Специализированная группа аппаратов, которые используются в процессах сварки с подключением защитной газовой среды. Собственно, работа горелкой в данном случае обеспечивает целый комплекс ответственных задач от формирования дуги до направления газовой смеси. По конструкции такие модели выполняются в виде пистолета с рукояткой, наконечником и соплом для выпуска факела. В некоторых версиях предусматривается механизм направления проволоки – так, в частности, реализуется полуавтоматическая сварка. В выборе сварочных горелок стоит предусматривать наличие защиты на корпусе от расплава. Плавление проволоки неизбежно приводит к налипанию металла на конструкцию рабочих устройств. Легче всего удалять производственные отходы сварки, если в конструкции горелки использовалось хромированное или керамическое покрытие с защитой от высоких температур.
Горелки для кровельных работ
Тоже специальные устройства для выполнения конкретных задач. Обычно с помощью кровельных горелок выполняется подогрев наплавляемого покрытия. Особенность такой кровли заключается в том, что она укладывается на расплавленную битумную массу, температура которой как раз поддерживается горелкой. Это компактные модели с теми же функциональными органами в виде камер сгорания и распылителей, но их наконечники имеют меньший формат для точечного наплавления связующего материала. Также кровельные модели горелок могут выполнять процедуры просушивания и обжига стройматериалов.
Горелки для отопительного оборудования
Практически все газовые котлы в той или иной конфигурации взаимодействуют с горелками. Они выполняют функции сжигания топлива, поддерживая заданный температурный режим. Чаще используют аппараты для воспламенения газовоздушных смесей. Все горелки для котлов условно можно разделить на атмосферные и вентиляционные, то есть надувнные. Нередко отопительное оборудование комплектуется такими аппаратами и в основной конструкции. В этом случае горелка встраивается в регулировочный блок и может напрямую взаимодействовать с автоматикой котла. Поскольку эксплуатация газового оборудования реализуется в соответствии с жесткими требованиями к безопасности, между источником топливной смеси и горелкой в данной инфраструктуре могут предусматриваться средства подготовки рабочего топливного состава. Например, это могут быть устройства для фильтрации и деаэрация смеси с целью доведения ее показателя вязкости до нормативного уровня.
Баллоны для горелки
Удобнее в качестве источника топлива использовать отдельные емкости – баллоны. Они отличаются автономностью, высокой степенью надежности и эргономикой. Главное – продумать совместимость горелки с топливом, содержащимся в конкретной емкости. Это может быть пропан, бутан, ацетиленовая смесь, аргон для сварки, углекислый газ и т. д. Также получили широкую популярность мелкоформатные газовые горелки. На баллончик они устанавливаются по принципу фурнитурного дополнения сверху. Набаллонная горелка отличается очень скромной массой до 100 гр. Но, разумеется, и мощность такой конструкции будет минимальной. Обычно подобные аппараты используют в туристических условиях для подогрева еды и походных материалов.
Отзывы о производителях горелок
В сегменте представлена продукция от самых разных изготовителей, которые разрабатывают и отопительное оборудование, и хозяйственный инвентарь со строительным инструментом. В частности, для сварочных нужд многие рекомендуют отечественную модель «Сварог IOW6960», которая хорошо себя проявляет при термическом воздействии на металлические заготовки по методу TIG с подключением вольфрамовых электродов. Аппарат недорогой, но в то же время надежный и функциональный.
Если нужен близкий к профессиональной технике инструмент, то лучше отдавать предпочтение горелкам с пьезоподжигом от Sturm и STAYER. Как отмечают владельцы, данная продукция отличается универсальностью в использовании, безопасностью и широким функционалом.
В кругах туристов популярностью пользуются модели из линеек Kovea и аппараты Fire Maple. Такие устройства недорого стоят, мало весят и не занимают много места в рюкзаке. Зато, как показывает практика применения, даже в суровых походных условиях исправно выполняют свои задачи, поддерживая стабильное горение факела.
Заключение
Несмотря на широкое развитие высокотехнологичных электрических аппаратов, простые схемы сжигания топлива по-прежнему пользуются высоким спросом. Они не только позволяют выполнять задачи обжига и подогрева, но и выступают в качестве осветительного прибора. И самое главное – они не требуют энергетического питания от центральных сетей, как в случае с электрооборудованием. Какие горелки выбирать, чтобы не разочароваться в процессе эксплуатации? Многое зависит от условий применения и задач, которые будет выполнять конкретный аппарат. Но опытные пользователи к универсальным параметрам выбора относят универсальность, конструкционную надежность, совместимость с целевыми видами топлива и эргономические характеристики наподобие компактности и легкости подключения.
