Під ацетиленовим генератором розуміють апарат, службовець для отримання ацетилену при розкладанні карбіду кальцію водою за такою реакції: Сас, + 2Н20 - С2Н2 + Са (ОН). Кожен ацетиленовий апарат повинен мати паспорт встановленої форми, інструкцію по експлуатації та сертифікат безпеки.
Теоретично для розкладання 1 кг карбіду кальцію потрібно 0,562 л води, але практично беруть від 5 до 20 л води, так як реакція проходить з великим виділенням тепла.
Ацетиленові генератори, призначені для зварювання та різання, можуть відрізнятися конструктивно і класифікуються за такими ознаками:
- по продуктивності - від 0,5 до 160 м³ / год;
- по тиску виробляється ацетилену - низького (до 10 кПа) і середнього (від 70 до 150 кПа) тиску;
- за способом переміщення - пересувні і стаціонарні;
- по системі регулювання взаємодії карбіду кальцію з водою - з кількісним регулюванням взаємодіючих речовин і погодинним регулюванням, тобто регулюванням часу контакту.
Залежно від взаємодії карбіду кальцію з водою генератори можуть бути двох систем: «КВ» - «карбід у воду» і «ВК» - «вода в карбід». Можливе комбінування двох систем, коли дозують обидві речовини.
Основні конструктивні схеми ацетиленових апаратів наведені на рис.1. Основними елементами апарату є:
- газообразователь, в якому відбувається розкладання карбіду кальцію водою;
- газосборнік (газгольдер), призначений для збору і зберігання ацетилену;
- запобіжний пристрій, що обмежує тиск ацетилену в межах встановленої для даної конструкції норми;
- запобіжний затвор, який при зворотному ударі, що відбувається в пальнику або різаку, не пропускає вибухову хвилю всередину генератора;
- пристрій, призначений для автоматичного регулювання кількості вироблюваного ацетилену в залежності від інтенсивності його споживання.
Конструкції ацетиленових генераторів регламентуються ГОСТ519-78, з яких кожен тип має свої переваги і недоліки. На практиці можна застосувати будь-який тип, якщо генератор перебуває в технічно справному стані, але найкращими є генератори комбінованої системи «вода на карбід».
Мал. 1. Ацетиленові генератори (схеми). А - принцип зарядки - «карбід у воду»; Б - «вода в карбід»; В - сухе розкладання карбіду; Г - принцип витіснення; Д - комбінованої дії - «вода в карбід» і «витіснення»; 1 - бункер з карбідом кальцію; 2 - реторта; 3 - подача води; 4 - газосборнік; 5 - видалення осаду; 6 - відбір газу.
Мал. 2. Ацетиленовий генератор середнього тиску «АСП -10». А - зовнішній вигляд; Б - схема; 1 - гвинт; 2 - коромисло; 3 - напрямні; 4 - кришка; 5 - пружина; 6 - мембрана; 7 - горловина; 8 - корзина для карбіду кальцію; 9 - клапан запобіжний; 10 - трубка; 11 - патрубок; 12 - вентиль; 13 - запобіжний затвор; 14 -16 - зливний штуцер; 15 - контрольна пробка; 17 - піддон; 18 - контрольний манометр.
Ацетиленовий генератор АСП -10
В умовах домашніх майстерень і будівельних майданчиків найчастіше застосовують пересувний ацетиленовий генератор типу АСП-10, що має продуктивність 1,25 м³ / год (рис.2), основні технічні характеристики якого наведені в таблиці.
Ацетиленовий генератор АСП -10 являє собою металевий циліндр, що складається з корпусу з кришкою 4 і мембраною 6, кошики 8, призначеної для завантаження карбіду кальцію, запобіжного клапана 9, вентиля 12, запобіжного рідинного затвора 13, зливного штуцера 14, контрольної пробки 15, зливного штуцера 16, піддону 17 і контрольного манометра 18.
У верхній частині корпусу розміщений газообразователь, в якому відбувається розкладання карбіду кальцію з виділенням ацетилену. У середній частині розташований витіснювач, в якому знаходиться повітряна подушка і вода, яка повідомляється з водою в газообразователя в процесі роботи генератора. У нижній частині генератора розташований промивач, в якому відбувається охолодження ацетилену і відділення його від утворилася вапна. Газозбірник, що є верхньою частиною промивача, служить для накопичення утворився ацетилену.
Технічні характеристики генератора АСП-10
Технічні характеристики генератора АСП-10
Переносні ацетиленові апарати встановлюються поза приміщеннями, бажано під навісом. Стаціонарні апарати, а також переносні, призначені для стаціонарної роботи, повинні встановлюватися в спеціальних приміщеннях і експлуатуватися відповідно до вимог «Правил техніки безпеки і виробничої санітарії при виробництві ацетилену, кисню і газополум'яної обробки металів». Біля місць установлення ацетиленових генераторів повинні вивішуватися попереджувальні таблички. При мінусових температурах ацетиленові генератори встановлюють в утеплених будках.
Заправляють генератор в наступній послідовності. Через горловину 7 заливають необхідну кількість води, яка при досягненні рівня переливної трубки 10 надходить в промивач. Заповнення контролюють переливної пробкою 15. Карбід кальцію завантажують у металеву решітку кошик 8, закріплюють піддон 17, встановлюють на місце і притискують металевою кришкою 4 з мембраною 6. Щільність прилягання кришки до корпусу генератора забезпечується гвинтовим затискачем 1.
У міру розкладання карбіду кальцію водою виділяється в газообразователя ацетилен по трубці 10 надходить в промивач, проходить крізь шар води, де охолоджується і очищується і через вентиль 12 по шлангу надходить на споживання.
Необхідна для зварювання тиск ацетилену підтримується запобіжним затвором 13. Процес розкладання карбіду кальцію регулюється наступним чином. У міру розкладання карбіду кальцію кошик опускається в воду вертикальним рухом під дією витіснювача. Коли тиск ацетилену підвищується, корзина з карбідом піднімається вгору під дією пружини і мембрани. При цьому рівень занурення карбіду в воду знижується і, як наслідок, знижується кількість вироблюваного ацетилену, що, в свою чергу, призводить до зниження тиску. Якщо тиск падає нижче допустимого, зусиллям пружини кошик опускається в воду, і автоматично збільшується кількість вироблюваного ацетилену і тиск починає підвищуватися.
Крім того, тиск в апараті регулюється рівнем води, що знаходиться в газообразователя. У міру вироблення ацетилену, коли тиск підвищується, вода під його дією переливається в витіснювач, її рівень знижується і кількість вироблюваного ацетилену знижується. Якщо тиск ацетилену падає, вода з витіснювача піднімається вгору, змочуючи карбід кальцію, і кількість вироблюваного ацетилену знову зростає. Таким чином, за допомогою зазначених двох механізмів підтримується необхідна кількість вироблюваного ацетилену і його робочий тиск.
Технічні характеристики запобіжних затворів
Запобіжні затвори представляють собою захисні пристрої. Основна функція запобіжного затвора полягає в захисті ацетиленових генераторів і трубопроводів від проникнення в них полум'я при зворотному ударі. Крім того, запобіжний затвор перешкоджає проникненню в генератор кисню з пальника або різака, що може призвести до вибуху. Під зворотним ударом розуміють займання горючої суміші в каналах пальника або різака і поширення полум'я по шлангу горючого газу. Палаюча суміш, що утворилася при зворотному ударі, спрямовується по ацетиленові каналу пальника або різака в шланг і при відсутності запобіжного затвора - в ацетиленовий апарат, що може привести до його вибуху. Це негативне явище виникає в разі, якщо швидкість витікання горючої суміші стане менше швидкості її згоряння, а також від перегріву і засмічення каналу мундштука пальника або різака.
Запобіжні затвори можуть бути двох типів - водяні (рідинні) і сухі (механічні). Зовнішній вигляд водяного затвора ЗСГ - 1,25, що встановлюється на найбільш поширених ацетиленових генераторах АСП-10, показаний на рис.3, а на рис. 4 показана принципова схема роботи даного виду обладнання для низького тиску ацетилену.
Мал. 3. Водяний затвор ЗСГ-425-4. А - від генератора; Б - до пальника; 1 - ніпель; 2 - пламенепреградітель; 3 - корпус; 4 - гумоване клапан; 5 - ковпачок; 6 - штуцер; 7 - пробка; 8 - рассекатель; 9 - контольная пробка
Мал. 4. Водяний запобіжний затвор низького тиску для ацетилену. А - при нормальній роботі; Б - у разі зворотного удару; 1 - вентиль; 2 - трубка газоподводящей; 3 - воронка; 4 - вихідний ніпель; 5 - контрольний кран; 6 - корпус; 7 - дно затвора; 8 - диск-рассекатель; 9 - гумова прокладка; 10 - запобіжна трубка.
Затвор складається з циліндричного корпусу з верхнім і нижнім циліндричними днищами. У нижню днище затвора ввернуть зворотний клапан, що складається з корпусу, обрезиненного клапана і ковпачка, що обмежує підйом клапана. Усередині корпусу (у верхній частині затвора) розташований пламяпреградітель, а в нижній - рассекатель. Корпус затвора заповнюють водою до рівня контрольного крана. Ацетилен, що підводять по трубці, проходить через зворотний клапан, а у верхній частині корпусу - через відбивач і відводиться до місця споживання через видатковий кран.
При зворотному ударі ацетилено-кисневого полум'я тиском води клапан притискається до сідла і не допускає проникнення ацетилену з генератора в затвор.
Полум'я гаситься стовпом води. Після кожного зворотного удару з затвора викидається частина води, яку необхідно доповнювати до рівня контрольного крана. Це необхідно робити після кожного зворотного удару, так як при нестачі води ацетилен через затвор буде виходити в атмосферу.
Недоліком водяних запобіжних затворів є замерзання води при роботі на морозі. Тому в зимовий час їх рекомендується заливати морозостійкими водними сумішами етиленгліколю або гліцерину. Готують ці розчини змішуванням двох обсягів етиленгліколю або гліцерину з одним об'ємом води. Температура замерзання таких рідин відповідно становить -75 ° С і -36 ° С. Іноді застосовують сольові розчини (NaCl і CaCL), але вони викликають корозію стінок затвора, що накладає обмеження на їх використання.