Как устроены и работают инжекторные горелки?

В инжекторной горелке подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией, а горелки данного типа – инжекторными.

 

                                              

Рис. 21. Схема инжекторной горелки (а) и инжекторного устройства (б)

 

Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода было 0,15-0,5 МПа, а давление ацетилена значительно ниже - 0,001-0,12 МПа. Схема инжекторной горелки представлена на рис. 21, а. Кислород из баллона под рабочим давлением через ниппель, трубку и вентиль 5 поступает в сопло инжектора 4. Выходя из сопла инжектора с большой скоростью, кислород создает разрежение в ацетиленовом канале, в результате чего ацетилен, проходя через ниппель 6, трубку в вентиль 7, подсасывается в смесительную камеру 3. В этой камере кислород, смешиваясь с горючим газом, образует горючую смесь. Горючую смесь, выходящую через мундштук 1, поджигают, и она, сгорая, образует сварочное пламя. Подача газов в горелку регулируется кислородным вентилем 5 и ацетиленовым 7, расположенным на корпусе горелки. Сменные наконечники 2 присоединяются к корпусу горелки накидной гайкой.

Инжекторное устройство (рис. 21, б) состоит из инжектора 1 и смесительной камеры 2. Большое значение для нормальной инжекции имеет правильный выбор зазора между коническим торцом инжектора 1 и конусом смесительной камеры 2 и установка размеров ацетиленового 3 и кислородного 4 каналов. Нарушение работы устройства приводит к возникновению обратных ударов пламени и снижению запаса ацетилена в горючей смеси.

Устойчивое горение пламени обеспечивается при скорости истечения горючей смеси от 50 до 170 м/с.

Нагрев наконечника горелки уменьшает инжекцию кислорода и снижает разрежение в камере инжектора, что уменьшает поступление ацетилена в горелку. Так как поступление кислорода в горелку при этом остается постоянным, то уменьшается содержание ацетилена в газовой смеси и, следовательно, усиливается окислительное действие сварочного пламени. Для восстановления нормального состава сварочного пламени сварщик по мере нагревания наконечника горелки должен увеличивать поступление ацетилена в горелку, открывая ацетиленовый вентиль горелки.

При засорении мундштука горелки увеличивается давление горючей смеси в смесительной камере, горючая смесь обогащается кислородом, что ведет к усилению окислительного действия сварочного пламени.

Диаметр канала инжектора можно определить следующим расчетом:

,

где d_и – диаметр канала инжектора, мм;

V_к – расход кислорода, м³/ч;

P – давление кислорода, МПа.

Недостатком инжекторной горелки является непостоянство состава горючей смеси, а преимущество ее в том, что она работает на горючем газе как среднего, так и низкого давления.