Bruciatore a gas a iniezione per forgia da fabbro fai da te: guida alla realizzazione

Il principio di funzionamento dell'iniettore per piccole fucine si basa sull'aspirazione del getto di gas nel corpo del bruciatore. È possibile acquistarlo in un negozio. Tuttavia, se si realizza un iniettore a gas per forgia fai-da-te, funzionerà altrettanto bene.

Parleremo di come realizzare lo strumento secondo tutte le regole. La cosa principale è tenere conto di tutti i requisiti nella costruzione. Dopotutto, si ha a che fare con una miscela esplosiva di gas e aria.

Caratteristiche e tipi di iniettori

Dalla configurazione del bruciatore del forno dipende il grado di ossidazione del metallo durante il riscaldamento per la forgiatura, l'intensità della formazione di scorie sulla superficie e il consumo complessivo di gas. Nelle fucine chiuse si utilizzano bruciatori a fiamma corta.

La loro progettazione garantisce una rapida miscelazione della miscela combustibile, assicurando un'elevata efficienza. I prodotti della combustione vengono rimossi dallo spazio di lavoro della forgia in modo uniforme e il più efficacemente possibile.

Principio di funzionamento degli iniettori

Nei bruciatori di questo tipo avviene la combustione del propano proveniente dalla tubazione del gas o dalla bombola. Qui la miscela gas-aria si forma per eiezione, ovvero aspirazione dell'aria all'interno del bruciatore sotto l'effetto dell'energia del getto di gas pressurizzato.

Nella zona in cui avviene l'aspirazione dell'aria, si crea una depressione, grazie alla quale l'aria si muove da sola nella direzione stabilita. Miscelandosi nel corpo del bruciatore, la miscela di lavoro fuoriesce da esso sotto pressione, creando la temperatura desiderata.

La qualità del lavoro di un bruciatore a gas dipende dalla costanza del rapporto tra volume di gas e aria. Il cambiamento della densità del gas influisce sulla capacità di aspirazione dell'aria da parte del bruciatore.

Il dispositivo di combustione o bruciatore è il componente principale di una forgia a gas. Il suo funzionamento dipende interamente dalla corretta realizzazione di questo elemento chiave.

Tutte le variazioni della temperatura di combustione devono essere accompagnate da analoghe variazioni nella fornitura di aria necessaria per l'accensione.

In caso di squilibrio dei parametri, è necessaria una correzione del coefficiente di iniezione per raggiungere la sua stabilità. Ciò si ottiene modificando la pressione del gas o regolando la serranda dell'aria.

Classificazione degli iniettori secondo le caratteristiche principali

Vengono classificati in base a diverse caratteristiche. In base al volume di aria primaria aspirata, si distinguono bruciatori a miscelazione parziale e totale. Le caratteristiche principali dei primi sono il coefficiente di iniezione e la portata.

Il coefficiente di iniezione è determinato dal rapporto tra il volume di aria iniettata e quello necessario per la combustione al 100% del gas. Con l'espressione «portata di iniezione» si intende il rapporto tra il volume di aria primaria e il consumo di gas del bruciatore.

La combustione del gas miscelato con aria nel bruciatore a iniezione avviene in un apposito innesto — un tunnel, realizzato in materiale refrattario.

I bruciatori a iniezione utilizzati nelle fucine domestiche possono essere a bassa pressione di gas (fino a 5 kPa) e a media pressione, da 5 kPa a 0,3 MPa. Quando il gas nel bruciatore è a una pressione di 20-90 kPa, la potenza di aspirazione dell'aria rimane pressoché invariata, anche nel caso in cui la pressione del gas e la depressione nella fucina subiscano variazioni.

Quando la pressione scende al di sotto di questo valore, il coefficiente di iniezione aumenta, la pressione diminuisce e la depressione nella fucina aumenta. A seconda della presenza di un collettore di distribuzione, i bruciatori possono essere a una o più fiamme.

Esiste una suddivisione in base al numero di ugelli: con un solo ugello — a ugello singolo, con più ugelli — a ugelli multipli. Questi elementi sono disposti al centro o distribuiti. In base a questa caratteristica, esistono bruciatori con ugello centrale e periferico.

Iniettore fai-da-te

Al bruciatore autocostruito di costruzione standard, il gas viene fornito dalla bombola tramite un tubo speciale, di solito propano. Non è necessario alcun riduttore di pressione poiché il flusso di gas è regolato dalla valvola di lavoro situata sulla bombola.

L'apertura e la chiusura dell'alimentazione del gas vengono effettuate tramite un rubinetto di intercettazione, le altre regolazioni del bruciatore vengono eseguite tramite un rubinetto di lavoro. Il tubo flessibile del gas, attraverso il quale scorre il gas, viene collegato a un apposito raccordo con nipplo.

Ciò consente di impostare l'intensità e la velocità della fiamma. Il nipplo e il tubo sono inseriti in un bicchiere metallico. Qui avviene la saturazione del propano con l'ossigeno proveniente dall'aria in ingresso.

Schema standard di un bruciatore a gas. Sulla base di questo si può sviluppare una propria costruzione. Per comodità di riparazione e utilizzo, è meglio renderlo facilmente smontabile.

Dal bicchiere metallico, la miscela combustibile entra nella zona di combustione attraverso l'ugello sotto pressione. Per garantire la continuità del processo, l'ugello è dotato di appositi fori che fungono da ventilazione aggiuntiva.

Per la costruzione fai-da-te sono necessari un disegno del bruciatore a gas per fucina, nonché un set di utensili e materiali:

• pezzi di tubi, elementi di fissaggio;
• smerigliatrice angolare;
• lima semicircolare o tonda;
• trapano a colonna, se non disponibile, sostituibile con un trapano elettrico;
• saldatrice semiautomatica;
• maschio, filiera, punta da trapano, spazzola metallica, martello, pinze;
• dischi — abrasivo, da taglio;
• lamiera di spessore 1,2 e 3 mm;
• Dispositivi di protezione per saldatura.

L'intero processo di fabbricazione del dispositivo di combustione del carburante si articola in cinque fasi.

Nella creazione di un bruciatore a gas devono essere considerati i requisiti obbligatori: sicurezza di accensione del gas, combustione stabile, sicurezza in caso di variazione del tiraggio (contraccolpo) e possibilità di flashback della miscela combustibile, insensibilità all'umidità all'interno della forgia.

Nella prima fase si realizza il diffusore. Come materiale di partenza si può prendere un tratto di tubo di diametro adatto. Ad esempio, un silenziatore in acciaio inox o un tubo dell'acqua.

Lungo il tubo, con l'aiuto di una smerigliatrice, si eseguono dei tagli della lunghezza necessaria. Sul tubo si infila un anello di cuscinetto del diametro adatto. Si ripete la stessa operazione dall'altro lato.

I tagli vengono saldati, poi si prende un disco a lamelle e si lavora la superficie fino a completa levigatezza. Si saldano e si puliscono tutti i pori e le zone non saldate. Con una lima tonda o semicircolare si rimuovono le bave all'interno del pezzo.

Per lavorare in modalità economica a temperature relativamente basse, il tubo 3 ha pareti sottili, il che aumenta la velocità dei gas, favorisce un migliore miscelamento e impedisce l'accensione della miscela nel tubo.

Il passo successivo è la realizzazione del miscelatore e del confusore. Il primo ha forma di tubicino. Andrà bene un tubo da acqua di diametro circa 2 cm e lunghezza 9 cm. Il tubicino viene saldato al diffusore, e ad esso il confusore: un cono per l'ingresso dell'aria.

Il grezzo per esso può essere ritagliato da una lamiera di spessore 1,2 mm. Quindi viene piegato, si salda la giuntura e il pezzo finito viene saldato al miscelatore. All'estremità si realizza una superficie piana per l'appoggio della rondella di regolazione. Riducendo/aumentando il traferro tra confusore e rondella si regola il flusso d'aria in ingresso.

Successivamente si procede alla realizzazione del meccanismo di alimentazione dei componenti della miscela gas-aria. In questa fase serve un bullone con filettatura lunga M10. La testa viene tagliata, quindi si fora un foro passante di 5 mm di diametro alla sommità e si filetta M6.

Per creare l'ugello si può utilizzare un puntale per filo di saldatura da una saldatrice semiautomatica. Poiché ha una lunghezza considerevole, va tagliato. In questo caso, dopo la filettatura devono rimanere circa 3-4 mm. La parte rimanente basterà per realizzare un altro getto.

Per il proseguimento serve una rondella con diametro esterno 43 mm. Può essere acquistata o realizzata autonomamente da una lamiera. Al centro della rondella si fora un foro di diametro 1,2 cm. Alla rondella finita si salda un dado M10.

Nell'assemblaggio del gruppo, si avvita un dado su un bullone, si installa una rondella di regolazione, si avvita un ugello del gas. L'iniettore viene inserito a filo con la rondella, ruotando quest'ultima. Il primo dado avvitato viene posto al centro della filettatura.

Prima di procedere all'installazione, è necessario realizzare un supporto per fissare il gruppo al corpo. Può essere tagliato da una lamiera. Senza modificare la posizione del montaggio, si applica al confusore, si posiziona la staffa e la si salda al dado e al corpo. Il punto di saldatura non è fondamentale, ma è necessario che la struttura sia rigida.

Avvitando e svitando il bullone, si regola il grado di eiezione. Come dimostra la pratica, il risultato ottimale si ottiene quando l'ugello entra nel confusore per una profondità di circa due mm. La quantità di aria in ingresso viene regolata con la rondella.

La fase finale è il test. Per questo, si infila un tubo sul bullone. Sul riduttore si imposta un valore di pressione di 0,2 kg/cm². Con questo valore si può sperimentare, ma bisogna ricordare che con un alto consumo di gas, la bombola, specialmente con capacità di 5 litri, può congelarsi rapidamente. In tal caso, è più adatto un ugello da 0,6 mm.

Prima dell'accensione, la rondella deve essere completamente chiusa o lasciata con un piccolo spazio. Dopo aver acceso il gas, l'alimentazione dell'aria viene gradualmente aumentata. La fiamma diventerà di un blu sempre più intenso e si allontanerà gradualmente dal becco del bruciatore. Una caratteristica del funzionamento del bruciatore in una fucina aperta è che con un ulteriore aumento del flusso d'aria, la fiamma si separa dal bruciatore e si spegne.

Per evitare questo fenomeno, si posiziona un ostacolo (diffusore) lungo la traiettoria della fiamma, oppure si utilizza il bruciatore in uno spazio chiuso. In questo caso, la fiamma che esce dall'ugello accenderà il gas e la combustione sarà sostenuta.

Si introduce il bruciatore a iniezione nella fucina attraverso un foro predisposto nella parete del contenitore termoisolato. Una condizione importante per il lavoro sicuro è la presenza di un aspiratore forzato.

Se il bruciatore funziona a gas di rete, in condizioni ideali la sua fiamma dovrebbe essere di un blu brillante. Quando la fonte di gas è una bombola riempita con una miscela propano-butano, la miscela combustibile ha l'aspetto di lingue gialle.

Questo tipo di bruciatore a iniezione funziona perfettamente in uno spazio chiuso. Se ben regolato, si può raggiungere una temperatura fino a 1200°. Queste condizioni sono adatte per forgiare grezzi da lime, ricottura di lame, fusione di metalli non ferrosi.

Il gas viene fornito al bruciatore dalla rete o da una bombola, il processo viene controllato da un regolatore. Per verificare la regolazione e la pressione, si effettua un avvio di prova del gas o di una miscela di gas, prestando attenzione all'odore.

Vantaggi e svantaggi dell'iniettore

L'utilizzo di un bruciatore a gas di qualità per una forgia da fabbro presenta una serie di vantaggi:

• utilizzo dell'energia del gas per l'iniezione dell'aria;
• buona miscelazione dell'aria con il gas;
• possibilità di regolare il rapporto volumetrico gas/aria al variare del regime termico del bruciatore;
• facilità d'uso;
• economicità;
• semplicità costruttiva.

Oltre ai pregi, ci sono anche alcuni svantaggi. I bruciatori a singolo ugello, considerata la potenza termica, sono piuttosto lunghi. È necessario garantire un preciso allineamento dell'asse dell'ugello e del bruciatore. Durante il funzionamento generano molto rumore.

La potenza di un bruciatore a iniezione è determinata dal volume di gas che consuma per unità di tempo. Questo parametro varia significativamente tra i diversi bruciatori.

Gli svantaggi significativi dei bruciatori a bassa pressione sono la grande lunghezza della fiamma e la dipendenza della velocità di alimentazione dell'aria secondaria dalla rarefazione del focolare.

Le varietà di bruciatori a gas per stufe da bagno e i metodi di installazione vengono presentati in questo articolo, che tutti i proprietari di terreni suburbani con proprie saune dovrebbero leggere.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il bruciatore a iniezione sviluppato da Aleksandr Kuznecov gode di particolare popolarità. In questo video spiega di cosa è composta la struttura e come assemblarla:

Esempio di funzionamento di un bruciatore a iniezione:

Un bruciatore a iniezione correttamente progettato e realizzato a mano secondo i requisiti diventerà un assistente affidabile per lungo tempo. Questo dispositivo sostituirà i costosi utensili fabbricati in fabbrica. Con il suo aiuto è possibile risolvere molti problemi domestici senza ricorrere all'aiuto di professionisti.

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