TECHNO BROTHER

По случаю приобрел настольную стеклодувную горелку – хороший усовершенствованный вариант широко известной «пушки» - «горелка Карпова» именуемая в иностранной литературе как «горелка с добавочным кислородом» или «тюрингенская». Мне досталось добротное исполнение с хранения - некогда изготовленная малой партией для фабрики ёлочных игрушек, но так и не пригодившаяся. Подобные горелки не могут во время работы быстро и удобно менять факел с широкого и мягкого, нужного при разогреве, на тонкий игольчатый, необходимый при пайке. Здесь, эта проблема решена радикально – на одном основании смонтированы две практически независимые горелки – маленькая простая пушечка для «иглы» и мощная, с помянутым «добавочным кислородом». Одна над другой, этакая двухстволка.

Несколько слов об этом самом кислороде. Добавочном. Прообраз горелки – первые пушки для стеклодувных работ, были наипростейшей конструкции, этакая компактная идея февки – продувание струи воздуха через спокойное пламя. Для легкоплавких стекол хватало. Некоторые косметические модернизации – дополнительные патрубки и краны для подмешивания к воздушному дутью кислорода, кольцо-дуршлаг перед форсункой для получения широкого и мягкого пламени, не принципиальны. Февка как есть, только чуть покультурней.

Февка – простейший способ получения относительно высокотемпературного пламени, использовалась преимущественно в ювелирном деле, для пайки небольших вещиц твердыми припоями.

К слову, в бытность, применяли февку и стеклодувы. В качестве источника пламени использовалась керосиновая лампа без стекла, через стеклянный или металлический капилляр продували воздух от мехов или воздуходувки. Способ признавался малоудобным и огнеопасным, пламя получалось относительно низкотемпературным. Такие лампы помянуты у отцов-основателей [2].

Классическая стеклодувная пушка [1] – та же февка (продувание струи воздуха сквозь спокойное пламя), но удобнее и не столь чревато пожаром.

Принципиальным недостатком пушки (Рис. 3) является турбулентное неустойчивое пламя и сильный шум при работе в обычном форсированном режиме – любознательному читателю предлагаю посмотреть на видео работу стеклодувов на фабрике елочных игрушек – в цехе стоит натуральный рёв. Причиной этому неполное перемешивание газа с воздухом, факел сдувает, газ горит неравномерно, мелкими частями, с хлопками, а это неполное сгорание и недостаточная температура. Опять же - пушка нормального размера звучит аки труба иерихонская, право слово, без берушей – рехнуться можно.

Дальнейшее развитие идеи породило ту самую «тюрингенскую» горелку-пушку «с добавочным кислородом» (Рис. 4) - поверх общего факела вдувается еще один слой кислорода снаружи, т. е. , начиная от центра горелки – воздух с кислородом, горючий газ, кислород. Слой горючего газа теперь окружен окислителем с обоих сторон, перемешивание и горение более полное, спокойное, шума куда как меньше, температура выше. Кроме того, конусный слой кислорода снаружи, обжимает и дополнительно формирует факел, его регулировка – еще одна степень свободы манипулированием пламенем.

Такие горелки в СССР не выпускались серийно, но конструкция получилась вполне простой и технологичной и изготавливалась в местных механических мастерских с различными непринципиальными вариациями. На этих горелках в позапрошлой исторической эпохе, мастера-стеклодувы в институтских мастерских изготавливали сложнейшие физические и химические приборы с помощью которых были совершены важные исследования и открытия.

Вместо кольцевого сопла дополнительного кислорода – капилляры; газопроводы и краны (игольчатые) сделаны покомпактнее.

Существуют и ручные варианты тюрингенской горелки [3].

Итак, попавшая в руки горелка.

Чертежей некой типовой отечественной конструкции, я полагаю, не существует, тем интереснее проанализировать особенности конкретного исполнения (Фото 1, 6).

Авторский экземпляр «карповской» горелки (Фото 6). После очистки и доводки. Как уже имел честь докладывать – двойная. Нижняя, малая горелка – обычная пушка для небольших работ. Горючий газ подается из общей магистрали-стойки, воздух и кислород через отдельные подводы. Их смесители показаны стрелочками. Краны пробочные, подпружиненные. Центральное сопло большой горелки можно двигать вперед-назад, в выбранном положении оно фиксируется и герметизируется специальной гайкой-зажимом в задней части корпуса. Дополнительный кислород подается во внешний конус-рубашку на сопле горелки.

Основание-подошва горелки сделана из тяжелого чугунного блина и крепится к нему на регулируемой шаровой опоре. Остальные части изготовлены из традиционной (легко обрабатывается и паяется, малое термическое расширение) латуни. В основном – никелированной. Никелирование местами чуть окисленное и потускневшее, требуется капитальная прочистка от пыли и мелкого мусора внутренностей, не повредит пройтись «мягким» гуманным абразивом и по наружным частям. И главное – центральное сопло большой горелки чуток гнутое (Фото 7), а это кривой кособокий факел.

К делу.

Краники горелки оставил в покое – смазка не засохла, поворачиваются мягко, с небольшим усилием. Остальные съемные части отвинтил, прочистил абразивной частью губки для мытья посуды и местами «стальной шерстью» от невеликих окислов и мелкого мусора, продул сжатым воздухом. Сопла-«одуванчики» отполировал пропущенной через них веревочкой с пастой ГОИ. Два кольца-уплотнителя из мягкой резины тоже менять не довелось – не высохли, не растрескались.

Центральная трубка с тройником-смесителем на хвосте, фиксирующая и запирающая гайка с набором шайб – начиная от тройника это – гайка с рифлением, металлическая шайба - чтобы не сминалась резинка, резиновая шайба, «катушка». Стрелками показан ход потока горючего газа. Сетка равномерно распределяет поток, частично предохраняет от обратного удара.

Работа внутренностей большой горелки (Фото 8). Через «ёлочки» и краники на патрубках подается сжатый (1-2 атм.) воздух, в него подмешивается кислород (2-4 атм.). Смесь поступает через прямую центральную трубку и выдувается через сменное сопло – «одуванчик» (Фото 9). Латунная катушка (Фото 8) перфорированным концом упирается во внутренний выступ корпуса горелки, к ее задней части прижимается резинка уплотнения и через металлическую шайбу раздавливается гайкой фиксируя центральное сопло в выбранном при настройке месте.

Сменное сопло-одуванчик большой горелки. Прямое отверстие Ø2 мм. Важна длина и чистота поверхности канала.

Интересная подробность – кольцевая перфорированная ступенька (Фото 10) – остроумный способ организовать внутренний «поджигающий» факел – небольшие коротенькие язычки пламени не дающие факелу срываться при форсированных режимах.

Способ фиксации кольцевых сопел на горелке – накрученное, оно фиксируется и герметизируется сзади контргайкой с резиновой прокладкой (Фот 12). Дополнительная металлическая шайба не дает сминать резинку.

Выравнивание сопла.

Довольно толстую трубку сопла потребовалось выгнуть в нужном направлении ~ на 2 мм. Без существенных вмятин и прочего вандализма. Для работы воспользовался большими слесарными тисками и несколькими брусочками-прокладками из мягкого дерева (Фото 15).

Чтобы не перестараться и не править обратно, действовал, как говорят завсегдатаи пивного ларька, - «По чуть-чуть» и часто примеряя. С последним пришлось повозиться, но делать нечего. Процесс выглядел так – у собранной горелки на конусе одуванчика сделал отметку спиртовым фломастером в направлении правки (Фото 7). Отвернул оба сопла-конуса, открутил одуванчик, ослабил сзади горелки контргайку сопла, вынул сопло, навинтил одуванчик и в тиски (Фото 15). Чуть прижал до видного прогиба – на примерку. Собрать-разобрать, в тиски, собрать-разобрать, в тиски. А резьбы длинные и с мелким шагом… К четвертому разу получилось хорошо (Фото 1, 6).

Розжиг на парах бензина, без кислорода.

Подсоединил шланги от компрессора и карбюратора с бензином, покрутил краники и колпачок горелки, понял как действуют регулировки. Пары бензина в отличии от газа и воздуха по отдельности, имеют немалое преимущество. Это уже готовая хорошо перемешанная горючая смесь. Для формирования факела, насыщенность смеси топливом (краник на байпасе карбюратора) сделал несколько избыточной и разбавил воздухом в самой горелке (Фото 16, 17).

Литература.

1. Зимин В. С. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента. Изд. «Химия», 1974 г.

2. Веселовский С. Ф. Стеклодувное дело. Изд. Академии наук СССР, Москва, 1952 г.

3. Сорокин В. С. Стеклодувная мастерская. Справочник. 2013 г.

Babay Mazay, декабрь, 2022 г.

P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.

Речь идет о некотором расширении рабочего места, оснащении его дополнительными розетками, освещением и вытяжкой. Здесь можно повозиться с паяльником – радио и электромонтаж, пайка витражей, работать с химикатами. Но в основном место применяется для стеклодувных горелочных работ. Для местной вытяжной вентиляции применил самодельный вытяжной зонт.

Местное освещение. Для мелких работ должно быть много света, но светить он должен, понятно, не в глаза. Размещение ламп очевидно – на нижней стороне полки над головой. Применил стандартные лампы с цоколем Е27. Чтобы не делать слишком низким защитный козырек, разместил две лампы прямо в горловине вытяжного зонта, получилось как раз над головой. Пробное включение показало, что диаграмма направленности ламп достаточно широкая, кроме того, блестящая металлическая поверхность (внутренняя) зонта работает как отражатель. Словом, освещение вышло на славу.

К винтовым клеммам ламповых патронов подключил зачищенные концы жесткого одножильного провода, провел его по деревянным элементам конструкции используя для крепления металлические хомутики с саморезами. Провод поместил в пластиковую гофрированную кишку. Электрическую, нетолстую. Провода-выводы от обеих ламп соединены в промежуточной клеммной коробке. Рядом разместил выключатель. Такое размещение опробовано в жилом помещении и показало себя вполне удобным и эстетичным. Для соединений применил пружинные клеммы с рычажками. Для небольших токов они вполне надежны и очень удобны при модернизации электрического хозяйства.

Дополнительные розетки. Рядом с новым рабочим местом - старое, обжитое, с изрядным количеством розеток. Однако много их в таких местах не бывает – в дальнем углу смонтировал и подключил еще парочку. От них и запитал освещение и вентиляцию.

С вентиляцией пришлось повозиться – крышный осевой вентилятор китайского производства в металлическом исполнении, ø160 мм, мощностью 40 Вт, оказался не таким уж и тихим. Хотелось не только включать-выключать, но и хоть как-то регулировать ему обороты. Диммер для лампочек накаливания оказался малоэффективен – регулирование происходит только в последней трети шкалы, вентилятор на пониженных оборотах ощутимо гудит. Встретил рекомендацию регулировать обороты подобных моторов включая их через конденсатор. Опробование показало удовлетворительные результаты. Подобрал несколько значений емкости конденсатора, при которых вентилятор имел различные обороты. Конденсаторы применил малогабаритные пленочные на напряжение 400 В. Ниже - пробиваются.

После подбора необходимых емкостей, составил четыре батареи. Нужные номиналы составил из нескольких параллельно включенных. Переключение емкости включенной последовательно с вентилятором делается галетным переключателем. Небольшие размеры конденсаторов позволили смонтировать их на лепестках переключателя.

Конденсаторы склеены клеем момент и скреплены нейлоновыми ремешками. Монтаж – собственными выводами и нетонкой луженой проволокой. В целом, получилась весьма жесткая конструкция. Первое положение переключателя – разомкнутая цепь, последнее – накоротко замкнутое.

Переключатель оказался некомплектным – без широкой шайбы и специальной детали-стопора конфигурирующей переключатель (количество положений). Пришлось повозиться.

Подобрал для этой детали заготовку – кусочек 1.5 мм листовой нержавеющей стали. Разметил, выпилил ювелирным лобзиком.

Ушки-стопоры отжег небольшой газовой горелкой. После остывания разметил их и согнул. Притупил острые кромки надфилем, подогнал «усы» к отверстиям, собрал.

Кстати (некстати) не оказалось и подходящей рукоятки, пришлось провозиться и с ней. Виделось что-то такое, вроде классического «клювика», но несколько больше.

Подобрал кусочек нетонкого текстолита, разметил, выпилил лобзиком по дереву. Подогнал его форму до требуемой, шлифовальной шкуркой пришпиленной мебельным степлером к деревянному бруску, разметил и просверлил отверстия для оси и стопора – длинного винта М3 проходящем насквозь и через ось переключателя. Гайку и головку винта стопора утопил в теле рукоятки. Зачистил готовую ручку шкуркой потоньше и в несколько слоев покрыл нитролаком.

Для переключателя-регулятора оборотов вентилятора потребовался корпус. Здесь сделал жестяной корпус. Методом гнутья из развертки. Материал – листовая оцинкованная сталь толщиной 0.45 мм. Вид и расположение корпуса отчасти напоминает ортопедической формы приборы военных машин – все шкалы-ручки торчат в сторону оператора, чтобы он совершал минимум движений. Здесь это было удобно и позволяло место.

Длинна корпуса несколько увеличена – в задней ее части оставлено место для размещения клемм (для внешних присоединений, чтобы не делать лишнюю клеммную коробку).

Развертку коробки вычертил на заготовке, вырезал ножницами по металлу. Для исключения смятий в углах, просверлил там некрупные отверстия, зенковал их. Отверстие крупного диаметра для переключателя выпилил ювелирным лобзиком с увеличенной глубиной рамки – получается быстрее и аккуратнее сверления обычным сверлом.

Соединение сторон коробки сделал алюминиевыми вытяжными заклепками. В последний момент сообразил, что часто используемых удобных положений переключателя будет не так уж много. Изменяться они будут не очень часто, а чтобы включить-выключить вентилятор придется пройти до начала шкалы. Удобнее будет отдельный выключатель, а переключатель при этом может оставаться в одном положении. Как раз оставалось немного места для некрупного тумблера в удобном месте.

Шкала для переключателя. Сделал ее металлической. Под рукой не оказалось подходящего кусочка тонкой латуни или бронзы – полированные, они замечательно хорошо выглядят на светлом металлическом фоне, кроме того, можно было бы применить декоративное травление. Увы, пришлось сделать шкалу из той же оцинкованной стали, а вместо травления выбить цифры специальным клеймом. Фигурные углубления заполнил темной краской, остатки ее до полного высыхания стер тряпочкой. Канавка от клейма имеет намного более плавный рельеф, чем травление или гравировка, но цифры стали несколько контрастнее – что-то задержалось и на дне.

Чтобы шкала была контрастной к лицевой панели, коробку пришлось покрасить. В один слой.

Электрические внутренности от металлического корпуса отделил пластиковой цилиндрической деталью – ровной частью (разрезанной вдоль) 1.5 л баклажечки от минеральной воды.

Вентилятор установил на чердаке, применил гибкий алюминиевый воздуховод соответствующего сечения. Выпуск воздуховода свесил вниз на стену мастерской, утеплил базальтовой ватой и закрыл кожухом из куска линолеума (ветер, птицы). Чердачную часть – вентилятор и воздуховод также утеплил базальтовой ватой, особенно тщательно в местах прохождения воздуховода около деревянных конструкций. Полоской базальтового картона отделил от воздуховода и провод вентилятора. Внутри помещения также тщательно утеплил воздуховод до задвижки вытяжного зонта. Свес вниз образовал этакий С-образный элемент. В печном деле аналогичные закорюки в дымовом канале называют «газовой вьюшкой», они препятствуют самопроизвольному выходу теплого воздуха в дымоход.

Babay Mazay, апрель, 2020 г.

Вытяжной зонт обеспечивает сбор и удаление загрязненного воздуха с нужного места. Это может быть интенсивная регулярная пайка (например, витражное дело),  постановка опытов с летучими и токсичными химикатами и хранение их, сварка металлов, применение высокотемпературных печей. Обязательно применение вытяжки (зонта) и для стеклодувных работ (горелки).

Развертку своего варианта зонта в виде наклонной усеченной пирамиды вычертил по импровизированной модели построенной в натуре на элементах конструкции рабочего стола (Фото 2).

Развертка снабжена припусками на элементы крепления к шиберу и элементам деревянной конструкции. Готовая развертка разделена на две части – левая-передняя-правая стороны и отдельно задняя, для переноса на стандартный лист оцинкованной стали  - целая развертка не помещалась по ширине. БольшАя часть также имеет припуски для соединения с задней стенкой.

Гнутье без специального гибочного станка сделал на жестком ровном крае – станине самодельного токарного станка (Фото 4). Железка по линии сгиба прижимается сверху доской с ровным краем (металлическим уголком) и двумя струбцинами. При умеренных длинах сгиба и оцинкованной стали толщиной 0,5 мм, удается получить вполне приемлемый в обычных случаях результат. Мелкие детали удобно гнуть между двумя металлическими уголками, зажатыми в слесарных тисках.

Заднюю стенку к основной части припаял небольшой газовой горелкой оловянно-свинцовым припоем со специальным «горелочным» флюсом от медных водопроводов. Для предварительного крепления деталей и чтобы предотвратить коробление при нагреве, применил вытяжные заклепки (Фото 5).

Шибер

Отдельной, довольно трудоемкой частью конструкции стал шибер. Его конструкцию решил сделать на манер печной задвижки – в отличие от поворотной она допускает невысокую точность изготовления. Материалом послужил имеющийся в наличии стальной лист толщиной 1мм. Соединения выполнены пайкой.

Над основанием шибера припаяна крышка положенная на отрезки стальной оцинкованной проволоки диаметром 2 мм , предварительно, на место пайки нанесен флюс.

Из вырезанной полосы той же стали, согнул цилиндрическую горловину для подключения круглого воздуховода диаметром 150 мм, подогнал, припаял к крышке шибера. Изнутри по окружности припаянной горловины насверлил отверстия, перемычки между ними выпилил обмылком абразивного круга маленькой УШМ, довел отверстие толстым зачистным кругом УШМ и полукруглым напильником (Фото 9).

Готовый шибер приклепал на место, место соединения пропаял. Верхняя ржавеющая часть конструкции зачищена, обезжирена бензином и в два слоя окрашена черной термостойкой краской. После высыхания, вытяжной зонт с шибером в четыре руки установлен на место.

P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.

Babay Mazay, март, 2019 г.

Аппарат предназначен для газификации жидкого топлива (бензин, керосин) и питания получаемой горючей смесью горелок значительной мощности. Надежность сосуда карбюратора и арматуры позволяет безаварийно выдерживать подрыв. Здесь, карбюратор предназначен для питания генераторным газом средней и крупной настольных стеклодувных горелок. В том числе и при подмешивании к парам бензина (Ахтунг! - не в карбюраторе, но в горелке) кислорода или гремучего газа из электролизера.

Несколько слов о применении жидкого топлива в таком качестве. Пары бензина, в отличии от даже пропана позволяют получить большую температуру факела и паять латунью, твердыми припоями, работать с легкоплавкими стеклами. Без использования опасного и неудобного кислорода. Опасность жидкого топлива в мастерской преувеличена и меньше чем у газов в баллонах. Кроме того, есть и некоторые организационные плюсы – жидкое топливо проще и легче транспортировать, бензин распространеннее баллонного газа.

Традиционно, горелки на парАх бензина применяют стоматологи и ювелиры для пайки тугоплавкими серебряными припоями и плавки небольших слитков из драгоценных металлов. Горелки обычно ручного типа, относительно  небольшой мощности. Бачки-карбюраторы часто делают из старой паяльной лампы или сосудов размерами около того. Следует сказать, что в таких системах чрезвычайно опасен «обратный удар» - распространение пламени от горелки назад по шлангам и далее. В бачках-карбюраторах, в отличие от баллонного или сетевого газа топливо уже смешано с воздухом-окислителем и представляет собой готовую горючую смесь. Проникновение пламени в бачок грозит взрывом и пожаром, тем более, что многие самодельщики применяют самые аховые сосуды для таких приборов, вплоть до стеклянных (вспомним, что ранения стеклянными осколками весьма опасны и не обнаруживается рентгеном).

К счастью, в системах с парами бензина, имеющими невысокую скорость горения избежать обратного удара весьма просто – тонкая медная «путанка» - набивка из скомканной проволоки без лаковой изоляции в шланге или трубке гарантирует затухание пламени. Другое дело смесь паров бензина с кислородом или гремучим газом, для работы, например с тугоплавкими сортами стекла. Скорость горения таких газов существенно выше, проволочная набивка может уже не спасти. Не допустить аварию в таком случае помогает, в том числе, и избыточная прочность емкости. Хороши углекислотные огнетушители, бытовые пропановые баллоны.

Еще несколько слов о количестве жидкого топлива. Испарение бензина сопровождается его охлаждением. Сильнее испаряем – сильнее охлаждается. От температуры же зависит степень испарения. При резком увеличении потока воздуха пропускаемого через карбюратор, например, при смене тонкого игольчатого пламени горелки на мощное и широкое или включение дополнительной (встречной, подогревной) горелок, небольшое количество топлива может охладится настолько, что испаряемость бензина падает существенно и горелки гаснут. Большое количество топлива в увеличенном сосуде повышает температурную инерционность, факел горелки становится стабильнее и не слишком зависит от смены режимов. Практически, для среднего размера стеклодувной горелки достаточно емкости сосуда около 10…15 л. (заполненного ~ на ¾ объема ).

Здесь, применен пропановый баллон емкостью 27 л ( - избыточно, лучше отрезать часть середины и герметично сварить остатки) и части медного водопровода с парой игольчатых краников.

Устройство карбюратора, где: 1 – сосуд (баллон); 2 – бензин; 3 – заливочная горловина; 4 – регулировка подачи воздуха в аппарат; 5 – выходной патрубок с предохранительной проволочной набивкой; 6 – байпас; 7 – регулирование качества смеси.

Отверстия для дополнительной арматуры и горловины (Фото 3). Просверлены и расточены круглым напильником.

Дополнительная арматура в сборе на испытаниях (Фото 4) – герметичность (мыльным раствором), прочность - давлением.

Отверстие (одно, диам.1,5 мм) (Фото 5) в заглушенной трубке, погруженной в бензин.

Смонтированная на баллоне (впаянная) дополнительная арматура (Фото 7). Выходной патрубок набит защитной медной «путанкой», аппарат окрашен.

Надпись сделал аэрозольным баллончиком через самодельный трафарет (Фото 8), риска – оптимальный уровень жидкого топлива.

Демонстрация работы байпаса – регулятора качества смеси. Кран на байпасе закрыт, смесь излишне обогащена парами бензина. Яркое, красное, «коптящее» пламя с низкой температурой (Фото 9). Недостаток окислителя – воздуха.

Кран на байпасе еще чуть приоткрыт. Формируется игольчатый факел, хорошо различим поддерживающий огонь у основания иглы (Фото 11). Конец факела все еще оранжевый – топливо сгорает не полностью.

Правильно отрегулированный байпас – на горелке факел-длинная игла с ясно выраженными температурными зонами, пламя без оранжевых языков – топливная смесь близка к стехиометрической.

Babay Mazay, сентябрь, 2021 г.

P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.

Нож для стеклодува, это как пара мечей для самурая – всегда должны быть под рукой - основными заготовками для стеклодувных работ являются стеклянные трубки и стержни (стеклодрот) различного диаметра. Предлагаются такие стекляшки длинной около 1.5м. Удобными для работы являются заготовки значительно меньшей длины – обычно, около 30см и задача резки стеклянных трубок и стержней регулярна и обычна. Это фактически первый специализированный практический навык которым приходится овладевать новичку.

Резка заготовок – стеклянных трубок, воистину важный навык, от его качества – ровного и красивого края трубки часто зависит удобство и даже возможность последующих работ. От правильности действий – целостность рук.

Общие соображения

Существует несколько способов резки трубок зависящих от их диаметра. Трубки обычного, для работы стеклодува-аппаратурщика диаметра – до 18…20 мм можно резать простым способом не вставая из-за стола. Способ подобен работе стеклорезом – нанесение царапины и разлом стекла. Первое требует специального инструмента, второе - столь же специального навыка. Стеклорез для нанесения царапины на стеклянные трубки небольшого диаметра называют стеклодувным ножом. Он представляет собой недлинное лезвие из твердого металла (сплава) укрепленное на удобной ручке. Рабочая поверхность лезвия – боковая.

Здесь (Рис. 2) вариант 1 – односторонний нож с насмерть впаянной (медью, латунью) в державку твердосплавной пластинкой. Державка с лезвием снабжена удобной ручкой. Вариант 2 – разборный. В щель державки твердосплавная пластинка зажимается.

В качестве лезвия, может быть применена пластинка из твердой инструментальной стали, например, обломок толстого полотна для ножовки[1]. Юрий Николаевич Бондаренко – стеклодув астроном из одесской области, рекомендует сплавы Т15-К6 или Т30-К4, как самые твёрдые из разработанных советскими исследователями металлокерамических твёрдых сплавов на основе карбида вольфрама. Они обеспечивают длительную работу инструмента без переточек. «Напайки» из эльбора (паять его нельзя, эльбор следует клеить) показали себя не очень хорошо. Вероятно, дело в микрорельефе режущей кромки [2].

Важный момент – заточка лезвия, она выполнятся под углом 45°, так, чтобы на режущей поверхности образовались очень мелкие зазубрины. Нож с гладкой заточкой не будет резать стекло. Из этих же соображений, заточку лучше делать на довольно грубом абразивном кругу.

К делу.

Первым долгом подобрал заготовку для лезвия - нашелся кусок толстого ~2мм станочного полотна по металлу.

Выпилил заготовки железок – небольшой отрезной машинкой - нержавеющая сталь как обычно, заготовку лезвия – часто и много охлаждая водой, чтобы не повредить заводскую закалку. Не допуская цветов побежалости.

Ручка традиционная – точеная из дерева. Для нее нашел подходящий, уже оболваненный кусочек сухой черемухи. Бронзовое полированное кольцо - декоративное из старой железки от водопровода. Выточенную ручку в пару слоев покрыл лаком, вклеил кольцо, просверлил глубокое глухое осевое отверстие 10 мм.

Залил в деревянной ручке металлическую державку с лезвием. После полимеризации смолы рабочий край лезвия заточил. Угол заточки получился несколько больше, чем рекомендуемый в литературе, однако работает нож превосходно. В руке лежит удобно.

Резка трубок стеклодувным ножом

Включает в себя две операции – нанесение царапины и разламывание трубки.

Царапина наносится понятно ножом. Замкнутое кольцо прорезать нет нужды – вполне достаточно половины или менее. Трубка проворачивается одной рукой, второй - удерживая нож, большим пальцем прижимаем трубку к лезвию. Слышится характерный звук процарапываемого стекла.

Разламываем трубку двумя руками, большие пальцы на царапине. Важный момент – трубку с усилием тянем в разные стороны от царапины, вроде как, стараясь ее разорвать и слегка нажимаем большими пальцами на процарапанное место. Слышится «Чпок!», и в каждой руке у нас по трубке. При приложении достаточного растягивающего усилия, края реза оказываются весьма ровными, даже при кривой царапине.

Литература

1. Легошин А.Я., Мануйлов Л.А. Стеклодувное дело. Москва «Высшая школа» 1976г.

2. Бондаренко Ю.Н. Лабораторная технология. Изготовление газоразрядных источников света

для лабораторных целей и многое другое.

P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.

Babay Mazay, июль, 2018 г.

Казалось бы, простая вещь — RGB-усилитель, выбирай просто подходящей выходной мощности и используй. Но на деле не всё так просто. Ценой моих нервных клеток был получен опыт, которым спешу поделиться. Из этого материала вы узнаете, чем отличаются RGB-усилители, что не отражено в документации, где на упаковке враньё, и какие проблемы они могут создавать. Специально для этого материала я купил (и взял погонять) горку RGB-усилителей и отреверсил схемы. А ещё мне хотелось понять, чем обусловлен такой разброс цен на эти простые устройства.

Видеоверсия материала:

▍ Зачем они вообще нужны?

Мы живём в неидеальном мире, проводники которого обладают сопротивлением. Представим, что вы захотели наклеить светодиодную RGB-ленту по периметру спортзала. Стандартная катушка светодиодной ленты — 5 метров. Если соединить их последовательно, то вы столкнётесь с затуханием — начало ленты будет светиться ярче, чем её конец. В спортзал 5*10 метров понадобится 30 метров светодиодной ленты, и её невозможно соединить последовательно в одну линию и запитать в одной точке.

Если лента декларируется как мощная, но при этом низкого качества, как, например LEDPREMIUM LP-5050-300L-IP65-RGB, то разницу в яркости свечения начала и конца ленты вы увидите в пределах одной катушки (при декларируемой мощности 14,4 Вт/м, реально потребляемая мощность 5-метровой катушки примерно 30Вт — следствие потерь в проводниках ленты). Для RGB-ленты это будет выглядеть как изменение цвета. Когда включены все три канала, начало ленты будет белым, а конец уже отдавать желтизной. Фото плохо передаёт разницу в яркости начала и конца ленты, но она заметна.

В таком случае решений проблемы питания длинной линии из светодиодных лент несколько. Первый вариант — просто дотянуть до начала каждой ленты по толстому кабелю питания. Например 4*1,5 кв. мм. Решение хорошее, надёжное, но экономически оправдано, если длина линии невысокая и есть где проложить кабель.

Другой способ — использовать RGB-усилитель. Это набор ключей, которые управляются ШИМ-сигналом, позволяя питать мощную нагрузку, не нагружая источник сигнала. Кроме того, RGB-усилители позволяют использовать несколько блоков питания, синхронизируя нагрузки управляющим сигналом. Таким образом, не понадобится тянуть 4 проводника к каждой RGB-ленте, а достаточно тонкого силового кабеля на 220В с размещением блока питания и усилителя в месте, где начинается новая лента. Впрочем, ничего не запрещает комбинировать способы подключения в зависимости от обстоятельств.

Также RGB-усилитель понадобится, если вы хотите на выход контроллера повесить нагрузку больше, чем он способен потянуть. Например, RGB-контроллер рассчитан на нагрузку 100Вт, а вы хотите нагрузить его на 300Вт светодиодных кластеров.

Итак, что же может пойти не так в таких простых устройствах? При выборе в каталогах вы увидите только две значимые характеристики — рабочее напряжение (12В или модель, способная работать на напряжении 24В) и максимальный выходной ток. Ну и количество каналов — три для RGB и четыре для RGBW. Но опыт показал, что не всё отражено в документации.

▍ Враньё с максимальным током

Усилители работают на постоянном токе, и когда все каналы включены, полный ток всех каналов идёт по общему проводу (+12В). Поэтому важен максимальный суммарный ток через усилитель. Так как мы говорим об электрической цепи, то важно, насколько прочно самое слабое звено. Посмотрим на усилитель General Lightning systems GDA-RGBW-288-IP20-12, который продаёт ООО «Сонэс логистик».

На корпусе и в документации указано, что максимальный ток через усилитель 24А. Проблема только в том, что применены отстёгивающиеся разъёмы ZHONGA ZBK400R, на корпусе которых производитель явно пишет 300V 15A. То есть максимальный ток через усилитель ограничен способностями разъёма — 15А, и то, если вы уверены в китайском качестве разъёмов. Если вы поверите данным в документации, может закончиться обугленными проводами, примерно вот так (ток был всего 4,2А):

Фактически, если вам требуется выжимать из усилителя более 10А, избегайте отстёгивающихся клемм, пригодны только массивные под винт. Схема этого усилителя:

▍ Гальваническая развязка

Другая проблема, с которой можно столкнуться, тоже не отражена в документации. Для её понимания придётся усилитель вскрывать и перерисовывать схему. Вскроем для примера хороший усилитель Arlight LN-30A-2.

Схему я перерисовал:

Мы видим, что входной сигнал поступает на оптопары, и фототранзистор оптопар управляет выходными транзисторами, подтягивая их затворы к +12В. У этого решения несомненный плюс — цепь управления и цепь выхода связаны оптически, но не электрически! Кроме того, для открытия оптопары нужен ток в несколько мА, так что случайные наведённые помехи не в состоянии вызвать ложное срабатывание. Принцип гальванической развязки повсеместно используется в промышленной электронике, входы и линии связи имеют гальваническую развязку через оптопары.

А теперь возьмём и разберём усилитель, купленный у led-sib.ru LS ZS-AMF-01 A/C.

Схему я тоже перерисовал:

Что мы видим? Входной сигнал через резистор 10к поступает на вход компаратора. Гальванической развязки между входом и выходом нет! Более того, огромное входное сопротивление компаратора делает его очень чувствительным, и подтяжка в 100к не сильно спасает. На практике такая схемотехника усилителя вымотает вам нервы — на втором-третьем каскаде усилитель начинает жить своей жизнью и возбуждаться. Когда сигнал отсутствует (или свет погашен), вся линия, подключённая ко входу, оказывается подвешенной в воздухе и работает как огромная антенна, бодро хватая наводку из сети частотой 50 Гц.

Такой же ущербной схемотехникой обладает, например, компактный усилитель для ленты apeyron:

А вот, например, компактный noname-усилитель RGBW-ленты имеет в своём составе полноценную развязку, что меня удивило:

Ещё раз повторюсь: использование усилителей без гальванической развязки — лотерея, они могут как нормально работать, так и начинать хватать наводки из сети в зависимости от погоды, фазы луны и качества заземления. У меня была такая проблема с возбуждением некоторых усилителей на линии (последовательная линия 8 сегментов по 8 метров). Замена усилителей на arlight с гальванической развязкой исправляла проблемы в сегменте, где наблюдался «звон».

Определить, есть ли гальваническая развязка в усилителе, несложно — достаточно мультиметром измерить сопротивление между V+ входа и V+ выхода, оно должно быть близким к бесконечности.

▍ Проблемы с быстродействием.

Использование оптопар — не панацея. Предельная рабочая частота для простых оптопар невысока. При использовании сигнала с контроллеров с низкой частотой ШИМ (сотни Герц) это не приводит к проблемам. Но если в погоне за ровным светом без мерцания частоту ШИМ поднять, то усилитель начнёт вносить искажения. Это будет выглядеть как изменение оттенка света в ленте до и после усилителя. Производители с этим борются. Разберём усилитель Arlight LN-24A, цена которого неадекватна содержанию:

Схема:

Видно, что вместо обычных «аналоговых» оптопар вроде PC817 используются высокоскоростные оптопары 6N137 с логическим выходом. Из-за логической схемы внутри они требуют питания, поэтому в схеме есть цепь с линейным стабилизатором питания 7805 и 7812. Такой усилитель обеспечивает гальваническую развязку и не портит цвета недостаточным быстродействием.

На скриншоте ниже видно, как ведёт себя усилитель apeyron с обычными оптопарами. При частоте ШИМ в 200 Гц он работает. При частоте в 20 кГц на выходе сигнала нет. Опытным путём определяем, что при частоте в несколько кГц сигнал на выходе искажается до неработоспособности — выходные ключи не успевают открываться. Жёлтый — вход (инверсный), голубой — выход:

А вот графики для усилителя Arlight LN-24A. Он работает как при частоте ШИМ в 200 Гц, так и при частоте ШИМ в 20 кГц, с небольшим искажением:

▍ Качество исполнения

Когда я только вскрыл усилитель от led-sib, я подумал, что хуже быть не может. Но оказалось — может. Усилитель от ECOLA:

Неотмытый флюс, для удешевления используется односторонняя печатная плата. Так как тепло с полевых транзисторов отводится через корпус на дорожки платы, то использование односторонней платы ухудшает условия теплообмена, и при использовании некачественных транзисторов возможна ситуация с перегревом ключей. На плате присутствуют рудиментарные посадочные места под оптопары, как и в усилителе led-sib, но их смысл непонятен — дорожки не позволят их задействовать!

▍ Выводы

1. К сожалению, цена и качество RGB-усилителей мало взаимосвязаны. Можно задорого купить ерунду, а дешёвый noname-усилитель окажется вполне достойным. Только обзор внутренней начинки позволяет понять, стоит ли использовать изделие.

2. Если не хочется проблем со странным поведением RGB-усилителей, нужно использовать только усилители с гальванической развязкой. Это свойство не отражено ни в характеристиках, ни в документации (которой часто перепродавец китайских товаров даже не располагает). Единственный способ определить это без разборки — измерение сопротивления между V+ входа и V+ выхода.

3. При использовании контроллеров с высокочастотной ШИМ выхода недостаточно быстрые RGB-усилители могут вносить искажения в цвет свечения. В таких случаях стоит обратить внимание на модели, где явно указано «high speed».

4. Не доверяйте указанному на корпусе току. Если клеммы отстёгиваются, суммарный рабочий ток точно менее 15А. Если клеммы под винт — 30А (согласно документации производителей клемм).

P. S. Ещё фото усилителей.

Arlight LN-12A

Apeyron

[Последняя схема не влезла из-за лимита 25 медиаблоков. ссылка на картинку. Пикабу не хабр, редактор улучшают но по прежнему для лонгридов не пригоден.]

Ссылка на телеграм в профиле. Да, этот материал был опубликован на хабрахабре в блоге RuVDS.

Начинаем понедельник с нового экспоната в виртуальном музее. Сегодня это фотоаппарат Зенит 6.

Серийный номер 6. Его сделали в первый рабочий день 1965 года.

Из коллекции Черненко А.