Шнек для пеллетной горелки своими руками

Как сделать пеллетную горелку своими руками: описание и чертежи

Среди всего многообразия современных твердотопливных котлов особое место занимают пеллетные горелки. Главным их преимуществом является возможность работы в полностью автономном режиме на протяжении длительного времени. В отличие от дровяных и угольных агрегатов, подача топлива в камеру сгорания происходит в автоматическом режиме, а поддержание заданного температурного режима осуществляется с помощью электронного блока управления.

Пеллетная горелка своими руками

Производительность и КПД пеллетного котла зависит, прежде всего, от эффективности работы горелочного устройства, именно этот модуль обеспечивает равномерное сгорание топлива нагрев теплоносителя до заданной температуры. В статье будут проанализированы устройство и принцип работы пеллетных модулей и приведены рекомендации по самостоятельному изготовлению этого агрегата.

Устройство и принцип действия пеллетной горелки

Большинство пеллетных горелок предусматривает наличие следующих модулей:

• Шнекового конвейера, посредством которого осуществляется подача гранулированного топлива в камеру сгорания;
• Приводного электродвигателя;
• Электронным контроллером, отслеживающим параметры сгорания топлива и обеспечивающим внесение своевременных корректив в работу устройства;
• Специального датчика, контролирующего количество кислорода в отработанных газах;
• Гофрированного рукава, позволяющего предотвратить возгорание пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
• Камеры сгорания со встроенной колосниковой решеткой;
• Нагнетающего вентилятора, обеспечивающего подачу воздуха, необходимого для эффективного сжигания пеллет. Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха зависит от частоты вращения вентилятора и регулируется автоматикой в зависимости от выбранного температурного режима;
• Электрического ТЭНа, обеспечивающего автоматический розжиг гранул в камере сгорания.

Принцип работы пеллетной горелки

Из внешнего бункера гранулы попадают в загрузочное окно шнекового транспортера, который доставляет пеллеты в камеру сгорания горелки. Интенсивность горения зависит от количества поступающего в камеру сгорания топлива, непосредственно связанного с частотой вращения вала приводного электродвигателя. Необходимая для обеспечения заданного температурного режима частота вращения двигателя регулируется электронным контроллером.

Не менее важным фактором для обеспечения стабильности процесса горения и полного сжигания топлива является наличие в камере сгорания достаточного количества кислорода. В пеллетных модулях подача воздуха в камеру сгорания осуществляется с помощью специального вентилятора, также управляемого электронным контроллером.

Схема регулировки температуры теплоносителя выглядит следующим образом:

1. Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
2. По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
3. Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
4. В случае снижения температуры теплоносителя ниже запрограммированного значения, датчик температуры снова подает сигнал на электронный контроллер. Автоматический блок управления включает вентилятор, обеспечивая тем самым дополнительный приток кислорода в камеру сгорания. Избыток кислорода приводит к увеличению интенсивности процесса горения и теплоноситель вновь разогревается до заданной температуры.
5. Если в ждущем режиме произошло затухание гранул, АСУ подает соответствующий сигнал на электрический ТЭН, обеспечивающий автоматический розжиг.

Несмотря на то что принцип работы пеллетной горелки не отличается особой сложностью, стоимость этого агрегата достаточно высока. Для сокращения материальных затрат, связанных с переоборудованием котла на пеллетное топливо, некоторые владельцы твердотопливных отопительных агрегатов изготавливают пеллетную горелку своими руками. Как и любое другое производство, изготовление этого устройства начинается с создания комплекта технической документации, проще говоря, чертежей.

Как составить чертеж пеллетной горелки

Прежде чем приступить к разработке чертежей, необходимо тщательно изучить существующие конструкции. Это позволит правильно подобрать материал и избежать ошибок при проектировании.

Наличие чертежей существенно упрощает процесс изготовления агрегата. Комплект чертежей пеллетной горелки должен включать в себя деталировку основных узлов и сборочный чертеж агрегата, на котором обязательно обозначаются:

1. Камера сгорания;
2. Емкость для загрузки пеллет;
3. Шнековый транспортер;
4. Нагнетающий вентилятор.

При индивидуальном использовании, элементы конструкции могут отображаться схематично, без проработки конкретных деталей, однако габаритные и присоединительные размеры должны быть указаны с максимальной точностью. Чертежи отдельных деталей должны содержать исчерпывающую информацию о конфигурации и используемом материале.

В зависимости от выбранного типа чертежи агрегата могут иметь ряд существенных отличий.

Гравитационная пеллетная горелка: изготовление

Самостоятельное изготовление этого модуля позволит сэкономить от 300 до 2500$. Кроме этого, использование гравитационной пеллетной горелки позволяет полностью отказаться от подключения котла к электросети. В этом случае гранулированное горючее поступает в камеру сгорания непосредственно из бункера, а подача воздуха обеспечивается за счет естественной тяги. Регулировка интенсивности сгорания топлива регулируется изменением положения шиберной заслонки дымохода.

К недостаткам таких систем относятся:

• Возможность возгорания пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
• Снижение КПД установки до 85-90%;
• Необходимость ручной регулировки подачи гранул и положения шиберной заслонки.

Материалами для самостоятельного изготовления гравитационной горелки могут служить:

• Труба из жаростойкой стали с толщиной стенки не менее 4 мм используется для изготовления камеры сгорания;
• Листовая конструкционная сталь толщиной 3 – 4 мм применяется для изготовления фланца крепления;
• Основной бункер может быть сварен из листовой стали толщиной 2-3 мм.

Поскольку данный тип горелки не предусматривает подключения к электросети, установку автоматической системы управления и электродвигателя, затраты на изготовление агрегата будут минимальны.

Факельная пеллетная горелка: изготовление

В отличие от гравитационной, факельная горелка оснащается шнековым транспортером, вентилятором и электронным контроллером, что существенно увеличивает материальные расходы на изготовление агрегата. Несмотря на это, такая конструкция получила широкое распространение благодаря следующим достоинствам:

• Высокой производительности;
• Неприхотливостью к качеству используемых гранул;
• Возможности работы в автономном режиме, при этом длительность работы обусловлена исключительно емкостью топливного бункера;
• Высокой степени пожарной безопасности.

Для изготовления фекальной пеллетной горелки своими руками потребуется приобрести:

• Низкооборотный электродвигатель (или два, в зависимости от конструкции подающего механизма);
• Вентилятор, который будет обеспечивать принудительную подачу воздуха в камеру сгорания;
• Электронный контроллер, отслеживающий изменения температуры теплоносителя и подающего соответствующие сигналы на исполнительные механизмы устройства.

Что касается самого процесса изготовления, он значительно сложнее чем процесс изготовления гравитационной горелки, поскольку возникает необходимость монтажа термодатчиков и подключения электронной системы управления. Материалы для изготовления агрегата не отличаются от предыдущего варианта.

Ретортная пеллетная горелка: изготовление

Подача гранулированного горючего в таких устройствах, также как и в факельных, осуществляется с помощью шнекового транспортера. Отличием является то, что гранулы подаются снизу. Необходимый для горения воздух нагнетается через специальные отверстия в стенках реторты. Для эффективной работы такого устройства необходим контроллер, своевременно реагирующий на изменение температуры теплоносителя и вносящий необходимые коррективы в работу шнека и вентилятора.

В отличии от факельных устройств, пламя в ретортной пеллетной горелке направлено вверх, поэтому конструкция теплообменника у этих агрегатов сильно отличается. К недостаткам ретортных систем относятся:

• Возможность частого засорения отверстий воздуховода, приводящего к затуханию устройства;
• Необходимость ручной очистки реторты от продуктов сгорания и остатков гранулированного топлива;
• Отсутствие разрывов в подаче гранул. В случае возникновения обратной тяги сохраняется возможность возгорания находящихся в бункере пеллет.

В качестве материала для чаши могут быть использованы жаростойкие марки стали и чугун. В некоторых моделях реторта может быть изготовлена из керамобетона или шамота.

Трудоемкость изготовления такого устройства в бытовых условиях довольно велика, поскольку помимо слесарных и сварочных работ потребуются навыки в области подключения электронных систем управления.

Автоматика для пеллетной горелки своими руками

Наиболее сложным этапом в изготовлении пеллетной горелки является изготовление и монтаж электронных модулей управления. Если рассматривать этот вопрос с теоретической точки зрения, при наличии специальных знаний, можно изготовить контроллер своими руками, однако на практике это практически невозможно. Кроме того, стоимость комплектующих сведет экономию средств к минимуму, а результат может оказаться весьма сомнительным. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении горелки, контроллер, датчики и другую автоматику лучше приобрести в специализированном магазине.

Для эффективной работы горелки автоматика должна обеспечить:

• Дозировку подачи пеллет и управление шнековым транспортером;
• Автоматический розжиг и гашение;
• Регулировку подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вентилятора;
• Оценку количества теплоносителя в отопительном контуре;
• Контроль температуры теплоносителя в водяной рубашке котла;
• Оценку параметров тяги в дымоходе.

Невыполнение даже одного из этих условий может привести к выходу из строя не только отопительного котла, но и всей отопительной системы.

Изготовление пеллетной горелки трудоемкий и ответственный процесс, однако, при наличии необходимых знаний и оборудования, изготовить такое устройство самостоятельно вполне возможно. Особое внимание следует уделить выбору параметров и монтажу электронных управляющих систем, именно от корректности их работы будет зависеть эффективность работы котла.

Изготовление шнеков: технология и оборудование

Работа различных устройств механизмов основана на применении шнека. Подобная деталь представлена винтом, который характеризуется определенной формой. Примером можно назвать установку шнека в конвейерах, предназначенных для перемещения различных сыпучих материалов. Подобная конструкция получила весьма широкое распространение, представлена сочетанием самых различных узлов.

Общие сведения об устройстве и сферах применения

Рассматривая шнек следует учитывать, что он представлен разновидностью винта, который характеризуется повышенной площадью витков. Особенностями подобной детали назовем следующее:

1. Деталь характеризуется компактными размерами и высокой эффективностью. Именно эти свойства определяют широкое распространение шнека при создании самых различных механизмов.
2. Часто встречается ситуация, когда шнек применяется в качестве основного элемента бурильной установки. На момент вращения особая форма обеспечивает быстрое углубление и подъем грунта.

Несмотря на достаточно сложную форму для снижения стоимости изделия его изготавливают своими руками. Самодельный вариант исполнения сможет выдержать длительную эксплуатацию, однако допущенные ошибки при проведении расчетов и изготовлении детали могут стать причиной полной непригодности шнека при применении.

Подготовительный этап

Чаще всего деталь применяется в качестве основного элемента винтового конвейера. Кроме этого, есть возможность применять деталь для бурения скважин. Начать изготовление шнеков следует с подготовительного этапа. Его особенности заключаются в следующем:

1. В интернете можно найти чертежи по которым проводится создание устройства.
2. При необходимости можно провести расчет основных параметров при применении специальных формул.
3. Вначале проводится выбор подходящего материала для изготовления винта. В большинстве случаев для этого подходит сталь с повышенной прочностью, которая проходит термическую обработку.
4. Для работы потребуется сварочный аппарат и некоторые инструменты. Металл считается труднообрабатываемым материалом, для которого требуются специальные инструменты.
5. Существенно упростить поставленную задачу можно путем изготовления шаблона при применении картона. Подобным образом можно исключить вероятность допущения серьезной ошибки.

От правильности проведения подготовительного этапа зависит то, насколько правильной формой будет обладать готовое изделие. Именно поэтому нужно провести создание заготовки из картона, после чего она прикладывается к основной части и проверяются основные параметры. Изготовить шнек можно из самых различных материалов, при выборе прочной стали можно рассчитывать на длительный эксплуатационный срок.

Изготовление шнека

Применяемая технология изготовления шнеков позволяет получить качественную и точную деталь, которая прослужить в течение длительного периода. При этом изготовить шнек можно из самых различных материалов, которые характеризуются определенными свойствами. Технология производства представлена следующими шагами:

1. Для начала проводится проектирование и изготовление шаблона из картона.
2. В качестве основы применяется стальная полая труба, которая может выдержать существенно механическое воздействие.
3. Стальной лист применяется для изготовления витков. При применении сварочного аппарата они привариваются к трубе по ранее отмеченным точкам.
4. Перемещение сыпучих материалов возможно исключительно в случае, если витки расположены всплошную.

Оба конца вала создают таким образом, чтобы могла проводится установка подшипников. Они должны быть рассчитаны на воздействие достаточно большой нагрузки. Не стоит забывать о том, что также требуется привод, который будет передавать вращение от двигателя на исполнительный орган. Шнеки могут быть самой различной длины и геометрической формы, все зависит от предназначения устройства и области применения.

Как правильно рассчитать и изготовить шнек в мастерской?

Изготовить самодельный шнек можно исключительно после проведения соответствующих расчетов. Основными параметрами можно назвать следующее:

1. Диаметр трубы, которая выступает в качестве основания. Также уделяется внимание длине.
2. Размеры витков и шаг их расположения.
3. Наиболее подходящий тип материала, применяемого при изготовлении детали.

При самостоятельном изготовлении шнека в домашней мастерской приходится проводить резку металла и сварку. Именно поэтому потребуется сварочный аппарат, а также болгарка.

В технической документации можно встретить всю требуемую информацию для проведения соответствующих расчетов.

Расчет пера винтового конвейера или шнека

Наиболее важным параметром можно назвать размеры и геометрические параметры пера шнека. Для определения свойств применяются специальные программы. Примером можно назвать КОМПАС-3D. В эту программу включен также пакет, позволяющий автоматически провести расчет при введении следующей информации:

1. Диаметр изделия.
2. Диаметр вала, выступающего в качестве основания.
3. Шаг расположения витков.
4. Толщина применяемого материала.
5. Угол пера в отношении основания.

В результате проведения автоматических расчетов можно получить подробный чертеж, на котором указываются основные параметры. Кроме этого, могут применяться и обычные формулы для определения основных параметров.

Как сделать шнек своими руками в домашних условиях

Изготовить шнек своими руками в домашних условиях можно при наличии небольшого количества распространенных инструментов. При этом сделанный винт сможет прослужить в течение длительного периода. Основными рекомендациями по выполнению работы можно назвать следующие моменты:

1. Для начала подготавливается труба, выступающая в качестве основания. Она должна иметь строгую ось и быть без дефектов.
2. Далее проводится отметка основных точек крепления витков.
3. Из листа при помощи тисков проводится изготовление витков, которые после привариваются к основанию.
4. Следующий шаг заключается в проверке правильности расположения винтов.

На сегодняшний день достаточно широкое распространение получили пластиковые варианты исполнения. Их изготовление возможно при проектировании изделия в специальной программе, после чего проводится печать на 3D-принтере. Подобный вариант характеризуется повышенной точностью, но может применяться для передачи небольшого усилия.

Способ изготовления самодельного конвейера

Как ранее было отмечено, чаще всего рассматриваемое изделие устанавливается на конвейере. При рассмотрении того, как сделать шнек своими руками в домашних условиях для винтового конвейера отметим следующее:

1. Вал должен крепиться на подшипниках, поэтому нужно предусмотреть соответствующие посадочные гнезда.
2. Сложность конструкции заключается в необходимости передачи вращения то электрического двигателя к винту. Для этого проводится установка специального привода, представленного сочетанием электрического двигателя с редуктором.

Качественный самодельный шнек в подобном механизме может прослужить в течение длительного периода. Важно правильно создать корпус, который зачастую напоминает желоб.

Самодельные буровые устройства

Также проводится изготовление шнека в случае, когда нужно получить буровую установку. Проводимая работа характеризуется следующими особенностями:

1. Отрезается труба требуемой длины.
2. На нижнем конце создается наконечник, который направляет перемещение грунта.
3. Наконечник изготавливается из рессор, он отвечает за рыхление грунта.
4. Резцы должны быть расположены под острым углом.

Все элементы рассматриваемого изделия привариваются сварочным аппаратом. При этом следует уделять внимание качеству шва, так как даже незначительные дефекты снижают прочность соединения.

Используемые материалы приспособления и инструменты

Для проведения работы своими руками по изготовлению шнека бура требуются определенные материалы и инструменты. При этом можно изготовить не только витки для шнека своими руками, но и многие другие элементы. Для работы требуется следующее:

1. Листовая сталь.
2. Рессоры автомобиля.
3. Сварочный аппарат.
4. Труба различной длины.
5. Тиски для фиксации заготовки.
6. Молоток.
7. Напильники.
8. Карандаш и картон.

Для изготовления спирали для шнеков рекомендуется выбирать сталь с повышенной коррозионной стойкостью, так как при эксплуатации со временем на поверхности может появится ржавчина. Некоторый инструмент для изготовления шнека есть в обычном наборе слесаря.

Как сделать шнек своими руками

Буровой шнек состоит из трубы, на которую навивается плоская стальная лента. Снизу оснащается режущей частью, которая разрушает грунт. Изготовить шнек своими руками достаточно просто, особенно если все необходимые материалы и инструменты под рукой.

Сфера применения устройства

Шнеки применяются для бурения скважин и обеспечивают оперативную выемку грунта. Они используются при выполнении следующих работ:

• бурение скважин на воду;
• бурение отверстий под свайный фундамент, электрические или заборные столбы;
• устройство ям под посадку саженцев;
• подлёдная рыбалка;
• устройство прорубей (для рыбалки, купания, подлёдного дайвинга).

Шнеки используются для бурения в различных сферах

Виды буров:

1. Простейший бур представляет собой шнек с рукоятью. Он приводится в действие мускульной силой человека. Подходит для зимнего отдыха и небольшого объема строительных работ.
2. Мото- или бензобур оснащен бензиновым двигателем и понижающим редуктором. Мощность двигателя и шнек для мотобура выбираются исходя из поставленных задач. Например, для работ на дачном участке хватит мощности до 3,5 л. с., а для профессионального использования в садовой и строительной сфере имеет смысл присмотреться к моделям мощностью 5–6 л. с.
3. Электробуры почти невозможно найти в продаже, но легко сделать самим при наличии мощной электродрели или небольшого электромотора и червячного редуктора, который можно снять со старой и неисправной техники. Основная проблема электрических буров – малая мощность и подверженность перегреву. Однако для нечастого использования и бурения отверстий небольшого диаметра они вполне подходят.

Изготовление своими руками

Прежде чем браться за работу, стоит посмотреть пару видео изготовления своими руками и приготовить необходимые материалы. Изготовить шнек – дело нехитрое, но подойти к нему нужно со всей серьёзностью: в процессе работы оборудование испытывает большие нагрузки, очень важно, чтобы качество материалов и работы было на высоте.

Подробные чертежи не понадобятся, но необходимо, как минимум, прикинуть длину и диаметр шнека (примерно равен желаемому диаметру отверстий). Чем больше диаметр и чем больше лопастей у шнека, тем эффективнее он будет работать, но и трудозатраты увеличатся: придется поднимать больше грунта за раз.

Необходимые материалы и инструменты:

• листовая сталь или диски для болгарки;
• труба диаметром 40 мм;
• болгарка;
• сварочный аппарат;
• долото;
• рулетка;
• болты, гайки.

Для изготовления шнека необходим подходящий чертеж

Способ изготовления

Сначала сваривается рукоять. Вне зависимости от диаметра и длины шнека рукоять должна быть максимально удобной и выносливой, так как подвергается большим нагрузкам. Если бурить будет один человек, оптимальная ширина ручки – 80–85 см, тогда как для работы в паре можно смело делать лопасти по 100–130 см в каждую сторону.

Для надежной фиксации в основном стволе делается дуговой вырез, труба погружается в него на 1\3 и тщательно заваривается. Обрезы труб аккуратно зашлифовываются УШМ. Желательно оснастить ручки прорезиненными накладками, которые не дадут рукам скользить и сделают работу более комфортной и безопасной. В конце в трубу вставляется болт и заваривается наглухо. На нем будет фиксироваться шнек и удлинители, поэтому стоит выбрать болт попрочнее.

На глубинах до 10 м хорошо подходят самые простые самодельные шнеки для бурения с двумя лопастями. Для этого берется труба 100–140 см длиной. Точный размер выбирается по росту оператора. В верхнюю часть трубы вваривается продолговатая гайка того же размера, что и болт. В нижнюю – толстый армирующий прут, который будет служить переходником к буру. На него крепится долото – самая твердая часть бура, принимающая на себя столкновение с породой. Можно купить готовое, а можно сделать из стальной полосы толщиной 3 мм и длиной 30 см. Полосу скручивают в спираль на три витка, прокаливают с охлаждением в кипящем масле или свинце и затачивают.

Спираль для шнека проще всего сделать из дисков от болгарки. Понадобится два диска, один на 150 мм с ровной кромкой, второй на 180 мм зубчатый (по дереву). Оба диска распиливают пополам, центральную часть рассверливают до размеров трубы. Затем диски приваривают к рабочей трубе под углом 35° относительно земли – сначала 150-миллиметровый, на 10 см выше него фиксируют второй. При необходимости центральную часть правят болгаркой.

При желании можно сделать более сложный и производительный вариант, в котором спираль шнека будет идти от долота до самого верха. Технология та же, только вниз крепится зубчатый диск от болгарки, следом – гладкие.

Вместо дисков болгарки можно использовать листовую сталь 2 мм, что будет дешевле, но более трудозатратно. В этом случае каждый круг придется отдельно вырезать и затачивать.

При необходимости делаются удлинители из обрезков трубы длиной 100-140 см. Снизу приваривается болт, сверху – продолговатая гайка. Аналогично делается удлинитель для шнека мотобура и другого автоматического оборудования.

Самодельные буры просты и недороги в изготовлении. Они не раз выручат вас при работе в саду, дачном строительстве и на зимнем отдыхе. Опытный мастер легко сделает мотобур из бензопилы или мощной дрели, что дополнительно сэкономит силы и средства.