Под ацетиленовым генератором понимают аппарат, служащий для получения ацетилена при разложении карбида кальция водой по следующей реакции: СаС, + 2Н20 - С2Н2 + Са(ОН). Каждый ацетиленовый аппарат должен иметь паспорт установленной формы, инструкцию по эксплуатации и сертификат безопасности.

Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция требуется 0,562 л воды, но практически берут от 5 до 20 л воды, так как реакция проходит с большим выделением тепла.

Ацетиленовые генераторы, предназначенные для сварки и резки, могут отличаться конструктивно и классифицируются по следующим признакам:

• по производительности — от 0,5 до 160 м³/час;
• по давлению вырабатываемого ацетилена — низкого (до 10 кПа) и среднего (от 70 до 150 кПа) давления;
• по способу перемещения — передвижные и стационарные;
• по системе регулирования взаимодействия карбида кальция с водой — с количественным регулированием взаимодействующих веществ и повременным регулированием, то есть регулированием времени контакта.

В зависимости от взаимодействия карбида кальция с водой генераторы могут быть двух систем: «КВ» — «карбид в воду» и «ВК» — «вода в карбид». Возможно комбинирование двух систем, когда дозируют оба вещества.

Основные конструктивные схемы ацетиленовых аппаратов приведены на рис.1. Основными элементами аппарата являются:

• газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция водой;
• газосборник (газгольдер), предназначенный для сбора и хранения ацетилена;
• предохранительное устройство, ограничивающее давление ацетилена в пределах установленной для данной конструкции нормы;
• предохранительный затвор, который при обратном ударе, происходящем в горелке или резаке, не пропускает взрывную волну во внутрь генератора;
• устройство, предназначенное для автоматической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от интенсивности его потребления.

Конструкции ацетиленовых генераторов регламентируются ГОСТ519-78, из которых каждый тип имеет свои достоинства и недостатки. На практике можно применить любой тип, если генератор находится в технически исправном состоянии, но наиболее предпочтительными являются генераторы комбинированной системы «вода на карбид».

Рис. 1. Ацетиленовые генераторы (схемы): А — принцип зарядки - «карбид в воду»; Б —  «вода в карбид»; В — сухое разложение карбида; Г — принцип вытеснения; Д — комбинированного действия — «вода в карбид» и «вытеснение»; 1 — бункер с карбидом кальция; 2 — реторта; 3 — подача воды; 4 — газосборник; 5 — удаление осадка; 6 — отбор газа.

Рис. 2. Ацетиленовый генератор среднего давления «АСП -10»: А — внешний вид; Б — схема; 1 — винт; 2 — коромысло; 3 — направляющие; 4 — крышка; 5 — пружина; 6 — мембрана; 7 — горловина; 8 — корзина для карбида кальция; 9 — клапан предохранительный; 10 — трубка; 11 — патрубок; 12 — вентиль; 13 — предохранительный затвор; 14 —16 — сливной штуцер; 15 — контрольная пробка; 17 — поддон; 18 — контрольный манометр.

Ацетиленовый генератор АСП -10

В условиях домашних мастерских и строительных площадок чаще всего применяют передвижной ацетиленовый генератор типа АСП-10, имеющий производительность 1,25 м³/час (рис.2), основные технические характеристики которого приведены в таблице.

Ацетиленовый генератор АСП -10 представляет собой металлический цилиндр, состоящий из корпуса с крышкой 4 и мембраной 6, корзины 8, предназначенной для загрузки карбида кальция, предохранительного клапана 9, вентиля 12, предохранительного жидкостного затвора 13, сливного штуцера 14, контрольной пробки 15, сливного штуцера 16, поддона 17 и контрольного манометра 18.

В верхней части корпуса размещен газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция с выделением ацетилена. В средней части расположен вытеснитель, в котором находится воздушная подушка и вода, которая сообщается с водой в газообразователе в процессе работы генератора. В нижней части генератора расположен промыватель, в котором происходит охлаждение ацетилена и отделение его от образовавшейся извести. Газосборник, являющийся верхней частью промывателя, служит для накопления образовавшегося ацетилена.

Технические характеристики генератора АСП-10

Переносные ацетиленовые аппараты устанавливаются вне помещений, желательно под навесом. Стационарные аппараты, а также переносные, предназначенные для стационарной работы, должны устанавливаться в специальных помещениях и эксплуатироваться согласно требованиям «Правил техники безопасности и производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и газопламенной обработке металлов». Возле мест установки ацетиленовых генераторов должны вывешиваться предупредительные таблички. При минусовых температурах ацетиленовые генераторы устанавливают в утепленных будках.

Заправляют генератор в следующей последовательности. Через горловину 7 заливают необходимое количество воды, которая при достижении уровня переливной трубки 10 поступает в промыватель. Заполнение контролируют переливной пробкой 15. Карбид кальция загружают в металлическую решетчатую корзину 8, закрепляют поддон 17, устанавливают на место и прижимают металлической крышкой 4 с мембраной 6. Плотность прилегания крышки к корпусу генератора обеспечивается винтовым зажимом 1.

По мере разложения карбида кальция водой выделяемый в газообразователе ацетилен по трубке 10 поступает в промыватель, проходит сквозь слой воды, где охлаждается и очищается и через вентиль 12 по шлангу поступает на потребление.

Необходимое для сварки давление ацетилена поддерживается предохранительным затвором 13. Процесс разложения карбида кальция регулируется следующим образом. По мере разложения карбида кальция корзина опускается в воду вертикальным движением под действием вытеснителя. Когда давление ацетилена повышается, корзина с карбидом поднимается вверх под действием пружины и мембраны. При этом уровень погружения карбида в воду снижается и,   как  следствие,   снижается   количество вырабатываемого ацетилена, что, в свою очередь, приводит к снижению давления. Если давление падает ниже допустимого, усилием пружины корзина опускается в воду, и автоматически увеличивается количество вырабатываемого ацетилена и давление начинает повышаться.

Кроме того, давление в аппарате регулируется уровнем воды, находящейся в газообразователе. По мере выработки ацетилена, когда давление повышается, вода под его действием переливается в вытеснитель, ее уровень снижается и количество вырабатываемого ацетилена снижается. Если давление ацетилена падает, вода из вытеснителя поднимается вверх, смачивая карбид кальция, и количество вырабатываемого ацетилена вновь возрастает. Таким образом, при помощи указанных двух механизмов поддерживается необходимое количество вырабатываемого ацетилена и его рабочее давление.

Технические характеристики предохранительных затворов

Предохранительные затворы представляют собой защитные устройства. Основная функция предохранительного затвора состоит в защите ацетиленовых генераторов и трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе. Кроме того, предохранительный затвор препятствует проникновению в генератор кислорода из горелки или резака, что может привести к взрыву. Под обратным ударом понимают воспламенение горючей смеси в каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего газа. Горящая смесь, образовавшаяся при обратном ударе, устремляется по ацетиленовому каналу горелки или резака в шланг и при отсутствии предохранительного затвора - в ацетиленовый аппарат, что может привести к его взрыву. Это отрицательное явление возникает в случае, если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, а также от перегрева и засорения канала мундштука горелки или резака.

Предохранительные затворы могут быть двух типов — водяные (жидкостные) и сухие (механические). Внешний вид водяного затвора ЗСГ — 1,25, устанавливаемого на наиболее распространенных ацетиленовых генераторах АСП-10, показан на рис.3, а на рис. 4 показана принципиальная схема работы данного вида оборудования для низкого давления ацетилена.

Рис. 3. Водяной затвор ЗСГ-425-4: А — от генератора; Б — к горелке; 1 — ниппель; 2 — пламенепреградитель; 3 — корпус; 4 — гуммированный клапан; 5 — колпачок; 6 — штуцер; 7 — пробка; 8 — рассекатель; 9 — контольная пробка	Рис. 4. Водяной предохранительный затвор низкого давления для ацетилена: А — при нормальной работе; Б — в случае обратного удара; 1 — вентиль; 2 — трубка газоподводящая; 3 — воронка; 4 — выходной ниппель; 5 — контрольный кран; 6 — корпус; 7 — дно затвора; 8 — диск-рассекатель; 9 — резиновая прокладка; 10 — предохранительная трубка.

Затвор состоит из цилиндрического корпуса с верхним и нижним цилиндрическими днищами. В нижнее днище затвора ввернут обратный клапан, состоящий из корпуса, обрезиненного клапана и колпачка, ограничивающего подъем клапана. Внутри корпуса (в верхней части затвора) расположен пламяпреградитель, а в нижней — рассекатель. Корпус затвора заполняют водой до уровня контрольного крана. Ацетилен, подводящийся по трубке, проходит через обратный клапан, а в верхней части корпуса - через отражатель и отводится к месту потребления через расходный кран.

При обратном ударе ацетилено-кислородного пламени давлением воды клапан прижимается к седлу и не допускает проникновения ацетилена из генератора в затвор.

Пламя гасится столбом воды. После каждого обратного удара из затвора выбрасывается часть воды, которую необходимо дополнять до уровня контрольного крана. Это необходимо делать после каждого обратного удара, так как при недостатке воды ацетилен через затвор будет выходить в атмосферу.

Недостатком водяных предохранительных затворов является замерзание воды при работе на морозе. Поэтому в зимнее время их рекомендуется заливать морозоустойчивыми водными смесями этиленгликоля или глицерина. Приготавливают эти растворы смешиванием двух объемов этиленгликоля или глицерина с одним объемом воды. Температура замерзания таких жидкостей соответственно составляет -75°С и -36°С. Иногда применяют солевые растворы (NaCl и CaCL), но они вызывают коррозию стенок затвора, что накладывает ограничение на их использование.