Анализ и диагностика бытовой газовой плиты

Радикальный способ улучшения герметизации всех соединений газопровода, применяемый  широко и зарубежными фирмами, —  переход на торцевое уплотнение. При  этом на любом соединении один конец  трубы (или соединяемой с ней  детали) имеет обычную крупную  наружную резьбу, а другой, присоединяемый, конец — развальцовку с надетой  предварительно накидной гайкой. Герметичность уплотнения обеспечивают применением плоской кольцевой прокладки из паронита или другого уплотняющего материала. Хорошие результаты можно получить, если придать соединяемым деталям конусообразную форму, в частности для соединений труб с краном или горелочным устройством. При этом на торце присоединяемой детали снимают фаску, а трубку развальцовывают с заданным углом конуса. В этом случае дополнительная прокладка под накидную гайку не требуется. Наилучшие результаты такое соединение дает при использовании для газопровода алюминиевых труб.

При всех этих условиях любое соединение на линии газопровода, транспортирующего газ под определенным давлением, может явиться потенциальным источником утечки и требует профилактического надзора в течение всего срока эксплуатации плиты. Поэтому разумно стремиться к максимальному сокращению числа соединений на газопроводе.

В настоящее  время заводы, изготовляющие унифицированные  плиты, начали выпускать новый тип  горелок, имеющих развитый по длине  горизонтальный смеситель. В этих условиях газ внутри плиты транспортируется только в пределах коллектора. Далее, до огневых отверстий горелок  стола, через смеситель транспортируется уже газовоздушная смесь, имеющая до 60% воздуха и минимальное  давление.   Этим  путем может быть сокращено до 60% соединений, опасных в отношении утечки газа, и  существенно повышена общая герметичность аппарата.

Рис. 3. Газовая горелка

Корпуса и пробки кранов изготовляют из устойчивого  к коррозии материала (латунь ЛС-59-1) методом горячей объемной безоблойной штамповки. Этот способ применяют на большинстве отечественных заводов как наиболее производительный и обеспечивающий высокую надежность герметичности кранов. Отдельные заводы (Волгоградский, Тбилисский ЗГА и некоторые зарубежные) применяли для изготовления кранов метод литья под давлением. Этот способ менее предпочтителен, так как литое изделие может иметь скрытые поры и обладать меньшей плотностью металла, что снижает потенциальную герметичность узла. Втулки кранов (стержни) изготовляют литьем под давлением из вторичного алюминия (для кранов типа В) или из стали (для кранов типа А и Б). Ручки крепят или винтом, ввертываемым в торцевое отверстие на втулке или стержне (для обоих типов), или пружинной посадкой на разрезном стальном стержне. Пружинную посадку выполняют иногда и на сплошной (неразрезной) втулке, устанавливая плоскую пружину в литой пластмассовой рукоятке.

Различным для сопоставляемых вариантов крана  является способ присоединения к  газопроводам горелок. На кранах типа А и В это соединение выполняют  путем ввертывания нарезного  конца трубки или корпуса сопла  непосредственно в корпус крана, имеющего внутреннюю резьбу, с поджатием контргайкой. Краны типа Б, имеющие на корпусе наружную резьбу на торцевом соске, соединяют с нарезанным концом трубы (или корпусом сопла для передних горелок) при помощи специальной муфты. При сопоставлении кранов типа А, Б и В следует отметить бесспорное преимущество кранов типа А и Б в способе фиксации пробки. Движение стопорного винта по пазу в корпусе ничем не затруднено. На кране типа В стопорный винт способен отвинчиваться в эксплуатации. Необходимо тщательно соблюдать размеры ненарезаемого хвостовика, так как при его большой длине и нагреве крана в работающей плите возможно заедание между винтом и втулкой, приводящее иногда к невозможности закрытия нагретого крана и поломке рукоятки. Недостатком крана типа Б кроме несколько большей трудоемкости изготовления является понижение прочности на переходе корпуса к нарезному торцевому соску. В этом месте, особенно при литом исполнении крана, в эксплуатации наблюдаются случаи облома соска. Кроме того, для присоединения к газопроводам необходимы муфты с резьбой на обоих концах, что увеличивает количество резьбовых соединений в плите и потенциально снижает герметичность газопровода в целом.

Наиболее  ответственным элементом крана  с точки зрения его герметичности, а также плавности и легкости поворота пробки является конусная пара: внешний конус на пробке и внутренний конус на корпусе. Для герметичности  крана в закрытом положении в пределах требований ГОСТ 10798—70 (падение давления на 10 мм вод. ст. в течение 5 мин при исходном давлении 500 мм вод. ст.) очень важна технология изготовления. При надлежащем способе изготовления краны в эксплуатации в присутствии уплотняющей смазки не теряют герметичности в течение года и более. Главное условие плотности конусной пары —полная геометрическая идентичность спариваемых конусов. Достигают этого за счет применения после предварительной проточки одновременной механической обработки обоих конусов за одну установку на станке, имеющем два шпинделя, смещенных от оси станка под заданным углом. Станки такого типа выпускает Одесский завод расточных станков, и их уже довольно широко применяют на заводах газовой аппаратуры. Для обработки используют при этом твердосплавные или алмазные резцы. На лучших отечественных заводах практикуют проверку чистоты обработки изделий по эталону на специальном оптическом стенде.

Еще довольно широко практикуемая на заводах раздельная обработка элементов конусной пары на универсальных станках с применением  специального инструмента (пушечных сверл  и фрезы) или обработка пробки и расточка корпуса резцом по копиру дают значительно худший результат. Получаемая при этом «бочковатость», или вогнутая поверхность, конусов  не обеспечивает их полного взаимного прилегания и не исправляется полностью при последующей притирке. Такие краны, естественно, требуют для поддержания герметичности и большего количества смазки, и более частого смазывания, а иногда и дополнительной притирки при ремонте. Притирка поверхностей конусной пары, применяемая на всех заводах газовой аппаратуры, нужна тем меньше, чем полнее обеспечены заданные геометрические размеры при токарной обработке. На хорошо обработанном кране притирка нужна только для подготовки поверхности под равномерное распределение смазки и требует очень короткого времени.

4. Духовой шкаф

 Конструкция  духового шкафа плиты тесно  связана с конструкцией и размещением  в нем горелок. Будучи нетеплоемкими,  духовки должны обеспечивать  технологические кулинарные нужды  только за счет циркуляции  внутри шкафа тепловых потоков,  восходящих от пламени горелок  и выходящих в помещение кухни  через выводные отверстия. Иными  словами, поддержание теплового  режима в духовке является  функцией только непрерывной  подачи тепла от горелок в  процессе их работы при минимальном  аккумулировании этого тепла  металлом самой плиты. Духовые  шкафы конструируют таким образом,  чтобы обеспечить оптимальные  условия циркулирования нагретого воздуха и продуктов сгорания газа в пределах самой духовки и направление их основной части к выпекаемому или обжариваемому изделию с последующей эвакуацией за пределы плиты. Обеспечивается это установкой по бокам духового шкафа подвесных стенок, через прорези которых и в зазорах между ними и боковыми стенками духовки циркулируют тепловые потоки, омывающие выпекаемое изделие.

Рис.4. Духовой шкаф

Для большей  концентрации тепла внутри духовки  применяют (в частности, на новых  типовых моделях плит) специальную  теплоизоляцию из стекловаты или  другого нетеплопроводного материала, предохраняющую одновременно и наружные поверхности плиты от нагрева выше разрешенного предела. Действующий ГОСТ строго оговаривает эти пределы, не превышающие 120° С для задней стенки и дверки духового шкафа и значительно меньшие для других внешних деталей. У плит старых моделей, не имеющих специальной теплоизоляции, защита от перегрева наружных поверхностей обеспечивается зазорами между элементами духового шкафа и облицовочными поверхностями при создании условий для прохождения через эти зазоры охлаждающего воздуха окружающей атмосферы. В отдельных наиболее нагреваемых участках между духовкой и наружными стенками иногда устанавливают стальные экранирующие пластины. Над верхней частью духового шкафа устанавливают отводной патрубок, по которому горячие газы из духовки выходят наружу через специальное окно в задней стенке плиты. Доступ воздуха, необходимого для работы горелок духового шкафа, обеспечивается рядом бтверстий в дне или в нижней части задней стенки плиты.

На плитах старых моделей ленинградского образца  духовой шкаф как отдельная конструкция  не существует вовсе. Полость духового шкафа оформлена рядом отдельных  вставных деталей (отражатель, подвески, дно духовки). В конструкциях плит московского типа и в новых типовых моделях плит духовой шкаф оформлен уже как отдельный сборочный (иногда цельносварной) узел с пятью стенками.

С передней стороны духовой шкаф защищен  откидной дверкой, имеющей пружинное  устройство (или противовесы) для  возвращения в закрытое положение и упоры для обеспечения ее горизонтальности в открытом виде. Дверки духовых шкафов новых конструкций плит снабжены смотровыми стеклами, что кроме улучшения декоративного оформления плиты создает удобство пользования духовым шкафом, особенно при наличии в нем электроосвещения (в отечественных конструкциях пока не применяется). Все внутренние детали духовых шкафов покрывают защитным слоем керамической эмали, обычно темных тонов.

Основным  назначением духового шкафа является выпечка мучных изделий. В связи с этим стандартом для оценки эксплуатационных качеств духовых шкафов предусмотрено объективное определение качества выпечки плоского и трапецеидального изделий из теста специальной рецептуры. Основным показателем при этом является разница в колере выпеченного изделия в пределах одной поверхности и между двумя противоположными — низом и верхом. При проведении типовых и периодических испытаний по ГОСТ 10798—70 оценку этого показателя производят с помощью специального прибора — фотометра, определяющего коэффициент диффузного отражения проверяемой поверхности в сопоставлении с эталоном. При этом разница в колере противоположных поверхностей выше 30% не допускается. Контролируется и время выпечки.

Духовой шкаф используют и для жарения, для  чего в комплект плиты вводится съемный  противень и жарение производится за счет тепла основной горелки. Для  плит высшего класса предусмотрена  еще и специальная горелка  для обжаривания (горелки «Грилл») сверху. Горелка размещается в  верхней части духового шкафа  и использует обычно эффект инфракрасного  излучения, что повышает качество обжаривания мяса или дичи. Под горелкой «Грилл» в плитах высшего класса размещается вертел с ручным или механическим приводом.

Нижнее  пространство под духовым шкафом на унифицирован-| ных плитах используется как полезный объем. Эта полость занята шкафом для хранения кухонного инвентаря и закрыта откидной крышкой или заполнена выдвижным ящиком.

5. Стол плиты

Верхнюю, варочную, часть плиты оформляют  столом с конфорками. В старых моделях  плит стол изготовляли как накладную  деталь (зачастую накладываемую без  крепления), штампованную из листовой стали толщиной 2 мм и покрытую эмалью темного цвета. Покрытие столов белой  эмалью на всех типоразмерах плит введено  с 1968 г. На столе, имеющем круглые (или  прямоугольные) отверстия над каждой горелкой, устанавливают конфорки, литые из чугуна или штампованные из листовой стали. В соответствии с ГОСТ 10798—64 четырехконфорочные плиты укомплектовывали запасной конфоркой с высокими ребрами для крупной посуды. На двухконфорочных плитах Ленинградского ЗГА устанавливали цельноштампованный стол со встроенной конфоркой. На четырехконфорочных плитах ленинградской модели к столу добавляли боковые съемные полки и откидную крышку (щиток), устанавливаемую на задней части стола. Между столом и духовым шкафом имеются выдвижной поддон и над ним задний и боковые сточные листы.

Рис.5. Стол плиты

С введением  новых унифицированных плит и  применением вертикальных конфорочных  горелок появились новые конструкции стола, служащего одновременно и подгорелочным листом. Такой стол перекрывает всю верхнюю часть плиты и имеет лишь отверстия для установки горелок. Эти отверстия снабжены кольцевыми буртиками для предотвращения попадания воды или остатков пищи в зону газопроводов. Стол имеет шарнирное устройство для откидывания в случае ремонта или регулировки работы горелок. Сверху на стол устанавливают литую, сварную или штампованную решетку, состоящую иногда из двух половин, на которую устанавливают посуду с приготовляемой пищей. С задней стороны стола устанавливают щиток или откидную крышку для защиты стены помещения ож попадания брызг пищи.

На последних  моделях плит и в ряде зарубежных образцов получили широкое распространение  конфорочные решетки, изготовленные из пруткового материала — стали рядового проката с эмалевым или гальваническим покрытием или нержавеющей стали. Такие решетки различных конфигураций гнутого и сваренного прутка удобны для очистки, легки по весу и создают выгодные условия для доступа воздуха к горелкам стола. При изготовлении эти решетки требуют тщательного контроля плоскостности несущей поверхности и недопущения каких-либо короблений.

2. Ремонтопригодность устройства

2.1. Расчет пружины предохранителя

        Пружина предназначена для накапливания и поглощения механической энергии. Пружина может быть изготовлена из материала, имеющего достаточно высокие прочностные и упругие свойства.

        Стальные пружины общего назначения изготавливают из высокоуглеродистых сталей (У9А-У12А, 65, 70), легированных марганцем, кремнием, ванадием (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, работающих в агрессивных средах, применяют нержавеющую сталь (12Х18Н10Т), бериллиевую бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцинковую бронзу (БрОЦ-4-3).

        Небольшие пружины можно навивать из готовой проволоки, в то время как мощные изготавливаются из отожжённой стали и закаляются уже после формовки.

        Пружина для проектируемого устройства  будет изготовлена из высококачественной  стали, поэтому допускаемое напряжение  при его расчете имеет высокое  значение:

Значения  поправочного коэффициента

Таблица 1