V tomto článku chci popsat své zkušenosti s prací s hlínou, výrobou cihel z ní (ve formátu 1:6) a vytvořením zmenšeného modelu typické topné pece. PTO-2300.
Začněme od dětství. Vyrostl jsem v domě s kamny. Sekání dříví, pálení topeniště, plameny v topeništi, hluk větru v komíně v zimě, nuance seřizování tahu dmychadlem a klapkami kamen jsem vstřebával odmala. Vrátit se k možnosti posedět u ohně, házet dříví bylo možné až v dospělosti. Zároveň se zrodila touha zabývat se konstrukcí pecí; jejich druhy a účel; vlastnosti provozu; rozdíl a výhody/nevýhody jednoho typu vytápění od jiného.
Záměrně byl zvolen zmenšený formát, jakási miniaturizace – se stejným kognitivním efektem vyhráváme z hlediska času, množství použitých materiálů, vynaloženého úsilí, nákladů na dopravu, potřebného prostoru atd. A můžete vždy zvětšujte měřítko.
Nejstarší přírodní zdroj objevený lidstvem. Bylo z něj postaveno cokoli: stěny a střešní materiály, kamna, domy, konstrukce a konstrukce, domácí a kuchyňské potřeby, hračky, řemesla, umělecká díla. Je všude, seženete ho v jakékoli oblasti, dostupné rezervy jsou obrovské.
Za několik měsíců bádání se mi podařilo najít tři hliněné lomy v bezprostřední blízkosti (a dozvěděl jsem se o dalších třech nebo čtyřech potenciálně možných, ale nenavštívil jsem). V nich jsem nakopal hlínu různé kvality a barvy. V obchodě jsem koupil ještě dva druhy přečištěné profesionální modelíny. Barevná paleta jílů v přírodě je velmi rozmanitá – od bílé a černé – až po celé spektrum červenožluté, stejně jako zelené, modré atd. Mimochodem, zelená hlína byla první, kterou jsem potkal pouhých 200 metrů od Domov!
Nejdůležitější věcí, pokud začnete těžit hlínu sami, je vyčistit ji od písku, organických nečistot, suti a dalších inkluzí. Pro označení tohoto procesu byl vytvořen speciální termín – elutriace. Technologie je velmi jednoduchá: nahromaděná hlína se rozpustí ve vodě a prochází řadou sít se stále jemnějšími oky. Velké částice se oddělí a na výstupu máme suspenzi s jemnými jílovými částicemi. Po usazení, vypuštění přebytečné vody a konečném vysušení hlíny získáme suroviny pro další pokusy.
Hotovou hlínu můžete roky skladovat v igelitových sáčcích (bez ztráty správné vlhkosti). A tak se tento produkt vůbec nezhoršuje – časem se jen zlepšuje.
Cihly
Když jsem ručně vytvaroval pár cihel, uvědomil jsem si, že je to zbytečně pracná cesta. Navíc se ukázalo, že rozptyl ve velikosti je příliš kritický. Bylo nutné převzít výrobu forem, zavést normy.
Paralelně s výrobou formy jsem “česal” internet, články a knihy na téma, jakou technologií lze sériově a rychle vyrábět cihly. Nejstarší a nejjednodušší je ruční formování. Uvažovalo se i o vytlačování hliněné hmoty šrouby nebo hydraulickými tlačníky, ale tyto příliš ambiciózní plány byly ponechány do budoucna.
Zjistil jsem, že pec vyžaduje asi 300 plných cihel (nebo asi 500 s půlkami, čtvrtkami a dalšími částmi). Standardně se mi za hodinu a půl podařilo vyrobit cca 20-25 cihel. Tito. kolem 18-22 hod na pěchování hlíny do formy a lisování hotového výrobku na sušící polici – a kompletní sada výrobků pro sestavení pece je hotová!
Použil jsem poměrně hustou, tvrdou hlínu, vyhladil všechny záhyby, nerovnosti, nakrájel na čtvrtiny-poloviny paralelně (a také jsem přišel na jejich potřebu). Proto byl tento proces prodloužen. Kusová výroba je časově nejnáročnější.
Zákon “čtverec – krychle”
Když jsem zvolil zmenšené měřítko cihel, v praxi jsem pocítil zákon “čtverec – krychle”, který říká:
Zvětší-li se fyzický objekt při zachování stejné hustoty materiálu, ze kterého je vyroben, jeho hmotnost se zvýší úměrně s faktorem zvětšení na třetí mocninu, zatímco jeho povrch se zvětší úměrně druhé mocnině měřítko.
příklad: Skutečná standardní cihla má rozměry 250x120x65 mm a hmotnost 3600 gramů. Hustota cihly je 1846 kilogramů na metr krychlový.
Zmenšíme jeho velikost asi 6x. Dostaneme lineární rozměry 42x20x11 mm a hmotnost rovnou 17 gramům.
Tito. změna lineárních rozměrů v poměru 1:6 vedla ke změně hmotnosti v poměru 1:211. Pokus může každý opakovat doma.
Praktické závěry (ve vztahu k mému experimentu) – hmotnost celého modelu pece nebude větší než 5-6 kg. Což je velmi výhodné pro stavbu, stěhování a skladování. Cihly této velikosti ještě nejsou miniaturní (není potřeba pinzeta a lupa), ale už také nejsou „kyklopské“ – není potřeba nosit další závaží a přidělovat polovinu místnosti pro „staveniště“. Vše se smontuje rychle a pohodlně na stole nebo parapetu.
Hořící
Střelba – zatím se nedotýkejte. Pro zdivo je síla surových cihel více než dostatečná. Pražení vyžaduje přístup k ohni, pecím. Řečeno jazykem IT, tato díla lze rozdělit do samostatného subsystému a prozkoumat později. Mezitím předpokládáme, že v metodě Hořící() existuje dočasný “stub”, který vždy vrátí “true”.
Tvorbu pece jsem zahájil studiem teoretických a praktických zkušeností lidstva. Na toto téma je již dávno vše do detailu zpracováno – palivo je drahé a je drahé ho spalovat (ve všech ohledech). Proto lidé přišli na řadu optimálních návrhů, které jim umožňují získat maximum tepla z jednotky palivového dřeva, uhlí, rašeliny atd.
Jako vzorek jsem zvolil typická topná kamna PTO-2300
- hmotnost – 1260 kg
- plocha teplosměnných ploch – 5,5 mXNUMX.
- konvekční systém – zvon
- komín – namontovaný
- typ povrchové úpravy – prošívání
- s jedním topeništěm – 1400 W
- s dvojitým topeništěm – 2300 W
- s jedním topeništěm – 1600 W
- s dvojitým topeništěm – 2500 W
- keramická cihla – 210 ks.
- šamotové cihly – 76 ks.
Topeniště je zpravidla vyrobeno ze šamotových cihel (v mém modelu je to bílá cihla) a výměník tepla (nebo systém kanálů, pole pecí, které ukládají teplo) je vyroben z červených cihel. Nutnost použití šamotových cihel je způsobena vysokými teplotami vznikajícími při spalování.
Různé druhy paliva vyžadují topeniště různých velikostí, tvarů a provedení. A jiný přívod vzduchu. V případě spalování tvrdého a hnědého uhlí vyžaduje rašelina menší topeniště a je potřeba dmychadlo – vzduch je přiváděn zespodu, přes rošt.
Kamna jsem navrhoval na topení dřevem, vzal jsem tedy větší rozměr topeniště a zvolil krbový typ spalování dřevem. V naší oblasti se v kamnech pro domácnost netopí uhlím a rašelinou (prostě nejsou k dispozici) – používají pouze palivové dřevo.
Samotná pokládka je velmi jednoduchá. Pokud nepoužijete závazné řešení, ale jednoduše vyberete design pece v řadách, samozřejmě. Cihla po cihle, cihla po cihle. Děláme model, ne skutečný vzorek, že? Nemusíte se tedy bát šití. Kromě toho můžete chtít tyto cihly v budoucnu vypálit nebo je použít v jiném projektu.
Mimochodem, kamnáři říkají, že správně navržená kamna nevyžadují maltu, aby všechny její prvky držely pohromadě, v jediné monolitické konstrukci. Tito. utěsnění švů je potřebné pouze k zajištění těsnosti a ochraně osob před vnikáním spalin do obytného prostoru.
Na dně trouby jsem udělal zákopy – malé teplovzdušné kanálky propojené s místností v podlahové části, kterými cirkuluje vzduch vytápěné místnosti. Příkopy zvyšují přenos tepla kamen a eliminují přehřívání podlahy, na které jsou kamna instalována.
Kování
Původně jsem chtěl vyfrézovat pec a čistící dvířka z duralu a vyřezat průhledové ventilky z cínu. Pak si to rozmyslel a tyto díly rychle sestavil a slepil z kartonu. Je mnohem jednodušší a rychlejší dostat se do velikostí a upravit vzhled pomocí této technologie. Vše pokryjeme lesklou barvou ve spreji, počkáme na sušení – dostaneme produkty, které potřebujeme.
Roštová nebo patrová trouba?
Zpočátku, ve starověku, byly všechny pece postaveny topeniště. V procesu evoluce člověk zdokonalil kamna tím, že k nim přidal rošt (pro spalování různých druhů paliva). O tom, jakou pec postavit – rošt nebo topeniště, se vedou bouřlivé diskuze.
V roštových topeništích se palivové dříví skládá na rošt (rošt). Rošt, resp. slouží jako dno topeniště. Primární vzduch je přiváděn přes rošt pro spalování k palivu.
V krbové peci je na podlaze naskládáno palivové dříví. Topeništi se říká hluché patro topeniště. V nístějové peci je primární vzduch přiváděn dvířky topeniště.
Otevřel jsem řadu dávky a to krbová pec (v porovnání s roštem při použití palivového dřeva jako paliva):
- z topeniště mizí studené jádro (vzduchové potrubí pod roštem). Celé pole trouby se zahřívá rovnoměrněji
- palivové dřevo shoří téměř úplně, vyšší účinnost, získáme více tepla
- méně produkovaných sazí a popela
- dno pece je ohříváno nejen plamenem, ale i uhlíky
- je zajištěna nízká hladina kondenzátu v komíně, neteče dehet. Nedochází k vnikání nespálených částic paliva do potrubí.
- spalování v tomto případě probíhá shora dolů, palivo hoří pomaleji, rovnoměrněji, protože hoří pouze horní vrstva, ne celá hmota (jako při spalování na roštu)
Design ve 3D
Před zahájením prací jsem zhotovil kompletní model pece v programu pro 3D modelování. Používám FreeCAD (ale jakýkoli jiný bude samozřejmě stačit). To umožnilo vidět nadcházející „náplň práce“, studovat nuance zdiva, představit si složitost jednotlivých operací a vizualizovat požadovaný výsledek. A samozřejmě se mi velmi líbil samotný proces XNUMXD návrhu.
Z hlediska času: vytvoření modelu pece trvalo čtyři až pět večerů (v průměru jeden a půl až dvě hodiny). A to s ohledem na vývoj technologie virtuálního zdění. Podruhé si myslím, že jsem to zvládl rychleji. Pro srovnání, samotné práci jsem věnoval desetkrát více času. Výhody XNUMXD modelování a designu jsou evidentní.
Pokud není možné nápad realizovat naživo, můžete jej vytvořit virtuálně. Mozku je jedno, zda pracuje s obrazem nebo jeho skutečným ztělesněním. Potěšení (endorfiny) dostáváme téměř stejně.
Závěr
V životě je vždy prostor pro sny, realizaci vašich jedinečných nápadů a mimořádných projektů. Žijte život naplno, nebojte se popustit uzdu své fantazii a jít za ní.
