胡今婧
摘要:酒精噴燈在中學化學實驗中常用作高溫加熱源儀器,使用方便、安全,但也常常會發生各種故障。介紹了座式酒精噴燈的內部結構、工作原理,列出了座式酒精噴燈常見的幾種故障,如火焰無法噴出、火焰太小或是噴出火雨等。針對每種故障的不同表現,依據燃燒的原理及實驗分析,總結得出了切實可行的酒精燈故障排查及相應的維修方法。
關鍵詞:酒精噴燈;故障排查;維修方法
文章編號:1005–6629(2015)9–0037–03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
酒精噴燈是初中化學實驗中不可缺少的高溫加熱儀器,如木炭還原氧化銅、大理石煅燒分解等實驗都需要高溫火焰。酒精噴燈火焰可迅速升溫至1000℃,且使用方便、安全,課堂演示效果好。但在近幾年的教學實驗準備過程中,經常會遇到不能正常工作的酒精噴燈,有時正常燃燒的酒精噴燈會在課堂上有異常表現,有的越燃燒火焰越小,有的會突然熄滅,而且這類故障并不能立馬消除,因此教師在使用酒精噴燈時總會擔驚受怕。
此外,酒精噴燈的維修說明書又過于簡單,對常見的故障、處理方法以及一些內部結構(如圖1)并未作過多說明,實驗員也只能通過自己的拆解予以了解。因此,上課時遇上有故障的酒精噴燈常常一籌莫展,無法解決。
酒精噴燈的工作原理是先在預燃杯中倒入適量的酒精,然后點燃杯中的酒精,使內部燈芯上的酒精受熱氣化,填有燈芯的銅管也迅速成為一個氣化室,銅管內的酒精蒸氣隨著噴管噴出,燃燒形成高溫。筆者以J2609型座式酒精噴燈為研究對象,根據平時使用的情況,對其多次探究和改進。現羅列座式酒精噴燈常見的故障情況,根據燃燒的原理,總結切實可行的故障排查及維修方法,供化學教師或實驗室管理人員參考。
1 情況一:火焰無法噴出,或時斷時續
原因分析1:燈芯未完全被酒精浸潤,無法形成酒精蒸氣。
解決方法:長時間未使用或第一次使用的酒精噴燈,添加酒精并擰緊銅帽后,必須先倒置噴燈數秒,使燈芯完全被浸潤,防止酒精燃燒過程中燈芯未完全浸潤而炭化,導致燈芯損耗,并且炭化的燈芯也會堵塞噴氣孔。
原因分析2:進風量太大,酒精蒸氣供給不及,無法形成持續的火焰。
解決方法:剛開始點燃噴燈時,進風量不宜過大,容易導致噴燈無法成功點燃。在點燃預燃杯內的酒精前,應將火苗調節桿放在中間偏下處,待噴火有力并穩定后再逐步往上調節,使酒精燃燒更充分。
原因分析3:噴氣孔被堵塞,燈芯的炭化顆粒、燈芯上形成的晶體從內部堵塞出氣孔,或是燃燒過程中產生雜質顆粒掉入噴氣孔使火焰無法噴出。
解決方法:噴氣孔堵塞這種情況往往都比較危險,此時壺體內因受熱而壓強過大,容易造成壺體變形,嚴重的會造成壺體爆裂,發生傷害事故。建議發生該故障時,及時用細銅絲或鐵絲疏通(不能用過粗的銅絲或鐵絲疏通噴氣孔),或是將銅管與壺體分離后用洗耳球從燈芯管下方往內部鼓氣,使噴氣孔暢通。
原因分析4:噴氣孔的噴口過大,噴出的酒精壓強變小,噴發無力,火焰也會減弱。
解決方法:①可以從噴管上方用工具將噴氣孔擰下,用銅絲填補空檔處。②用鉗子等工具將噴口收小[1]。注意:有些型號的酒精噴燈噴氣孔是被焊接固定住的,那么方法①、②不可行,只能更換新的噴燈。
2 情況二:火焰能噴出,但漸漸變小,最后甚至不能維持
原因分析1:壺體除噴氣孔,還有其他漏氣的地方,如壺嘴或壺體損壞。
解決方法:檢查壺嘴的銅帽內石棉墊圈是否完好,銅帽是否擰緊。還要檢查壺體是否有裂縫,若出現裂縫務必將該酒精噴燈報廢。
原因分析2:J2609型酒精噴燈的壺體與燈芯管間是依靠內置螺旋并配以生料帶加以密封的,若生料帶破損或纏繞不緊密,則會造成壺體與燈芯管間的連接處漏氣,該連接處泄露嚴重時會伴有酒精流入預熱盤(預燃杯)或流至壺體外。
解決方法:此時應拆開壺體與銅管的連接,更換生料帶并重新旋緊。
原因分析3:添加的酒精量不足,導致火焰減弱。
解決方法:倒入酒精的量約為酒精噴燈容量的三分之二最為理想,此時酒精燃燒的火焰持續,聲音氣勢大。酒精量少于五分之二則太少,火焰力度會逐漸減弱,燈芯也容易炭化,發現酒精偏少則應及時添加。
原因分析4:火焰噴出后,火苗調節器位置調整太高,導致進風量太大。
解決方法:進風量太大,燃燒火焰會偏黃、不穩定,建議及時調整火苗調節器至最低位。若在最低位置時進風量仍偏大,可自行配制少量石灰漿,填于噴管與噴氣孔下方連接處的空隙,等干透后則可起到減小進風量的效果。
原因分析5:預燃杯中酒精太少,預燃過程短,燈芯上的酒精未被充分加熱,噴出量不足,火焰噴出一段時間后熄滅[2]。
解決方法:預燃杯中酒精盡可能多加,但不要超過預燃杯容量,以免發生酒精外溢。添加酒精時可從預燃杯上方小心傾倒,預燃時使燈芯管內的酒精充分被加熱,形成酒精蒸氣。若火焰是因為預燃不夠而熄滅,可立即再做一次預燃,使酒精充分受熱而成功噴出火焰。
原因分析6:燈芯塞進燈芯管的部分太少,受熱時形成蒸氣的酒精量就會偏少,以至噴出的蒸氣偏少,火焰就會漸漸變小。
解決方法:在酒精噴燈的故障維修中有時也會拆出燈芯重新安裝,此時要注意燈芯應盡量塞進燈芯管頂部,確保酒精蒸氣在燃燒的過程中酒精供給充足,使火焰持續,但要注意燈芯不能堵塞噴氣孔。
3 情況三:火焰噴出時帶有小液滴,或帶有火雨
原因分析1:酒精添加量太多,燈芯處滲入的液體酒精過多,蒸氣噴出時可能帶著液體一起噴出。
解決方法:這種情況容易發生火災事故,建議添加酒精量在噴壺容量的三分之二以內(壺體肩膀以下)。
原因分析2:燈芯在燈芯管頂部被塞得太實,中間段容易堵住噴氣孔,部分酒精液體未充分受熱氣化就噴出,與銅管外的火焰相遇而形成火雨,火雨四處飛濺,容易發生火災事故。
解決方法:為避免產生這種情況,燈芯塞進燈芯管時,應將燈芯作簡單處理。采用“大頭進,細拖尾”的方式(如圖2),將燈芯頂部盤成團,可用細棉紗線纏繞幾圈固定,燈芯頭部偏大會使燈芯帶著酒精充分受熱而氣化,燈芯中間部分要做得細,最后用玻璃棒與燈芯一起伸進燈芯管作調整,將燈芯中間部分盡量避開噴氣通道,確保不堵住噴氣通道。
原因分析3:燈芯已被燒焦或燈芯上有其他固體雜質使得燈芯的吸水性差而引起。
解決方法:重新更換吸水性能好的純棉燈芯[3]。
以往有些教師或實驗員遇到酒精噴燈故障常常一頭霧水,或歸結為產品質量有問題,或考慮到安全問題而將酒精噴燈報廢,重新購置。其實仔細觀察酒精噴燈的工作狀態和現象,充分利用燃燒的原理,從各個環節去排查,分門別類,分析故障原因,維修后大部分的酒精噴燈仍能正常工作,這樣既可節省開支又不影響實驗教學,一舉兩得。除了酒精噴燈,實驗室的其他儀器也會出現故障,可能原理更復雜,只要教師和實驗員本著科學嚴謹的態度,不斷鉆研和探索,每一個實驗裝置都能發揮出最好的效果。
參考文獻:
[1]孫克文.座式酒精噴燈的維修[J].教學儀器與實驗,2001,(3):29.
[2]朱江濤.座式酒精噴燈的使用與維修[J].化學教學,1989,(4):47~48.
[3]江世蓉.座式酒精噴燈的正確使用與常見故障的修理[J].實驗教學與儀器,2001,(12):17.