簡單的魯本斯管開源硬件

描述

介紹

魯本斯管可讓您想象火焰中的音樂。什么可以更酷？這種以丙烷為動力的火災(zāi)展示經(jīng)常用作物理教學(xué)的工具，可以成為您下一場室內(nèi)音樂會或家庭聚會的引人注目的作品。

玩火之前要知道的幾件事：

• 泄漏是不好的。我們在這個魯本斯管的設(shè)計中試圖避免的主要事情是讓丙烷從任何我們不想讓它出去的地方出去。它應(yīng)該只從管子頂部的孔中出來，沒有其他地方。

• 這是一個低壓系統(tǒng)。這意味著它在大氣壓下運(yùn)行。請勿將此系統(tǒng)的任何部件與高壓丙烷一起使用，也不要連接蓄能器！

• 除非您知道自己在做什么，否則不要更換此設(shè)計中的任何部件。

• 請勿使用橡膠或塑料部件。橡膠會因丙烷而降解。這就是為什么我們在末端使用丁腈手套而不是橡膠手套，并使用乙烯基電工膠帶而不是橡膠電工軟管。我們還必須使用氣體額定軟管 - 任何舊橡膠或乙烯基軟管都行不通。

• 監(jiān)管機(jī)構(gòu)極其重要，而且是法律要求的。不要從設(shè)計中移除任何閥門。事實(shí)上，如果您確實(shí)修改了設(shè)計，您可能會考慮在靠近丙烷源的地方添加一個額外的球閥。

• 使用本設(shè)備時，手邊備有滅火器。

• 不要讓魯本斯管無人看管。如果您看到火焰熄滅，請立即關(guān)閉源頭的丙烷。

尋找零件

如果您像我一樣，并且不是水管工或機(jī)械工程師，您可能不知道套管上的密接接頭，或者喇叭接頭上的鐵管接頭。McMaster Carr 網(wǎng)站上的這個帶有圖片的交互式零件列表有助于我弄清楚我需要什么以及如何將它們組合在一起。

我建議畫個圖。這是我的：

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1 / 2 ?最終草圖

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請注意，即使像 Home Depot 這樣的大型五金店也可能不會提供您需要的所有零件。我最終不得不添加一些適配器部件，因?yàn)槲夷苷业降奈ㄒ会橀y是 1/2 英寸。顯然這并不理想，因?yàn)槟砑拥拿總€螺紋部件都會增加丙烷從螺紋中逸出的風(fēng)險。

在 Home Depot 購物的小貼士（注意，Home Depot 沒有贊助這個項目，盡管那會很棒）：

下載Home Depot 應(yīng)用程序并在出發(fā)前在應(yīng)用程序中查找您的零件。這將為您提供一個方便的圖表，說明您需要訪問哪些過道。即使這樣做，我們也花了一個多小時才找到我們需要的所有零件。

做管子

拿一條膠帶，沿著金屬管的長度向下延伸。您會注意到金屬上有條紋或接縫。如果你遵循其中一個，你應(yīng)該得到一條直線。從一端八英寸開始，使用尺子和記號筆每半英寸畫一個點(diǎn)。你最終應(yīng)該有 100 個左右的點(diǎn)。

您可能還想在多出 8 英寸的一側(cè)做一個“X”——這將是我們連接揚(yáng)聲器的一側(cè)（我把它弄混了，差點(diǎn)燒壞了我的揚(yáng)聲器）！

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1 / 2 ?孔所在的點(diǎn)

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用錘子和釘子或打孔器在鉆頭開始的地方打一個點(diǎn)。

使用帶有 1/16 英寸鉆頭的鉆床，在金屬上鉆孔。我的朋友瑞安 (Ryan) 想出了一個好主意，使用一個適配器安裝架來安裝一個夾具，稍后將成為支架。這可以防止管子在您鉆孔時滾動。確保在鉆孔時保持金屬管平整，否則鉆頭會移動。我們的球洞并不完全對齊，但它們看起來仍然很不錯。

我們實(shí)際上使用了 1/32 英寸的鉆頭，結(jié)果孔有點(diǎn)太小了。如果你把它們弄得太大，你總是可以沿著管子放一些鋁箔膠帶，然后用大頭針或筆尖在膠帶上打孔來嘗試改變寬度。

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站起來

支架由兩英尺長的 2"x4" 組成，每個底部都有兩個可調(diào)節(jié)的調(diào)平腳和一個可調(diào)節(jié)的木質(zhì)適配器，用于固定金屬管的每一側(cè)。

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木質(zhì)適配器有兩個從下方升起的冠狀螺栓，可防止適配器與板齊平

標(biāo)記他們要坐的位置，并在板的頂部鉆兩個 1/2" 的淺孔（或者無論你的皇冠螺栓的末端有多寬），相隔 3 1/2"，這樣適配器就可以與木板。

使用兩個 2 1/2" 螺絲將每個木質(zhì)適配器擰到板的邊緣。我只是擰了頂部。

將適配器擰到柵欄柱/管子上，直到管子緊緊地靠在木頭上。

連接螺紋件

首先按照你想要的順序連接你的零件，不用膠帶，確保它們都裝配在一起。

我使用的是半英寸的針閥，因?yàn)槲以诋?dāng)?shù)氐娜魏我患椅褰鸬甓颊也坏剿姆种挥⒋绲尼橀y。

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有點(diǎn)笨拙，但它有效

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使用管螺紋密封膠帶

將螺紋部件用膠帶固定好非常重要，因?yàn)檫@是防止氣體泄漏的原因。

纏繞膠帶時用拇指握住膠帶的開頭，嘗試將膠帶緊緊地拉伸到連接器的螺紋上。您需要膠帶的一側(cè)*僅*與乳頭末端重疊，但不與乳頭開口重疊。

膠帶繞三圈。

您總是希望膠帶的方向與您擰緊的方向相反。因此，如果您將公接頭順時針擰入母接頭，請將膠帶逆時針繞公接頭纏繞，以便膠帶的“尾部”與另一根膠帶重疊并在擰緊時將其固定。

使用兩個扳手。一種是將要擰緊的零件固定到位。另一種是轉(zhuǎn)動要擰緊的部分。擰緊到不能再擰緊為止。如果您看到大量黃色膠帶從女性部分流出，則說明膠帶已被卷曲。您可能需要重做磁帶并重試。

如果您搞砸了，請在重新粘貼之前移除所有舊膠帶。

慢慢來，把這件事做得很緊，做得很好。如果你測試它并且有泄漏，你將不得不重新粘貼它。

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1 / 9 ?膠帶包裝精美（它可以在乳頭末端多重疊一點(diǎn)）

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將軟管連接到倒鉤閥

切勿在高壓丙烷項目中使用倒鉤閥！我們在這里只使用倒鉤閥，因?yàn)檫@個項目在低壓系統(tǒng)上運(yùn)行。

將軟管夾滑到軟管上。將倒鉤閥的倒鉤端推入軟管。將最熱的自來水流過軟管的末端（如果自來水的溫度不超過溫水，您可能需要加熱一些水，直到摸起來疼為止）。

熱水會使軟管膨脹，更容易將倒鉤閥推入。使用一字螺絲刀，在軟管仍然很熱的時候?qū)④浌軍A夾在倒鉤閥上。完成此操作后，幾乎不可能取出軟管。

切帽

把你的帽子倒過來。我們的里面有一些字母，所以很容易根據(jù)字母看出瓶蓋的確切中心位置。將它放在鉆床上，鉆頭下方的孔為它提供了一個休息的地方，它直接固定在中心。使用鉆床，用戴手套的手緊緊握住蓋子，并使用 1/16 英寸的鉆頭鉆一個導(dǎo)向孔。現(xiàn)在切換鉆頭并鉆四分之一英寸的孔。最后，鉆一個 1/2 英寸的孔來完成。

通過逐漸增大尺寸，您可以防止過大的扭矩將瓶蓋從手中撕裂。

嘗試將倒鉤閥的 1/4" MIP 側(cè)“擰”入蓋子。如果合適，太棒了！如果不合適，請嘗試使用鉸刀稍微增加寬度。如果你走得很慢，你可以在鉆頭上使用它，或嘗試手動使用它。

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1 / 2 ?蓋帽鉆孔后鉆床上有一堆金屬屑

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環(huán)氧樹脂零件

使用酒精和布清潔瓶蓋和奶嘴。這是一個重要的步驟，因?yàn)樗梢匀コ饘偕系乃杏椭?，從而使環(huán)氧樹脂正確粘附。

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1 / 2 ? JB 焊接、酒精和紙巾

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用牙簽在一塊舊紙板上混合一點(diǎn)點(diǎn)快干 JB Weld，直到它變成漂亮的深灰棕色。快干的那種在六分鐘內(nèi)凝固，三分鐘后你就不能把它鋪開，所以現(xiàn)在只混合你需要的東西。您不需要使用太多。確保蓋子和奶嘴之間的區(qū)域完全覆蓋兩側(cè)。

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將零件連接到管子上

將丁腈手套添加到管子的一端并將其夾緊。把它弄緊，但不要鼓得太緊，因?yàn)槟銜Ｍ暡軌騻鞑ァ?/font>另外，連接時請注意不要在手套上打洞。

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在管子的另一端纏繞乙烯基（不是橡膠 - 丙烷會降解橡膠?。┠z帶。轉(zhuǎn)四圈，從大約 2 英寸開始，到管子的邊緣結(jié)束。將蓋子放在末端的膠帶上，并圍繞蓋子和管子至少轉(zhuǎn) 3 圈，將蓋子密封到管子上。

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1 / 2 ?轉(zhuǎn)四圈，從大約 2 英寸開始，到管子的邊緣結(jié)束

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測試魯本斯管

用一杯水和半茶匙清潔劑裝滿噴霧瓶。搖晃直到起泡。

將調(diào)節(jié)器擰到丙烷罐上。打開丙烷。

用肥皂水溶液噴灑球閥前的區(qū)域并等待一分鐘。如果看不到氣泡，打開球閥，用肥皂水噴灑球閥和針閥之間的區(qū)域。用肥皂水噴灑針閥前的區(qū)域，然后打開針閥。也噴上膠帶蓋。

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1 / 2 ?用肥皂水噴灑接頭

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如果您看到任何氣泡，請立即關(guān)閉罐中的丙烷。

擰下并重新粘貼出現(xiàn)氣泡的所有連接。在沒有氣泡之前，請勿使用魯本斯管！

注意：任何氣泡都會非常明顯。第一次嘗試時，我們沒有將調(diào)節(jié)器與我們的火炬接頭連接得足夠緊，結(jié)果出現(xiàn)了一些氣泡。

連接揚(yáng)聲器

將揚(yáng)聲器連接到帶有丁腈手套的管子末端。將防風(fēng)雨膠帶從手套上纏到揚(yáng)聲器錐體上。根據(jù)揚(yáng)聲器紙盆的尺寸，您可能需要使用漏斗或制作自己的紙制紙盆來連接它。

由于這是 Hackster，我們使用連接到 arduino 的壓電揚(yáng)聲器來產(chǎn)生音調(diào)。您還可以添加普通揚(yáng)聲器。我什至嘗試連接我的電小提琴。我發(fā)現(xiàn)使用低音符（例如來自低音炮的低音符）具有最顯著的效果。

無論如何，我制作了一個基本電路來使用控制蜂鳴器的旋轉(zhuǎn)電位器對此進(jìn)行測試。當(dāng)您轉(zhuǎn)動鍋時，它會改變音調(diào)，因此您可以測試不同的音調(diào)并查看它們?nèi)绾斡绊懟饎荨?/font>

這是原理圖：

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這是基本代碼：

byte potPin = A0; 
int val = 0; 
void setup() { 
   Serial.begin(9600);   
} 
void loop() { 
  val = analogRead(potPin); 
   Serial.println(val); 
 if (val > 0) {     
   tone(8,val/30); 
 }  
 else { 
   noTone(8); 
 } 
 delay(500); 
}  

。

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