El motor Stirling, antaño famoso, quedó en el olvido durante mucho tiempo debido a la generalización del uso de otro motor (combustión interna). Pero hoy escuchamos más y más sobre él. ¿Tal vez tiene la oportunidad de volverse más popular y encontrar su lugar en la nueva modificación del mundo moderno?
Historia
El motor Stirling es un motor térmico que se inventó a principios del siglo XIX. El autor, como saben, fue un tal Stirling llamado Robert, un sacerdote de Escocia. El dispositivo es un motor de combustión externa, donde el cuerpo se mueve en un recipiente cerrado, cambiando constantemente su temperatura.
Debido a la difusión de otro tipo de motor, casi cayó en el olvido. Sin embargo, gracias a sus ventajas, hoy vuelve el motor Stirling (muchos aficionados lo construyen en casa con sus propias manos).
La principal diferencia con un motor de combustión interna es que la energía térmica proviene del exterior y no se genera en el propio motor, como en un motor de combustión interna.
Principio de funcionamiento
Puede imaginar un volumen de aire cerrado encerrado en una carcasa que tiene una membrana, es decir, un pistón. Cuando el cuerpo se calienta, el aire se expande y realiza trabajo, arqueando así el pistón. Luego se produce el enfriamiento y se dobla de nuevo. Este es el ciclo del mecanismo.
No es de extrañar que muchos motores Stirling termoacústicos de bricolaje se fabriquen en casa. Las herramientas y materiales para ello requieren lo mínimo que cada uno tiene en su casa. Veamos dos formas diferentes de lo fácil que es crear.
materiales de trabajo
Para hacer un motor Stirling con sus propias manos, necesitará los siguientes materiales:
- estaño;
- radios de acero;
- tubo de latón;
- sierra;
- expediente;
- soporte de madera;
- tijeras de metal;
- detalles de cierre;
- soldador;
- soldadura;
- soldar;
- máquina.
Es todo. El resto es cuestión de simple técnica.
Cómo hacer
Se preparan una caja de fuego y dos cilindros para la base de hojalata, de los cuales constará el motor Stirling, hecho a mano. Las dimensiones se seleccionan de forma independiente, teniendo en cuenta los fines para los que está destinado este dispositivo. Supongamos que el motor se fabrica con fines de demostración. Entonces el barrido del cilindro principal será de veinte a veinticinco centímetros, no más. El resto de las partes deben encajar con él.
En la parte superior del cilindro para mover el pistón, se hacen dos protuberancias y orificios con un diámetro de cuatro a cinco milímetros. Los elementos actuarán como cojinetes para la ubicación del dispositivo de manivela.
A continuación, se fabrica el cuerpo de trabajo del motor (se convertirá en agua ordinaria). Los círculos de estaño se sueldan al cilindro, que se enrolla en un tubo. En ellos se practican agujeros y se insertan tubos de latón de veinticinco a treinta y cinco centímetros de largo y con un diámetro de cuatro a cinco milímetros. Al final, verifican qué tan apretada se ha vuelto la cámara llenándola de agua.
Luego viene el turno del desplazador. Para la fabricación, se toma un espacio en blanco de madera. En la máquina consiguen que tome la forma de un cilindro regular. El desplazador debe ser ligeramente más pequeño que el diámetro del cilindro. La altura óptima se selecciona después de que el motor Stirling se haga a mano. Por lo tanto, en esta etapa, la longitud debe suponer cierto margen.
El radio se convierte en una barra de cilindro. En el centro del recipiente de madera, haga un agujero adecuado para el tallo, insértelo. En la parte superior de la varilla, es necesario proporcionar un lugar para el dispositivo de biela.
Luego toman tubos de cobre de cuatro centímetros y medio de largo y dos centímetros y medio de diámetro. Un círculo de estaño está soldado al cilindro. En los laterales de las paredes se practica un orificio para comunicar el recipiente con el cilindro.
El pistón también se ajusta en un torno al diámetro del cilindro grande desde el interior. En la parte superior, la varilla está conectada de forma articulada.
Se completa el montaje y se ajusta el mecanismo. Para ello, el pistón se inserta en un cilindro más grande y este último se conecta a otro cilindro más pequeño.
Un mecanismo de manivela está construido sobre un cilindro grande. Fijar parte del motor con un soldador. Las partes principales se fijan sobre una base de madera.
El cilindro se llena de agua y se coloca una vela debajo del fondo. El motor Stirling, fabricado a mano de principio a fin, se comprueba para comprobar su rendimiento.
Segunda vía: materiales
El motor se puede hacer de otra manera. Para ello necesitarás los siguientes materiales:
- estaño;
- espuma de caucho;
- clips de papel;
- discos;
- dos pernos
Cómo hacer
La goma espuma se usa con mucha frecuencia para hacer un motor Stirling simple, no potente, en casa con sus propias manos. A partir de él se prepara un desplazador para el motor. Recorta el círculo de espuma. El diámetro debe ser un poco más pequeño que el de la lata y la altura debe ser un poco más de la mitad.
Se hace un agujero en el centro de la tapa para la futura biela. Para que funcione sin problemas, el clip se enrolla en espiral y se suelda a la tapa.
El círculo de espuma en el medio se perfora con un alambre delgado con un tornillo y se fija en la parte superior con una arandela. Luego conecte un trozo de clip soldando.
El desplazador se empuja en el orificio de la tapa y el frasco se conecta a la tapa soldando para sellar. Se hace un pequeño lazo en el sujetapapeles y se hace otro agujero más grande en la tapa.
La lámina de estaño se enrolla en un cilindro y se suelda, y luego se une a la lata para que no queden espacios.
El clip de papel se convierte en un cigüeñal. El espaciado debe ser exactamente de noventa grados. La rodilla sobre el cilindro se hace un poco más grande que la otra.
Los clips de papel restantes se convierten en bastidores para el eje. La membrana se fabrica de la siguiente manera: el cilindro se envuelve en una película de polietileno, se presiona y se sujeta con un hilo.
La biela está hecha de un clip para papel, que se inserta en una pieza de goma, y la parte terminada se une a la membrana. La longitud de la biela está hecha de tal manera que en el punto inferior del eje la membrana se introduce en el cilindro y en el punto más alto se extiende. La segunda parte de la biela está hecha de la misma manera.
Luego, uno se pega a la membrana y el otro al desplazador.
Las patas de la lata también se pueden hacer con clips y soldar. Para la manivela, se utiliza un CD.
Aquí está todo el mecanismo. Solo queda sustituir y encender una vela debajo de ella, y luego dar un empujón a través del volante.
Conclusión
Tal es el motor Stirling de baja temperatura (construido con sus propias manos). Por supuesto, a escala industrial, estos dispositivos se fabrican de una manera completamente diferente. Sin embargo, el principio sigue siendo el mismo: el volumen de aire se calienta y luego se enfría. Y esto se repite constantemente.
Finalmente, mire estos dibujos del motor Stirling (puede hacerlo usted mismo sin ninguna habilidad especial). ¿Quizás ya estás entusiasmado con la idea y quieres hacer algo similar?
El conocido motor Stirling se puede crear de forma independiente a partir de materiales improvisados. Cualquier fuente de calor en este diseño es capaz de darte energía a la salida del aparato.
materiales
Para hacer un motor Stirling con tus propias manos necesitarás:
- CD - disco;
- soporte de plástico debajo de los CD;
- lámina de aluminio de 25 x 13 cm;
- resina epoxica;
- cable;
- tubo de PVC de 7";
- espuma de poliestireno;
- tubería de cobre de ¾ de pulgada;
- cinta adhesiva;
- pistola térmica y cola caliente;
- sierra para metales;
- perforar;
- cortadores de alambre;
- rompecabezas;
- Brújula.
Paso 1. Es necesario cortar parte de la estructura del soporte del CD. El resultado debe ser un círculo sin fondo y arriba con bordes suaves. Altura - unos 4 cm.
Paso 2. Usa un compás para medir el diámetro del círculo resultante. Transferirlo a la espuma. Haz dos círculos. Asegúrese de marcar el centro. Lija los círculos con una sierra de calar. Pégalos. Para un ajuste claro en el círculo, pegue el borde exterior con cinta adhesiva.
Paso 3. Recorta círculos con un diámetro de la circunferencia de un soporte de CD de láminas de aluminio. Debería haber dos.
Paso 4. Exactamente en el medio de la hoja de aluminio superior, taladre un agujero en el que entrará el cable. Para que el cable se mueva recto, como lo necesitamos, suelde una pieza del tubo de la esquina, como se muestra en la foto. En su sombrero de copa, haz otro agujero para el cable. Tome el propio cable que sujetará el pistón, verifique que pueda moverse a través de estos orificios, pero al mismo tiempo también hay una estanqueidad.
Más cerca del borde de la cubierta superior, taladre otro orificio con un diámetro igual a una pieza del tubo de metal existente.
Paso 5. Ahora necesitas hacer un pistón. Para hacer esto, tome un trozo de tubería de metal, que luego entrará en este diseño. Enjuáguelo y colóquelo en una tapa forrada con un trozo de bolsa de plástico. Lubrique el interior del tubo y la bolsa misma con aceite. Después de eso, vierta en el molde resultante, epoxi calentado. Debe estar tibio, no caliente. A medida que se solidifique con fuerza, deberá empujar el pistón aprendido. Forma un gancho con el alambre. Taladre un agujero en una pieza de epoxi e inserte este cable en él. El pistón está listo.
Paso 6. Parte de la estructura necesita ser ensamblada. Pegue la parte inferior de la estructura con pegamento caliente. También haga algunos ganchos de alambre más. Corta el gancho, que se ubicará en el medio de toda la estructura. Selle los extremos de los ganchos con epoxi.
Paso 7. Fije el tubo a la lámina superior de aluminio. Lubríquelo, inserte el pistón. Haga un diseño de la parte móvil de la estructura. Para hacer esto, simplemente adjunte papel y haga marcas básicas. Doble el cable de acuerdo con el diseño dibujado.
Paso 8. Haz un agujero en los ganchos, un poco más grande que el cable principal.
Paso 9. Corta el tubo de PVC por la mitad y únelo a la base de aluminio con pegamento caliente. Haga agujeros en la tubería en la que coloca el cigüeñal de alambre. Coloque una tapa de frasco de plástico o un CD en el otro extremo del eje. Deben rotar.
¡Hola! Hoy quiero llamar su atención sobre un motor casero que convierte cualquier diferencia de temperatura en trabajo mecánico:
motor de Stirling- un motor térmico en el que un fluido de trabajo líquido o gaseoso se mueve en un volumen cerrado, una especie de motor de combustión externa. Se basa en el calentamiento y enfriamiento periódicos del fluido de trabajo con la extracción de energía del cambio resultante en el volumen del fluido de trabajo. Puede funcionar no solo a partir de la combustión de combustible, sino también a partir de cualquier fuente de calor.
Presento a su atención mi motor, hecho a partir de imágenes de Internet:
Al ver este milagro, tuve el deseo de hacerlo)) Además, había muchos dibujos y diseños de motores en Internet. Diré de inmediato: no es difícil de hacer, pero ajustar y lograr un funcionamiento normal es un poco problemático. Funcionó bien para mí solo la tercera vez (espero que no sufras así)))).
Principio de funcionamiento del motor Stirling:
Todo está hecho de materiales disponibles para cada cerebro:
Bueno, ¿qué tal sin tallas)))
El marco del motor está hecho de alambre de clips. Todas las conexiones de cables fijos están soldadas ()
El desplazador (el disco que mueve el aire dentro del motor) está hecho de papel de dibujo y pegado con superpegamento (es hueco por dentro):
Cuanto menor sea el espacio entre las cubiertas y el desplazador en las posiciones superior e inferior, mayor será la eficiencia del motor.
La varilla del desplazador está hecha de un remache ciego (fabricación: sacar con cuidado la parte interior y, si es necesario, limpiarla con lija cero; pegar la parte exterior a la tapa superior “fría” con la tapa hacia adentro). Pero esta opción tiene un inconveniente: no hay una estanqueidad total y hay poca fricción, aunque una gota de aceite de motor ayudará a eliminarlo.
Cilindro de pistón - cuello de una botella de plástico ordinaria:
La carcasa del pistón está hecha de un guante médico y asegurada con un hilo que, después de enrollar, debe impregnarse con superpegamento para mayor confiabilidad. Se pega un disco hecho de varias capas de cartón en el centro de la carcasa, en el que se fija la biela.
El cigüeñal está hecho con los mismos sujetapapeles que todo el bastidor del motor. el ángulo entre las rodillas del pistón y el desplazador es de 90 grados. La carrera de trabajo del desplazador es de 5 mm; pistón - 8 mm.
Volante: consta de dos discos CD que se pegan a un cilindro de cartón y se plantan en el eje del cigüeñal.
Así que deja de decir tonterías, te presento vídeos de motor en marcha:
Las dificultades que tuve se debieron principalmente a la fricción excesiva y la falta de dimensiones precisas de la estructura. en el primer caso, una gota de aceite de motor y la alineación del cigüeñal corrigieron la situación, luego, en el segundo, tenías que confiar en la intuición))) Pero como puedes ver, todo resultó (aunque rehice el motor por completo 3 veces) )))
Si tiene alguna pregunta, escriba en los comentarios, lo resolveremos)))
Gracias por su atención)))
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Explicación del funcionamiento del motor Stirling.
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Empezamos marcando el volante.
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Seis agujeros fallaron. Resulta que no es hermoso Los agujeros son pequeños y el cuerpo entre ellos es delgado.
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Por un lado, afilamos contrapesos para el cigüeñal. Los cojinetes se presionan. Posteriormente, los cojinetes se presionan y se corta una rosca en M3 en su lugar.
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Fresé pero también se puede limar.
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Esto es parte de la varilla. El resto está soldado por PSR.
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Trabajo de escariador en la arandela de sellado.
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Perforación en lecho de Stirling. El orificio que conecta el desplazador con el cilindro de trabajo. Taladro para rosca 4.8 en M6. Entonces debe ser silenciado.
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Taladrado de la camisa del cilindro de trabajo, bajo desarrollo.
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Taladrado para roscar en M4.
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Cómo se hizo.
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Las dimensiones se dan teniendo en cuenta el repasado, se fabricaron dos pares cilindro-pistón de 10mm. y 15 mm. Ambos fueron probados Si pones el cilindro en 15 mm. entonces la carrera del pistón será de 11-12 mm. y no funciona Y aquí hay 10 mm. con 24 mm de recorrido. solo bien.
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Dimensiones de las bielas Se les suelda alambre de latón de Ф3 mm.
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Conjunto de montaje de biela Opción de cojinete fallida. Cuando se aprieta la biela, el cojinete se deforma y crea una fricción adicional. En lugar de un rodamiento, hice Al. buje con perno.
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Dimensiones de algunas piezas.
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Algunos tamaños de volante.
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Algunas dimensiones son cómo montar en el eje y las articulaciones.
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Entre el enfriador y la cámara de llama colocamos una junta de asbesto de 2-3 mm. Es recomendable poner juntas de paronita o algo que conduzca menos el calor debajo de los tornillos que aprietan ambas partes.
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El desplazador es el corazón de la Stirling, debe ser ligero y conducir poco calor. El stock se toma del mismo disco duro antiguo. Esta es una de las guías de motor lineal, muy adecuada, templada, cromada. Para cortar el hilo, envolví el medio con un trapo empapado y calenté los extremos al rojo.
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Biela con cilindro de trabajo. Longitud total 108 mm. De estos, 32 mm es un pistón con un diámetro de 10 mm. El pistón debe entrar en el cilindro con facilidad, sin raspaduras tangibles. Para verificar, ciérrelo firmemente con el dedo desde la parte inferior e inserte el pistón desde arriba, debe estar muy soltó lentamente hacia abajo.
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Planeé hacerlo, pero en el proceso hice cambios. Para conocer la carrera del cilindro de trabajo, movemos el desplazador a la cámara de refrigeración y tiramos del cilindro de trabajo 25 mm. Empujamos bruscamente el desplazador, y cuánto se moverá el cilindro de trabajo es su carrera.Este tamaño juega un papel muy importante.
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Vista del cilindro de trabajo. Longitud de biela 83 mm. Carrera 24 mm El volante se fija al eje con un tornillo M4. La foto muestra su cabeza. Y de esta forma también se acopla el contrapeso de la biela del desplazador.
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Vista de la biela del desplazador Longitud total con desplazador 214mm. Longitud de biela 75 mm. Carrera 24mm. Preste atención a la ranura en forma de U en el volante. Fue hecho para la toma de fuerza. La idea era un generador o una correa en el ventilador del enfriador. La parte superior está fresada en un lado a una profundidad de 7 mm y una longitud de 32 mm, el centro del rodamiento desde la parte inferior es de 55 mm. Sujetado desde abajo con dos tornillos en M4 La distancia entre los centros de los pilones es de 126 mm.
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Vista de la cámara de llama y el enfriador. La carcasa del motor está presionada en el pilón. Las dimensiones del pilón son 47x25x15, el rebaje para el aterrizaje es de 12 mm. Está unido a la parte inferior del tablero con dos pernos M4.
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Lámpara 40mm. de diametro altura 35mm. Profundizado en el eje por 8 mm. En la parte inferior, se suelda una tuerca M4 en el centro y se asegura con un perno desde abajo.
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Mirada terminada. Base roble 300x150x15mm.
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Placa de nombre.
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He estado buscando un circuito de trabajo durante mucho tiempo. Lo encontré, pero siempre relacionado con el hecho de que había problemas con el equipo o con los materiales, decidí hacerlo como una ballesta. Después de mirar muchas opciones y preguntarme qué tengo disponible y qué puedo hacer yo mismo con mi propio equipo, no me gustaron las dimensiones que descubrí de inmediato cuando ensamblé el dispositivo, resultó ser demasiado ancho. Tuve que acortar la cama del cilindro. Y coloque el volante en un cojinete (en un pilón). Los materiales del volante, las bielas, el contrapeso, la arandela de sellado, la lámpara y el cilindro de trabajo son de bronce. Pilones, pistón de trabajo, lecho del cilindro, enfriador y arandela con rosca de la cámara de llama Aluminio Acero Cámara de llama de acero inoxidable Desplazador de grafito Y lo que pasó lo puse en exhibición, usted sea el juez.
Un motor Stirling es un motor que puede funcionar con energía térmica. En este caso, la fuente de calor no es absolutamente importante. Lo principal es que hay una diferencia de temperatura, en cuyo caso este motor funcionará. El autor descubrió cómo hacer un modelo de tal motor con una lata de Coca-Cola.
Materiales y herramientas
- un globo;
- 3 latas de cola;
- terminales eléctricos, cinco piezas (para 5A);
- cabecillas para fijar radios de bicicleta (2 piezas);
- lana de metal;
- un trozo de alambre de acero de 30 cm de largo y 1 mm de sección transversal;
- un trozo de alambre grueso de acero o cobre con un diámetro de 1,6 a 2 mm;
- un pasador de madera con un diámetro de 20 mm (longitud 1 cm);
- tapa de botella (plástico);
- cableado eléctrico (30 cm);
- Super pegamento;
- caucho vulcanizado (alrededor de 2 centímetros cuadrados);
- línea de pesca (longitud de unos 30 cm);
- un par de pesas para equilibrar (por ejemplo, níquel);
- CD (3 piezas);
- chinchetas;
- otra lata para hacer un hogar;
- silicona resistente al calor y una lata para crear refrigeración por agua.
Paso uno. Preparación de tarros
En primer lugar, debe tomar dos frascos y cortarles la parte superior. Si las partes superiores se cortan con tijeras, las muescas resultantes deberán pulirse con una lima.
A continuación, debe cortar el fondo del frasco. Esto se puede hacer con un cuchillo.
Segundo paso. Crear una apertura
Como diafragma, el autor utilizó un globo reforzado con caucho vulcanizado. La bola debe cortarse y pasarse por encima del frasco, como se indica en la imagen. Luego se pega una pieza de caucho vulcanizado al centro del diafragma. Después de que el pegamento se endurece, se perfora un agujero en el centro del diafragma para instalar el cable. La forma más sencilla de hacerlo es con una chincheta, que puede dejarse en el orificio hasta el montaje.
Paso tres. Cortar y crear agujeros en la tapa.
En las paredes de la cubierta, debe perforar dos orificios de 2 mm cada uno, son necesarios para instalar el eje de pivote de las palancas. Se debe perforar otro orificio en la parte inferior de la tapa, por él pasará un cable, que se conectará al desplazador.
En la etapa final, la cubierta debe cortarse como se muestra en la imagen. Esto se hace para que el cable del desplazador no se adhiera a los bordes de la cubierta. Para tal trabajo, las tijeras utilitarias son adecuadas.
Paso cuatro. Perforación
En el frasco, debe perforar dos agujeros para los cojinetes. En este caso, esto se hizo con un taladro de 3,5 mm.
Paso cinco. Creación de una ventana de visualización
Se debe cortar una ventana de visualización en la carcasa del motor. Ahora será posible observar cómo funcionan todos los nodos del dispositivo.
Paso seis. Modificación de terminales
Debe tomar los terminales y quitarles el aislamiento de plástico. Luego se toma un taladro y se hacen agujeros pasantes en los bordes de los terminales. En total, debe perforar 3 terminales, mientras que dos deben permanecer sin perforar.
Paso siete. Creando apalancamiento
Como material para crear palancas, se utiliza alambre de cobre, cuyo diámetro es de 1,88 mm. En las imágenes se muestra exactamente cómo doblar las agujas de tejer. También puede usar alambre de acero, es más agradable trabajar con alambre de cobre.
Paso ocho. Creación de rodamientos
Para hacer rodamientos, necesitarás dos boquillas de bicicleta. Hay que comprobar el diámetro del agujero. El autor los perforó con un taladro de 2 mm.
Paso nueve. Instalación de palancas y rodamientos.
Las palancas se pueden instalar directamente a través de la ventana de visualización. Un extremo del cable debe ser largo, tendrá un volante. Los cojinetes deben estar firmemente en su lugar. Si hay una reacción violenta, se pueden pegar.
Paso diez. Crear un desplazador
El desplazador está hecho de lana de acero para pulir. Para crear un desplazador, se toma un alambre de acero, se le hace un gancho y luego se enrolla la cantidad requerida de algodón alrededor del alambre. El desplazador debe ser lo suficientemente grande para moverse libremente en la lata. La altura total del desplazador no debe exceder los 5 cm.
Como resultado, en un lado del algodón, es necesario formar una espiral de alambre para que no se salga del algodón, y en el otro lado se hace un lazo con el alambre. A continuación, se ata una línea de pesca a este lazo, que posteriormente se tira a través del centro del diafragma. La goma vulcanizada debe estar en el medio del recipiente.
Paso 11 Crear un tanque de presión
Es necesario cortar el fondo del frasco para que queden unos 2,5 cm de su base. El desplazador junto con el diafragma deben colocarse en el tanque. Después de eso, todo este mecanismo se instala al final de la lata. El diafragma debe apretarse un poco para que no se hunda.
Luego, debe tomar la terminal que no se perforó y estirar la línea de pesca a través de ella. El nudo debe estar pegado para que no se mueva. El alambre debe estar bien lubricado con aceite y al mismo tiempo asegurarse de que el desplazador tire fácilmente de la línea.
Paso 12 Crear varillas de empuje
Las varillas de empuje conectan el diafragma y las palancas. Esto se hace con un trozo de alambre de cobre de 15 cm de largo.
