简单的鲁本斯管开源硬件

描述

介绍

鲁本斯管可让您想象火焰中的音乐。什么可以更酷？这种以丙烷为动力的火灾展示经常用作物理教学的工具，可以成为您下一场室内音乐会或家庭聚会的引人注目的作品。

玩火之前要知道的几件事：

• 泄漏是不好的。我们在这个鲁本斯管的设计中试图避免的主要事情是让丙烷从任何我们不想让它出去的地方出去。它应该只从管子顶部的孔中出来，没有其他地方。

• 这是一个低压系统。这意味着它在大气压下运行。请勿将此系统的任何部件与高压丙烷一起使用，也不要连接蓄能器！

• 除非您知道自己在做什么，否则不要更换此设计中的任何部件。

• 请勿使用橡胶或塑料部件。橡胶会因丙烷而降解。这就是为什么我们在末端使用丁腈手套而不是橡胶手套，并使用乙烯基电工胶带而不是橡胶电工软管。我们还必须使用气体额定软管 - 任何旧橡胶或乙烯基软管都行不通。

• 监管机构极其重要，而且是法律要求的。不要从设计中移除任何阀门。事实上，如果您确实修改了设计，您可能会考虑在靠近丙烷源的地方添加一个额外的球阀。

• 使用本设备时，手边备有灭火器。

• 不要让鲁本斯管无人看管。如果您看到火焰熄灭，请立即关闭源头的丙烷。

寻找零件

如果您像我一样，并且不是水管工或机械工程师，您可能不知道套管上的密接接头，或者喇叭接头上的铁管接头。McMaster Carr 网站上的这个带有图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将它们组合在一起。

我建议画个图。这是我的：

请注意，即使像 Home Depot 这样的大型五金店也可能不会提供您需要的所有零件。我最终不得不添加一些适配器部件，因为我能找到的唯一针阀是 1/2 英寸。显然这并不理想，因为您添加的每个螺纹部件都会增加丙烷从螺纹中逸出的风险。

在 Home Depot 购物的小贴士（注意，Home Depot 没有赞助这个项目，尽管那会很棒）：

下载Home Depot 应用程序并在出发前在应用程序中查找您的零件。这将为您提供一个方便的图表，说明您需要访问哪些过道。即使这样做，我们也花了一个多小时才找到我们需要的所有零件。

做管子

拿一条胶带，沿着金属管的长度向下延伸。您会注意到金属上有条纹或接缝。如果你遵循其中一个，你应该得到一条直线。从一端八英寸开始，使用尺子和记号笔每半英寸画一个点。你最终应该有 100 个左右的点。

您可能还想在多出 8 英寸的一侧做一个“X”——这将是我们连接扬声器的一侧（我把它弄混了，差点烧坏了我的扬声器）！

用锤子和钉子或打孔器在钻头开始的地方打一个点。

使用带有 1/16 英寸钻头的钻床，在金属上钻孔。我的朋友瑞安 (Ryan) 想出了一个好主意，使用一个适配器安装架来安装一个夹具，稍后将成为支架。这可以防止管子在您钻孔时滚动。确保在钻孔时保持金属管平整，否则钻头会移动。我们的球洞并不完全对齐，但它们看起来仍然很不错。

我们实际上使用了 1/32 英寸的钻头，结果孔有点太小了。如果你把它们弄得太大，你总是可以沿着管子放一些铝箔胶带，然后用大头针或笔尖在胶带上打孔来尝试改变宽度。

站起来

支架由两英尺长的 2"x4" 组成，每个底部都有两个可调节的调平脚和一个可调节的木质适配器，用于固定金属管的每一侧。

木质适配器有两个从下方升起的冠状螺栓，可防止适配器与板齐平

标记他们要坐的位置，并在板的顶部钻两个 1/2" 的浅孔（或者无论你的皇冠螺栓的末端有多宽），相隔 3 1/2"，这样适配器就可以与木板。

使用两个 2 1/2" 螺丝将每个木质适配器拧到板的边缘。我只是拧了顶部。

将适配器拧到栅栏柱/管子上，直到管子紧紧地靠在木头上。

连接螺纹件

首先按照你想要的顺序连接你的零件，不用胶带，确保它们都装配在一起。

我使用的是半英寸的针阀，因为我在当地的任何一家五金店都找不到四分之一英寸的针阀。

使用管螺纹密封胶带

将螺纹部件用胶带固定好非常重要，因为这是防止气体泄漏的原因。

缠绕胶带时用拇指握住胶带的开头，尝试将胶带紧紧地拉伸到连接器的螺纹上。您需要胶带的一侧*仅*与乳头末端重叠，但不与乳头开口重叠。

胶带绕三圈。

您总是希望胶带的方向与您拧紧的方向相反。因此，如果您将公接头顺时针拧入母接头，请将胶带逆时针绕公接头缠绕，以便胶带的“尾部”与另一根胶带重叠并在拧紧时将其固定。

使用两个扳手。一种是将要拧紧的零件固定到位。另一种是转动要拧紧的部分。拧紧到不能再拧紧为止。如果您看到大量黄色胶带从女性部分流出，则说明胶带已被卷曲。您可能需要重做磁带并重试。

如果您搞砸了，请在重新粘贴之前移除所有旧胶带。

慢慢来，把这件事做得很紧，做得很好。如果你测试它并且有泄漏，你将不得不重新粘贴它。

将软管连接到倒钩阀

切勿在高压丙烷项目中使用倒钩阀！我们在这里只使用倒钩阀，因为这个项目在低压系统上运行。

将软管夹滑到软管上。将倒钩阀的倒钩端推入软管。将最热的自来水流过软管的末端（如果自来水的温度不超过温水，您可能需要加热一些水，直到摸起来疼为止）。

热水会使软管膨胀，更容易将倒钩阀推入。使用一字螺丝刀，在软管仍然很热的时候将软管夹夹在倒钩阀上。完成此操作后，几乎不可能取出软管。

切帽

把你的帽子倒过来。我们的里面有一些字母，所以很容易根据字母看出瓶盖的确切中心位置。将它放在钻床上，钻头下方的孔为它提供了一个休息的地方，它直接固定在中心。使用钻床，用戴手套的手紧紧握住盖子，并使用 1/16 英寸的钻头钻一个导向孔。现在切换钻头并钻四分之一英寸的孔。最后，钻一个 1/2 英寸的孔来完成。

通过逐渐增大尺寸，您可以防止过大的扭矩将瓶盖从手中撕裂。

尝试将倒钩阀的 1/4" MIP 侧“拧”入盖子。如果合适，太棒了！如果不合适，请尝试使用铰刀稍微增加宽度。如果你走得很慢，你可以在钻头上使用它，或尝试手动使用它。

环氧树脂零件

使用酒精和布清洁瓶盖和奶嘴。这是一个重要的步骤，因为它可以去除金属上的所有油脂，从而使环氧树脂正确粘附。

用牙签在一块旧纸板上混合一点点快干 JB Weld，直到它变成漂亮的深灰棕色。快干的那种在六分钟内凝固，三分钟后你就不能把它铺开，所以现在只混合你需要的东西。您不需要使用太多。确保盖子和奶嘴之间的区域完全覆盖两侧。

将零件连接到管子上

将丁腈手套添加到管子的一端并将其夹紧。把它弄紧，但不要鼓得太紧，因为你会希望声波能够传播。另外，连接时请注意不要在手套上打洞。

在管子的另一端缠绕乙烯基（不是橡胶 - 丙烷会降解橡胶！）胶带。转四圈，从大约 2 英寸开始，到管子的边缘结束。将盖子放在末端的胶带上，并围绕盖子和管子至少转 3 圈，将盖子密封到管子上。

测试鲁本斯管

用一杯水和半茶匙清洁剂装满喷雾瓶。摇晃直到起泡。

将调节器拧到丙烷罐上。打开丙烷。

用肥皂水溶液喷洒球阀前的区域并等待一分钟。如果看不到气泡，打开球阀，用肥皂水喷洒球阀和针阀之间的区域。用肥皂水喷洒针阀前的区域，然后打开针阀。也喷上胶带盖。

如果您看到任何气泡，请立即关闭罐中的丙烷。

拧下并重新粘贴出现气泡的所有连接。在没有气泡之前，请勿使用鲁本斯管！

注意：任何气泡都会非常明显。第一次尝试时，我们没有将调节器与我们的火炬接头连接得足够紧，结果出现了一些气泡。

连接扬声器

将扬声器连接到带有丁腈手套的管子末端。将防风雨胶带从手套上缠到扬声器锥体上。根据扬声器纸盆的尺寸，您可能需要使用漏斗或制作自己的纸制纸盆来连接它。

由于这是 Hackster，我们使用连接到 arduino 的压电扬声器来产生音调。您还可以添加普通扬声器。我什至尝试连接我的电小提琴。我发现使用低音符（例如来自低音炮的低音符）具有最显着的效果。

无论如何，我制作了一个基本电路来使用控制蜂鸣器的旋转电位器对此进行测试。当您转动锅时，它会改变音调，因此您可以测试不同的音调并查看它们如何影响火势。

这是原理图：

这是基本代码：

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); 
}  

。