Un piston de foc , numit uneori silex de percuție sau piston de brichetă, este un dispozitiv care a fost folosit din cele mai vechi timpuri pentru a aprinde un foc. Funcționarea sa se bazează pe principiul încălzirii unui gaz (în acest caz, aer) datorită compresiei adiabatice rapide pentru a aprinde o bucată de tinder , care este apoi folosită pentru a aprinde materialul de aprindere.
O pompă de aprindere este formată dintr-un cilindru gol, închis ermetic pe o parte și deschis pe cealaltă. Gama de dimensiuni:
Pistonul este instalat în cilindru cu un inel O etanș, instalat în interiorul cilindrului. Garniturile de cauciuc sau grăsimea sunt folosite pentru a crea o etanșare etanșă, dar alunecătoare. La capătul pistonului există o mică cavitate în care este plasată tinder, care nu este zdrobită în timpul operațiunilor ulterioare. Pentru a plasa sau scoate tinderul, pistonul poate fi scos complet din cilindru.
Pistonul (sau cilindrul) are un mâner la capăt, astfel încât să poată fi atașată o clemă rigidă sau o suprafață suficient de mare pentru a fi lovită puternic și fără durere, în timp ce cilindrul (sau pistonul) ar trebui să lovească brusc o suprafață dură. Comprimarea aerului în timpul avansării rapide a pistonului în cilindru face ca temperatura din interiorul cilindrului să crească rapid la 400 ° F (260 ° C), temperatura de autoaprindere a tinderului. Aceasta este o temperatură suficient de ridicată pentru ca tinderul de la suprafață sau din interiorul pistonului să ia foc și se poate observa un flash (aprindere) dacă cilindrul este dintr-un material translucid sau transparent. Pistonul se retrage apoi rapid înainte ca oxigenul din interiorul cilindrului să fie folosit pentru a arde tinder. Apoi, tinderul mocnit este îndepărtat de la capătul pistonului și transferat într-o grămadă mare de material pentru aprindere. Materialul care mocnește este umflat intens până când flacăra se aprinde, la diferite etape de aprindere, materialul de aprindere este aruncat în sus până când focul se aprinde cu putere [1] [2] .
Modelele antice și moderne de silex de percuție pot fi realizate din lemn , coarne de animale , bambus sau plumb . În zilele noastre, silexul și oțelul sunt cel mai adesea realizate din lemn, metal sau plastic. O pompă de aprindere de casă poate fi făcută folosind dibluri de lemn, tuburi din PVC sau cupru și un inel de cauciuc pentru mai puțin de 2 USD.
Când un gaz este comprimat rapid, presiunea și temperatura acestuia cresc simultan . Dacă această compresie este prea lentă, căldura este disipată în împrejurimi pe măsură ce gazul revine la echilibru cu aerul din jur. Dacă compresia este suficient de rapidă, atunci echilibrul termic nu are loc. Temperatura termodinamică a gazului poate deveni brusc de câteva ori mai mare decât temperatura ambiantă, crescând de la temperatura inițială a camerei a gazului la o temperatură suficientă pentru a aprinde tinder. Aerul din cilindru acționează ca o sursă de căldură și ca un agent de oxidare pentru materialul combustibil care mocnește.
Același principiu este utilizat pentru aprinderea amestecului de combustibil dintr-un cilindru de motor diesel , care nu necesită utilizarea unei bujii ca la un motor pe benzină . Principiul de funcționare este similar cu cel al motorului pe petrol , un precursor anterior al motorului diesel, în care combustibilul (tinder) este comprimat de gaz, în timp ce într-un motor diesel, injecția de combustibil are loc la gaz comprimat și la temperatură ridicată.
Raportul de compresie pentru o pompă de pornire este de 25 la 1. Acesta este comparabil cu un raport de 20:1 pentru un motor diesel modern și un raport cuprins între 7:1 și 11,5:1 pentru un motor pe benzină. Silexul de impact este special realizat suficient de îngust, o persoană fără asistență poate dezvolta suficientă forță pentru a comprima cât mai mult aerul din cilindru. Pentru a obține un raport de compresie ridicat, volumul final comprimat de tinder și aer trebuie să fie mic în raport cu lungimea tubului pistonului. Acești doi factori înseamnă că doar o cantitate mică de tinder poate fi aprinsă într-un silex de impact, dar poate fi suficient pentru a aprinde alt material de aprindere și, la rândul său, pentru a porni un foc mai mare.
Tinder, care se aprinde la o temperatură foarte scăzută, funcționează cel mai bine. Materialele inflamabile, cum ar fi pânza carbonizată sau ciuperca de ciupercă, funcționează la fel de bine ca și ciuperca și pot susține mocnit . În schimb, fibra de bumbac se aprinde la 455 ° F (235 ° C) și arde puternic, dar nu susține mocnit. Aprinderea puternică este potrivită pentru scopuri demonstrative, dar nu este potrivită pentru aprinderea unui incendiu permanent.
Designul unei pompe de mână pentru bicicletă este foarte asemănător, cu excepția faptului că pompa are supape și un furtun pentru alimentarea cu aer comprimat . În cazul unei pompe, încălzirea aerului comprimat ar fi un efect secundar nedorit, iar designul și lubrifianții trebuie alese pentru a evita temperaturile extrem de ridicate.
Pistonul de foc a fost folosit de secole pentru a declanșa incendii în Asia de Sud-Est și Insulele Pacificului . S-au găsit acolo culturi care folosesc țeava ca armă și s-a sugerat că ar fi putut fi prototipul pentru designul din silex și oțel. Există dovezi ale utilizării unei pompe de aprindere a focului în Myanmar , Peninsula Malaeză , Indochina , Borneo (Kalimantan) , Sumatra , Java , Sulawesi , Filipine , Madagascar și India de Sud [3] .
În Occident, primul silex și silex de percuție au fost realizate în 1745 de starețul Agostino Ruffo de Verona , care a făcut João Vpentru regeletunuri pneumaticeo pereche de Ulterior, a descoperit că tinder ia foc în pompă. Ruffo a realizat un aparat pentru a studia în continuare acest fenomen. Un articol din 1876 din The New York Times a susținut că silexul modern de percuție a fost inventat independent în Occident prin experimentarea cu pistolul cu aer comprimat, mai degrabă decât să fie copiat dintr-un design asiatic.
Este înregistrat că, pentru prima dată, un silex cu acțiune de pompare a fost demonstrat oamenilor de știință în 1802 și brevetat simultan în Anglia și Franța în 1807 . Pistonul de foc sau, așa cum îl numeau atunci, „pistonul mai ușor” a fost un instrument de uz casnic popular în toată Europa la începutul secolului al XIX-lea , până când au fost inventate chibriturile în 1844 .
Poate că silexul cu acțiune de pompare l-a inspirat pe Rudolf Diesel să-și creeze motorul diesel în 1892 .
În SUA, descrierile declanșatorului de incendiu au fost publicate de nenumărate ori de-a lungul anilor.