ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА


RU (11) 2010039 (13) C1

(51) 5 C25B1/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4938744/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.24 
(45) Опубликовано: 1994.03.30 
(71) Заявитель(и): Кубанский государственный университет 
(72) Автор(ы): Гамазов А.А.; Гамазов А.А.(. 
(73) Патентообладатель(и): Гамазов Александр Александрович 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА 

В электролизере, состоящем из электродов, разделенных диэлектрическими рамками, расположенными между концевыми плитами и стянутыми крепежными деталями, имеются не менее 40% электролизных ячеек с диафрагмами для разделения получаемых газов, катодные части которых соединены каналом с электролизными ячейками для получения гремучего газа, а анодные части соединены другим каналом с атмосферой через устройство выравнивания давления газов в ячейках. Благодаря добавлению к гремучему газу водорода пламя горелки становится восстановительным и повышается его температура, что исключает попадание окислов в сварной шов и этим повышает его качество. Выделяющийся кислород используют для кислородной резки. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электролизер предназначен для получения газовой смеси кислорода и водорода, используемой для питания горелок в устройствах для сварки, пайки и резки металлов.

Наиболее близким аналогом является электролизер, состоящий из электродов, разделенных диэлектрическими рамками, расположенными между концевыми и стянутыми крепежными деталями [1] .

Для питания электролизера требуется ток, величина которого меньше в n раз, где n число электролизных ячеек электролизера. Выбирая число электролизных ячеек, соответствующих напряжению питающей электросети, можно обойтись без трансформатора, что существенно сокращает вес и габариты газосварочного устройства.

Общим недостатком аналога и прототипа является низкое качество сварного шва за счет включения в него окислов, обусловленного тем, что сжигание гремучего газа образует окислительное пламя за счет окисления части водорода кислородом воздуха.

Целью изобретения является повышение качества сварного шва.

Поставленная цель достигается тем, что в известном электролизере, состоящем из электродов, разделенных диэлектрическими рамками, расположенных между концевыми плитами и стянутых крепежными деталями, имеются не менее 40% электролизных ячеек с диафрагмами для разделения получаемых газов, катодные части которых соединенными каналом с электролизными ячейками для получения гремучего газа, а анодные части соединены другим каналом с атмосферой через устройство выравнивания давления газов в ячейках.

Отличия от прототипа состоят в том, что имеются не менее 40% электролизных ячеек с диафрагмами для разделения получаемых газов, катодные части которых соединены каналами с электролизными ячейками для получения гремучего газа, а анодные части соединены другим каналом с атмосферой через устройство выравнивания давления газов в ячейках.

Указанные отличия обеспечивают возможность достижения цели изобретения - повышение качества сварного шва за счет того, что добавление к гремучему газу водорода компенсирует ту часть, которая взаимодействует с кислородом воздуха и создает восстановительную зону пламени горелки. В этих условиях окислы не образуются, что и обеспечивает повышение качества сварного шва.

На фи г. 1 показана схема электролизера; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Электролизер состоит из электродов 1, разделенных диэлектрическими рамками 2, расположенными между концевыми плитами 3 и стянутых крепежными деталями 4. Между крайними электродами и концевыми плитами установлены диэлектрические кольца 5 и упругие прокладки 6. У 40% электролизных ячеек имеются перфорированные диафрагмы 7 для разделения получаемых газов. Катодные части таких ячеек соединены вырезами 8 с каналом 9, соединенным с электролизными ячейками для получения гремучего газа через подпитывающую поплавковую камеру с поплавком 10 и клапаном 11, перекрывающим отверстие в штуцере 12. Анодные части электролизных ячеек вырезами 13 соединены с каналом 14 и кислородной поплавковой камерой с поплавком 15 и клапаном 16, перекрывающим отверстие в штуцере 17. Все электролизные ячейки соединены друг с другом отверстиями с переточными патрубками 18. В электродах 1 электролизных ячеек для получения гремучего газа имеются отверстия 19 для отвода гремучего газа в подпитывающую поплавковую камеру, которая снабжена штуцером 20 для вывода газовой смеси. Электроды 1, образующие стенки подпитывающей поплавковой камеры, соединены друг с другом наружным проводником.

Через отверстия в электродах 1 проходят стержни стягивающих деталей 4, покрытые электроизоляцией. Поплавок 10 связан с клапаном 11, перекрывающим отверстие в штуцере 12. Отверстия с переточными патрубками 18 смещены относительно вертикальной оси. Хорошо видно положение штуцера 20 для вывода газовой смеси.

Работает электролизер следующим образом. Через штуцер 12 заливают электролит - водный раствор едкого калия. Электролит проходит через отверстия с переточными патрубками 18 и перфорации в диафрагмах 7, заполняя электролизные ячейки и камеру с поплавком 15. При достижении заданного уровня клапан 11 приводом от поплавка 10 закрывает отверстие в штуцере 12. Взамен израсходованного раствора едкого калия в подпитывающий сосуд заливают воду для подпитки и подпитывающий сосуд закрывают. При пропускании постоянного электрического тока через электролизер происходит выделение газов на электродах 1. В электролизных ячейках с перфорированными диафрагмами 7 происходит разделение газов. Водород из катодных частей ячеек через вырезы 8 поступает в канал 9 и в подпитывающую поплавковую камеру, куда поступает и гремучий газ через отверстия 19. Смесь газов выходит через штуцер 20, проходит через подпитывающий сосуд над поверхностью воды и далее через гидрозатвор и осушитель в горелку. Кислород из анодных частей электролизных ячеек проходит через вырезы 13 в канал 14 и кислородную поплавковую камеру с поплавком 15. Если давление кислорода станет больше давления газовой смеси, то уровень электролита в анодных частях ячеек и кислородной поплавковой камере снизится и поплавок 15 опустится, открывая клапаном 16 отверстие в штуцере 17. Выходящий кислород проходит через шланг с сопловой насадкой и может быть использован для кислородной резки металла. По мере расхода воды общий уровень электролита снижается, поплавок 10 опускается и клапан 11 открывает отверстие в штуцере 12, через который поступает подпитывающая вода, восстанавливая уровень электролита. Благодаря отверстиям с переточными патрубками 18 происходит выравнивание состава электролита за счет естественной конвекции, обусловленной разной плотностью электролита различного состава.

Электролизер испытан в составе газосварочного устройства. Габаритная длина электролизера 685 мм. Внутренний диаметр рамок 2 120 мм, а наружный 135 мм. Материал рамок - винипласт. Электроды 1 из листовой стали толщиной 0,55 мм никелированы с катодной стороны. Число электролизных ячеек для получения гремучего газа 76, а ячеек для раздельного получения водорода и кислорода 58. Это обеспечивает получение газовой смеси с содержанием 78% водорода (в гремучем газе 66,6% ), восстановительное пламя горелки и наиболее высокую температуру пламени - 2660оС) Справочник химика. Госхимиздат, 1963, г. Т2). Максимальный ток 8 А. Количество получаемых газов при максимальном токе и нормальном давлении около 0,76 м3/ч, из них около 0,1 м3/ч кислорода отводится через штуцер 17. Максимальная рабочая температура электролита 55оС. Охлаждение воздушное естественное, а при необходимости принудительное. За счет различного числа электролизных ячеек для получения гремучего газа и раздельного получения кислорода и водорода, включаемых в цепь, возможно как установка максимального тока в зависимости от напряжения питающей электросети, так и регулирование состава газовой смеси от состава гремучего газа до практически чистого водорода.

Технико-экономические преимущества предложенного электролизера в сравнении с прототипом состоят в существенном повышении качества сварного шва за счет получения постоянного и контролируемого состава смеси газов, дающих восстановительное пламя горелки.

Повышение качества сварного шва возможно известными методами: добавлением к гремучему газу паров легкоиспаряющихся горючих углеводородных соединений, например, бензина, спиртов, ацетона или толуола. По отношению к приведенным аналогам в предложенном устройстве не используют дополнительные расходуемые вещества (углеводородные соединения), состав газовой смеси постоянен и отсутствуют сложные устройства контроля и регулировки состава парогазовой смеси, что существенно упрощает и удешевляет газосварочное устройство и повышает его надежность. (56) Патент США N 3310483, кл. 204-268, опублик. 1967. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА для пайки и сваpки, включающий концевые плиты, между котоpыми pазмещены электpоды, диафpагмы и диэлектpические pамки, стянутые кpепежными деталями, обpазующие электpолитические ячейки, канал для отвода смеси кислоpода и водоpода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сваpного шва, не менее 40% электpолитических ячеек снабжены диафpагмами для pазделения газов, катодные камеpы котоpых соединены с каналом для отвода смеси кислоpода и водоpода, а анодные камеpы соединены чеpез дополнительный канал с атмосфеpой чеpез устpойство выpавнивания давления газов в ячейках.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru