ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2019580

УСТАНОВКА ФС-525 ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА

УСТАНОВКА ФС-525 ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА

Имя изобретателя: Трофимов Ю.В., Серебрянский Ф.З., Майоров Б.С., Ковков Д.В.
Имя патентообладателя: Институт физико-технологических исследований
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 18.06.1992

Использование: получение водорода и кислорода методом электролиза воды под давлением в различных производствах, нуждающихся в небольшом количестве чистых газов. Вертикальные разделительные колонки установки установлены в центральной зоне верхней опорной площадки, свободно размещенной на концевых катодах. Промыватели и регуляторы давления размещены над концевыми катодами с одной стороны электролизеров. Трубы для газов и электролита выполнены с возможностью последовательного подвода охлаждающей воды от газовых труб к трубам возврата электролита в электролизеры. В каждом регуляторе давления поплавок снабжен трубкой, достигающей дна внутри полости поплавка.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к установкам для электролиза под давлением с целью получения водорода и кислорода и может быть использовано в различных производствах, нуждающихся в небольшом количестве чистых газов, в частности для получения чистого кислорода в медицинских учреждениях.

Известна установка для получения кислорода и водорода, содержащая электролизеры, разделительные колонки для кислорода и водорода, промыватели кислорода и водорода, регуляторы давления, поплавки которых выполнены массивными и рассчитаны на полное рабочее давление газов. Недостатками известной установки являются ее большие размеры и значительная масса регуляторов давления.

Известна установка для получения кислорода и водорода, содержащая два параллельно включенных по току электролизера с подводом тока к центральному аноду и концевым катодам каждого электролизера, разделительные колонки для кислорода и водорода, промыватели кислорода и водорода, трубы для газов и электролита в кислородной и водородной системах отвода газа и циркуляции электролита, поплавковые регуляторы давления.

Однако такая установка доставляется пользователю только в разобранном виде и требует последующей сборки.

Целью изобретения является создание компактной и легкой установки с автоматической стабилизацией температуры электролита в процессе работы.

Цель достигается тем, что вертикально размещенные разделительные колонки установлены в центральной зоне опорной площадки, свободно размещенной на концевых катодах, а промывательные колонки и регуляторы давления расположены над концевыми катодами с одной стороны электролизеров, причем трубы для газов и электролита, снабженные охлаждающими рубашками, выполнены с возможностью последовательного подвода охлаждающей воды от газовых труб к трубам возврата электролита в электролизеры, а регулятор автоматической подачи воды в рубашки труб кислородной системы связан управляющим импульсом с датчиком температуры центральной зоны электролизеров, кроме того, поплавок в каждом регуляторе давления снабжен трубкой, достигающей дна внутри плоскости поплавка и своими открытыми концами сообщенной соответственно внизу - с полостью поплавка, а вверху - с полостью сосуда, в котором размещен поплавок.

УСТАНОВКА ФС-525 ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА
схема циркуляции и охлаждения электролита и газов в электролизерах

На фиг.1 показана предлагаемая установка, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - схема циркуляции и охлаждения электролита и газов в электролизерах; на фиг.5 - регулятор давления.

Установка содержит нижнюю опорную площадку 1, первый электролизер 2, верхнюю опорную площадку 3, разделительную колонку 4 для водорода, промыватель 5 водорода, поплавковый регулятор 6 давления водорода, уравнительную колонку 7, гидрозатвор 8 для водорода, бак 9 для дистиллированной воды, второй электролизер 10, разделительную колонку 11 для кислорода, регулятор 12 давления кислорода, промыватель 13 кислорода, гидрозатвор для кислорода 14, центральный анод 15, концевые катоды 16, 17, трубу 18 слива электролита из разделительных колонок 4, 11 в электролизеры 2 и 10, водяную рубашку 19 на трубе 18, водяную рубашку 20 на трубе 18, трубу 21 выхода водорода из электролизеров 2, 10 в разделительную колонку 4 для водорода, трубу 22 выхода кислорода из электролизеров 2, 10 в разделительную колонку 11 для кислорода, водяную рубашку 23 на трубе 21, водяную рубашку 24 на трубе 22, вход 25 воды в контур охлаждения газов и электролита на стороне кислорода, регулятор 26 автоматической подачи охлаждающей воды, водяную рубашку 27 на трубе выхода кислорода из разделительной колонки 11, водяную рубашку 28 на трубе выхода водорода из разделительной колонки 4, вентили 29 подачи охлаждающей воды, вход 30 воды в контур охлаждения водорода и электролита со стороны водорода, датчик температуры 31, опору 32 поплавка, внутреннюю полость 33 поплавка, корпус 34 регулятора давления, колпачок 35 поплавка, фланец 36 регулятора, крышку 37 регулятора, седло 38 клапана 39, шток 40, верхнее дно 41 поплавка, корпус 42 поплавка, трубку 43 поплавка, нижнее дно 44 поплавка, дно 45 регулятора давления.

Установка работает следующим образом.

Выделяющийся при электролизе кислород и водород движутся вместе с электролитной эмульсией из отверстий в концевых катодах электролизеров 2, 10 в разделительные колонки 4, 11. Из разделительных колонок 4, 11 электролит возвращается в электролизеры 2, 10, а газы поступают в соответствующие промыватели 5, 13 и регуляторы давления 6, 12.

Охлаждающаяся вода подается раздельно в кислородный и водородный контур охлаждения. Подача воды в водородный контур (основной теплоотводящий контур циркуляции) осуществляется вручную, а подача воды в кислородный контур - автоматически, в зависимости от изменения температуры электролизеров 2, 10.

При повышении давления одного из газов на выходе из установки подключается поплавок в регулятор давления или другого газа и закрывается его выпуск в атмосферу. При этом давление в полостях 33 регуляторов давления и полостях сосудов уравнивается.

Предложенная установка для получения медицинского кислорода и водорода экономична, а основным ее достоинством является то, что она доставляется пользователю в собранном и готовом к эксплуатации виде в силу своей компактности, обусловленной конструктивными особенностями.

регулятор давления.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка для получения кислорода и водорода, содержащая два параллельно включенных по току электролизера с подводом тока к аноду, размещенному в центре электролизера, и к концевым катодам каждого электролизера, вертикально размещенные разделительные колонки для кислорода и водорода, промыватели кислорода и водорода, трубопроводы отвода и кислорода и электролита в кислородной и водородной системах отвода газа и циркуляции электролита, поплавковые регуляторы давления, выполненные в виде сосудов со встроенными в них аксиально размещенными поплавками, отличающаяся тем, что она снабжена опорной площадкой, размещенной на концевых катодах, разделительные колонки размещены в центральной зоне, а промыватели и регуляторы давления расположены над концевыми катодами с одной стороны электролизеров, трубопроводы для газов и электролита снабжены охлаждающими рубашками, причем охлаждающие рубашки на газовых трубах соединены с охлаждающими рубашками трубопровода возврата электролита в электролизеры, установка снабжена регулятором автоматической подачи воды в рубашки трубопроводов для отвода кислорода, соединенного с датчиками температуры в центральной зоне электролизеров, поплавок в каждом регуляторе давления снабжен трубкой, размещенной в полости поплавка и сообщенной своими открытыми концами соответственно снизу с полостью поплавка, а вверху с полостью сосуда, в котором размещен поплавок.

Версия для печати


вверх