Пристрій для отримання гримучого газу
Винахід відноситься до зварювання, зокрема до пристроїв для отримання гримучого газу при газополум'яній обробці, і може знайти застосування при різанні металів, напилюванні, виконанні сантехнічних робіт. Сутність винаходу полягає в тому, що пристрій містить електролізер з електродами 1, 2, в яких виконані газовідвідні отвори, і, з'єднану з ним засобом для виходу газу і подачі електроліту, ємність напірну 3, осушувач 2, виконаний у вигляді камери, змонтованої на напірній ємності 3 і з'єднаної з нею дроселюючим отвором або клапаном 10 і зворотним клапаном 11 для скидання конденсату. При цьому засіб для виходу газу та подачі електроліту виконано у вигляді трьох концентрично розташованих труб 4, 14, 17. На зовнішній 4, яка з'єднує напірну ємність 3 і кільце 2, розташоване між пакетами електродів, на перемичках встановлена перша внутрішня труба 17, верхній торець якої утворює зазор з дном напірної ємності і розташований вище газовідвідних отворів 15, а нижній торець цієї труби 17 розташований нижче газовідвідних отворів 15. Верхній торець другої внутрішньої труби 14 закріплений на дні напірної ємності 3 і збігається з отвором для виходу напірної ємності, а її нижній торець розташований вище газовідвідних отворів електродів, при цьому над отвором у дні напірної ємності встановлений відбивач 13. 1 іл.
Винахід відноситься до пристроїв для отримання гримучого газу електролізом води та призначене для газополум'яної обробки металів воднево-кисневим полум'ям, зокрема, для різання металів, напилення, зварювання, для виконання сантехнічних робіт і т.п.
Електроліз води вигідно відрізняється від інших методів одержання газів, що використовуються при газополум'яній обробці металів,простотою технологічної схеми, доступністю та дешевизною сировини води, високою надійністю в експлуатації, нескладністю обслуговування установок. До переваг процесу електролізу води відноситься також одночасне отримання кисню і водню, що дає екологічно чистий продукт, який може бути широко використаний для технічних цілей. Однак слід зазначити, що вихід кінцевого продукту на одиницю ваги установки залишається досить низьким, порівняно з іншими пристроями.
Відомо пристрій для газополум'яної обробки металів, що містить електролізно-водневий генератор, з'єднаний за допомогою вологовідділювача, водяного затвора, газоосушувача та збагачувача з газополум'яним пальником (а.с. СРСР N 1851052, кл. B 23 K 5/00, 12.07). Вологовідділювач виконаний у вигляді герметичної судини з вихідним патрубком, закріпленим у верхній стінці судини, і зливним патрубком, розташованим у його днищі, при цьому на вхідному патрубку, відкритий торець якого звернений до днища, по всій висоті судини змонтовані відбійні перегородки парубок з'єднаний трубопроводом з електролізно-водним генератором.
Використання пропонованого вологовідділювача дозволило істотно підвищити безпеку пристрою, підвищити якість газової суміші, що подається на вихід, за рахунок ретельного очищення від парів електроліту. В результаті якість зварних швів покращала.
Однак, як видно з опису пристрою та креслень, воно відрізняється складністю конструкції, великими габаритами. При цьому потенційні можливості електролізера не використані повністю, тому що в процесі електролізу бере участь тільки частина поверхні пластин, частина, яка занурена в електроліт.
Відомий також електролізер для отримання гримучого газу, що включаєкорпус з вертикально розташованими паралельними один одному електродами, напірну ємність, патрубки для подачі електроліту та відведення газів (а.с. СРСР N 1495392, кл. C 25 B 9/00, 25.06.86). Електролізер також містить індикатор рівня електроліту, напірну ємність, яка містить елементи захисту від зворотного полум'я, патрубок для відведення газів встановлений на напірній ємності нижче за верхні отвори електродів, і його нижня частина виконана плоскою і перфорованою.
У зв'язку з тим, що рівень електроліту підтримується постійним протягом усього часу роботи електролізера, забезпечується сталість густини струму на всіх електродах, завдяки чому реалізуються оптимальні умови підвищення продуктивності в цілому.
Однак внаслідок того, що патрубок для відведення газів встановлений нижче верхніх отворів електродів, як і в попередньому випадку, значна частина поверхні пластин не бере участі в процесі електролізу, що знижує його можливості, зменшує продуктивність.
Найбільш близьким до заявляється за призначенням, технічної сутності і досягається результату при використанні є пристрій для отримання гримучого газу, що містить електролізер з електродами, в яких виконані газовідвідні отвори, і з'єднану з ним засобом для виходу газу і подачі електроліту напірну ємність, осушувач, виконаний у вигляді камери, змонтованої на напірній ємності та з'єднаної з нею дроселюючим отвором або клапаном та зворотним клапаном для скидання конденсату (патент України N 426, кл. B 23 K 5/00, 25.11.92), при цьому газовідвідні отвори в електроді засоби для виходу газу та подачі електроліту.
Описаний вище пристрій характеризується надійністю, високою якістю одержуваної суміші. Однак унаслідок того, що, як і в описаних вище пристроях, газовідвідні отвори розташовані вище засоби для відведення газу, частина поверхні електродів не бере участі в процесі електролізу, а отже потенційні можливості пристрою використані не повністю.
Тому метою запропонованого технічного рішення є підвищення продуктивності електролізера шляхом використання всієї поверхні електродів у процесі електролізера.
Мета досягається тим, що у відомому пристрої для отримання гримучого газу, що містить електролізер з електродами, в яких виконані отвори газовідвідні, і з'єднану з ним засобом для виходу газу і подачі електроліту напірну ємність, осушувач, виконаний у вигляді камери, змонтованої на напірній ємності і з'єднаної з нею дроселюючим отвором або клапаном для скидання конденсату, згідно винаходу засіб для виходу газу та подачі електроліту виконано у вигляді трьох концентрично розташованих труб, при цьому на зовнішній, яка з'єднує напірну ємність і кільце, розташоване між пакетами електродів, на перемичках встановлена перша внутрішня трубка, верхній торець якої утворює зазор з дном напірної ємності і розташований вище отворів газовідвідних, а нижній торець цієї труби розташований нижче газовідвідних отворів, верхній торець другої внутрішньої труби закріплений на дні напірної ємності і збігається з отвором для виходу газу і подачі електро ємності, а її нижній торець розташований вище газоотвродящих отворів електродів, при цьому над отвором у дні напірної ємності встановлений відбивач.
Як видно з викладу сутності технічного рішення, що заявляється, воно відрізняється від прототипу, і отже, є новим.
Рішення має винахідницькерівнем, так як принципово змінює розташування газовідвідних труб і рівень електроліту, що дозволяє ефективніше використовувати площу пластин електролізера. Якщо у відомих раніше рішеннях у всіх випадках газовідвідний канал розташовували нижче газовідвідних отворів електролізера, то в запропонованому рішенні торці патрубків, які служать для заповнення електролітом і відведення газу, розташовані вище отворів газовідвідних пластинах електролізера. Лабіринт, який створює система концентрично розташованих труб, не тільки служить для ефективного піновиділення, а й створює певний тиск. Таким чином, піновиділення відбувається не тільки за рахунок збільшення шляху прохідного газом до виходу в напірну ємність, але і за рахунок тиску, який створюється під напірною ємністю і в просторі між концентрично встановленими трубами.
Оскільки бульбашки газу утворені в умовах підвищеного тиску, вони мають такий самий підвищений тиск і всередині. Ця обставина веде до того, що вони виходять у напірну ємність із великою швидкістю. Для того, щоб зменшити кількість електроліту, що потрапляє в осушувач, над отвором у дні напірної ємності встановлено відбивач. Використання відбивача дозволяє зменшити розбризкування розчину, збільшити його запас у напірній ємності, що, у свою чергу, дозволяє збільшити час роботи установки до заправки дистильованою водою.
Рішення, безперечно, промислово застосовується, оскільки електролізери з описаною вище конструкцією засобу для виходу газу та подачі електроліту виготовляються заявниками та експлуатуються споживачами.
На кресленні показаний електролізер із засобом для виходу газу та подачі електроліту.
Пристрій містить електроди 1, кільце 2, розташоване міжпакетами електродів, яке з'єднане з напірною ємністю 3 зовнішньою трубою 4, яка є корпусом засобу для виходу газу та подачі електроліту. Нижній торець труби 4 приєднаний до кільця 2 таким чином, що він стосується лише внутрішнього кола кільця 2. напірна ємність 3 являє собою корпус, на верхній кришці якого встановлені заливна горловина 5, запобіжний клапан 6, датчик тиску 7, розривний клапан 8, осушувач 9 з дроселюючим клапаном 10, а також зворотним клапаном 11 для скидання конденсату. Корпус напірної ємності 3 має дно з отвором 12, над яким встановлений відбивач 13. До дна напірної ємності 3 з боку кільця 2 співвісно з отвором 12 прикріплена труба 14 для подачі електроліту, нижній торець якої розташований вище газовідвідних отворів 3 2. Між зовнішньою трубою 4 і другою внутрішньою трубою 14 на перемичках 16 встановлена перша внутрішня труба 17 таким чином, що її верхній торець утворює зазор з дном напірної ємності 3, а нижній торець встановлений нижче газовідвідних отворів 15. У нижній 2 18, яку використовують для зливу електроліту та видалення осаду.
Пристрій працює наступним чином.
Після заповнення електролізера через заливну горловину 5 і включення його в мережу з напругою 220 відбувається виділення киснево-водневої суміші на електродах 1. Через газовідвідні отвори в електродах 1 суміш надходить в кільце 2, розташоване між пакетами електродів 1. Потім киснево-воднева простір між трубами 4, 14 і 17. При подальшому підвищенні тиску газ починає виходити по внутрішній трубі 14 напірну ємність. При зустрічі бульбашок газової суміші з відбивачем 13 відбуваєтьсяпопереднє вологовиділення. При підвищенні в напірній ємності тиску 3 вище P 0,7 атм газова суміш через дроселюючий клапан 10 надходить в осушувач 9, а потім до водяного затвора (не показаний). Конденсат через зворотний клапан 11 повертається в напірну ємність 3. Пристрій загалом обладнано системою, що забезпечує безпечну роботу. В систему безпеки входять датчик тиску 7, який покликаний відключити живлення електролізера при підвищенні тиску до 1,7 атм P і включення його при зниженні тиску в напірній ємності 3 до 1,6 атм. Запобіжний клапан 6 служить для надлишкового тиску газової суміші в разі підвищення його до P 2,2 атм, а розривний клапан 8 служить для аварійного скидання тиску в тому випадку, якщо тиск всередині напірної ємності 3 піднімається до P 4 атм.
Як видно з викладу сутності технічного рішення, що заявляється і опису його роботи, виконання засобу для подачі електроліту і відведення газу у вигляді трьох концентрично розташованих труб, торці яких певним чином встановлені щодо газовідвідних отворів, а торець зовнішньої - стосовно внутрішнього кола кільця, дозволяє підвищити продуктивність електролізера в середньому на 10 15% ефективно здійснювати піновиділення та осушення газу, забезпечуючи при цьому високу якість зварних швів.
Пристрій для отримання гримучого газу, що містить електролізер з електродами, в яких виконані газовідвідні отвори, і з'єднану з ним засобом для виходу газу та подачі електроліту напірну ємність, осушувач, виконаний у вигляді камери, змонтованої на напірній ємності та з'єднаної з нею дроселем і зворотним клапаном для збору конденсату, що відрізняється тим, що засіб для виходу газу та подачіелектроліту виконано у вигляді трьох концентрично розташованих труб, при цьому зовнішня труба одним торцем з'єднана з напірною ємністю, а іншим торцем з кільцем, розташованим між електродами, всередині зовнішньої труби на перемичках встановлена перша внутрішня труба, верхній торець якої утворює зазор з дном напірної розташований вище газовідвідних отворів, а нижній торець цієї труби розташований нижче газовідвідних отворів, верхній торець другої внутрішньої труби закріплений на дні напірної ємності і отвір цієї труби збігається з отвором для виходу газу і подачі електроліту в дні напірної ємності, а нижній отворів електродів, причому над отвором у дні катодної ємності встановлений екран.