Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для получения гремучего газа, преимущественно при газопламенной обработке материалов, содержащее электролизер с электродами, в которых выполнены газоотводящие отверстия, и соединенную с ним средством для выхода газа и подачи электролита напорную емкость, при этом газоотводящие отверстия в электродах расположены выше средства для выхода газа и подачи электролита, отличающееся тем, что устройство снабжено осушителем, выполненным в виде камеры, смонтированной на напорной емкости и соединенной с ней дросселирующим отверстием или клапаном и обратным клапаном для сброса конденсата.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для выхода газа и подачи электролита выполнено в виде единого канала.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для выхода газа и подачи электролита выполнено в виде газоотводящего патрубка, расположенного в верхней части устройства, и подпитывающего патрубка, смонтированного в его нижней части.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что газоотводящий патрубок выполнен в виде трубы цилиндрического или многогранного сечения.

Текст

Изобретение относится к устройствам для получения гремучего газа, преимущественно при газопламенной обработке материалов смесью газов, получаемой при электролизе воды, и может быть использовано в машиностроении и других областях, где необходимо получить газопламенный нагрев деталей в широком диапазоне температур, включающем сварку, пайку и резку металлов. Известна установка для водородно-кислородной сварки [1], включающая электролизер. выполненный из электродных пластин и резиновых или паронитовых прокладок, стянутых при помощи плат и специальных болтов, систему пополнения электролита в электролизере, выполненную в виде компенсационного бачка. Недостатки указанной установки: при включении электролизера в электрическую сеть уровень электролита в нем повышается за счет газонаполнения. При этом, как показали экспериментальные исследования, увеличение объема электролита соответствует величине, равной, примерно, трем часовым расходам воды при ее разложении в процессе электролиза. Таким образом, в течение, примерно, трех часов электролизер будет работать без подпитки с переменным уровнем электролита и только потом вступит в работу поплавковый клапан. Переменный уровень электролита приводит к нестабильности работы электролизера, повышению температуры электролита и влажности вырабатываемой газовой смеси; пена и брызги, уносимые из электролизера с газовой смесью, попадают и накапливаются в водяном затворе, обогатителе и шлангах, что, в конечном счете, отрицательно сказывается на качестве сварного шва. Известен электролизер для получения гремучего газа [2], включающий корпус с вертикально расположенными параллельными друг к другу электродами, напорную емкость, трубки для подачи электролита и отвода газов. В верхней и нижней частях электродов выполнены отверстия. Газоотводящий патрубок расположен в напорной емкости ниже верхних отверстий в электродах. Недостатком указанного устройства является повышенная влажность газа, выходящего из электролизера, что приводит к снижению температуры пламени и, в конечном итоге, к низкому качеству сварного шва. В указанной конструкции наблюдается также повышенный расход электролита за счет уноса вырабатываемой газовой смесью паров, пены и брызг электролита. Кроме того, нижняя часть патрубка отвода газов выполнена плоской и перфорированной, что не позволяет управлять уровнем электролита в ячейках при изменении высоты слоя пены над зеркалом электролита, в зависимости от производительности электролизера. Задачей изобретения является усовершенствование устройства для получения гремучего газа. обеспечивающее снижение его влагосодержания путем поэтапного Отделения влаги из газовой смеси, чем достигается повышение ее качества. Поставленная задача решается тем, что устройство для получения гремучего газа, содержащее электролизер с электродами, в которых выполнены газоотводящие отверстия, и соединенную с ним средством для выхода газа и подачи электролита напорную емкость, при этом газоотводящие отверстия в электродах расположены выше средства для выхода газа и подачи электролита, согласно изобретению, снабжено осуши телем в виде камеры, смонтированной на напорной емкости и соединенной с ней дросселирующим отверстием (или клапаном) и обратным клапаном для сброса конденсата. Снижение влагосодержания газовой смеси обеспечивается созданием перепада давлений в электролизере и охладителе за счет дросселирующего отверстия или клапана, чем достигается: а) уменьшение количества влаги, уносимой из электролита с газами пеной и брызгами; б) отделение влаги при прохождении газов через слой электролита в напорной емкости; в) конденсация влаги при охлаждении газов за счет дросселирования. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет регулировать уровень электролита в межэлектродном пространстве по заранее заданному закону. Задача решается также тем, что средство для выхода газа и подачи электролита может быть выполнено в виде единого канала или в виде газоотводящего патрубка, расположенного в верхней части устройства, и подпитывающего патрубка, смонтированного в его нижней части. При этом газоотводящий патрубок выполнен в виде трубы цилиндрического или многогранного сечения. Регулирование уровня электролита в 'межэлектродном пространстве обеспечивается за счет возможности перетекания его в напорную емкость. Закон регулирования уровня определяется формой проходного сечения газоотводящего канала. Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для получения гремучего газа; на фиг. 2 - схема формирования пенной камеры; на фиг. 3 - форма рабочего сечения газоотводящего патрубка (варианты); на фиг. 4 -устройство для получения гремучего газа, выполненное со средством выхода газа и подачи электролита в виде единого канала. Устройство содержит электролизер 1, напорную емкость 2, охладитель 3. Электролизер 1 содержит электроды 4 с газоотводящими отверстиями 5 и отверстиями для подачи электролита 6. Электролизер 1 соединен с напорной емкостью 2 газоотводящим патрубком 7 и подпитывающим патрубком 8. Электролизер 1 и напорная емкость 2 заполнены электролитом 9. Напорная емкость 2 соединена с охладителем 3 посредством дросселирующего о тверстия 10 (или клапана 11) и обратного клапана 12 для сброса конденсата. Напорная емкость 2 заполнена электролитом 9 до уровня, обеспечивающего гашение обратного удара и компенсацию расхода воды в процессе работы, т.е. не менее, чем на 100 мм выше уровня электролита 9 в электролизере 1. Рабочее сечение А-А газоотводящего патрубка 7, заполненного электролитом 9, выполнено с возможностью обеспечения образования в электролизере 1 пенной камеры 13, верхний уровень 14 которой совпадает с нижней кромкой отверстий 5 в электродах 4. Для заливки электролита 9 в напорной емкости 2 имеется заливная горловина 15. Первоначальный уровень электролита 9 в электролизере 1 зависит от воздушного колокола 16, образующегося над зеркалом электролита 9 в электролизёре 1 при заливке. Высота воздушного колокола 16 зависит от уровня расположения верхней кромки рабочего сечения А-А газоотводящего патрубка 7. Устройство работает следующим образом. Перед включением устройства производят заливку электролита 9 через заливную горловину 15 в напорную емкость 2. По закону сообщающи хся сосудов часть электролита 9 через подпитывающий патрубок 8 поступает в электролизер 1. При включении устройства происходит электролиз воды из электролита 9. В начальный период работы увеличивается объем электролита 9 за счет его газонаполнения выделяющимся водородом и кислородом (гремучим газом). Пена, образующаяся при выходе пузырьков газа из электролита 9. скапливается в пенной камере 13. Гремучий газ накапливается в верхней части электролизера 1 - воздушном колоколе 16. при этом повышается давление и избыточный объем электролита 9 из электролизера 1 через отверстия для подачи электролита 6 и подпитывающий патрубок 8 перетекает в напорную емкость 2. При этом из рабочего сечения А-А патрубка 7 вытесняется часть объема-электролита 9. и образуется проходное сечение 17 для выхода гремучего газа, причем уровень электролита 9 в электролизере 1 и патрубке 7 будет определяться производительностью устройства и формой рабочего сечения А-А патр убка 7. Гремучий газ, выходя из патрубка 7, поступает в электролит 9 напорной емкости 2. Уровень заливки электролита 9 в напорной емкости 2 обеспечивает гашение пламени в случае обратного удара. Проходя через электролит 9 напорной емкости 2 гремучий газ частично очищается от пены и брызг. Из напорной емкости 2 гремучий газ с оставшейся влагой поступает через дросселирующее отверстие 10 (или клапан 11) в охладитель 3. При этом гремучий газ расширяется в 1,5-2,5 раза. За счет понижения давления происходит его охлаждение и конденсация находящейся в нем влаги, которая остается в охладителе 3. а гремучий газ направляется потребителю. Конденсат накапливается в процессе работы устройства в о хладителе 3, а при его выключении происходит снижение давления гремучего газа в напорной емкости 2 и обратный клапан 12 сбрасывает накопившийся конденсат в напорную емкость 2. В зависимости от производительности установки изменяется интенсивность выделения газовых пузырьков и брызг и, соответственно, изменяется высота пенной камеры 13. Профиль рабочего сечения А-А патрубка 7 выбирается таким образом, чтобы во всем диапазоне режимов работы электролизера 1 уровень пены 14 в пенной камере не превышал нижней кромки отверстий 5. Площадь проходного сечения для газа 17 в патрубке 7 зависит от производительности электролизера 1. При постоянной производительности изменение формы рабочего сечения А-А патрубка 7 не влияет на величину площади S проходного сечения для газа 17, а высота уровня электролита hi в электролизере 1 и патрубка 7 изменяется. Соответственно изменяется и высота верхнего уровня 14 пенной камеры 13. Форма рабочего сечения А-А газоотводящего патрубка 7 выбирается, исходя из склонности электролита к ценообразованию, и позволяет автоматически поддерживать уровень 14 пенной камеры 13 не выше нижней кромки отверстий 5. При соединении электролизера 1 с напорной емкостью 2 (фиг.4) газоотводящий патрубок и подпитывающий патрубок могут быть функционально объединены в один канал 18. В этом случае форма канала 18 представляет собой один из вариантов формы рабочего сечения газоотводящего патрубка (см. фиг. 3). Часть канала 18, которая заполнена электролитом 9, может иметь произвольную форму, и отверстия для подачи электролита 6 должны располагаться выше нижней кромки канала 18, но в той его части, которая постоянно заполнена электролитом 9. Пример работы. Предлагаемое устройство использовалось в качестве генератора гремучего газа для водородно-кислородной сварочной установки. Проведены испытания образцов из стали Ст 3 толщиной 2 мм, сваренных водородно-кислородным P пламенем при расходе горючей смеси 600 л/ч при различных перепадах давлений K = 1 , P2 где P1 - давление газовой смеси в электролизере, МПа; P2 - давление газовой смеси охладителе, МПа. В качестве базы сравнения выбран вариант сварного шва, полученного при К = 1 (без осушения водороднокислородной смеси). Из таблицы видно, что при К > 1,5 влагосодержание газовой смеси и степень влагоотделения изменяются незначительно. При этом прочность сварного шва превосходит прочность материала образцов (для стали СТ3 417 МПа). Разрушение образцов происходит по основному материалу. Угол изгиба превышает допустимый (для газовой сварки - 100°). Оценка качества сварного шва при помощи ультразвукового дефектоскопа позволяет сделать вывод о том. что размер. характер и количество дефектов, определенных в соответствии с ГОСТ 14782-86, в условных показателях соответствует 1 классу де фектности (для К > 1,5). Результаты проведенных испытаний подтверждают возможность применения предполагаемого устройства в качестве генератора гремучего газа для водородно-килородных сварочных установок. Результаты испытаний

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for detonating gas production

Автори англійською

Trydub Anatolii Hryhorovych, Sherzhukov Ihor Heliiovych, Sidashenko Oleksandr Ivanovych

Назва патенту російською

Устройство для получения гремучего газа

Автори російською

Тридуб Анатолий Григорьевич, Шержуков Игорь Гелиевч, Сидашенко Александр Иванович

МПК / Мітки

МПК: C25B 9/00, B23K 5/00

Мітки: пристрій, одержання, гримучого, газу

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-426-pristrijj-dlya-oderzhannya-grimuchogo-gazu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для одержання гримучого газу</a>

Подібні патенти