Електролізер

Реферат: Електролізер являє собою горизонтально розташовану циліндричну установку, яка складається з декількох з'єднаних один з одним однотипних елементів з ізолюючим матеріалом між ними, розташованих між опорними анодною і катодною плитами, скріплених між собою стяжними болтами з тарілчастими пружинами на їх кінцях. Стяжні болти ізольовані за допомогою ізолюючих втулок, а сама установка містить штуцери для подачі електроліту і відводу кисню та водню. Однотипні елементи установки складаються з діафрагмових рам, середніх рам та біполярних електродів, ізолюючий матеріал являє собою паранітову прокладку, яка обмотана фторопластовою стрічкою. По контуру діафрагмових рам закріплена азбестова тканина, яка кріпиться до діафрагмової рами за допомогою канавки, розміщеної по внутрінпьому периметру діафрагмових рам, натяжних кілець та клинків. UA 88118 U (12) UA 88118 U UA 88118 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електролізерів, які можуть бути використані для розкладання води електролітичним методом на водень та кисень. Відомо електролізер (Патент України № 12577) для розкладання води, що містить з'єднані стяжними елементами фланці, між якими встановлені біполярні електроди, що виступають за межі електролізера, прокладки з ізолюючого матеріалу, канали для підведення реагентів і відведення продуктів і компенсатори, встановлені з зовнішнього боку стяжних фланців, компенсатори виконані у вигляді пружинних елементів, при цьому стяжні елементи прокладки виконані з матеріалів, пружна деформація яких лежить в межах пружної деформації пружинних елементів. Недоліком цього пристрою є недостатня міцність складових частин та ненадійне їх скріплення. Найбільш близьким по технічній суті є гідроелектролізер (Патент України № 8005), що складається з декількох з'єднаних один з одним електролізних осередків, розташованих між опорними анодною і катодною плитами, скріпленими між собою стяжними болтами, пропущеними через ізолюючі втулки, оснащені комплектом тарілчастих пружин компенсації температурних розширень, електролізні осередки оснащені вертикальними дисками біполярних електродів з ізолюючими прокладками між ними і розташованими між ними іонообмінними мембранами. В кожному електролізному осередку реактора є два металевих кільця, між якими встановлений суцільний диск іонообмінної мембрани, що розділяє електролізний осередок на анодну і катодну порожнини, з боків двох металевих кілець розташовані диски біполярних електродів, що складаються зі з'єднаних між собою (за допомогою зварювання вибухом) пластини титану з анодної сторони і пластини сталі з нікелевим покриттям з катодної сторони і мають на внутрішній площі дисків гофровані виштамповки, а на торцях опорних анодної і катодної плит із внутрішньої сторони реактора є такі ж гофри, на 1/3 ширини від внутрішньої поверхні металевих кілець розташовані роздільні канали магістралей угорі - водню і кисню, унизу - живильної води, з боків - для двох фіксуючих стрижнів з ізолюючого матеріалу, причому канали магістралей водню, кисню і живильної води з'єднані з внутрішніми анодними і катодними порожнинами радіальними отворами в шаховому порядку, киснева магістраль роздільно з'єднана з анодними порожнинами, воднева магістраль роздільно з'єднана з катодними порожнинами електролізних осередків, а магістраль живильної води з'єднана знизу з кожною анодною і катодною порожнинами електролізних осередків. Недоліком цього пристрою є слабка ізоляція та невисока міцність ізолюючих матеріалів. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення електролізера шляхом зміни конструкції для підвищення міцності установки та надійності її ізоляції. Поставлена задача вирішується тим, що електролізер являє собою горизонтально розташовану циліндричну установку, яка складається з декількох з'єднаних один з одним однотипних елементів з ізолюючим матеріалом між ними, розташованих між опорними анодною і катодною плитами, скріплених між собою стяжними болтами з тарілчастими пружинами на їх кінцях, причому стяжні болти ізольовані за допомогою ізолюючих втулок, окрім того, сама установка містить штуцери для подачі електроліту і відводу кисню та водню. Однотипні елементи установки складаються з діафрагменних рам, середніх рам та біполярних електродів. Ізолюючий матеріал являє собою паранітову прокладку, яка обмотана фторопластовою стрічкою. По контуру діафрагмових рам закріплена азбестова тканина, яка кріпиться до діафрагмової рами за допомогою канавки, розміщеної по внутрішньому периметру діафрагмових рам, натяжних кілець та клинків. Підведення електроліту в електролізер і вихід газів з електролізера здійснюється через штуцери середньої рами, встановленої в центральній частині електролізера. Пристрій містить три штуцери: два верхні призначені для відводу газів і електроліту, нижній для повернення в осередок охолодженого електроліту. Біполярні електроди при проходженні постійного струму виділяють на одній стороні (катоді) водень, а на іншій (аноді) - кисень. У діафрагмовій рамі є наскрізні пази, які при складанні рам з біполярними елементами і прокладками утворюють поздовжні канали для електроліту, водню і кисню. Корисна модель пояснюється кресленнями: Фіг. 1 - Електролізер (1 - анодна плита; 2 - катодна плита; 3 - магістралі та штуцери для подачі електроліту і відводу кисню та водню; 4 - азбестова тканина; 5 - середня рама; 6 діафрагмові рами з канавками); Фіг. 2 - Паранітова прокладка (7 - прокладка; 8 - паранітова стрічка); Фіг. 3 - Діафрагмова рама (9 - рама; 10 - кільце; 11 - вставка; 4 - азбестова тканина). Приклад збірки електролізера на місці монтажу: 1 UA 88118 U 5 10 15 20 25 30 35 1. На розмічені і підготовлені на фундаменті місця, майданчики, укладають ізоляційні підставки і вивіряють їх положення по рівню. 2. На ізоляційні підставки укладають щитки, на які встановлюють анодну і катодну плити (1, 2) по поздовжній осі електролізера, катодну плиту зрушують від проектного положення по осі від центру. 3. В отвори кінцевих опорних плит встановлюють ізоляційні втулки і закладають два стяжних болти знизу і один зверху. На кінці встановлених болтів накручують гайки без затягування. 4. Збірку електролізера ведуть від катодної плити (2). 5. В отвори катодної плити вставляють шість штифтів великим діаметром. Встановляють на штифти паранітову прокладку (7), намотану фторопластовою стрічкою (8). 6. Встановлюють діафрагмову раму (9) на штифти, під раму встановлюють півкільцяізолятори. Притискне кільце повинне бути спрямоване до катодної плити. Перевіряють збіг каналів прокладки і рами. В отвори діафрагмової рами вставляють шість штифтів, на них підвішують паронітову прокладку, намотану фторопластовою стрічкою, біполяр, знову прокладку, наступну діафрагмову раму, встановлену на півкільця-ізолятори. Далі збірку вести в тій же послідовності. 7. Після останньої діафрагмової рами встановлюють на штифти паронітову прокладк, намотану фторопластовою стрічкою, біполяр. Правильність установки перевіряють збігом газових каналів. 8. Встановлюють паранітову прокладку, намотану фторопластовою стрічкою. Встановлюють середню раму (5) на півкільця-ізолятори та засунути на штифти, виступаючі з прокладки, перевіряють збіг газових каналів. Встановлюють штифти. Установлюють прокладку. Установлюють другий біполяр. Перевіряють збіг газових каналів. Далі збірку вести, як зазначено, кількістю діафрагмових рам - 25 шт. 9. Встановлюють четвертий стягнутий болт, втулки, шайби, тарілчасті пружини. Затягують електролізер гайками стяжних болтів. Затяжку проводять відповідно до графіка залежності деформації тарілчастих пружин. Затяжку електролізера проводять за допомогою спеціального ключа. Різьбу болтів і гайок перед затягуванням змащують графітовим мастилом. Завдяки міцній конструкції та надійним матеріалам електролізер дає змогу отримати чистий водень при невеликих затратах. Будова установки дає можливість використовували її тривалий період. Окрім того, електролізер простий в експлуатації. Фторопластова стрічка має не високу вартість та легка в застосуванні, міцно кріпиться та з легкістю від'єднується. Електролізер, що заявляється, використовується для охолодження генераторів теплових і атомних електростанцій, гідрогенізації жирів, створення захисної атмосфери при виробництві твердих сплавів, трансформаторного листа, мікропроцесорів, скла, вітамінів, електроламп, чистих газів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Електролізер, що являє собою горизонтально розташовану циліндричну установку, яка складається з декількох з'єднаних один з одним однотипних елементів з ізолюючим матеріалом між ними, розташованих між опорними анодною і катодною плитами, скріплених між собою стяжними болтами з тарілчастими пружинами на їх кінцях, причому стяжні болти ізольовані за допомогою ізолюючих втулок, крім того, сама установка містить штуцери для подачі електроліту і відводу кисню та водню, який відрізняється тим, що однотипні елементи установки складаються з діафрагмових рам, середніх рам та біполярних електродів, ізолюючий матеріал являє собою паранітову прокладку, яка обмотана фторопластовою стрічкою, по контуру діафрагмових рам закріплена азбестова тканина, яка кріпиться до діафрагмової рами за допомогою канавки, розміщеної по внутрішньому периметру діафрагмових рам, натяжних кілець та клинків. 2. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що анодна і катодна плити виконані чотирикутної форми з двома заокругленими кутами. 3. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що містить чотири стяжні болти. 4. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що діафрагменні рами містять пази для підводу до осередків та відводу з осередків газу. 2 UA 88118 U I 3 UA 88118 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4