Устройство водородной пайки

Полезная модель относится к газопламенной обработке материалов, а именно к устройствам для пайки материалов водородно-кислородным пламенем.
Известен аналог – устройство водородной пайки – SU967704, 21.05.1981, содержащее электролизно-водный генератор (электролизер), соединенный через гидрозатвор, газосушитель, узел для регулирования состава газовой смеси и предохранительный клапан с горелкой, узел регулирования состава газовой смеси выполнен в виде газораспределителя гремучего газа, соединенного через параллельно установленные барботеры со смесителем.
Недостатком аналога является низкая надежность и низкая долговечность устройства, что обусловлено нестабильностью состава горючей смеси, поступающей в горелку, и значительным пенообразованием на поверхности электролита.
Известен аналог – устройство водородной пайки – RU2035274, принятое в качестве прототипа, содержащее электролизно-водный генератор (электролизер), соединенный через гидрозатвор, барботер и газосмеситель с горелкой, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные фильтр, трансформатор и стабилизатор тока, а также датчик давления газа с блоком индикации, причем вход электролизно-водного генератора подключен к выходу стабилизатора тока, второй вход которого подключен к датчику давления газа.
Недостатком прототипа является низкая надежность и низкая долговечность устройства, что обусловлено пенообразованием и эрозией пластин электролизера. Пенообразование и эрозия пластин являются следствием питания переменным током с превышением в процессе работы его силы оптимальной величины. Указанные факторы приводят к выходу пластин электролизера из строя в течение года и требуют либо замены на новые, либо химической очистки пластин от коррозийного налета.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и долговечности устройства водородной пайки.
Технический результат достигается в устройстве водородной пайки, содержащем электролизер, соединенный с горелкой, цепь питания электролизера содержит импульсный блок питания с возможностью преобразования входного переменного тока из электросети в постоянный ток на выходе блока питания для цепи питания пластин электролизера и возможностью управления величиной постоянного тока, имеется программируемый контроллер, который подключен к блоку питания с возможностью подачи управляющего сигнала для управления величиной постоянного тока цепи питания пластин электролизера, к контроллеру подключен датчик тока цепи питания пластин электролизера.
На фиг.1 изображена схема устройства водородной пайки.
с
э
э
э
Устройство водородной пайки содержит электролизер 1, как показано на фиг.1, соединенный с горелкой 2, цепь питания 3 электролизера содержит импульсный блок питания 4 с возможностью преобразования входного переменного тока I электросети 5 в постоянный ток I на выходе блока питания 4 для цепи питания 3 пластин 6 электролизера 1 и возможностью управления величиной постоянного тока I, имеется программируемый контроллер 7, который подключен к блоку питания 4 с возможностью подачи управляющего сигнала управления величиной постоянного тока I цепи питания 3 пластин 6 электролизера 1, к контроллеру 7 подключен датчик тока 8 цепи питания 3 пластин 6 электролизера 1.
э
Рассмотрим пример конкретной реализации устройства водородной пайки. Электролизер 1 выполнен в виде двадцати пластин 6 из нержавеющей стали (на схеме для упрощения показаны только две пластины), пространство между которыми на 70% заполнено электролитом – раствором NaOH. В нижней части пластин имеются отверстия для выравнивания уровня электролита. Пластины 6 стянуты шпильками, а пространство между ними герметизировано резиновыми прокладками 9. В верхней части пластин имеются отверстия для связи незаполненной электролитом части пространства в единую газовую емкость электролизера, из которой в процессе генерации отбирается горючий газ. Газовая емкость электролизера соединена шлангом с газовой горелкой 2. В месте отбора горючего газа из электролизера установлен датчик давления 10. Блок питания 4 выполнен с возможностью управления величиной выходного постоянного тока I путем изменения напряжения. В качестве программируемого контроллера 7 принят микроконтроллер CAREL c.pCO mini Enhanced, выполненный в едином корпусе с интерфейсами подключения к нему блока питания 4 и датчика тока 8. Датчик тока 8 основан на эффекте Холла и падение напряжения на его контактах, связанных с контроллером 7, пропорционально силе тока цепи питания пластин 6 электролизера 1.
э
э
э
э
Рассмотрим пример работы устройства водородной пайки. Программируемый контроллер 7 программируют на поддержание величины силы тока Iцепи питания пластин электролизера на заданный уровень. В цепь питания 3 пластин 6 подают постоянное напряжение от блока питания 4. Между пластинами начинается электролиз, в процессе которого смесь газообразного водорода и кислорода отводится из газовой емкости электролизера и попадает в горелку 2, манипулируя которой оператор осуществляет пайку. Благодаря питанию электролизера постоянным током значительно ниже пенообразование в процессе электролиза. Со временем вследствие разогрева электролита изменяется его проводимость (снижается сопротивление), провоцируя рост силы тока I цепи электролизера. Изменение тока фиксируют датчиком тока 8 и передают на контроллер 7, который выдает сигнал блоку питания 4 на изменение напряжения цепи питания пластин электролизера для поддержания силы тока Iцепи питания пластин электролизера постоянным на изначально заданном уровне. Благодаря поддержанию тока постоянным снижается эрозия пластин 6 электролизера. В устройствах-аналогах, где силу тока Iцепи питания пластин электролизера не поддерживают постоянным, пластины подвергаются сильному воздействию эрозии и спустя год сильно коррозируют, в результате чего требуют либо замены на новые, либо химической очистки от коррозийного налета.