УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННЫХ РАБОТ

Полезная модель относится к технологическим процессам обработки металлов, а более конкретно к устройствам для выполнения газопламенных работ, типа пайки, сварки, резки металлов, используя электрохимические способы получения гремучего газа для выполнения этих работ.
Известно устройство для газопламенных работ (RU 2508970, МПК B23K 5/00, B23K 7/00, C25B 9/00, опубл. 10.03.2014 г.), содержащее горелку, гидрозатвор, электролизер для получения гремучего газа, блок питания, причем ячейки электролизера связанны трубопроводом с гидрозатвором, а в нем для коррекции состава пламени использована водная эмульсия, содержащая углеводородные соединения.
К недостаткам конструкции вышеописанного устройства можно отнести то, что регулировка состава пламени путем насыщения легко испаряемыми углеводородными соединениями газовой смеси в зависимости от решаемой технологической задачи в устройстве невозможна. Кроме того, применение в гидрозатворе устройства водной эмульсии, часто приводит к ее вспениванию из-за присутствия щелочи транспортируемой гремучем газом из электролизера, а при попадании капель воды в горелку происходит срыв пламени, таким образом, снижается надежность работы устройства в целом.
Техническим результатом полезной модели является возможность количественного и качественного регулирования состава пламени в широком диапазоне с одновременным повышением надежности работы устройства в целом, за счет обогащения или обеднения его легко испаряемыми углеводородными соединениями, что дает возможность более эффективно осуществлять разнообразные технологические операции: резку, сварку, пайку.
Для получения необходимого технического результата, в устройстве для газопламенных работ, содержащем блок питания, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, связанным трубопроводом с гидрозатвором с жидкостью, содержащей углеводородные соединения, снабженным отделителем капель от газовой смеси и предохранительным клапаном и связанным трубопроводом с горелкой предлагается гидрозатвор выполнить в виде двух идентичных конструкций, которые расположить на параллельных ветках трубопровода подвода газовой смеси к горелке. Каждую конструкцию предлагается выполнить в виде двух герметичных сообщающихся в нижней части емкостей, причем в качестве жидкости в одной конструкции использовать дизельное топливо, а во второй - смесь дизельного топлива с бензином.
На прилагаемых чертежах изображено:
фиг. 1 - предлагаемое устройство для газопламенных работ, общий вид;
фиг. 2 - конструкция гидрозатвора, вид спереди;
фиг. 3 - то же, вид сбоку.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - ячейка электролизера; 2 - трубопровод; 3 - конструкция гидрозатвора; 4 - горелка; 5 - блок питания (БП); 6 - первичная емкость конструкции гидрозатвора; 7 - вторичная емкость конструкции гидрозатвора; 8 - выходной штуцер; 9 - резиновая уплотнительная прокладка; 10 - тарелка предохранительного клапана; 11 - винт регулировки предохранительного клапана; 12 - заливная горловина; 13 - входной штуцер; 14 - контрольное отверстие уровня жидкости; 15 - окно между первичной и вторичной емкостями гидрозатвора.
Предлагаемое устройство включает блок питания 5, блок ячеек 1 электролизера, связанные трубопроводом 2 с конструкциями 3 гидрозатворов. Каждая конструкция 3 гидрозатвора состоит из первичной емкости 6 со входным штуцером 13 и заливной горловиной 12 и вторичной емкости 7 с резиновой уплотнительной прокладкой 9 и тарелкой предохранительного клапана 10. Предохранительный клапан 10 регулируется винтом 11. Вторичная емкость 7 снабжена выходным штуцером 8, который через трубопровод связан с горелкой 4.
Для подготовки конструкций 3 гидрозатворов к работе их необходимо заправить. С этой целью отвинчивают пробки заливных горловин 12 и контрольных отверстий 14 уровня жидкости первой и второй конструкции гидрозатворов. Производится заливка в первую конструкцию гидрозатвора чистого дизельного топлива (до появления его в контрольном отверстии 14 приблизительно 500 мл). Во вторую конструкцию гидрозатвора вначале заливается, в качестве углеводородного легко испаряемого соединения, бензин марки БР-1 «Галоша» или его аналог «Нефрас» С2-80/120 в количестве 100 мл и до появления жидкости в контрольном отверстии 14 он дополняется дизельным топливом. Заливные горловины 12 и контрольные отверстия 14 уровня жидкости закрываются штатными пробками. Подготовительные работы завершены.
Входные штуцеры 13 гидрозатворов подключают к магистрали электролизера. Выходной штуцер 8 первого гидрозатвора должен быть подключен к штуцеру «кислородно-водородная смесь» стандартной кислород-ацетиленовой горелки 4 с удаленным инжектором, а выходной штуцер 8 второго гидрозатвора - к штуцеру «кислородно-водородная смесь, обогащенная углеводородными соединениями» этой же горелки.
Описание работы устройства.
Перед включением блока 5 питания электролизера необходимо убедится в том, что вентиль «кислородно-водородная смесь» горелки 4 открыт.После запуска устройства дизельное топливо под давлением образующихся газов перетекает из первичной емкости 6 через окно 15 во вторичную емкость 7 гидрозатвора, при этом растет столб жидкости во вторичной емкости 7. Вторичная емкость 7 снабжена предохранительным клапаном, состоящим из тарелки 10 клапана, резиновой уплотнительной прокладки 9 и винта 11 регулировки предохранительного клапана для защиты устройства при обратных ударах, которые могут возникать в процессе работы.
При работе электролизера он нагревается и при прекращении работы в нем создается некоторое разряжение под действием, которого жидкость перетекает через окно 15 гидрозатвора обратно в первичную емкость 6, но не засасывается в электролизер, поэтому электролизер всегда готов к работе.
После выхода электролизера на рабочий режим выходящий газ поджигается, вращением вентилей «кислородно-водородная смесь» и «кислородно-водородная смесь, обогащенная углеводородными соединениями» регулируют состав пламени, обогащая или обедняя его легко испаряемым углеводородным соединением.
В зависимости от соотношения объемов кислорода и углеводородных соединений различают три основных вида пламени: восстановительное (с избытком кислорода 10-30%), окислительное (с избытком кислорода более 30%), науглероживающее (с избытком углеводородных соединений до 5%). В предлагаемом устройстве можно легко переходить с одного режима работы на другой, изменяя состав пламени в широком диапазоне, при этом обеспечивается бесперебойная надежная работа устройства. Расширение диапазона регулирования стало возможно за счет добавления легкоиспаряемого бензина к дизельному топливу во второй конструкции гидрозатвора. Надежность работы устройства обеспечивается применением дизельного топлива, которое не приводит к срыву пламени горелки при попадании в нее капель дизельного топлива.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить необходимый технический результат, т.е. регулировать количественный и качественный состав пламени в зависимости от выполняемой технологической операции, обогащая или обедняя пламя углеводородными соединениями в широком Диапазоне, при этом обеспечивается бесперебойная надежная работа устройства. Кроме того, применение дизельного топлива, по сравнению с устройством, описанным в ближайшем аналоге, не приводит к вспениванию его при попадании щелочи из электролизера, а также дизельное топливо не замерзает при понижении температуры окружающей среды.