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 В23К 5/00, В23К 7/00, С25В 9/00, опубл. 10.03.2014 г.), содержащее горелку, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, блок питания, гидрозатвор, в котором для коррекции состава пламени использована водная эмульсия, содержащая углеводородные соединения.
К недостаткам такой конструкции следует отнести то, что на разных режимах работы электролизера вытесняется различный объем электролита и велика вероятность заброса его в гидравлический затвор и далее в горелку, что в свою очередь приводит к срыву пламени. При работе вода из электролита расходуется, меняется рабочая площадь пластин, а это уменьшает выход гремучего газа. Заправка электролизера отнимает много времени, т.к. необходимо отсоединить сборный трубопровод, соединяющий между собой отдельные ячейки, выкрутить пробки и произвести дозаправку всех ячеек по очереди, а затем собрать все в обратной последовательности и при этом убедиться в полной герметичности всей системы.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении автоматической дозаправки электролизера до необходимого уровня с одновременной экономией электролита, за счет уменьшения случаев заброса электролита в гидрозатвор, как во время работы устройства на заданных параметрах, так и при оперативном изменении режимов работы, а также запуске устройства после остановки, что обеспечивает постоянную готовность устройства к работе.
Для получения необходимого технического результата в устройстве для газопламенных работ, содержащем блок питания, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, сборный трубопровод, гидрозатвор с водной эмульсией, содержащей углеводородные соединения, снабженный отделителем капель от газовой смеси и связанный с горелкой, предлагается устройство дополнительно снабдить расположенным над электролизером ресивером, нижнюю часть которого связать с электролизером, а верхнюю через клапан регулировки давления и штуцер - с гидрозатвором. Кроме того, ресивер предлагается снабдить пластинами-отбойниками, расположенными оппозитно, ориентированными наклонно к основанию и закрепленными на боковых сторонах ресивера, а также предохранительным реле давления и манометром контроля рабочего давления.
На прилагаемых к описанию чертежах изображено:
на фиг. 1 - предлагаемое устройство для газопламенных работ, общий вид;
на фиг. 2 - ресивер предлагаемого устройства для газопламенных работ, вид с частичным разрезом.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - ячейка электролизера; 2 - сборный трубопровод; 3 - гидравлический затвор; 4 - горелка; 5 - блок питания (БП); 6 - ресивер; 7 - корпус ресивера; 8 - уровень электролита; 9 - пластина-отбойник; 10 - клапан регулировки давления; 11 - выходной штуцер; 12 - манометр; 13 - уровнемер; 14 - предохранительное реле давления; 15 - заливная горловина; 16 - входные патрубки ресивера.
Предлагаемое устройство включает блок 5 питания, блок ячеек 1 электролизера, ресивер 6, гидравлический затвор 3, горелку 4 Корпус ресивера 7 посредством входных патрубков 16, расположенных в нижней части ресивера 6, через сборный трубопровод 2 связан с выходными патрубками ячеек 1.
При подготовке электролизера к первому запуску он заправляется электролитом - 20% водным раствором едкого натрия (NaOH) с добавкой на 1 л раствора 15-20 г едкого лития (LiOH) этим же электролитом заполняется и ресивер, то есть заправка ячеек 1 электролизера ведется через заливную горловину 15. Уровень электролита 8 контролируется с использованием стекла уровнемера 13 (ресивер должен быть заправлен на 1/3 его высоты). Это соответствует приблизительно 1,5 литрам электролита и обеспечивает 5-7 часов непрерывной работы электролизера. При последующих заправках в качестве добавляемой жидкости должна использоваться обессоленная вода. После подачи тока на ячейки электролизера генерируемая смесь газов вытесняет в ресивер некоторый объем электролита, который зависит от производительности ЭВГ и не должен превышать 2/3 его высоты (контроль ведется с использованием стекла уровнемера 13), а при выключении тока, за счет самовсасывания связанного с образующимся разрежением, идет дозаправка ячеек 1 электролизера. Гремучий газ, проходя через жидкость и лабиринт, образованный пластинами-отбойниками 9, расположенными оппозитно, выходит через клапан регулировки давления 10 и штуцер 11 и попадает далее в гидравлический затвор 3 и горелку 4. Ресивер 6 для обеспечения безопасности работы оснащен электромагнитным предохранительным реле 14 давления, которое настроено на срабатывание при достижении давления в 0,1 Мпа, а также манометром 12 контроля рабочего давления, величина которого должна быть 0,03-0,05 Мпа в зависимости от режима работы. Гремучий газ, проходя через электролит ресивера дополнительно охлаждается, за счет этого в нем уменьшается количество водяного пара, выносимого из электролизера, а лабиринт образованный пластинами-отбойниками 9 существенно уменьшает случаи заброса электролита в гидрозатвор 3, это приводит к экономии электролита и на 5-10% увеличивает время работы установки между дозаправками.
Описание работы устройства.
Ячейки 1 электролизера и ресивер 6 заправляются через заливную горловину 15.
Генерируемая смесь газов по сборному трубопроводу 2, имеющему выходы с двух его сторон, подается в нижнюю часть ресивера 6, который на 1/3 заполнен электролитом. Конструктивно ресивер 6 может быть выполнен из трубы квадратного сечения, и представляет собой емкость, расположенную над ячейками 1 электролизера. Гремучий газ, проходя через жидкость и лабиринт, образованный пластинами-отбойниками 9, выходит через клапан 10 регулировки давления и попадает далее в гидравлический затвор 3 и горелку 4. Ресивер 6 оснащен электромагнитным предохранительным реле 14 предельного давления, манометром 12 контроля рабочего давления и удобной заливной горловиной 15 для заправки ячеек 1 электролизера. При запуске установки в ресивер 6 вытесняется некоторый объем электролита, который зависит от производительности электролизера по току, благодаря чему обеспечивается стабилизация выхода гремучего газа по объему, а при выключении за счет самовсасывания, связанного с образующимся разрежением, идет дозаправка ячеек 1 электролизера.
Таким образом, в предлагаемом устройстве, по сравнению с устройством, описанным в ближайшем аналоге, решен вопрос автоматического управления уровнем электролита в электролизере, что обеспечивает стабилизацию выхода гремучего газа по объему, кроме того, при помощи пластин-отбойников 9 обеспечивается экономия электролита, за счет уменьшения случаев заброса электролита в гидрозатвор 3, благодаря чему продлевается время работы устройства на 5-10% до заправки. Ресивер 6 с электролитом выполняет так же роль дополнительной защиты электролизера от обратного удара, повышая тем самым безопасность эксплуатации оборудования.