Устройство для получения водородно-кислородной смеси

 

Область применения: изобретение относится к электротехническим генераторам, предназначенным для получения водородно-кислородной газовой смеси. Сущность изобретения состоит в устройстве для получения водородно-кислородной газовой смеси, включающей корпус, в котором установлены электролитические ячейки, образованные пластинчатыми биполярными электродеталями, соединенные с газоотделителем и газовой горелкой, при этом оно дополнительно снабжено гидрозатвором и камерой для обогащения газовой смеси, выполненных в виде емкости, установленной вне корпуса и имеющей общую с ним стенку, разделенной внутри вертикальной перегородкой, каждые из которых соединены с газоотделителем через обратные клапаны и трубки, установленные в гидрозатворе и камере для обогащения газовой смеси на расстоянии от дна, при этом в гидрозатворе и камере выполнены патрубки, соединенные с газовой горелкой. 2 ил.

Изобретение относится к электрохимическим генераторам, предназначенным для получения водорода и кислорода и может найти применение в устройствах для кислородно-водородной сварки, пайки и резки металлов.

Известно устройство для разложения воды с получением гремучего газа, состоящее из нескольких электролизных ячеек, соединенных друг с другом и расположенных в одном корпусе. Ячейки представляют собой открытые сверху сосуды, выходы из которых расположены на разных высотах. Выход из каждой последующей ячейки расположен ниже, чем у предыдущей. Ячейка, выход которой расположен наиболее высоко, соединяется отверстием в дне с внутренней частью корпуса. (См. заявку Франции N 2245782, кл. С 25 В 1/04, 1974).

Основным недостатком конструкции является невозможность регулирования получаемой смеси, что приводит к получению пламени с одной температурой.

Известен также способ кислородно-водородной сварки и устройство для его осуществления. Устройство состоит из электролитической ячейки, питаемой электрическим током от силовой сети через трансформатор и выпрямитель, и производит смесь кислорода и водорода, которая подается по трубке в горелку. Последняя содержит пламерассекатель в форме пластинки из пористого материала. Перед тем, как войти в трубку, газообразная смесь проходит через предохранительное устройство, которое уменьшает электрический ток в ячейке при увеличении давления газа. Пламя, полученное на основе образующейся смеси нейтральное, но за счет электролитического генератора вспомогательного газа оно может быть сделано окисляющим или восстанавливающим. (См. например, заявку Франции N 2305509, кл. С 25 В 1/04, 1976).

Основным недостатком конструкции является ее сложность и многоступенчатость процесса регулирования состава получаемой газовой смеси, т.к. для получения окислительного или восстановительного пламени необходимо наличие в схеме вспомогательного электролитического генератора.

Наиболее близким к изобретению является электролизер для получения гремучего газа, включающий корпус с крышкой, внутри которого установлены электролиты, подпиточное устройство, датчик уровня электролита, пламегаситель с засыпкой, крышкой и решетчатым дном, газоотводящее устройство, которое дополнительно снабжено датчиком аварийного уровня, при этом пламегаситель размещен в крышке электролизера и дно пламегасителя установлено по высоте между датчиком уровня электролита и аварийным датчиком электролита. (См. авторское свидетельство СССР N 1456483, кл. С 25 В 1/04, 1989, прототип).

Основным недостатком этой конструкции является невозможность регулирования состава получаемой газовой смеси в широком диапазоне, что значительно сужает область применения изобретения.

Целью изобретения является создание конструкции водородного газогенератора, обеспечивающей возможность простого и доступного получения водородно-кислородной газовой смеси в широком диапазоне ее составов.

Это решается устройством для получения водородно-кислородной газовой смеси, включающем корпус, в котором установлены электролитические ячейки, образованные пластинчатыми биполярными электродами, соединенные с газоотделителем и газовую горелку, которое дополнительно снабжено гидрозатвором и камерой для обогащения газовой смеси, выполненных в виде емкости, установленной вне корпуса и имеющей общую с ним стенку, разделенной внутри вертикальной перегородкой, каждые из которых соединены с газоотделителем через обратные клапана и трубки, установленные в гидрозатворе и камере для обогащения газовой смеси на расстоянии от дна, при этом и в гидрозатворе, и в камере выполнены патрубки, соединенные с газовой горелкой.

Технический результат использования устройства состоит в том, что оно обеспечивает надежное регулирования состава конечной газовой смеси с возможностью получения окислительного, восстановительного и нейтрального пламени с применением простой конструкции без наличия в схеме вспомогательного газогенератора.

На фиг.1 представлено устройство для получения водородно-кислородной газовой смеси, общий вид; на фиг.2 емкость для обогащения газовой смеси.

Устройство включает корпус 1, в котором установлены электролитические ячейки 2, образованные биполярными пластинчатыми электродами 3. Пластинчатые электроды 3 стянуты крепежными деталями (не обозначены) и образуют полость, которая заполнена электролитом водным раствором щелочи. Для отбора водородно-кислородной газовой смеси верхняя часть одной из концевых пластин соединена по гибкому трубопроводу с газоотделителем, газовая смесь отделяется от щелочи и поступает одновременно с одинаковым расходом в гидрозатвор 5 и камеру 6 для обогащения газовой смеси. Гидрозатвор 5 и камера 6 выполнены в виде емкости, установленной вне корпуса 1 и имеющей общую с ним стенку 7 и разделенной внутри вертикальной перегородкой 8. Гидрозатвор 5 снабжен обратным клапаном 9 и патрубком 10. Камера для обогащения газовой смеси 6 снабжена обратным клапаном 11 и патрубком 12. Через патрубки 10 и 12 водородно-кислородная газовые смеси поступают двумя потоками в газовую горелку 13.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении электролизер заполнен электролитом до рабочего уровня. При подаче постоянного тока на пластинчатые биполярные электроды 3 протекающий через электролит раствор щелочи ток приводит к выделению водорода и кислорода, которые образуют газовую смесь, собирающуюся над уровнем электролита. Газовая смесь через концевую пластину по гибкому трубопроводу поступает в газоотделитель 4, где она освобождается от пены щелочи, образовавшейся в результате электролиза. Из газоотделителя 4 газовая смесь одновременно равными потоками поступает в гидрозатвор 5 и камеру 6. Емкость гидрозатвора 5 заполнена водой. Емкость камеры 6 для обогащения газовой смеси заполнена смесью воды и жидких углеводородов, например бензина. Гидравлическое сопротивление емкостей 5 и 6 устанавливается одинаковым, что позволяет получать водородно-кислородное пламя, пригодное для резки и сварки металлов. Через обратные клапаны 9 и 11 газовая смесь по патрубкам 10 и 12 поступает в газовую горелку 13, работающую по принципу ацетиленовой горелки.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующие преимущества: простоту конструкции и эксплуатации, компактность аппарата; низкую стоимость аппарата; возможность его использования при параметрах тока 220В, 50 Гц для сельского хозяйства, жилищно-коммунального хозяйства, ремонте автомобилей, в бытовых условиях, для пайки черных и цветных металлов, резки, сварки металлов, обработки эмали, керамики, стекла в том числе и кварцевого; экологическую чистоту конструкции; удобство в работе и надежность.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНОЙ СМЕСИ, включающее корпус, в котором установлены электролитические ячейки, образованные пластинчатыми биполярными электродами, соединенные с газоотделителем, и газовую горелку, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено гидрозатвором и камерой для обогащения газовой смеси, выполненных в виде емкости, установленной вне корпуса и имеющей с ним общую стенку, разделенной внутри вертикальной перегородкой, причем гидрозатвор и камера для обогащения газовой смеси соединены с газоотделителем через обратные клапаны и трубки, установленные в гидрозатворе и камере для обогащения газовой смеси на расстоянии от дна, при этом в гидрозатворе и в камере для обогащения газовой смеси выполнены патрубки, соединенные с газовой горелкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2