Устройство для газопламенных работ



Устройство для газопламенных работ
Устройство для газопламенных работ

 

C25B9/00 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2508970:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к технологическим процессам обработки металлов, а более конкретно к устройствам для выполнения газопламенных работ типа пайки, сварки, резки металлов c использованием электрохимических способов получения гремучего газа для выполнения этих работ. Устройство содержит горелку, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, блок питания, трубопровод. Электролизер выполнен в виде батареи, составленной из отдельных, последовательно подключенных электролизных ячеек. Полюса батареи подключены к противоположным по знаку полюсам блока питания. В качестве отдельной электролизной ячейки использована отработавшая свой ресурс и предварительно разряженная банка железоникелевого щелочного аккумулятора. Ячейки снабжены выходными патрубками для отвода полученного гремучего газа, связанными с трубопроводом, соединенным с гидрозатвором. В гидрозатворе для коррекции состава пламени использована водная эмульсия с углеводородными соединениями, кроме того, гидрозатвор снабжен отделителем капель от газовой смеси. Устройство является более простым и дешевым. 2 ил.

 

Изобретение 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.

За ближайший аналог принято устройство для газопламенных работ по первому варианту (RU 2283736, МПК В23К 1/012, В23К 5/00, В23К 31/10, В23К 7/06, С03В 9/00, С25В 9/00, С25В 9/08, С25В 9/20, опубл. 27.08.2005 г.,), содержащее горелку с корпусом, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, выпрямитель, трубопроводы, блок управления, подпитывающий сосуд, соединенный трубопроводом для отвода полученного гремучего газа с гидрозатвором и горелкой, капилляр и клапан. Электролизер выполнен с проточной подпиткой и состоит из чередующихся биполярных электродов, диэлектрических прокладок, концевых плит, выполняющих функции анода и катода, крепежных деталей, входного и выходного патрубков. В каждом биполярном электроде выполнены расположенные на разной высоте два отверстия, а электроды размещены между концевыми плитами, разделены диэлектрическими прокладками и стянуты крепежными деталями. Выходной патрубок соединен трубопроводом с подпитывающим сосудом, соединенным через капилляр и клапан с входным патрубком, причем подпитывающий сосуд электрически соединен с концевой плитой, выполняющей функцию анода, а клапан электрически соединен с концевой плитой, выполняющей функцию катода.

К недостаткам описанного устройства можно отнести сложность конструкции и ее высокую стоимость, т.к., например, достаточно сложна система подпитки самого электролизера (клапана, капилляры и т.д.), сложны конструкции гидрозатвора и горелки. Подпитывающий поток жидкости, несмотря на зигзагообразную форму, через нижние отверстия в биполярных электродах приводит к увеличению тепловых потерь на внутреннем сопротивлении устройства. Покрытие никелем одной стороны биполярного электрода усложняет технологию их изготовления. Наличие диэлектрических прокладок между биполярными электродами неизбежно приводит к их старению и необходимости периодической замены. Наличие манометров, предохранительных мембран, золотника, поджатого пружиной, и других элементов гидрозатвора усложняет и конструкцию, и эксплуатацию устройства. При сварке и пайке нужно добавлять в гремучий газ углеводородные соединения для получения оптимального состава горючей смеси. Подача газа из баллона через насадку на горелке приводит к существенному усложнению и самой горелки и делает установку громоздкой.

Изобретение решает задачу удешевления устройства для проведения газопламенных работ за счет упрощения конструкции и снижения стоимости изготовления электролизера и гидрозатвора.

Для получения необходимого технического результата в известном устройстве для газопламенных работ, содержащем горелку, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, блок питания и управления, трубопровод, предлагается электролизер выполнить в виде батареи, составленной из отдельных электролизных ячеек, последовательно подключенных по току, причем полюса батареи подключить к противоположным по знаку полюсам блока питания. В качестве отдельной электролизной ячейки предлагается использовать отработавшую свой ресурс и предварительно разряженную банку железоникелевого щелочного аккумулятора, а ячейки снабдить выходными патрубками для отвода полученного гремучего газа, связанными со сборным трубопроводом, соединенным с гидрозатвором. В гидрозатворе для коррекции состава пламени предлагается использовать водную эмульсию с углеводородными соединениями, кроме того, гидрозатвор снабжен отделителем капель от газовой смеси.

Конструкция электродных пластин железоникелевых щелочных аккумуляторов, выполненная из перфорированной никелированной стали в виде трубчатых элементов, наполненных активной массой (положительные пластины - гидрат окиси - закиси никеля и лепестки никеля, отрицательные пластины - тонко измельченное железо - гидрат закиси железа), имеет разветвленную поверхность, которая активно участвует в процессе газообразования, а значит при одинаковых массогабаритных характеристиках с ближайшим аналогом предлагаемая конструкция имеет больший выход по газу. Кроме того, химический состав электродов обеспечивает переходное напряжение на одной ячейке до 1,7-1,9 В, что несколько ниже, чем при использовании традиционных электродов из стали Ст.3 или нержавеющих сталей (2,0-2,2 В), что позволяет получить более высокие энергетические характеристики.

В предлагаемой конструкции отсутствует сообщение отдельных электролизных ячеек батареи по электролиту, что уменьшает тепловые потери на внутреннем сопротивлении устройства. Использованная последовательная схема подключения электролизных ячеек батареи по току уменьшает общий потребляемый ток, а значит при заданной мощности, в соответствии с законом Ленца-Джоуля, снижаются тепловые потери. Выполнение электролизера из отдельных электролизных ячеек позволяет сделать всю установку более компактной, удобной для переноски в процессе эксплуатации.

Основная электролизная ячейка конструкции электролизера выполнена из отслужившей свой ресурсный срок и подлежащей утилизации банки железоникелевого аккумулятора, поэтому себестоимость такого электролизера будет существенно ниже, чем у ближайшего аналога. Кроме того, он гарантирует высокую коррозионную стойкость конструкции, так как рассчитан на длительную работу в среде щелочного электролита.

Отдельные электролизные ячейки снабжены выходными патрубками, по которым отводится гремучий газ в сборный трубопровод, который соединен с гидрозатвором.

Гидрозатвор представляет собой трубу, заглушенную в нижней части и закрытую крышкой-клапаном в верхней части. В трубу вварены патрубки для подвода и отвода гремучего газа и для визуализации уровня жидкости в нем. В верхней части гидрозатвора располагается отделитель капель, который может быть наполнен, например, пластмассовыми шариками.

На прилагаемых к описанию графических материалах изображено:

на фиг.1 - общая схема предлагаемого устройства для газопламенных работ;

на фиг.2 - чертеж гидрозатвора в разрезе.

На графических материалах приняты следующие обозначения:

1 - электролизная ячейка электролизера; 2 - сборный трубопровод; 3 - гидрозатвор; 4 - горелка; 5 - блок питания; 6 - крышка клапана на гидрозатворе; 7 - патрубок выхода газа; 8 - корпус гидрозатвора; 9 - пружина клапана; 10 - показатель уровня жидкости; 11 - зона барботажа; 12 - основание; 13 - патрубок входа гремучего газа; 14 - сетка; 15 - отделитель капель; 16 - резиновая прокладка клапана.

Описание работы устройства.

Заливают отдельные электролизные ячейки электролизера 1 (фиг.1) 20% водным раствором едкого натрия (NaOH) с добавкой на 1 л раствора 15-20 г едкого лития (LiOH). Для этого отсоединяют сборный трубопровод 2, соединяющий между собой отдельные ячейки, выкручивают пробки и, используя воронку, проводят заливку. Заполнение ячеек контролируют визуально. Для электролизера, в котором в качестве отдельных электролизных ячеек использованы аккумуляторные банки ЖН-100, ориентировочный расход составляет 1,2 л на банку, для ЖН-45 соответственно 0,45 л. Закручивают обратно пробки и присоединяют сборный трубопровод 2 в обратной последовательности. Затем заливают в гидрозатвор 3 дистиллированную воду до средней отметки показателя уровня жидкости (приблизительно 300 мл) 10 (фиг.2). Заливку ведут через патрубок входа гремучего газа 13. В качестве углеводородных соединений используют бензин марки БР-1 «Галоша» или его аналог «Нефрас» С2-80/120 в количестве 50 мл. Восстанавливают соединение между электролизером и гидрозатвором. Присоединяют трубопровод - шланг к горелке 4, размер отверстия мундштука которой подбирается в зависимости от предполагаемого вида работы (фиг.1). Подготовительные работы завершены.

Включают блок питания 5, устанавливают ток, соответствующий выбранному мундштуку на горелке. Гремучий газ собирается в верхней части электролизных ячеек 1 электролизера и через сборный трубопровод вод 2 подается в патрубок входа гремучего газа гидрозатвора 13 (фиг.2), проходя через зону борбатажа 11, газ насыщается парами углеводородного соединения и, проходя через отделитель 15 капель и патрубок выхода газа 7, подается в горелку 4. После стабилизации давления и продувки системы газ на выходе из горелки поджигают.

Предлагаемая конструкция устройства для газопламенных работ является гораздо более простой по сравнению с ближайшим аналогом, а использование отработавших свой ресурс банок железоникелевых щелочных аккумуляторов в качестве отдельных ячеек электролизера значительно снижает стоимость всей установки. Электролизер собирается из нужного количества ячеек, то есть если использовать 10 ячеек ЖН-100, то подводимой электрической мощности в 2 кВт заведомо хватит на работу горелки с наконечником №2. При этом придется доукомплектовать банки пробками, снабженными выходными патрубками. Иными словами изготовить нужно будет только гидрозатвор и блок питания.

Устройство для газопламенных работ, содержащее горелку, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, блок питания, трубопровод, отличающееся тем, что электролизер выполнен в виде батареи, состоящей из отдельных последовательно подключенных электролизных ячеек, причем полюса батареи подключены к противоположным по знаку полюсам блока питания, а в качестве отдельной электролизной ячейки использована отработавшая свой ресурс и предварительно разряженная банка железоникелевого щелочного аккумулятора, причем ячейки снабжены выходными патрубками для отвода полученного гремучего газа, связанными с трубопроводом, соединенным с гидрозатвором, в котором для коррекции состава пламени использована водная эмульсия, содержащая углеводородные соединения, причем гидрозатвор снабжен отделителем капель от газовой смеси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установке для электролиза воды под давлением, состоящей из электролизера с линией подачи воды, подключенного к блоку питания, который электрически связан с блоком управления, подключенных к электролизеру по линиям водорода и кислорода ресиверов для накопления водорода и кислорода с установленными на них датчиками давления водорода и кислорода, электрически связанных с блоком управления, клапанов выдачи водорода и кислорода из установки, расположенных на линиях водорода и кислорода, каждый ресивер снабжен линией заправки воды, линией слива воды и датчиком количества воды, при этом на линиях заправки и слива воды установлены клапаны, а датчики количества воды и клапаны на линиях слива воды электрически связаны с блоком управления.

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к конструкции электролизеров для получения водорода и озон-кислородной смеси, и может найти применение для нужд энергетики (охлаждение водородных генераторов на ТЭЦ, ГРЭС и АЭС), электроники (очистка поверхности полупроводниковых пластин).
Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии и физиотерапии, и может быть использовано для лечения абдоминального ожирения. Для этого осуществляют криомассаж проблемных зон криопакетом объемом 300-500 мл при температуре -21--23°C со стабильной вибрацией по 5-10 с двукратно по 3-5 минут с паузой между циклами 1-2 минуты.

Изобретение относится к способу увеличения производительности разложения воды. Способ включает разложение воды под действием резонансного электромагнитного поля и характеризуется тем, что разложение воды происходит под действием двух резонансных контуров, в которых вектора напряженностей электрического поля первого контура и напряженности магнитного поля второго контура также как вектор напряженности электрического поля второго контура и вектор напряженности магнитного поля первого контура действуют на воду одновременно.

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода и может быть использовано для зарядки указанных аккумуляторов водородом. Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний), выполнено из стабилизированного источника электрического тока (1), проводов (2), электролизера (3) и аккумуляторов (4) водорода на основе гидрида алюминия (титана или магния) (5), при этом в электролизере (3) расположен электролит (6) из угольной кислоты H2CO3 в дистиллированной воде, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга аккумулятора (4) без внешних корпусов со свободным проникновением электролита (6) в структуру аккумулятора (4) из гидрида металла (5), причем один аккумулятор (4) подсоединен к катоду (7), а второй аккумулятор (8) - к аноду (9), причем на крышке (10) зарядного устройства расположена вертикальная труба (11) с клапаном сброса (12) излишнего давления, создаваемого продуктами электролиза.
Описан способ получения графитовых электродов с покрытием, преимущественно из благородного металла, для электролитических процессов, в частности для электролиза соляной кислоты, в котором поверхность графитового электрода покрывают водным раствором соединения благородного металла, а затем графитовый электрод подвергают термообработке в присутствии восстанавливающих и/или в основном не содержащих кислорода газов при температуре от 200 до 450°С.
Предложен катод для выделения водорода в электролитической ячейке, содержащий металлическую основу и покрытие, состоящее из чистого оксида рутения. Предлагаемый катод обеспечивает улучшение рабочих характеристик и увеличение срока службы электролизера при неустойчивом и периодическом снабжении энергии, таком как от солнечных батарей; также описан способ нанесения покрытия на металлическую основу.

Изобретение относится к электрохимическому способу синтеза полианилина, легированного металлом, включающему приготовление раствора с концентрацией компонентов: серная кислота 0,5-1,5 моль/дм3, анилин 0,1-0,4 моль/дм3, соли переходных металлов 0,1-1,0 моль/дм3, проведение электролиза при температуре 10-30°С с использованием рабочего электрода и вспомогательного электрода, при этом на стадии приготовления раствора дополнительно вводят 0,1-0,5 моль/дм3 аминоуксусной кислоты или 0,1-0,5 моль/дм3 динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве солей переходных металлов применяют сульфаты переходных металлов, в качестве рабочего и вспомогательного электродов используют электроды из нержавеющей стали, электролиз проводят при постоянной плотности тока 1-10 мА/см2, а после стадии электролиза полученный полианилин, легированный металлом, обрабатывают щелочным раствором с рН 8-10.
Изобретение относится к способу получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля. Способ получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля включает электролиз в 17 М растворе гидроксида натрия на переменном синусоидальном токе частотой 20 Гц с никелевыми электродами.

Изобретение относится к устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды. Электролизер включает корпус, размещенные в нем последовательно соединенные между собой ячейки, состоящие из катода, анода, размещенной между ними газозапорной мембраны, насосы для циркуляции щелочного электролита, емкости с щелочным электролитом, систему подачи воды, устройство для отделения кислорода от паров воды и щелочи и устройство для отделения водорода от паров воды и щелочи.

Изобретение относится к ручным устройствам для газопламенной обработки материалов, в том числе к устройствам для газовой резки, сварки, наплавки и нагрева различных материалов.

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к машинным резакам для резки труб, и может быть использовано при строительстве магистральных трубопроводов при работе в условиях с ограниченным пространством.

Изобретение относится к термической резке труб большого диаметра на трубосварочных агрегатах и наиболее эффективно может быть использовано при плазменной обрезке концов неповоротных труб большого диаметра и порезки тяжелых отрезанных концов на части, удобные для уборки, транспортировки и утилизации.

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано для подбора параметров безопасного горения для устройств газопламенной резки и сварки металлов, применяемых в бытовых и производственных условиях.

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов, а именно к газокислородной ручной и механизированной резке металлов. .

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть использовано в различных областях техники для обработки отверстий малого диаметра, кромок, узких щелей и изделий со сложной формой поверхности.

Изобретение относится к области сварки и может найти применение для газопламенной обработки материалов в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к области тепловых воздействий на материал, а именно к конструкциям устройств для газоструйной резки материалов, обработки их поверхностей и напыления на поверхности различных покрытий.

Изобретение относится к сварочной технике и может найти применение при газовой сварке или резке при подборе параметров каналов подачи и скоростей подачи горючей смеси.

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов водородно-кислородной смесью. .
Наверх