УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК B23K5/00 

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов смесью газов, полученных при электролизе воды.

Известны устройства для газопламенной сварки и пайки с использованием водородно-кислородного пламени (I).

Недостатком таких устройств является то, что в них генерируется смесь с соотношением кислорода к водороду 1:2. При сгорании такой смеси из-за подсоса кислорода из воздуха зона пламени носит окислительный характер, что ухудшает качество обработки.

Известно устройство для газопламенной обработки, содержащее электролизер, выполненный в виде размещенного внутри корпуса набора электродов с отверстиями, разделенных диэлектрическими прокладками, трубопровод, питатель и горелку (II).

Известно устройство характеризуется низким давлением рабочей смеси, что не позволяет использовать стандартную сварочную горелку.

При повышении давления электролизер может терять герметичность.

Кроме того, отвод тепла осуществляется за счет развитой поверхности электродов, выполненных из легированных металлов, что делает устройство материалоемким и дорогостоящим.

Наиболее близким к заявленному является устройство для газопламенной обработки материалов, содержащее электролизер, блок формирования газовой смеси, трубопровод, пламепреградитель и горелку (III).

При работе устройства происходит нагрев электролита. Чтобы не произошло закипание электролита, его необходимо охлаждать.

Целью предложенного изобретения является повышение его взрывобезопасности и снижение металлоемкости.

В предложенном устройстве тепло от электролита передается кипящей воде - это наиболее эффективный вид теплообмена, требующий в сотни раз меньше площадей теплообмена, чем при передаче тепла окружающему воздуха.

В предложенном устройстве, содержащем электролизер, питатель, теплообменник, блок формирования газовой смеси, пламепреградитель и горелку, электролизер с теплообменником размещены в резервуаре с охлаждающей жидкостью.

При использовании в качестве охлаждающей жидкости воды резервуар соединен паропроводом с конденсатором.

Устройство поясняется на фиг.1-2.

На фиг.1 представлено устройство для газопламенной обработки.

На фиг.2 конструкция электролизера.

Устройство содержит фильтр-прессный электролизер 1, к которому подключен источник питания 2. Электролизер 1 через теплообменник 3 связан с блоком формирования газовой смеси 4. Блок формирования газовой смеси содержит циклонный сепаратор 5, который через конденсатор 6, сухой затвор 7 и пламепреградитель 8 соединен с горелкой 9. К теплообменнику 3 через обратный клапан 10 подсоединен питатель 11.

В системе трубопровода размещен электрический датчик давления 12, подключенный к источнику питания 2. Электролизер 1 и теплоообменник 3 установлены внутри диэлектрического герметичного резервуара 13, заполненного водой. Конденсатор 14 через паропровод соединен с верхней частью резервуара 13, а выход конденсатора 14 подсоединен к питателю 11.

Электролизер 1 содержит корпус 15 цилиндрической формы (силовая труба) с фланцами 16, на которые крепятся крышки 17.

На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 15 нанесено электроизоляционное покрытие 18. Внутри корпуса 15 размещены электроды 19, разделенные кольцевыми изолирующими прокладками 20. Вдоль всей длины корпуса 15 в отверстиях электродов размещены входной и выходной диэлектрические коллекторы 21 и 22, в которых выполнены отверстия для выхода газа и входа электролита из электролизных ячеек, образованных парой соседних электродов.

Устройство работает следующим образом.

Образующийся в электролизере 1 газ проходит через отверстия в выходном коллекторе 22 и по нему вместе с увлекаемым некоторым количеством горячего электролита поступает в теплообменник 3, из которого в циклонный сепаратор 5 блока 4 формирования газовой смеси, где газ освобождается от пены и далее поступает в конденсатор 6, где газ охлаждается и освобождается от водяного пара. Затем через сухой затвор 7 и пламепреградитель 8 в горелку 9. Датчик 12 отключает источник питания 2 при достижении установленного давления в газовой магистрали.

Вода, залитая в резервуар 13, охлаждает снаружи электролизер 1 и теплообменник 3, которые изнутри нагреваются горячим электролитом. При этом вода нагревается до кипения, образующийся пар проходит через конденсатор 14, превращается в дистиллированную воду, поступающую в питатель. Излишек пара сбрасывается в атмосферу.

Электролит, охлажденный в теплообменнике 3, поступает обратно в электролизер через трубопровод и входной коллектор 21.

Во время работы обратный клапан 10 закрыт внутренним давлением. Дозаправка происходит во время остановок, когда давление внутри аппарата падает, клапан 10 открывается и дистиллированная вода стекает из питателя 11 в теплообменник 3.

Цилиндрическая форма корпуса 15 электролизера и круглая форма электрода 19 позволяет минимизировать размеры всех конструктивных узлов электролизера и уменьшить материалоемкость при повышении взрывобезопасности.

Введение наружного теплообменника позволяет уменьшить толщину и размеры электродов.

Наличие герметичного резервуара с водой и размещение в ней нагревающих блоков устройства позволяет обеспечить автономность работы устройства по дистиллированной воде и попутно также уменьшить металлоемкость конструкции.

Использование: для сварки и пайки материалов. Сущность изобретения: устройство для газопламенной обработки материалов содержит электролизер, выполненный в виде размещенного внутри корпуса набора электродов с отверстиями, разделенных диэлектрическими прокладками, питатель, теплообменник, блок формирования газовой смеси, пламепреградитель и горелку. Электролизер с теплообменником размещены в резервуаре с охлаждающей жидкостью. При использовании в качестве охлаждающей жидкости воды, резервуар соединен паропроводом с конденсатором. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для газопламенной обработки материалов, содержащее электролизер, выполненный в виде размещенного внутри корпуса набора электродов с отверстиями, разделенных диэлектрическими прокладками, питатель, теплообменник, блок формирования газовой смеси, пламепреградитель и горелку, отличающееся тем, что электролизер с теплообменником размещены в резервуаре с охлаждающей жидкостью. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при использовании в качестве охлаждающей жидкости воды резервуар соединен паропроводом с конденсатором.