УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРЕМУЧЕГО ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК C25B1/12 

Изобретение относится к устройствам для получения гремучего газа электролизом воды и предназначено для газоплазменной обработки материалов водородно-кислородным пламенем, в частности для сварки, пайки и резки металлов.

Известно устройство для получения гремучего газа, включающее корпус с электродами, в которых выполнены отверстия для выхода газа и подачи электролита, и напорную емкость с патрубками для отвода газа и подачи электролита, причем патрубок для отвода газа установлен ниже газоотводящих отверстий в электродах [1]
Недостатком известных устройств является то, что электролит в корпусе с электродами насыщается пузырьками вырабатываемого газа, которые вытесняют часть электролита из корпуса в напорную емкость, ухудшая тем самым условия работы устройства.

Недостатком известного устройства также является то, что газ, вырабатываемый в корпусе с электродами, барботирует в напорной емкости, образуя щелочную аэрозоль, которая уносится потоком газа, ухудшая качество сварки и загрязняя окружающую среду. Вынос щелочи в процессе эксплуатации приводит к уменьшению плотности электролита, что требует ее периодического контроля и корректировки.

К недостаткам существующих устройств следует отнести то, что отсутствие циркуляции электролита может привести к образованию осадка из нерастворимых окислов, образующихся в процессе эксплуатации и попадающих извне при заправке, который, забивая отверстия для подачи электролита в электродах, выводит устройство из строя.

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому изобретению является принятое за прототип устройство для получения гремучего газа [2] Известное устройство содержит электролизер с электродами, связанную с ним средством для выхода газа и подачи электролита напорную емкость, и осушительную камеру, смонтированную на напорной емкости, соединенную с ней дроссельным отверстием и обратным клапаном для сброса конденсата.

Дроссельное отверстие в известном устройстве позволяет создать избыточное давление в напорной емкости, за счет чего уменьшается размер пузырьков газа, насыщающих электролит, а, следовательно, уменьшается объем вытесняемого из электролизера в напорную емкость электролита, т.е. улучшаются условия работы электролизера.

Недостатком известного устройства является то, что дроссельное отверстие не обеспечивает постоянства давления газа в канале потребителя, т.е. при уменьшении расхода газа давление возрастает, что затрудняет настройку газовой горелки потребителя и ухудшает эффективность осушения газа.

Кроме того, дроссельное отверстие способствует образованию щелочной аэрозоли, работая как распылитель.

Задачей изобретения является экологически чистое устройство для получения гремучего газа, обеспечивающее снижение эксплуатационных затрат, повышение качества выполняемых работ, улучшение условий труда.

Патентуемое устройство для получения гремучего газа включает электролизер с электродами, имеющими отверстия для выхода газа и подачи электролита, и связанную с ним каналом для выхода газа и подачи электролита напорную емкость.

Отличительной особенностью патентуемого устройства является то, что для обеспечения избыточного давления в напорной емкости и поддержания постоянного давления газа в сети потребителя на напорной емкости смонтирован редукционный клапан, оснащенный узлом для сброса избыточного давления.

Кроме того, предлагаемое устройство отличается тем, что для предотвращения выноса щелочной аэрозоли вместе с газом в устройстве смонтирован каплеуловитель циклонного типа, оснащенный накопительной емкостью для сброса жидкости, причем каплеуловитель связан пневматически с напорной емкостью через редукционный клапан, а накопительная емкость связана с напорной емкостью через обратный клапан.

Для облегчения удаления осадка нерастворимых окислов, образующегося в процессе эксплуатации, в устройстве напорная емкость размещена возле электрода, имеющего отрицательный потенциал, так как нерастворимые частицы имеют преимущественно положительный заряд и дрейфуют внутри электролизера к электроду, имеющему отрицательный потенциал, где и накапливаются. При сливе электролита осадок легко вымывается из электролизера, а электролит после отстаивания и фильтрации может быть снова использован в устройстве.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Патентуемое устройство включает электролизер 1 с электродами, в которых выполнены отверстия для выхода газа и подачи электролита, связанную с ним каналом 2 напорную емкость 3, имеющую защитный клапан 9, каплеуловитель 5, связанный с напорной емкостью через редукционный клапан 4, и накопительную емкостью 6, связанную пневматически с напорной емкостью через обратный клапан 7, имеющий заборную трубку 8.

Устройство работает следующим образом.

При подключении напряжения на электроды электролизера 1 происходит выделение водорода и кислорода. Процесс сопровождается разогревом устройства. Образовавшийся газ через газоотводящие отверстия в электродах и канал 2 выходит в напорную емкость 3, в которой удерживается редукционным клапаном 4 до тех пор, пока давление внутри напорной емкости не превысит заданное значение. После открытия редукционного клапана газ поступает в циклонный каплеуловитель 5, где потоку сообщается вращательное движение, в результате чего содержащиеся в газе капли электролита и сконденсировавшейся воды под действием центробежной силы оседают на внутренней поверхности каплеуловителя и стекают в накопительную емкость 6, а очищенный газ поступает потребителю.

Обратный клапан 7 препятствует прохождению газа из напорной емкости в накопительную емкость.

При возрастании давления газа в канале потребителя редукционный клапан закрывается и прекращается выход газа до тех пор, пока давление не снизится.

После снятия напряжения с электродов электролизера прекращается выделение газа. Избыточное давление газа в напорной емкости сбрасывается через редукционный клапан, имеющий устройство для сброса давления, после чего клапан переводится в исходное положение.

В результате остывания устройства в напорной емкости создается разрежение, за счет которого жидкость, накопившаяся в накопительной емкости, через обратный клапан 7, имеющий заборную трубку 8, откачивается в напорную емкость.

В случае попадания пламени в напорную емкость происходит разрушение мембраны защитного клапана 9, в результате чего избыточное давление, возникающее при взрыве гремучего газа, сбрасывается и детали устройства не повреждаются. После замены мембраны устройство готово к эксплуатации.

Каплеуловитель, накопительная емкость и обратный клапан с заборной трубкой собраны в единый узел, что позволяет разметить его в любом месте устройства.

Изобретение относится к устройству для получения гремучего газа, содержащему электролизер с электродами, в которых выполнены отверстия для отвода газа и подачи электролита, соединенную с ним каналом для выхода газа и подачи электролита напорную емкость, при этом газоотводящие отверстия в электродах расположены выше канала для выхода газа и подачи электролита, обратный клапан для сброса конденсата в напорную емкость и каплеуловитель с накопительной емкостью, соединенные пневматически с напорной емкостью, причем каплеуловитель соединен с последней через редукционный клапан, а накопительная емкость - через обратный клапан. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для получения гремучего газа, содержащее электролизер с электродами, в которых выполнены отверстия для отвода газа и подачи электролита, соединенную с ним каналом для выхода газа и подачи электролита напорную емкость, при этом газоотводящие отверстия в электродах расположены выше канала для выхода газа и подачи электролита и обратный клапан для сброса конденсата в напорную емкость, отличающееся тем, что устройство снабжено каплеуловителем с накопительной емкостью, соединенными пневматически с напорной емкостью, причем каплеуловитель соединен с последней через редукционный клапан, а накопительная емкость через обратный клапан. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каплеуловитель, накопительная емкость и обратный клапан выполнены в виде единого узла. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что напорная емкость с каналом для выхода газа и подачи электролита расположена возле электрода, имеющего отрицательный потенциал. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что напорная емкость снабжена мембранным защитным клапаном.