УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННЫХ РАБОТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК B23K5/00 B23K7/00 C25B1/08 

Устройство предназначено для выполнения газопламенных работ: кварцедувных и стеклодувных, газосварки, пайки и резки металлов и может найти применение в стеклодувных и кварцедувных мастерских, при монтаже и ремонте водопроводно-газовых сетей коммунального хозяйства, кузовного ремонта автомобилей и в других случаях вместо кислородно-ацетиленовой газосварки.

Известен портативный аппарат для сварки, пайки и резки, включающий электролизную камеру для получения гремучего газа, который поступает через шланг к горелке, имеющей пламягаситель в виде пористой пластинки. Устройство имеет регулятор, уменьшающий ток через электролизер при возрастании давления гремучего газа (Заявка №2259918, Франция, 1975 г. МПК С25В 1/02, 9/00, 15/00).

Недостаток устройства состоит в значительных потерях электроэнергии. Питание электролизера из одной электролизной ячейки требует использования большого разрядного тока (1000 А). Потери энергии в мостовой схеме выпрямителя и на сопротивлении электролита составят до 2,0 кВт. Для получения гремучего газа 400 л/час требуется полезная мощность около 2 кВт. Отсюда видно, что потери электроэнергии составят не менее 50%. Второй недостаток состоит в том, что при горении водород потребляет часть кислорода из воздуха, что делает пламя окислительным, пригодным для кварцедувных работ, но не пригодным для сварки.

Наиболее близким аналогом является устройство для газопламенной сварки и пайки, содержащее электролизер с раздельным получением кислорода и водорода, сосудов с гидрозатворами для сбора газов, имеющими датчики давления, которые соединены электрически с тиристорным регулятором напряжения, который соединен с электросетью через выпрямитель и понижающий трансформатор. Электролизер содержит регулятор поддержания давления в кислородном и водородном отсеках. Полученные газы подают через стандартные шланги в стандартную газосварочную горелку (Заявка Российской Федерации №95112170, МПК(6) В23К 5/00).

Недостаток устройства обусловлен тем, что питание электролизера из одной электролизной ячейки требует использования большого разрядного тока (1000 А). Потери энергии в мостовой схеме выпрямителя и на сопротивлении электролита составят до 2,0 кВт. Для получения водорода 300 л/час и кислорода 150 л/час требуется полезная мощность около 2 кВт. Отсюда видно, что потери электроэнергии составляют не менее 50%. Отсутствие непрерывной подпитки электролита водой ведет к тому, что концентрация электролита меняется. Оптимальной является концентрация 29-30 весовых процентов КОН в растворе. При уменьшении или увеличении концентрации от оптимальной сопротивление электролита растет, растут и потери электроэнергии.

Технической задачей является безопасное получение и использование газовых смесей оптимального состава и снижение потерь электроэнергии.

Поставленная задача решается устройством для газопламенных работ, включающим горелку, гидрозатвор, выпрямитель и блок управления. Устройство содержит подпитывающий диэлектрический сосуд и электролизер фильтр-прессного типа с проточной подпиткой, установленный наклонно, выходной патрубок электролизера соединен трубопроводами через подпитывающий диэлектрический сосуд и гидрозатвор с горелкой, а входной патрубок электролизера соединен с подпитывающим диэлектрическим сосудом через диэлектрический клапан. Диэлектрический подпитывающий сосуд снабжен электродом, который электрически соединен с концевой плитой, выполняющей функцию анода.

Наклонное положение электролизера прерывает сплошной поток электролита при подпитке, что ведет к росту электрического сопротивления шунтирования, уменьшению тока и мощности потерь примерно до 10-20 Вт. По внешней цепи проходит ток, величина которого определяется электрическим сопротивлением жидкости в трубках (10-15 кОм), что создает мощность тепловых потерь электроэнергии в 3-5 Вт. При общей потребляемой мощности 2,5 кВт суммарные потери электроэнергии составят 0,23 кВт. Использование подпитывающего диэлектрического сосуда повышает электробезопасность.

Для выполнения стеклодувных или сварочных работ горелка снабжена инжекционной вставкой для подачи воздуха или пропан-бутана.

Добавление к гремучему газу воздуха позволяет регулировать температуру пламени, а добавление газообразных углеводородов позволяет осуществлять газосварку.

В устройстве для газопламенных работ, включающим горелку, гидрозатвор, выпрямитель и блок управления, имеется подпитывающий диэлектрический сосуд и электролизер фильтр-прессного типа с проточной подпиткой, установленный наклонно и состоящий из двух одинаковых частей, соединенных общим катодом, концевые плиты которых выполняют функцию анодов и электрически соединены между собой. Выход гремучего газа электролизера соединен трубопроводами с подпитывающим диэлектрическим сосудом, гидрозатвором и горелкой, а входной патрубок составного электролизера соединен трубопроводом с подпитывающим диэлектрическим сосудом через диэлектрический клапан.

Предложенная конструкция электролизера и его включение обеспечивают удвоение мощности и отсутствие тока во внешних цепях подпитки. Наклонное положение составного электролизера увеличивает сопротивление шунтирования и снижает потери электроэнергии. Использование подпитывающего диэлектрического сосуда повышает электробезопасность.

Для выполнения стеклодувных или сварочных работ горелка снабжена инжекционной вставкой для подачи воздуха или пропан-бутана.

Добавление к гремучему газу воздуха позволяет регулировать температуру пламени, а добавление газообразных углеводородов позволяет осуществлять газосварку.

Поставленная задача при сварке и резке металлов решается устройством для газопламенных работ, включающим гидрозатвор, горелку, выпрямитель и блок управления. Дополнительно имеется устройство выравнивания давлений газов, используемое как подпитывающий диэлектрический сосуд и электролизер с проточной подпиткой, установленный наклонно, содержащий не менее 40% электролизных ячеек, разделенных диафрагмами. Выходные патрубки гремучего газа с водородом и кислородом электролизера соединены трубопроводами с входными патрубками подпитывающего диэлектрического сосуда, а входной патрубок электролизера соединен трубопроводами с подпитывающим диэлектрическим сосудом через клапан. Подпитывающий диэлектрический сосуд имеет дополнительный электрод, электрически соединенный с концевой плитой, выполняющей функцию анода, выход кислорода из подпитывающего диэлектрического сосуда соединен трубопроводом с соплом кислородного резака.

Наклонное положение электролизера прерывает сплошной поток электролита при подпитке, что ведет к росту электрического сопротивления шунтирования, уменьшению тока и мощности потерь примерно до 10-20 Вт. По внешней цепи проходит ток, величина которого определяется электрическим сопротивлением жидкости в трубках (12-15 кОм), что создает мощность тепловых потерь электроэнергии в 3-5 Вт. При общей потребляемой мощности 2,5 кВт суммарные потери электроэнергии составят 0,26 кВт. Трубопровод с соплом используют для кислородной резки металлов. Использование подпитывающего диэлектрического сосуда повышает электробезопасность.

Вариантом решения поставленной задачи является устройство для газопламенных работ, включающее горелку, гидрозатвор, выпрямитель с блоком управления. Дополнительно имеется устройство выравнивания давлений газов, используемое как подпитывающий диэлектрический сосуд и электролизер с проточной подпиткой, состоящий из двух одинаковых частей, каждая из которых содержит не менее 40% электролизных ячеек, разделенных диафрагмами и соединенных общим катодом. Концевые плиты составного электролизера выполняют функцию анодов и электрически соединены между собой, выходные патрубки гремучего газа с водородом и кислорода составного электролизера соединены трубопроводами с соответствующими входными патрубками устройства выравнивания давлений, а входной патрубок составного электролизера соединен трубопроводом с подпитывающим диэлектрическим сосудом через клапан. Выход кислорода из подпитывающего сосуда соединен трубопроводом с соплом кислородного резака.

Предложенная конструкция электролизера и его включение обеспечивают удвоение мощности, поскольку обе части электролизера электрически соединены параллельно, и снижение потерь электроэнергии. Дополнительно обеспечивается кислородная резка металла. Использование подпитывающего диэлектрического сосуда повышает электробезопасность.

На фиг.1 показана схема устройства для газопламенных работ в стеклодувном и кварцедувном производстве;

на фиг.2 показана горелка в разрезе;

на фиг.3 показана часть горелки в масштабе 4:1;

на фил.4 - схема блока управления;

на фиг.5 показана схема устройства для газопламенных работ в стеклодувном и кварцедувном производстве со сдвоенным электролизером;

на фиг.6 показана схема устройства для газопламенных работ при сварке, пайке и резке металлов;

на фиг.7 показана схема устройства для газопламенных работ при сварке, пайке и резке металлов со сдвоенным электролизером.

Устройство для газопламенных работ, показанное на фиг.1, состоит из электролизера 1, подпитывающего сосуда 2, гидрозатвора 3, горелки 4, трубопровода 5, клапана 6, блока управления 7 и датчика температуры 8. Электролизер 1 состоит из биполярных электродов 9, разделенных диэлектрическими прокладками 10, стянутых между концевыми плитами 11 и 12 стержнями 13 с упругими компенсаторами 14. Выходной патрубок электролизера соединен трубопроводом 15 с диэлектрическим подпитывающим сосудом 2. Входной патрубок 16 подпитывающего сосуда 2 прикрыт колпачком 17, который препятствует вытеснению газа жидкостью из подпитывающего сосуда и попаданию жидкости в электролизер через этот патрубок. Выходной патрубок 18 снабжен фильтром 19 и соединен трубопроводом 5 с диэлектрическим клапаном 6 и входным патрубком 20 элктролизера 1. Концевая плита 12 электролизера 1, выполняющая функцию анода, электрически соединена с подпитывающим диэлектрическим сосудом 2, концевая плита 11 выполняет функцию катода. Через диэлектрический клапан 6 не будет проходить газ из электролизера даже в случае, когда трубопровод 15 полностью заполнен жидкостью, так как диэлектрический клапан 6 закрыт и открывается только при возрастании давления в электролизере 1 до установленного предела. Это предотвращает разрыв внешней электрической цепи и возможность искрообразования. Подпитывающий диэлектрический сосуд 2 и гидрозатвор 3 имеют манометры 21 и закрыты пробками 22 с предохранительными мембранами 23. Патрубок выхода газа подпитывающего диэлектрического сосуда 2 соединен трубопроводом 24 с клапаном 25 гидрозатвора 3, металлический золотник 26 которого поджат пружиной 27 регулировочным винтом 28. Над клапаном 25 расположен рассекатель 29, скрепленный трубкой 30 с сепаратором 31, патрубок которого соединен трубопроводом 32 с горелкой 4 с вставкой 33, к которой подводится воздух через кран 34.

На фиг.2 показана горелка 4, фиг.1, в разрезе. Горелка 4 состоит из составного корпуса 35 с мундштуком 36. В корпусе 35 размещается золотник 37, соединенный штоком 38 с якорем 39, прижимаемый пружиной 40 через толкатель 41. Пружина 40 и толкатель 41 расположены в сердечнике электромагнита 42. Пружина упирается в штуцер 43, ввинченный в сердечник электромагнита 42. Магнитопровод 44 сердечника электромагнита 42 расположен снаружи. В магнитопроводе 44 размещена обмотка электромагнита 45 и крепится рукоятка 46. Через рукоятку 46 проходит трубопровод 47 для подвода гремучего газа и провод 48 питания обмотки 45 электромагнита 42. Вставка 33 образует инжекционную камеру 49, соединенную трубопроводом с краном 34, перекрывающим эластичный трубопровод 50 для подачи воздуха или газа.

Вставка 33 показана на фиг.3 в масштабе 4:1. Инжекционная камера 49 соединена трубопроводом с краном 34.

На фиг.4 показана электрическая схема блока управления 7, фиг.1. Схема включает силовую часть: диоды Д1-Д4, тиристор Д5, резисторы R35, R36, амперметр и электролизер. Трансформатор Тр имеет ряд вторичных обмоток: обмотка Е питает мост МД1, питающий электромагнит горелки (ЭМГ) через контакты реле Кр11. Конденсатор С6 сглаживает пульсации, а диод Д7 замыкает индукционный ток размыкания. Обмотки А, В и мост МД2 создают два выпрямленных напряжения для питания всей схемы. Отрицательное напряжение с конденсатора С1 стабилизируется стабилитроном Д16 и резистором R21. Положительное напряжение с конденсатора С7 подается на стабилизатор напряжения на транзисторах Т1 и Т2. Обмотка С питает мост на диодах Д8-Д11. Импульсы выпрямленного тока через делитель R14-R15 подаются на пороговое устройство на транзисторах Т4 и Т5, формирующее прямоугольные импульсы, которые подаются через резистор R31 и контакты реле Кр22 на конденсатор С9, напряжение на котором растет во время действия прямоугольного импульса, а после окончания прямоугольного импульса конденсатор С9 быстро разряжается через диод Д17, транзистор Т5 и резистор R16, завершая формирование пилообразного импульса. Эти импульсы с делителя на резисторах R24 и R17 подаются на инвертирующий вход операционного усилителя МС2. Обмотка D питает мост МД3, напряжение которого стабилизируется стабилитроном Д12 и поступает на переменный резистор R0, которым устанавливается ток, проходящий через тиристор и электролизер. Импульсы управления тиристором поступают с усилителя на транзисторах Т6 и Т7. Термодатчиком служит диод Д6, включенный в одно из плеч моста, образованного резисторами R8, R10, R19 и R22. Напряжение с моста подается на вход операционного усилителя МС1. При превышении установленной температуры с выхода 5 МС1 через Д13, R20 отрицательное напряжение поступает на транзистор Т3 и реле Р1 срабатывает, размыкая контакты Кр22 и Kp11. Горелка гаснет, а ток выключается. При включении устройства для газопламенных работ исключается возможность короткого замыкания через неполяризованный электролизер. Электролизер автоматически поляризуется током утечки запертого тиристора Д5, который остается запертым на время заряда конденсатора С14 через резисторы R38 и R37.

Работает устройство для газопламенных работ следующим образом. Снимают защитный чехол, что блокирует включение электролизера. Заливают электролит (29-30% водный раствор КОН) в подпитывающий диэлектрический сосуд 2, фиг.1, и открывают диэлектрический клапан 6 подпитки. Заполнение ячеек электролизера 1 контролируют по уровню электролита в подпитывающем диэлектрическом сосуде 2 и омметром. После заполнения электролизера 1 заливают подпитывающий диэлектрический сосуд 2 подпитывающей дистиллированной водой, примерно до половины высоты, и герметично закрывают пробкой 22. Заливают гидрозатвор 3 дистиллированной водой до половины высоты. Через открытую горловину сосуда гидрозатвора 3 вводят длинную и узкую отвертку с электроизоляционной рукояткой до упора в регулировочный винт 28. Включают устройство для газопламенных работ в электрическую сеть и резистором R0, фиг.5, устанавливают разрядный ток 1-2 А. Регулировочным винтом 28, фиг.1, поджимают пружину 27, прижимающую золотник 26, и устанавливают давление гремучего газа в подпитывающем сосуде 2 в 0,5-1,0 атмосферы. Это уменьшает объем пузырьков газа, уменьшает вытеснение газом электролита в подпитывающий сосуд, снижает уменьшение сопротивления электролита в ячейках электролизера 1, а также уменьшает брызгообразование в подпитывающем сосуде 2. Часть брызг попадает в гидрозатвор 3 и улавливается водой. Для исключения потерь щелочи эту воду периодически используют как подпитывающую жидкость, переливаемую в подпитывающий сосуд 2. Закрывают гидрозатвор 3 пробкой 22. На этом подготовительные работы завершаются.

Для работы устанавливают на горелке 4 необходимый мундштук 36, фиг.2, включают устройство тумблером Т6, фиг.4, и резистором R0 устанавливают разрядный ток, соответствующий выбранному мундштуку 36, фиг.2. Кислород и водород выделяются на анодных и катодных сторонах биполярных электродов 9, фиг.1, и полученный гремучий газ через выходной патрубок и трубопровод 15, фиг.1, попадает во входной патрубок 16 подпитывающего диэлектрического сосуда 2. Из подпитывающего диэлектрического сосуда 2 через выходной патрубок, трубопровод 24 и клапан с золотником 26 газ попадает на рассекатель 29 и далее через сепаратор 31 и трубопровод 32 в горелку 4. При включении устройства для газопламенных работ электромагнит горелки 4 срабатывает, открывая канал горелки 4. После стабилизации давления в гидрозатворе горелку 4, фиг.1, поджигают. Подпитывающая жидкость через фильтр 19, выходной патрубок 18, трубопровод 5, диэлектрический клапан 6, открывающийся при возрастании давления до установленного уровня, и входной патрубок 20 поступает в электролизер 1. Избыток электролита или подпитывающей жидкости выводится из электролизера 1 вместе с гремучим газом в подпитывающий диэлектрический сосуд 2 через трубопровод 15 и входной патрубок 16. Установленный разрядный ток остается практически неизменным (<+5%) при прогреве электролита в электролизере и уменьшении его сопротивления за счет введения отрицательной обратной связи через резистор R35, фиг.4, с которою снимается напряжение, фильтруется R4, С3, R5, C4 и подается на неинвертирующий вход 10 МС2 через R0 и R3. Без отрицательной обратной связи установленный ток может изменяться из-за прогрева электролита более чем в два раза.

Для выполнения стеклодувных работ необходимо сделать пламя окислительным и снизить его температуру до 1300-1500°С. Для этого используют вставку 33, фиг.1 и фиг.3, к которой подают воздух через кран 34. Работа насадки не требует пояснений.

Устройство для газопламенных работ, показанное на фиг.5, состоит из электролизера 51, состоящего из двух одинарных частей, каждая из которых состоит из чередующихся биполярных электродов 9, разделенных диэлектрическими прокладками 10, соединенных общим катодом, размещенных между концевыми плитами 11, 12 и стянутых крепежными деталями. Концевые плиты 11 и 12 выполняют и функцию анодов. В связи с этим нет необходимости соединять подпитывающий диэлектрический сосуд 2 с концевыми плитами 12 и 11, поскольку между ними нет разности потенциалов, нет потерь электроэнергии в наружной цепи и нет условий для искрообразования. Остальные элементы устройства для газопламенных работ на фиг.5 идентичны элементам, описанным выше, по конструкции и по выполняемой функции, включая подготовку и проведение работ.

Устройство для газопламенных работ при сварке, пайке и резке металлов, показанное на фиг.6, состоит из электролизера 52, устройства выравнивания давлений газов 53, гидрозатвора 3, горелки 4, трубопровода 5, диэлектрического клапана 6, блока управления 7 и датчика температуры 8. Электролизер 52 состоит из биполярных электродов 9, разделенных кольцевыми диэлектрическими прокладками 10, стянутых между концевыми плитами 54 и 11 стержнями 13 с упругими компенсаторами 14. Часть электролизных ячеек снабжена диафрагмами 55. В устройство выравнивания давлений 53 по трубопроводу 56 и через патрубок 60 с колпачком подается получаемый кислород, а по трубопроводу 57 и патрубок 61 с колпачком подается смесь гремучего газа с водородом. Избыточный кислород выводится в атмосферу через штуцер 58, трубопровод и сопло 59 кислородного резака, а смесь гремучего газа с водородом через трубопровод 24 подается в гидрозатвор 3 и далее через трубопровод 32 в горелку 4. Устройство выравнивания давлений 53 выполняет функцию и подпитывающего сосуда, из которого жидкость через фильтр 19, трубопровод 5, диэлектрический клапан 6 и входной патрубок 20 попадает в электролизер 52. Устройство выравнивания давлений 53 состоит из цилиндрической перегородки 62, нижний конец которой открыт, а верхний, расширенный конец, закрыт эластичной мембраной 63, укрепленной крышкой с отверстием 66 для прохода газа. Центральная часть мембраны 63 подвижно соединена с рычагом 64, на конце которого имеется эластичная тарелка клапана 65, установленная под углом к плоскости конца отверстия штуцера 58. В донной части расположен входной патрубок 60 с колпачком, соединенный с трубопроводом 57 для смеси гремучего газа с водородом, входной патрубок 61 с колпачком, соединенный трубопроводом 56 для кислорода, и выходной патрубок с фильтром 19, соединенный с трубопроводом 5 для подпитывающей жидкости. Сосуд устройства выравнивания давлений 53 снабжен стандартной пробкой 22 с предохранительной мембраной 23.

Устройство для газопламенных работ, показанное на фиг.7, состоит из электролизера 67, устройства выравнивания давлений 53, гидрозатвора 3, горелки 4, диэлектрического клапана 6 и блока управления 7 с термодатчиком 8. Электролизер 67 состоит из двух одинаковых половин, каждая из которых содержит одинаковое количество электролизных ячеек с диафрагмами 55 и без диафрагм, соединенных общим катодом. Концевые плиты 54 и 68 выполняют и функцию анодов. Кислородные выходы 69 и 70 соединены общим трубопроводом 56 с кислородным входом устройства выравнивания давлений 53. Смесь гремучего газа с водородом через трубопровод 57 подается в устройство выравнивания давлений 53. Выходной патрубок для подпитывающей жидкости с фильтром 19 соединен трубопроводом 5 с диэлектрическим клапаном 6, входным патрубком 20 электролизера 67. Кислород через выходной патрубок 58 и трубопровод подается в сопло 59 кислородного резака. Смесь гремучего газа с водородом подается по трубопроводу 24 в гидрозатвор 3 и далее в горелку 4.

Подготовка к эксплуатации устройств для газопламенных работ по фиг.6 и фиг.7 аналогична подготовительным работам, описанным выше применительно к устройствам для газопламенных работ по фиг.1 и фиг.5.

Для работы устанавливают на горелке 4 необходимый мундштук 36, фиг.2, включают устройство тумблером Тб, фиг.5, и резистором R0 устанавливают разрядный ток, соответствующий выбранному мундштуку 36, фиг.2. Кислород и водород выделяются на анодных и катодных сторонах биполярных электродов 9, собираются в каналах, откуда полученный гремучий газ и водород через трубопровод 57, фиг.6 и фиг.7, попадает в устройство выравнивания давлений 53, фиг.6 и фиг.7. Из устройства выравнивания давлений 53 через трубопровод 24 и клапан 25 с золотником 26 газ попадает на рассекатель 29 и далее через сепаратор 31 и трубопровод 32 в горелку 4. При включении устройства для газопламенных работ электромагнит горелки 4 срабатывает, открывая канал горелки 4. По мере расходования смеси гремучего газа с водородом происходит выход кислорода из патрубка 58 через трубопровод и сопло 59 в атмосферу. После стабилизации давления в гидрозатворе горелку 4 поджигают. Подпитывающая жидкость через фильтр 19, трубопровод 5 и диэлектрический клапан 6, входной патрубок 20 поступает в электролизер 52 или 67 только при достижении заданного давления в системе, которое и открывает диэлектрический клапан 6. Избыток электролита или подпитывающей жидкости выводится из электролизера 52 или 67 с газами в устройство выравнивания давлений через трубопроводы 56, 57 или 69, 70 и входные патрубки 60 и 61, прикрытые колпачками. Установленный разрядный ток остается практически неизменным (<+5%) при прогреве электролита в электролизере и уменьшении его сопротивления за счет введения отрицательной обратной связи через резистор R35, фиг.5, с которого снимается напряжение, фильтруется R4, С3, R5, C4 и подается на неинвертирующий вход 10 МС2 через R0 и R3. Без отрицательной обратной связи установленный ток может изменяться из-за прогрева электролита более чем в два раза.

Предложенные устройства для газопламенных работ могут иметь различные размеры и потребляемую мощность. Для производства кварцедувных работ необходима потребляемая мощность 4-8 кВт. Для сварки стали толщиной до 3 мм достаточна мощность 2-2,5 кВт, а для сварки стали до 5-6 мм мощность 4,5-5 кВт. Плотность разрядного тока выбирают в пределах 10-12 А/дм². Оптимальные размеры биполярных электродов 9 170×140 мм, толщина диэлектрических прокладок 10 2-2,5 мм при наружном диаметре 160 мм и внутреннем диаметре 140 мм. Для кварцедувных работ размеры биполярных электродов 9 190×170 мм, толщина диэлектрических прокладок 10 2,5-3 мм, при наружном диаметре 165 мм и внутреннем диаметре 150 мм. Материал для диэлектрических прокладок 10 - полиэтилен низкого давления, винипласт или полипропилен. Число электролизных ячеек без диэлектрических диафрагм 110. Для электролизеров с частичным разделением газов с помощью диафрагм общее число электролизных ячеек 105, из них 49 ячеек с диэлектрическими диафрагмами. Это обеспечивает состав горючей смеси при сварке 78% водорода и 22% кислорода. Можно увеличить общее число ячеек и, закорачивая часть из них, дополнительно регулировать состав горючей смеси.

В использовании уровнемеров нет необходимости, поскольку гидрозатвор 3 и подпитывающие сосуды 2 и 53 изготовлены из прозрачного полипропилена. Манометры 21 изготовлены из пленки полипропилена.

Манометры имеют наиболее удобную линейную шкалу. Для получения такой шкалы необходим предварительный расчет профиля канала, заполняемого жидкостью по мере сжатия газа в замкнутом объеме. Из закона Бойля-Мариотта PV=C, где P - давление, V - объем газа, С - константа. Дифференцируя это выражение, получим: , где - масштабный множитель линейной шкалы. Элементарный объем dV=-dhS и , где S - площадь сечения канала. Подставляя в (1), получим: C₁V-SP=0, откуда , но и . Суммарное давление P=C₁h+P₀, где P₀ - начальное (атмосферное) давление. Подставляя в (2), получим конечную формулу для расчета площади сечения канала S в зависимости от высоты h: . По результатам расчета готовят оснастку для формовки требуемого канала для манометра, который оканчивается камерой для размещения сжатого газа. Отформованный канал сваривают с плоской пленкой, на которой имеется шкала давлений. Трубку 5 выбирают с малым сечением канала и длиной, обеспечивающей сопротивление электролита 8-10 кОм.

Предложенное устройство для газопламенных работ и его варианты обеспечивают в сравнении с известными аналогами существенное снижение тепловых потерь электроэнергии во внутренних и внешних цепях при проточной подпитке. Полностью исключается возможность искрообразования и воспламенения горючей смеси газов внутри электролизера, что снижает уровень безопасности использования устройства. Повышено удобство эксплуатации. Для перехода от сварки к кислородной резке и наоборот никаких переключений не производят.

Устройство для газопламенных работ может найти использование в стеклодувном производстве, при сварке, пайке и резке металлов в различных отраслях. Для безопасного получения и использования газовых смесей оптимального состава, снижения потерь электроэнергии электролизер выполнен фильтр-прессного типа с проточной подпиткой. Часть ячеек снабжена диэлектрическими диафрагмами для разделения газов. Водород добавляют к гремучему газу, получая оптимальный состав для сварки, и по трубопроводу подают в устройство выравнивания давлений, гидрозатвор и в горелку. Кислород по трубопроводу поступает в устройство выравнивания давлений и через патрубок, трубопровод и сопло кислородного резака выводится в атмосферу. Подпитка поступает в электролизер через трубопровод и диэлектрический клапан. Для исключения искрообразования и возгорания смеси газов анод электрически соединен с устройством выравнивания давлений или используют составной электролизер, состоящий из двух, соединенных общим катодом. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для газопламенных работ, содержащее горелку, гидрозатвор, электролизер, трубопроводы и блок управления, соединенный с электролизером и горелкой, отличающееся тем, что оно снабжено подпитывающим сосудом с входным и выходным патрубками и диэлектрическим клапаном, при этом использован электролизер фильтр-прессного типа с проточной подпиткой, состоящий из биполярных электродов, разделенных диэлектрическими прокладками и стянутых между концевыми плитами, и установленный наклонно, причем одна из концевых плит является анодом, а другая плита - катодом, выходной патрубок электролизера соединен трубопроводами через подпитывающий диэлектрический сосуд и гидрозатвор с горелкой, а входной патрубок электролизера соединен с подпитывающим диэлектрическим сосудом через диэлектрический клапан, причем диэлектрический подпитывающий сосуд электрически соединен с концевой плитой-анодом.

2. Устройство для газопламенных работ по п.1, отличающееся тем, что для выполнения стеклодувных или сварочных работ горелка снабжена трубопроводом для подачи воздуха или пропан-бутана, перекрывающим краном и вставкой для образования инжекционной камеры, которая соединена упомянутым трубопроводом с упомянутым краном.

3. Устройство для газопламенных работ, содержащее горелку, гидрозатвор, электролизер, трубопроводы и блок управления, соединенный с электролизером и горелкой, отличающееся тем, что оно снабжено подпитывающим сосудом с входным и выходным патрубками и диэлектрическим клапаном, а электролизер выполнен с проточной подпиткой, установлен наклонно и состоит из двух одинаковых частей, каждая из которых содержит чередующиеся биполярные электроды, разделенные диэлектрическими прокладками, соединенные общим катодом и стянутые между концевыми плитами, которые выполняют функцию анодов и электрически соединены между собой, при этом выходной патрубок электролизера соединен трубопроводами через подпитывающий диэлектрический сосуд и гидрозатвор с горелкой, а входной патрубок электролизера соединен с подпитывающим диэлектрическим сосудом через диэлектрический клапан

4. Устройство для газопламенных работ по п.3, отличающееся тем, что для выполнения стеклодувных или сварочных работ горелка снабжена трубопроводом для подачи воздуха или пропан-бутана, перекрывающим краном и вставкой для образования инжекционной камеры, которая соединена упомянутым трубопроводом с упомянутым краном.

5. Устройство для газопламенных работ, включающее горелку, гидрозатвор, устройство выравнивания давлений газов, электролизер, трубопроводы и блок управления, соединенный с электролизером и горелкой, отличающееся тем, что оно снабжено кислородным резаком с соплом и диэлектрическим клапаном, устройство выравнивания давлений газов выполнено с возможностью использования его в качестве подпитывающего диэлектрического сосуда, и имеет выходной штуцер для кислорода и входные патрубки для гремучего газа с водородом и кислорода, при этом использован электролизер фильтр-прессного типа с проточной подпиткой, который имеет выходные патрубки для гремучего газа с водородом и кислорода, установлен наклонно и состоит из биполярных электродов, разделенных диэлектрическими прокладками и стянутых между концевыми плитами, причем не менее 40% электролизных ячеек разделено диафрагмами, выходные патрубки электролизера для гремучего газа с водородом и кислорода соединены трубопроводами с упомянутыми входными патрубками подпитывающего диэлектрического сосуда, а входной патрубок электролизера соединен трубопроводами с подпитывающим диэлектрическим сосудом через диэлектрический клапан, при этом подпитывающий диэлектрический сосуд электрически соединен с концевой плитой, выполняющей функцию анода, а выходной штуцер для кислорода подпитывающего диэлектрического сосуда соединен трубопроводом с соплом кислородного резака.

6. Устройство для газопламенных работ, включающее горелку, гидрозатвор, устройство выравнивания давлений газов, электролизер, трубопроводы и блок управления, соединенный с электролизером и горелкой, отличающееся тем, что оно снабжено кислородным резаком с соплом и диэлектрическим клапаном, устройство выравнивания давлений газов выполнено с возможностью использования его в качестве подпитывающего диэлектрического сосуда и имеет выходной патрубок для кислорода и входные патрубки для гремучего газа с водородом и кислорода, при этом использован электролизер фильтр-прессного типа с проточной подпиткой, который имеет выходные патрубки для гремучего газа с водородом и кислорода, установлен наклонно и состоит из концевых плит и двух одинаковых частей, каждая из которых содержит не менее 40% электролизных ячеек, разделенных диафрагмами и соединенных общим катодом, а концевые плиты составного электролизера выполняют функцию анодов и электрически соединены между собой, выходные патрубки гремучего газа с водородом и кислорода составного электролизера соединены трубопроводами с соответствующими входными патрубками подпитывающего диэлектрического сосуда, а входной патрубок составного электролизера соединен трубопроводом с подпитывающим диэлектрическим сосудом через диэлектрический клапан, а выходной патрубок для кислорода подпитывающего сосуда соединен трубопроводом с соплом кислородного резака.