Устройство для регулирования давления газов в сборных камерах при электролизе воды под давлением Советский патент 1935 года по МПК C25B1/12 

Одним из затруднений коиструктивко-го оформления промышленного этектролййа воды под давлением является надежный контроль сбора газов, питание водой и защита диафрагм электролизеров от слутзЯных резких колебаний давления в сборных камерах. Даже нез ачительное неравенство дазтення в сборниках вызывает при давлениях в несколько сот атмосфер столь большие односторонние усилия в ди:фрагмах, что последние разрушаются. Следствием этого может явиться пониженная чистота газов вплоть до образования гремучей смеси.

Большинство имеющихся патентов по электролизу воды под давлением совершенно не касается сборного устройства. Только в некоторых патентах описываются контролирующие и регулирующие приспособления. Предлагаемые в этих патентах устройства представляются мало практичными. По журнальному описанию одной из опытных установок, удовлетворительно работающей в течение двух лет), нельзя получить ясного представления о применяемых

) V. D. J. юы 72, 1928 г. стр. 73.

у:тройствах и аппаратах. В этом описании дела.:тся упоминание только о соединении электродных пространств трубопроводом больщого сопротивления, о примененки эластичных диафрагм и об обратных вентилях, препятствующих обратному току газов в электролизеры. Целью наст:1ящего изобретения является так усоверщенствовать методы регулирова.и-1 ; дасления газов с применением двойного или ординарного действия, отключающих электролизер от газового пространства, чтобы устранить порреж/ глия электродных камер вследствие резких колебаний давления.

Согласно изобретению предлагается клапаны, отключающие электролизер от газового пространства сборной камеры, располагать между циркуляционным и главным пространством сборных камер и снабжать их приспособлениями для приведения в действие при падении давления в газовом пространстве. Далее, согласно изобретению, дается особая целесообразно устроенная форма выполнения устройства для выравнивания давления в газовых пространствах сборных камер с помощью промежуточных

резервных камер, соединенных трубопроводами со сборными камерами.

На фиг. 1 дана общая схема устройства, на фиг. 2 показано устройство сборной камеры, на фиг. 3-вариант защитного клапана.

Как видно из чертежа (фиг. 1), пузырьки газа из электролизеров 1, смешинные с электролитом, поступают в сборную камеру 2 по трубопроводу 3. Обратная циркуляция электролиза происходит по трубопроводу 4. Сначала газ (фиг. 2) заполняет буферный резервуар 5, после чего приподнимает клапан 6 и собирается наверху сборной камеры (путь газа показан cTpe ncaNSH). Если по какой-либо причине давление в газовом пространстве сборной камеры резко понижается, газ в буферном резервуаре производит давление снизу вверх на соединенный с ним клапан. Последний приподнимается и запирает проход. После этого начинается уравнивание давления между камерами (водородной и кислородной) с помощью трубопровода 7 и промежуточных камер 8 (фиг. 1). Разрежение передается в другую сборную камеру и приводит в действие ее клапан, которыа также отключает ее от электролизеров. После уравнивания давлений в сборных камерах начинается уравнивание давлений в ка ерах и соответствующих электродных пространствах с помощью трубопровода 9, сопротивление которого рассчитывается так, чтобы при колебаниях давление в га .овых пространствах сборных камер, уравнивание разностей давления в них после отключения электролизеров произошло ранее, чем начнется уравнивание разности давления посредством этого трубопровода.

В верхней части сборной камеры укрепляется цилиндр 10 с расширением внизу, п; едназначенный, с одной стороны, для получения спокойного уровня жидкости, свободного от пузырьков для удобства электрического контроля его (на чертеже электрическое контрольное приспособление 11 показано условно) и для запирания трубопровода 12, соед,;няющего сборную камеру с камерой 13 для питания водой (фиг. 1), а с другой стороны, для промывания газа, поступающего из электролизера. Это

промывание осуществляется тем, что питающая вода аодводится по трубопроводу 7 под цилиндр, и вследствие этого в ограниченном им пространстве все время находится почти свббодный от щелочи раствор.

Таким образом, сборная камера одновременно выполняет функцию промывания газа.

Выпуск газа для заполнения сборных баллонов производится по трубопроводу, снабженному обратным вентилем. Внутри сборной камеры выпускной трубопровод оканчивается поплавковым клапаном 16 (на чертеже он показгн условно), который запирает выпуск при слишком высоком подъеме уровня жидкости.

Объемы газовых -пространств и количество жидкости в верхних частях сборных камер до соединительного трубопровода 7 рассчитываются таким образом, чтобы газовое пространство одн -и из камер могло наполняться целиком жидкостью из другой камеры. Этим путем предупреждается образование гремучей смеси под давлением.

Чтобы при уравнивании давления в сборных камерах избегнуть загрязнеяйя газов вследствие перетекания жидкости, насыщенной одним из газов, в сборную камеру для другого газа, питающая вода подводится по трубопроводу (фиг. ) через камеры 8. Раствор щелочи, применяемый при электролизе с большим удельным весом, будет находиться в нижних частях камер, и уравнивание будет совершаться путем перетекания чистой воды.

Для устранения попадания пузырьков газа из сборных камер в трубопровод 7 последний внутри сборных камер оканчивается расширением 20 (фиг. 2).

При случайном попадании газа в соединительный трубопровод он собирается наверху камеры 8 и обнаруживается посредством контрольного вентиля 21.

Питание водой производится при помощи камер 13, которые одновременно служат сборными баллонами для некоторой части получаемых газов (при 200 атм около 10% общего количества водорода и кислорода). Находящаяся в них вода перетекает в сборные камеры при понижении уровня жидкости ниже конца трубки 12 (фиг. 2). На место воды

поступает такой же объем газа. Сопротивление трубопровода рассчитывается достаточно, большим для избежания участия его в уравнвваиии давления в сборных камерах.

В зависимости от производительности и условий работы всей установки питательные камеры 13 могут менять характер своей работы, не меняя указанного выше способа питания. Так, они могут быть сменными и служить одновременно в качестве сборных баллонов для газа, т. е. эти баллоны, наполненные питательной водой, сменяются периодически по мере израсходования содержашегосп в них запаса воды. Далее, питающие камеры могут быть постоянными и наполняться водой под давлением посредствсм насоса по трубопроводу 18. Накопленный в них газ при этом перегоняется по трубопроводам 24 и 19 в выпускной трубопровод 14. Кроме того, питающие камеры могут наполняться водой без насоса, путем потери давления накопленного в них газа. В этом случае иаполненне водой производится из находящегося над ними резервуара 23 пра атмосферном давлении после предварительного впуска накопленного газа в газгольдер.

На схеме (фиг. 1) камеры для питания водой 13 и промежуточные камеры 8 на соединительном трубопроводе для ясности расчленены. Без изменения принципа их работы оии могут быть конструктивно объединены в общих сосудах с соответствующим изменение системы трубопроводов.

Для сохранения достаточной электропроводности жидкости в пространствах сборных камер, где находятся электроды для контролирования уровня это пространство может периодически присоединиться посредством трубопровода 22 (фиг. 1) к трубопроводу 4 для осуществлеиия циркуляции в нем жидкости.

Чтобы предохранить воду в пятающих камерах от насыщения газами, поверхность ее защищается посредством поплавкового приспособления или иного устройства.

Предмет изобретения.

1.Устройство для регулирования давления газов в сборных камерах при электролизе воды под давлением с применением клапанов двойного или ординарного действия, отключающих электролизер от газового пространства сборной камеры при колебаниях давления, отличающееся тем, что клапаны расположены между циркуляционным и главным пространством сборных камер и снабжены резервуарами о в виде колпака, наполняемого выделяющимся газом и играющего роль буфера, служащего для приведения в действие клопапа при падении давления в газовом пространстве сборной камеры.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для выравнивания давления в газовых пространствах сборных камер применено их соединение трубопроводами 7 через промежуточные камеры 8. служащие а качестве резервных объемен лля питания электролизера из резервуара 13, с которыми камеры 8 соединены трубопроводами достаточно большого сопротивления для избежания их участия в выравнивании давления в сборных камерах.

3.В устройстве по пп. 1 и 2 для выравнивания давлений в разомкнутых клапанами частях сборных камер применение соединительного трубопровода 9 достаточно большого сопротивления или аиалогичного внутреннего соединения.

4.В устройстве по пп. 1-3 применения для промывания поступающего в сборный резервуар газа цилиндра 10, установленного над расширенным концом 20 трубопровода 7.

фиг1

фиг.З

Ж,

3W

- -