Обычные электролизеры для разЛОЖ6НИ.Я воды под давлением И1м;еют значительный вес и габариты и низкую удельную производительн1ость, они требуют постоянного .наблюдения за процессом и, кроме того, продукты Разложения получаются с повышенной влажностьюПредлагаемая конструкция реактора свободна от указанных .недостатков.
Процесс разложения воды полностью автоматизирован, продукты разложения получаются в готовом к употреблению виде, т. е. в сухом и сжатом состоянии.
Конструкция аппарата относится к типу фильтрпресса с плоски.мн биполярными электродами. Его отличительна.я особенность заключается в том, что электроды 1, диафрагмы 2 и тонкие перфорированные сепараторы 3 расположены в общей ванне 4 горизонтально. При этом удаление осадков и продуктов разложения с них производится электролитом, циркуляция которого осуществляется при помощи насоса 5.
Для сниже.н.ия удельного расхода энергии процесс ведется при повышенных температурах, для чего стенки реактора имеют изоляцию 9.
Обработка получаемых продуктов, т. е. сушка и охлаждение газов.
производится в сепараторах 10 и холодильниках 11.
Сепараторы 10 отличаются от обычных тем, ЧТО; имеют тройное улавливание влаги и осадков с одноврем.енным охлаждением газов. Сепараторы 10 выполнены одн.им узлом в виде двух ко;нцентрическ их труб, внутри которых помещены змеевиковые холодильники 11. Осевшая влага стекает по дренаж.ным трубкам 12 обратно в ванну 4 и отстойник 6. Газы, поступающие в сепараторы 10 по трубкам 13, .описывают путь, указанный стрелками п выходят через трубки 14 в рег}лятор давления.
Регулятор давления предназначен для регулировки уровней 1и: давлений двух сопряженных газов, с катых в общем сосуде с жидкостью.
Принцип действия прибор а; разработан на основе автомобильного регулятора типа СГ-19, выполненного в виде двухмембранного редуктора с рычажной передачей. Особен.ность настоящего .регулятора состоит в TOiM, что внутреннее пространство его представляет собой круглую коробку, разделенную двумя мембранами 15 на три полости 16 и 17Полость 16 соединяется с водородной средой, а .полости 17 соединены через трубку 18 с кислородом;
сдвоенные дозирующие 1 лапаны 19 и 20 связаны с мембранами 15 рычажной передачи 2/, толкателями22 и диафрагмой 23; при этом пружина 24 и давление кислорода из ПОЛО.СТИ 17 постаЯ|Н1Но -стремятся закрыть кислородный lai-anaa 19 и открыть водородный 20. Винт 25 служит для регулировки механизма.
Разность давлений в полостях 16 и 17 (40-60 мм вод. ст.) создает условия, лрогибающие мембраны 15 внутрь полости 16 н австречу друг другу. Усил1ия передаются через рычажной механизм 21 к толкателю 26, который, перемещаясь влево, закрывает водородный клапан 20 и открывает -кислородный 19, увеличение давлеЕи-я в полости 16 возвращает мембраны 15 в исходное положение и кислор-одный клапан 19 под действием лрулсины 24 закрывается, а водородный 20 открывается. Пр.и установившемся режиме оба клапа;на 19 и 20 занимают «екотоpoie среднее положение открытия, зависящее от расхода и противодавлений на выходе.
Предохранительный 1слапа;Н действует следующим образом.
Пройдя через дозирующие клапаны 19 и 20 и трубки 27, -газы выходят -из реактора в запасную емкость потребителя (на -схеме не указывается). На выходе водородной линии поставлен предохранительный клапан 28, который сбрасывает избыточное давление, превышающее наибольшее рабочее, и выдает газ потребителю. Ъинт 29 и пружина 30 служат для регзлировки клапана25 на соответствующее давление или для спуска давления в реакторе до атмосферного, что необходимо при транспортировках и продолжительных остановках.
Осо-бен-нюсть клапана 28 состоит в том, что О;н выпол«.ен в виде мембранного редуктора с выдачей газа под клапан; такая система устраняет влияние противодавлений со CTOpOiHbi ем:кост и потребителя, а это дает воз1М|Ожвасть ум-еньшить габа.риты регулятора и поворотом одного вията 29 позволяет закрывать или открывать выдачу ОбойХ газов.
Поплавковый механизм одновременно выгюлня-ет четыре функции:
регулирует (дозир ует) подачу питающей воды; указывает положение уровня жидкости В реакторе;, следит за верхним м; «-ижним уровнем -и отключает реактор от электрической сети в случае каких-либа неполадок в процессе, и после устранения их включает реактор в работу.
Поплавок 31, выполненный из дерева и с защитой от действия электролита, плавает на поверхности жидкости в реакторе, пер-емещаясьпри изменениях уровня жидкости. Он поворачивает через трубку 32 и щатун 33 постояеный магнит 34 внутри реактарЗ, который заставляет наворачиваться магнитную пластинку 35, сидящую вне реактора на одной оси с указательной стрелкой 36. Последняя н показывает уровень жидкости на разтрадуирован-ном циферблате 37.
Чувствительным-и и следящим элементами .м-а -служат JCOHгакты 38 на указателе уровня 37 и контакт 39 на .манометре 40, которые соединены параллельно в цепи с дополнительным механизмом типа ПМ-711 на пульте автоматического управления. При замыкании стрелками нрНборов одного из этих контактов, что может -быть при неполадках, аппарат авто.м.атически выключается и вновь включается при устранен-ии ихВ случае утечки газов или жидкости ч-ерез неплотнОСти соединений автомат выключает всю установку.
Дозировка питающей воды осуществляется поплавком 31 через трубку 41 И отверстие 42, котор-ое закрывается скользящей трубкой 32 при подъеме уровня, что прекращает питани-е, я открыва-ется при опз скании.
Питание электролизера эн-ергие; происходит через пульт автоматического управления следующим образом.
Пита-н:ие реактора постоянным током осуществлено от трехфазной линии через силовой агрегат-моторгенератор 43. Питание может быть и по иной схеме, нап-рим-ер непосредственно .от сети постоянного тока или от ген-ер атор а и двитат-гля внутрен-него сгорания.
Пульт автоматического управления состоит из ставдартных частей. В комплетсг входят реле указательное РУ с катушкой для переменного тока, пускатель типа ПМ-711, два рубильника на линиях постоянного и переменного тока, одни вольтметр и амперметр и соответствующие предохр ай.ител и.
При включении рубильников электролизер включается, при этом главные контакты пускателя ПМ-711 при разомкнутых контактах 38 и 39 всегда замкнуты. При замыкании одного или обоих К0:НтактОВ 58 и 39, что может быть при «еполадicax, р-еле РУ сработает и рааомкнет цель катушки пускателя ПМ и его главные контакты; в результате этого электролизер выключится. Если после этого контакты 38 и 39 (один .или оба) разомкнуть, то цепь катушки РУ тоже ;р,азомкнется, якорь ее упадет вниз и замкнет катушку пускателя ПМ; последний включит аппарат с работу вновь.
Питаюш,ий шп:риц-;насос служит одновремен;Но для впрыскива««я в аппарат питающей воды под давлеикем и для циркуляции в холодильниках И охлаждающей воды при атмосферном давлении.
Питание ,насосо:М осуществляется из запасного резервуара 44 с оросительным теплообменйиком 45 или непосредственно из заводского водопровода. Шприц-иасос приводится в действие от общего силового агрегата 43 через гибкий валик 46. Насос может быть присоединен непосредственно к валу агрегата 43 или помещен вместе с кдапана:м;и внутри резервуара 44.
Он состоит из небольщого порщня 47 для впрыска, щтока 48 и диафрагмы 49 для циркуляции. Поршень 47 и диафрагма 49 приводятся в колебательное двилсевне качающейся шайбой 50 посредством скошевного ведущего валика 51. Устройство отличается компактиостью И надежностью в работе. Клапаиы 52, 53, 54, 55 и 56 служат для водораспределения.
При движении щтока 48 и диафрагмы 49 влево клапан 52 открывается и вода из резе;рвуара 44 через фильтр 57 забирается- При обратномдвижении диафрагмы 49 клапан 52 закрывается, а .клапан 53 открывается и вода прогоняется по гибкому шлангу 55 в холодильник 11, откуда Она возвращается обратно по другому шлангу 59 чер-ез дущ 45 в резервуар 44. Проходя дущ 45 вода охлаждается .и вновь вступает в оборот.
При движении поршня 47 влево клапай 54 открывается и вода из сети холодильника 11, т. е. из того же резервуар.а 44, чер-ез фильтр 57 забирается.
При обратном движении поршня 47 клапан 54 закрывается, а 55 открывается и вода впрыскивается в реактор через товкую трубку 41 и отве,рстие 42. Расходуемая вода из резервуара 44 периодически пополняетоя.
В случае закрытия отверстия 42 при верхнем уровне жидкости в реакторе питающая вода порщнем 47 сбрасывается через клапан 56 обратно в заборную сеть, при этом пружина 6} уста1навл1ивается в соответств1ии с давлением внутри реактора.
Принудительная циркуляция электролита осуществляется коловратным .насосом 5, расположенным в Нижней части реактора. О.н приводится в действие от тогО силового агрегата 43 через квадр-атный хвостовик .ведущего валика 62 и гибкий валик 63. Насос, а также и шприц-насос могут приводиться в действие и по другой схеме, «а-пример от одного небольшого электромотора мощностью 100-120 вт (для суточной производительности реактора 75-100 жз).
Насос 5, забирая чистый электролит из верхней части отстойника б, через отражатель 64 и фильтр 5 подает его в ячейки фильтрпресса, откуда электролит проходит сепараторы 10 iH возвращается по дренажным трубкам 12 обратно в отстойник 6.
Ротор 66 на.соса совершает кача тельное движение, в результате чего на ОДНОЙ стороне жидкость всегда всасывается, а на другой нагнетается. Обе полости внизу отделены пластинкой. Ротор 66 получает движение от полого пальца 67, внутри которого эксценпричяо вращается ведущий Балик 62, уплотаенный эластичной трубкой 68, выдерживающей давление внутри аппарата. Штуцер 69 вместе с ведущим ва, ликом 62 я уплотнейием 68 вставляется в корпус насоса и К репится с его телом на р езьбе- Уплотнение штуцера 55 с патрубком реактора 70
-обычное.
Предмет изобретения
1. Аппарат для электролиза воды под давлением, состоящий из .корпуса с тепловой изоляцией вокруг его нИЖНей части и расположенных внутри электродов, отличающийся тем, что последние расположены горизонтально я соединены .0 системой трубОПроводов, ,по которым совершается принудительная циркуляция электролита при помощи насоса для удаления образующихся на электродах газов.
2.Видоизменение аппарата для электролиза воды под давлением по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сушки газов и регулирования давления, в верхней части корпуса аппарата 4 вмонтированы устройства 10-14 для сепарации и сушки газов и устройство J5-30 для рег} лирования давления газов.
3.Применение в аппарате по п.п. I и 2 устройства, состоящего из связанных между собой поплавка 5Д реле и следящего механизма 57 для автоматического регулирования и управления процессом электролиза.
