|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Електролізерне зварювання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / зварювальне обладнання Зварювальний апарат на основі розкладання води дорожче, ніж звичайний. Можливо, чи вдасться зробити електролізерне зварювання простіше? Ця стаття містить рекомендації щодо конструювання електролізера, а також поради щодо його використання. Описуваний у статті електролізер відноситься до біполярних, має 110 електролітичних осередків, послідовно включених в ланцюг постійного струму. Кожен електрод, крім двох крайніх, працює однією стороною як катод, інший - як анод. Цей електролізер відрізняється від описаних раніше [1,2] відсутністю понижуючого трансформатора, що дозволило знизити витрати на виготовлення апарату та його вагу. Регулювати продуктивність можна простіше (мал.1), але такої потреби не виникало. Діоди моста (чотири Д245А) використовували без радіаторів, оскільки потужність пристрою близько 1 кВт.
Усього нами було побудовано три електролізери, що дало дуже цінний досвід. Розглянемо останню, найвдалішу конструкцію, а також ідеї щодо її удосконалення. Почнемо з металевих пластин, що одночасно грають роль обох електродів і ребер повітряного охолодження. Як матеріал були використані сталь 3, сталь 45 і нержавіюча сталь, різниці ми не помітили. Оскільки товщина пластин не відіграє жодної ролі, в останній моделі застосували дуже тонке залізо, що дозволило різко зменшити довжину та вагу електролізера. Для безтрансформаторного електролізера потужністю близько 1 кВт доведеться вирізати 109 пластин (рис.2). Їх форма може бути і восьмикутною і круглою (для полегшення апарату), але при цьому збільшиться час охолодження електролізера.
Потрібно сказати, що для тривалої безперервної роботи цей електролізер не годиться, на ньому можна працювати лише періодично. Причина в поступовому нагріванні електроліту до утворення водяної пари, яка, потрапивши в пальник, відсікає (гасить) полум'я. Методи боротьби: охолодження електролізера, електроліту та газу, збільшення кількості електроліту (міжелектродної відстані). До речі, ККД електролізера з підвищенням температури тільки збільшується і деякі промислові установки працюють при температурі електроліту до 95°С! Зверніть увагу на те, що порівняно з [2] кількість просвердлених отворів у пластинах зменшено у 6 разів. За порадою винахідника Р. Стасіва, у пластині залишено лише один отвір, що повністю виключає паразитне нагрівання електроліту. Від діаметра цього отвору залежить швидкість заправки електролізера, але надто великий отвір зменшить корисну площу електродів або викличе паразитне нагрівання електроліту. Краще, якщо цей отвір матиме не круглу, а фігурну форму (на рис.3 виділено жирною лінією).
У процесі роботи зношуються (окислюються) сторони пластин, що виконують функцію анодів. Щоб їх не чистити, на промислових апаратах використовують аноди, покриті сульфідованим або звичайним нікелем. Не треба боятися, що залізні пластини заіржавіють, тому що в лужному середовищі цього не відбувається. Луг (КОН або NaOH) входить до складу електроліту. При покупці запитуйте їдкі калій або натрій, гідроокису калію або натрію, каустичну соду. Від якості електроліту залежить збереження пластин-електродів, особливо аноду. Концентрація лугу – 5...30%. У промислових електролізерах використовується переважно КОН, через брак якого ми застосовували NaOH. Луж має бути чистою, не постраждалою від контакту з вуглекислим газом повітря, на якому вона перетворюється на поташ.2Колорадо3) або соду (Na2Колорадо3). У процесі роботи луг не зменшується, доливати доводиться лише дистильовану воду. Якщо дистильованої води немає, приготуйте її амії за допомогою перегінного куба. При попаданні електроліту у вічі негайно промийте їх великою кількістю дистильованої води. Краще роботу з електролітом проводити у захисних окулярах, які можна легко та швидко зробити із пластикової пляшки [3]. Гумові прокладки (рис.4) виконують функцію електролізних ванн. У нашому випадку потрібно 110 штук. Для першого електролізера нарізали ножицями. На токарному верстаті нарізали (зараз) прокладки другого електролізера. Для третього використовували кільця, виготовлені методом вулканізації, – це найекономніший спосіб. Від товщини прокладок залежить ємність апарату, отже, і кількість заправок електролітом. Ми випробували товщину кілець від 2 до 5 мм, великої різниці не помітили. Найекономнішими є прокладки квадратного перерізу, але ми їх не використовували, оскільки хотіли досягти великого тиску вихідних газів. У промислових установках задля досягнення великого ККД збільшують тиск до 200 і більше атмосфер, причому зовсім без додаткових витрат, за рахунок енергії лише газоутворення. Вже неодноразово зустрічали повідомлення про перевищення ККД електролізу сучасними способами понад 100%.
Останні електроди відрізняються від інших. Це дві товсті (8...10 мм) сталеві пластини, які за допомогою стяжки утримують усі пластини та прокладки в одному пакеті. Одна із пластин служить лише катодом, інша – анодом. В одній із пластин висвердлено отвір для кріплення універсального бачка (рис.5).
Цей бачок є ще однією особливістю нашого електролізера (рис.6).
Він грає роль заливної горловини, газового ресивера, пінобризгоуловлювача, і необхідний експлуатації апарату (рис.7), де а) затоку електроліту, додавання води; б) злив надлишку; в) вирівнювання концентрації; г) робота; д) слив).
При відключенні електролізера, що експлуатується з барботатором, радимо відразу відкрутити кришку бачка, так як газ, що охолоджується, затягне рідину з барботатора (на рис.7 не показаний). У процесі роботи електролізера в бачку збирається висококонцентрований луг, який благополучно розчиняється дистильованою водою під час доливання. Слід пам'ятати, що безтрансформаторний електролізер дуже небезпечний, оскільки немає гальванічної розв'язки з електромережею. Стяжка електролізера складається з 4 шпильок та 8 гайок. Можна також застосувати 4 довгі болти. На шпильки ми надягли поліхлорвінілові трубки, під гайки поклали сталеві шайби та "граверки". Довжина шпильок залежить від товщини всіх прокладок та пластин у стислому стані. Чотири ізолюючі прокладки під гайки (рис.8) виготовили із міцної пластмаси. Вони виконують функцію восьми ніжок, оскільки в процесі обслуговування наш апарат доводиться перевертати (рис.7).
При вимиканні незахищеного електролізного пальника відбувається вибух стехіометричної суміші водню та кисню (2:1). Рекомендується перед вимкненням апарата гасити пальник зануренням у воду, оскільки під водою водокисневе полум'я горить лише у присутності гарячого вуглецю (графіту). Пламегасники всередині пальника часто не спрацьовують, тому що енергія (теплота) підпалу у водню в 15 разів менша, а швидкість поширення фронту полум'я у 8 разів більша, ніж у звичайних горючих газів. Оскільки випромінювання полум'я водню в 10 разів менше, а температура (не плутати з теплотою) підпалу більша, то полум'ягасники повинні бути потужним тепловідведенням. Виготовити такий пламегасник можна з тонкого мідного дроту (без лаку), який щільно набивають молотком у металевий корпус пальника за допомогою конічного бойка. Використовують гідрозатвори (барботатори), заповнені водою або гасом, а також перекриття газопроводу. Найкращим газопроводом служить прозора трубка від медичної крапельниці. Барботатори виготовляють із пластикових пляшок (рис.9) ємністю 0,5 л.
Якщо хочете отримати більше електролізних газів, збільште сумарну площу електродів, а чи не напруга. Напруга кращих електролізерів знаходиться в межах 1,7...2,6 на одну комірку. Якщо не можете виготовити великий електролізер, зробіть два або більше дрібних і з'єднайте їх паралельно для спільної роботи. Спочатку наш електролізер призначався лише демонстрації по республіканському телебаченню (1991 р.) парового двигуна внутрішнього згоряння. Дослідити зварювальні здібності водокисневого полум'я було доручено досвідченому газозварювальнику. Не стримуючи своє захоплення, фахівець одразу визначив, що апарат дає занадто багато кисню і вимагає додавання вуглеводневих палив: горючих газів, наприклад, пропану, або парів горючих рідин. При цьому вільний водень прискорює процеси горіння, що підвищує температуру полум'я. Один із потенційних замовників електролізера (ювелір М. Канаєв) повідомив, що його старші колеги пропускають газ електролізера через метиловий спирт, бензин або газолін і тримають цю технологію в найсуворішому секреті. У народі ходять чутки про газозварювання, яке не потребує карбіду та кисневих балонів. Ймовірно, це легендарне газозварювання і є електролізним з додаванням вуглеводневих палив. Колись, до широкого впровадження електродугового зварювання, електролізерне зварювання цілком задовольняло промисловців. Сьогодні, видобуючи з річок та боліт старі танки, найбільше дивуються блискучим рівним швам на тлі іржавого заліза, - це і є робота електролізера. Ми ще не зустрічали людину, яка розчарувалася в електролізері, тому на закінчення кілька слів про перспективи. Отримання водню та кисню за допомогою електролізера – сьогодні найдорожче. Але електролізер важко знайти заміну там, де немає газового обладнання і потрібна висока якість зварювальних робіт і особлива чистота полум'я. Оскільки технології отримання атомарного водню (Н) і озону (O3) однакові, то збільшення енергії пальника можна використовувати озонатор. Також можна збільшити температуру, збільшивши тиск у зоні зварювання. Водень та кисень можна розділити за допомогою газового циклону (вихрової труби). Для медицини можна виготовляти звані плазмові скальпелі. Сфера використання "палаючої води" може виявитися набагато ширшою, ніж це можна сьогодні уявити, тому ми пропонуємо читачам журналу самим зайнятися експериментами з електролізером і поділитися своїм досвідом. література:
Автори: І.П. Олійник, Ю.І. Бородатий
Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024 Приміальна клавіатура Seneca
05.05.2024 Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія
04.05.2024
▪ Axis M3027-PVE – панорамна камера для зовнішнього відеоспостереження
▪ розділ сайту Аудіо та відеоспостереження. Добірка статей ▪ стаття Облинений факт. Крилатий вислів ▪ стаття Глід кров'яно-червоний. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Розрахунок вітроколеса. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page