spawanie elektrolityczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sprzęt spawalniczy

 Komentarze do artykułu

Spawarka z rozkładem wodnym jest droższa niż konwencjonalna. Może uda się ułatwić spawanie elektrolityczne? Ten artykuł zawiera wytyczne dotyczące projektowania elektrolizera, a także wskazówki dotyczące jego użytkowania.

Opisane w artykule ogniwo elektrolityczne jest bipolarne, posiada 110 ogniw elektrolitycznych połączonych szeregowo w obwodzie prądu stałego. Każda elektroda, z wyjątkiem dwóch skrajnych, działa z jednej strony jako katoda, a z drugiej jako anoda. Elektrolizer ten różni się od opisanych wcześniej [1,2, 1] brakiem transformatora obniżającego napięcie, co pozwoliło na obniżenie kosztów wykonania aparatu oraz jego masy. Możliwa jest łatwiejsza regulacja wydajności (rys. 245), ale taka potrzeba nie wystąpiła. Zastosowano diody mostkowe (cztery D1A) bez grzejników, ponieważ moc urządzenia wynosi około XNUMX kW.

Łącznie zbudowaliśmy trzy elektrolizery, co dało bardzo cenne doświadczenie. Rozważ najnowszy, najbardziej udany projekt, a także pomysły na jego ulepszenie. Zacznijmy od metalowych płytek, które jednocześnie pełnią rolę zarówno elektrod, jak i żeber chłodzących powietrzem. Jako materiał zastosowano stal 3, stal 45 i stal nierdzewną, nie zauważyliśmy żadnej różnicy. Ponieważ grubość płytek nie odgrywa żadnej roli, w najnowszym modelu zastosowano bardzo cienkie żelazo, co pozwoliło drastycznie zmniejszyć długość i wagę ogniwa. W przypadku elektrolizera beztransformatorowego o mocy około 1 kW trzeba będzie wyciąć 109 płyt (ryc. 2). Ich kształt może być zarówno ośmiokątny, jak i okrągły (dla ułatwienia aparatu), ale wydłuży to czas chłodzenia elektrolizera.

Trzeba powiedzieć, że ten elektrolizer nie nadaje się do długotrwałej ciągłej pracy, można go używać tylko okresowo. Powodem jest stopniowe nagrzewanie się elektrolitu do powstania pary wodnej, która w palniku odcina (gaśnie) płomień. Metody sterowania: chłodzenie elektrolizera, elektrolitu i gazu, zwiększenie ilości elektrolitu (odległość międzyelektrodowa). Nawiasem mówiąc, wydajność elektrolizera wzrasta tylko wraz ze wzrostem temperatury, a niektóre zakłady przemysłowe pracują przy temperaturze elektrolitu dochodzącej do 95°C!

Należy zwrócić uwagę, że w porównaniu do [2] liczba wierconych otworów w płytach jest zmniejszona 6-krotnie. Za radą wynalazcy R. Stasiva w płytce pozostawiono tylko jeden otwór, co całkowicie eliminuje pasożytnicze nagrzewanie się elektrolitu. Średnica tego otworu decyduje o szybkości napełniania ogniwa, jednak zbyt duży otwór zmniejszy powierzchnię użytkową elektrod lub spowoduje pasożytnicze nagrzewanie się elektrolitu. Lepiej jest, jeśli ten otwór nie ma okrągłego, ale figurowego kształtu (zaznaczony na ryc. 3 pogrubioną linią).

Podczas pracy boki płytek, które działają jak anody, zużywają się (utleniają). Aby ich nie czyścić, w urządzeniach przemysłowych stosuje się anody powlekane niklem siarczkowanym lub zwykłym. Nie ma potrzeby obawiać się, że żelazne płyty zardzewieją, ponieważ nie dzieje się tak w środowisku alkalicznym. Alkalia (KOH lub NaOH) są częścią elektrolitu. Przy zakupie zapytaj o ług potasowy lub sodowy, wodorotlenek potasu lub sodu, sodę kaustyczną. Bezpieczeństwo płytek elektrod, zwłaszcza anody, zależy od jakości elektrolitu. Stężenie alkaliów - 5...30%. W elektrolizerach przemysłowych stosuje się głównie KOH, w przypadku jego braku użyliśmy NaOH.

Alkalia muszą być czyste, nienaruszone przez kontakt z dwutlenkiem węgla w powietrzu, na którym zamienia się w potaż (K₂CO₃) lub soda (Na₂CO₃). Podczas pracy alkalia nie zmniejszają się, wystarczy dodać wodę destylowaną. Jeśli woda destylowana nie jest dostępna, przygotuj jej amii za pomocą destylatora. Jeśli elektrolit dostanie się do oczu, natychmiast przemyj je dużą ilością wody destylowanej. Z elektrolitem lepiej pracować w okularach ochronnych, które można łatwo i szybko wykonać z plastikowej butelki [3].

Funkcję kąpieli elektrolizy pełnią podkładki gumowe (rys. 4). W naszym przypadku zajęło to 110 sztuk. Do pierwszego cięcia elektrolizera nożyczkami. Na tokarce wyciąć (wszystko na raz) uszczelki drugiej komórki. Po trzecie, zastosowano pierścienie wykonane przez wulkanizację - jest to najbardziej ekonomiczny sposób. Pojemność urządzenia, a co za tym idzie ilość uzupełnień elektrolitu, zależy od grubości uszczelek. Próbowaliśmy grubości pierścieni od 2 do 5 mm, nie zauważyliśmy dużej różnicy. Najbardziej ekonomiczne są uszczelki kwadratowe, ale my ich nie stosowaliśmy, ponieważ chcieliśmy uzyskać wysokie ciśnienie spalin. W zakładach przemysłowych, w celu osiągnięcia wysokiej sprawności, ciśnienie podwyższa się do 200 i więcej atmosfer, i to bez dodatkowych kosztów, ze względu na samą energię tworzenia się gazu. Nie raz widzieliśmy doniesienia o przekroczeniu wydajności elektrolizy nowoczesnymi metodami o ponad 100%.

Elektrody końcowe różnią się od pozostałych. Są to dwie grube (8...10 mm) blachy stalowe, które za pomocą opaski trzymają wszystkie blaszki i uszczelki w jednym opakowaniu. Jedna z płytek służy jedynie jako katoda, druga jako anoda. W jednej z płyt wywiercono otwór do zamontowania zbiornika uniwersalnego (rys. 5).

Ten zbiornik to kolejna cecha naszego elektrolizera (rys.6).

Pełni rolę szyjki wlewu, odbiornika gazu, pułapki piany i jest po prostu niezbędny do działania aparatu (ryc. 7), gdzie a) napełnianie elektrolitem, dodawanie wody; b) odsączanie nadmiaru; c) wyrównanie stężenia; d) praca; e) odpływ).

W przypadku wyłączania elektrolizera obsługiwanego za pomocą bełkotki, zalecamy natychmiastowe odkręcenie pokrywy zbiornika, ponieważ gaz chłodzący będzie pobierał ciecz z bełkotki (niewidocznej na rys. 7). Podczas pracy elektrolizera w zbiorniku gromadzą się silnie skoncentrowane alkalia, które podczas uzupełniania są bezpiecznie rozpuszczane w wodzie destylowanej. Należy pamiętać, że elektrolizer beztransformatorowy jest bardzo niebezpieczny, ponieważ nie ma izolacji galwanicznej od sieci.

Listwa elektrolityczna składa się z 4 kołków i 8 nakrętek. Możesz także użyć 4 długich śrub. Na szpilki nakładamy rurki PCV, pod nakrętkę podkładki stalowe oraz grawerki. Długość kołków zależy od grubości wszystkich uszczelek i płyt w stanie ściśniętym.

Cztery uszczelki izolujące pod nakrętki (rys. 8) wykonano z wytrzymałego tworzywa sztucznego. Pełnią funkcję ośmiu nóżek, gdyż w trakcie serwisowania nasze urządzenie musi być przewrócone (rys. 7).

Po wyłączeniu niezabezpieczonego palnika do elektrolizy wybucha stechiometryczna mieszanina wodoru i tlenu (2:1). Przed wyłączeniem aparatu zaleca się zgaszenie palnika poprzez zanurzenie go w wodzie, ponieważ pod wodą płomień tlenowo-paliwowy pali się tylko w obecności gorącego węgla (grafitu). Przerywacze płomienia wewnątrz palnika często nie działają, ponieważ energia zapłonu (ciepło) wodoru jest 15 razy mniejsza, a prędkość propagacji czoła płomienia jest 8 razy większa niż w przypadku konwencjonalnych gazów palnych. Ponieważ promieniowanie płomienia wodorowego jest 10 razy mniejsze, a temperatura zapłonu (nie mylić z ciepłem) jest większa, przerywacze płomienia muszą być potężnym radiatorem. Taki przerywacz płomienia może być wykonany z cienkiego drutu miedzianego (bez lakieru), który jest ciasno wbijany młotkiem w metalowy korpus palnika za pomocą stożkowego wybijaka. Stosują również uszczelnienia hydrauliczne (bąbelki) wypełnione wodą lub naftą oraz odcinające gazociąg. Najlepszy gazociąg to przezroczysta rurka z zakraplacza medycznego. Bełkotki wykonane są z plastikowych butelek (rys. 9) o pojemności 0,5 litra.

Jeśli chcesz więcej gazów elektrolitycznych, zwiększ całkowitą powierzchnię elektrod, a nie napięcie. Napięcie najlepszych elektrolizerów mieści się w przedziale 1,7 ... 2,6 V na ogniwo. Jeśli nie możesz zrobić dużego elektrolizera, zrób dwa lub więcej małych i połącz je równolegle, aby razem pracowały.

Początkowo nasz elektrolizer był przeznaczony tylko do demonstracji w telewizji republikańskiej (1991) silnika parowego wewnętrznego spalania. Doświadczonemu spawaczowi gazowemu powierzono zbadanie zdolności spawalniczych płomienia wodno-tlenowego. Nie hamując entuzjazmu, specjalista od razu stwierdził, że urządzenie wytwarza za dużo tlenu i wymaga dodania paliw węglowodorowych: palnych gazów, takich jak propan, czy oparów palnych cieczy. Jednocześnie wolny wodór znacznie przyspiesza proces spalania, co powoduje wzrost temperatury płomienia. Jeden z potencjalnych klientów elektrolizera (jubiler M. Kanaev) poinformował, że jego starsi koledzy przepuszczają gaz elektrolizera przez alkohol metylowy, benzynę lub benzynę i utrzymują tę technologię w ścisłej tajemnicy. Wśród ludzi krążą pogłoski o spawaniu gazowym, które nie wymaga butli z węglików spiekanych i tlenu. Najprawdopodobniej to legendarne spawanie gazowe to elektroliza z dodatkiem paliw węglowodorowych. Kiedyś, przed powszechnym wprowadzeniem spawania łukiem elektrycznym, spawanie elektrolityczne całkowicie zadowalało przemysłowców. Dziś, wydobywając stare zbiorniki z rzek i bagien, zadziwiają ich przede wszystkim błyszczące, równe szwy na tle zardzewiałego żelaza – to jest właśnie praca elektrolizera.

Nie spotkaliśmy jeszcze osoby, która byłaby rozczarowana elektrolizerem, więc na zakończenie kilka słów o perspektywach. Otrzymywanie wodoru i tlenu za pomocą elektrolizera jest obecnie najdroższe. Ale trudno jest znaleźć zamiennik elektrolizera tam, gdzie nie ma urządzeń gazowych i gdzie wymagana jest wysoka jakość prac spawalniczych i szczególna czystość płomienia. Ponieważ w technologii otrzymywania atomowego wodoru (H) i ozonu (O₃) są takie same, można zastosować ozonator w celu zwiększenia energii palnika. Możliwe jest również podwyższenie temperatury poprzez zwiększenie ciśnienia w strefie zgrzewania. Wodór i tlen można oddzielić za pomocą cyklonu gazowego (rurki wirowej). Dla medycyny można wykonać tak zwane skalpele plazmowe.

Sfera zastosowania „płonącej wody” może okazać się znacznie szersza, niż można to sobie dziś wyobrazić, dlatego zapraszamy czytelników magazynu do samodzielnego eksperymentowania z elektrolizerem i podzielenia się swoimi doświadczeniami.

Literatura:

1. Serov A. Ogień z... woda//Projektant modeli. 1980. - nr 7.
2. Orłow Y. Palnik wodny//Modelarz-Konstruktor. - 1985. -№10.
3. Brodaty Yu. Niezbędny od niepotrzebnego//Designer. -2001.-№6.-C.31.
4. Wszystkie książki autorstwa Anatolija Nikołajewicza Podgórnego, wybitnego popularyzatora technologii wodorowych, członka korespondenta Akademii Nauk Ukrainy, laureata Państwowej Nagrody Ukrainy.

Autorzy: I.P. Oleinik, Yu.I. Brodaty

Zobacz inne artykuły Sekcja sprzęt spawalniczy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Powietrze w metrze niszczy ludzkie ciało 04.08.2018 Międzynarodowa grupa naukowców odkryła, że ​​powietrze w metrze niszczy ludzkie ciało. Na ludzki organizm niekorzystnie wpływa metaliczny pył, który stale znajduje się w powietrzu metra. Między innymi jest wysoce toksyczny. Również w słabo wentylowanych pomieszczeniach temperatura jest stale podwyższona, co również szkodzi zdrowiu. Naukowcy uważają, że jeśli regularnie jeździsz metrem i wdychasz jego powietrze, doprowadzi to do stopniowego rozpadu ludzkiego ciała. Dotyczy to zwłaszcza wątroby, płuc, serca, nerek i mózgu. Najbardziej niebezpieczne dla tych organów są najmniejsze cząsteczki metalu unoszące się w powietrzu w metrze. Gdyby były większe, to kanały nosowe i tchawice stałyby się hamulcem na drodze tych toksycznych substancji. W tym przypadku tak się nie dzieje. Minimalny rozmiar pozwala im z łatwością przejść przez bariery ochronne organizmu, po czym od razu trafiają do jego głównych tkanek.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowy materiał na wyświetlacze OLED z tranzystorami IGZO-TFT

▪ Ultrakompaktowy 16-bitowy mikrokontroler MB90F455/456/457

▪ Nowy przetwornik ADC delta-sigma

▪ Odkrył całkowicie nowy sposób chłodzenia

▪ Niestrawność u roślin

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Historia technologii, technologii, obiektów wokół nas. Wybór artykułów

▪ artykuł Społeczeństwo przygotowuje przestępstwo, przestępca je popełnia. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak pojawił się asfalt? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ekonomista o pracy kontraktowej i roszczeniowej. Opis pracy

▪ artykuł Caller ID-prefiks do komputera Sekretarka elektroniczna. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Karciane ciekawostki. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024