Электролизно-водный генератор

Авторы патента:

C25B1/04 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

B23K5/00 - Газовая сварка

Владельцы патента RU 2556210:

Григорьян Сергей Армаисович (RU)

Изобретение относится к электролизно-водному генератору для получения смеси водорода и кислорода электролизом воды при газопламенной обработке материалов, биполярный или монополярно-биполярный, содержащий корпус с электролитом, погруженный в электролит блок дистанцированных друг от друга электродов с отверстиями для прохода водородно-кислородной смеси и электролита и проводники для подвода тока к электродам. При этом упомянутый блок электродов помещен в трубу из диэлектрического материала, охватывающую электроды без зазоров по периметру, один провод, подводящий ток, подключен к электроду в центре блока, другой - к обоим концевым электродам. Использование настоящего изобретения позволяет стабилизировать состав электролита в блоке, ликвидировать противоток «газ-жидкость» в блоке электродов, решает проблему трещин из-за трехосного расширения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов водородно-кислородным пламенем с получением водородно-кислородной смеси электролизом воды непосредственно на месте сварки в электролизно-водных генераторах (термин «электролизно-водный генератор» - по ГОСТ 2601-84, термин 160).

Известны биполярные [1] и монополярно-биполярные [2] электролизно-водные генераторы, содержащие блок дистанцированных друг от друга электродов с отверстиями для прохода электролита и газа, в которых ток подведен к концевым электродам блока. Недостаток такой конструкции - невозможность организовать циркуляцию электролита через блок электродов из-за разности потенциалов между концевыми электродами. При попытке прокачать электролит через такой блок, т.е. подвести электролит к одному концу блока и отвести через другой, произойдет короткое замыкание через электролит. Поэтому блок электродов только подпитывают электролитом с одного конца, компенсируя расход воды на образование водородно-кислородной смеси. Но при электролизе разлагается только вода, а щелочь остается. В результате с течением времени концентрация щелочи в блоке электродов в разы превышает исходную концентрацию в электролите, что приводит к существенному увеличению расхода тока на нагрев электролита. Проблема при этом не столько в росте расходов на электричество, сколько в сложности отведения из электролизера возрастающего количества тепла.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции, принятым за прототип, является электролизно-водный генератор [3]. Его электролизер содержит блок биполярных электродов, помещенный в стакан из диэлектрического материала, охватывающий электроды по периметру без зазоров и погруженный в корпус с электролитом, а проводники для подвода тока подключены к концевым электродам блока. Недостатки этой конструкции - не только невозможность организовать циркуляцию электролита (как во всех электролизерах с подводом тока к концам электродного блока), но еще и образование трещин в диэлектрическом стакане. Причина трещин - постепенная усадка материала диэлектрического стакана вследствие многократного нагревания и охлаждения электролита при эксплуатации электролизера. Усадка создает трехосное растяжение материала стакана на перегибе от его цилиндрической поверхности к дну. Трехосное растяжение вызывает образование трещин на перегибе, выводя электролизер из строя.

Предложен электролизно-водный генератор, с биполярным или монополярно-биполярным электролизером, показанный на фиг. 1. Он содержит корпус 1 с электролитом 2, в который погружен блок 3 дистанцированных друг от друга электродов с отверстиями для прохода водородно-кислородной смеси и электролита и проводниками 4, 5 для подвода тока к электродам, отличающийся тем, что упомянутый блок электродов помещен в трубу 6 из диэлектрического материала, охватывающую электроды по периметру без зазоров, один полюс источника питания электролизера подключен к электроду 8 в центре блока, другой - к обоим концевым электродам 7.

Преимущества предлагаемого генератора по сравнению с прототипом:

1. Разность потенциалов между концевыми электродами блока равна нулю. Это позволяет организовать циркуляцию электролита через блок электродов и емкость с запасом электролита, т.е. можно прокачивать электролит через блок, подавая его из емкости в один конец блока и отводя с другого конца в ту же емкость. Прокачка обеспечит стабилизацию состава электролита в блоке.

2. Можно подвести электролит из емкости с запасом электролита к одному концу блока электродов, а отводить газ с другого конца, ликвидировав противоток «газ-жидкость» в блоке электродов.

3. Отпадает проблема трещин из-за трехосного растяжения, т.к. у диэлектрической трубы, охватывающей блок электродов, нет донышек.

Если корпус 1 электролизера металлический, то

1) плюс источника питания следует соединять с центральным электродом блока, а минус - с обоими концевыми; такая полярность подключения исключает возможность анодного коррозионного повреждения корпуса при нарушении сплошности диэлектрической трубы;

2) минусовой провод от источника питания можно подвести не к концевым электродам блока, а к корпусу 1, т.е. к блоку подвести только один провод.

В обоих случаях исключается возможность локального анодного растворения металлического корпуса электролизера.

Нулевая разность потенциалов между концевыми электродами блока электродов описываемой конструкции позволяет поместить в один корпус с электролитом два или несколько труб из диэлектрического материала с блоком электродов в каждой из них, соединив их параллельно. При этом, как и в однотрубной конструкции, плюс источника питания соединяют с центральным электродом, а минус - с обоими концевыми электродами каждого блока. В соответствии с изложенным, были изготовлены электролизно-водные генераторы мощностью 4,5 и 7 кВА - однотрубные, мощностью 14 кВА - двухтрубные и мощностью 28 кВА - четырехтрубные. Опыт эксплуатации этих генераторов подтвердил эффективность предложенных технических решений.

Литература

1. Корж В.Н., Попиль Ю.С. Обработка металлов водородно-кислородным пламенем. Киев: «Екотехнологiя», 2010. - 194 с.

2. Патент RU 2475343 С1, 23.08.2011

3. Патент RU 2476623 С1, 23.08.2011.

1. Электролизно-водный генератор для получения смеси водорода и кислорода электролизом воды при газопламенной обработке материалов, биполярный или монополярно-биполярный, содержащий корпус с электролитом, погруженный в электролит блок дистанцированных друг от друга электродов с отверстиями для прохода водородно-кислородной смеси и электролита и проводники для подвода тока к электродам, отличающийся тем, что упомянутый блок электродов помещен в трубу из диэлектрического материала, охватывающую электроды без зазоров по периметру, один провод, подводящий ток, подключен к электроду в центре блока, другой - к обоим концевым электродам.

2. Электролизно-водный генератор по п.1, отличающийся тем, что его корпус выполнен металлическим, плюс источника питания подключен к центральному электроду блока электродов, а минус - к концевым электродам.

3. Электролизно-водный генератор по п.1, отличающийся тем, что в корпус с электролитом погружены дополнительно одна или несколько труб из диэлектрического материала с блоком электродов в каждой из них, при этом блоки электродов соединены параллельно.

Изобретение относится к способу производства углеводородов из диоксида углерода и воды, в котором обеспечивают первый реакционный сосуд, содержащий положительный электрод и жидкую электролитическую среду, включающую воду и ионизирующий материал; обеспечивают второй реакционный сосуд, содержащий отрицательный электрод и жидкую электролитическую среду, включающую смесь воды и диоксида углерода; соединяют первый и второй реакционные сосуды средством связи в виде жидкой электролитической среды; прилагают постоянный электрический ток к положительному электроду и отрицательному электроду, обеспечивая образование углеводородов на отрицательном электроде в реакционном сосуде и кислорода на положительном электроде в реакционном сосуде, причем реакционные сосуды работают при давлении более 5,1 атм и при разных температурах.

Способ получения метансульфокислоты // 2554880

Изобретение относится к технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к синтезу метансульфокислоты. Метансульфокислота используется в качестве катализатора реакций нитрования, ацилирования, этерификации и полимеризации олефинов.

Способ эксплуатации твердополимерного электролизера // 2554876

Изобретение относится к способу эксплуатации твердополимерного электролизера, включающему подачу в него постоянного напряжения питания и воды, нагрев твердополимерного электролизера и воды до температуры, обеспечивающей заданную производительность и соответствующее значение тока электролиза, контроль текущих значений температуры, давления, тока электролиза, производительности в процессе нагрева твердополимерного электролизера, фиксирование рабочего давления и рабочей температуры, последующую работу электролизера в стационарном режиме при фиксированной рабочей температуре с заданной производительностью и давлением.

Способ получения гексаферрита бария // 2554200

Изобретение может быть использовано в производстве магнитных порошков, постоянных магнитов, магнитопластов, магнитных жидкостей, а также устройств магнитной записи высокой плотности.

Способ получения пористых кремниевых биосовместимых наноносителей // 2553913

Изобретение относится к области наноструктурированных биосовместимых материалов, в частности к пористому кремниевому наноносителю. Способ включает следующие этапы - получение пор под действием электролиза в пластине толщиной 700-730 мкм и площадью до 32 см2 монокристаллического кремния, являющейся анодом, p-типа проводимости, легированной бором с концентрацией около 10-19 см-3, с удельным сопротивлением 3-7·10-3 Ом·см, поверхности которой ориентированы параллельно кристаллографическим плоскостям в стеклоуглеродном стакане, являющемся катодом.

Катод для электрохимического получения водорода и способ его изготовления // 2553737

Изобретение относится к области металлургии, а именно к катодным материалам на основе нанокристаллических частиц Fe-Ni. Катод для электрохимического получения водорода выполнен в виде стальной подложки с нанесенным на ее поверхность нанокомпозитным покрытием железо-никель.

Катодные материалы для твердооксидных топливных элементов на основе никельсодержащих слоистых перовскитоподобных оксидов // 2553460

Изобретение относится к катодному материалу для твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) на основе никельсодержащих перовскитоподобных слоистых оксидов. При этом в качестве перовскитоподобного оксида взято соединение с общей формулой Pr2-xSrxNi1-yCoyO4-z, где 0.0<x<1.0; 0.0<y<1.0; -0.25≤z≤0.25.

Способ получения водорода // 2551425

Изобретение относится к способу получения водорода низкого давления для последующего сжигания и получения водяного пара с помощью низковольтного электролиза щелочного электролита раствора солей галогенводородных кислот и их смесей постоянным током, с помощью алюминиевых электродов, с дальнейшим извлечением кислорода в отдельный накопитель из образовавшихся алюминиевых комплексов, с поддержанием состава электролита и контролем температуры и давления в электрохимической ячейке.

Новый сепаратор, электрохимическая ячейка с новым сепаратором и применение нового сепаратора в электрохимической ячейке // 2551365

Изобретение относится к проницаемому для ионов армированному сепаратору. При этом сепаратор содержит по меньшей мере один сепарационный элемент и по существу полый обходной канал, прилегающий к указанному по меньшей мере одному сепарационному элементу, причем указанный по меньшей мере один сепарационный элемент содержит связующее и оксид или гидроксид металла, диспергированный в нем, и указанный сепарационный элемент характеризуется давлением выдавливания первого пузырька по меньшей мере 1 бар и сопротивлением при обратной промывке по меньшей мере 1 бар, причем давление выдавливания первого пузырька определяется с помощью ASTM E128 и ISO 4003.

Способ извлечения йода из подземных напорных вод // 2550405

Изобретение может быть использовано в газо- и нефтедобывающей промышленности для попутного извлечения йод-сырца из бедных по его содержанию подземных напорных вод.

Устройство для газопламенных работ // 2508970

Изобретение относится к технологическим процессам обработки металлов, а более конкретно к устройствам для выполнения газопламенных работ типа пайки, сварки, резки металлов c использованием электрохимических способов получения гремучего газа для выполнения этих работ.

Биполярный электролизер для получения смеси водорода и кислорода // 2476623

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов водородно-кислородной смесью. .

Электролизер для получения смеси водорода и кислорода // 2466213

Ручное газопламенное устройство (варианты) // 2458285

Изобретение относится к ручным устройствам для газопламенной обработки материалов, в том числе к устройствам для газовой резки, сварки, наплавки и нагрева различных материалов.

Устройство для газоплазменной обработки материалов // 2447976

Изобретение относится к газопламенной обработке материалов смесью газов, получаемых при электролизе воды в электролизно-водном генераторе (ЭВГ), и применяется в малогабаритных переносных установках, использованных для микросварки, пайки и резки металлов в радиотехнической, электронной, приборостроительной и других отраслях народного хозяйства.

Сварочный аппарат для полимерных мембран // 2392399

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проведении кровельных работ. .

Устройство для газопламенных работ (варианты) // 2359795

Газосварочная горелка // 2347652

Изобретение относится к газосварочной горелке и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при ручной сварке, пайке и термообработке черных и цветных металлов, а также для других видов газопламенной обработки.

Устройство для газопламенных работ (варианты) // 2283736

Изобретение относится к газопламенной обработке, а именно к вариантам устройств для сварки, пайки и резки металлов, а также для стеклодувного и кварцедувного производств.

Способ формирования защиты от обратного удара в электролизно-водяном газовом генераторе // 2260076

Изобретение относится к области сварочных технологий и может найти применение в устройствах газопламенной обработки материалов. .

Универсальная машина тепловой резки и зачистной инструмент для нее // 2594547

Изобретение может быть использовано для термической резки металлов с помощью малогабаритной машины тепловой резки со сменными резаками для газовой и плазменной резки, обеспечивающей также зачистку и маркировку поверхности вырезаемых деталей красящим составом с помощью сменных инструментов. В суппорте машины установлены параллельно оси резака два датчика расстояния до металлической поверхности, один из которых индуктивный, а другой - вихретоковый. Узел держателя резака присоединен к подпятнику двумя плоскими пружинами с жестко закрепленными концами, расположенными с зазором параллельно друг другу и поперечно вертикальной оси рабочего резака, и прижат ими к упорной планке. В корпусе машины имеются гнезда для хранения сменного зачистного и маркирующего инструмента. Зачистной инструмент с рабочим органом в виде металлической торцевой щетки обеспечивает зачистку защитного грунта на обрабатываемом металлическом листе в местах сварки с установочными деталями. На одном конце размещенного в корпусе штока выполнен узел крепления рабочего органа. Индивидуальные вихретоковые датчики обеспечивают поддержание заданного рабочего зазора инструмента и защиту его от аварийной ситуации при наезде на препятствия. Машина является универсальной и обладает широкими технологическими возможностями. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.