ОГЪН ОТ… ВОДА, МАКЕТЕН КОНСТРУКЦИЯ
Фактът, че няколко литра вода са достатъчни, за да се получи пламък с висока температура (200 ° C), ще бъде убеден от всеки, след като прочете описанието на устройството на електролизера, разработен от мен.
Високата температура на горелката осигурява запояване на черни и цветни метали с почти всякакви огнеупорни припои или самия метал (заваряване). Високата концентрация на топлина в тясно място дава възможност да се изгорят, например, отвори Ø 2 mm или повече в тънка стоманена ламарина, термична обработка на инструмента и извършване на профилно рязане на тънка стоманена ламарина.
Горелка "вода" може да обработва емайли, керамика, стъкло, включително кварц. За целта обаче температурата на пламъка се повишава с 5000°C (методът не е описан тук). Получената факла е безшумна, липсата на въглерод в състава й осигурява бездимност. Като отпадък от горенето се образува просто прегрята водна пара, която няма цвят и мирис.
Въз основа на производството на устройството от всеки занаятчия се предлага изключително прост дизайн, в който няма цилиндри, скоростни кутии, клапани и сложна горелка.
Основната част на устройството е електролизатор; състои се от поредица от херметични кухини, образувани от електроди, уплътнения между тях и дъски. Запечатването на така въведената опаковка се извършва със съединителни болтове.
Чрез тръбата за пълнене кухините се запълват с електролит; нивото му е ограничено до горния край на тръбата. Отворът, разположен в долната част на всеки електрод, служи за равномерно запълване на всяка кухина с електролит. Долният разклонител е предназначен за изпразване на кухини. И двете тръби са херметически затворени.
По време на електролиза, получената газова смес от кислород и водород през отвора, разположен в горната част на всекиелектродът се изпраща в резервоара, разделен на две части с преграда. От него сместа навлиза във водния шлюз през фитинг и маркуч, мехурчета (преминава) през слой вода и навлиза в горелката през маркуча
Също толкова важна част от устройството е водният затвор. Служи за разделяне на входните и изходните газови маркучи с воден стълб с височина 120-150 mm, през който газът барботира. Затворът надеждно предпазва електролизера от случайно изригване на газ в маркуча на горелката.
Корпусът му е изработен от метална тръба Ø 100 мм, заварена в двата края. Водата се излива през тръбата до горното контролно ниво. Кранът е разположен на долното надлъжно ниво. Решетката служи като опора за филтър, изработен от всякакъв гранулиран негорим материал. Филтърът предотвратява отнасянето на влага от газа. Газовият ресивер завършва с възвратен клапан с конвенционален дизайн. В корпуса е монтиран и възвратен клапан със звънец, който се задейства при случаен проблясък на газ.
Автоматичен превключвател на напрежението - самоделен. Състои се от корпус, контактор и гумена крушка. Кухината на последния е свързана с кухината на водния затвор. При превишаване на налягането в системата крушата се издува и чрез натискане на лоста на контактора изключва устройството от мрежата.
Електрическата верига на токоизправителя се състои от следните елементи: лабораторни
автотрансформатор - LATR 2 kW, понижаващ трансформатор 220/65 V, диоден мост 15 A (всеки дизайн), предпазител 20 A, амперметър (скала не по-малко от 15 A), волтметър.
Токоизправителят е свързан към електролизера биполярно, както е показано на схемата.
Блоковата схема изглежда така:
Мрежа 220 V → Токоизправител → Електролизатор → Воден затвор → Горелка
Изчисляване и производство
Според законаФарадей по време на електролиза, количеството на освободеното вещество е пропорционално на силата на тока. Теоретично всеки 2V,7 A произвежда 11,7 литра водород и 5,85 литра кислород. На практика текущата мощност никога не е 100%. Падането на напрежението на всяка двойка електроди (изчислено) е 2 V. Плътността на тока на 1 dm 2 от площта на електрода зависи от времето на непрекъсната работа на електролизера и варира от 2 до 5 A.
Опростеността на дизайна направи възможно намаляването на броя на основните части до три: електрод, уплътнение и платка.
Електрод - ламарина декапирана или трансформаторно желязо 250X250 mm дебелина 0,3-0,5 mm (32 бр.). Уплътнение - гума със средна твърдост (фланец), пръстен Ø 220 X Ø 250 mm, дебелина - 4-6 mm (31 бр.). Дъска - всеки изолационен материал (лист) 300X350 mm, дебелина не по-малка от 20 mm (2 бр.). Съединителни болтове - М12 от стомана 45, дължина - на място (минимум 4 бр.).
Електролитът е 22% разтвор на натриев хидроксид (NaOH) в дестилирана вода. Тъй като се изразходва (общо количество 4 л), в електролизера се добавя само дестилирана вода.
Преди наливане на електролита е необходимо да се провери херметичността на сглобения електролизер, като се напълни под налягане с вода от градския водопровод; най-малките петна се отстраняват внимателно. По време на работа на електролизера не трябва да се допуска нагряване на електролита над 65°C.
Поради постоянството на състава на газовата смес, издавана от електролизера, изискванията към горелката също са опростени. Това може да бъде обикновена игла за инжектиране от медицинска спринцовка, по-точно набор от игли с различни диаметри от 0,3 до 1 mm. Иглата е прикрепена към конуса на фитинга на дръжката по същия начин, както на спринцовката. Дръжката на горелката е част от тръба, към която се подава газ от водна брава през фитинг и маркуч. Вътре в дръжката е поставен пожарогасителпълнеж под формата на фини метални изстрели и мрежа.
Като маркучи се използва PVC тръба Ø 4-5 mm.
Съвети за безопасност
Трябва да се помни, че сместа от водород и кислород, произведена от електролизера, е експлозивна!
Но самото устройство, с грижата за неговото изпълнение и точността на работа с него, не представлява никаква опасност. Това се постига чрез факта, че няма междинни контейнери със значителен обем; газът не се натрупва никъде: колко от него се произвежда, същото количество се консумира едновременно от факела.
Когато приготвяте електролита, носете защитни очила и гумени ръкавици.
Необходимо е да изгасите работещия факел на пламъка не чрез изключване на захранването, а чрез спускане на иглата в съд с вода, в противен случай иглата ще прегрее и ще се провали.
Операторът трябва да работи с горелката със светлозащитни очила.
В заключение, няколко думи за перспективите. Конструкторите са наясно, че няма машини, устройства, инструменти, които да не могат да бъдат подобрени. Това важи и за електролизера. Тук е възможно например да се направи без LATR и трансформатор в токоизправител, без да се намалява качеството на работа; в самата клетка - без гумени или други уплътнения; променете режима на работа на непрекъснат; повишаване на температурата на пламъка от 2000 до 3000°.
Надявам се, заедно със заинтересованите читатели, да извършим широка проверка на това, както ми се струва, обещаващо развитие.
Фиг. 1. Ето как изглежда водна горелка (в блок с воден затвор).
Фиг. 2. Схема на електролизера:
1 - платка, 2 - уплътнение, 3 - електроди, 4 - съединителен болт, 5 - отвор за газовата смес, 6 - картер с преграда, 7 - фитинг, 8 - маркуч, 9 - корпусводно уплътнение, 10 - входна тръба за газ на затвора, 11 - тяло на автоматичен превключвател, 12 - контактор, 13 - гумена круша, 14 - маркуч към горелката, 15 - ръкохватка на горелката, 16 - пожарогасителна опаковка, 17 - куха игла, 18 - възвратен клапан, 19 - колона за вода, 20 - кран за ниска вода, 21 - тръба за пълнене, 22 - филтър решетка, 23 - филтър, 24 - авариен възвратен клапан, 25 - гнездо, 26 - дренажна тръба на шахтата, 27 - дренажна тръба за електролит, 28 - тръба за пълнене, 29 - пробка, 30 - електролит.
Фиг. 3. Електрическа схема на електролизния токоизправител.
Фиг. 4. Диаграма на горелката.
Технически характеристики на електролизера
Мрежово напрежение, V - 220
Консумирана мощност (регулируема), W — до 1000
Консумация на вода при максимална мощност, l / h - 60
Работно налягане (регулируемо) на газ, atm - до 0,3
Дебит на газ при максимална мощност, l / h - до 150
Максимална топлинна енергия на пламъка, kcal / h - 500
Коефициент на преобразуване на електрическата енергия в химична - 0,7
Съставът на сместа (кислород и водород в точно съотношение) - 1: 2
Размер на пламъка (игловиден): максимален диаметър - до 5 mm; максимална дължина (регулируема) - до 150 мм
Температурата на стабилната иглена струя е 2000°