Теплообменники для гликолей антифриза незамерзайки тосола

Лазерная сварка меди

Человечество использовало медь в промышленных масштабах еще со времен бронзового века, поэтому кажется, что ее свойства давно были изучены вдоль и поперек и слегка разочаровалось. Поэтому к концу XVIII-го века меди отвели скучную роль материала для мелкой монеты и декоративных поделок. Ее фактически вышвырнули из прогресса. Но электричество и алюминий дважды перевернули наше представления о физических возможностях красного металла — из полузабытого источника фартингов и су медь снова стала чуть ли не сердцем Новой Цивилизации по Герберту Уэллсу. Но еще более удивительна судьба меди в последние 50 лет. Когда-то железо и сталь уничтожили медь в бою, но сейчас медь побеждает железо в микроэлектронике.

Медь ковали, скручивали и прессовали, но даже толком не сплавляли, кроме как в бронзу. Железо и сталь вытеснили ее из инженерного обихода.

Первые электродвигатели и первые проблемы

Несмотря на всеобщее заблуждение, паровую тягу в промышленности сменили отнюдь не дизели, а электродвигатели. Медь оказалась идеальным доступным металлом в электропромышленности, причем по всем параметрам — ковкости, пластичности, электро- и теплопроводности. Пластичность и ковкость обеспечили резкое снижение стоимости электродвигателей, так как именно медь позволила выяснить, что движение электронов происходит по поверхности, а не в толще электропроводящего материала. Логично, что проволока для электродвигателей должна была отличаться в первую очередь не площадью сечения, а площадью поверхности. Больше не нужно было пытаться экономить при помощи стальной неудобной проволоки. Пластичность меди позволяла условно дорогой фунт металла раскатать ручным прессом примерно на полмили почти швейной нити. Кстати, это примитивное устройство просуществовало на электро-дизельных подлодках почти полвека.

Моряки обнаружили еще одно интересное свойство меди: керн с минимальным диаметром жала при достаточной силе удара практически спаивает две тонкие пластины меди. То есть теплопроводность меди, как тяжелого металла, очень неплоха, но все же скорость передачи температуры заметно заторможена. Место удара разогревается достаточно для поверхностного смешения металла двух пластин. Отличный дешевый способ соединения двух медных проводов “на живую нить”.

Но при всех своих достоинствах у меди есть и свои недостатки, в основном связанные с химическими свойствами. Например до появления лазерной сварки все тонкие работы с медью, особенно спайка и сварка, были чуть ли не ювелирным искусством! Как правило, при соединительных операциях старались обойтись банальными скруткой и давлением тисками.

Задачка “медь + газ”

![](https://irobs.ru/upload/medialibrary/0f5/u0rbqe55orhy4z8is75cnpqx7rpbc7o1/%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F%20%D1%81%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0.jpg)

Сварка меди: новые технологии

Из современных способов соединения медных деталей первой была забракована самая простая операция — газовая, точнее ацетиленовая сварка. Химики рады: медь — лучший катализатор полимеризации ацетилена. Зато технологи из-за этого были вынуждены отказаться от чистой меди практически везде, кроме электротехники.

Например, простые трубопроводы для ацетилена делаются из сплавов, где содержание Cu не превышает 64%.

С чистым водородом тоже не все прекрасно: сам газ недешев, поэтому давно заменен на дуговой метод с расщеплением воды на “гремучий газ” — смесь водорода и кислорода. Все это громоздко, к тому же выделение тепла при горении водорода настолько интенсивное, что точные мелкие операции становятся невозможными.

Решение

Теоретическое решение достаточно простое: твердотельный или волоконный лазеры. Электродуговая сварка тоже хороша, но из-за необходимости использования аргона этот метод слишком громоздок и больше подходит для “более фундаментальных” работ, вроде обработки контактов промышленных трансформаторов.

Но со всей этой техно-сбруей не на каждый трансформатор залезешь!

Зато у лазеров этих проблем нет — они, во-первых, портативны. Лазерный луч тонок и почти без потерь передает эенергию в точку сварки.

Однако твердотельные модели имеют низкое КПД и, соответственно, малую энергоотдачу. Зато даже типовые волоконные лазеры самых компактных моделей имеют мощность в 1,5КВт — этого уже хватает, чтобы спаять 5-миллиметровые листы стали, но из-за особенностей меди — только чтобы сварить медные пластинки не более чем 1мм толщины.

Хотите больше? Переключайтесь в импульсный режим: волоконные лазеры умеют и любят повышать энергию луча до 2,5КВт. И не забывайте — это всего лишь мощность утюга.

Сварка электрооборудования от батарей до клемм

Медь в обычных атмосферных условиях не покрывается окислами. Солнце — наверное самый несущественный параметр окружающей среды, который может повлиять на поверхность металла, так как коэффициент отражения меди достигает 0,95.

Но есть одно интересное исключение: зеленый спектр света в 500-550nm, который соответствует колебаниям электронов внешней орбитали атома Cu, очень активно поглощается металлом в виде тепловой энергии. Медный поручень под закатным солнцем нередко обжигает руку.

На самом деле аппарата волоконно-лазерной сварки хватит на любые операции от сварки дорожек компьютерных плат до статуй Церетели. Но надо знать некоторые физические свойства меди.

Преимущества и недостатки лазерной сварки меди

Эту особенность меди удалось использовать в современной промышленности, а точнее в лазерной сварке. Нужно заметить, что обычно мощные лазеры, которые работают в подобных диапазонах — это ручные волоконные модели. Это согласуется с техникой безопасности, так как зеленый диапазон луча находится в непосредственной близости от максимума сумеречного зрения человека.

Газовые лазеры не могут создавать настолько энергетически сфокусированный зеленый луч, чтобы его отражение было видно при дневном освещении. С волоконными твердотельными моделями такой опасности нет — луч виден и при многократном отражении. Очевидно, что специальные методы безопасности излишни.

Поглощение зеленого излучения более чем закономерно, не зря медь во многих языках называют красным металлом. Однако важен не сам факт поглощения энергии, а то, что коэффициент отражения медью зеленого света начинает с запредельных 0,95 при обычной температуре и резко падает до 0,5 при приближении к температуре плавления.

И еще более важен тот факт, что броуновское движение одного из самых тяжелых промышленных металлов просто не успевает за ускоряющимся прогревом: зеленый лазер легко успевает проделать очень стабильную плавильную ванну глубоко в теле пластины или между заготовками. Ее еще часто называют обратной замочной скважиной — она глубокая, и образует микроскопический шарообразный аналог очага магмы, как в глубине вулкана.

Пример изображения лазерной сварки меди:

Очевидно, что в перевернутой скважине просто некуда разбрызгиваться расплаву, кроме как в само ядро реакции, поддерживая внутреннюю температуру зоны спайки и разогревая окружающую толщу металла. Кстати, при этом зеленому лазерному лучу безразлично состояние поверхности меди: полированная, оксидированная, матовая или травленная.

Все они будут прожигаться лучом практически одинаково. Оксидированнная, может, чуть быстрее. Поэтому с точки зрения оператора все упирается только в выверенные импульс излучения лазера и температуру заготовки.

Использование инертных сред для сварочных работ совершенно необязательно. Отсутствие лишних сложностей позволяет контролировать сварку ручным пистолетом — еще задолго до выброса будет виден красная светящаяся зона перегрева металла вокруг лазерного луча.

Фактически операция естественна, как управление рулем автомобиля или рулевым управлением самолета.

Влияние материалов на электротехнику и электронику

Так случилось, что электротехника и электроника неявно, но зависят от легкости материалов. Например, электробатареи, аккумуляторы и электронные схемы слишком перегружены тяжелыми металлами, поэтому имеют соответствующий вес. Медь имеет высокую плотность, но также высокую температуру плавления, устойчивость к атмосферному кислороду и способность к созданию сплавов.

Преимущества и недостатки меди и ее сплавов

В тяжелой промышленности чистую медь используют в дорогостоящих батареях, аккумуляторах и ответственных силовых платах управления высоким напряжением. Очищенная рудная медь стоит около 8-9 тыс долларов за тонну без очистки, а чистая медь, подходящая для электроники, дороже. Даже незначительное содержание алюминия в меди может увеличить ее электрическое сопротивление.

Особенности алюминия в электротехнике

Алюминий также хорошо проводит электричество и при легировании обретает прочность. Существует множество сплавов на основе меди и алюминия, представляющих различные свойства и применения.

Комбинирование меди и алюминия

Медь растворяется в алюминии даже при твердой фазе, что позволяет создать сплавы с улучшенными механическими свойствами. Взаимодействие меди и алюминия способствует повышению прочности сплава и температурной устойчивости.

Проблемы при сварке сплавов

CuAl2 — один из сплавов меди и алюминия — требует особого подхода при сварке из-за своей хрупкости и твердости. Для успешного соединения необходимо использовать мгновенные способы сварки, такие как лазерная или точечная дуговая сварка.

Итоги

Использование меди и алюминия в электротехнике и электронике имеет свои особенности, но позволяет создавать материалы с уникальными свойствами и применениями. Отбор материалов, их сочетание и процессы обработки играют ключевую роль в создании качественных электротехнических изделий.

Все просто: во времена расцвета электротехники этот сплав был одним из лучших и самым дешевым, но быстро выяснились его минусы, которые не дали ему прижиться в промышленности: настоящая эвтектика меди и алюминия достигается при 33% концентрации меди. И CuAl2, который своими дендритами обеспечивал прочность сплаву при 5-10% меди стал показывать свою хрупкость. Тонкие спайки или контакты после многочисленных итераций "прогрев-охлаждение" во время нагрузки и отключения вдруг неожиданно трескались и раскалывались. То есть даже удачный сплав с 6% меди быстро приходил в негодность после серии разогревов и охлаждений.

Но проблема оказалась с двойным дном: отличная растворимость меди в алюминии + небольшая температура плавления эвтектического сплава (+548С) при медленном охлаждении позволила получить множество интересных сплавов с разной плотностью, электропроводимостью и даже разным паритетом прочность/литейность.

Лазерная сварка меди в различных отраслях

Теперь вы понимаете, что сварка меди — операция капризная, но не требующая знаний гуру. Достаточно внимания.

Первое: при сварке как меди, так и практически всех ее сплавов есть проблема непроплавления примесей. Медь химически слабоактивна, но вот металлические примеси отлично превращает в интерметаллиды со своими особыми свойствами. Хуже того, примесные соединения образуют очаговые участки со своими физическими свойствами — повышенными хрупкостью и теплоемкостью.

Эта проблема решается легко: вам нужен мощный сфокусированный луч. Еще неплохо бы иметь возможность дополнительного прогрева. Очевидно, что ручной пистолет или оттеньюированый робот для такой задачи подходят идеально.

Второе: в электронике и, в общем-то, в силовой релейной электротехнике часто приходится соединять тонкие пластины-контакты из меди или меди и алюминия. На этот раз нас поджидают две беды: остаточная деформация и нагрев. И нагрев, и температурные сдвиги могут легко "поубивать" радиодетали вокруг точки сварки, а в силовых цепях температура и керамика — вещи вовсе несовместимые.

И снова решение простое: скорость и мощный сфокусированный луч. Медь сравнительно медленно передает тепло и достаточно быстро остывает, так что волоконный лазер и робот-манипулятор вам в помощь.

Но вполне можно обойтись ручным волоконным лазером без дополнительной машинерии. Единственная особенность, на которую надо обращать внимание — это первичный прогрев области спайки. Необходимо предварительно создать “обратную замочную скважину”, то есть аккуратно прожигать в течении нескольких секунд одну точку и только затем начинать двигаться, создавая шов.

Кстати у ручных волоконных лазеров есть еще одно прекрасное свойство — пистолет, да и сам волновод очень легкие. При необходимости для очень точной сварки, например электронных компонентов, можно воспользоваться любым легким и дешевым роботом-манипулятором.

Третье: есть еще одна сложная проблема, которую лазер и манипулятор могут сходу не решить. Потребуются предварительные эксперименты. Если два медных сплава или медь и сплав значительно отличаются в процентном содержании меди, то почти наверняка будут обеспечены термические трещины, а с ними непредсказуемые скачки электрического сопротивления потом. Придется полагаться на свою совесть в оценке успешности сварки, но лучше перестраховаться: лазер, робот и дополнительный прогрев. А еще лучше, если есть возможность, пару раз потренироваться на кусочках сплавов отдельно. С ручным лазером хватит буквально нескольких минут подготовки, чтобы “рука прочувствовала”.

Пластинчатые теплообменники гликоль-вода

Теплообменник для антифриза – теплотехническое устройство, служащее для передачи тепла от системы во внешнюю среду или другую систему, когда между ними имеется разница температуры. Не подозревая того, теплообменниками мы пользуемся каждый день, потому что они входят в схему многих бытовых и промышленных приборов: холодильников, морозильных камер, кондиционеров, систем отопления и подогрева, охлаждающих контуров, испарителей, осушителей и рекуператоров.

Теплообменников разных конструкций насчитываются десятки. Одним из них является пластинчатый теплообменник гликолевый, имеющий свои преимущества и сферу ответственности.

Конструкция и принцип работы пластинчатого теплообменника

Это устройство служит для передачи тепла от нагретой системы в охлаждающий контур через большое количество пластин, собранных в пакет. Материалом для последних выступает жесткое вещество с высокой теплопередачей: сталь или титан. Пластины гофрируются для геометрической стабильности и перекладываются уплотнением, обеспечивающим герметичность. Прочие варианты (медь, керамика) не подходят для этих целей, т.к. либо сминаются, либо трескаются при сборке.

Каждая пластина имеет две пары отверстий. Сквозь одну из них проходит теплоотдающий, а сквозь другую – теплопринимающий контур с хладагентом, причем каждый из них подает жидкость только на одну сторону пластин. Достигается это за счет того, что герметичное уплотнение, варьирующее доступ хладагента к пластинам, располагается на контурах в шахматном порядке.

В итоге по одной стороне пластины протекает греющая среда, по обратной – холодная, причем движутся они в разные стороны, попеременно заполняя промежутки между пластинами. За счет разницы температур по сторонам пластин и происходит передача тепла.

Характерно, что тепло, полученное обратным контуром, может быть возвращено в систему или подаваться на другие устройства, поэтому пластинчатые теплообменники называются рекуперационными.

Производительность пластинчатого теплообменника зависит от количества пластин – чем их больше в одном пакете, тем он эффективнее. Характерно, что гофрирование пластин имеет технически обоснованный рисунок. Один рельеф позволяет добиться максимальной теплоотдачи, другой – снизить гидродинамическое сопротивление, третий – уменьшить или сохранить давление, четвертый – уменьшить интенсивность отложений и т.д.

Преимуществами пластинчатой схемы являются:

Варианты пластинчатого теплообменника

Данное устройство насчитывает несколько видов:

Этот теплообменный аппарат может работать с газообразными и жидкостными хладагентами, но мы предлагаем устройства, спроектированные под водный раствор этиленгликоля (гликоля). Это спирт с температурой кипения выше, а температурой замерзания ниже, чем у воды. С последней он образует стабильные растворы, пригодные к использованию в качестве антифриза. Пропорции компонентов смеси подбираются исходя из того, при какой минимальной температуре внешней среды вы собираетесь эксплуатировать теплотехническое оборудование: чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше должна быть доля гликоля. Эта зависимость понятно отражена в таблице.

Еще одними выгодными качествами гликоля являются:

Есть у гликоля и недостатки:

Всякий пластинчатый теплообменник гликолевый может работать на воде в рамках допустимого температурного диапазона. А вот обратное чревато протечками и интенсивным износом.

Гликолевые теплообменники используются в системах отопления (в т.ч. теплых полов), снеготаяния, вентиляции с рекуперацией, системах чиллер-фанкойл, охлаждения промышленных станков, пищевой пастеризации, пароконденсации, испарения и т.д.

Разборный и паяный пластинчатый теплообменник с разными характеристиками для промышленных, бытовых и коммерческих теплотехнических систем можно заказать на нашем заводе с доставкой во все регионы страны.

РАДЫ ПОМОЧЬ ВАМ:

Если вы не нашли ответа на свой вопрос в нашей статье или вам необходим подбор теплообменника, обращайтесь к нам:

ТЕЛЕФОН: +7 (800) 511-26-48 (бесплатный номер)

8-902-403-22-00 (WhatsApp, Viber)

Мы всегда на связи!

Электролизер относительно небольшой мощности, здесь, предназначен для повышения температуры пламени настольных и ручных стеклодувных горелок в домашней мастерской. При этом гремучий газ подмешивается в обычную горючую смесь — пропан-воздушную или пары бензина в воздухе. Сжигание чистого гремучего газа в специальных микрогорелках позволяет получить небольшой высокотемпературный факел для работы с металлами, стеклом, керамикой – разогрев, резка, пайка, сварка. Все это расширяет возможности мастерской, а в стеклодувном смысле – является почти полной заменой баллонного кислорода для работы с тугоплавкими стеклами, что позволит не связываться с неудобным в доставке баллонным кислородом — в удаленную местность и в одиночку.

Электролизер — обычного, классического принципа действия и не претендует на волшебные параметры позволяющие задействовать его для отопления или питания ДВГ автомобиля. КПД прибора меньше 1.0 — энергии на получение горючего газа тратится больше, чем получается при его сжигании.

Структура прибора

Электролизер для получения гремучего газа не является и весьма простым аппаратом превращающим воду в горючее — это сложный прибор, требующий расходных материалов (ряд химикатов, электричество), внимания и регулярного обслуживания. Необходимо хорошо представлять процессы, происходящие в электролизере, способы и средства для изменения параметров прибора. Кроме самого реактора — емкости с электродами разлагающими воду из электролита, электролизер должен быть снабжен рядом дополнительных аппаратов для очистки и осушения газа, обогащения его углеводородами (важно при сварке, пайке стекла), блоком питания с автоматикой поддерживающей рабочий режим и устройствами безопасности (Рис. 2).

Рис. 2. Структурная схема электролизера

Электролизер стационарный, предназначен для многочасовой ежедневной работы и расположен близко к рабочему месту – в конструкции предусмотрены меры повышенной надежности и безопасности. Вместе с тем, прибор не содержит дорогих и дефицитных комплектующих и материалов, блочная конструкция аппарата позволяет гибко изменять конфигурацию аппарата и его мощность (производительность), легко обслуживать и ремонтировать прибор. Недостаток такого построения – большая масса и занимаемый объем аппарата, невозможность удобной транспортировки.

Гремучий газ имеет высокую скорость горения и большую энергию взрыва, обычные меры против «обратного удара», как например, защитные сетки в патрубках или медная «путанка» нередко оказываются малоэффективными, поэтому все части прибора и системы питания горелки (карбюратор для получения паров бензина) выполнены с избыточной прочностью, выдерживающие подрыв без аварии. Кроме того, в сосудах прибора, по возможности, уменьшен объем свободного пространства занимаемый гремучим газом. Говоря о вероятном взрыве, нелишне напомнить и об опасности разбрызгивания горячей (реактор при работе нагревается) вполне концентрированной щелочи, в первую очередь для глаз.

Существенно уменьшает вероятность обратных ударов и автоматическое поддержание в электролизере избыточного давления около 0,4 Атм. Теоретически, давление было бы выгодно поддерживать более высоким, при этом снижается газонаполнение электролита, понижается его сопротивление и уменьшаются омические потери и нагрев реактора. Практически же, конструкцию следует рассчитывать как минимум на десятикратное повышение давления в случае подрыва и исходить из соображений прочности.

Электролит

Электролизер работает на воде. Для понижения её сопротивления и увеличения КПД прибора в воду добавляют щелочь — NaOH или KOH. Концентрация этих веществ не одинакова, кроме того, едкий натр удобнее в эксплуатации — при потенциальных протечках электролита, высыхая, он осыпается в виде соды, в отличие от КОН, которая превращается в расплывающийся на воздухе поташ. В приготовленный один раз электролит добавляют только расходующуюся воду. Полностью электролит заменяют раз в несколько лет — для удаления продуктов распада электродов и резинок-изоляторов.

Электролит в реакторе не обновляется годами, расходуя только воду — чистую Н2О. Все примеси из воды и щелочи остаются внутри, постепенно сгущаясь до сверхконцентрированных агрессивных растворов которые интенсивно разрушают резину и электроды — вода должна быть хорошо дистиллированной, щелочь — химически чистой. Более того, присутствие в электролите катионов металлов (Pb, Sn, Zn, Fe, Cr, Mo) приводит к их выделению на катоде в виде осадка и резкому увеличению скорости коррозии электродов.

Материаловедение

Рис. 3 Эскиз устройства электролизера. Части-аппараты прибора показаны условно, без соблюдения масштаба и точного конструктивного устройства

Электролизер состоит из конструктивно отдельных узлов-аппаратов соединенных в единый прибор нетолстыми шлангами и/или электрическими линиями. Это реактор (Рис. 3, поз. 1), питающий его постоянным током блок (Рис. 3, поз. 2), аппарат объединяющий в себе бак для электролита и фильтр-гаситель щелочной пены (Рис.3, поз. 3), аппарат для пополнения реактора расходующейся при работе дистиллированной водой, без сброса давления в системе (Рис. 3, поз. 4), реле давления (Рис. 3, поз. 5), водяной затвор (Рис. 3, поз. 6), барботер для насыщения гремучего газа углеводородами (Рис. 3, поз. 7), осушитель гремучего газа (Рис. 3, поз. 8), фильтр-уловитель щелочного тумана (Рис. 3, поз. 9).

Реактор прибора – безбакового типа с пакетом стальных пластин-электродов между которыми зажаты резиновые прокладки. Это межэлектродная электрическая изоляция и герметизация пространства между пластинами. Реактор имеет простейшую конструкцию без разделения получаемых газов – в результате получаем т.н. «гремучий газ» — смесь водорода с кислородом в оптимальном для сжигания, стехиометрическом, соотношении. Наряду с достоинством – простотой, такое построение требует значительных мер по предотвращению проскока пламени внутрь прибора и/или принятия мер по предотвращению аварии.

Фото 4. Сборка пластин-ячеек реактора. Мощные замыкающие пластины выполнены из кусков швеллера, отсюда узковысокая форма. Пластины – листовая сталь 1,5 мм, резиновые прокладки вырезаны из листа ТКМЩ 5 мм по жестяному шаблону

Фото 5. Реактор. Примерочная сборка. Концевые пластины изолированы друг относительно друга текстолитовыми изоляторами пропитанными лаком. Шпильки М10, при этом, изолированы около и внутри железа второго швеллера несколькими слоями термотрубки

Фото 6. Реактор с внешним баком-фильтром пены. Испытания на герметичность

Здесь, фильтр-отделитель щелочной пены расположен в верхней части колоны аппарата и представляет собой часть трубы относительно плотно набитую минеральной (базальтовой) ватой. Мелкие пузырьки пены раздавливаются плотно уложенными волокнами, их стенки смыкаются и сливаются разделяясь на газ и жидкость. Недостатком такой конструкции является значительное сопротивление фильтра потоку газа, впрочем, терпимое при невысокой его скорости и расходе.

Блок питания (БП) электролизера с рабочим током около 20 А и напряжением около 50 В, классический низкочастотный, однофазный, с мостовым выпрямителем и без сглаживающего фильтра. Собран из имеющихся элементов, материалов и готового трансформатора.

Фото 8. Прогон макета БП. Кроме выпрямителя, в едином с ним открытом модуле расположен токовый шунт, маломощный БП питания вентиляторов охлаждения и сервисных цепей

БП электролизера собран на специальной стальной раме и состыковывается с реактором через изолятор из толстой крашеной фанеры. На выносной штанге амперметр с подсветкой шкалы для беглого контроля правильности работы аппарата.

Фото 9. БП на рабочем месте

Датчик (реле) давления для электролизера, на ~0,4 Атм. Герконового типа, выполнен на основе детали от автомобильного мотора и размещен в самой высокой точке аппарата, где его алюминиевый корпус от щелочи защищает газовая пробка в длинном соединительном шланге. Через промежуточное реле датчик отключает выпрямитель БП при достижения в «системе» выбранного давления.

Фото 10. Датчик давления, настройка

Водяной затвор электролизера. Здесь нужно сказать и о существенном нюансе – при работе реактора, он неизбежно разогревается, нагревая металлические элементы конструкции, электролит. После выключения все это остывает, создавая разрежение внутри и при обычном устройстве промывалок (Рис. 3, поз 6, 7), способное затянуть их рабочие жидкости по шлангам в аппараты соседние. Техническая вода из затвора попадает в реактор и загрязняет электролит нежелательными примесями, бензин может попасть в затвор и при следующем цикле в реактор. Пресечь это безобразие можно отсоединяя шланги от аппаратов после окончания работы, что очень неудобно. Много лучше, применить промывалки специальной конструкции лишенные этого недостатка, работающие одинаково хорошо в обоих направлениях. В химии, такие аппараты известны как «склянка Тищенко». Практически, перегородку в цилиндрическом сосуде удобнее и надежнее выполнить в виде еще одной трубы меньшего диаметра вставленную коаксиально.

Рис. 11. Схема «склянки Тищенко» и ее работа в разных режимах

Фото 12. Сборка водяного затвора электролизера на основе 5 л углекислотного огнетушителя. Установка трубы-перегородки

Фото 13. Готовый водяной затвор. На рабочем месте стоит в деревянной подставке

Микрогорелка для гремучего газа собрана пайкой из медного-латунного лома и игольчатого краника. Рукоятка плотнейшим образом, с применением молотка, набита тонкой медной проволокой-«путанкой» отожженной на оправке и отмытой в нашатырном спирте от окиси в УЗ мойке. Сопло диаметром 0,7 мм из медного капилляра впаяно твердым медно-фосфорным припоем, наконечники с соплами сменные.

Фото 14. Первое включение электролизера. Работа горелки на чистом гремучем газе, с соплом 0,7 мм

Фото 15. Два сменных наконечника горелки. Сопло 0,7 мм из готового медного капилляра, сопло 0,3 мм сверленное в латунной заготовке

Фото 16. Самый маленький факел с наконечником 0,3 мм. Чистый гремучий газ

Фото 17. Самый большой факел с наконечником 0,3 мм. Чистый гремучий газ

Осушитель гремучего газа. Откуда в получаемом газе вода? Прежде всего, из самого реактора. Он разлагает воду из щелочного раствора, и она испаряется, тем более, что при работе реактор нагревается. Есть и мельчайшие брызги от лопающихся пузырьков пены. Дополнительно, гремучий газ пропускается через водяной затвор сразу после электролизера – обязательная ступень безопасности, предохраняющая от обратного удара, а водород-кислородная смесь весьма к этому склонна. Пары же воды, поступающие в горелку с газом, сильно понижают его температуру.

Фильтр тонкой очистки. Через него проходит осушенный газ и далее поступает «к потребителю». Вся газоподготовка – три аппарата – затвор, барботер с бензином для насыщения, при необходимости, газа парами углеводородов и осушитель. Практика показывает — как это не удивительно, частицы щелочи из электролизера пробираются через все препоны и рабочие жидкости и выпариваясь в горелках, кристаллы калия или натрия, регулярно забивают длинные тонкие сопла, а чистить их трудно. При использовании едкого натра в электролите, хорошо заметно, характерное яркое оранжевое свечение факела, т. н. «содовое свечение». К счастью, эти частицы неплохо улавливаются простейшей набивкой из стекловаты.

Фото 18. Осушитель-тонкий сухой фильтр (на переднем плане). Выполнен сваркой из подобранных в своем металлоломе железок. Тонкая трубка сверху набита стекловатой, в нижней – порфорированный пластиковый осушительный патрон с силикагелем, из куска канализационной трубы 50 мм. Гремучий газ его омывает снаружи, частично осушаясь. Регенерация силикагеля ~ раз в несколько месяцев при регулярной работе

Фото 19. Факел после осушителя-фильтра стал почти прозрачным, видно его только при затемнении. Оранжевое окрашивание щелочью исчезло полностью

Фото 20. Последний аппарат – промывалка с бензином. На базе 3 л углекислотного огнетушителя. Большой кран на макушке в качестве затвора для заправки емкости. Два шаровых краника и один игольчатый позволяют, как пропускать газ транзитом, так и обогащать его парами бензина с регулируемой степенью или перекрывать путь газу вовсе. Пары бензина полезны при сварке металлов. При пайке стекла, они позволяют несколько разнести в пространстве тепло факела и отчасти регулировать его температуру

Фото 21. Групповое фото всех компонентов аппарата. Кучнее товарищи, кучнее, все должны видеть объектив

Факел с примесью максимума паров бензина.

1. Корж В.Н., Дыхно С.Л. – Обработка металлов водородно-кислородным пламенем. Киев, «Техника», 1985 г.

2. Бондаренко Ю.Н. Лабораторная технология. Изготовление газоразрядных источников света для лабораторных целей и многое другое.

Babay Mazay, зима, 2022 г.

Предложенный источник питания – низкочастотный (НЧ), значительной мощности и может быть применен в домашней мастерской или лаборатории как блок питания (БП) небольших установок для высокочастотного (ВЧ) нагрева, трансформатор БП может питать низковольтные маломощные лабораторные печи, например, для водородного отжига, миниатюрные вакуумные печи, индукционные катушки и другие подобные приборы. Здесь, БП сконструирован, в основном, для питания электролизера (для разложения воды и получения гремучего газа) небольшой мощности.

Назначение БП во многом определило его облик – кроме электрических параметров, это выпрямитель с удобным управлением, открытое исполнение, места и конструкция внешних вводов-выводов. Кроме этого, конструктивно БП собран на специальной стальной раме удобно расположенной поверх основного узла электролизера — реактора с трубой бака и фильтром отделителем щелочной пены, стыкующийся с ним. Такое расположение укорачивает сильноточные соединения и уменьшает потери в них, дает возможность сделать тяжелый аппарат до некоторой степени мобильным.

Что потребовалось для изготовления.

Набор слесарного инструмента, в том числе и небольшой сварочный инвертор с принадлежностями; набор слесарного инструмента и инструмента для электромонтажа. Комплектующие и материалы, железки из металлолома, крепеж, ЛКМ, ветошь, мелочи.

НЧ трансформатор для БП электролизера применил трофейный – доставшийся по случаю, от самодельного зарядного устройства для автоаккумуляторов (Фото 2, 3).

Фото 3. Несмотря на заржавленость, трансформатор прилично намотан и собран, гудит едва слышно, ток холостого хода (х.х.) вполне умеренный. Габаритная мощность – на глазок, этак с киловатт-полтора.

Первым делом поставил, и без БП тяжелый и неудобный для перемещений, реактор на колесики (Фото 4). «Тележку» — отрезок квадратной трубы с парой фабричных колес, сто лет назад сделал для перемещений деревообрабатывающего станка. Теперь, отыскал давно ненужную железку в хламе и зачистил от ржавчины, укоротил – вырезал кусок трубы в средней части, сварил оставшееся встык. Подготовил и приварил тележку к крайнему торцевому профилю реактора.

Фото 4. Реактор на колесиках.

Фото 5. Положение аппарата с колесами – наклонное, для нормальной циркуляции электролита между реактором и баком.

Два колеса и три опорные точки позволяют в одиночку перекатывать тяжелое устройство по ровной поверхности; достаточно устойчиво и не катается самостоятельно. В дно трубы вварена крупная соединительная гайка. Ввернув в нее недлинный болт, при необходимости, можно регулировать им наклон аппарата.

Реактор пресс-типа (из стянутого пакета пластин с резинками-изоляторами) подразумевает пропускание электрического тока через элементы конструкции. Открытые выводы пластин реактора несколько утоплены между торцевыми профилями, замыкать которые, в общем случае, нельзя. Металлическая рама БП должна быть от них изолирована.

Сплошной изолятор сделал из плотного дерева – основание-пластину из 15 мм фанеры, бортики из березовых брусочков. Выпилил заготовки, собрал на саморезы и столярный ПВА.

Фото 6. БП электролизера, изолятор. Идея.

Фото 7. Изолятор в сборе.

Деревянный изолятор плотно сидит на выступах торцевых профилей реактора, к железкам он прикреплен двумя парами недлинных болтиков М6 с широкими – «кузовными» утопленными шайбами (Фото 8).

Фото 8. Привинченный к реактору изолятор. Добавился и специальный паз для удобного вывода проводов.

Для металлической рамы БП подобрал в своих закромах железки, срезал лишнее, зачистил от ржавчины. Основную часть сварил на живую нитку по месту (Фото 9) – закрепив на изоляторе, небольшими точками, чтобы не слишком горело дерево.

Фото 9. Сварка рамы БП. Начало.

Модуль управляемого выпрямителя находится сбоку от трансформатора и расположен стоя. Для него также по месту вварены пара вертикальных кронштейнов из нетолстой стальной квадратной трубки. Из этой же трубки сделал и ограничители (Фото 10, 11).

Фото 10. Почти готовая рама БП и ее изолятор. Отмечены трубки-ограничители.

Фото 11. Рама БП в сборе с изолятором. Хорошо видна работа ограничителей удерживающих раму от любых горизонтальных перемещений.

Фото 12. Компоновка элементов БП на раме.

Реактор электролизера имеет несколько вариантов подключения, с несколькими вариантами напряжений и тока. В одних случаях требуется напряжение меньше и работать будут только трансформатор с выпрямителем, в других больше, и тогда, им в помощь, понадобится батарея оксидных конденсаторов. Им будет удобно на специальном кронштейне над трансформатором.

Фото 13. Попутная «формовка» батареи старых электролитических конденсаторов – напряжение около ¾ рабочего, маломощный выпрямитель-мост и токоограничительный резистор 3.3 кОм.

Конденсаторы при формовке соединены параллельно. Измеряя напряжение до и после резистора контролируем процесс – как только станет равным, можно выключать. Дело небыстрое — мои наращивали изоляцию полторы недели.

Покрашенные в два слоя рама и изолятор досохли – можно собирать.

Фото 14. Начало сборки отделанных оснований БП, установка трансформатора, примерка на электролизере.

На фото хорошо видна специальная конструкция реактора, для подобной установки БП – «на голову» — удлиненные вверх торцевые заключительные профили, выведенные вбок выходной патрубок со шлангом.

Установил и закрепил мелкими винтиками модуль выпрямителя. Для основного соединения с трансформатором сделал пару мощных проводов, аналогично соединениям в выпрямителе – зачистил наждачкой нетонкий медный обмоточный провод, нарезал кусками и залудил. Собрал в два пучка, изолировал тремя слоями термотрубки, сформовал и впаял (Фото 15).

Фото 15. Вид на паянные соединения между выпрямителем и трансформатором.

По необходимости, место пайки осторожно (канифоль, может вспыхнуть и засажить место пайки) подогревал строительным феном. После остывания заизолировал липкой лентой.

Являясь по своей природе, человеком довольно рассеянным, при подобных работах стараюсь как можно чаще проверять сделанное пробным включением, тогда ошибки выявляются гораздо раньше, исправлять их значительно проще. В данном случае интересно было явно увидеть сколько каждое плохое соединение съедает электричества – к выходному напряжению прирастало вольт-два буквально после каждой пайки, и это при весьма умеренной нагрузке.

Фото 16. На внешнем торце трансформатора, на выступающих шпильках закрепил березовый брусочек для крепления сетевых проводов.

Все их зачистил-залудил и свел в два пучка – выводы от мощного трансформатора, его маломощного «сервисного» брата из выпрямителя, выводов сетевого шнура и вишенкой – неоновой лампочкой из сломанного электрочайника – уже с сопротивлением и по самую маковку заделанной в термотрубки. Пучки скрепил нетолстой залуженной проволочкой и тщательно пропаял. Изолировал двумя слоями термотрубок.

Фото 17. Сетевые выводы БП. Окончательный вид. Лампочка выглядывает.

Выводы от выпрямителя к пластинам реактора сделал из нетонких проводов с моножилой, заканчивающихся клеммами-наконечниками «под винт». Для параллельного соединения двух секций пластин реактора, понадобилось четыре провода. Провода в клеммы впаял (Фото 18).

Фото 18. Для хорошего затягивания припоя в клемму, в каждом стаканчике просверлил отверстие Ø 1.5 мм (отмечены) и кроме самих проводов, плотно натолкал недлинных луженых медных обрезков, чтобы при пайке задействовать капиллярные силы.

Все перемазал флюсом-пастой для огневой пайки, грел небольшой горелкой, паял свинцовым ПОС-61.

Фото 19. Остатки кислотного флюса отмывал в горячей воде, сначала с содой, потом в чистой. Применил ультразвуковую мойку.

Отмытые и высушенные места пайки закрыл несколькими слоями термотрубки.

На внешней стороне стенки модуля выпрямителя, закрепил колодку с парой винтовых клемм – для подключения внешнего герконового датчика давления. От колодки к схеме управления, по элементам конструкции провел провод в тройной изоляции (Фото 20).

Фото 20. Колодка для удобного и разъемного подключения внешнего датчика. Сверху закрывается табельной прозрачной крышечкой.

Фото 21. Подключение к средней пластине реактора вывода «+». Пришлось снимать привинченный изолятор. Второй конец вывода зажимается в винтовой клемме автоматического выключателя на выходе выпрямителя БП. После установки.

Фото 22. Для минусовых выводов зачистил от краски места на торцевых профилях. «Полки» у моего швеллера, толщины внушительной — просверлил отверстия, нарезал М8, притянул наконечники недлинными болтиками. Подложил под головки по шайбе и по стопору.

Фото 23. Реактор электролизера с пристыкованным и подключенным БП.

Babay Mazay, апрель, 2022 г.