Рисунок 1.
Продолжим описание небольшого стационарного электролизера для домашней лабораторной мастерской. Как бы мала ни была производительность самого реактора, в результате распада воды мы получаем в нем обычно смесь газов – водорода и кислорода. Отметим, что смесь стехиометрична, т.е находится в идеальных пропорциях для обратного соединения (при горении) и замечательно перемешана. Просто принеси свечу. Эта смесь имеет говорящее название – «взрывоопасный газ». Он горит с очень высокой скоростью и обладает огромной взрывной энергией. Взрывоопасный газ образуется редко, кроме как при горении, и здесь весьма вероятно явление обратного удара. Комплектация практичного электролизера содержит, помимо реактора, ряд вспомогательных емкостей – устройств для удобства эксплуатации, очистки газа и, конечно же, безопасности. Взорвать любой из них опасно, но самый страшный кошмар — это взрыв внутри реактора. Он имеет принципиально более слабую конструкцию и наполнен горячим сильным раствором щелочи. Распространение опасно для кожи и в два раза опаснее для глаз, поэтому в любом случае следует носить как минимум защитные очки.
Хорошо бы газы разделять сразу в реакторе. Это было бы и практичнее, и намного безопаснее. Однако реакторы этого типа значительно сложнее и требуют доступа к станкам и специальным материалам для мембран.
Существуют специальные барьеры для прохождения волны пламени по шлангам, большинство из которых неэффективны для столь быстрого перемешивания и должны быть изготовлены из щелочестойких материалов. Громоздким и не очень практичным, но очень надежным защитным устройством здесь может стать гидрозатвор – газ пропускают через слой жидкости, обычно воды, и возможное пламя отсекается.
Рис. 2. Принципиальная схема устройства и подключения приборов практического электролизера.
Где - 1 - реактор, 2 - его питание, 3 - выносной электролитный бак с фильтром-пенощелочным сепаратором, 4 - питатель, 5 - реле давления, 6 - обсуждаемый гидрозатвор, 7 - пузырьки с бензином, 8 - осушитель газа, 9 - тонкий фильтр сухой щелочи.
На схеме (рис. 2) показано положение гидрозатвора – перед реактором, если следовать по пути обратного хода.
Здесь необходимо упомянуть существенный нюанс – при работе реактора он неизбежно нагревается за счет нагрева металлических элементов конструкции и электролита. После выключения все это остывает, создавая внутри вакуум и при аналогичном (рис. 2, поз. 6, 7) расположении дисков, способных перетягивать рабочие жидкости по шлангам в близлежащие агрегаты. Технологическая вода из порта поступает в реактор и загрязняет электролит нежелательными примесями; бензин может попасть в порт и попасть в реактор во время следующего цикла. Прекратить этот позор можно, отсоединив шланги от приборов после окончания работы, что очень неудобно. Гораздо лучше использовать специально разработанные диски (рис. 3), которые лишены этого недостатка и одинаково хорошо работают в обоих направлениях. В химии такие устройства известны как «бутылки Тищенко».
Рис. 3 Схема «бутылки Тищенко» и ее работа в разных режимах.
На практике практичнее и надежнее выполнить перегородку в цилиндрическом сосуде в виде еще одной трубки меньшего диаметра, вставленной коаксиально.
Материаловедение. Крепкий раствор щелочи в реакторе накладывает табу на использование меди и сплавов алюминия. К нему устойчивы никель и специальные марки нержавеющей стали. Обычная черная сталь также работает удовлетворительно. Несмотря на работу клапана с обычной водой, щелочь в него более или менее, но практически бесконтрольно проникает в виде пены и скапливается.
Сила. Взрывоопасный газ — вещество взрывоопасное и капризное, а диски заполнены рабочими телами лишь частично. Остальное его. Конечно, распространение их внутренностей не так опасно, как в реакторе с концентрированной горячей щелочью, но неприятно. Опыт показывает, что баллон углекислотного огнетушителя легко выдерживает взрыв; Баллоны с жидким пропаном имеют такую же прочность, хотя форма менее удобна. В качестве емкости здесь используется баллон от огнетушителя (не порошковый!) емкостью 5 литров. Черная сталь, все соединения сварные.
Что потребуется для работы.
Помимо материалов – набор сантехнических инструментов, в том числе разнообразных электротехнических. Использовались сверлильный станок, небольшая угловая шлифовальная машина, сварочный инвертор с принадлежностями, малярные материалы и сопутствующие товары.
К точке.
Несколько списанных, но еще заряженных углекислотных огнетушителей были приобретены случайно. Один из них потушил начавшийся пожар у соседа. Защитить оставленный без присмотра деревянный дачный домик – это то, чем можно гордиться. Строгать пустой огнетушитель по дереву лучше всего на токарном станке, получается быстрее, аккуратнее и аккуратнее, но я справился болгаркой с диском 125 мм.
Фото 4. Разметка верха баллона. Как угадать?
Фото 5. Разрез прошел удачно со второго раза, с первого раза стенку не прорезал, "вошел в плоть" - массивность дуги литого цилиндра я не рассчитал.
Фото 6. Отпиленная крышка, вид сверху. Виден неудавшийся слепой разрез. Кстати, труба сделана из стали и при простой пузырьковой конструкции (как на рис. 2, точки 6, 7) можно было бы обойтись более чем скромной работой – достаточно приварить дополнительный фитинг.
Фото 7. Подготовка внутренней перегородки труб. Стандартный прокатный диаметр. 70 мм. При этом объем внутри трубы и между стенками примерно одинаковый.
На картинке показана маркировка концов. Прямолинейность угла обеспечивается листом бумаги, обернутым вокруг трубки, здесь достаточно формата А4. Края листа должны совпадать. Край листа тщательно закрашивается мелом.
Фото 8. Нижний край камеры должен иметь зазор с нижней частью цилиндра. Это удобно проверять при сборке с помощью зубцов. На фото их маркировка. Мел листом, точки стержнем, тонкие линии ручкой сантехника.
Фото 9. Зубья нарезаются болгаркой. Что за монстр, любой японский ниндзя, наверное, отдал бы правую руку за такого зверя!
Фото 10. Края отверстия пришлось слегка подправить полукруглым напильником и, как сказал бы известный поэт (с опилками в голове) - "Войдите. И выйдет!».
Возможно, поэт добавил бы, что если бы он что-нибудь понял, нора есть нора, а нора - это кролик, но он бы ударил мохнатым пальцем по небу.
Фото 11. Заготовка для камеры взята с некоторыми оговорками для удобства сборки. Вставил до упора, «подхватил» с четырех сторон и аккуратно проварил шов.
Электроды - ОК-46 марки ЭСАБ Тюмень игровые. Диаметр 3 мм. Герметичный шов достигается без труда.
Фото 12. Отрезал выступающую часть патрубка заподлицо с краем цилиндра, вырезал подозрительный участок, прокипятил и почистил.
Фото 13. Подготовленный к сборке «верх», к очищенной горловине прикрепили сварочную прищепку «заточку». Просверлил отверстие диаметром 10 мм по оси впускного штуцера, и удерживал железку на предметном столике станка газовым ключом в той же горловине.
Фото 14. Составной сосуд. Неудавшийся глухой шов также заварили. Немного подчистил шлифовальной машинкой. Сбоку имеется еще одно отверстие для второго кронштейна под приваренную трубу сепаратора.
Фото 15. Импровизированное вытачивание штуцера на сверлильном станке.
Заготовка представляет собой кусок стального стержня. На этом же станке, неподвижным сверлом, вращающим заготовку, сверлилось осевое отверстие диаметром 3 мм. При точении станок выставлен на высокие обороты ~3000 об/мин, УШМ работает. После использования шлифовального диска я зашлифовал неровности наждачной бумагой, а под нее подложил кусок толстого фетра.
Фото 16. Пара готовой стальной фурнитуры.
Фото 17. Бульбулятор со сварной самодельной арматурой.
Брызги от сварки и некоторые неровности по возможности были зачищены. Тем же шлифовальным кругом я снял стандартную краску огнетушителя вместе со всеми липучками и наклейками. В принципе, прибор готов, но обращаться с ним уж больно неудобно — он тяжелый даже без воды, гладкий и толстый. Вы не хотите это брать. Но тебе нужна ручка!
Фото 18. Рукоятка сборно-сварная. Я сделал его из металлолома, обрезков арматуры и так, чтобы он не выходил за боковые размеры цилиндра. Двойной сверху – удобнее держать и входящий шланг можно пропустить через зазор, чтобы он не перегнулся на штуцере.
Рисунок 19.
Литература.
Самодельный стационарный электролизер малой мощности для домашней мастерской. Автореферат.
Бабай Мазай, октябрь 2022 г
[моё]Поделки с процессом Своими руками ХоббиЭлектролизёрЭлектролизСамоделки Длинный пост 6 Поддержка ЭмоцииБольше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Электролизер. Водяной затвор.