СССР ао A9AaN нзоеретеннй н вткрытн11 (53) УДК 66.012-52(088.8) (72) Авторы изобретения граден,,» кий,,, Л. Г. Миронов, Г. И. Челноков, В.И.Балакин и А.А.Ро (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ

ВОДЫ

Изобретение относится к способам автоматического управления процессои

I получения водорода и кислорода при электролизе воды и может быть использовано.нри газопламенной пайке и сварке смесью газов в электронной, электротехнической, радиотехнической промышленности.

Известен способ управления процессом электролиза, в котором изменяют ток, прокодящий через электролитичес10 кие ячейки электролизера, в зависимости от давления газовой смеси (1, Недостатком известного способа является то, что изменение температу15 ры электролита за счет колебаний температуры окружающей среды приводит к качественному изменению состава

Смеси, а именно с изменением температуры электролита и его концентраО ции меняется количество водяных паров.

Водяной пар является балластным газрм, на нагрев которого в газопла-, менных горелках до температуры газопламенной обработки расходуется часть энергии водородно-кислородного пламени. В связи с этим происходит изменение геометрических размеров пламени, его калорийности и стабильности во времени, Все перечисленное, в конечном счете, ухудшает качество свариваемого изделия. Выделить составляющую водяных паров из общего состава газовой смеси трудна из-за отсутствия надежных и точных датчиков сбора информации о количестве водяных паров в газовом объеме.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления процессом получения водорода и кислорода при электролизе воды путем регулирования силы тока, проходящего через электролит; в зависимости от давления газовой смеси 21.

Недостаток данного способа заключается в том, что происходит заметное изменение калорийности и геометрических размеров пламени из-эа изменений температуры электролита и влажности газовой смеси, При этом стабильность газового пламени в процессе пайки и сварки относительно невелика, Это связано с тем, что управление процессом ведет"я только по изменению давления газов на выходе рабочей камеры (горелки). Известный способ не учитывает изменение температуры электролита в электролизере и соответственно насыщенность газов водяными парами и влагой перед горелкой.

Целью изобретения является стабилизация качественных характеристик газовой смеси.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно регулируют силу тока, проходящего через нагревательный элемент рабочей камеры, в зависимости от соотношения температур газовой смеси на выходе рабочей камеры и электролита в электролизере..

На чертеже представлена функциональная схема системы автоматического управления, реализующей данный способ.

Способ осуществляется следующим образом.

При прохождении электрического тока через ячейки биполярного электролизера 1, заполненные электролитом, в процессе электролизера происходит изменение температуры электролита в сторону увеличения и соответственно увеличивается содержание водяных паров над электролитом. Полученная водородно-кислородная смесь, насыщенная водяными парами, подается при частичной ее конденсации в рабочую камеру 2 через нагревательный элемент 3. Температуру паров над электролитом измеряют датчиком 4, температуру нагрева газовой смесивЂ” датчиком 5. Измеренные значения температур электролита и газовой смеси подают на регулятор 6 соотношения температур, имеющий в своем устройстве задатчик (на чертеже не показан), с помощью которого задают постоянное соотношение температур.

При повышении температуры электро.лита Т в электролизере регулятор 6 формирует регулирующее воздействие на увеличение напряжения на нагревательном элементе 3. В результате

89747

4 температура газовой смеси на выходе рабочей камеры Т@ повышается..

При достижении соотношением рассматриваемых температур заданного значения повышение напряжения на нагревательном элементе 3 прекращается.

Однако температура Т может повыЬ шаться из-за инерционности конструкции нагревательного элемента 3. Если

И при этом Т достигает предела зоны нечувствительности регулятора 6, то последний формирует регулирующее воздействие на уменьшение напряжения на нагревательном элементе 3. В

15 результате температура Т> понижается

Таким образом, заданное соотношение

Т . Т поддерживается автоматически с определенной точностью, зависящей в основном от инерционности объекта щ регулирования (конструкции нагревательного элемента 3).

Постоянное соотношение температур выбрано в пределах ТВ . T> = 4-5, где Т вЂ” температура газовой смеси

25 на выходе рабочей камеры, Т э вЂ” температура электролита.

Нижнее значение соотношения температур выбирают из условий получения перегретого ара, имеющего свойства газа, обладающего минимальным влагосодержанием, а верхнее значение соотношения температур ограничивается минимальной температурой самовоспламенения газовой смеси. Для водородно35 кислородной смеси стехиометрического состава минимальная температура самовоспламенения 400о С. Поэтому пределы варьируемого соотношения температур выбраны именно такими.

Датчиком давления 7 измеряется давление в рабочей камере 2, выходной сигнал датчика давления 7 поступает на вход регулятора давления 8, который воздействует на блок питания

9 электролиэера 1. Выходной сигнал

4$ регулятора 6 воздействует через блок питания 10 на нагревательный элемент.

3 рабочей камеры 2 °

Применение данного способа автоматического управления позволяет о стабилизировать температуру электролита и влажность газовой смеси и за счет этого повысить стабильность газового пламени в процессе пайки и сварки. Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом получения водорода и кисСоставитель Э.Склярский

Техред И. Гайду Корректор

Редактор И.Митровка

Заказ 10904/46 Тираж 707 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лорода при электролизе воды путем регулирования силы тока, проходящего через электролит, в зависимости от давления газовой смеси, о т л ивЂ” ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации качественных характеристик газовой смеси, дополнительно регулируют силу тока, проходящего через нагревательный элемент рабочей камеры, в зависимости от соотношения

889747 .4 температур газовой смеси на выходе рабочей камеры и электролита в элект. ролизере.

Э Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 11 3966567, кл. 204-105R, 1976.

2. Патент США 9 4081656, tO кл. 219-137.31, 1978.

Способ автоматического управления процессом получения водорода и кислорода при электролизе воды

Электролизер // 889745

Диафрагменный электролизер монополярного типа // 887629

Установка для электрофореза // 887628

Монополярный мембранный электролизер // 886755

Способ получения 1,2-дихлорэтана // 884263

Монополярный электролизер фильтрпрессного типа // 883192

Способ сборки электролизера для получения гремучего газа // 2100482

Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия // 2100483

Изобретение относится к электрохимии и касается способа обработки воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления путем электролиза водного подземной минерализованной воды с содержанием хлорида натрия от 1,5 до 15 г/л

Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия // 2100483

Способ получения раствора фосфита // 2102534

Изобретение относится к электрохимической технологии, к способам получения соединений фосфора, используемых в качестве восстановителей

Способ регулирования давления в электролизере, электролизер для производства водорода и кислорода (варианты) и электролизер для получения водорода // 2102535

Изобретение относится к способу регулирования давления в электролизере, который производит водород и кислород при разложении электролитической жидкости с помощью электрического тока, содержащем герметичную, работающую под давлением электролитическую ячейку для получения водорода и кислорода, водородную линию для отвода водорода из ячейки в водородный накопитель, кислородную линию для отвода кислорода из ячейки и средства подачи электролита в ячейку, при этом между давлением кислородной линии и давлением водородной линии поддерживают заданную разность давления при прохождении кислорода/водорода через один или более пружинных перепускных клапанов, причем давление в водородной линии подводят к пружинной стороне перепускного клапана

Электролизер для электрохимического фторирования и способ электрохимического фторирования (варианты) // 2103415

Изобретение относится к способу электрохимического фторирования (варианты) и электролизеру для его осуществления

Способ получения электролитического диоксида марганца // 2105086

Изобретение относится к способу получения электролитического диоксида марганца, включающему электролиз раствора, содержащего сернокислый марганец и свободную серную кислоту, при этом для приготовления раствора берут отработанный электролит с концентрацией свободной серной кислоты 300-370 г/л, который после отделения осадка марганца обрабатывают карбонатом марганца из расчета 1,17 кг на 1 кг свободной серной кислоты с последующей фильтрацией электролита. Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано, в частности, для приготовления катализатора, применяемого для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и выбросах промышленных предприятий, для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а также для других индустриальных и природоохранных целей

Фотоэлектрохимическое устройство // 2105087

Изобретение относится к области фотоэлектрохимии (электрохимической физики)

Способ получения электролитического диоксида марганца // 2105828