自動恆壓式氫氧氣體發生裝置的製作方法
2023-10-11 06:26:09 2
專利名稱：自動恆壓式氫氧氣體發生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型用電解水方法製取氫氧混合氣體用於金屬和非金屬焊接、切割及加熱，屬火焰焊接、火焰切割領域。
以電解水的方法獲得氫氧混合氣體用於氣焊、氣割和加熱有很大的社會效益和經濟效益，國內外目前正在加緊研製和開發，例如CN2089385U和CN2083095U所公開的技術就是一種實用的電解水氫氧焊接切割裝置，該裝置利用電解水產生的氫氧混合氣體，用於金屬的氣焊式切割及加熱，是一種經濟、無汙染和使用方便的能源。
但是現有技術仍存在如下不足，需進一步改進。一，電解液冷卻散熱問題，電解液在電液過程中溫度增高，必然水蒸氣的含量增大，因而影響裝置的連接正常工作；現有技術採用中空組合式電解槽，雖然改善了散熱條件，但是自然冷卻不能使電解液的溫度控制在正常的工作範圍內。另一個方法是採用了冷凝器，但僅對產生的氫氧氣體進行冷卻，電解槽內的電解液得不到冷卻。二、密封問題，現有技術採用多個螺栓將極板與橡膠圈壓在一起，在受熱和壓力作用下，螺栓和橡膠圈處於交變疲勞載荷的作用，其密封性能不好。三、壓力穩定問題，現有技術都採用開關控制因而壓力波動大，影響加工質量和工作效率。
本實用新型的目的在於提供一種自動調節恆壓式氫氧氣體發生裝置。以解決現有技術中存在的散熱差、密封性能不好、壓力不穩定問題。
這種自動恆壓式氫氧氣體發生裝置是由電解槽 體，冷卻器、水封洗氣筒、回水防止器、整流電路等組成，其要點是電解槽體(3)為多槽組合式結構，各電解槽用高強度密封膠粘合，用螺栓緊固，電解槽 中間極板外伸部分為散熱片，外伸部分的面積不小於接觸電解液部分的面積，循環泵的吸液孔與氣水分離器的底部相通，其出液孔與電解槽體相通，利用循環泵將電解液經冷卻器、氣水分離器又注回電解槽體中以構成冷卻循環迴路，冷卻器為多排並聯式結構，並用風扇進行冷卻，冷卻的氣體經過氣水分離器出氣口、水封洗氣筒、吸水器和回火防止器輸送到焊、割炬上，(氣水分離器、水封洗氣筒、吸水器的頂部都安裝洩壓膜以利安全，裝置中採用電流和壓力兩級負反饋以及電接點壓力表輸入控制及觸發電路，以調整節整流電路輸出電流大小，從而保持輸出氣體壓力恆定。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
圖1為自動恆壓式氫氧氣體發生裝置的原理示意圖圖2為電解槽結構示意圖圖3為電解槽剖面示意圖圖4為整流電路示意圖在實施例中，(見
圖1)整流電路(1)的輸入端接入電網，其輸出直流電的正負端與電解槽體(3)兩端電極相連，在直流電路上串接電流傳感器(2)，電流傳感器(2)的輸出接入控制與觸發電路(17)。電解槽體(3)的氣液出口(21)與冷卻器(8)的入口相通，其電解液入口(23)與循環泵(4)的輸出端相連通，循環泵(4)的輸入端與氣水分離器(7)的底部相通，液位計(5)的兩端固定在氣水分離器(3)的側壁上且與之相連通。在氣水分離器(7)的頂部安裝了洩壓膜(6)。冷卻器(8)的出口與氣水分離器(7)的入口連接，氣水分離器(7)的出氣口與水封洗氣筒(10)進氣口相連，水封洗氣筒(10)的頂部裝有洩壓膜(11)，其出氣口與吸水器(12)的進氣口相連，吸水器(12)的頂部安裝洩壓膜，吸水器(12)的出氣口與一四通相連。電接點壓力表(13)、壓力傳感器(16)及回火防止器的輸入端與四通相連。電接點壓力表(13)輸出的氣體超壓及欠壓電信號輸入到控制與觸發電路(17)，壓力傳感器(16)和電流傳感器(2)輸出的電信號進入控制與觸發電路(17)，冷卻風扇自上而下吹整流元件、冷卻器(8)和電解槽體(3)，回火防止器(14)的出口接到焊、割炬(或其它燃燒裝置)上。
電解槽體(3)為雙極性電極多槽組合式結構(見圖2、圖3)，其中(18)為電極端板，(19)為中間電極板，(20)為絕緣密封圈，(21)為氣液出口，(22)為電解槽，(23)為電解液入口，(24)為緊固螺栓，(25)為絕緣套，(26)為絕緣套。電極端板(18)只做單電極，同時承受壓力，中間電極板為雙極性，一面為陰極、一面為陽極，不承受壓力。中間電極板(19)有外伸部分，其面積不小於接觸電解液部分的面積，用於增加極板散熱冷卻電解液，各電解槽體(3)為多槽組合結構，各電解槽(22)用高強度密封膠粘合，同時用螺栓(24)緊固。冷卻器(8)為多排並聯式結構，使流體速度大大降低以增加散熱時間，在冷卻風扇(9)的作用下，對流體進行充分冷卻。冷卻下來的流體(電解液和氫氧混合氣體)進入氣水分離器(7)，在分離器(7)中冷卻的電解液與混合氣體分離，混合氣經其出口進入水封洗水筒(10)中。冷卻的電解液由循環泵(4)將其送入電解槽體(3)中進行循環。從水封洗氣筒(10)出來的混合氣經過吸水器(12)對其進一步乾燥，然後送入焊、割炬。氣水分離器(7)，水封洗氣筒(10)和吸水器(12)的頂部均安裝洩壓膜，以保證裝置的可靠安全。
整流電路(見圖4)是用橋式整流模塊QL直接將電網電壓整流，經一可控矽元件SCR調節輸出電流大小，以實現自動控制。採用高電壓，小電流方案，在同樣產氣量條件下能大大減少電解產生的電阻熱，降低單位產氣量的能耗，並減輕裝置的冷卻負擔。採用橋式模塊整流成本低、體積小，整機重量輕，元件安裝及散熱問題容易解決，電路中採用可控矽SCR的目的是為了調節輸出電流大小以實現產氣量的自動控制，同時可控矽所需的觸發電路也簡單。
電流傳感器(2)取出的電流反饋信號與壓力傳感器(16)取出的壓力反饋信號形成雙環反饋，與給定信號比較，由其差值大小控制觸發可控矽脈衝前移或後移以調節整流電路(1)輸出電流大小，從而調節產氣量大小，以保持輸出氣體壓力恆定。
本裝置操作方便，通電一分鐘左右即可點燃使用，具有成材低、無汙柒，安全可靠，切口光滑、加工質量好等優點，是十分理想的氣割焊設備的更新換代產品。
權利要求1.一種自動恆壓式氫氧氣體發生裝置，包括電解槽體(3)、冷卻器(8)、氣水分離器(7)，水封洗氣筒(10)、回火防止器和整流電路等構成，其特徵在於a、電解槽體(3)為多槽組合結構，各電解槽(22)用高強度密封膠粘合併用螺栓緊固，中間電極板(19)的外伸部分為散熱片。b、冷卻循環泵(4)的吸液孔與氣水分離器(7)的底部相連通，其出液孔與電解槽體(3)相通，電解液和氣體從電解槽體(3)的出氣孔(21)進入冷卻器(8)，從冷卻器(8)又回到氣水分離器(7)、從而構成冷卻循環迴路。c、在水封洗氣筒(10)的出口四通管接頭上安裝壓力傳感器(16)和電接點壓力表(13)，在直流電路上串接電流傳感器(2)，將它們輸出的電信號反饋給控制與觸發電路(17)來調節整流電流(1)。d、水封洗氣筒(10)的出口處連接吸水器(12)，吸水器(12)內充填吸水材料。
2.根據權利要求1所述的氫氧氣體發生裝置，其特徵在於中間極板外伸部分的面積不小於接觸電解液部分的面積。
3.根據權利要求1所述的氫氧氣體發生裝置，其特徵在於氣水分離器(7)、水封洗氣筒(10)和吸水器(12)的頂部設置洩壓膜。
4.根據權利要求1所述的氫氧氣體發生裝置，其特徵在於冷卻器(8)為多排並聯結構並採用風扇(9)對其冷卻。
專利摘要一種自動恆壓式氫氧氣體發生裝置，涉及火焰焊接、火焰切割領域。本裝置的電解槽體(3)採用多槽組合結構，其中間極板(19)的外伸部分為散熱片，利用循環泵(4)將電解液在冷卻器(8)中經風冷後又注入到電解槽體(3)中，降低了電解液和氫氧氣體的溫度，嚴格控制了進入工作系統的水蒸汽含量，提高了火焰溫度。本裝置的控制與觸發電路，採用電流和壓力二級負反饋，從而保持輸出氣體壓力恆定。
文檔編號C25B1/04GK2109398SQ9220127
公開日1992年7月8日 申請日期1992年1月25日 優先權日1992年1月25日
發明者韓德才, 王致清, 高殿榮, 王風 申請人:秦皇島開發區華嘉工程力學研究所, 東北重型機械學院秦皇島分校