Электролизер высокого давления для получения гремучего газа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный научно-исследователь ский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А.Скочин ского и Украинский филиал Всесоюзногнаучно-исследовательского института горной геомеханики и.маркшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 366653, кл. С 25 В 1/12, 22.03.71,2. Авторское свидетельство СССР 9 485865, кл. С 25 В 1/12, 1302.74.(54) (57) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРЕМУЧЕГО ГАЗА, включающий корпус, в котором расположены электродная камера с электролитом и камера газонакопйения, отделенные одна от другой перегородкой, в теле которой выполнены циркуляционные каналы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности при неизменных габаритах электролизера, он снабжен обратным клапаном с отверстиями, размещенными в перегородке,в которой оо стороны электродной камеры выполнена кольцевая проточка, объем которой находит-. ся,в отношении с объемом электролита, вытесняемым обратным клапаном при, 9 его срабатывании, 1,25-15,5 Ч ЪЧ Ъ 1,25 МВерхний предел отношения объема кольцевой проточки Ч к объему электролита, вытесняемого обратным клапаИзобретение относится к электро-литическому получению гремучего газа с целью использования его в качестве взрывчатого энергоносителя вгазодинамических устройствах.Известен электролизер для получения водорода и кислорода, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для ввода (отвода) электролита иобразующихся газов в газонакопительС 13 10Однако подобная конструкция электролизера с разнесенными камерой длягазонакопителя и камерой для электролита с электродной группой приполучении смеси водорода с кислородомпод высоким давлением характеризуется большой массой и габаритами,так как все эти камеры должны бытьрассчитаны на давление взрыва сжатого гремучего газа.Известен также электролизер высокого давления для получения гремучего газа, включающий корпус, в котором расположены электродная камеРа с электролитом и камера газонакопления, отделенные дРуг от дРугаперегородкой, в теле которой выполнены циркуляционные каналы 2 1.Недостатком подобной конструкцииявляется необходимость выполнениякамеры газонакопления и электроднойкамеры равнопрочными и рассчитаннымина давление взрыва гремучего газа,хотя инициирование взрыва возможнолишь в камере газонакопления.35Цель изобретения - увеличение производительности электролизера при егонеизменных габаритах.Поставленная цель достигается тем,что электролизер высокого давления 4 Одля получения гремучего. газа, включающий корпус, в котором расположеныэлектродная камера с электролитом икамера газонакопления, отделенные одна от другой перегородкой, в теле которой выполнены циркуляционные каналы, снабжен обратным клапаном с отверстиями, размещенными в перегородке,в которой со стороны электродной камеры выполнена кольцевая проточка,объем которой находится в отношениис объемом электролита, вытесняемым обратным клапаном при его срабатывании, 1,25-15.На чертеже представлен электроли- -зер высокого давления,55Электролизер включает цилиндрический корпус 1, с торцовыми, крышкаминижней 2 и верхней 3. В нижней крышкеразмещен токоввод 4, а в верхней -штуцер газоотвода 5. Корпус 1 состоит 60из камеры газонакопления б и камеры 7с электродной группой 8, Эти камерыб и 7 разделены, например, тарельчатым, обратным клапаном 9, которыйснабжен каналами в , кольцевой перфорации 10, кольцевым ограничителем рабочего хода вниз 11 и ограничителемхода вверх 12. В камере 7 с электродной группой 8 выше уровня электродов,коаксиально обратному клапану 9,выполнена кольцевая проточка 13, имеющая нижнюю кромку 14. Газовый энергоноситель из камеры газонакопленияб по штуцеру 5 через пламепреградитель 15, поступает в газодинамический исполнительный орган 1 б.Представленный электролизер работает следующим образом,При приложении напряжения к электродной группе 8 газы, отрываясь отэлектродов, поднимаются вверх частично в газонакопитель б через перфорацию 10 обратного клапана 9, а частично заполняют кольцевую проточку13, вытесняя из нее электролит. После полного вытеснения электролита изпроточки 13 по ее нижнюю кромку 14все газы поступают в камеру газона"копления б через обратный клапан 9.В случае отказа пламепреградителя15 в цепи газового питания газодина-.,мического устройства 1 б возможенобратный ход пламени в камеру газонакопления б, что приводит к взрывув нем гремучего газа. При этом обратный клапан 9 под действием давлениявзрыва совершает рабочий ход вниз иложится на свой ограничитель 11,отсекая при этом давление взрыва вкамере газонакопителя б от камеры .7 с электродами 8, Кольцевая тупиковая пРоточка 13 обеспечивает срабатывание обратного клапана 9 за счет сжатия гремучего газа в кольцевой прО- .точке 13 до давления Рсж, котороедолжно быть ниже давления самовоспламенения при адиабатическом сжатии,Р60 спл исх= б Р хРи с х - исходное давление гремучего газа). Следовательно,для надежного срабатывания клапана 9,необходимо выполнить неравенство:СЖЬОспл = исх = раб фРобрабочее давление в электролизере),С учетом коэффициента запаса, равного 0,8 Р0 ф 8 Рвоспл ==0,8. б РР = 4,8 РР Ь 5 РР,б.На основании закона Бойля Мариоттаустановим соотношение между объемами тупиковой кольцевой проточки 13Чк и объемом жидкости, вытесняемойобратным клапаном 9 -Чж,Ч=р, Ч-Чр Ксж рсиб Ч -ЧК, ЖТаким образом, искомое отношениеобъемов принимает вид;1011730 Составитель В.БанниковРедактор А.Гулько Техред М.Коштура КорректорА.Повх Эаказ 2698/34 Тираж 641 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.; д.4,/5Филиал ППП фПатент, г.ужгород, ул.Проектная,4 ном при его срабатывании Чж , определяется исходя из конструктйвных соображений, т.е. минимизации габари-.тов.и массы электролизера, и при увеличении этого соотношения свыше15 приводит к неоправданному расходу материала и увеличения габаритов электролизера.При соблюдении этого отношения объемов давление в камере 7 с электродной группой 8 остается в процессе 10 взрыва в газонакопителе близким к рабочему давлениюР б в электролизере, что позволяет.йзготовить стенки камеры 7, с электродной группой 8, исходя из величины рабочего давления Рэлектролиза, а не из дав-ления взрыва. гремучего газа, РвзР = 9 ,ф 12 Р к, как в известных.кондтрук- циях.Таким образом, высвобожденный объем в электролизере используется для размещения дополнительных электро-: дов, что обеспечивает рост производительности электролизера по .газу. Достигаемое снижение толщины стенок электродной камеры обеспечивает так. ж снижение массы электролизера.