Аппарат для электролиза воды под давлением

ППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА 1 ПОД ДАВЛЕНИЕ явлено 29 марта 1947 года в Министерство электростанций СССР за М 918 (38423 Опубликовано 31 павля 1949 годас водородсоединеныислородом; Обычные электролизеры для разложения воды под давлением имеют значительный вес и габариты и низкую удельную производигельность, они требуют постоянного наблюдения за процессом и, кроме того, продукты разложения получаются с повышенной влажностью.Предлагаемая конструкция,реактора свободна от указанных недостатков.Процесс разложения воды полностью автоматизирован, продукты разложения получаются в готовом к употреблению виде, т, е. в сухом н сжатом состоянии.Консрукци аппарата оосится к типу фильтрпресса с плоскимп биполярными электродами. Его отличительная особенность заключается в том, что электроды 1, диафрагмы 2 и тонкие перфорированные сепараторы 3 расположены в общей ванне 4 горизонтально, Прп этом удаление осадков и продуктов разложения с них производится электролитом, циркуляция которого осуществляется при помощи насоса 5.Для снижения удельного расхода энергии процесс ведется при повышенных температурах, для чего стенки реактора имеют изоляцию 9.Обработка получаемых продуктов, т. е. сушка и охлаждение газов,производится в сепараторах 1 О и холодильниках 11.Сепараторы 10 отличаются от обычных тем, что имеют тройное улавливание влаги и осадков с одновременным охлаждением газов.Сепараторы 10 выполнены одним узлом в виде двух концентрических труб, внутри которых помещены змеевиковые холодильники 11. Осевшая влага стекает по дренажным трубкам 12 обратно в ванну 4 и стстойник б, Газыпоступающие в сепараторы 10 по трубкам 13, описывают путь, указанный стрелками и выходят через трубки 14 в регулятор давлен.ия,Регулятор давления предназначен для регулировки уровней и давлений двух сопряженных газов, сжатых в общем сосуде с жидкостью.Принцип действия прибора разработан на основе автомобильного регулятора типа СГ, выполненного в виде двухмембранного редуктора с рычажной передачей. Особенность настоящего регулятора состоит в том, что внутреннее пространство его представляет собой круглую коробку, разделенную двумя мембранами 15 на три полосгп 1 б и 17 Полость 1 б соединяетсяной средой, а,полости 17через трубку 18 с ксдвоенные дозирующие клапаны 19 и 20 связаны с мембранами 15 рычажной передачи 21, толкателями 22 и диафрагмой 23; при этом пружинна 24 и давление кислорода из полости 17 постоянно стремятся закрыть кислородный клапан 19 и открыть водюродный 20 Винт 25 служит для регулировки механизма.Разность давлений в полостях 1 б и 17 (40 - бО мм вод, ст,) создает условияпрогибающие мембраны 15 внутрь полости 1 б навстречу друг другу. Усилия передаются через рычажной механизм 21 к толкателю 2 б, который, перемещаясь влево, .закрывает водородный клапан 20 и открывает кислородный 19, увеличение давления в полости 16 возвращает мембраны 15 в исходное положение и кислородньш клапан 19 под действием пружины 24 закрывается, а водородный 20 открывается. При установившемся режиме оба клапана 19 и 20 зан,имают некоторое среднее положение открытия, зависящее ют расхода и противодавлений на выходе.Предохранительный клапан действует следующим образом,Пройдя через дозирующие клапаны 19 и 20 и трубки 27, газы выходят из реактора в запасную емкость потребителя (на схеме не указывается). На выходе водородной линии поставлен предохранительный клапан 28, который сбрасывает избыточное давление, превышающее наибольшее рабочее, и выдает газ потребителю. Винт 29 и пружина 30 служат для регулировки клапана 28 на соответствующее давление или для спуска давления в реакторе до атмосферного, что необходимо при транспортировках и продолжительных остановках.Особенность клапана 28 состоит в том, что он выполнен в виде мембранного редуктора с выдачей газа под клапан; такая система устраняет влияние противодавлений со стороны емкоспи потребителя, а это дает возможность уменьшить габа,- ,риты регулятора и поворотом одного,винта 29 позволяет закрывать или открывать выдачу обоих газов,Поплавковый механизм одновременно выполняет четыре функции:о регулирует (дозирует) подачу питающей воды; указывает положе,ние уровня жидкости 1 в реакторе;. следит за верхним и,нижним уровнем и отключает реактор от электрической сети в случае каких-либо неполадок в процессе, и после устранения их включает, реактор в работу.Поплавок 31, выполненный из дерева и с защитой ог действия электролита, плавает на поверхности жидкости в реакторе, перемещаясь, при изменениях уровня жидкости. Он поворачивает через трубку 32 и шатун 33,постоянный магнит 34 внутри реактора, который заставляет ловорачиваться магнитную пластинку 35, сидящую вне реактора на одной оси с указательной стрелкой 3 б, Последняя и показывает уровень жидкости на разградуированном циферблате 37,Чувствительными и следящими элементами механизма служат конгакты 38 на указателе уровня 37 и контакт 39 на манометре 40, которые соединены параллельно в цепи с дополнительным механизмом типа ПМна пульте автоматического управления, При замыкании стрелками приборов одного из этих контактов, что может быть при неполадках, аппарат автоматически выключается и вновь включается прп устранении ихВ случае утечки газов или жидкости через неплотности соединений автомат выключает всю установку.Дозировка почитающей воды осуществляется поплавком 31 через трубку 41 и отверстие 42, которое закрывается скользящей трубкой 32 прп подъеме уровня, что прекращает питание, и открывается при опускании.Питание электролизера энергией происходит через пульт автОматического управления следующим образом,Питание реактора постоянным током осуществлено от трехфазной линии через силовой агрегат - мотор- генератор 43. Питание может быть и по иной схеме, например,непосредственно от сети постоянного тока или от генератора и двигателя внутреннего сгорания,Пульт автоматического управления состоит из стандартных частей. В комплект входят реле указательное РУ с катушкой для переменного тока, пускатель типа ПМ, два рубильника на линиях постоянного и переменного тока, один вольтметр и амперметр и соответствующие предохранители.При включении рубильников электролизер включается, при этом главные контакты пускателя ПМпрн разомкнутых контактах 38 и 39 всегда замкнуты. При замыкании одного или обоих контактов 38 и 39, что может быть,при неполадках, реле РУ сработает и равомкнет цепь катушки пускателя ПМ и его главные контакты; в результате этого электролизер выключится. Если после этого контакты,38 и 39 (один или оба) разомкнуть, то цепь катушки РУ тоже разомкнется, якорь ее упадет вниз и замкнет катушку пускателя ПМ; последний включит аппарат в работу вновь.Питающий шприц-насос служит одновременно для впрыскивания в аппарат, питающей воды под давлением и для циркуляции в холодильниках 11 охлаждающей воды при атмосферном давлении.Питание насосом осуществляется пз запасного резервуара 44 с оросительным теплообменником 45 или непосредственно из заводского водопровода. Шприц-насос приводится в действие от общего силового агрегата 43 через гибкий валик 46, Насос может быть присоединен непосредственно к валу агрегата 43 или помещен вместе с клапанамн внутри резервуара 44.Он состоят из небольшого поршня 47 для впрыска, штока 48 и диафрагмы 49 для циркуляциями, Поршень 47 и диафрагма 49 приводятся в колебательное движение качающейся шайбой 50 посредством скошенного ведущего валика, 51. Устройство отличается компактностью и надежностью в работе. Клапаны 52, 53, 54, 55 и Бб служат для водораспределения,При движении штока 48 и диафрагмы 49 влево клапан 52 открывается и вода из резервуара 44 через фильтр 57 забирается. При обратном движении диафрагмы 49 клапан 52 закрывается, а клапан 53 открывается и вода прогоняется по гибкому шлангу 58 в холодильник 11, откуда, она возвращается обратно по другому шлангу 59 через душ 45 в резервуар 44. Проходя душ 4 Б вода охлаждается.и вновь вступает,в оборот.При движении поршня 4 влево клапан 54 открывается и вода из сети холодильника 11, т. е. из того же резервуара 44, через фильтр 57 забирается.При обратном движении поршнч 47 клапан 54 закрывается, а 55 открывается и вода впрыскивается в реактор через тонкую трубку 41,и отверстие 42, Расходуемая вода из резервуара 44 периодически пополняется.В случаете закрытия отверстия 42 при верхнем уровне жидкости в реакторе питающая вода поршнем 47 сбрасывается через клапан 56 обратно в заборную сеть, при этом пружина 6 устанавливается в соответствии с давлением внутри,реактора.Принудительная циркуляция элек тролита осуществляется коловратным насосом 5, расположенным в нижней части реактора. Он приводится в действие от того же силового, агрегата 43 через квадратный хвостовик ведущего валика 62 и гибкий валик 63. Насос, а также и шприц-насос могут приводиться в действие и по другой схеме, например от одного небольшого электромотора мощностью 100 - 120 вт (для суточной производительности реактора 75 - 100 м).Насос 5, забирая чистый электролит из верхней части отстойника 6, через отражатель 64 и фильтр 65 подает его в ячейки фильтрпресса, откуда электролит проходит сепараторы 10 и возвращается по дренажным трубкам 12 обратно в отстой. ник б.Ротор бб насоса совершает кача тельное движение, в результате чего на одной стороне жидкость всегда всасывается, а на другой нагнетается. Обе полости внизу отделены пластинкой. Ротор бб получает движение от полого пальца, 67, внуО;1три которого эксцентрично вращается ведущий валик б 2, уплотненный эластичной трубкой б 8, выдерживающей давление внутри аппарата.Штуцер б 9 вместе с ведущим ва.ликом б 2 и уплотнением б 8 вставляется в корпус насоса и крепится с его телом на резьбе Уплотнение штуцера 69 с патрубком реактора 70 обычное,Предмет изобретения 1. Аппарат для электролиза воды под давлением, состоящий из корпуса с тепловой изоляцией вокруг его нижней части и расположенных внутри электродов, отл и ч а ющ,ийся тем, что последние расположены горизонтально и соединены с системой трубопроводовпо которым совершается принудительная циркуляция электролита, при помощи насоса для удаления образующихся на электродах газов,2. Видоизменение аппарата для электролиза воды под давлением по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сушки газов и регулирования давления, в верхней части корпуса аппарата 4 вмонтированы устройства 10 - И для сепарации и сушки газов и устройство 15 - 30 для регулирования давления газов.3, Применение в аппарате по п,п. 1 и 2 устройства, состоящего из связанных между собой поплавка 31, реле и следящего механизма 37 для автоматического регулирования и управления процессом электролиза.