RU217226U1

RU217226U1 - Hydrogen brazing device

Info

Publication number: RU217226U1
Application number: RU2023101360U
Authority: RU
Inventors: Григорий Олегович Макаров; Дмитрий Геннадьевич Шевцов
Original assignee: Григорий Олегович Макаров; Дмитрий Геннадьевич Шевцов
Filing date: 2023-01-23
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Полезная модель относится к газопламенной обработке материалов, а именно к устройствам для пайки материалов водородно-кислородным пламенем. Технический результат достигается в устройстве водородной пайки, содержащем электролизер, соединенный с горелкой, цепь питания электролизера содержит импульсный блок питания с возможностью преобразования входного переменного тока из электросети в постоянный ток на выходе блока питания для цепи питания пластин электролизера и возможностью управления значением постоянного тока, имеется программируемый контроллер, который подключен к блоку питания с возможностью подачи управляющего сигнала для управления значением постоянного тока цепи питания пластин электролизера, к контроллеру подключен датчик тока цепи питания пластин электролизера. Технический результат – повышение надежности и долговечности устройства. 1 ил.

The utility model relates to gas-flame processing of materials, namely to devices for soldering materials with a hydrogen-oxygen flame. The technical result is achieved in a hydrogen soldering device containing an electrolyzer connected to a burner, the power supply circuit of the electrolyzer contains a switching power supply with the ability to convert the input alternating current from the mains into direct current at the output of the power supply for the power supply circuit of the electrolyzer plates and the ability to control the value of the direct current, there is a programmable controller that is connected to the power supply unit with the possibility of supplying a control signal to control the value of the direct current of the power supply circuit of the electrolyzer plates, a current sensor of the power supply circuit of the electrolyzer plates is connected to the controller. EFFECT: increased reliability and durability of the device. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к газопламенной обработке материалов, а именно к устройствам для пайки материалов водородно-кислородным пламенем.The utility model relates to gas-flame processing of materials, namely to devices for soldering materials with a hydrogen-oxygen flame.

Известен аналог – устройство водородной пайки – SU967704, 21.05.1981, содержащее электролизно-водный генератор (электролизер), соединенный через гидрозатвор, газосушитель, узел для регулирования состава газовой смеси и предохранительный клапан с горелкой, узел регулирования состава газовой смеси выполнен в виде газораспределителя гремучего газа, соединенного через параллельно установленные барботеры со смесителем.An analogue is known - a hydrogen brazing device - SU967704, 05/21/1981, containing an electrolysis-water generator (electrolyzer) connected through a water seal, a gas dryer, a unit for regulating the composition of the gas mixture and a safety valve with a burner, the unit for regulating the composition of the gas mixture is made in the form of an explosive gas distributor gas connected through parallel-mounted bubblers with a mixer.

Недостатком аналога является низкая надежность и низкая долговечность устройства, что обусловлено нестабильностью состава горючей смеси, поступающей в горелку, и значительным пенообразованием на поверхности электролита.The disadvantage of analogue is the low reliability and low durability of the device, due to the instability of the composition of the combustible mixture entering the burner, and significant foaming on the surface of the electrolyte.

Известен аналог – устройство водородной пайки – RU2035274, принятое в качестве прототипа, содержащее электролизно-водный генератор (электролизер), соединенный через гидрозатвор, барботер и газосмеситель с горелкой, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные фильтр, трансформатор и стабилизатор тока, а также датчик давления газа с блоком индикации, причем вход электролизно-водного генератора подключен к выходу стабилизатора тока, второй вход которого подключен к датчику давления газа.An analogue is known - a hydrogen brazing device - RU2035274, adopted as a prototype, containing an electrolytic-water generator (electrolyzer) connected through a water seal, a bubbler and a gas mixer with a burner, characterized in that a filter, a transformer and a current stabilizer are connected in series, and also a gas pressure sensor with an indication unit, the input of the electrolytic-water generator is connected to the output of the current stabilizer, the second input of which is connected to the gas pressure sensor.

Недостатком прототипа является низкая надежность и низкая долговечность устройства, что обусловлено пенообразованием и эрозией пластин электролизера. Пенообразование и эрозия пластин являются следствием питания переменным током с превышением в процессе работы его силы оптимальной величины. Указанные факторы приводят к выходу пластин электролизера из строя в течение года и требуют либо замены на новые, либо химической очистки пластин от коррозийного налета.The disadvantage of the prototype is the low reliability and low durability of the device, due to foaming and erosion of the plates of the cell. Foaming and erosion of the plates are the result of alternating current supply with an excess of its optimal force during operation. These factors lead to the failure of the electrolyzer plates within a year and require either replacement with new ones or chemical cleaning of the plates from corrosive deposits.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и долговечности устройства водородной пайки.The technical result of the proposed utility model is to increase the reliability and durability of the hydrogen soldering device.

Технический результат достигается в устройстве водородной пайки, содержащем электролизер, соединенный с горелкой, цепь питания электролизера содержит импульсный блок питания с возможностью преобразования входного переменного тока из электросети в постоянный ток на выходе блока питания для цепи питания пластин электролизера и возможностью управления величиной постоянного тока, имеется программируемый контроллер, который подключен к блоку питания с возможностью подачи управляющего сигнала для управления величиной постоянного тока цепи питания пластин электролизера, к контроллеру подключен датчик тока цепи питания пластин электролизера.The technical result is achieved in a hydrogen soldering device containing an electrolyzer connected to a burner, the power supply circuit of the electrolyzer contains a switching power supply with the ability to convert the input alternating current from the mains into direct current at the output of the power supply for the power supply circuit of the electrolyzer plates and the ability to control the magnitude of the direct current, there is a programmable controller that is connected to the power supply unit with the possibility of supplying a control signal to control the value of the direct current of the power supply circuit of the electrolyzer plates, a current sensor of the power supply circuit of the electrolyzer plates is connected to the controller.

На фиг.1 изображена схема устройства водородной пайки.Figure 1 shows a diagram of a hydrogen soldering device.

Устройство водородной пайки содержит электролизер 1, как показано на фиг.1, соединенный с горелкой 2, цепь питания 3 электролизера содержит импульсный блок питания 4 с возможностью преобразования входного переменного тока I_с электросети 5 в постоянный ток I_э на выходе блока питания 4 для цепи питания 3 пластин 6 электролизера 1 и возможностью управления величиной постоянного тока I_э, имеется программируемый контроллер 7, который подключен к блоку питания 4 с возможностью подачи управляющего сигнала управления величиной постоянного тока I_э цепи питания 3 пластин 6 электролизера 1, к контроллеру 7 подключен датчик тока 8 цепи питания 3 пластин 6 электролизера 1.The hydrogen soldering device contains an electrolyzer 1, as shown in figure 1, connected to a burner 2, the power supply circuit 3 of the electrolyzer contains a switching power supply 4 with the ability to convert the input alternating current I _from the mains 5 into direct current I _e at the output of the power supply 4 for the circuit supply of 3 plates 6 of the electrolyzer 1 and the ability to control the value of direct current I _e , there is a programmable controller 7, which is connected to the power supply 4 with the ability to supply a control signal to control the value of direct current I _e of the power circuit 3 plates 6 of the electrolyzer 1, a sensor is connected to the controller 7 current 8 power circuits 3 plates 6 electrolyzer 1.

Рассмотрим пример конкретной реализации устройства водородной пайки. Электролизер 1 выполнен в виде двадцати пластин 6 из нержавеющей стали (на схеме для упрощения показаны только две пластины), пространство между которыми на 70% заполнено электролитом – раствором NaOH. В нижней части пластин имеются отверстия для выравнивания уровня электролита. Пластины 6 стянуты шпильками, а пространство между ними герметизировано резиновыми прокладками 9. В верхней части пластин имеются отверстия для связи незаполненной электролитом части пространства в единую газовую емкость электролизера, из которой в процессе генерации отбирается горючий газ. Газовая емкость электролизера соединена шлангом с газовой горелкой 2. В месте отбора горючего газа из электролизера установлен датчик давления 10. Блок питания 4 выполнен с возможностью управления величиной выходного постоянного тока I_э путем изменения напряжения. В качестве программируемого контроллера 7 принят микроконтроллер CAREL c.pCO mini Enhanced, выполненный в едином корпусе с интерфейсами подключения к нему блока питания 4 и датчика тока 8. Датчик тока 8 основан на эффекте Холла и падение напряжения на его контактах, связанных с контроллером 7, пропорционально силе тока цепи питания пластин 6 электролизера 1.Consider an example of a specific implementation of a hydrogen soldering device. Electrolyzer 1 is made in the form of twenty stainless steel plates 6 (only two plates are shown in the diagram for simplicity), the space between them is 70% filled with electrolyte - NaOH solution. At the bottom of the plates there are holes for leveling the electrolyte level. Plates 6 are pulled together with pins, and the space between them is sealed with rubber gaskets 9. In the upper part of the plates there are holes for connecting the part of the space not filled with electrolyte into a single gas tank of the electrolyzer, from which combustible gas is taken during generation. The gas tank of the cell is connected by a hose to the gas burner 2. A pressure sensor 10 is installed at the place where combustible gas is taken from the cell. The power supply 4 is configured to control the value of the output direct current I _e by changing the voltage. The CAREL c.pCO mini Enhanced microcontroller is adopted as a programmable controller 7, made in a single package with interfaces for connecting a power supply 4 and a current sensor 8 to it. The current sensor 8 is based on the Hall effect and the voltage drop across its contacts connected to the controller 7, proportional to the current strength of the power supply circuit of the plates 6 of the electrolyzer 1.

Рассмотрим пример работы устройства водородной пайки. Программируемый контроллер 7 программируют на поддержание величины силы тока I_эцепи питания пластин электролизера на заданный уровень. В цепь питания 3 пластин 6 подают постоянное напряжение от блока питания 4. Между пластинами начинается электролиз, в процессе которого смесь газообразного водорода и кислорода отводится из газовой емкости электролизера и попадает в горелку 2, манипулируя которой оператор осуществляет пайку. Благодаря питанию электролизера постоянным током значительно ниже пенообразование в процессе электролиза. Со временем вследствие разогрева электролита изменяется его проводимость (снижается сопротивление), провоцируя рост силы тока I_э цепи электролизера. Изменение тока фиксируют датчиком тока 8 и передают на контроллер 7, который выдает сигнал блоку питания 4 на изменение напряжения цепи питания пластин электролизера для поддержания силы тока I_эцепи питания пластин электролизера постоянным на изначально заданном уровне. Благодаря поддержанию тока постоянным снижается эрозия пластин 6 электролизера. В устройствах-аналогах, где силу тока I_эцепи питания пластин электролизера не поддерживают постоянным, пластины подвергаются сильному воздействию эрозии и спустя год сильно коррозируют, в результате чего требуют либо замены на новые, либо химической очистки от коррозийного налета.Consider an example of the operation of a hydrogen soldering device. The programmable controller 7 is programmed to maintain the magnitude of the current I _{e of} the power supply circuit of the electrolyzer plates at a predetermined level. A constant voltage is supplied to the power circuit of 3 plates 6 from the power supply 4. Electrolysis begins between the plates, during which a mixture of gaseous hydrogen and oxygen is removed from the gas tank of the electrolyzer and enters the burner 2, by manipulating which the operator performs soldering. Due to the supply of the electrolyzer with direct current, foaming during the electrolysis process is significantly lower. Over time, due to heating of the electrolyte, its conductivity changes (resistance decreases), provoking an increase in the current strength I _e of the electrolyzer circuit. The change in current is fixed by the current sensor 8 and transmitted to the controller 7, which sends a signal to the power supply 4 to change the voltage of the power supply circuit of the electrolyzer plates to maintain the current strength I _{e of} the power supply circuit of the electrolyzer plates constant at the initially set level. By maintaining the current constant, the erosion of the plates 6 of the cell is reduced. In analogue devices, where the current strength I _{e of} the power supply circuit of the electrolyzer plates is not maintained constant, the plates are strongly eroded and after a year they are severely corroded, as a result of which they require either replacement with new ones or chemical cleaning from corrosive deposits.

Claims

A hydrogen soldering device containing an electrolyzer connected to a burner, the power supply circuit of the electrolyzer contains a power supply, characterized in that the switching power supply has the ability to convert the input alternating current from the mains into direct current at the output of the power supply for the power supply circuit of the electrolyzer plates and the ability to control the value of this DC, there is a programmable controller, which is connected to the power supply unit with the possibility of supplying a control signal to control the value of the direct current of the power supply circuit of the electrolyzer plates, a current sensor of the power supply circuit of the electrolyzer plates is connected to the controller.