Способ автоматического управления процессом получения водорода и кислорода при электролизе воды

Способ автоматического управления процессом получения водорода и кислорода при электролизе воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ив

Соцнаанстмческин

Ресттттбттнк 889747 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2401.80 (21) 2873003/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 1 51281. Бюллетень JA 46

Дата опублйкования описания 15.1281 (51)М. Кл.

С 25 В, 15/02

G 05 D 27/00

Веуларетеенный кемнтет

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 смеси— 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

В

25 на выходе рабочей камеры, Т э — 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 и— 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.