切割和焊接水。方案、说明

切割和焊接水。无线电电子电气工程百科全书

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本文介绍了如何制造一种小型但功能强大的气割和焊接设备的改进版本，其工作原理是通过电解碱水溶液产生氢氧易燃混合物。

自 1985 年以来，我拥有了第一台能够切割和焊接难熔金属的“水燃烧器”。我根据“Modelist-Constructor”杂志上的材料制作了它（现在已经开始小规模生产类似物以供销售）。现在，我向读者介绍我的最新开发成果，虽然有所改进（更多的工作板、改进的侧板和用于排出易燃气体混合物的可靠配件），但其工作原理与电解槽相同。

我认为，对于那些第一次遇到这种设备的人来说，用最笼统的术语解释（并提醒其他人）这种结构的本质是什么是有用的。而且她很简单。

切割和焊接水
米。 1.一种用于切割和焊接的装置，对弱碱性溶液的电解产物进行操作：a-框图，b-现成的自制设计； e - 带整流电源电压的电源，2 - 电解槽，3 - 液封，4 - 燃气燃烧器，5 - 电流表，6 - 用于打开设备的旋钮，7 - 用于更改操作模式的旋钮（突然改变供电电源）到负载），8 - 旋钮控制电位器，9 - 用于在折叠状态下存放电线的支架，10 - 便携式木箱，11 - 插头

切割和焊接水
米。 2.电解槽（“八十槽”版）：1-侧板（胶合板，s12，2块），2透明颊板（有机玻璃，s4，2块），3-电极板（锡，s0,5； 81 件）、4 - 密封隔离环（5 毫米耐酸碱橡胶，82 件）、5 - 绝缘套管（麻布管 6,2x1，L35，12 件）、6 - M6 螺柱（4 件） ..)、7-带锁紧垫圈的M6螺母（8个）、8-可燃气体混合物出口管、9-弱碱性溶液（电解槽内容积的2/3）、10-接触端子（精制）铜，2 件），11 - 接头（“不锈钢”），12 - 管接螺母 M10，13 - 接头垫圈（“不锈钢”），14 - 袖口（耐酸碱橡胶），15 - 填充物颈部（“不锈钢”），16 - 连接螺母 Ml8，17 - 加油口垫圈（“不锈钢”），18 - 密封垫圈（耐酸碱橡胶），19 - 加油口盖（“不锈钢”））、20——密封垫片（耐酸碱橡胶）

在通过四个销钉连接的侧板之间，有由橡胶圈隔开的金属电极板。这种电池的内部细胞腔充满了其体积的 1/2...3/4 的弱碱水溶液（KOH 或 NaOH）。从直流电源施加到极板上的电压会导致溶液分解（电解），同时释放出大量的氢气和氧气。这种气体混合物经过特殊的液体密封（图 1a），然后进入燃烧器，燃烧时可以获得许多工艺过程（例如金属切割和焊接）所需的高温。 ) - 约1800°C。

电解槽的生产率取决于溶液中碱的浓度和其他因素。最重要的是 - 电极板的尺寸和数量以及电极板之间的距离，而电极板之间的距离又由电源参数决定 - 功率和电压（每个电间隙 2...3 V位于彼此相邻的两个板之间）。

我建议的直流电源设计可在“家庭作坊”中制造，也适合 DIY 新手。它们甚至能够确保“八十单元”（该单元有 81 个电极板）电解槽的可靠运行，更何况是“三十单元”电解槽。一种变体，其电路图如图4所示。 0，还允许您轻松调整功率以实现与负载的最佳匹配：第一阶段 - 1,7...1 kW，第二阶段（SA1,7 打开时） - 3,4...XNUMX kW。

电解槽的板尺寸为适当的 - 150x150 毫米。它们由厚度为 0,5 毫米的屋顶铁制成。除了 12 毫米的排气孔外，每个板上还钻了四个安装孔（直径 2,5 毫米），在组装过程中将针织针或自行车针穿入其中。后者需要板和垫圈更好地居中，因此在组装的最后阶段从结构中移除。

其实我也是绞尽脑汁才让“烧水器”变得方便可靠，就像爱迪生电灯一样：打开它就开始工作，关掉它就不工作了。一项特别麻烦的任务不是电解槽本身的现代化，而是与其输出端相连的液封的现代化。但是，一旦我们放弃了标准使用水作为防止气体形成电池内火焰蔓延（通过连接管）的屏障，转而使用……煤油，一切就立即顺利进行。

为什么选择煤油？首先，因为与水不同，这种液体在碱存在下不会起泡。其次，实践表明，如果煤油滴意外落入燃烧器火焰中，火焰不会熄灭 - 仅观察到少量闪光。最后，第三：作为一种方便的“分离剂”，煤油在密封时在防火方面是安全的。

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米。 3.煤油密封及其工作原理（a-电解槽运行时，b-设备关闭时）：1-气缸（2个），2-塞子（2个），3-入口接头，4 - 出口接头，5 - 煤油，6 - 适配器（钢管）

下班后、休息时等。燃烧器当然会熄灭。电解槽内形成真空，煤油从右侧槽流至左侧槽（图 3）。然后 - 空气烘烤，之后燃烧器可以存放任意长时间：随时可以使用。当它打开时，气体压迫煤油，煤油再次流入右侧油箱。然后气体开始冒泡...

设备中的连接管 - PVC。只有一根细橡胶软管通向燃烧器本身。所以关掉电源后，用手把这个“橡胶”弯曲一下就足够了——火焰最终会发出轻微的噗噗声，就会熄灭。

切割和焊接水
米。 4、供电单元示意图

还有一个微妙之处。虽然电源（见图4）能够为3,4千瓦的负载提供电力，但在业余练习中使用如此大功率的情况非常罕见。为了“不驱动电子设备”几乎为空（在半波整流模式下，当输出为 0...1,7 kW 时），为电解槽配备另一个电源非常有用 - 更小、更简单（图5）。本质上，这是许多 DIY 爱好者都知道的全波可调整流器。此外，470欧姆电位器的“引擎”相互连接（机械地）。从结构上讲，这种连接可以使用带有两个 Textolite 齿轮的简单齿轮传动装置来实现，也可以使用更复杂的装置（例如游标器（在家用收音机中））来实现。

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米。 5. 电路中使用晶闸管和自制变压器的电源选项

电源中的变压器是自制的。使用一组由变压器钢制成的Ш16x32作为磁路。绕组包含：初级 - 2000 匝 PEL-0,1；次级 - 2x220 转 PEL-0,3。

实践表明：经过考虑的自制气割和焊接设备，即使在最频繁的使用下，也能够正常工作很长时间。然而，每10年需要进行一次彻底的维护，这主要是由于电解槽的原因。后者的板在腐蚀性环境中工作，上面覆盖有氧化铁，氧化铁开始充当绝缘体。我们必须清洗盘子，然后用砂轮进行清洁。此外，更换其中四个（在负极），它们被“负”附近积累的酸性残留物腐蚀。

因此，建议仅用蒸馏水填充电解槽，并使用盐污染最少的碱性溶液（存在微量硫酸和盐酸化合物是不可接受的）。

使用所谓的排水孔（除了填充物和气体出口）也很难被认为是合理的，这是在开发设备时考虑到的。同样可选的是在设备的方案中引入罐以收集累积的超强碱。此外，“无罐”设计的运行表明，在10年的时间内，煤油百叶窗的底部不会积聚超过半杯这种“有害液体”。去除积累的碱（例如，在维护期间），并将下一部分纯煤油倒入百叶窗中。

作者：V.Radkov，鞑靼斯坦

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