Электролизер относительно небольшой мощности, здесь, предназначен для повышения температуры пламени настольных и ручных стеклодувных горелок в домашней мастерской. При этом гремучий газ подмешивается в обычную горючую смесь - пропан-воздушную или пары бензина в воздухе. Сжигание чистого гремучего газа в специальных микрогорелках позволяет получить небольшой высокотемпературный факел для работы с металлами, стеклом, керамикой – разогрев, резка, пайка, сварка. Все это расширяет возможности мастерской, а в стеклодувном смысле – является почти полной заменой баллонного кислорода для работы с тугоплавкими стеклами, что позволит не связываться с неудобным в доставке баллонным кислородом - в удаленную местность и в одиночку.
Электролизер - обычного, классического принципа действия и не претендует на волшебные параметры позволяющие задействовать его для отопления или питания ДВГ автомобиля. КПД прибора меньше 1.0 - энергии на получение горючего газа тратится больше, чем получается при его сжигании.
Структура прибора
Электролизер для получения гремучего газа не является и весьма простым аппаратом превращающим воду в горючее - это сложный прибор, требующий расходных материалов (ряд химикатов, электричество), внимания и регулярного обслуживания. Необходимо хорошо представлять процессы, происходящие в электролизере, способы и средства для изменения параметров прибора. Кроме самого реактора - емкости с электродами разлагающими воду из электролита, электролизер должен быть снабжен рядом дополнительных аппаратов для очистки и осушения газа, обогащения его углеводородами (важно при сварке, пайке стекла), блоком питания с автоматикой поддерживающей рабочий режим и устройствами безопасности (Рис. 2).
Электролизер стационарный, предназначен для многочасовой ежедневной работы и расположен близко к рабочему месту – в конструкции предусмотрены меры повышенной надежности и безопасности. Вместе с тем, прибор не содержит дорогих и дефицитных комплектующих и материалов, блочная конструкция аппарата позволяет гибко изменять конфигурацию аппарата и его мощность (производительность), легко обслуживать и ремонтировать прибор. Недостаток такого построения – большая масса и занимаемый объем аппарата, невозможность удобной транспортировки.
Гремучий газ имеет высокую скорость горения и большую энергию взрыва, обычные меры против «обратного удара», как например, защитные сетки в патрубках или медная «путанка» нередко оказываются малоэффективными, поэтому все части прибора и системы питания горелки (карбюратор для получения паров бензина) выполнены с избыточной прочностью, выдерживающие подрыв без аварии. Кроме того, в сосудах прибора, по возможности, уменьшен объем свободного пространства занимаемый гремучим газом. Говоря о вероятном взрыве, нелишне напомнить и об опасности разбрызгивания горячей (реактор при работе нагревается) вполне концентрированной щелочи, в первую очередь для глаз.
Существенно уменьшает вероятность обратных ударов и автоматическое поддержание в электролизере избыточного давления около 0,4 Атм. Теоретически, давление было бы выгодно поддерживать более высоким, при этом снижается газонаполнение электролита, понижается его сопротивление и уменьшаются омические потери и нагрев реактора. Практически же, конструкцию следует рассчитывать как минимум на десятикратное повышение давления в случае подрыва и исходить из соображений прочности.
Электролит
Электролизер работает на воде. Для понижения её сопротивления и увеличения КПД прибора в воду добавляют щелочь - NaOH или KOH. Концентрация этих веществ не одинакова, кроме того, едкий натр удобнее в эксплуатации - при потенциальных протечках электролита, высыхая, он осыпается в виде соды, в отличие от КОН, которая превращается в расплывающийся на воздухе поташ. В приготовленный один раз электролит добавляют только расходующуюся воду. Полностью электролит заменяют раз в несколько лет - для удаления продуктов распада электродов и резинок-изоляторов.
Электролит в реакторе не обновляется годами, расходуя только воду - чистую Н2О. Все примеси из воды и щелочи остаются внутри, постепенно сгущаясь до сверхконцентрированных агрессивных растворов которые интенсивно разрушают резину и электроды - вода должна быть хорошо дистиллированной, щелочь - химически чистой. Более того, присутствие в электролите катионов металлов (Pb, Sn, Zn, Fe, Cr, Mo) приводит к их выделению на катоде в виде осадка и резкому увеличению скорости коррозии электродов.
Материаловедение
В среде горячей щелочи, при протекании значительных токов, распространенные сорта нержавеющей стали разрушаются быстрее обычной конструкционной стали и стоят много дороже. Заграничные энтузиасты рекомендуют редкий и дорогой сорт нержавейки. Заводские электролизеры также строятся из обычной черной стали. Практика показывает, что при интенсивной эксплуатации стойкость таких пластин-электродов вместе с прокладками из обычной неспециальной резины (например, транспортировочные кольца от газовых баллонов [2]) - около 10 лет. Весьма стойкие пластины получаются из чистого никеля (дорого) или при гальваническом никелировании железа. Все части аппарата соприкасающиеся с электролитом (щелочью) её пеной или туманом, здесь выполнены из черной стали. Алюминий и медные сплавы в такой среде быстро разрушаются.
Расчет реактора электролизера
Точные громоздкие расчеты числа и размеров пластин–электродов [1], в практике домашней мастерской можно заменить приближенными, но вполне действенными соотношениями. Они таковы:
мощность рассеиваемую одной парой электродов не желательно принимать выше 22 Вт., при этом потери энергии на нагрев электролита и конструкций реактора умерены даже при длительной работе;
практическое напряжение на одной паре пластин при котором идет электролиз воды – 1,8…2,4 В;
для получения одного литра газа в минуту требуется БП с габаритной мощностью 150…200 Вт.; при этом, производительности 3,5 - 4 литра газа в минуту (БП ~750 Вт) достаточно для питания ювелирной микрогорелки;
Устройство прибора
Электролизер состоит из конструктивно отдельных узлов-аппаратов соединенных в единый прибор нетолстыми шлангами и/или электрическими линиями. Это реактор (Рис. 3, поз. 1), питающий его постоянным током блок (Рис. 3, поз. 2), аппарат объединяющий в себе бак для электролита и фильтр-гаситель щелочной пены (Рис.3, поз. 3), аппарат для пополнения реактора расходующейся при работе дистиллированной водой, без сброса давления в системе (Рис. 3, поз. 4), реле давления (Рис. 3, поз. 5), водяной затвор (Рис. 3, поз. 6), барботер для насыщения гремучего газа углеводородами (Рис. 3, поз. 7), осушитель гремучего газа (Рис. 3, поз. 8), фильтр-уловитель щелочного тумана (Рис. 3, поз. 9).
Реактор прибора – безбакового типа с пакетом стальных пластин-электродов между которыми зажаты резиновые прокладки. Это межэлектродная электрическая изоляция и герметизация пространства между пластинами. Реактор имеет простейшую конструкцию без разделения получаемых газов – в результате получаем т.н. «гремучий газ» - смесь водорода с кислородом в оптимальном для сжигания, стехиометрическом, соотношении. Наряду с достоинством – простотой, такое построение требует значительных мер по предотвращению проскока пламени внутрь прибора и/или принятия мер по предотвращению аварии.
Внешний бак для электролита позволяет полностью заполнить им реактор, задействуя всю площадь электродов, в отличие от прототипа [2], и повышая общий КПД и стойкость электродов - известно, что их разрушение идет наиболее активно вблизи границы сред, хотя эффект и размывается наличием пены. Благодаря внешнему баку организована и циркуляция электролита через реактор, что улучшает вынос образовавшихся газов (газонаполнение электролита-сопротивление-КПД) и лучше распределяет и рассеивает тепло. Большой запас электролита позволяет прибору слабее реагировать на его расход, что полезно при ручном контроле и пополнении электролизера водой.
Щелочная пена образующаяся при электролизе в реакторе весьма стойка и плотна. Она накапливается и ползет по шлангам из аппарата в аппарат, унося из электролита щелочь. Явление это вредное. Практика эксплуатации электролизера-прототипа [2], показала, что его невысокая пустая колонна-отстойник пены, свою функцию выполняет неважно – фактически задерживает пену только последующий водяной затвор.
Здесь, фильтр-отделитель щелочной пены расположен в верхней части колоны аппарата и представляет собой часть трубы относительно плотно набитую минеральной (базальтовой) ватой. Мелкие пузырьки пены раздавливаются плотно уложенными волокнами, их стенки смыкаются и сливаются разделяясь на газ и жидкость. Недостатком такой конструкции является значительное сопротивление фильтра потоку газа, впрочем, терпимое при невысокой его скорости и расходе.
Блок питания (БП) электролизера с рабочим током около 20 А и напряжением около 50 В, классический низкочастотный, однофазный, с мостовым выпрямителем и без сглаживающего фильтра. Собран из имеющихся элементов, материалов и готового трансформатора.
БП электролизера собран на специальной стальной раме и состыковывается с реактором через изолятор из толстой крашеной фанеры. На выносной штанге амперметр с подсветкой шкалы для беглого контроля правильности работы аппарата.
Датчик (реле) давления для электролизера, на ~0,4 Атм. Герконового типа, выполнен на основе детали от автомобильного мотора и размещен в самой высокой точке аппарата, где его алюминиевый корпус от щелочи защищает газовая пробка в длинном соединительном шланге. Через промежуточное реле датчик отключает выпрямитель БП при достижения в «системе» выбранного давления.
Водяной затвор электролизера. Здесь нужно сказать и о существенном нюансе – при работе реактора, он неизбежно разогревается, нагревая металлические элементы конструкции, электролит. После выключения все это остывает, создавая разрежение внутри и при обычном устройстве промывалок (Рис. 3, поз 6, 7), способное затянуть их рабочие жидкости по шлангам в аппараты соседние. Техническая вода из затвора попадает в реактор и загрязняет электролит нежелательными примесями, бензин может попасть в затвор и при следующем цикле в реактор. Пресечь это безобразие можно отсоединяя шланги от аппаратов после окончания работы, что очень неудобно. Много лучше, применить промывалки специальной конструкции лишенные этого недостатка, работающие одинаково хорошо в обоих направлениях. В химии, такие аппараты известны как «склянка Тищенко». Практически, перегородку в цилиндрическом сосуде удобнее и надежнее выполнить в виде еще одной трубы меньшего диаметра вставленную коаксиально.
Микрогорелка для гремучего газа собрана пайкой из медного-латунного лома и игольчатого краника. Рукоятка плотнейшим образом, с применением молотка, набита тонкой медной проволокой-«путанкой» отожженной на оправке и отмытой в нашатырном спирте от окиси в УЗ мойке. Сопло диаметром 0,7 мм из медного капилляра впаяно твердым медно-фосфорным припоем, наконечники с соплами сменные.
Осушитель гремучего газа. Откуда в получаемом газе вода? Прежде всего, из самого реактора. Он разлагает воду из щелочного раствора, и она испаряется, тем более, что при работе реактор нагревается. Есть и мельчайшие брызги от лопающихся пузырьков пены. Дополнительно, гремучий газ пропускается через водяной затвор сразу после электролизера – обязательная ступень безопасности, предохраняющая от обратного удара, а водород-кислородная смесь весьма к этому склонна. Пары же воды, поступающие в горелку с газом, сильно понижают его температуру.
Фильтр тонкой очистки. Через него проходит осушенный газ и далее поступает «к потребителю». Вся газоподготовка – три аппарата – затвор, барботер с бензином для насыщения, при необходимости, газа парами углеводородов и осушитель. Практика показывает - как это не удивительно, частицы щелочи из электролизера пробираются через все препоны и рабочие жидкости и выпариваясь в горелках, кристаллы калия или натрия, регулярно забивают длинные тонкие сопла, а чистить их трудно. При использовании едкого натра в электролите, хорошо заметно, характерное яркое оранжевое свечение факела, т. н. «содовое свечение». К счастью, эти частицы неплохо улавливаются простейшей набивкой из стекловаты.
Литература
1. Корж В.Н., Дыхно С.Л. – Обработка металлов водородно-кислородным пламенем. Киев, «Техника», 1985 г.
2. Бондаренко Ю.Н. Лабораторная технология. Изготовление газоразрядных источников света для лабораторных целей и многое другое.
Babay Mazay, зима, 2022 г.
Комментарии (82)
kabas
15.10.2023 17:38-5Если свои жизнь и здоровье не жалко, то пожалейте близких, которые могут случайно оказаться рядом. Вы даже не знаете от чего умерете после работы в своей "домашней мастерской" - детонации или вдыхания токсичных паров (вытяжки-то нормальной нет и не будет). Ну и приятным дополнением уже сейчас будут странный цвет лица, заболевания кожных покровов и замечательная беззубая улыбка.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+10Нормальная вытяжка таки есть, а что за токсичные пары от которых произойдут все описанные ужасы?
AlexMih
15.10.2023 17:38+15Как минимум, угрожает выделение газообразного Dihydrogen monoxide. На сегодняшний день ни один известный очиститель не способен полностью очистить воду от этого соединения.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+7Мой Dihydrogen monoxide-индикатор говорит, что в пробах воды и воздуха из мастерской, его ПДК не превышена.
Fell-x27
15.10.2023 17:38+6Я слышал, им кровь с асфальта смывают и охлаждают ядерные реакторы. А среди людей, вступивших с ним в контакт, итоговая смертность составляет 100%. Я бы от этой дряни держался подальше.
PabloP
15.10.2023 17:38А еще некоторые женщины им раньше волосья красили в белый, потом перестали тол ли крови на асфальте стало много то ли в ядреные реакторы все ушло!
Radisto
15.10.2023 17:38Без зубов легко остаться при самой обычной сварке, надо только варить нержавейку. Марганцевистая, говорят, "хороша". У меня есть один хороший товарищ, который таким образом стал похож на хоккеиста за несколько лет. В условиях производства, с вытяжкой, аттестацией рабочего места и инженерами по сварке и ОТ. Горелка на водороде и стекло вряд ли дадут такой эффект
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+1В промышленных электролизерах используются добавки в электролит - для уменьшения пенообразования и повышения стойкости электродов. В основном это соли хрома - сильные канцерогены. Здесь, сознательно их не применяю, смирившись с некоторыми неудобствами. Стекло тоже бывает очень разное, особенно художественное цветное - сколь ни будь заметные работы нужно непременно делать под вытяжкой и защитив глаза от излучения - предупредив т. н. "катаракту стеклодува". В работах на которые прицеливаюсь, а это самодельные радиолампы, также весьма вероятны вредные и опасные вещества, химикаты, излучения. Нужно только действовать вдумчиво и вооружившись наработанным опытом.
mpa4b
15.10.2023 17:38А зачем выпрямлять? Что будет если сразу переменку подать на
бульбуляторэлектроды электролизёра?BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Как-то даже не задавался таким вопросом - классики говорят, дескать, положено прикладывать к каждой ячейке около 2 постоянных вольт для разложения воды. Электролит закипит?
vesowoma
15.10.2023 17:38+1Резко снизится КПД, и да, повышенное выделение тепла. Я делал элетролизер для немного других целей, диоды резко улучшили процесс, без всяких тиристоров
Ну и кто работает зимой на улице - в склянки Тищенко и подобное добавляйте обычную соль!BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Тиристоры здесь, это те же диоды в том же мосту, плюс удобный способ его без хлопот включать-выключать по замыканию маломощного контакта реле давления. Разве только съедают чуть больше напряжения.
В стальном сосуде солёная вода наверное будет приводить к повышенной коррозии? Но наверное, при необходимости, можно подобрать и другую подходящую добавку.
anapogo
15.10.2023 17:38+1Тоже в молодости, в 90-х интересовался таким... молодой\дурной был :-)
а сейчас, берешь баллон газа любого, пропана, да блин хоть и водорода можно...
если о цене, то наверное и дешевле выйдет... то шо безопасней то 100%BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+1У меня мастерская чуть не в лесу, с доступом колесного транспорта только летом в сухую погоду, да и работаю один. Таскать 90 кг баллоны уже спина не позволяет. Если бы позволяли средства приобрести пяток кислородных баллонов на зиму, то и не возился бы.
anapogo
15.10.2023 17:38Так ведь баллоны бывают не только 90 кг...
и не у всех мастерские в таких суровых местах... а, извинте, нафига такая мастерская, которая не может себе позволить нужное количество кислородных баллонов на зиму ?
ZekaVasch
15.10.2023 17:38+3Я думаю в тайге место работы, а чтобы не сойти , там с ума есть мастерская.
Было бы все проще если автор просто поделки из бересты резал. Но тут может прям на месте золотишко плавит. -))
Автору спасибо. Достойный рассказ, в советских журналах схема была попроще . Без всякой защиты.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+3На здоровье!
Нет, не совсем в тайге, хотя и немного пожили с семьей отшельников на Алтае, был такой эпизод. Мы (семья) живем в крохотной деревне, на ее окраине и отделены от "большой земли" низиной с болотом и холмом. Заезд - наверх по этакому глинистому серпантину, расквашивает в непогоду и длинную дорогу никто не чистит зимой, её заваливает снегом. Поэтому завоз грузов только "в навигацию", а пешком добираемся и без всякой техники и этого обычно хватает. Дело привычки и своеобразного планирования. Разумеется, проще заниматься резьбой по дереву, но не так интересно.
sim2q
15.10.2023 17:38немного пожили с семьей отшельников на Алтае
О, расскажите?) /не тут конечно/
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+3В двух словах - дело было больше 10 лет назад - Алтай, Чойский район, хутор под самопровозглашенным названием Чарбай - была там когда-то недалеко такая старая деревня. Около 40 км по тайге, через три брода по речкам, до ближайшего жилья - деревни Паспаул. Там кое-какие магазины, почта. Постоянно жила семья из трех-четырех человек, плюс, приезжал народ погостить. Кто на пару дней, кто на отпуск. Поляна на южном склоне горы, несколько средних домов-срубов и еще парочка совсем маленьких. Хлев, курятник, мастерская. Электричество самодельное - микро ГЭС на ручье, плюс маленький дизель и побольше для станка по дереву. Трактор, старенький японский джип-дизель. Пара коров, пасека, стайка коз, куры, конь. Мы с ними перезимовали.
Алтай-Чарбай, вид с веранды большого дома. Ноябрь, 2009 г. 
Алтай-Чарбай, вид на главный дом. Ноябрь, 2009 г. 
TedBeer
15.10.2023 17:38О Чарбай! Я там бывал еще в начале их эпопеи, пасеку только запустили, электростанция тоже была самая первая версия, еще плохо работала. Может еще доеду когда война кончится. У них есть какие-то каналы (телега например) кроме древнего http://charbay.narod.ru/?
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Увы, мы давно потеряли с ними связь и по старым каналам не отвечают. Что случилось мы не знаем, надеемся, что в худшем случае пришлось перебраться поближе к людям - всё таки возраст, ребёнок. Форум дохлый, со стороны Чарбайцев там нет никакой активности, года этак с 12-го.
Didimus
15.10.2023 17:38Заплюсовал бы, если б мог!
А лошади не спасают? Сани зимой, опять же
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+1Если речь о нашем нынешнем жилье, то какие там лошади! Коров народ перестает держать - больно хлопотно и дорого.
Трактор зимой чистит основные дороги, но до них нужно добраться - это метров 500 по глубокому снегу. Но если ходить каждый день, то натаптывается хорошая тропинка. Лыжи широкие охотничьи вес держат, но по нашим холмам не очень хороши "вверх" - мази по погоде, камус и прочая возня. В этом году обзавелся хорошими снегоступами и очень на них рассчитываю.
sim2q
15.10.2023 17:38+1Я думаю в тайге место работы, а чтобы не сойти , там с ума есть мастерская.
Да что ж за клише такое :)
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+2Да, есть и мельче, но это как пожар стаканом тушить, опять же - кислородные баллоны требуют специальных мер при перевозке, а собственного транспорта у меня нет. С электролизером я расходую только дистиллированную воду, которую могу приготовить и на месте и электричество. Единственный, хотя и довольно крупный минус - факел горелки невозможно сделать окислительным и хорошие легкоплавкие "свинцовые" стекла обрабатывать неудобно - восстанавливается свинец из окиси. То же происходит и с некоторыми цветными стеклами - они окрашены оксидами металлов. Но для нечастых нерегулярных домашних забав можно и обойтись - использую в основном "платиновое" стекло.
Я занимаюсь не только стеклодувным делом - витражи, радио и прочая возня с паяльником, работы с деревяшками и железками. Всего понемногу. Зачем? Интересно ведь!
Didimus
15.10.2023 17:38У вас там радио хорошо ловить, помех мало..
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+2Да вот, этим летом поставил мачту и натянул простую КВ антенну, почти готово SSB радио на 40, 80 м, зарегистрировался в СРР (союз радиолюбителей России) и получил наблюдательский позывной.
dlinyj
15.10.2023 17:38+1Потрясающая работа была проделана, спасибо за статью!
Если не секрет, чем вызвано желание сделать свой, а не использовать готовые решения?
Dr_Faksov
15.10.2023 17:38+4Лет 30 назад Одесский завод "Электронмаш" выпускал подобные аппараты для свободной продажи. Пользовался таким много лет. Он имел размеры примерно 50х30х30 см и весил киллограм 25. Имел регулировку производительности. Давал достататочно мощное пламя, удавалось варить тонкий, примерно 0.3 мм металический лист. И резать тоже удавалось. Был он попроще вашего. И время непрерывной работы значительно меньше. В качестве осушителя использовали обычные тряпки, которыми забивали стакан. Все стаканы, что затвора, что безнина или осушителя были одинаковы, имели ёмкость в одну треть литра примерно и накручивались снизу на основания.
Никакой путанки в горелке (котрых в комплекте было три, с разными диметрами сопел) небыло. Вся защита осуществлялась осушителем. И гибким шлангом, который иногда разрывало вдоль при проскоке пламени. Но это поначалу. Когда привыкаешь к подобной технике то проскоки бывают очень редко.
Основным сферой применения была пайка твёрдыми припоями. Латунь + бура = наше всё.
Основный недостаток - быстрое закипание на полной мощности. Первой доработкой была установка вентиляторов.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+7Я тоже первым делом, с восторгом, освоил пайку латунью и серебряными ювелирными припоями - очень полезная возможность! Тряпки в фильтр всё таки не стоит - могут самовоспламениться от набившейся щелочи. Путанка в ручке нужна очень плотная, это связано с высокой скоростью горения гремучего газа и максимальным предельным диаметром "длинных отверстий" в которых он гаснет. Пришлось подобрать мягкую медную плетенку - экраны от старых промышленных кабелей, отжечь ее не расплавив (плотно навитой на массивной латунной оправке) и отмыв водным раствором аммиака в УЗ ванне. Получилось чудо как хорошо - очень мягкая тонкая чистая проволока которую запрессовал длинным болтом с молотком в медную ручку горелки. Набивка с трудом продувается ртом, но для применяемых микросопел поток газа невелик. Работает отлично, проскоков не было, даже когда я намеренно этого добивался - можно безопасно гасить горелку закрывая краник на ней.
При работе горелки с соплом 0,7 мм электролизер часто включается, но не работает постоянно - можно применить сопло и крупнее. Ток через реактор настраивал концентрацией щелочи в электролите и сделал его меньше нужного - газа хватает, БП и пластины греются весьма умеренно, они даже не горячие - максимум, градусов 40. Опять же - электроды будут жить дольше при невысокой плотности тока. При необходимости, можно без всяких конструкционных изменений добиться и большего расхода газа и факела.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+2На здоровье! Рад, что понравилось. Главным образом стоимостью. Львиную долю материалов удалось подобрать в своих закромах - мои забавы не более чем хобби, а деревенские доходы невелики. А техническое творчество есть техническое творчество - оборудовать место для стеклодувных работ в мастерской не менее интересно чем сами стеклодувные работы.
dlinyj
15.10.2023 17:38Снимаю шляпу, это реально классное решение.
Я спросил, не для того чтобы задеть или обидеть. Порой стараюсь покупать инструмент, чтобы не тратить время на его изготовление и потратить время на изготовление изделия. Но сам по себе способ создания инструмента тоже очень крут!
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+1Я ни в коем случае не принял написанное как выпад, напротив, очень вам благодарен за теплые слова - не во многих они рождаются, еще меньше не ленятся их написать. Это вдохновляет на бумагомарательство в будущем. Спасибо! Опять же - все сказанное в ответ чистая правда без следов сарказма - процесс нередко интереснее результата.
Radisto
15.10.2023 17:38Помню, был я молод и глуп, очень молод и невероятно глуп, как я сейчас понимаю.
Электролизер был собран из стеклянной емкости с резиновой пробкой, бурбулятор из аптечного пузырька, тоже стеклянного, разумеется, соединено всё было стеклянными лабораторными трубками 1 мм на кусках резинового шланга. Внезапно оказалось, что диаметр 1 мм для гремучего газа - это очень много, он совершенно не пропан-бутан. Конечно, он взорвался в трубках, пробил бурбулятор (с полной деструкцией корпуса) и дошёл до электролизера с тем же результатом. В общем, разнесло в крошку всё, что в принципе можно было разнести. По случайности (а также в связи со смутным чувством того, что что-то делалось не так) рядом никого не оказалось, и обошлось без травм
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+2В подобных делах хорошая карма очень важна : ) Неоднократно видел на фото стеклянные емкости и в самодельных электролизерах, и в бензиновых карбюраторах-бульбуляторах. Что тут скажешь! Стекло еще и рентгеном не находится.
Bedal
15.10.2023 17:38+1А концентратор кислорода, выдающий 60% кислород, тыров за 20-30 - не подойдёт для таких работ?
Да, это скучно и за деньги - но, если требуется для работы... Да, это небольшие объёмы, но поддува/сварки, может, и хватит?
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Да, это неплохой вариант и такие приборы часто используют барышни для декоративного стеклоделия на небольших горелках - т. н. "лэмпворк" - изготовление некрупных шариков из цветного стекла, нередко, весьма замысловато украшенных. Для дамской бижутерии. Только такие приборы нужно приобретать обязательно новыми - у них ограниченный ресурс "молекулярного сита", а замена стоит дорого. Для нормальной настольной стеклодувной "пушки", могут понадобится несколько таких приборов не самой маленькой производительности.
Bedal
15.10.2023 17:38фильтры, на самом деле, можно купить оптово и не так дорого - стоит поискать. Хотя... сейчас... они французские были по большинству.
Срок службы фильтра точно не помню, но, кажется, часов 200 или 300. На месяц должно хватать при практически постоянной работе. Работа по замене фильтра - вообще не проблема.
Насчёт производительности - с ковидных времён их много стали делать, самой разной мощи.
Но, если нужно действительно много для серьёзных работ, ув. @johnfound правильно пишет - купить баллон кислорода будет и эффективнее и выгоднее
sappience
15.10.2023 17:38Приветствую! Ресурс побольше, Армед дает от 10 000 часов, Филипс 40 000 часов. Ну и там не совсем фильтрация используется (хотя цеолит материал микропористый и как молекулярное сито тоже применимый). Там используется адсорбция, точнее разница в адсорбции при разном давлении. Две колонки с цеолитом попеременно переключаясь насыщаются газом при повышенном давлении и отдают газ при сбросе давления.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:3810 000 - это уже повеселей, спасибо! Значит, если все таки нужен будет кислород, концентратор со счетов не сбрасываем.
dio_eraclea
15.10.2023 17:38+1Ну, не только барышни. Я тоже вполне использую. Я купил б/у. В принципе, в моей статье про лампы это описано. Один покупал как рабочий - это требует замены наполнителя, т.к. кислорода не производит почти вообще. Второй, который я купил сломанным (трубка внутри лопнула), работает нормально, по крайней мере реально даёт температуру выше чем обычная пропано-воздушная горелка. Кстати, я как-то участвовал в мастер классе по изготовлению серебрянных колец и был немало удивлён тем, что этим можно заниматься вообще без кислорода. Воздушной горелки хватает. Думаю и с латунью тоже должно, хотя я не пробовал.
Что до практики использования концентратора - я не использую его по полной при изготовлении ламп. Мне достаточно было пока маленькой ювелирной горелочки (правда с самым большим наконечником), хотя у меня есть и горелка побольше. Горелкой побольше получалось прожигать листовое железо толщиной примерно полмиллиметра. Тут правда, нужно понять, что это не сварка металла, а экзотермическая реакция нагретого железа с кислородом, но тем не менее.Но я считаю, что электролизер гораздо лучше концентратора. С ним можно достичь гораздо более высоких температур. Я бы и сам непрочь заиметь подобный девайс, но съёмная квартира к этому не располагает.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38О! Да, я помню описание ваших работ и огневое оснащение. Факел из чистого гремучего газа для стеклодува тоже не подарок и даже, скорее всего, и в случае с тугоплавким стеклом как у вас - очень компактный и очень горячий. Стекло мгновенно расплавляется "до воды", факел жёсткий, но неприятнее всего это очень большой риск термоударов. Работать приходится очень осторожно и с сильным подогревом, чуть чуть ниже точки плавления. Подмешивание в гремучий газ паров углеводородов позволяет несколько снизить температуру (?), но главное, больше растянуть горячую зону факела и паять стекло много удобнее. Это со слов коллеги. Он пишет, что такая горелка ну очень облегчает стеклодувные работы и сильно повышает их качество даже в руках малоопытного мастера. Я, признаться, бензиновый бульбулятор, что на последнем фото только-только закончил и даже толком не испытал, но у меня очень хорошее предчувствие!
Ювелиры кислород используют, но раньше, обычно работали на парАх бензина - факел получается немного горячее чем пропан-воздушный и его хватает, чтобы паять мелочи твердыми припоями. Опять же, горелка-горелке рознь - с внутренним смешиванием, а лучше и специальными мерами для успокоения потока газа (сетки, набивка, длинное полированное конусное сопло), дает очень тихий, спокойный ламинарный игловидный факел концентрирующий тепло в малом объеме. Горелки инжекционные похолоднее, пошумнее, хотя и проще, и удобнее.
dio_eraclea
15.10.2023 17:38Я хотел бы потом попробовать бензин-кислородный вариант, но не для стекла, а для железа. У меня есть один проект (пока заброшен) - нечто по мотивам ГАЗ М1 в масштабе 1:5. Там я кузов делаю аналогично низкополигональным бумажным моделям - печатаю выкройку, потом соединяю и скругляю молотком. Пока что приходилось всё это паять, но это весьма хлопотно, если не сказать по-другому. Если бы можно было их варить, то было бы гораздо лучше. Вот и надеюсь, что может бензина хватит для этого.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38С такой сваркой не сталкивался. Пары бензина дают факел ненамного горячее пропанового. Скорее всего, и с кислородом будет примерно как и пропан-кислород. Хватит ли для плавления стали?
В моем распоряжении вульгарный, по нынешним временам, некрупный сварочный инвертор. Дуговую сварку плавящимся электродом освоил по учебному фильму и с переменным успехом пользуюсь в хозяйстве. Но - тщательная подготовка, сварка в удобном положении и прочее. Т. е приходится повозиться, герметические швы, бывает, удаются не с первого раза и подобные мелочи. А вот паять очень люблю! Радиомонтажная пайка, конструкционная, художественная (витражи - швы, наплывы) и во всякой работе стараюсь применять именно ее.
johnfound
15.10.2023 17:38По моему опыту, пропан-кислород плавит сталь. Но если массивная, то мощности может и не хватит. Зависит конечно от расхода горелки.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Ну тогда пробовать надо. Если температуры будет не хватать, можно попробовать с дополнительным подогревом другой горелкой, можно и более низкотемпературной, той же инжекционной на газовом баллончике, из строительного магазина. Опять же - меньше шансов, что листовая деталь покоробится.
pashking77
15.10.2023 17:38Пропускать насыщенную кислородом газовую смесь через бензин так себе затея.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+1Нет нет, все это добро смешивается в самой горелке. В корпусе или вообще, на срезе сопел у выхода. Через бензин пропускается обычный воздух и получившиеся парЫ подаются в горелку как горючий газ.
johnfound
15.10.2023 17:38+2Ну, если нет доступа до кислорода (в баллонах) то электролизер спасет. Но кислород как правило недорогой газ и привезут вам до двери. Разве с электролизером выходит дешевле и удобнее? Ведь система сложная и громоздкая, а там просто баллон и регулятор давления.
Javian
15.10.2023 17:38+1Скорее всего смысл увеличения температуры в водороде. По-моему я видел что-то подобное (в книжке "полезных самоделок" из 1990-х) с добавлением гремучего газа в высокотемпературную горелку. Горелка работала на парах ацетона.
Bedal
15.10.2023 17:38+1согласен, вот, навскидку:
Кислород технический газообразный сорт 1 99,7% ГОСТ 5583-78 40 л ... 400 руб./шт. Оптовая цена: 350 руб./шт. при заказе от 10 шт.
400,00 ₽
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Это да, но вы ведь его не в кармане домой повезете? Баллоны, арматура, доставка. Прошу заметить - снаряженный 40 л баллон весит почти 90 кг и в одиночку его не больно-то потаскаешь.
Bedal
15.10.2023 17:38нну, домашняя работа - и масштабы другие. Тогда концентратор подходящей производительности. Или баллон 5л, такие есть :-)
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Немедленно вспомнилось, - "Нет, здесь нужна скорая психиатрическая, такая есть!"... Пересматривал недавно "Чёрную розу - эмблему печали" : )
johnfound
15.10.2023 17:38Что значит «повезете»? Обычно есть служба доставки, которая просто привезет баллон до двери и заберет пустой баллон. И обычно это стоит недорого.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+1Да, нужно узнавать сколько стоит доставка ко мне, но нужно чтобы в хозяйстве было хотя бы 3-4 баллона, тогда зиму можно работать.
sim2q
15.10.2023 17:38+2живем в крохотной деревне, на ее окраине и отделены от "большой земли" низиной с болотом и холмом. Заезд - наверх по этакому глинистому серпантину, расквашивает в непогоду и длинную дорогу никто не чистит зимой, её заваливает снегом. Поэтому завоз грузов только "в навигацию", а пешком добираемся и без всякой техники и этого обычно хватает.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38Не такая уж сложная и вполне удобная. Собрав, теперь только заливать воду и включать в сеть. Опять же, возможностей чуть побольше. Но таки да, возможно, со временем, буду переходить на баллоны или концентратор - для полноценной работы нужно и окислительное пламя.
alex-open-plc
15.10.2023 17:38Газ брауна:
https://www.google.com/search?client=opera&q=газ+брауна&sourceid=opera&ie=UTF-8&oe=UTF-8
Не?
lexab
15.10.2023 17:38А не думали ставить мембраны, что бы разделить кислород и водород. Помнится в 90х делали их из пожарного шланга. Сейчас подробности уже не помню, но степень разделения была достаточно высока, водород горел без проскока.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38+2Это сильно усложняет всю конструкцию и скорее всего, потребует доступа к станкам. Где-то видел как устроен довольно мощный электролизер такого типа, с разделением газов, производящий водород на электростанциях - для охлаждения узлов машин. Плюс - газы придется отдельно обрабатывать, что увеличит количество затворов, осушителей, фильтров. Имеет смысл, если нужны эти газы по отдельности. Здесь же, их все равно смешивать, а избыточная прочность конструкций позволяет вполне спокойно себя чувствовать рядом.
lexab
15.10.2023 17:38Во многом согласен, очистку придется делать раздельной, но сможете регулировать ( правда небольших пределах) окислительно - восстановительные свойства пламени.
Насколько помню конструкцию, станки были не очень нужны - черная сталь, оргстекло, пожарный шланг и эпоксидка. Сейчас доступны более продвинутые мембраны, но полагаю, это выйдет за бюджет домашней мастерской.
Как недорогой пеногаситель - попробуйте изпропиловый спирт.
Надеюсь поможет в ваших изысканиях.
dragonnur
15.10.2023 17:38Как пеногаситель можно и поливиниловый спирт, и силиконовое масло, КМК последнее предпочтительней, ибо если пвс "цветной" (кислотного синтеза) -- из него всякая дрянь при электролизе переть может.
Moog_Prodigy
15.10.2023 17:38+1Спасибо, очень развернутая статья! Давно подумывал собрать вот такой электролизер для типичных же задач - работа со стеклом и металлом в маленьких обьемах (ЭВП в основном). Когда-то давно еще в школьные годы делал с раздельным получением газов, для водорода и воздушных шариков. Потом конструкцию попроще делал - тоже гремучий газ, закачивается напрямую в шарики, которые потом можно лопать зажигалкой с оглушительным бабахом.
Такой электролизер делал и Крастер, и еще пара чуваков с ютуба, но там оно какое-то игрушечное. Не особо обьясняя, кстати, где и что. А у вас подход прям основательный, брутальный. Единственное что, я бы разнес "электрику" и остальную часть, для электрики какой-то свой ящичек (с возможностью апгрейда), подключение электролизера кабелем. Еще кстати инверторный сварочник сюда напрашивается как источник питания. Им и управлять легко, и габариты\вес.
И еще вот такой вот вопрос. Пластины из обычной чернухи долго проработают? Электролиз все же. Обычно электроды "изнашиваются", но я работал с растворами поваренной соли в основном, там мало того что электрод сжирается, так имеет место и засорение электролита продуктами реакций, выглядящие как нечто очень неприглядное, поэтому мои установки хоть и работали, но не очень долго, потом все разбирать и мыть как минимум. С щелочью не экспериментировал.
BabayMazay Автор
15.10.2023 17:38На здоровье! Брутальность здесь не для эстетики - гремучий газ опасен своей энергией взрыва и склонностью к обратным ударам. Особенно чреват взрыв реактора - горячая концентрированная щелочь очень опасна для глаз. По этому - избыточная прочность сосудов выдерживающих подрыв, никакого легкомысленного пластика, стекла и пр. Реактор в мастерской стоит за кирпичной печью, выглядывает только амперметр, отсюда кстати, его перископный вид. В идеальном случае реактор вообще лучше выставить в соседнее помещение.
Сварочный инвертор для питания реактора используют часто, нужно только вдумчиво рассчитать число ячеек, но включать-выключать по датчику давления его будет сложнее. Вся "система" всегда находится под постоянным избыточным давлением, это очень помогает избегать обратных ударов. БП не регулируется, он или включен или выключен. Диаметр сопел горелок выбираются такими, чтобы они не расходовали газ быстрее, чем реактор его получает.
БП поверх реактора образует единую конструкцию на колесиках, провода короткие, в случае нужды снимается нетрудно - очень удобно. У стола только аппараты с краниками - осушитель и бульбуляторы. Набивка в ручке горелки очень плотная и вполне защищает. Горелку с гремучим газом положено тушить энергичным задуванием факела у его основания или быстрым прижатием к резине. Иногда макают в воду, но тут случаются и проскоки. Краник на моей - потенциально опасен. Если бы не защитная набивка - не избежать проскока пламени.
Пластины из черной стали вполне стойки к концентрированной щелочи, разъедаются они не слишком быстро. Время их работы зависит от чистоты химикатов в электролите, плотности тока, концентрации щелочи. Есть кстати, её оптимальная величина. Коллега длительное время работающий с аналогичным самодельным аппаратом писал, что стойкость 2 мм (?) пластин с резиновыми прокладками из обычной нестойкой резины (транспортировочные кольца от баллонов - кислородных, а после модернизации - пропановых) около 10 лет. При этом, электролизер работал интенсивно и с высокой плотностью тока.
MAXH0
В 90-е мой научный руководитель пользуясь руководствами из Моделиста-Конструктора собрал такое в лаборатории. Поскольку статья в МК не имела и половины ваших фильтров и затворов, то закончилось все хорошим таким взрывом. Не сильным, но звучным.
Любая емкость здесь должна иметь минимальный объем газа способного к детонации. Иначе будет не больно, но стыдно. Если совсем забить на ТБ, то будет больно...
BabayMazay Автор
Так и есть - как ни старайся, все равно в аппаратах остаются некие объемы газа, а даже небольшое их количество взрывается с большой силой. К счастью, моя огнегасительная набивка в ручке горелки работает надежно - при закрытии вентиля давление газа в сопле падает, его скорость истечения становится меньше скорости горения и пламя устремляется обратно по трубкам, до набивки. Там тепло рассеивается и пламя гастнет- в дальнейшем я срезал яркую термотрубку с ручки горелки и она стала ощутимо теплеть в такие моменты. Этакий щелчок, иногда, довольно громкий. Но вообще-то положено такую горелку гасить задуванием факела у его основания. На всякий случай, для спокойной работы сделал аппараты прочными. Практика использования полных аналогов коллегой, показывают - обратный удар баллоны углекислотных огнетушителей выдерживают играючи.