TECHNO BROTHER

В аппаратах для точечной сварки, в том числе и относительно небольшой мощности, во вторичной низковольтной обмотке трансформатора протекают огромные токи. Любые и даже вполне невинные в обычных случаях, незначительные сопротивления в этой цепи – большие потери, местный нагрев, вероятный брак сварки. Лучше всего выполнить эту цепь максимально короткой, сплошной, проводом значительного сечения, идеально – тем же, каким и сделана обмотка, а к рабочим сварочным наконечникам припаять. В такой цепи будут наименьшие потери и лучшая надежность, однако, в эксплуатации конструкция будет удобной не вполне – наконечники со временем обгорают и требуют периодической правки, возможно, потребуются разной формы и размера; к одному сварочному аппарату может быть подключено несколько различных инструментов.

Итак, всё таки - соединение разъемное. Поскольку переключения здесь нечасты, применим клеммы простейшей конструкции – винтовые, но хорошие – значительного сечения и сжимаемой площади, из меди или ее сплавов. Соединения частей – пайкой. Покопавшись в ящиках с медным-латунным-бронзовым хламом подобрал и подходящие заготовки. Замечу, что не только токоведущие, но и все соприкасающиеся части клеммы должны быть из медных сплавов, применять обычный стальной или стальной оцинкованный крепеж, недопустимо – харам - гальваническая пара.

Что понадобилось для работы.

Кроме заготовок, пригодился набор некрупного слесарного инструмента, в том числе инструменты и материалы для огневой пайки – компактная горелка, флюс, припой. Инструменты для электромонтажа, мелочи.

К делу.

Для основной винтовой части клемм заготовкой принял имеющийся латунный пруток. Диаметр волевым усилием определен 10 мм, как раз нашлись и метчики-плашки. После грубых расчетов потребной длины винтов, прибавил и некоторый небольшой запас, отметил и нетолстым абразивным диском УШМ отрезал пару заготовок. Нужный для нарезания резьбы диаметр проточил в сверлильном станке, зачистным абразивным диском небольшой болгарки (Фото 2, 3).

Гайки. Увы, достаточно массивных заготовок из меди или сплавов, в своих закромах не нашел, что в очередной раз заставляет задуматься о некрупном литье из бронзы. Заготовкой для моих гаек послужила латунная болванка сложной формы – остатки от старого основания смесителя для ванной (Фото 6).

Для надежного присоединения мощного провода трансформатора сделал пару медных частей из 15-ти мм. трубы для водопровода.

Иногда таким резаком удобнее сделать глубокую метку и уже по ней отпилить, например, ювелирным лобзиком.

Резы сделал нетолстым абразивным диском болгарки, чтобы плотнее обжать провода перед пайкой. Кстати зря, сделать это можно было бы и без всяких пропилов. Нужна была бы только маленькая дырочка внизу стакана, чтобы выходил воздух при пайке. Стаканчик из пластичной отожженной меди, как миленький, обжался бы и так.

Провод самодельный, сложенный из двух сварочных, освобожденных от резиновой оболочки для экономии площади «окна». Новая изоляция – резиновой же изолентой на тканевой основе. Выходные концы укоротил, обрезал лишнее, зачистил от изоляции. Провод состоит из отдельных прядей. Каждую расплетал, зачищал наждачкой, лудил. Паяльником,  ПОС-61 со спирто-канифольным флюсом. Семен Семеныч, далеко а надо!

В ящике – блоке питания точечной сварки, отверстия для клемм расположены одно над другим, расстояние от трансформатора до стенки с клеммами определено и относительно невелико – короткие толстые и жесткие провода придется сильно изгибать. Во время пайки, припой капиллярными силами затащит между жилами и превратит значительную часть каждого провода в металлический монолит – паять их следует уже сформованными нужным образом, так как они и будут располагаться в корпусе. Пришлось сделать одноразовую деревянную оснастку для пайки.

Вставил подготовленные концы проводов в наконечники, без фанатизма обжал их плоскогубцами, сформовал провода и закрепил трансформатор некрупными саморезами – во время пайки он будет висеть а вся сборка стоять на площадке с клеммами, чтобы жидкий припой не выливался.

Подготовив и установив удобным образом детали, инструменты, материалы, по очереди нагрел горелкой медные наконечники снаружи, внес достаточное количество припоя. Припой использовал диаметром 3 мм, без канифоли внутри. 

Внутренние отверстия шайб также выпилены. Хоть и много дольше сверления, получается не в пример аккуратнее. Выпиленные заготовки шайб наждачкой с некрупным зерном зачистил от окислов, по одной закрепил на болтике М10 с гайкой и сунул в шуруповерт – минута работы инструмента и выровнены торцы. Здесь применил наждачку покрупнее.

Babay Mazay, июль, 2022 г.

Мы уже говорили о некоторых доработках самодельного электролизера. Здесь, еще одна небольшая переделка касающаяся уровня-показомера электролита. Без него или при его неправильных показаниях работать с аппаратом неудобно, а местами и опасно. Конструктивная ошибка вышла из-за других изменений по ходу изготовления, а уже перед самым запуском – «Ой где были мои глаза!».

Как было дело.

Изначально предполагалась конструкция модуля реактор-бак-отстойник пены с жестко пристыкованной вертикальной трубой работающей именно как: частично бак – нижняя часть, частично – отстойник щелочной пены – часть верхняя. Внутренняя полость этого аппарата проектировалась полностью пустотелой, а нетолстый полупрозрачный силиковый шланг, проложенный параллельно корпусу и сообщающийся с ним через два угловых штуцера, выполнял функцию «смотрового окна» для визуального контроля уровня электролита (Рис. 2).

Такая схема применена в аналоге [1], и по отзывам владельца не обеспечивала должного подавления стойкой и мелкодисперсной щелочной пены. Пена практически беспрепятственно переползала по газовым шлангам до следующего аппарата – водяного затвора и растворялась в рабочей жидкости – технической воде. Процесс это вредный – пена уносит из реактора, не расходующуюся при электролизе, щелочь. Один из возможных способов препятствовать этому – иметь в водяном затворе воду не техническую, но дистиллированную, такую, как и требуется для заправки реактора. При его подпитке, следует использовать эту воду и таким образом возвращать щелочь в реактор. Второй способ – принять меры к более эффективному подавлению пены уже в самом реакторе.

Где: 1 – реактор электролизера; 2 – внешний бак электролита; 3 – шланг-уровень; 4 – перфорированная металлическая перегородка; 5 – насадка-подавитель пены. Стрелками показана циркуляция электролита при работе аппарата. Здесь появился и штуцер подпитки водой.

В ходе изготовления электролизера была изучена и опробована на лабораторном макете специальная насадка-подавитель – плотно свернутый столбик из базальтового картона. Расположен он в верхней части трубчатого внешнего бака, на месте отстойника (Рис. 3). Показал себя подавитель неплохо – при обычной размеренной работе электролизера, фильтр не пропускает пену в отводящий гремучий газ шланг. Однако, появившееся местное сопротивление потоку газа, добавлю, для успешной работы фильтра - весьма значительное, сыграло злую шутку (Рис. 4).

При включении аппарата в замкнутом объеме под фильтром подавителем создается избыточное давление Р. Оно действует на газодинамическое сопротивление фильтра – путь вверх, и на столб электролита в баке - путь вниз, пытаясь вытолкнуть его через шланг уровня.

Результат такого неправильного включения шланга-уровня – электролит по нему часто выдавливает наверх, дополнительно пропитывая пористую насадку фильтра. При этом, быстрее образуется «вторичная пена», уже в самой, пропитанной электролитом, пористой насадке. К счастью, при изготовлении, ниже фильтра выточен и вварен небольшой резервный патрубок для подпитки электролизера расходующейся в работе водой. Несколько изменив включение уровня, удалось свести неприятность к минимуму и малой кровью. Повезло.

Что понадобилось для работы.

Набор некрупного слесарного инструмента, крепеж, мелочи.

К делу.

Схема нового включения внешних шлангов будет такой (Рис. 5).

Заглушить верхний угловой штуцер с минимальной возней и без вандализма, удалось надетым отрезком шланга и миниатюрным стеклянным пузырьком в роли пробки (Фото 7, 8).

Заглушил верхний угловой штуцер уровня, укоротил шланг уровня. Подключить укороченный конец шланга к штуцеру подпитки – лишиться в дальнейшем крайне полезной функции. Вышел из положения применив фабричный тройник из нержавеющей стали (Фото 9). Той самой – стойкой к крепкому раствору щелочи.

Свободный вход металлического тройника – для подпитки электролизера дистиллированной водой. Пока будет заглушен подручными средствами.

Новый укороченный шланг-уровень (Фото 10) – длиной, тем не менее, в полный рост бака для электролита. Доработка устранив недостатки прежней конфигурации сохранила возможность подключения аппарата для моментальной подпитки водой «на ходу», без сброса избыточного давления и потери газа.

Новые шланги выбрал диаметром, соответствующим тройнику, старый шланг уровня, снизу, несколько толще. Его пришлось уплотнить еще одним слоем – кусочком такого же силиконового шланга, но меньше диаметром.

Доработка все равно не позволяет точно увидеть уровень электролита при работе – как только внутри аппарата появляется избыточное давление, жидкость частично выталкивает и через шланг. Тем не менее, электролит по шлангу не переливается, разница давлений в «ветвях» стала много меньше и оценить расход воды можно и так. С отключенным и открытым состоянием, она разнится всего на несколько сантиметров.

Расход воды удобно засекать прицепив на прозрачный шланг обычную бельевую прищепку, подобно второй, управляемой снаружи, стрелке на барометре.

Литература.

1. Бондаренко Ю. Н. Изготовление газоразрядных источников света для лабораторных целей и

   многое другое. Глава 9. Электролизер для получения гремучего газа.

Babay Mazay, июнь, 2022 г. 

Самодельный электролизер для получения кислород-водородной смеси (гремучего газа) из водного раствора щелочи предназначен для домашней лаборатории-мастерской – высокотемпературный нагрев мелочей, в том числе и пайка твердыми припоями, подмешивание гремучего газа в газовоздушное пламя стеклодувных горелок для замены баллонного кислорода. Даже крохотный кислород-водородный факел крайне полезен в стеклодувном деле и вкупе с низкотемпературным широким подогревным пламенем, хотя бы и вульгарной инжекционной горелки нахлобученной на баллончик, позволяет вполне аккуратно и надежно спаивать стекло даже начинающему мастеру.

Мой стационарный электролизер в основном был готов еще лето назад и опробован в нескольких работах, для конструктивной пайки латунью и серебром. Электролизер был снабжен упрощенным импровизированным водяным затвором для предотвращения проскока пламени в случае обратного удара.

Бутылочный водяной затвор - классической системы, с погруженным в жидкость нетолстым шлангом и кроме простоты никаких преимуществ не имеет. Зато потенциально опасен, при включении прибора с хрустом расправляется надуваясь, после работы его следует отсоединять от реактора иначе тот насосется технической воды. К счастью, плотная медная набивка в ручке горелки предохраняет от обратного удара вполне надежно и аварий не было.

Авария случилась в другом месте – потек реактор.

Избыточное давление в реакторе выдавливает электролит - крепкую щелочь через малейшие неплотности. Здесь, виноват сам – применил наряду с хорошим новым листом резины для прокладок, и пяток их вырезанных из старой тракторной камеры. Несколько изъянов, как предположил, сожмутся при сборке, уплотняться. Ой где были мои глаза! Электролит на основе едкого натра сочится по стыкам и высыхая, и реагируя с СО2 воздуха превращается в соду. Все попытки залепить снаружи, через время, так или иначе, текли. Придется действовать радикально, делать нечего.

Что потребовалось для работы.

Набор слесарных инструментов, емкости, кисть, ветошь, мелочи, набор электромонтажного инструмента.

К делу.

Отсоединил силовые провода блока питания (БП) от реактора, отключил датчик давления. Снял БП на собственной раме, убрал деревянную изолирующую прокладку (на фото, зеленого цвета) и получил доступ к реактору.

Заливал через крупный шланг восходящего канала с пристроенной воронкой. Наливал полный реактор с лишком и подержав порцию воды с часик-полтора, взболтав сливал, заливал следующую порцию чистой воды. Можно было воду чуть подкислить для нейтрализации щелочи. Например, уксусом или серной кислотой.

В целом, все обстоит благополучно. На фото – удаленные дефектные «тракторные» уплотнители. Много неприятной очистки и отмывки, но душу греет будущая работоспособность полезного прибора.

Разложение воды из электролита идет при напряжении на ячейке 1,8…2,4 В. В изначальном наборе реактора БП обеспечивал напряжение несколько выше максимальной границы, и лишнее уходило в тепло. Пользуясь случаем, не только заменил дефектные прокладки, но и добавил в набор ячеек. Привез из города метр резинового листа ТМКЩ (тепло-морозо-кислото-щелочестойкий – ах, ах! - поцеловав кончики пальцев) нарезал из него и имеющихся обрезков дополнительные уплотнители.

Старые б/у резинки-уплотнители из-за сжатия слипаются с металлическими пластинами, но оторвать их без повреждений можно. Ряд пластин с резинками не разбирал – слипшимся блоком переставил в новый набор. Весь набор разделен на две параллельные секции – «+» в середине, «-» на крайних замыкающих пластинах-швеллерах. Ряд пластин с выводами изначально предполагались для питания реактора от каскада импульсных БП и не пригодились. В новом наборе пластины с выводами объединены в две одинаковые группы для возможной настройки – по 4 ячейки в каждой секции. При очень большой необходимости их можно закоротить при настройке (увеличится падение напряжения на каждой ячейке). При сборке б/у пластины слегка зачищал в местах герметизации, резинки очищал от мусора. Из-за дополнительных ячеек высота набора возросла, но к счастью, шпильки имели запас и его хватило. В собранном и хорошо стянутом реакторе заглушил открытые шланги, приспособил ручной автомобильный насос и тщательно проверил мыльной водой все стыки и уплотнения при рабочем давлении.

Собрал электролизер – установил на реактор деревянную площадку-изолятор, пристыковал и подключил БП и шланги. Шланг восходящего канала из-за утолщения набора пластин стал короток. Несколько удлинил его проставкой из куска стальной водопроводной трубы (Фото 16, отмечено). Этот временно отсоединенный шланг удобно использовать для первичной заправки реактора щелочью (на фото).

Чтобы затвор правильно работал в обе стороны, на 5л баллон нужно ~1,5…2 л воды.

Отремонтированный и восстановленный аппарат сохраняет избыточное давление, по крайней мере, трое-четверо суток, воздух в систему не попадает (полезно для щелочи), аппарат быстро готов к работе. На каждой ячейке падает - 2.2 В при сетевом ~230 В. От сети электролизер потребляет 1 кВт, но можно настроить (концентрацией щелочи) больший ток в реакторе, при этом несколько снизится долговечность пластин (?), увеличится пенообразование.

Babay Mazay, январь, 2023 г.