Электролизер для домашней мастерской. Часть 3. Бак для электролита – фильтр-отделитель щелочной пены⁠⁠

После общих слов и рассмотрения конструкции реактора электролизера, переходим к аппаратам необязательным –внешнему баку и фильтру-отделителю щелочной пены. Электролизер сможет работать и без них хотя в эксплуатации будет менее удобен, производителен и долговечен. Оба аппарата конструктивно выполнены в едином колоннообразном корпусе жестко и неотъёмно соединенным с конструкциями реактора (Рис. 2).

Внешний бак для электролита позволяет полностью заполнить им реактор, задействуя всю площадь электродов, в отличии от прототипа [1], 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 [1], 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 [5]. 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.

Колонна бака с фильтром, кроме прочего имеют и ряд элементов повышающих удобство эксплуатации – пара штуцеров с углом 90 град. – вверху и внизу колоны, соединенные прозрачным шлангом, образуют уровень для контроля количества электролита. Широкая горловина сверху позволяет инспектировать и ремонтировать насадку фильтра, небольшой штуцер ниже фильтра - нужен для пополнения реактора водой без сброса давления в системе и соответственно – потери газа. В простом случае эти операции выполняются вручную оператором, хотя систему нетрудно модернизировать до автоматического слежения и подпитки.

Что потребовалось для изготовления.

Набор слесарного инструмента, в том числе и небольшой сварочный инвертор с принадлежностями, УШМ, расходные материалы, мелочи. Все металлические детали электролизера из «чёрной» стали – стандартный прокат из строительного магазина, шланг силиконовый.

Как было дело.

У имеющегося куска трубы выровнял торцы – разметил остро заточенным мелком и обрезал болгаркой. Для разметки использовал ровный лист бумаги – плотно обернув его вокруг трубы и добившись совпадения краев можно надеяться и на ровность образовавшегося торца (Фото 3). Для трубы Ø76 мм достаточно листа формата А4.

Горловину для колоны позаимствовал у старой паяльной лампы не лучшей конструкции (Фото 4) – запорный вентиль у нее установлен перед испарителем – после перекрытия крана лампа еще долго горит и плюется пламенем. Лампу разобрал, тонким диском УШМ срезал нужное с крышки бачка (Фото 5).

Из нетонкой стальной пластины вырезал заготовки торцевых пластин, верхнюю разметил и сделал отверстие для горловины – высверлил по кругу ряд мелких отверстий, соединил их надфилем, довел контур окружности до нужного круглым напильником.

Приварил пластины-заглушки к трубе, вварил горловину в крышку.

Из стального прутка, при помощи сверлильного станка, болгарки и малого слесарного загиба выточил штуцеры – выходной для газа, для воды, и пару сложных, изогнутых под 90 ̊ - для шланга-уровня . 

Разметил и просверлил отверстия для штуцеров уровня, закрепил из стальной отожженной проволокой и приварил (Фото 6).

Разметил, просверлил отверстие и вварил короткий прямой штуцер для выхода газов (Фото 7).

Сделал большое отверстие для жесткого выходного патрубка, подогнал к нему недлинный отрезок стальной трубы диаметром 3/4”, вварил.

После экспериментов с подавлением пены, решился модернизировать колону-отстойник пены, аналогичный [1], в фильтр и высокий бак. Для этого разделил длинную трубу на две неравных части сетчатой перегородкой – опорой для насадки (засыпки, заполнителя) фильтра.

Бумажным листом и заточенным мелком разметил трубу в выбранном месте, разрезал УШМ (Фото 8).

Из нетонкой пластины (Фото 9) выпилил квадратную заготовку, притупил заусенцы, разметил и просверлил ряд отверстий (Фото 10).

В качестве заполнителя фильтра - волокнистого, плотного, влаго- и щелочестойкого, выбрал базальтовый картон. Он тоньше и существенно плотнее ваты. Ровный лист разметил и острым ножом под линейку вырезал несколько полос, свернул их плотным рулончиком (Фото 11), вставил на свое рабочее место (Фото 12). Заполнение базальтовым картоном выбрал примерно на половину высоты фильтра, иначе сильно увеличивается сопротивление потоку газа. Это кстати – продвинув насадку-рулончик повыше донышком лимонадной бутылки, избегнул оплавления базальтовых волокон при дальнейшей сварке. Насадка экспериментальная, при необходимости ее можно вынуть по частям через горловину сверху.

На самом верху бака, чуть выше максимального уровня электролита сделал и вварил еще один нетолстый наклонный, чтобы не сгибался висящий шланг, штуцер (Фото 14) – для подпитки реактора водой «на ходу», без сброса давления газа.

Разметил, высверлил и довел напильником отверстие для входного патрубка, для приема щелочной пены. Из обрезка трубы сделал и вварил сам патрубок.

С помощью деревянных прокладок – кубиков и обрезков досочек, приставил колонну к реактору, в нескольких местах закрепил сваркой на «живую нитку». Вырезал по месту и аналогично установил и ряд упоров с раскосами из отрезков арматуры (Фото 15).

После монтажа, отсоединил торцевые пластины реактора (чтобы не пожечь резинки уплотнений) в сборе и тщательно проварил швы (Фото 16).

Моя отапливаемая мастерская не предназначена для пыли, дыма и копоти. Некоторое количество точных сварочных работ пришлось проводить и там, по чайной ложке, приоткрыв дверь и вооружившись хорошим вытяжным вентилятором. Для сварки основной, подбирал тихую бесснежную погоду и разгребал уголок на открытой веранде (Фото 16).

После сварки, колонну с примыкающими железками и заднюю торцевую пластину реактора, с кривым выходным патрубком, проверил на герметичность – заглушил отверстия и накачал ручным насосом до рабочего давления. Об утечках можно было судить по чувствительному манометру от медицинского тонометра присоединенному к одному из патрубков. В связи с неудобством проведения сварочно-болгарочных работ, свищи и поры в сварочных швах заделал эпоксидной смолой – разогрел в теплом месте компоненты, отмерил на весах, тщательно смешал, густо промазал все сварочные швы, одновременно создавая разрежение внутри аппарата. Для этого термоклеем приделал к горловине фильтра обратный клапан от вакуум-камеры для пропитки трансформаторов и воспользовался штатным насосом (Фото 17).

Несколько дней сушки железок на печи, затем покраска. Применил грунт-эмаль по ржавчине. Она дороже обычной ПФ-115, зато плотная, прочная, очень стойкая. Применяю ее в ответственных местах и не по ржавчине. Свои железки почистил наждачной бумагой и проволочной щеткой, продул сжатым воздухом от пыли, покрасил эмалью в два слоя, залепив предварительно рабочую зону (внутри реактора) бумажным скотчем и нетолстым картоном. По зимнему времени сушил в теплой сухой бане и на печи в мастерской (Фото 18).

Сборка.

Переднюю замыкающую пластину реактора в сборе с баком-фильтром горизонтально уложил на чурбачки и на чистовую собрал реактор. Временно стянул парой средних шпилек, уточнил длину изоляторов (на шпильках). Изоляторы сделал из трех слоев термотрубки (Фото 20).

Для более плотного удержания пакета резинок-изоляторов реактора, в зазор между ними и шпильками плотно уложены полосы резины. Это повысит стойкость аппарата к возможному подрыву. Несколько капель машинного масла на резину под шпильками существенно облегчило сборку, пропиленные ножовкой по металлу, шлицы под прямую отвертку на торцах шпилек тоже упростили дело.

Стягивание пакета электродов с изоляторами – гайками шпилек. Без ключей с удлиненными ручками и прочего вандализма. Гайки удлиненные М10. Изоляторы и электроды - детали плоские, даже незначительного сжатия достаточно чтобы превратить реактор в монолит. Лучше всего получилось действовать этакой волной (Фото 22). 

Собранные аппараты снабдил шлангами – отрезал куски, уточнил длину по месту и обрезал лишнее, натянул шланги на патрубки и зафиксировал червячными хомутами. Шланг-уровень прикрепил в нескольких местах нейлоновыми ремешками к специальной штанге. В крышку горловины, из толстой резины ручным лобзиком по дереву выпилил прокладку.

Литература.

1. Бондаренко Ю.Н. Лабораторная технология. Изготовление газоразрядных источников света

   для лабораторных целей и многое другое.

2. Электролизер для домашней мастерской. Часть 1. Общие положения. Авторский конспект.

3. Каскадное питание электролизера для получения гремучего газа. Авторский конспект.

4. Корж В.Н., Дыхно С.Л. – Обработка металлов водородно-кислородным пламенем. Киев,

   «Техника», 1985 г.

5. Эксперимент с фильтром

6. Точение без токарного станка. Изготовление штуцеров на шланг. Авторский конспект.

7. Электролизер для домашней мастерской. Часть 2. Реактор. Авторский конспект.

Babay Mazay, февраль, 2022 г.