Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1 - Журнал «Домашняя лаборатория»
Практика эксплуатации показала достаточную безопасность такой конструкции. Даже подрыв самого электролизёра привёл лишь к смещению резиновых колец. В целях большей безопасности сам электролизёр установлен в отдельном помещении.
Проскоки пламени в промывалки, которые сделаны из баллонов высокого давления (150 атм.) от углекислотных огнетушителей ёмкостью 5 л. полностью безопасны и не приводят к авариям.
Электролизёр на половину своей ёмкости заполнен раствором едкого натрия концентрацией 15 %. Электролит готовится из чистой щёлочи (ХЧ, ЧДА) на хорошем дистилляте, который добавляется в электролизёр по мере разложения воды. Щёлочь при работе не расходуется, но весь электролит заменяется раз в два года из-за загрязнения органикой из резины и продуктами разрушения пластин. Их стойкость составляет около десяти лет.
Питается электролизёр током до 50 ампер от трансформатора через тиристорный «мостик», дроссель и балласт из железной проволоки сопротивлением около 0,2W. Блок питания электролизёра может использоваться как сварочный аппарат с диаметром электрода до пяти миллиметров. Мощный дроссель обеспечивает хорошую стабилизацию дуги. Ток сварки регулируется омическим балластом в цепи дуги.
Тиристорный мостик управляется от реле давления, подключенного к газовой магистрали. При достижении избыточного давления свыше 0,4 атм. тиристоры выключаются.
Если этого не произойдёт, то, при повышении давления, с выходного штуцера электролизёра будет сорвана специально подобранная резиновая трубка и давление будет сброшено. Работа электролизёра такой мощности «на помещение» в течении нескольких часов даже при полном отсутствии вентиляции безопасна. Наш электролизёр имеет «эквивалентный ток» (ток одной ячейки, умноженный на их число) около 600 А.
Его мощности вполне достаточно для работы со стеклом «Пирекс» диаметром до 40 мм и (условно) с кварцем диаметром до 20 мм.
Стабильное давление газа позволяет использовать набор сменных горелок примитивной конструкции без кранов, в которых величина пламени регулируется диаметром сопел-капилляров из меди или нержавеющей стали. Эти диаметры от 0,9 до 0,1 мм. В нашем наборе таких горелок четыре.
Непременным условием работы с такими горелками является режим работы, при которым горелку можно легко задуть. Горелки большого диаметра гасятся быстрым прижатием к резине. При гашении горелок погружением в воду возможны неприятные проскоки пламени.
Практическая работа: в мыльнице среднего размера приготовить небольшое количество пенящегося раствора мыла в воде. В полуметре от неё поставить зажжённую бензовоздушную горелку. Из самой малой горелки напустить пузырьков гремучего газа в несколько слоёв, закрыть рукой одно ухо и поджечь пену спичкой. После этого поджечь погашенную воздушной волной соседнюю горелку. Пока в открытом ухе будет проходить звон, думать о том, что будет, если вблизи от пользователя взорвётся скажем, воздушный шарик, надутый таким газом. (Справка: автор не знает, может ли такой шарик взорваться самопроизвольно при заполнении).
К электролизёру можно подключить ресивер из одного или нескольких кислородных баллонов (рассчитанных на давление 150 атмосфер!). Это позволит на короткое время резко повысить мощность горелки.
Давление в самом электролизёре, вообще говоря, следует делать возможно большим, так как при этом уменьшается газонаполнение электролита, нагрев электролизёра и растёт его КПД. Но нужно помнить, что при подрыве это давление возрастёт раз в десять. Электролизёр следует делать с возможно большим количеством шпилек для фиксации снаружи резиновых колец и рассчитывать на давление не меньшее, чем двадцатикратное рабочее.
Все детали, на которые попадает электролит или его брызги, следует делать из чёрного металла, стойкого к растворам щёлочей. (Медь и алюминий щёлочами быстро разрушаются).
Электролизёр может использоваться для повышения температуры пламени бензовоздушной и газо-воздушной горелки, для обработки стекла и кварца, пайки мягкими и твёрдыми припоями. С его помощью можно паять без флюса железо с присадкой никелевой проволоки или стружки, что эквивалентно автогенной сварке. С его помощью можно нагревать различные предметы, наклеивать стеклянные детали на блоки и использовать его для других целей (например, охоты за мухами и комарами). Для пайки твердыми припоями следует к гремучему газу добавлять пары бензина или пропан до удлинения центрального конуса пламени в полтора раза.
Резка железного листа толщиной до трёх миллиметров проводится чистым гремучим газом.
Практическая работа: на массивную алюминиевую подложку положить свёрнутую алюминиевую фольгу от электролитического конденсатора. Фольгу смочить слюной и присыпать окисью хрома или кобальта. Сжигая фольгу горелкой и сплавляя полученную окись алюминия, за несколько минут можно получить поликристаллический рубин (сапфир). Глаза при работе следует защищать тёмными стёклами.
Более подробно теория таких электролизёров описана в книге (В.Н.Корж, С.Л.Дыхно. «Обработка металлов водород-кислородным пламенем»).
Глава 10. Печи.
Здесь печью будем называть устройство с полостью, в которую для нагрева помещается некий объект.
Конструированием и изготовлением подобных устройств человек занимается едва ли не всю свою историю. Мы здесь приведём описание и рисунки наиболее ходовых конструкций, применяемых в нашей работе. Кратко упомянём о других конструкциях, данные о которых следует искать в оригинальной литературе.
Наиболее просто печь для отжига мелких стеклянных деталей можно сделать в виде массивного блока с толщиной стенки 10–20 мм из алюминия, железа или латуни с отверстием, выложенным внутри сеткой из нержавейки. Такой блок обеспечивает высокую равномерность температуры по объёму. Скорость его охлаждения регулируется толщиной стенки. Он крепится на подставке посредством термобатареи из толстой проволоки. Термобатарея нихром-константан из нескольких последовательно включенных термопар даёт напряжение вполне достаточное для измерения обычным микроамперметром, установленным на той же подставке. Нагревая блок горелкой или внешним электронагревателем можно использовать его для медленного охлаждения спаев металл-стекло, а крупные блоки из латуни и для отжига мелких деталей.
Гораздо удобнее электрические печи из шамотной или фарфоровой трубки от реостата. На трубку следует намотать нагреватель из нихромовой проволоки подходящего сечения (рис. 23). Поверх обмотки следует обмазать трубку смесью огнеупорной глины с толчёным шамотом и асбестом (в соотношении по объёму 1:1:1). Для температур до 700°можно пользоваться обычной глиной, а выше — только огнеупорной без асбеста. Для предельной температуры нихрома или «киевского сплава» (ОХ 27Ю5А) следует применять для обмазки окись алюминия, не содержащую кремнезёма.
Трубку с обмоткой следует поместить в кожух из алюминия и заполнить свободное пространство подходящим теплоизолятором, способным выдержать рабочую температуру. Теплоизоляцию можно выполнить из асбеста (остерегаться пыли, она канцерогенна) или крошки легковесного кирпича.
Брауэр советует для печей с температурой
