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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Tagli e saldature ad acqua. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / attrezzatura per saldatura L'articolo descrive come realizzare una versione migliorata di un dispositivo di piccole dimensioni ma piuttosto potente per il taglio e la saldatura del gas, che funziona secondo il principio della produzione di una miscela infiammabile di idrogeno-ossigeno utilizzando l'elettrolisi di una soluzione acquosa alcalina. Dal 1985 ho il primo “bruciatore ad acqua” in grado di tagliare e saldare anche metalli refrattari. L'ho realizzato (e ora ho avviato la produzione su piccola scala di analoghi in vendita) sulla base dei materiali della rivista "Modelist-Constructor". Ora presento ai lettori il mio ultimo sviluppo, che si basa, sebbene migliorato (un maggior numero di piastre di lavoro, piastre laterali modificate e un raccordo affidabile per l'uscita di una miscela di gas infiammabile), ma funzionante sullo stesso principio di un elettrolizzatore . Per coloro che incontrano un dispositivo del genere per la prima volta, sarebbe utile, credo, spiegare nei termini più generali (e ricordare agli altri) qual è l'essenza di questo tipo di costruzione. Ed è abbastanza semplice.
Tra le piastre laterali, collegate da quattro perni, si trovano piastre di elettrodi metallici separate da anelli di gomma. La cavità cellulare interna di tale batteria è riempita per 1/2...3/4 del suo volume con una debole soluzione acquosa di alcali (KOH o NaOH). La tensione applicata alle piastre da una fonte di corrente continua provoca la decomposizione (elettrolisi) della soluzione, accompagnata da un abbondante rilascio di idrogeno e ossigeno. Questa miscela di gas, dopo aver attraversato uno speciale sigillo liquido (Fig. 1a), entra quindi nel bruciatore e, una volta bruciata, consente di ottenere l'elevata temperatura così necessaria per molti processi tecnologici (ad esempio taglio e saldatura dei metalli ) - circa 1800°C. La produttività dell'elettrolizzatore dipende dalla concentrazione di alcali nella soluzione e da altri fattori. E, cosa più importante, in base alle dimensioni e al numero delle piastre degli elettrodi, alla distanza tra loro, che, a sua volta, è determinata dai parametri dell'alimentatore - potenza e tensione (al ritmo di 2...3 V per gap galvanico tra due piastre poste una accanto all'altra). I progetti della fonte di corrente continua che propongo sono disponibili per la produzione in un "laboratorio domestico" e per il fai-da-te alle prime armi. Sono in grado di garantire il funzionamento affidabile anche di un elettrolizzatore a “ottanta celle” (questo ha 81 piastre di elettrodi), e ancor di più di uno a “trenta celle”. Una variante, il cui schema elettrico è mostrato in Fig. 4, consente inoltre di regolare facilmente la potenza per un adattamento ottimale al carico: nel primo stadio - 0...1,7 kW, nel secondo (quando SA1 è acceso) - 1,7...3,4 kW. E vengono offerte le piastre corrispondenti per l'elettrolizzatore: 150x150 mm. Sono realizzati in ferro per coperture di spessore 0,5 mm. Oltre al foro di uscita del gas da 12 mm, in ciascuna piastra vengono praticati altri quattro fori di montaggio (2,5 mm di diametro), nei quali vengono infilati gli aghi da maglia o da bicicletta durante il montaggio. Queste ultime sono necessarie per un migliore centraggio delle piastre e delle guarnizioni, e pertanto vengono rimosse dalla struttura nella fase finale del montaggio. In realtà, ho dovuto scervellarmi molto prima che il “bruciatore d'acqua” diventasse comodo e affidabile, come una lampada Edison: accendilo e ha iniziato a funzionare, spegnilo e ha smesso di funzionare. Un compito particolarmente problematico è stato l'ammodernamento non dell'elettrolizzatore stesso, ma del sigillo liquido ad esso collegato in uscita. Ma non appena abbiamo abbandonato l'uso standard dell'acqua come barriera contro la propagazione della fiamma all'interno della batteria formatrice di gas (attraverso il tubo di collegamento) e siamo passati all'uso del... kerosene, tutto è andato subito liscio. Perché è stato scelto il cherosene? Innanzitutto perché, a differenza dell'acqua, questo liquido non fa schiuma in presenza di alcali. In secondo luogo, come ha dimostrato la pratica, se gocce di cherosene cadono accidentalmente nella fiamma del bruciatore, la fiamma non si spegne: si osserva solo un piccolo lampo. Infine, terzo: essendo un comodo “separatore”, il kerosene, quando è nel sigillo, risulta essere sicuro dal punto di vista antincendio.
Alla fine del lavoro, durante una pausa, ecc. il bruciatore si spegne naturalmente. Nell'elettrolizzatore si forma il vuoto e il cherosene scorre dal serbatoio destro a quello sinistro (Fig. 3). Quindi - barbatura ad aria, dopodiché il bruciatore può essere conservato per tutto il tempo che desideri: è pronto per l'uso in qualsiasi momento. Quando è acceso, il gas preme sul cherosene, che scorre nuovamente nel serbatoio destro. Poi iniziano le bolle di gas... I tubi di collegamento del dispositivo sono in cloruro di polivinile. Solo un sottile tubo di gomma conduce al bruciatore stesso. Quindi, dopo aver spento la corrente, è sufficiente piegare questa "gomma" con le mani - e la fiamma, emettendo finalmente un leggero schiocco, si spegnerà.
E un'altra sottigliezza. Sebbene l'alimentatore (vedi Fig. 4) sia in grado di fornire elettricità a un carico di 3,4 kilowatt, l'utilizzo di una potenza così elevata nella pratica amatoriale è molto raro. E per "non pilotare l'elettronica" quasi vuota (in modalità di rettifica a semionda, quando la potenza è 0...1,7 kW), è utile avere a disposizione un'altra fonte di alimentazione per l'elettrolizzatore: più piccola e più semplice (Fig. 5). In sostanza, questo è un raddrizzatore regolabile a onda intera, noto a molti fai-da-te. Inoltre, con “motori” di potenziometri da 470 ohm collegati tra loro (meccanicamente). Strutturalmente, tale connessione può essere ottenuta utilizzando una semplice trasmissione ad ingranaggi con due ingranaggi in textolite o utilizzando un dispositivo più complesso come un nonio (in una radio domestica).
Il trasformatore nell'alimentatore è fatto in casa. Come nucleo magnetico è stato utilizzato un set Ø16x32 in acciaio per trasformatori. Gli avvolgimenti contengono: primario - 2000 giri PEL-0,1; secondario - 2x220 giri PEL-0,3. La pratica dimostra: l'apparecchio fatto in casa considerato per il taglio e la saldatura a gas, anche con l'uso più intenso, è in grado di funzionare correttamente per un tempo molto lungo. Tuttavia, ogni 10 anni è necessaria una manutenzione approfondita, principalmente a causa dell'elettrolizzatore. Le piastre di quest'ultimo, lavorando in un ambiente aggressivo, sono ricoperte di ossido di ferro, che inizia a fungere da isolante. Le piastre devono essere lavate e poi carteggiate con mola smerigliatrice. Inoltre, sostituitene quattro (al polo negativo), corrosi dai residui acidi che si accumulano vicino al “meno”. Pertanto, si consiglia di riempire l'elettrolizzatore solo con acqua distillata e di utilizzare una soluzione alcalina meno contaminata da sali (la presenza di tracce di composti chimici di acido solforico e cloridrico è inaccettabile). Difficilmente può essere considerato giustificato anche l'uso dei cosiddetti fori di scarico (ad eccezione del bocchettone di riempimento e dell'uscita del gas), di cui si è tenuto conto durante lo sviluppo del dispositivo. Altrettanto facoltativo è l'inserimento nel circuito dell'apparecchio di contenitori per la raccolta degli alcali super aggressivi accumulati. Inoltre, il funzionamento del design "senza serbatoio" mostra che non più di mezzo bicchiere di questo "liquido nocivo" può accumularsi sul fondo di un sigillo di cherosene per un periodo di 10 anni. Gli alcali accumulati vengono rimossi (ad esempio durante la manutenzione) e la porzione successiva di cherosene pulito viene versata nell'otturatore. Autore: V. Radkov, Tatarstan
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