172761. lajstromszámú szabadalom • Berendezés oxigénnel és hidrogénnel történő gázhegesztéshez, illetve lángvágáshoz, valamint gáznyomásszabályozó egység elektrolizáló cellákhoz
5 172761 6 A hidrogénnel és oxigénnel történő hegesztésnek további előnye, hogy nem szennyezi a környezetet, mint az oxigénnel és acetilénnel történő hegesztés. A találmány szerinti megoldásnál az elektrolizáló cellákon áthaladó áram biztosítására, az elektrolizáló cellák hőmérsékletének az áram erősségétől függő beállítására, a gáz-szétválasztás szabályozására és az elektrolitgőzöknek a gázokból történő eltávolítására különleges biztonsági berendezést, és lángvisszacsapás-gátlót alkalmazunk. A lángvisszacsapás-gátló lehet porózus anyagból készített dugó vagy égőfej és a gázfejlesztő közötti elhelyezett hosszú kapilláris cső. Igen nagy jelentőséggel bír a hidrogén és oxigén keverékének alkalmazásakor valóban fönnálló komoly tűzveszély, amelynek leküzdésére eleddig igen bonyolult és nehézkes megoldásokat kellett kidolgoznia. A találmány alapját képező felismerés viszont éppen az, hogy ezek a hosszadalmas és bonyolult műveletek elkerülhetők és a gázok biztonságosan keverhetők már az elektrolizáló cellában. A találmány szerinti berendezés egy vagy több biztonsági szeleppel van ellátva, amelyek meghatározott nyomás, például 420 kp/cm2 érték elérése után nyitnak és megakadályozzák a nyomás túlságos növekedését, ha például az áramszabályozás meghibásodna. A biztonsági szelepeket riasztóberendezéshez lehet kapcsolni, amely az áramszabályzás meghibásodását jelzi, vagy össze lehet kötni a főkapcsolóval, hogy a berendezés meghibásodás esetén leálljon. Az égőfejbe is elhelyezhető a porózus anyagból készült dugó, ami a lángvisszacsapást az elektrolizáló cellába megakadályozza. Az elmondottakat összefoglalva azt mondhatjuk, hogy a találmány szerinti megoldással olyan berendezést lehetett létrehozni, amely alkalmas különböző hegesztési műveletek elvégzésére hidrogén és oxigén segítségével. A találmány szerinti berendezés kisméretű és hordozható kivitelű is lehet, amely a jelenleg ismeretes, hidrogénnel és oxigénnel működő berendezések területén elképzelhetetlen. Az összekapcsolt elektrolizáló cellákat tartalmazó berendezés működtetéséhez az elektromos áramforráson kívül mindössze víz szükséges, amellyel megfelelő időnként a cellákat fel kell tölteni. Ebbe a találmány szerinti berendezéssel tetszőleges mennyiségű hidrogén és oxigén állítható elő, amelyekkel a szóbanforgó technológiai műveletek legkülönbözőbb változatai egyszerűen és hatékonyan elvégezhetők. A találmány szerinti elektrolizáló cellával, amely diafragma nélkül működik, néhány száz amper áramerősség mellett megfelelő mennyiségű hidrogén és oxigén állítható elő kisebb teljesítménnyel történő hegesztéshez vagy forrasztáshoz, például 10 mm-es acéllemezek hegesztéséhez. Nagyobb teljesítményekhez azonban már nagyobb áramerősségek (900 Avagy ennél több) alkalmazása szükséges, ami a transzformátor és a vezetékek méreteinek növekedésével jár együtt, és ahol már a hőfejlődéssel kapcsolatos problémákat is figyelembe kell venni. Ennek megfelelően a találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakját úgy alakítottuk ki, hogy több elektrolizáló cellát sorba kapcsoltunk, aminek következtében ugyanakkora gáztermelést jóval kisebb áramerősséggel érhettünk el. A sorba kapcsolt elektrolizáló cellák kapacitása adott áramerősségek esetén az egy cellára eső kapacitás értéknek a cellák számával számított szorzata. Másfelől, azonos áramerősség alkalmazása mellett jóval hatékonyabb gázfejlesztés biztosítható. Ilyen nagy mennyiségű önálló elektrolizáló cella összekapcsolása azonban meglehetősen nagyméretű berendezést eredményez, amely hordozható készülékként nem alkalmazható. A találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjánál ezért a méret és a súly csökkentése érdekében a cellákat egy egységként alakítjuk ki, amelyben több, célszerűen sorba kapcsolt elektróda van egymás mellett elhelyezve, közös elektrolitban. A közös cellában gázgyűjtőtér és gázkivezető nyílás van, amelyen át a gázkeverék például az égőfejbe jut. Az elektródáknak így csak a szélső egységeit kell az áramforrással összekapcsolni. Ezen túlmenően ilyen kialakítás esetén általában elhagyható a transzformátor, és az elektródák közvetlenül az áramforráshoz kapcsolhatók, szükség esetén, hídkapcsolású egyenirányítón keresztül. A fenti kialakítás következtében az egész berendezés meglepően kicsi és zárt, tehát kiválóan alkalmas mind házi, mind ipari alkalmazásra. A találmány szerinti berendezés fontos egysége a gáznyomásszabályzó egységtamely az elektrolizáló cellákban előállított hidrogén és oxigén nyomását ellenőrzi, és ezen nyomás függvényében szabályozza a bevezetett áram erősségét. A találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakja olyan gáznyomás szabályzó egységgel van ellátva, amelyben két elektróda van és ezek legalább egyike kúpos kialakítású. Az elektródák általában villamosán vezető folyadékkal töltött tartályban vannak, és az elektrolizáló cellák elektródáival vannak sorba kapcsolva. A gáznyomás szabályozó egység az elektrolizáló cellával, illetve cellákkal lehet egybeépítve. Kialakítható azonban külön szerkezetként is, amelyet az elektrolizáló cellákat tartalmazó egységhez lehet csatlakoztatni. Az áramlás szabályzó egység úgy is felépíthető, hogy egyúttal lángvisszacsapás-gátlóként is működjék, hogy az égőfej lángja ne juthasson el az összekötővezetéken keresztül az elektrolizáló cellákban levő robbanásveszélyes keverékhez. A berendezés biztosítékkal is el lehet látva, amely áramtalanítja a készüléket, ha az elektrolizáló cellában a nyomás egy bizonyos értéket meghalad. Ugyancsak a gáznyomás szabályozó egység feladata lehet a bevezetett áram szabályzása a felmelegedés mértékétől függően. A találmány további részleteit kiviteli példákon rajz segítségével ismertetjük. A rajzon, az 1. ábra a találmány szerinti berendezés legegyszerűbb kiviteli alakja, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés elektrolizáló cellájának több elektródával felszerelt kiviteli alakja, a 3. ábra a találmány szerinti berendezéshez tartozó áramlásszabályozó egység egy kiviteli alakja, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
