172761. lajstromszámú szabadalom • Berendezés oxigénnel és hidrogénnel történő gázhegesztéshez, illetve lángvágáshoz, valamint gáznyomásszabályozó egység elektrolizáló cellákhoz
7 172761 8 4. ábra az áramlásszabályozó egység egy másik kiviteli alakja, az 5. ábra a találmány szerinti hegesztőberendezés égőfejének működési vázlata, a 6. ábra a berendezéshez tartozó leválasztó egység egy kiviteli alakjának metszete, és a 7. ábra a találmány szerinti hegesztőberendezés egy kiviteli alakja, és a hozzá tartozó kapcsolási vázlat. Az 1. ábrán látható vázlat a találmány szerinti berendezés működési elvét mutatja. A 10 elektrolizáló cellában állítjuk elő a hidrogén és oxigén keverékét. Ez a keverék 15 csővezetéken át jut a 11 lángvisszacsapás-gátlóba, ahonnan 16 csővezeték vezeti a 12 égőfejbe. A 10 elektrolizáló cellában 10a és 10b elektródák vannak, amelyek KOH vizes oldatába merülnek, és 13, 14 csatlakozókon keresztül egyenáramú vagy váltakozó áramúj áramforrással vannak összekapcsolva. A berendezés működtetéséhez célszerű egyenáramot alkalmazni, minthogy a 10 elektrolizáló cella impedanciája jóval kisebb egyenáram esetén, mint váltóáram alkalmazásakor. Áramforrásként hálózatra kapcsolt transzformátort, célszerűen 300 A kimenő áramú transzformátort lehet alkalmazni, amelyet a 10 elektrolizáló cellához hídkapcsolású egyenirányítón keresztül lehet csatlakoztatni. A 11 lángvisszacsapás-gátló legegyszerűbb esetben vizet tartalmazó zárt edény, amelyben a 15 csővezeték a víz felszíne alá nyúlik, és a gázkeveréket elvezető 16 csővezeték az edény tetején levő kivezető nyíláshoz kapcsolódik. Ez az egyszerű kiviteli alak jól alkalmazható kisebb hegesztő vagy forrasztó berendezésekként, nagyobb teljesítményű egységek azonban ilyen kialakítás mellett túlságosan terjedelmesek lennének. A 2. ábrán olyan berendezés metszetét ábrázoltuk, amelyben a 20 elektrolizáló cella jóval kevesebb áramot igényel adott mennyiségű gáz előállításához. A 20 elektrolizáló cella tulajdonképpen egy sor cellából áll, amelyeket a KOH vizes oldatába merülő 26 elektródák alkotnak. A 26a szélső elektródák 21 vezetékekkel kapcsolódnak a 22 csatlakozókhoz, amelyekre az áramforrás van kötve. A 20 elektrolizáló cellában létrejövő hidrogén és oxigén keverék 23 kivezető csonkon át kerül az ábrán nem látható lángvisszacsapás-gátlóba és onnan az égőfejbe. A 26a szélső elektródák között 26b közbülső elektródák vannak elhelyezve, és valamennyi 26a és 26b elektróda szigetelőanyagból készült 24 csőbe van erősítve. A 24 csövön 24a és 24b nyílások vannak. Az alul elhelyezett 24b nyílásokon át az elektrolit szabadon áramolhat a 26a és 26b elektródák közötti térben, a fölül levő 24a nyílásokon keresztül pedig a fejlődött gázok juthatnak ki a 20 elektrolizáló cella fölső részénél levő 25 gázgyűjtő térbe. Az ismertetett kialakítás következtében két szomszédos elektróda között jóval kisebb az ellenállás, mint a nem szomszédos elektródák között, így a berendezés tulajdonképpen számos sorba kapcsolt elektrolizáló cellával azonosan működik. Az elektrolizáló cella kialakítása így rendkívül egyszerű és zárt, ugyanakkor viszonylag kis áramfogyasztással hatékony gázfejlesztés érhető el. Egy százhúsz kis cellát tartalmazó ilyen berendezés például 15 A erősségű és 240 V feszültségű bemenő áram esetén körülbelül egy 1800 A erősségű áramot igénylő, egy elektróda párt tartalmazó elektrolizáló cellával azonos mennyiségű gázkeveréket termel. Ez tehát azt jelenti, hogy ily módon viszonylag kisméretű hordozható berendezések állíthatók elő, amelyek transzformátor alkalmazása nélkül a hálózatra kapcsolhatók, és elegendő gázkeveréket szolgáltatnak a legtöbb hegesztési vagy forrasztási művelet elvégzéséhez. Az alapvető különbség a találmány szerinti berendezés és a hagyományos gázhegesztő készülékek között az, hogy a hegesztéshez szükséges hidrogén és oxigén keveréket a találmány szerinti berendezéssel automatikusan a semleges láng előállításához szükséges arányban lehet előállítani. A keverék beállításához nincs szükség keverőfejre, és szakképzetlen személy is megfelelő minőségű hegesztést tud végezni. Ezen túlmenően a találmány szerinti berendezéssel számos hegesztési mód sokkal jobb eredménnyel valósítható meg, mint a hagyományos berendezések alkalmazásakor. A 3. ábrán a 20 elektrolizáló cellához kapcsolt gáznyomásszabályzó egységet mutatjuk be. A 30 gáznyomásszabályzó egység az áramkörben a 20 elektrolizáló cellával sorba van kapcsolva, és a 20 elektrolizáló cellában előállított gázkeverék nyomásának függvényében szabályozza a bevezetett áramot. A 30 gáznyomásszabályzó egység 31 gáztartályból áll, amelyhez 33 összekötő járaton keresztül 32 légkamra csatlakozik. A 31 gáztartályban az áramkörbe sorba kapcsolt két 34, 35 elektróda van elhelyezve. A 34 és 35 elektródák kúpos kialakításúak és ugyancsak KOH vizes oldatába merülnek. A 37 elektrolit bizonyos magasságig a 32 légkamrába is behatol. A 30 gáznyomásszabályozó egység 31 gáztartálya a 20 elektrolizáló cellával csővezetéken keresztül van összekapcsolva, így a 20 elektrolizáló cella működése során a keletkezett gázok nyomása hat a 31 gáztartályban levő 37 elektrolit felszínére is, és azt a 32 légkamra 39 légterében levő levegő nyomása ellenében lefelé nyomja. A 37 elektrolit szintjének süllyedésével viszont a 34 és 35 elektródák elektrolitba nyúló felülete csökken, azaz az elektródák közötti ellenállás értéke növekszik. Ez egyben azt jelenti, hogy csökken a 20 elektrolizáló cellába bevezetett áram mennyisége. Ha viszont a 30 gáznyomásszabályzó egységben a gáznyomás csökken, a 37 elektrolit szintje a 31 gáztartályban ismét emelkedik, és ezzel az árambevezetés fokozódik. Az elmondottaknak megfelelően tehát a 30 gáznyomásszabályzó egység az előállított gázkeverék mennyiségét a gázkeverék nyomásának függvényében szabályozza, és megakadályozza, hogy a szükségesnél nagyobb nyomás alakuljon ki a 20 elektrolizáló cellában. A 4. ábrán a gáznyomásszabályzó egység egy másik kiviteli alakja látható, amellyel megoldható, hogy bizonyos nyomás elérésekor az elektrolizáló cella áramellátása teljes mértékbei, megszűnjék. A biztonsági egység 31 gáztartályában elektrolitként .40 higany van, amely 33 összekötő járaton keresztül a 32 légkamrába is eljut. A 31 gáztartályban elhelye-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
