Cамодельный электролизер - аналог аппарата Лига Опции

[Slesar'-Gine...]

По картинке - Будут работать внешние пластины и получится две ячейки эл-ра (крайняя пластина - корпус - другая крайняя пластина) и даже если бак из диэлектрика при достаточно большом пространстве между диэлектрическим цилиндром и пластинами крайние прастины будут работать больше - то есть не будет одинакового распределения напряжения в ячейках. Представим что 220 Вольт подаем на две ячейки электролизера - ток будет далеко не малым.

Опять позволю себе не согласиться. Как я уже писал выше: "Ток идет по пути наименьшего сопротивления", с поправкой конечно - большая часть тока. Подавая электрический потенциал на крайние пластины, кратчайшим путем для тока будет только прямая через батарею электродов. Конечно часть тока будет идти по более длинному пути, в обход пластин, но это лишь небольшая его часть. Сопротивление электролита много больше сопротивления металла. В аппарате АГЭ-2, использован корпус от аккумулятора СТ-55, и электроды там погружные. Между секциями только перегородки аккумулятора. Я переписывать всю конструкцию не буду. Описание аппаратов АГЭ можно скачать ТУТ.
Я на этот счет эксперементировал в обычной литровой банке. Брал оконный штапик, прорезал в нем шлицерезом несколько поперечных канавок и вставлял в них пластинки из нержавейки. К крайним пластинкам подключал питание. Опускал эту "батарею" в банку с электролитом. Газовыделение наблюдалось на всех электродах. Большой разницы в активности газовыделения заметно не было.
От корпуса я предложил изолировать ток двумя изолирующими стаканами и муфтой. Путь тока в обход этого импровизированного лабиринта, намного длиннее чем через пластины, току труднее в обход идти (электрод1 -> электролит (лабиринт) -> баллон-> электролит (лабиринт) -> электрод2). Изолирующими стаканами и муфтой мы удлиняем путь тока, следовательно увеличиваем сопротивление.

ЗЫ: Вспомнил школьный тест, не то по химии, не то по физике, доказывали в каком направлении течет ток, от + к -, или наоборот. Аналогия какая-то есть. Берем картошку - большую. Режем ее напополам. Втыкаем в нее две медные пластины. Подключаем источник питания. Через некоторое время от анода, в сторону катода (помоему так) начинает ползти темное пятно. Можно усовершенствовать тест, и воткнуть между двумя электродами - третий, и посмотреть как поползут пятна. Это некая визуализация протекания тока между электродами. Но во всяком случае будет видно, что ток не по всей картошке идет.
Можно еще с изолирующими преградами поиграть.


Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 9.12.2009, 19:21

[plaz57]

Извиняюсь изолированные стаканы не увидел! Просто похоже рисовал сам но до хорошего решения дело не дошло и сложилось ошибочное мнение ... С ними совсем другое дело и можно только ими обойтись только запитать с двух сторон а бак будет находится по напряжением 110 В относительно нулевого провода тогда кожух сверху эл-ра нужен для безопасности. Газы будут выходить через зазор между стаканами - наверное небольшой уклончик сделать вверху стаканов.

Баллон или баллоны(несколько для больших мощностей) подойдет пропановский давление 16 Атмосфер держит, стенка не тонкая- самае то. Флянец с одной стороны. Желательно обойтись без резины - в стаканах канавки, выступы, кольца и иные... для того чтоб между пластин расстояния создать. Стаканы из стеклоткани и эпоксидки типа папье маше..Дешево и практично - стеклоткани море в магазине и смола не дефецит. Как в щелочи она себя ведет?Можно и воздушным паяльником пластик разный в стаканы превращать но по термостойкости будет хуже. Главное это создать хорошую герметичность ввода чтоб не прошило напряжение и вывести красиво из эл-ра.
Конструкция позволит и разделение газов воткнуть. каждый стакан сверху можно разделить перегородкой...

Сообщение отредактировал plaz57 - 9.12.2009, 22:50

[Slesar'-Gine...]

... Желательно обойтись без резины...

Фторопласт - отлично между фланцами себя зарекомендовал

...смола не дефецит. Как в щелочи она себя ведет?

К воде и к щелочи большинство эпоксидных смол - стойкие. А вот стеклопластики на их основе - не очень. Так в книжке написано. Попробую еще информацию поискать.

Можно и воздушным паяльником пластик разный в стаканы превращать но по термостойкости будет хуже.

Нельзя перегревать электролит. Нормальная температура до 50 град.ц. Выше слишком много воды начинает испаряться. Водяной пар сильно понижает температуру пламени. Или придется использовать конденсоры пара и осушители.

Главное это создать хорошую герметичность ввода чтоб не прошило напряжение и вывести красиво из эл-ра.

Думаю и здесь фторопласт поможет. Могу примерно накидать эскиз этого узла.

[plaz57]

..Думаю и здесь фторопласт поможет. Могу примерно накидать эскиз этого узла.

Я тож фторопласт люблю и уважаю - очень он тут подходит!
Если хорошо пропитать стеклоткань в которя целиком сделана из волокон стекла и нет в ней разных наполнителей то она не должна каким-то образом реагировать с целочью. Пропитку смолой необходимо сделать как делают кузова авто. лодок с применением вакуума чтоб не было в изделии воздуха, пустот и все волокна стекла были заполнены смолой. Тогда при условии что смола будет стойка к щелочи материал подойдет и из него можно лепить все что нужно в том числе вывода питания который можно сделать по оси баллона с двух сторон. При лепке стаканов делаем в центре их оси, сплошные с материалом стакана, валики, в них сверлим отверстия, нарезаем резбу для герметизации и пропускаем шпильки которые тоже герметизируем с помощью фторопластовых шайб.
Каким образом будет охлаждаться электролит в этих стаканах ниже 50 градусов?- Пока висит такой вопрос..

[Самара]

Итак, прочитал я эту ветку "от корки до корки" - ух. Тема самодельного электролизера меня давно интересует, а подходящих промышленных за разумную цену я так и не нашел.
Мне нужен на самом деле генератор кислорода на 3-4 атмосферы для питания горелки, горелки можно использовать разные, с разными газами, пропан, ацетилен, Мап газ и более новомодные. Тут открывается широкое поле возможностей. Но хранить дома кислород, пусть даже и 5 литровый баллончик что-то не хочется. Встает вопрос, как утилизировать не нужный водород, тем более необходимое давление теплотворных газов куда меньше. Можно конечно использовать небольшой ресивер для водорода и подмешивать в горелку, что бы использовать его безопасным способом.
Сейчас ищу инфу по электролизерам с разделением газов, что найду, поделюсь, жаль в этой ветке этому вопросу мало уделили внимания.
Электролизер мне нужен универсальный, с регулировкой выхода газов, под разные нужды, технологические трудности, думаю, я решу, возможности достаточно велики, но пока не созревает концепция конструкции.
В ветке вставала проблема передачи вращения на крыльчатку для перемешивания электролита, но почему то никто не вспомнил про магнитные муфты сцепления, а это ведь несложное устройство.
Мы такие штуки делали, когда нужно было передать вращающий момент в агрессивную среду.
К крыльчатке из стойкого к конкретной среде материала, вращающегося на подшипниках скольжения (чаще всего из того-же материала, но обязательно немагнитного), приделывается диск из тоже немагнитного материала, к которому приделываются магниты (мы использовали самарий-кобальтовые или аналогичные по мощности, небольших размеров вполне доступны и продаются обычно в магазинах радиодеталей, но можно использовать и другие, например из магнитных защелок из мебели, хотя они на порядок слабее), на диск желательно крепить количество магнитов, кратных 4, для компенсации радиальных и осевых нагрузок. При использовании 4 - 2 крепятся на диаметральной линии на одинаковом расстоянии от оси вращения с ориентацией полюсов в одну сторону, на другой диаметральной линии под углом 90 градусов - еще два с ориентацией полюсов в другую сторону. Не забудьте покрыть магниты кислотостойким лаком. Это диск с магнитами и мешалкой крепится на нужную Вам стенку, с другой стороны которой располагается двигатель с таким же диском. Вот и все. Такой муфте, понятно, не страшны остановки приводимого в движение диска, т.к. сцепление магнитное.
Ограничения, стенка должна быть не магнитной, расстояние между дисками не желательно увеличивать больше 10 мм по понятным причинам. Передаваемый крутящий момент определяется мощностью магнитов, радиусом их крепления от оси и расстоянием между ними.
Очень хотелось бы, что бы поделились инфой по генераторам с разделением газов.

[Slesar'-Gine...]

...но почему то никто не вспомнил про магнитные муфты сцепления, а это ведь несложное устройство.

А можно отсюда поподробнее. Есть эскизы, чертежи, фотографии?

-------------------------
Хотя ненужно. Активное механическое перемешивание электролита, будет провоцировать образование пены, разбивать пузырьки, выделяющихся газов, на более мелкие, в итоге получим не электролит а эмульсию. Тут нужен другой подход. ИМХО.

Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 15.12.2009, 7:45

[Slesar'-Gine...]

Встает вопрос, как утилизировать не нужный водород...

Утилизация водорода - вещь сложная, ввиду его взрывоопасности. На многих промышленных предприятиях, наоборот утилизируют кислород, выпуская его в атмосферу. У Вас задача - прямо противоположная. Выпуская водород в атмосферу, при таком давлении, можно легко получить ту же "гремучку", ну а дальше - как повезет. Единственный (на мой взгляд) разумный способ утилизации "лишнего" водорода - это его сжигание в неком реакторе, по мере выработки, под контролем электроники, ну и конечно подальше от жилья и людей.

...тем более необходимое давление теплотворных газов куда меньше. Можно конечно использовать небольшой ресивер для водорода и подмешивать в горелку, что бы использовать его безопасным способом.

А говорите прочитали от корки до корки.
В том то и дело, что кислорода при электролизе выделяется в два раза меньше чем водорода, при равности давлений газов, а горелкой потребляется (условно) в два, и более раза больше. Вот и возникает "дифицит" кислорода на фоне избытка водорода. В электролизере с раздельным выходом газов - давление этих газов - о д и н а к о в о е ! Расходуя 1 л. кислорода, нужно "утилизировать" 2 л. водорода. При давлении кислорода (в э/лизере) в 3 атм. - давление водорода будет тоже 3 атм. Еще один момент. В электролизерах с раздельным получением газов, есть сообщение между ячейками, для свободного протекания электролита. В промышленности для разделения ячеек, используют ионнообменные мембраны - вещь дорогая и для домашнего использования малодоступная. Прочность этой мембраны невелика, а потому перепад давления между водородными и кислородными ячейками измеряется десятками мм.вод.ст. (100 мм.вод.ст. = примерно 0,01 атм.). Мембран этих, нам (простым смертным) не достать, поэтому, остается тип электролизера с сообщающимися ячейками. Что бы не было перебулькивания водорода в кислородную ячейку (или наоборот), через сифонное отверстие, при уровне электролита в 10 см. (от верха электролита до сифонного отверстия внизу) - перепад давления не должен превышать 0,005 - 0,01 атм. Диапазончик прямо скажем небольшой. Нужна очень точная электроника для контроля давления и уровня электролита в ячейках. Ну и как всегда, в опасных установках - двойное дублирование систем безопасности и контроля.


Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 15.12.2009, 7:28

[Самара]

Пардон насчет баланса выхода кислорода и водорода. Бес попутал. С генератором кислорода я наткнулся, похоже, на интересную идейку. Адсорбционные генераторы кислорода. Открыл тему в этой ветке. Насчет магнитных муфт. Расчеты мы использовали потолочные, точности и получение высоких характеристик задача не ставилась, поэтому вполне хватало эмпирического подхода. Фотографии не делали из-за простоты устройства, вещ то чисто подсобная и интуитивно понятная. Если нужны сложные и компактные конструкции с большим передаваемым моментом, могу провести поиск по теоретическим основам.
С уважением - Самара.

[Slesar'-Gine...]

To 'plaz57'

...смола не дефецит. Как в щелочи она себя ведет?

К воде и к щелочи большинство эпоксидных смол - стойкие. А вот стеклопластики на их основе - не очень. Так в книжке написано. Попробую еще информацию поискать.

Есть книжка в электронном виде: Г.Я.Воробьева - Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Изд.2-е перераб.; Москва; Изд."Химия"; 1975г.
Про эпоксидные смолы и стеклопластики стр. 189-196 (99-103); стр. 198-202 (104-106);
Коррозионная стойкость в растворах KOH - стр. 405-408 (207-209)
Коррозионная стойкость в растворах NaOH - стр. 491-494 (250-252)
Номера страниц без скобок относится к бумажному изданию, в скобках нумерация в электронном виде.

Могу выслать эту книжку по электронке. Формат - DjVu. "Вес" - 21 МБ. Если надо - "мыло" в личку. Если почтовику 21 МБ много, могу разбить на части (скажи по сколько МБ.).

... С генератором кислорода я наткнулся, похоже, на интересную идейку. Адсорбционные генераторы кислорода. Открыл тему в этой ветке. ..

Совсем не портативная установка.
У знакомого на тех.базе была такая установка, в виде прицепа к грузовику. Он этой установкой заправлял кислородные баллоны, прям на месте проведения работ. Очень сложно технологически, и к тому же требует периодической смены адсорбента.
Портативности такой установки, добится будет сложно. Ведь в ее состав входит - поагрегатно (в случае с прицепом который я наблюдал воочию): Воздушный компрессор, два реактора-адсорбера, кислородный рессивер, вакуумный насос, кислородный насос высокого давления (150 атм.), дизель электростанция. А еще фильтра там всякие, запорно-регулирующая арматура, система охлаждения.

Конечно половина из этого в домашних условиях ненужно, да и при наличии электрической сети - ДЭС - тоже лишняя, но в руках такую установочку не потаскаешь.


Да, еще! Время выхода на рабочий режим и время заправки двух кислородных баллонов, было около часа. Это к тому, что сразу кислород с этой установки не получишь.

Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 15.12.2009, 9:01

[Самара]

Установка производительностью 0,42 м кубических кислорода в час весит 22 кг (вместе с компрессором), мощность компрессора 0.5 квт. Давление с компрессора 1,2 Бар.
http://www.lwt.com.ua/lwt_ozonator_oxygen_generator.htm

[Slesar'-Gine...]

Установка производительностью 0,42 м кубических кислорода в час весит 22 кг (вместе с компрессором), мощность компрессора 0.5 квт. Давление с компрессора 1,2 Бар.
http://www.lwt.com.ua/lwt_ozonator_oxygen_generator.htm

Краткие характеристики сварочных горелок типа (с наконечниками №№2, 3):

Г2-06
Давление кислорода, МПа (кгс/см2), не более - 0,2-0,3 (2-3)
Давление горючего газа, МПа (кгс/см2), не более - 0,003-0,12 (0,03-1,2)
Расход кислорода, м3/ч, не более - 0,95
Расход пропан-бутана, м3/ч, не более - 0,25

Г3-06
Давление кислорода, МПа (кгс/см2), не более - 0,2-0,35 (2-3,5)
Давление горючего газа, МПа (кгс/см2), не более - 0,003-0,12 (0,03-1,2)
Расход кислорода, м3/ч, не более - 2,65
Расход пропан-бутана, м3/ч, не более - 0,7

Т.е. необходимая производительность кислородной установки для горелки Г2-06П нак.№2 - 1 куб.м/час, при давлении 3 кгс/кв.см.

Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 15.12.2009, 9:36

[Самара]

Г3-06
Толщина свариваемого металла 10-17 мм наконечник №6. Мне столько не нужно, не паровозное депо.
В остальном - достаточно, плюс ресивер.
http://www.bamz.su/ru/catalog/one_tovar_pa...-217-12-53.html

Сообщение отредактировал Самара - 15.12.2009, 9:44

[Slesar'-Gine...]

Г3-06
Толщина свариваемого металла 10-17 мм наконечник №6. Мне столько не нужно, не паровозное депо...

Давления не хватит.

[Самара]

Выходное давление генератора кислорода 0,5 Бар (5 атм.) Для горелки нужно 3,5 атм. Есть варианты генераторов с выходом 1 Бар и более, все зависит от компрессора. Извините, перепутал с МПа. Но сути не меняет.

Сообщение отредактировал Самара - 15.12.2009, 10:20

[Slesar'-Gine...]

... 0,5 Бар (5 атм.) Для горелки нужно 3,5 атм. Есть варианты генераторов с выходом 1 Бар и более, все зависит от компрессора. Извините, перепутал с МПа. Но сути не меняет.

0,5 бар = 500000 Па = 5100 мм.вод.ст. = 375 мм.рт.ст. = 0,51 кгс/см2 = 0,51 атм. = 7,5 psi

Сколько весит агрегат на 3 атм. (45 psi) с производительностью 0,5 м3/час?

Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 18.12.2009, 12:35

[Самара]

Выясняю, но сложности со связью. Плюс по этой ссылке.
http://www.provita.ru/site/ru/docs/oxygen_generators.html
http://www.lab-tex.ru/index.php?m=62001&am...102.103.104.105.

Сообщение отредактировал Самара - 15.12.2009, 11:37

[Самара]

Вкратце, устройство и принцип работы адсорберов.
http://www.provita.ru/site/ru/docs/id143.html

[Slesar'-Gine...]

http://www.provita.ru/site/ru/docs/oxygen_generators.html
http://www.lab-tex.ru/index.php?m=62001&am...102.103.104.105.

Посмотрел. Ни один производитель не указывает давление на выходе, только у "провиты", есть маленькая ссылочка: "* производительность и расход воздуха приведены для концентрации 94%, давления 1 бар и температуры +20 С.". Осмелюсь предположить, что генераторы (которые описываются по вышеуказанным ссылкам) могут работать на давлении больше 1 бар. Тогда, при необходимом давлении кислорода в 3 бара, нужно искать агрегат с производительностью 1,5 куб.м/час. (0,5 куб.м/час * 3 бар = 1,5 куб.м/час. * 1 бар). Тогда для генератора требуется воздушный компрессор производительностью минимум около 300-330 л./мин. (18-20 куб.м/ч.), при давлении 4-5 бар.
Вывод: Для работы горелкой малой мощности, типа Г2-06, с наконечниками от №0 до №3 включительно, требуется генератор кислорода производительностью 0,5 куб.м/час, при давлении 3 бар, плюс воздушный компрессор производительностью 330 л./мин., при давлении 5 бар. Ну никак не получается установка портативной. Для гаража в самый раз, и то в качестве стационарной. Шуму от компрессора многовато. Вобщем с электролизерами не сравнить. IMHO.


Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 18.12.2009, 13:23

[Самара]

По прикидкам, для производительности 0,4 м кубических кислорода в час будет достаточно 800 вт компрессора. Я сейчас как раз такой делаю на базе холодильного компрессора (естественно, шумность его будет минимальной). Цены на промышленные генераторы неутешительные, приводить нет смысла. Но по мере углубления в тему прихожу к выводу, что сделать самодельный генератор не сложнее компрессора. Проблема с клапанами, на блошиных рынках нужных практически не осталось, (клапан на воздух, Ду- 5-6 мм. Рабочее давление 2-3 МПа (с запасом).
Литературы (теоретической) по адсорберам хватает, но суть проблемы проста и не требует сложного математического анализа, режим работы проще подобрать экспериментально.
Кстати, производительность и выходное давление не связаны напрямую. Выходное давление примерно в два раза ниже входного. А производительность зависит в основном от количества подаваемого воздуха, количества цеолита в генераторе, процентной чистоты кислорода на выходе, чем чище, тем меньше кислорода, т.к. больше идет на продувку и режима работы адсорбера.

Сообщение отредактировал Самара - 18.12.2009, 15:00

[Slesar'-Gine...]

... Кстати, производительность и выходное давление не связаны напрямую. Выходное давление примерно в два раза ниже входного. А производительность зависит в основном от количества подаваемого воздуха, количества цеолита в генераторе, процентной чистоты кислорода на выходе, чем чище, тем меньше кислорода, т.к. больше идет на продувку и режима работы адсорбера.

Давайте по полочкам.
1. Производительность - это, как раз-таки, совокупность давления и расхода. К примеру производительность 1 куб.м/час при давлении 1 атм. меньше чем 1 куб.м/час при давлении 5 атм., в пять раз! Обратно - если 1 куб.м воздуха (или любого другого газа) при атмосферном давлении, сжать в пять раз, то давление этого воздуха увеличится тоже в пять раз, т.е. воздух теперь займет объем 0,2 куб.м при давлении 5 атм. Это элементарная физика.
2. Выходное давление кислородного генератора = входное давление воздуха - [минус] (потери в пневматической системе + потери на выпуск отработанного воздуха).
Т.е. производительность кислородного генератора зависит от количества поступающего в него воздуха и от давления этого воздуха в системе, а ни как не от количества цеолита. А вот отношение количества поступающего воздуха в генератор, к количеству производимого кислорода - зависит от чистоты получаемого кислорода и от потерь давления при его производстве.

-----------------------------------------------
Думаю что мы начали зарыватся не в ту тему. Эта тема называется: "Cамодельный электролизер - аналог аппарата Лига", и последние обсуждаемые вопросы, к ней никакого отношения не имеют. Наверное следовало-бы создать другую ветку - "Самодельные адсорбционные генераторы кислорода".
Прошу модератора удалить все посты с №930 по №940 включительно, или перенести в другую ветку.


Сообщение отредактировал Slesar'-Ginekolog - 19.12.2009, 17:03