DE2147312A1

DE2147312A1 - Mikro-autogen-schweissgeraet

Info

Publication number: DE2147312A1
Application number: DE19712147312
Authority: DE
Inventors: Geb Bruening Annett Schnettler
Original assignee: SCHNETTLER GEB BRUENING
Current assignee: SCHNETTLER GEB BRUENING
Priority date: 1971-09-18
Filing date: 1971-09-18
Publication date: 1973-03-22

Description

Mikro-Aut ogen-Schweißgerät.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Schweißflamme aus selbstmischendem Knallgas durch Elektrolyse von Wasser unter Verwendung von Lauge als Elektrolyt in einem mit Elektroden ausgestatteten Reaktor mit einem Füll- und Entnahmestutzen, wobei die Vorrichtung weiterhin einen Transformator sowie einen Gleichrichter für die Stromversorgung der Elektroden und eine vom Entnahmestutzen zu einem Brenner führende Gasentnahmeleitung aufweist, in die gegebenenfalls Rückschlagsperren sowie Filter und/oder Sicherheitsvorlagen eingebaut sind.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DT-OS 1 945 568 bekannt, bei der der als Tank ausgebildete Reaktor aus Eisenblech mit einer elektrischen Isolierschicht besteht. Als Elektroden dienen dort ITickelelemente hohen Reinheitsgrades, deren Abstand einen bestimmten Betrag nicht übersteigen darf, um nicht die ordnungsgemäße Elektrolyse zu gefährden.
Ferner ist an dem Tank eine Mehrzahl von Kilhlrippen angebracht, die die Wärmeabfuhr besorgen sollen. Der Gasentnahmestutzen reicht in die Flüssigkeit bis in die Nähe der Elektroden hinein und dient gleichzeitig als Nachfüllstutzen für die Flüssigkeit. Die Stromzufuhr erfolgt über einen mittels Stufenschalter regelbaren Transformator und einem diesem nachgeschalteten Gleichrichter. Zwischen Tank und Armatur ist eine Rückschlagsperre eingebaut. - Der Nachteil dieses Gerätes liegt im wesentlichen darin, daß es zu groß baut und zu schwer ist. Sein Wirkungsgrad ist insofern limitiert, als man erhebliche Anlauf- undAnwärmzeiten benötigt, um eine zufriedenstellende Flamme zu erhalten. Auch ist diese Flamme in engen Bereichen regulierbar. Durch die Anordnung der Elektroden tritt ein starkes Schäumen ein, was die Zugabe von Entschäumungsmitteln erforderlich macht. Ferner ist es möglich, daß bei der Elektrolyse sich bildende Rückstände mit dem Gas in den Brenner gelangen und diesen verstopfen. Bei einem Rückschlagen der Flamme vom Brenner her tritt leicht eine völlige Zerstörung der Armatur, bestehend aus Filtern, Manometer usw., ein, weil das Rückschlagventil, vom Brenner her betrachtet, erst hinter der Armatur angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung eines möglichst leicht zu handhabenden Gerätes geringen Gewichtes undbaulichen Aufwandes, welches eine optimale Regelbarkeit der Flamme zuläßt.
Diese Aufgabe wird von der Erfindung bei einem Gerät der eingangs beschriebenen Art derart gelöst, daß der Reaktor und die Elektroden aus säure- und laugenbeständigem Stahl, vorzugsweise VA-Stahl, bestehen und die Elektroden die Form von Platten oder Lamellen besitzen.
Ein solches Gerät hat nur etwa die Hälfte bis ein Drittel des Gewichtes der bekannten Vorrichtungen, da man mit einem kleineren Tank auskommt. Die Gasbildung setzt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sofort nach dem Einschalten ohne längere Wartezeiten ein.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse, u.a. hinsichtlich der Gasbildung und der Flammenstabilität, erzielt man, wenn man nach einem weiteren Merkmal die Elektroden als am Deckel des Reaktors befestigte, in die Flüssigkeit hängende Elemente ausbildet, die zum Boden des Reaktors hin konvergieren.
Das erfindungsgem#e Gerät ist auch insofern gegenüber den bekannten Geräten vorteilhaft, als bei ihm als Basisflussigkeit Leitungswasser vorgesehen werden kann, man also nicht destilliertes oder entionisiertes Wasser benötigt. Als Elektrolyseflüssigkeit ist zweckmäßig eine Mischung aus gleichen Teilen an Leitungswasser und Elektrolytem vorgesehen. Als Elektrolyt kommt vorzugsweise eine 37%ige oder 481ige Kalilauge infrage, wobei letztere von besonderer Reinheit ist.
I4ach einem weiteren Merkmal der Erfindung können Füll-und Entnahmestutzten als Einheit ausgebildet sein, die an dem Deckel des Reaktors angebracht ist und sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet.
Dabei kann der Entnahmstutzen als Abzweig des Füllstutzens ausgebildet sein.
Der Transformator ist vorzugsweise aus einem stufenlos verstellbaren Stelltranformator und einem diesen nachgeschalteten lletzspannungstransformator gebildet, wobei zwischen Stell- und Netzspannungstrafo eine Sicherung vorgesehen sein kann. Dem Netzspannungstrafo soll sekundärseitig eine Spannung von 0 bis 15 V abnehmbar sein, während die Stromstärke des vom Gleichrichter abgebenen Stromes bis 34 A betragen kann.
In der Leitung zum Brenner kann vorteilhaft ein Trocknungsfilter mit einem von dem Brenngas durchlaufennn hygroskopischen Chemikal vorgesehen sein, wodurch man in günstiger Weise erzielt, daß das Brenngas schnell und vollständig getrocknet wird und keine Flüssigkeit in die Brenndüse gelangt. Um ein Rückschlagen der Flamme in der an sich relativ teuren Armatur zu verhindern, kann zwischen der aus Filtern, Manometer, Absperrventil etc. bestehenden Armatur und dem Brenner eine an sich bekannte Flammenrückschlagsiche ung, z.B. in Form eines Sintermetallkegels, angeordnet sein.
Kühlrippen sind bei dem erfindungsgemäßen Gerät Uberflüssig, jedoch ist, um die Wärmeabfuhr in genügendem Maße zu bewerkstelligen, zweckmäßig in unmittelbarer Nähe des Reaktors ein an sich bekannter Ventilator angebracht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Aus-fUhrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gerät und Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine an dem Gerät angeordnete Armatur mit Brenner.
In einem hier nur angedeuteten Gehäuse (1) befinden sich ein Reaktor (20) mit einer Gasentnahmeleitung (30>, ein Transformator (40) und ein Ventilator (50). An dem Gerät befindet sich weiter eine Armatur (60), wie man sie aus Fig. 2 erkennt und von der die Leitung zu einem Brenner (70) geht.
Der Reaktor (20) besteht aus einem Tank (21) mit einem Deckel (22). Deckel und Tank sind dichtend miteinander verbunden. An dem Deckel (22) befindet sich ein Füllstutzen (23), der mit einem Entnahmestutzen (24) eine Einheit bildet. Vom Deckel (22) in das Innere des Tankes (21) hinein erstrecken sich Elektroden (25), die die Form von Platten oder Lamellen besitzen und gegen den Boden des Behälters (21) konvergieren. Diese Elektroden reichen in eine Elektrolyseflüssigkeit (26,in welche aus Wasser und Kalilauge besteht. Es kann außer Kalilauge jedoch auch ein andere; geeigneter Elektrolyt Verwendung finden.
Die Elektroden können ggf. auch mit Löchern versehen werden. Sie nähern sich bis auf minimal 50 mm Abstand zueinander.
Tank (21) und Deckel (22) sowie Elektroden (25) bestehen aus säure- und laugebeständigem Stahl, der üblicherweise unter der Bezeichnung VA-Stahl als Sammelbegriff läuft.
Aus gleichem Material ist vorteilhaft auch der Stutzen (23, 24) ausgebildet.
Die Transformatoreinheit (40) besteht aus einem Stelltransformator (41) und einem Netzspannungstransformator (42) sowie einem dem Netztrafo nachgeschalteten Gleichrichter (43), der ein Selengleichrichter oder eine Siliciumdiode sein kann. Zwischen Stelltransformator (41) und Netzspannungstransformator (42) ist eine Sicherung (44), die hier nicht näher dargestellt ist, vorgesehen. Die Spannung auf der Sekundärseite des Stelltrafos (41) kann zwischen 0 und 250 V geregelt werden, während am Netzspannungstransformator (42) sekundärseitig eine Spannung zwischen 0 und 15 V abzunehmen ist. Durch die weitgehende Regelbarkeit der sekundärseitigen Spannung läßt sich die Effektivität des Elektrolysenvorgangs und damit die Flamme genau regeln. Die Sicherung (44) dient dazu, eine überbelastung des Trafos (41, 42) und des Gleichrichters (43) zu vermeiden.
Der Ventilator (50) ist in der unmittelbaren Nähe des Reaktors (20) angeordnet, so daß eine Kühlwirkung optimal ist.
Die Entnahmeleitung (30) führt zur Armatur (60).
Vor letzterer ist noch eine Rückschlagsicherung (31) vorgesehen.
Die Armatur besteht aus Filtern (61 und 63), und zwar einem Trocknungsfilter (61) und einer Flüssigkeitsvorlage (63), sowie einem Feindruckmanometer (62). Von der Armatur fahrt die Leitung (30) zu dem Brenner (70). In diesen Leitungsteil ist ein Absperrventil (32) sowie eine Flammenrückschlagsicherung (33) eingebaut. Die Rückschlagsicherung (33) ist eine Sintermetallkegelsicherung.
Der Trocknungsfilter (61) ist mit einem hygroskopischen Chemikal in Granalienforn ausgefüllt. Durch dieses material wird das noch feuchte Brenngas hindurchgeleitet, so daß ihm die Feuchtigkeit entzogen wird.
Die Flüssigkeitsvorlage (63) braucht nur im Bedarfsfalle eingesetzt zu werden, wenn beispielsweise das Brenngas in besonderem Maße gekühlt werden soll. Dann wird die Vorlage (63) beispielsweise mit Methylalkohol angefüllt, der als Stabilisator und Temperaturreduzierungsmittel dient.
Es können hier auch Flußmittel oder ähnliche Stoffe zugesetzt werden.
Bei der Anlage handelt es sich um eine ITiederdruck-Vorrichtung. Das Brenngas weist Drücke zwischen 0,05 und 0,25 atü auf und ist in diesen Bereich regelbar.
Angeschlossen werden kann das Gerät an eine normale Netzsteckdose.

Claims

Mikro-Autogen-Schweißgerät

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Schweißflamme aus selbstmischendem Knallgas durch Elektrolyse von Wasser unter Verwendung von Lauge als Elektrolyn in einem mit Elektroden ausgestatteten Reaktor mit einem Full- und Entnahmestutzen, wobei die Vorrichtung weiterhin einen Transformator sowie einen Gleichrichter für die Stromversorgung der Elektroden und eine vom Esntnahmestutzen zu einem Brenner fithrende Gasentnahmeleitung aufweist, in die gegebenenfalls Rückschlagsperren sowie Filter und/oder Sicherheitsvorlagen eingebaut sind, dadurch gekenntzeichnet, daß der Reaktor (20) und die Elektroden (25) aus säure- und laugenbeständigem Stahl, vorzugsweise VA-Stahl, bestehen und die Elektroden die Form von Platten oder Lamellen besitzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (25) als am Deckel (22) des Reaktors (20) befestigte, in die Flüssigkeit hängende Elemente ausgebildet sind, die zum Boden des Reaktors hin konvergieren.
3. Vorrichtungs nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Basis flüssigkeit Leitungswasser vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyseflüssigkeit eine Mischung aus gleichen Teilen an Leitungswasser und Elektrolyten vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt 37%ige Kalilauge vorgesehen ist.
6 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt 48%ige Kalilauge vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Füll- und Entnahmestutzen (23, 24) als Einheit aus£,ebildet sind, die an dem Deckel (22) des Reaktors (20) angebracht ist und sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmestutzen (24) als vom Füllstutzen (23) abzweigend ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekeIinzeichnet, daß der Transformat&2OAus einem stufenlos verstellbaren Stelltransformator (41) und einem diesen nachgeschalteten ietzspannungstransforrnator (42) gebildet ist.
l0.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stell- und Netztrafo (41, 42) eine Sicherung (44) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Netzspannungstrafo (42) sekundärseitig eine Spannung von 0 bis 15 V abnehmbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasentnahmeleitung (30) zum Brenner (70) ein Trocknungsfilter (61) mit einem von dem Brenngas durchlaufenen hygroskopischen Chemikal vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der aus Filtern (61,63), Manometer (62), Absperrventil (32) etc. bestehenden Armatur (60) und dem Brenner (70) eine an sich bekannte Flammenrückschlagsicherung, (33), z.B. in Form eines Sintermetallkegels, angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Reaktors (20) ein an sich bekannter Ventilator (50) angebracht ist.

Leerseite