Довнорович Э.С., г. Мурманск
Меня интересует, как обеспечить максимальную безопасность при работе с водородно-кислородной горелкой?
Ответ:
КУБАСОВ Е.В., г. Ньбережные Челны
Довнорович Э.С. спрашивает, видимо, о таком аппарате, в котором водород и кислород получаются при электролизе воды, с растворенными в ней для электропроводности NaOH или КОН.
Несколько лет назад я изготовил такой прибор для своих работ и имею некоторый опыт в обращении с ним.
Водородная горелка в домашней мастерской позволяет снять многие проблемы, связанные с применением тонкого высокотемпературного факела. Особенно хороша она для ювелирных работ, связанных с пайкой твердыми припоями, температура плавления которых 600–900 °C. К несомненным достоинствам можно отнести постоянную готовность к работе, простоту регулировки пламени, отсутствие какого-либо дефицитного горючего (газа, например), оптимальный постоянный состав горючей смеси (в воде всегда два атома водорода и один атом кислорода), абсолютное отсутствие какого-либо запаха и копоти (продукт сгорания смеси — вода). Последнее очень немаловажное обстоятельство для мастера, оборудовавшего себе мастерскую в домашних условиях. Единственный недостаток — при несоблюдении некоторых условий и правил эксплуатации установка взрывоопасна. Все дело в том, что в отличие от других горелок — газовых, бензиновых, ацетиленовых, в которых смешение горючих паров и кислорода происходит непосредственно в зоне горения, в водородно-кислородной установке смесь газов в необходимой пропорции образуется в электролизере и в готовом виде подается по шлангу в зону горения. Поэтому смесь может гореть во всех закрытых полостях — в электролизной камере, в осушителе, в водяном затворе и в соединительных шлангах. Чем производительнее установка, чем больше объемы, занимаемые водородно-кислородной смесью, тем опаснее этот прибор. Больший объем — сильнее взрыв при возгорании смеси.
Тем не менее при пунктуальном соблюдении — некоторых несложных правил опасность взрыва можно свести к минимуму.
Изготовленная мной гидролизная установка имеет девять секций с электродами площадью около 1 дм2. Электролиз (разложение) воды на водород и кислород происходит под действием выпрямленного тока напряжением 15–25 В. Потребляемый ток 5—15 А в зависимости от диаметра канала иглы медицинского шприца, используемого в качестве горелки (0,4–0,8 мм), и концентрации щелочного раствора. Для питания установки применяю схему (рис. 1).
Рис. 1. Схема, используемая для питания постоянным током водородно-кислородной установки:
Т1 — ЛАТР; Т2 — понижающий трансформатор 220/36 В 500 Вт; А — амперметр 0-20 А
Понижающий трансформатор Т2 220/36 В мощностью 500 Вт подключен к лабораторному автотрансформатору Т1. Это позволяет плавно установить необходимое напряжение и ток на электролизере. Мостик из диодов VD1-VD4 должен обеспечивать ток до 20 А. Можно применить диоды Д242, Д243, Д245, КД203, КД213 и др. с любыми буквами. Ток контролируется амперметром 0—20 А Такое питание позволяет наилучшим способом установить необходимую струю горючей смеси и размер факела.
В качестве осушителя и водяного затвора использую стеклянные банки емкостью 0,25 л (из-под майонеза) с полиэтиленовыми крышками, в которые вставлены по два штуцера для присоединения шлангов (рис. 2).
Рис. 2. Осушитель и водяной затвор установки:
1 — шланг от электролизера; 2 — осушитель; 3 — соединительный шланг осушитель — водяной затвор; 4 — водяной затвор; 5 — шприц, используемый в качестве корпуса горелки; 6 — игла-форсунка горелки
Крышки обмотаны изолентой для герметичности. Очень туго стягивать крышку водяного затвора не нужно. Давление смеси невелико, сорвать крышку с банки оно не может. Но в случае попадания пламени из горелки в затвор вспышка сорвет крышку и… все. При слишком же тугой крышке может лопнуть банка. (Стараюсь не применять пугающего слова «взорваться».)
Применение стеклянных банок обусловлено тем, что удобно следить за происходящими процессами во время работы установки. Видно, когда в осушителе набирается столько воды, что пора вылить ее, а по интенсивности «бульканья» пузырьков в водяном затворе хорошо судить о скорости образования горючей смеси. Воды в затвор надо наливать максимальное количество, чтобы расстояние между нижним концом выходного штуцера и уровнем воды было около 5 мм. Этот штуцер нужно сделать как можно короче. Тем самым мы уменьшаем объем, заполненный взрывоопасной смесью.