Приложение 5

«Гидро-электроплавка и накаливание металлов» изобретение Н.Н. Бенардоса

Описание

Изобретенная мною «Гидро-электроплавка и накаливание металлов» основана на применении струи или столба жидкости, проводящей электрический ток, для нагревания желаемого места обрабатываемого металла, причем жидкость будет положительным полюсом, а обрабатываемый металл – отрицательным полюсом.

При нагревании металла струей жидкости, свободно выливающейся, употребляется прибор, типом которого служит паяльник, изображенный на фигурах первой и второй (рис.1). Помощью этого прибора струя жидкости, выливающаяся из отверстия о наконечника h, направляется рукою рабочего на место обработки металла. Прибор этот питается жидкостью из особого резервуара, при помощи резиновой трубки t. Жидкость, по желанию рабочего, останавливается и впускается нажимом z (фиг.2). Ток проводится в жидкость по проходящей в рукоятке прибора трубке k, к которой прикрепляется винтом v положительный проводник, идущий от источника электричества. В месте прикосновения наэлектризованной струи жидкости к поверхности обрабатываемого металла произойдет накаливание, степень какового будет зависеть от силы тока и времени действия струей.

Накаливание может производиться также действием двух струй единовременно, при помощи двух паяльников, из коих оба могут быть положительными полюсами или один положительным, а другой отрицательным; в первом случае обрабатываемый предмет будет отрицательным полюсом, а во втором обрабатываемый предмет не соединяется ни с каким полюсом, а вводится между струями.

При помощи ручного паяльника, изображенного на фигуре второй, можно накаливать обрабатываемую часть двояко. В одном случае струя жидкости направляется прямо на нагреваемое место, причем образуется контакт жидкости с металлом. В этом случае накаливание происходит вследствие наибольшего сопротивления слоя, встречаемого током, проходящим с жидкости на металл. В момент замыкания цепи жидкость и металл разделяются слоем газов и паров, которые образуют известную сферу, представляющую собой слой наибольшего сопротивления, служащего для возвышения температуры, т. е. для накаливания. В данном случае этот слой сопротивления можно назвать дугой, притушенной потоком жидкости.

В другом случае струю жидкости направляют к нагреваемому месту, не производя полного контакта, а заставляют ее протекать параллельно поверхности металла, почти не касаясь его. В этом случае слой, представляющий наибольшее сопротивление, переходит в сферу открытой дуги, которая, возбудившись, обращает жидкий полюс, почти целиком, в пары и газы, дающие достаточно пищи, чтобы держаться дуге. В этом случае открытая дуга возвышает температуру гораздо больше, чем в первом, при нагревании скрытой дугой.

Работы, производимые при помощи подобной «гидро-струйной» дуги, имеют большое значение по отношению качеств металлов, ею расплавляемых. Плавка металлов гидро-струйной дугой дает металлургии новое средство обрабатывать металлы, улучшая их качества введением в них новых огне-электролитических элементов.

При нагревании металлов столбом жидкости употребляются приборы, типом которых может служить паяльник, изображенный на фигурах третьей и четвертой, которые ясно показывают его устройство. Накаливающая жидкость находится в резервуаре R, из которого впускается винтовым клапаном n в трубку C, образующую собой наконечник паяльника, который устанавливается на нагреваемое место. Жидкость, находящаяся в наконечнике, прикасаясь непосредственно к поверхности обрабатываемого металла, будет накаливать его по площади, равной внутреннему диаметру трубки наконечника.

Эти приборы имеют разные, меняющиеся наконечники для нагревания большей или меньшей площади (фиг.5 и 6). Кроме того, имеются наконечники (фиг.5), нижняя часть полости которых заполняется асбестовой губкой.

Такие приборы делаются не только ручными, а также и автоматическими, приспособляемыми к специальным станкам для производства специальных работ механическим путем.

У паяльников, для паяния шва припоем, наконечники снабжаются отдельной трубкой, в которую засыпается припой или вставляются стержни того металла, которым должно производиться паяние, а также засыпаются и флюсы.

При паянии швов припоями сама жидкость, служащая для накаливания, может быть и припоем. Если, например, шов должен паяться красной медью, то для накаливающей жидкости употребляется раствор сернокислой меди, которая, попадая в сферу накаливания, переходит отчасти в металлическую медь, плавится и служит припоем.

Таким путем могут производиться работы покрытия одного металла другим, как лужение, цинкование, серебрение, золочение, платинирование и т. п.; кроме того, может производиться эмальерование металлических предметов сплошь или по рисунку.

При нагревании больших площадей употребляются наконечники (фиг.9), дающие сноп тончайших струй.

Употребляемая для накаливания жидкость может состоять из подкисленной воды, из водных растворов различных солей, щелочей, и вообще для этой цели будет пригодна всякая жидкость, проводящая электрический ток.

При некоторых работах паяния жидкость может иметь примесь, способствующую очищению паяемой поверхности, как, например, соляная кислота, бура, нашатырь и т. п.

Кроме того, жидкость может иметь нерастворимые примеси, в порошкообразном состоянии, как, например, пульверизованные металлы и окиси их, а также и углероды, уголь, графит и т. п.

При производстве работ по закалке стальных частей накаливающая жидкость служит вместе с тем и для охлаждения закаливаемого места, причем ток не пропускается. В этих случаях жидкость по составу своему должна соответствовать ваннам, употребляемым при закалке стали.

Вообще размеры струи жидкости и ее составы должны соответствовать работам, ею производимым.

Изобретенная мною гидро-электроплавка и накаливание металлов может применяться в бесчисленных и весьма разнообразных случаях современной техники, но главные ее применения будут: 1) паяние, 2) наслоение металлов, 3) сварка частей, 4) закалка и отжиг частей, 5) нагревание частей для изменения их формы, 6) отливка мелких частей из стали и приливка частей к испорченным отливкам, 7) составление сплавов всех металлов.

Все приборы, употребляемые при работах по этому способу, должны состоять из трех существенных частей: 1) рукоятки сборной для прикрепления проводника, 2) резервуара для жидкости с зажимом или краном для управления ее притоком и 3) наконечника.

Резервуары для жидкости могут быть отдельными от прибора, соединяясь в таком случае с последним резинового трубкой (фиг.1 и 2).

Резервуары должны иметь металлический контакт с находящейся в них жидкостью, при помощи которого в нее пропускается ток.

Наконечники могут иметь всякие формы и размеры; они должны быть изготовляемы из огнеупорного, не проводящего ток материала, как, например, асбест или уралит и т. п.

При производстве работ накаливания свободно выливающейся струей имеются особые приспособления для удаления отработавшей жидкости и направления ее стока в особые резервуары.

Для исполнения работы этим способом требуются прямые токи, а потому можно пользоваться всеми существующими источниками, дающими эти токи, но самое удобное пользование токами будет то, какое применяется при изобретенном мною способе «Электрогефест», т. е. динамомашины и аккумуляторы.

Сила тока и напряжение могут быть весьма различны, они меняются сообразно характеру работ и размерам обрабатываемых частей.

Особенность и новость моего изобретения – «Гидро-электроплавка и накаливание металлов» – заключается в применении мною струи или столба жидкости, проводящей электрический ток, для плавления и нагревания металлов при помощи дуги и без оной, причем струя или струи свободно выливающейся жидкости или столб жидкости, заключенной в трубку, будут одним полюсом цепи рабочего тока, а другим полюсом будет обрабатываемый металлический предмет.

Это новое, простое и полезное применение струи жидкости, в том виде, как оно описано выше, я признаю своей собственностью и прошу выдать мне на оную привилегию независимо от приборов, употребляемых и могущих быть употребляемыми при пользовании моим изобретением: «Гидро-электроплавка и накаливание металлов».

Н. Бенардос

1896-го года сентября 17-го дня. С.-Петербург