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Apparat mit einer eleldrolytischen Zelle.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat mit einer elektrolytischen Zelle, der zur Herstellung von Desinfektionsmitteln oder zum Gebrauch in Verbindung mit der Chlorierung von Trinkwasser benutzt wird.
Es werden im allgemeinen Elektrolyte z. B. Sole oder konzentrierte Salzlösung für diesen Zweck verwendet. Diese Stoffe üben eine Korrosionswirkung auf die gewöhnlichen Metalle aus, insbesondere wenn noch elektrische Ströme zur Anwendung kommen.
Es sind bereits Vorrichtungen zu diesem Zweck bekannt, die eine oder mehrere elektrolytische Zellen aufweisen, die mit einem Speicherbehälter verbunden sind. Dieser Speicherbehälter enthält den selbsttätig durch die Zelle oder Zellen infolge der Wirkung der Elektrolyse kreisenden Elektrolyten (s. beispielsweise die britische Patentschrift Nr. 207199 und die USA.-Patentschrift Nr. 1, 983296).
Durch die vorliegende Erfindung wird eine einfache und wirksame Art eines Kreisens des Elektrolyten durch eine einzige Zelle oder durch einzelne Zellen in gesonderten Stromungskreisen in Verbindung mit dem Speicherbehälter derart bewirkt, dass bessere Erzeugungsverhältnisse erzielt werden als mit einer gleichen Zelle, die mittels einer Pumpe gespeist wird, und dass überdies ein gleichmässiges Ansteigen der Dichte (beispielsweise gemessen in Gewichtseinheiten des erhältlichen Chlors je Raumeinheit des Elektrolyten) während der ganzen Zeitdauer der Behandlung erzielt wird, an Stelle des sonst gewöhnlich auftretenden raschen Abfallen der Ausbeute nach der Anfangsaktivität.
Der Apparat ist im besonderen zur elektrolytischen Behandlung von Sole zur Erzeugung von Natriumhypochlorit geeignet, welches Chlor in einer Form enthält, die sich besonders für Desinfektionszwecke eignet. Die Sole wird in einer bestimmten Menge behandelt. Es kann ferner ein selbsttätiger Zeitschalter zum Abschalten des elektrischen Stromes am Ende einer Periode vorgesehen sein, wobei die Länge der Zeit durch die Menge des in dem Behälter befindlichen Elektrolyten und die gewünschte Konzentration des Produktes sowie den durch die Zelle fliessenden Strom bestimmt wird, so dass jede gewünschte Chlorkonzentration in dem Produkt durch entsprechende Einstellung des Zeitschalters erhalten werden kann.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigt :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Apparat. Fig. 2 ist eine Ansicht um 90 zu Fig. 1 gedreht.
Es sind zwei elektrolytische Zellen vorhanden, von denen die eine teilweise im Schnitt veranschaulicht ist.
Fig. 3 ist die Ansicht der Schalttafel.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Apparatur aus einem rechteckigen Ebonitbehälter a, der auf einem tragbaren Rahmen angeordnet ist. Der Inhalt dieses Behälters beträgt z. B.
5 !. Der Behälter ist mit einem abnehmbaren Deckel b versehen, um den Behälter füllen zu können. Es sind ein oder mehrere Abzugshähne c vorgesehen, während im Boden ein Entwässerungsstöpsel d sitzt. Auf der Vorderseite des Behälters sind zwei Elektrolytzellen e angeordnet. Jede Zelle ist mit
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in Ebonithaltern g. Die wirksamen Flächen der beiden Elektroden liegen senkrecht und in einem geringen Abstand voneinander. Durch den zwischen den beiden Elektroden entstehenden Raum strömt der Elektrolyt. Der Strom wird den Elektroden durch Anschlüsse h zugeführt, welche die Wandungen der Zelle durchdringen und mit den Elektroden f in Berührung stehen. Die beiden Zellen können elektrisch in Reihe geschaltet sein. Jede Zelle nimmt z.
B. einen Strom von 15 Amp. bei einer Spannung von 4 Volt auf.
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Der flüssige Elektrolyt aus dem Behälter a strömt zu den Zellen durch Rohrverbindungen i, u. zw. in der Nähe des Bodens des Behälters. Der Elektrolyt gelangt dann an die unteren Enden der Zellen e, während die Auslässe der oberen Enden von den Zellen mit andern Rohren i in Verbindung stehen, welche wieder in den Behälter führen. Diese oberen Verbindungen liegen unterhalb des normalen Solespiegels, der in der Fig. 1 mit 7c bezeichnet ist. Die Rohre i, i können aus hohlen Ebonitformstücken von knieförmiger Gestalt bestehen. Die waagrechten Enden sind an den Seiten des Behälters a durch Muttern I festgelegt. Die senkrechten Enden sind bei il unter Verwendung von Über- wurfmuttern il mit dem Boden bzw. der oberen Abdeckung der Zellen verbunden.
Die unteren waagrechten Enden der Rohre i können sich fast quer durch den Innenraum des Behälters erstrecken, wie es b3i m in der Fig. 1 dargestellt ist, um so den Flüssigkeitskreislauf gleichmässig zu verteilen. Die Mündungen dieser Rohrstücke sind vorzugsweise bei n an ihren oberen Seiten abgeschrägt. Jede Rohrverbindung, j kann eine rechtwinklige Form haben, bestehend aus geradlinigen, senkrechten und waagrechten Armen, die entweder aus einem Stück bestehen oder die auch miteinander verbunden sind.
Auf der Schalttafel o (Fig. 3), die sich auf der Vorderseite des Behälters befindet, ist ein von Hand zu betätigender Schalter p angeordnet, z. B. ein zweipoliger Drehschalter, welcher die Polarität des Stromkreises steuert. Ein Zeitschalter q wird durch ein Uhrwerk o od. dgl. betätigt. Ein veränderlicher Widerstand r ist vorgesehen, ausserdem ein Amperometer s und eine Kontrollampe t. Diese Teile sind mit den beiden Zellen e in Serie geschaltet unter Verwendung eines biegsamen Kabels u, um die Apparatur mittels eines Steckers an die Netzleitung anschliessen zu können. Wenn der Apparat mit Wechselstrom betrieben werden soll, dann sind ein geeigneter Transformator und ein Gleichrichter notwendig.
Die Zellen e stehen in freier Verbindung mit dem Solebehälter a, wie es die Fig. 1 zeigt. Ein sogenannter Siphonkreislauf der Flüssigkeit erfolgt unter der elektrolytischen Wirkung. Die Sole strömt in die Zellen e durch die Verbindungen i vom Boden des Behälters aus und die behandelte Flüssigkeit kehrt in den Behälter oben von den Zellen her durch die Verbindungsstücke j zurück, u. zw. zusammen mit Gasen, die durch die Elektrolytwirkung entstehen. Diese Gase reichern die Flüssigkeit an und verringern auf diese Weise die Dichte der Flüssigkeit in dem oberen Zweig des Strömungskreislaufes im Vergleich mit der Flüssigkeit, die sich in dem Behälter a befindet und die den unteren Zweig des Kreislaufes bildet. Die Wärmewirkung des elektrischen Stromes erzeugt ebenfalls eine geringe Wärmesiphonwirkung.
Auf diese Weise ergibt sich ein Kreislauf, wie er durch die Pfeile in der Fig. 1 dargestellt ist. Dieser Kreislauf wird aufrecht erhalten, ohne die Anwendung von mechanisch wirkenden Pumpeneinrichtungen beim Ablauf der Zeitperiode, d. h. wenn die Elektrolyse genügend gewirkt hat, schaltet der Zeitschalter q den Strom ab und beeinflusst gleichzeitig das Lichtsignal t. Die behandelte Flüssigkeit kann dann abgezogen werden z. B. durch den Hahn e, welcher in der Nähe über dem Boden des Behälters angeordnet ist. Der Behälter wird wieder gefüllt und die Arbeitsweise beginnt von neuem.
Die Konzentration des zur Verfügung stehenden Chlors, das durch die Elektrolyse von Sole in einem Apparat dieser Art erhalten wird,'ist nahezu proportional der Wirkungszeit bei einem bestimmten Strom ; z. B. bei der Behandlung von 5 l Sole (bestehend aus 10 Gewichtsprozenten Natriumchlorid) in einem Apparat, der mit einer Elektrolytzelle ausgerüstet ist und bei einem Stromverbrauch von 15 Amp. bei 4 Volt ist die Chlorkonzentration folgende :
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<tb> nach <SEP> 1 <SEP> Stunde <SEP> 2.5 <SEP> g <SEP> pro <SEP> Liter
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gewünschte Konzentration erreicht wird, z. B. nach zwei Stunden Arbeitszeit, wenn die erforderliche Stärke der Lösung 5 g Chlor pro Liter sein soll. Die Stärke des Stromes kann durch einen veränderlichen Widerstand r geregelt werden, um die Wirkung zn beschleunigen oder zu verlangsamen.
Mit zwei elektrolytischen Zellen, die gleichzeitig arbeiten, ist die notwendige Behandlungszeit
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Diese Zelle ergibt eine Chlorkonzentration von ungefähr 4. 0 pro Liter nach drei Stunden Be- handlungszeit.
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Apparatus with an electrolytic cell.
The invention relates to an apparatus with an electrolytic cell which is used for the manufacture of disinfectants or for use in connection with the chlorination of drinking water.
There are generally electrolytes such. B. brine or concentrated saline is used for this purpose. These substances have a corrosive effect on common metals, especially when electrical currents are still used.
Devices for this purpose are already known which have one or more electrolytic cells which are connected to a storage container. This storage container contains the electrolyte which automatically circulates through the cell or cells as a result of the action of electrolysis (see, for example, British Patent No. 207199 and U.S. Patent No. 1, 983296).
The present invention provides a simple and effective way of circulating the electrolyte through a single cell or through individual cells in separate electrical circuits in connection with the storage container in such a way that better generation ratios are achieved than with the same cell fed by a pump , and that, moreover, a uniform increase in density (for example measured in weight units of available chlorine per unit volume of electrolyte) is achieved over the entire duration of the treatment, instead of the otherwise usually occurring rapid decrease in the yield after the initial activity.
The apparatus is particularly suitable for the electrolytic treatment of brine to produce sodium hypochlorite, which contains chlorine in a form which is particularly suitable for disinfection purposes. The brine is treated in a certain amount. An automatic timer can also be provided for switching off the electrical current at the end of a period, the length of the time being determined by the amount of electrolyte in the container and the desired concentration of the product as well as the current flowing through the cell, so that any desired chlorine concentration in the product can be obtained by setting the timer accordingly.
The invention is shown in the drawing, for example, u. between shows:
Fig. 1 is a longitudinal section through the apparatus. FIG. 2 is a view rotated 90 to FIG. 1.
There are two electrolytic cells, one of which is shown partially in section.
Fig. 3 is the view of the control panel.
In the illustrated embodiment, the apparatus consists of a rectangular ebonite container a, which is arranged on a portable frame. The content of this container is z. B.
5!. The container is provided with a removable lid b in order to be able to fill the container. There are one or more drain cocks c, while a drainage plug d sits in the floor. Two electrolyte cells e are arranged on the front of the container. Every cell is with
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in ebonite holders g. The effective areas of the two electrodes are perpendicular and at a small distance from one another. The electrolyte flows through the space created between the two electrodes. The current is supplied to the electrodes through connections h which penetrate the walls of the cell and are in contact with the electrodes f. The two cells can be connected electrically in series. Each cell takes e.g.
B. a current of 15 amps at a voltage of 4 volts.
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The liquid electrolyte from the container a flows to the cells through pipe connections i, u. betw. near the bottom of the container. The electrolyte then reaches the lower ends of the cells e, while the outlets of the upper ends of the cells communicate with other tubes i which lead back into the container. These upper connections are below the normal brine level, which is designated in FIG. 1 with 7c. The tubes i, i can consist of hollow ebonite shaped pieces of knee-shaped shape. The horizontal ends are fixed on the sides of the container a by nuts I. At il, the vertical ends are connected to the bottom or top cover of the cells using union nuts il.
The lower horizontal ends of the tubes i can extend almost transversely through the interior of the container, as shown in FIG. 1, in order to distribute the liquid circuit evenly. The mouths of these pipe pieces are preferably beveled at n on their upper sides. Each pipe connection, j can have a rectangular shape, consisting of straight, vertical and horizontal arms, which either consist of one piece or which are also connected to one another.
On the control panel o (Fig. 3), which is located on the front of the container, a manually operated switch p is arranged, for. B. a two-pole rotary switch, which controls the polarity of the circuit. A time switch q is operated by a clockwork or the like. A variable resistor r is provided, as well as an amperometer s and a control lamp t. These parts are connected in series with the two cells e using a flexible cable u in order to be able to connect the apparatus to the power line by means of a plug. If the device is to be operated with alternating current, a suitable transformer and rectifier are required.
The cells e are in free communication with the brine tank a, as FIG. 1 shows. A so-called siphon circulation of the liquid takes place under the electrolytic effect. The brine flows into the cells e through the connections i from the bottom of the container and the treated liquid returns into the container from the top of the cells through the connections j, u. betw. together with gases created by the electrolyte effect. These gases enrich the liquid and in this way reduce the density of the liquid in the upper branch of the flow circuit in comparison with the liquid which is located in the container a and which forms the lower branch of the circuit. The heat effect of the electric current also produces a low heat siphon effect.
In this way, a cycle as shown by the arrows in FIG. 1 results. This cycle is maintained without the use of mechanically operating pump devices at the end of the time period, i.e. H. When the electrolysis has had a sufficient effect, the time switch q switches off the current and at the same time influences the light signal t. The treated liquid can then be withdrawn e.g. B. by the cock e, which is located near above the bottom of the container. The container is filled again and the operation begins again.
The concentration of the available chlorine, which is obtained by the electrolysis of brine in an apparatus of this type, is almost proportional to the time of action for a given current; z. B. when treating 5 l brine (consisting of 10 percent by weight sodium chloride) in an apparatus equipped with an electrolyte cell and with a power consumption of 15 amps. At 4 volts, the chlorine concentration is as follows:
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<tb> after <SEP> 1 <SEP> hour <SEP> 2.5 <SEP> g <SEP> per <SEP> liter
<tb> 17 <SEP> li2 <SEP> hours <SEP> 3rd <SEP> 75 <SEP>
<tb> "<SEP> 2 ,, <SEP> 5. <SEP> 0 <SEP> g '
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<tb> ,, <SEP> 4 <SEP> ,, <SEP> 10.00 <SEP> g <SEP> ,, <SEP> ,,
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desired concentration is achieved, e.g. B. after two hours of work if the required strength of the solution should be 5 g of chlorine per liter. The strength of the current can be regulated by a variable resistance r in order to accelerate or slow down the effect.
With two electrolytic cells working at the same time is the necessary treatment time
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This cell gives a chlorine concentration of approximately 4.0 per liter after three hours of treatment.
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