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Gerät zur elektrolytischen Reinigung von Flüssigkeiten unter Ausnützung der elektropolaren lonenwanderung
Von der Tatsache, dass Ionen, u. zw. sowohl z. B. solche der Metallsalze als auch solche der Nichtmetallsalze unter dem Einfluss eines elektri- schen Feldes je nach ihrer eigenen Ladung, entweder zur Kathode oder zur Anode wandern, wird auf verschiedenen Gebieten der Technik
Gebrauch gemacht. Bekannt ist es u. a. auch, Lösungen, Bädern u. dgl. gewisse Ionen vermittels sogenannter elektroosmotischer Zellen zu entziehen, z. B. gewöhnliches Wasser auf diese Weise zu enthärten und so ein dem destillierten Wasser gleichwertiges Produkt mit geringen Kosten zu erzeugen.
Zellen dieser Art bestehen aus Anode, Kathode und mindestens einem Diaphragma, welches den Raum, in dem sich die behandelte-gewöhnlich zu reinigende - Flüssigkeit befindet und der im folgenden als Reinigungsraum bezeichnet sei, von der jeweils wirksamen Elektrode abgrenzt ; in der Regel werden allerdings der zu behandelnden Flüssigkeit sowohl Anionen als auch Kationen entzogen. In diesem Fall ist sowohl die Anode als auch die Kathode durch ein Diaphragma abgeschirmt und es entsteht der Behandlungsraum zwischen diesen beiden Diaphragmen.
Die Erfindung bezieht sich auf Geräte der vorgenannten Art und bezweckt eine Erhöhung, der Leistungsfähigkeit der einzelnen Zelle, d. h. eine Verkleinerung der Zellenabmessungen bei gleicher Leistung bzw. eine Erhöhung der Leistung bei gegenüber dem Bisherigen gleichen Abmessungen. Erreicht wird dies durch Massnahmen, welche auf die Ausbildung einer Strömung der zu behandelnden Flüssigkeit im Behandlungsraum hinwirken, so dass diese Flüssigkeit oder, genauer ausgedrückt, ihre Teilchen an den Wänden des Behandlungsraumes vorbeibewegt werden.
Der Sinn dieser Massnahme ist der, die Dauer während welcher jedes einzelne Flüssigkeitsteilchen unter der Einwirkung des elektrischen Feldes steht, so weit zu vergrössern, dass eine für den schliesslichen Zustand der Flüssigkeit nach abgeschlossener Behandlung sicher ausreichende Behandlungsdauer ohne Zellen-oder Leistungsvergrösserung sicher erreicht wird, wobei auch noch zu beachten ist, dass, wie gefunden wurde, eine bestimmte günstige Behandlungsdauer durch eine blosse Vergrösserung der in die Zelle gelegten Spannung allein nicht oder doch nur bedingt erreicht werden kann.
Denkt man sich den Reinigungsraum als prismatisches oder ringzylindrisches Gebilde, so wird die Länge des Strömungsweges, auf welchem die Flüssigkeitsteilchen unter der Einwirkung des elektrischen Stromes stehen, erfindungsgemäss auf Grund umfangreicher Versuche wenigstens das 250fache der Breite des Reinigungsraumes zu betragen haben, wobei sich diese Breite als Abstand der wirksamen Wände, senkrecht zu diesen gemessen, ergibt. Diese Strömung der Flüssigkeitsteilchen kann innerhalb des Reinigungsraumes erfindungsgemäss dadurch besonders wirksam gemacht werden, dass dieser Raum, falls er die eben genannte Ringzylinderform aufweist, durch eine schraubenflächenförmige Trennwand in der Form eines Kanals mit schraubenlinienförmiger Achse gebracht wird.
In diesem Kanal bewegt sich die Flüssigkeit, sei es durch Thermosyphonwirkung oder unter dem Einfluss von Behelfen, welche eine zwangsweise Bewegung der Flüssigkeit herbeiführen, wie z. B. äusserer Überdruck, unter ständiger Einwirkung des elektrischen Feldes. Handelt es sich hingegen um eine Zelle, bei welcher der Reinigungsraum durch planparallel stehende Wände begrenzt ist, so wird die Trennwand sinngemäss die Form eines zickzackförmigen oder mäanderförmigen Gebildes aufzuweisen haben.
In keinem der genannten Fälle ist es aber Bedingung, dass auf diese Weise jeweils nur ein einziger Kanal entsteht ; würde man etwa bei dem obengenannten Beispiel des ringzylindrischen Raumes zwei schraubenlinienförmigeTrenn- wände vorsehen, so würden zwei im gleichen Abstand zueinander verlaufende Kanäle entstehen, wodurch ebenfalls eine wesentliche Erhöhung der Zellenleistung gegenüber dem Bisherigen erreicht wird.
In der schematischen Zeichnung ist eine Zelle mit ringzylindrischem Reinigungsraum und schraubenlinienförmig verlaufender Trennwand, teilweise geschnitten, im Auf-und Grundriss, veranschaulicht.
Es bezeichnet 1 die Anode, 2 das Anodendiaphragma, 3 das Kathodendiaphragma und 4 die gleichzeitig als Aussengefäss wirkende Kathode. Das zu entsalzende Wasser gelange durch ein Rohr 5
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in den Reinigungsraum 6. Das Anodendiaphragma trägt an seiner Aussenfläche zwei parallel zueinander verlaufende Schraubennuten 7, 8, in welche je ein Band 9 aus hochkant stehendem Gummiprofil eingewickelt ist. Dieses Profil läuft zweckmässig nach aussen spitz zu, einerseits um sein Aufrechtstehen zu sichern, anderseits auch um zu erreichen, dass sich die äusserste Spitze des Profils beim Einschieben des bewickelten Anodendiaphragmas 2 in das Kathodendiaphragma 3 etwas umlegt, um dadurch einen ausreichend dichten Abschluss der beiden so entstandenen Kanäle 10, 11 zu erzielen.
Natürlich kann an Stelle von Gummi auch anderes Material zur Herstellung der die Kanäle 10, 11 teilweise begrenzenden Trennwände, wie z. B. elastisch deformierbarer Kunststoff aber auch erhärtendes Material verwendet werden, das sich natürlich gegenüber den zur Behandlung kommenden Flüssigkeiten neutral verhalten muss. Die Trennwände können aber auch aus starrem Material bestehen oder mit einem der Diaphragmen, zweckmässig dem Anodendiaphragma aus einem Stück bestehen. Die Befestigung der Enden der die Kanäle 10, 11 teilbegrenzenden Trennwände erfolgt in der dargestellten Ausführung an Vorsprüngen 12, welche am Anodendiaphragma 2 ausgebildet sind und an welchen diese Enden mittels Schrauben 13 geklemmt sind.
Zufolge der beschriebenen Ausführung strömt die Flüssigkeit in den beiden Kanälen 10 und 11, unter ständiger Einwirkung des elektrischen Feldes stehend, nach aufwärts, fliesst über die Kante 14 in eine Sammelrinne 15 und aus dieser durch einen Ablass 16 ab.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Aus Anode, Kathode und mindestens einem Diaphragma bestehendes Gerät zurelektrolytischen Reinigung von Flüssigkeiten unter Ausnützung der elektropolaren Ionenwanderung, gekennzeichnet durch eine Formgebung des Reinigungsraumes, bei welcher die Länge des Reinigungsraumes mindestens das 250fache des Abstandes zwischen Anoden-und Kathodendiaphragma beträgt, so dass eine Strömung der zu reinigenden Flüssigkeit in diesem Raum hervorgerufen wird, welche bewirkt, dass die zu reinigenden Flüssigkeitsteilchen an den Wänden des Reinigungsraumes vorbeibewegt werden.