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Elektrodenanordnung für elektrolytische Zellen
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setzenden Leitungsstangen eng anliegen. Die französische Patentschrift No. 899026 zeigt eine
Einrichtung zur Einstellung der Anodenhöhe über der Quecksilberkathode, bei der die Lage eines innerhalb der Zelle angeordneten und die Anoden tragenden Rahmengestelles durch Manipulation von über dem Zellendeckel angebrachten Schrau- ben bestimmt wird. Bei einer anderen Type einer Quecksilberzelle (Bericht No. 816, herausgegeben von Field Information Agency, Technical, United States Group Control Council for Germany, unter der Bezeichnung "Horizontale
Quecksilber-Chlor-Zelle, I. G. Farben-Industrie A. G."Seite 11,14) ist die Lage der Anoden mittels die Anoden tragender Leitungsstangen einstellbar, wobei diese Stangen durch Gummimuffen in Öffnungen des Zellendeckels hindurchgehen.
Weiters ist bei dieser Zelle dafür Vorsorge getroffen, dass der Spielraum zwischen der Quecksilberkathode und der Graphitanode, z. B. während der Einstellung, nicht kleiner werden kann, als ein vorbestimmtes Minimum zulässt ; hiezu dienen eine Anzahl von Pflöcken aus Glas mit flachen Köpfen, die auf dem Zellenboden aufliegen und einen Schaft haben, der in in die Anode eingelassene vertikale Löcher hineinreicht. Diese Abstandspflöcke mit flachen Köpfen tragen aber nicht das Gewicht der Zellenanoden, sie bezwecken vielmehr nur eine Sicherung dafür, dass der AnodenKathodenspalt bei der Anodeneinstellung nicht unbeabsichtigt geschlossen und nach der im Laufe der Anodenabnützung notwendig werdenden periodischen Einstellung leicht wieder in seiner vorbestimmten Grösse hergestellt werden kann.
Alle vorstehenden Einrichtungen zur Anodeneinstellung haben den gemeinsamen Nachteil, dass die Einstellung periodisch und nicht kontinuierlich erfolgt, so dass im grössten Teil der Be-
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matische Regelung der Höhe der Anode über der
Quecksilberkathode zu bewirken.
Es wurde gefunden, dass die Einstellung des Elektrodenspaltes bzw.-zwischenraumes automatisch und in sehr zweckmässiger Weise ohne jegliche Unterbrechung des elektrolytischen Prozesses durchgeführt werden kann, wenn man erfindungsgemäss von einer Elektrodenanordnung Gebrauch macht, die aus einer bzw. mehreren Massen von elektrisch leitendem Material, gewöhnlich Graphit, besteht und innerhalb der Zelle im wesentlichen durch eine Reihe von verhältnismässig kleinen, auf dem Boden der Zelle aufliegenden Körpern aus Isoliermaterial getragen wird, die so gestaltet sind, dass mit der bzw. den Elektrodenmassen bloss eine Kanten-Oberflächenberührung hergestellt wird. Die kleinen Auflagekörper können z. B. aus Ebonit, Glas, glasiertem Porzellan, Granit oder synthetischem Harz hergestellt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung sind in die Anoden vertikale Bohrungen von kreisförmigem Querschnitt eingelassen und die kleinen Körper sind als Pflöcke mit einem aufwärts gerichteten zentralen Schaft von kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, wobei der Durchmesser des Schaftes etwa zwei Fünftel des Durchmessers der Bohrung, in welche er hineinragt, ausmacht. Der Unterteil der Auflagekörper besitzt die Form eines Kegelstumpfes, dessen schräge Seiten einen Winkel von nicht weniger als 30 an ihrer Berührungskante mit der Unterseite der Anodenmasse, u. zw. an der Umfangslinie der Bohrungen in dieser Masse, einschliessen. Weiters werden die Abmessungen der Unterteile der Auflagekörper so gewählt, dass der Scheitelwinkel des ganzen Kegels ungefähr 1200 beträgt.
Der Unterteil des Pflockes kann gemäss dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so abgeändert sein, dass seine Wände in einer Höhe von ungefähr 3 mm vom Boden an gerechnet lotrecht sind. Weitere Änderungen der Unterteile der Auflagekörper sind weiter unten beschrieben. Die vorstehend erläuterte Anodenanordnung kann in Zellen mit strömender Quecksilberkathode für die Elektrolyse von Alkalichloridlösungen angewendet werden, bei welcher Graphitanoden starr am Deckel befestigt sind und eine biegsame Verbindung oder ein Verschluss von irgendeiner zweckmässigen Art zwischen dem Deckel und dem Zellenunterteil den gasdichten Abschluss der Apparatur sichert.
Durch diese Anordnung wird es ermöglicht, dass sich der Zellendeckel gemeinsam mit den Anoden unter dem Einfluss der Schwerkraft in einem solchen Masse nach unten bewegt. als die Anodenabnützung fortschreitet, so dass der Elektrodenzwischenraum annähernd konstant gehalten wird. Die Anmelderin hat gefunden, dass bei einer anderen Berührungsweise zwischen den Auflagekörpern und den Anoden als durch Kanten-Oberflächenberührung, z. B. wenn die Abstandskörper zylindrische Köpfe statt konischer Unterteile haben, eine unregelmässige Anodenauflösung bzw.-abtragung statt- findet. Der Winkel zwischen den schrägen Seitenflächen des Auflagekörpers und der unteren Anodenfläche muss in der schon erwähnten und in den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen nicht sehr streng eingehalten werden.
Es wurde jedoch gefunden, dass sich bei einer sehr weiten Abweichung von dem Werte von 30'four den Berührungswinkel eine unregelmässige Anodenabnützung in der Nähe der Berührungskante zwischen der Anode und dem Auflagekörper ergibt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung liegen die kleinen Auflagekörper in Form von Keilen mit dreieckigem Querschnitt vor, die im Vergleich zu ihrer Breite verhältnismässig lang sind, wobei auf der einen Kante dieser Keile die ebene Unterseite der Anode aufliegt. Gegebenenfalls können die Anodenmassen mit rechteckigen Schlitzen versehen sein, in deren jeden ein Teil eines unterstützenden Keiles derart hineinragt, dass an der Umfangslinie des Schlitzes eine Kanten-Oberflächenberührung mit den schrägen Flächen des Keiles stattfindet.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Anodenmassen nicht starr mit dem Zellendeckel verbunden, sondern sind mittels biegsamer Leiter mit durch den Zellendeckel hindurchtretenden Leitungsstangen verbunden, wobei der Deckel mit dem Zellenunterteil nicht verbunden ist.
Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung von Kegeln, Kegelstumpfformen oder Kegelstumpf- formen mit aufwärtsragendem zentralen Schaft (Pflöcken), wobei stets ein kreisförmiger Unterteil
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Fig. 3 die Anordnung gemäss Fig. 2 in der Draufsicht.
In Fig. 1 wird der Unterteil 1 des Tragkörpers von dem zentralen, kreisförmigen Schaft 2 überragt, welcher zweckmässig etwa die vierfache Höhe des Unterteiles 1 besitzt.
Gemäss Fig. 2 ragt der Schaft 2 jedes Auflagekörpers in ein kreisförmiges Loch 4 in der Anodenmasse 3, wobei die Unterteile der Auflagekörper auf dem Zellenboden 7 aufruhen, auf welchem die Quecksilberkathode 6 und zwischen dieser und der Anode 3 der Elektrolyt 5 fliesst. Die Fig. 3 zeigt eine von vielen möglichen Anordnungen der vertikalen Löcher 4 in der Anodenmasse 3.
Die in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen erläutern bloss die Erfindung, die innerhalb des beanspruchten Bereiches auch auf andere Weise verwirklicht werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrodenanordnung für elektrolytische Zellen, insbesondere mit strömender Quecksilberkathode, dadurch gekennzeichnet, dass eine bzw. mehrere Elektroden im wesentlichen durch eine Reihe von verhältnismässig kleinen, auf dem Zellenboden aufliegenden Körpern aus Isoliermaterial getragen werden, wobei mit der bzw. den getragenen Elektrodenmassen nur eine Kanten-Oberflächenberührung stattfindet, und gegebenenfalls die Elektrodenanordnung samt dem Zellendeckel an dem die Elektroden befestigt sind, sich unter dem Einfluss der Schwere mit fortschreitender Elektrodenabnützung frei nach unten bewegen kann, so dass der Elektrodenzwischenraum annähernd konstant bleibt.