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Plattenförmige Elektrode für elektrolytische Zwecke.
Die Erfindung betrifft eine plattenförmige Elektrode für elektrolytische Zwecke, die in bekannter Weise bei der Zersetzung elektrolytischer Flüssigkeiten Verwendung finden kann.
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Fig. 1 zeigt die Ansicht einer vollständigen Elektrode, wobei das am oberen und unteren Rand vorgesehene Isoliermaterial teilweise weggebrochen ist, um die Bauart der Elektrode an jenen Stellen zu veranschaulichen und die Anschlüsse der Anoden und Kathoden an die positiven und negativen Stromzuleitungen, die an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen sind, zu zeigen.
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den aus Isoliermasse bestehenden Tragkern der Elektrode, wobei die leitenden Teile derselben nicht dargestellt sind.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die obere und durch die untere Kante der Elektrodenplatte.
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vo) i oben.
Fig. 5 veranschaulicht in schaubildlicher Darstellung die Art der Verbindung der Anoden und Kathodenenden an den Tragkern.
Fig. 6 ist die Ansicht einer vollständigen elektrode mit grösserer Oberfläche und zeigt die Verbindung einer Serie von Einzelelektroden mit einem Tragrahmen.
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kommenden Tragrahmen.
Fig. 8 veranschaulicht in einer Seitenansicht eine Elektrodenreihe die in der in Fig. 6 gezeigt en Art miteinander verbunden s nd.
Fig. 9 zeigt die abgeänderte Ausführungsform einer Elektrode nach vorliegender Erfindung.
Fig. h) ist ein Querschnitt nach Linie A-A'in Fig. 9.
Fig. 11 1 veranschaul@cht das Herstellungsverfahren für die abgeänderte Ausführung.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 1-8 sind mit 1, 1 bezw 2, 2 die Anoden bezw. Kathoden der Zeile bezeichnet. Die Anoden bestehen aus sehr dünnen, schmalen Platinfoliestieifen, die
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Kathoden werden von Kupferstreifen gebildet von ungefähr denselben Abmessungen, sie können aber etwas dicket als die Anoden gehalten werden, da das zu ihrer Herstellung verwenclete Aletltll
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Einwirkungen widerstehen ann, hergestellt ist. Jener Tragkern ist ausserdem mit niedrigen Vorsprüngen oder Kippen 6,6 versehen (Fig. 2), die in solcher Weise angeordnet sind, dass die Anoden und Kathoden gegen seitliche Verschiebung an dem Tragkern gesichert sind.
Ausserdem sind die Anoden und Kathoden noch durch Bügel 7 aus Kupfer oder ähnlichem gut leitenden Material in teinander verbunden. Die Anoden sind mit ihren oberen Enden direkt an einen gemeinsamen Leiter J angeschlossen. Der Anschluss der Kathoden erfolgt an einen gemeinsamen Leiter 4. Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, ist die Einrichtung derart getroffen, dass die Anoden und Kathoden in abwechselnder Reihenfolge über die Platte verteilt sind. Die oberen Bügel 7 sind durch ein Lötmittel direkt mit dem Leiter 3 verbunden (vergl.
Fig. 4), während die unteren
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löteten Teile herbeizuführen, wie dies in den Fig. 1 und 6 durch die Zahl 1. 3 veranschaulicht ist. Man erhält dann eine gut zusammenhaltende und ein starres Ganze bildende Elektrode, die an
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In Fig. 6,7 und 8 ist veranschaulicht, wie mehrere solcher Elektroden miteinander kombiniert werden können, um eine Mehrfachelektrode mit verhältnismässig grosser Oberfläche zu bilden. In diesen Figuren ist mit 8 ein rechteckiger Rahmen aus Isoliermaterial bezeichnet, der beispielsweise aus mprägniertem Holz bestehen kann.
Mit 9 und 10 sind Quersprossen jenes Rahmens bezeichnet, die zur Versteifung des Rahmens dienen und in solcher Weise über den Rahmen verteilt sind, dass ein gitterartiger Rahmen entsteht, dessen Öffnungen zur Aufnahme der einzelnen Elektrodenplatten dienen. Die Elektrodenplatten werden an ihren oberen Kanten einerseits miteinander verbunden, andererseits an den positiven Pol der Stromquelle angeschlossen. An den unteren Kanten, an denen die einzelnen Elektroden ebenfalls miteinander verbunden sind, wird der negative Pol der Stromquelle angeschlossen. Zur Lagensicherung der einzelnen Elektroden in den Öffnungen des Gitterrabmens dienen die an den Sprossen mittels Schrauben 12 befestigten Leisten oder dergl. 11.
Die ganze Einrichtung ist so getroffen, dass, wenn alle positiven Leiter 3 an einen Sammeldraht rnd ebenfalls alte negativen Leiter 4 an einen Sammeldraht angeschlossen sind, jene beiden Sammeldrähte an einen elektrischen Stromerzeuger von grosser Kapazität und verhältnismässig geringer Voltzahl angeschlossen werden können.
Die Wirkungsweise der neuen Elektrode ist, gleichgiltig ob sie in Form einer einzelnen Platte, wie in Fig. 1 veranschaulicht, oder ob sie in kombinierter Gestalt, wie in Fig. 6 veranschaulicht, zur Anwendung kommt, die folgende : Der Strom fliesst von der Stromquelle durch die Sammeldrähte und positiven Leiter 3,3, 3 usw. zu den Anoden 1, 1, die sich an dem nichtleitenden Kern 5 der Elektrode befinden. Der Strom fliesst dann von den Seitenflächen der Elektrode durch diejenige Flüssigkeit, welche sich zwischen jeder einzelnen Anode und der zugehörigen Kathode befindet, so dass zu beiden Seiten der Elektrode ein elektrolytisches Feld von verhältnismässig niedriger Voltzahl und grosser Strommenge entsteht, wodurch eine rasche elektrolytische Wirkung hervorgerufen wird.
Es ist zweckmässig, bei dieser
Elektrode für die Anode Platin zu verwenden, weil bekanntlich dieses Metall durch elektrische der chemische Einflüsse nicht zerstört wird, so dass gewissermassen eine Elektrode von unbegrenzter Dauer geschaffen wird. Naturgemäss könnten aber auch irgend welche andere verhältnismässig gute Leiter, wie Aluminium, Kupfer, Silber u. s. w. sowohl für die Anode und Kathode als auch nur für einen dieser Teile Verwendung finden. Bei der Ausführung nach Fig. 9,10 und 11 sind mit 1, 1, 2, 2 dünne Streifen aus gut leitendem Material, zweck- mässig Aluminium, bezeichnet. Jene Streifen sind in Grösse und Bauart einander gleich und abwechselnd nebeneinander angeordnet.
Mit 14 sind metallische Zwischenstücke bezeichnet, die zweckmässig aus Kupfer bestehen und dazu dienen, die Streifen in einem gewissen Abstand voneinander zu halten. 15 bezeichnet gutleitende Bolzen oder Stangen, ebenfalls zweckmässig aus
Kupfer, die genau in Offnungen der Streifen 1 und 2 und der Zwischenstücke 14 eingepasst sind un ! auf die jene Teile geschoben werden. Die Bolzen oder Stangen 15 entsprechen bei dieser Ausführungsform der gemeinsamen Zuleitung 3 für die Anoden und der Zuleitung 4 für die Kathoden bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Zwischen den Streifen 1 und 2 sind dünne Streifen 5 aus gut isolierendem Material z. B. Glas, Hartgummi, in Paraffin gekochtem Fiber angeordnet.
Die Breite
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und zwar zu dem Zweck, um voneinander unabhängige und von einander getrennte Kanäle oder Zwischenräume 21 zu schaffen. Die isolierstreifen 5 dienen dazu, eine Isolation zwischen den Anoden und Kathoden zu schaffen, im wesentlichen in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungs-
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Anoden und Kathoden durch Rippen oder Vorsprünge 6 gebildet wird. Der Zweck und die Wirkungsweise der Kanäle 21 wird später beschrieben werden.
Mit 16 sind Endplatten bezeichnet, die aus verhältnismässig dickem IsoLermaterial bestehen und von derselben Breite sind wie die Streifen 1 und 2. 17, 17 bezeichnet Einfassungsplattell aus
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werden, werden auf den oberen Bolzen 15 unter Zwischenschaltung der Zwischenstücke aufgeschoben. Die negativen Streifen oder Kathoden mit den Zwischenstücken 14 werden in ähnlicher Weise über den unteren Bolzen 15 geschoben. Hierauf werden die aus Isoliermaterial bestehenden Streifen 5 zwischen die leitenden Streifen eingelegt.
Dann werden die isolierenden Endplatten 16 und die Platten 17 über die Bolzen 15 geschoben und die Schraubenmuttern 19 nach vorheriger Zwischenschaltung der Leitungsdrähte 20 zwischen den Muttern und den Isoler- büchsen 18 festgezogen. Die Elektrode bildet dann ein starres zusammenhängendes Ganzes, wobei die äusseren Kanten oder Ränder der Leitungsstreifen zu beiden Seiten der Elektrode liegen und in parallelen Ebenen angeordnet sind. Es ist ersichtlich,. dass der Strom, wenn er von dem positiven Pol des Generators durch die Elektrode und die Flüssigkeit fliesst, stets in der vorteilhaftesten Weise zur Wirkung gelangen kann.
Mit anderen Worten : Durch das innige und feste Vereinigen der Leitungsstreifen mit den zwischengelegten Streifen aus Isoliermaterial und durch die Verbindung der gegenüberliegenden Enden der in grösserer Anzahl vorhandenen Kontaktstreifen mit dem positiven und negativen Pol einer Stromquelle von verhältnismässig geringer Voltzahl ist es ermöglicht, an den seitlichen Rändern oder Kanten der Platte ein gewissermassen elektrolytisches Feld zu erzeugen, ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 1.
Bei beiden Ausführungsformen beträgt der Widerstand für den Stromfluss ein Minimum, so dass, da die elektrolytische Flüssigkeit diesem elektrolytischen Feld ausgesetzt ist, an beiden Seiten der Platte eine fortwährende Wirkung des Stromes von geringer Voltzahl an allen Stellen der der Strum- wirkung ausgesetzten Flüssigkeit vorhanden ist, Wenn die Lösung diesem elektrolytischen Feld in irgend einer bekannten Weise nacheinander unterworfen wird, ist man in der Lage, die best- mögliche elektrolytissche Wirkung mit einem Minimum elektromotorischer Kraft zu erzeugen.
Es ist zweckmässig, als Kontaktstreifen-, Zinkstreifen oder Streifen aus Aluminium zu verwenden, wenngleich auch andere Metalle oder auch andere gute elektrische Leiter wie z. B.
Kohle, Verwendung finden können. Bei der elektrolytischen Behandlung von grossen Wasser- mcngen für industrielle Zwecke, wie z. B. für Dampfkessel und dergl., ist es vorteilhaft, Kohlen-
Streifen zu verwenden, welche dann gemäss der in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellten Ausführungs- form ausgeführt werden können. Für die elektrolytische Behandlung von Wasser für Haushaltungs- zwecke. wie z. B. für die Behandlung von Trinkwasser und dergl., ist es vorteilhaft, Aluminium- streifen zu verwenden. In manchen Fällen, in denen die Kontaktstreifen aus Kohle hergestellt werden, wurden vorzügliche Resultate mit einer besonderen Art von Kohle erzielt, die bekannt ist als.. Acheson Graphitized Carbon", die bei den Niagarafällen fabriziert wird.
Die Güte jener
Kohle dürfte darin begründet sein, dass jene Kohle weniger geneigt ist, unter der Einwirkung der Riektrolyse zu zerfallen, wie sonstige Kohlenarten. Dieser Umstand ist natürlich von wesent- licher Bedeutung.
Bei den beschriebenen Ausfülrungsformen der neuen Elektrode wird ein Hauptwert auf die 11 eue Art des Zusammenbaues der Anoden und Kathoden gelegt, so dass gewissermassen eine .. doppeltwirkende" Platte geschaffen wird, d. h.
eine solche Platte, welche zu ein und derselben Zeit an den seitlichen Rändern oder Kanten positiv und negativ ist und bei der solche Anoden und Kathoden derart zusammenwirken, dass ein elektrolytisches Feld auf jeder Seite der Platte
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raulllen'7gehildet werden, Bei der Behandlung von Wasser, das stark mit Alkalisalzen gesättigt war, wurde ermittelt, dal bei der Verwendung einer solchen doppeltwirkenden Platte, bei der die Ränder der Isolier- streifen j, 5 in derselben Ebene liegen, wie die Ränder der Anoden und Kathoden, die sauren und alkalischen Niederschläge, welche sich an den Anoden und Kathoden bilden, das Bestreben haben, einander zu neutralisieren und zwar in bedeutendem Masse infolge einer mechanischen Vermischung, die von den aufsteigenden Gasen induziert wird.
Es hat sich ferner gezeigt, dass diese Neutralisation das Mass der Fällung der Metallsalze aus der der Behandlung unterworfenen
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erzielt werden, wenn die Rinnen oder Kanäle, welche durch die Anbringung der Rippen 6 an dem Isolierkern 5 vorhanden sind, entsprechend tief ausgeführt werden. Es können dann, wie ohne weiteres ersichtlich, zu beiden Seiten der Anoden und Kathoden solche Kanäle geschaffen werden, wie die Kanäle 21 bei der in Fig. 10 veranschaulichten Ausführungsform.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht auch in der besonderen Art der Vereinigung und Verbindung einzelner Elektrodenplatten von einer der beschriebenen Ausführungs-
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vorhanden ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Plattenförmige Elektrode für elektrolytische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass deren Anoden-und'Kathodenelemente in Form von schmalen Streifen um einen gemeinsamen
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je einen Leiter verbunden sind.
2. Mehrfachelektrode bestehend aus streifenförmig ausgestalteten Anoden-und Kathodenelementen, welche auf zwei stromleitenden Verbindungsbolzen derart aufgefädelt sind, dass je zwei ungleichpolige Elemente durch Streifen aus Isoliermaterial voneinander getrennt sind.