CH255480A - Method and device for adjusting the distribution of current between the various electrodes of an electrolytic cell. - Google Patents

Method and device for adjusting the distribution of current between the various electrodes of an electrolytic cell.

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CH255480A
CH255480A CH255480DA CH255480A CH 255480 A CH255480 A CH 255480A CH 255480D A CH255480D A CH 255480DA CH 255480 A CH255480 A CH 255480A
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French (fr)
Inventor
Compagnie De Produits Camargue
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Alais & Froges & Camarque Cie
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/20Automatic control or regulation of cells

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Description

  

  Procédé et dispositif permettant le réglage de la répartition du courant entre les  diverses électrodes d'une cellule d'électrolyse.    La. conduite d'une cellule d'électrolyse  exige notamment le réglage de l'a distance  entre chaque électrode et la cuve commune,  de manière à     ce    que la répartition du courant       total    entre chacune d'elles soit uniforme.  



  On peut utiliser pour cela des ampère  mètres à cadre mobile branchés avec inter  position ou non d'un shunt sur chaque cir  cuit d'électrode. Mais, si le courant total est  variable, il est très difficile de     connaître    ra  pidement quelles sont les électrodes qui sup  portent un courant     plus    grand que le courant  qui, devrait leur être affecté, et quelles sont  les électrodes qui supportent un courant plus  petit.  



  Le procédé suivant l'invention, pour le ré  glage correct de la répartition du courant  entre les diverses électrodes d'une cellule  d'électrolyse,     consiste    en ce que l'on fait  intervenir, en vue de     ce    réglage, à la fois  la valeur de l'intensité parcourant l'électrode  considérée et la valeur du rapport entre l'in  tensité totale traversant la     cellule    et le nom  bre d'électrodes de     cette    cellule.  



  L'invention a également pour objet un  dispositif pour la réalisation de ce procédé  qui comporte un enroulement parcouru par  un courant     d'intensité        proportionnelle    à l'in  tensité dans l'électrode considérée et un autre  enroulement parcouru par un courant propor  tionnel au     rapport    entre l'intensité totale tra-    versant la cellule et le nombre d'électrodes  de cette cellule, la variation de la position de  ces deux enroulements étant utilisée en vue  du réglage de la répartition du courant entre  électrodes.  



  La     fig.    1 représente, à titre d'exemple,  une première forme d'exécution de l'objet de  l'invention, pour obtenir la mesure perma  nente du rapport entre le courant passant  dans une électrode et le courant     divisé    par le  nombre d'électrodes de la     cellule.     



  Suivant la     fig.    1, on utilise un appareil  à cadres croisés de principe connu. L'un des  cadres 1 est soumis à une différence de po  tentiel proportionnelle au courant     traversant     l'électrode 10,     l'autre    cadre 2 à une     différence     de potentiel     proportionnelle    au courant total,  et cela soit au moyen d'un shunt 3, ce qui  est le cas représenté pour la bobine 1, soit,       ce    qui est le cas représenté pour la bobine 2,  au moyen d'un appareil communément dé  signé sous le nom de     multiplicateur    de  shunt.

   Cet appareil se compose     d'un    petit  groupe convertisseur comprenant un moteur  41 et une dynamo 40.     Cette    dynamo possède  un circuit     magnétique    non saturé travaillant  dans la     partie    droite de la courbe de magné  tisme et elle est excitée par un enroulement  42 alimenté par un shunt 4 traversé par l'in  tensité totale I parcourant la cellule d'électro  lyse.

   De plus, la     résistance    de     l'induit    est      très faible, de     cette    façon la proportionnalité  entre la tension aux bornes du shunt 4 et le  courant débité par la dynamo 40 est prati  quement assurée,     dans    les limites de fonc  tionnement, et la     puissance    débitée par la  dynamo est un multiple     important    de la puis  sance reçue par l'inducteur 42.

   Au lieu d'un  tel     multiplicateur    de shunt, on peut utiliser  un transformateur     d'intensité    constitué par un  enroulement traversé par le câble amenant  le courant aux électrodes, cet enroulement       alimentant    lui-même le circuit des bobines 2.       Ce    transformateur à courant     continu    peut       être    d'un     type    connu et décrit, par     exempM,     dans le     brevet    suisse Ne 209381 de la Société  Brown,     Boveri     &  Cie.

   Ces     transformateurs          d'intensité    de courant continu comportent une  carcasse     magnétique,    qui entoure le conduc  teur dont on veut mesurer     l'intensité,    et qui  est     interrompue    de façon à former un     entre-          fer    dans lequel se trouve     l'équipage    mobile       influencé    par le champ magnétique dans la       carcasse.    Cet équipage règle automatiquement  le courant continu d'un circuit auxiliaire dé  magnétisant la carcasse,

   de telle façon que  la     force        magnétomotrice    due au passage du  courant dans le conducteur -et     agissant    dans       l'entrefer    de l'a carcasse soit à chaque ins  tant compensée,     l'intensité    du courant auxi  liaire, qui varie dans le même sens que le  courant continu, étant une mesure de l'inten  sité du courant     continu    passant dans le con  ducteur.  



  Comme représenté, la bobine 2 peut être       alimentée    par un potentiomètre 5 dont     les    ré  sistances sont toutes branchées en série  comme     représenté.     



  Dans un tel appareil, l'angle de déviation  O est tel que  
EMI0002.0034     
    avec  a, =     ampères-tours    -de la bobine 1       a2    =     ampères-tours    de l'a     bobine    2.  Or:  al     =g1    i    avec  i = courant dans une électrode.       a2-KzI     avec  I = courant total.  d'où:  
EMI0002.0041     
    Mais on peut régler par le potentiomètre 5     5s     les valeurs de     K,    et     K2    de façon à ce que:  
EMI0002.0045     
    n étant le     nombre    d'électrodes.

    d'où  
EMI0002.0047     
    L'appareil ainsi indique directement le       rapport    entre l'intensité     dans    l'électrode con  sidérée et l'intensité théorique qu'elle devrait  prendre,     qui    est égale à
EMI0002.0051  
    Sous la forme d'un relais, cet appareil  peut agir sur les     coutacts    6 et 7 qui peuvent  servir à la signalisation ou à un asservisse  ment automatique.  



  Conformément à     l'exemple    représenté       fig.    2, on     utilise    un relais différentiel à ca  dres mobiles, muni da deux enroulements     à.          sens    d'enroulement inversé.

   L'un des cadres,  11, est alimenté par une différence de poten  tiel     proportionnelle    au courant traversant  l'électrode 10 considérée, soit au moyen d'un  shunt 3, comme dans le cas     représenté,    soit  au moyen d'un autre     dispositif    connu tel       qu'un    transformateur     d'intensité    à courant  continu. .L'enroulement 12 est alimenté par  une différence de potentiel     proportionnelle     au courant traversant le circuit total soit au  moyen d'un shunt, soit au moyen d'un mul  tiplicateur de shunt, comme représenté, soit  au moyen d'un transformateur d'intensité à  courant continu.

        Dans     ces    deux derniers cas, le réglage       pourra    être fait au moyen de potentiomètres  5 montés en série, comme représenté, et ali  mentés par le multiplicateur de shunt ou le  transformateur d'intensité à courant continu.  On pourra. également utiliser des rhéostats en  série sur les enroulements     eux-même    en paral  lèle sur le multiplicateur de shunt ou le  transformateur d'intensité à courant continu.  



  Deux ressorts antagonistes agissent de  manière que, lorsque le couple moteur est  nul, l'équipage du     rel'a'is    est dans une posi  tion médiane. D'autre part, si le couple mo  teur est positif ou négatif, et l'équipage du  relais vient fermer le contact 6 ou le contact  7 suivant que l'es ampères-tours de la bobine 1  sont     supérieurs    ou inférieurs aux     ampères-          tours:    de la, bobine 2.  



  Dans     oe's,    conditions,     le    fonctionnement  du relais est le suivant:       soit.    ai les ampères-tours de la bobine 1.  soit a. les ampères-tours de la- bobine 2.  et<I> &  =</I>     ai   <I>-</I>     6d2.     



  On a:  <I>a, =</I>     K1        z          a.=K.1     avec       z    = courant dans l'électrode  I = courant total dans la cellule d'élec  trolyse.  



  <B>d'où:</B>  <I>s</I>     =al-a..=K,i-K21.     



       Les    constantes     Kl    et K. sont réglées par  le potentiomètre 5 et on peut faire en     sorte     que:  
EMI0003.0021     
         r,.    étant le nombre d'électrodes.  
EMI0003.0023     
    Donc, lorsque le courant i dans l'électrode  considérée sera tel que:  
EMI0003.0024     
    et le     relais    sera en     équilibre    avec les contacts  6 et 7 ouverts.  



  Pour les valeurs de
EMI0003.0027  
   c'est le contact  6 qui se fermera et pour
EMI0003.0028  
   ce sera le  contact 7, et cela quelle que soit l'a valeur,  de l'intensité totale.  



  La     fig.    3 donne, à titre d'exemple, une  troisième forme d'exécution pour la signali  sation à distance d'un     écart        existant    entre  l'intensité parcourant une électrode considérée  et la valeur du rapport entre     l'intensité    totale  dans la cellule et le nombre d'électrodes de  cette cellule, et le rapport désiré, et cela soit  au point de vue d'une commande manuelle,  soit en vue d'une commande automatique.  



  Dans le dispositif représenté     fig.    3, un  circuit magnétique 13 entoure l'enroulement  14 consistant en une barre reliant l'électrode  à l'alimentation et portant un bobinage 15  dont les ampères-tours sont     antagonistes    à la  force magnétomotrice engendrée par le cou  rant traversant la barre centrale 14.  



  Le flux dans le circuit magnétique sera  nul si on a:       a,    -     Zo     avec  al = ampères-tours du bobinage auxi  liaire 15  = courant dans l'a barre centrale 14.  Avec un multiplicateur de shunt comme  clans le cas représenté, ou un transforma  teur d'intensité, à courant continu au rapport  de     transfoamations    m, on aura:  
EMI0003.0038     
    avec  courant dans le circuit secondaire  traversant le circuit 15.  



  Si N est le     nombre    de spires bobinées sur  le tore et si on fait  
EMI0003.0040     
      avec       n    = nombre     d'électrodes    de la     cellule,     on aura à     l'équilibre:     
EMI0004.0005     
    Donc, lorsque le courant dans la barre  centrale 14 sera égal à
EMI0004.0006  
   c'est-à-dire  égal au courant théorique qui doit la traver  ser, le     flux    dans le tore sera nul.  



  Lorsque
EMI0004.0008  
   le flux résultant  aura un     sens    donné et     lorsque   
EMI0004.0011  
    il aura un sens inverse.  



  La     détection    de ce     flux    et de son sens est       assurée    par un cylindre magnétique 16 d'axe  perpendiculaire à la barre centrale 14, sur le  quel est monté un cadre 17     parcouru    par un  courant quelconque qui, dans le cas de la       fig.    3a, est prélevé sur le courant secondaire  passant     dans    le bobinage 15.  



  Le flux     résultant    produit un couple mo  teur sur l'axe du     cylindre,    ce couple moteur  ayant un sens déterminé par le sens du flux       résultant.     



  Deux ressorts antagonistes 13 et 19 limi  tant la course de l'équipage et font qu'en  l'absence du couple     moteur,    l'équipage     reste     dans     une    position de     repos    déterminée par le  plan du     cadre    mobile 17 et représentée     fig.        3a.     



  L'axe de     l'équipage        entraîne    un contact  inverseur 6-7 pouvant     servir    à la signalisa  tion ou à un     asservissement    automatique.  



  Des     relais    du type ci-dessus peuvent être  utilisés ou non avec des     relais    auxiliaires ou       temporisés    suivant le débit     qui.    est demandé  à leurs     contacteurs    et     1$s    changements de ré  gime rapide que l'on veut laisser passer sans  être     alerté.     



  Le     dispositif    représenté fis. 4 peut être  appliqué notamment lorsque, pour des raisons  pratiques ou autres, on ne peut utiliser la  chute     ohmique    créée le long de chaque con  ducteur d'électrode suivant les dispositions  données ci-dessus.    Conformément à l'exemple d'exécution re  présenté     fig.    4, on utilise le principe connu  du changement de     réactance    d'un bobinage  monté sur un circuit magnétique qui est pro  voqué lorsque des ampères-tours continus sont  superposés aux ampères-tours alternatifs par  courant le bobinage.  



  Chacun des     conducteurs    reliant l'électrode  10 à l'alimentation est entouré d'un     circuit     magnétique 21 muni ou non d'un blindage  évitant l'effet     parasite    des conducteurs voi  sins, et dont les bobinages 22 mis en série  sont     alimentés    par une     source    à courant alter  natif.  



  En l'absence de courant continu, le cou  rant circulant dans ces bobinages 22 sera le  quotient de la tension     totale    U par la somme  des réactances de chacun des bobinages mon  tés sur les<I>n</I> circuits magnétiques 21<I>(n</I> étant  le nombre d'électrodes) la     résistance    étant  supposée très faible devant la réactance.  



  Aux     bornes    de chaque circuit, on pourra  relever les tensions     u.,        %,    un qui, en suppo  sant les circuits tous rigoureusement sembla  bles, seront données par:  
EMI0004.0053     
    avec L = somme des     réactances    des bobi  nages 22.  



  Si on fait passer un courant continu dans  la tige traversant chaque circuit magnétique,  l'a réactance de ceux-ci diminuera par suite  de la saturation provoquée par     ce    flux continu.  



  S'il y a une inégalité dans la répartition  du courant entre les électrodes, les     tensions          u1,        u2,    un ne seront plus égales, leur somme  étant toutefois évidemment toujours égale  à U.

   Il faut noter que l'on peut soit faire en  sorte que la tension U soit     constante,    mais  dans ce cas le courant     alternatif    traversant  les     circuits    magnétiques sera variable sui  vant la     réactance    de chaque circuit magné  tique, soit faire en sorte que le courant i soit  sensiblement constant,     ce    qui placera ces cir  cuits dans des conditions magnétiques mieux       déterminées,    mais fera varier la tension U,      les équations ci-dessus restant toutefois sans  changement.  



  Pour la détection :des. différentes réparti  tions, on utilise des     relais        différentiels    23 de  principe connu, se composant de deux cadres  mobiles .se     déplaçant    dans l'entrefer d'un  aimant permanent. L'un des cadres, 25, est  soumis à une     différence    de potentiel propor  tionnelle à la tension     u1,        u2    ou Un suivant le  relais considéré,     celle-ci    ayant été redressée  par des redresseurs 29. Les deuxièmes cadres  ?6 de     tous    les relais 23 sont     mis    en série et  soumis .à la différence de potentiel U redres  sée au moyen des redresseurs 24.  



  Deux     ressorts    antagonistes font que le  couple antagoniste est nul lorsque l'équipage  du relais est dans une position médiane.  D'autre part, leur couple moteur est positif  ou négatif et l'équipage d'une bobine du  relais 23 vient fermer le contact 27 ou 28       :suivant    que les ampères-tours de la bobine  25 sont supérieurs ou     inférieurs    à ceux de la  bobine 26.  



  Dans ces conditions, le fonctionnement du  relais est le suivant:  soit al les ampères-tours de la bobine 25,  soit a.. les ampères-tours de la. bobine 26,  et     s    =     al    -     a2.     



  En considérant la     première    électrode 10,  on aura:  
EMI0005.0017     
         n.    étant le nombre d'électrodes de l'a     cellule     d'électrolyse considérée. D'où:  
EMI0005.0020     
    Mais, par construction, on aura:  
EMI0005.0021     
    L'équipage du relais sera donc en équili  bre et les contacts 27 et 28 ouverts lorsque:  
EMI0005.0022     
         Mais,    à     ce    moment-là  
EMI0005.0025     
    f 1 représentant la fonction     liant   <B>ml</B> au courant  Il traversant l'électrode considérée et au cou  rant alternatif z circulant dans le bobinage  de tous les circuits.  



  Si tous les circuits magnétiques sont sem  blables, on aura:       fl-fz=fn=f     comme d'autre part:       u1        +        UZ        +        zcn    = U  on aura:  <I>f (Il, 2)</I>     +   <I>f</I>     (I2,   <I>2)</I>     +   <I>f (In,</I>     i)   <I>= U</I>  Comme le courant i est     le    même pour tous  les circuits et comme, s'il y a équilibre,  
EMI0005.0038     
    on aura:

    <I>f (Il,</I>     i)   <I>= f</I>     (I!#,   <I>2) = f</I>     (I.,        Z)     et, par     conséquent,    à ce moment-là:.  
EMI0005.0044     
    Autrement dit, le     relais    sera en équilibre  lorsque le courant continu traversant l'élec  trode est égal au quotient du courant     total     par le nombre d'électrodes.

   D'autre part, l'un  des     contacts    sera fermé si
EMI0005.0048  
   et l'autre  contact, si
EMI0005.0049  
   et     cela    quelle que soit la  valeur du courant alternatif i et la fonction f,       à,    l'a condition que l'on ait bien:       fl-fz=fn=f     et que f soit linéaire, dans les limites consi  dérées.  



  On pourra utiliser les contacts 27 ou 28  soit pour une simple signalisation des écarts,  soit pour un réglage     automatique    des élec  trodes.  



  Les dispositifs     précédemment    décrits per  mettent de prédéterminer les. effets d'anodes  en disposant des contacts de signalisation  dans une     position    telle que l'on soit alerté  pour un écart déterminé entre le courant      normal devant     parcourir    chaque électrode et  un courant très largement inférieur à     ce    cou  rant     normal.     



  Dans les cellules d'électrolyse subissant  l'effet     d'anodes    et comportant plusieurs élec  trodes, il a été remarqué que l'effet. d'anodes       n'apparaissait    pas     d'une    façon simultanée sur  toutes les électrodes à la fois, mais qu'au       contraire,    peu de temps avant que l'effet  d'anodes total ne se produise, on constatait  l'apparition de l'effet d'anodes-sur l'une ou  l'autre des électrodes.  



  Les     dispositifs        suivant    l'invention per  mettent la prédétermination des effets  d'anodes en les     munissant    de deux séries de       contacts,    la première série étant fermée par  des écarts faibles autour de la position d'équi  libre et servant ainsi au réglage automati  que ou non de la profondeur     d'immersion,          alors    que la seconde série signalera une di  minution importante du courant sur une  électrode quelconque, ce     qui    est l'annonce  d'un effet d'anodes en préparation.  



  On peut     utiliser    soit des appareils avec  les deux jeux de contacts décrits ci-dessus,  soit deux appareils par électrodes, l'un réglé  de façon     @à    fermer ses contacts pour des       écarts    trop faibles, l'autre de façon à fermer  ses contacts pour une     diminution    importante  du courant sur une électrode en vue de la       constatation    de l'effet d'anodes recherché.  



  On peut également ne     disposer        cette     deuxième série de contacts ou ce second appa  reil que sur une seule électrode en ayant  soin de régler celle-ci de façon à ce que     le     courant la traversant soit en permanence  plus élevé que le courant traversant chacune  des autres électrodes., ce qui provoque une       électrolyse    plus rapide de la zone de bain  correspondante et     permet    d'obtenir     plis    tôt  l'apparition de l'effet d'anodes sur l'électrode  considérée.



  Method and device for adjusting the current distribution between the various electrodes of an electrolytic cell. The operation of an electrolysis cell requires in particular the adjustment of the distance between each electrode and the common cell, so that the distribution of the total current between each of them is uniform.



  One can use for this movable frame ampere meters connected with interposition or not of a shunt on each circuit of electrode. But, if the total current is variable, it is very difficult to know quickly which are the electrodes which carry a greater current than the current which should be assigned to them, and which are the electrodes which carry a smaller current.



  The method according to the invention, for the correct adjustment of the current distribution between the various electrodes of an electrolysis cell, consists in bringing in, for this adjustment, both the value of the intensity passing through the electrode considered and the value of the ratio between the total intensity passing through the cell and the number of electrodes of this cell.



  The subject of the invention is also a device for carrying out this method which comprises a winding through which a current of intensity proportional to the intensity in the electrode considered and another winding through which a current is traversed proportional to the ratio between the total current passing through the cell and the number of electrodes in this cell, the variation in the position of these two windings being used for the purpose of adjusting the distribution of the current between the electrodes.



  Fig. 1 represents, by way of example, a first embodiment of the object of the invention, to obtain the permanent measurement of the ratio between the current flowing in an electrode and the current divided by the number of electrodes of the cell.



  According to fig. 1, a cross-frame apparatus of known principle is used. One of the frames 1 is subjected to a potential difference proportional to the current flowing through the electrode 10, the other frame 2 to a potential difference proportional to the total current, and this is by means of a shunt 3, this which is the case shown for coil 1, or, which is the case shown for coil 2, by means of a device commonly signed under the name of shunt multiplier.

   This apparatus consists of a small converter unit comprising a motor 41 and a dynamo 40. This dynamo has an unsaturated magnetic circuit working in the right part of the magnetism curve and it is excited by a winding 42 supplied by a shunt. 4 traversed by the total current I flowing through the electrolysis cell.

   In addition, the resistance of the armature is very low, in this way the proportionality between the voltage at the terminals of the shunt 4 and the current delivered by the dynamo 40 is practically ensured, within the operating limits, and the power delivered. by the dynamo is an important multiple of the power received by the inductor 42.

   Instead of such a shunt multiplier, it is possible to use a current transformer consisting of a winding through which the cable conveys the current to the electrodes, this winding itself supplying the circuit of the coils 2. This DC transformer can be of a type known and described, for example, in Swiss patent No. 209381 from the company Brown, Boveri & Cie.

   These direct current intensity transformers comprise a magnetic casing, which surrounds the conductor whose intensity is to be measured, and which is interrupted so as to form an air gap in which the moving assembly is located, influenced by the field. magnetic in the casing. This crew automatically adjusts the direct current of an auxiliary circuit de-magnetizing the casing,

   in such a way that the magnetomotive force due to the passage of the current in the conductor and acting in the air gap of the carcass is at each time compensated, the intensity of the auxiliary current, which varies in the same direction as the direct current, being a measure of the intensity of the direct current flowing through the conductor.



  As shown, coil 2 can be powered by a potentiometer 5, the resistors of which are all connected in series as shown.



  In such an apparatus, the angle of deviation O is such that
EMI0002.0034
    with a, = ampere-turns - of coil 1 a2 = ampere-turns of a coil 2. Now: al = g1 i with i = current in an electrode. a2-KzI with I = total current. from where:
EMI0002.0041
    But the values of K, and K2 can be adjusted by potentiometer 5 5s so that:
EMI0002.0045
    n being the number of electrodes.

    from where
EMI0002.0047
    The apparatus thus indicates directly the ratio between the intensity in the considered electrode and the theoretical intensity which it should take, which is equal to
EMI0002.0051
    In the form of a relay, this device can act on coutacts 6 and 7 which can be used for signaling or automatic control.



  In accordance with the example shown in fig. 2, we use a differential relay with mobile dres, provided da two windings. reverse winding direction.

   One of the frames, 11, is supplied by a potential difference proportional to the current flowing through the electrode 10 in question, either by means of a shunt 3, as in the case shown, or by means of another known device. such as a DC current transformer. The winding 12 is supplied by a potential difference proportional to the current flowing through the total circuit either by means of a shunt, or by means of a shunt multiplier, as shown, or by means of a transformer. direct current intensity.

        In these last two cases, the adjustment can be made by means of potentiometers 5 connected in series, as shown, and supplied by the shunt multiplier or the DC current transformer. We will be able to. also use rheostats in series on the windings themselves in parallel on the shunt multiplier or the dc current transformer.



  Two opposing springs act in such a way that, when the engine torque is zero, the crew of the rel'a'is is in a middle position. On the other hand, if the motor torque is positive or negative, and the relay assembly closes contact 6 or contact 7 depending on whether the ampere-turns of coil 1 are greater or less than the ampere-turns : of the, coil 2.



  Under oe's conditions, the operation of the relay is as follows: either. ai the ampere-turns of coil 1. either a. the ampere-turns of coil 2. and <I> & = </I> ai <I> - </I> 6d2.



  We have: <I> a, = </I> K1 z a. = K.1 with z = current in the electrode I = total current in the electrolysis cell.



  <B> hence: </B> <I> s </I> = al-a .. = K, i-K21.



       The constants Kl and K. are set by potentiometer 5 and it is possible to ensure that:
EMI0003.0021
         r ,. being the number of electrodes.
EMI0003.0023
    So, when the current i in the considered electrode will be such that:
EMI0003.0024
    and the relay will be in equilibrium with contacts 6 and 7 open.



  For values of
EMI0003.0027
   contact 6 will close and for
EMI0003.0028
   it will be the contact 7, and that whatever the value, of the total intensity.



  Fig. 3 gives, by way of example, a third embodiment for the remote signaling of a difference existing between the intensity passing through a considered electrode and the value of the ratio between the total intensity in the cell and the number electrodes of this cell, and the desired ratio, and this either from the point of view of a manual control, or with a view to an automatic control.



  In the device shown in fig. 3, a magnetic circuit 13 surrounds the winding 14 consisting of a bar connecting the electrode to the power supply and carrying a winding 15 whose ampere-turns are antagonistic to the magnetomotive force generated by the current passing through the central bar 14.



  The flux in the magnetic circuit will be zero if we have: a, - Zo with al = ampere-turns of the auxiliary winding 15 = current in the central bar 14. With a shunt multiplier as in the case shown, or a current transformer, with direct current at the transfoamations ratio m, we will have:
EMI0003.0038
    with current in the secondary circuit flowing through circuit 15.



  If N is the number of turns wound on the toroid and if we do
EMI0003.0040
      with n = number of electrodes of the cell, we will have in equilibrium:
EMI0004.0005
    So when the current in the central bar 14 will be equal to
EMI0004.0006
   that is to say equal to the theoretical current which must cross it, the flux in the torus will be zero.



  When
EMI0004.0008
   the resulting flow will have a given meaning and when
EMI0004.0011
    it will have a reverse direction.



  The detection of this flow and its direction is ensured by a magnetic cylinder 16 of axis perpendicular to the central bar 14, on which is mounted a frame 17 traversed by any current which, in the case of FIG. 3a, is taken from the secondary current flowing in the winding 15.



  The resulting flow produces a driving torque on the axis of the cylinder, this driving torque having a direction determined by the direction of the resulting flow.



  Two opposing springs 13 and 19 limit both the travel of the crew and cause that in the absence of engine torque, the crew remains in a rest position determined by the plane of the movable frame 17 and shown in fig. 3a.



  The crew axis drives a changeover contact 6-7 which can be used for signaling or automatic control.



  Relays of the above type may or may not be used with auxiliary or timing relays depending on the flow rate. is requested from their contactors and $ 1 rapid engine changes that we want to let go without being alerted.



  The device shown fis. 4 can be applied in particular when, for practical or other reasons, it is not possible to use the ohmic drop created along each electrode conductor according to the arrangements given above. In accordance with the example of execution shown in fig. 4, the known principle is used of the change in reactance of a winding mounted on a magnetic circuit which is caused when continuous ampere-turns are superimposed on the alternating ampere-turns by current through the winding.



  Each of the conductors connecting the electrode 10 to the power supply is surrounded by a magnetic circuit 21 provided or not with a shielding avoiding the parasitic effect of neighboring conductors, and whose coils 22 placed in series are supplied by a source. with native alternating current.



  In the absence of direct current, the current flowing in these windings 22 will be the quotient of the total voltage U by the sum of the reactances of each of the windings mounted on the <I> n </I> magnetic circuits 21 <I > (n </I> being the number of electrodes) the resistance being assumed to be very low compared to the reactance.



  At the terminals of each circuit, we can read the voltages u.,%, Un which, supposing the circuits all strictly similar, will be given by:
EMI0004.0053
    with L = sum of the reactances of the coils 22.



  If a direct current is passed through the rod passing through each magnetic circuit, the reactance of these will decrease as a result of the saturation caused by this continuous flow.



  If there is an inequality in the distribution of the current between the electrodes, the voltages u1, u2, un will no longer be equal, their sum being however obviously always equal to U.

   It should be noted that one can either ensure that the voltage U is constant, but in this case the alternating current flowing through the magnetic circuits will be variable depending on the reactance of each magnetic circuit, or ensure that the current i is substantially constant, which will place these circuits under better determined magnetic conditions, but will vary the voltage U, the above equations remaining however unchanged.



  For detection: of. different distributions, one uses differential relays 23 of known principle, consisting of two movable frames .se moving in the air gap of a permanent magnet. One of the frames, 25, is subjected to a potential difference proportional to the voltage u1, u2 or Un depending on the relay considered, the latter having been rectified by rectifiers 29. The second frames? 6 of all the relays 23 are connected in series and subjected to the potential difference U rectified by means of rectifiers 24.



  Two opposing springs mean that the opposing torque is zero when the relay crew is in a middle position. On the other hand, their motor torque is positive or negative and the assembly of a coil of relay 23 closes contact 27 or 28: depending on whether the ampere-turns of coil 25 are greater or less than those of coil 26.



  Under these conditions, the operation of the relay is as follows: either al the ampere-turns of the coil 25, or a .. the ampere-turns of the. coil 26, and s = al - a2.



  Considering the first electrode 10, we will have:
EMI0005.0017
         not. being the number of electrodes of the electrolysis cell considered. From where:
EMI0005.0020
    But, by construction, we will have:
EMI0005.0021
    The relay crew will therefore be in equilibrium and contacts 27 and 28 open when:
EMI0005.0022
         But, at that time
EMI0005.0025
    f 1 representing the function binding <B> ml </B> to the current Il passing through the electrode considered and to the alternating current z circulating in the winding of all the circuits.



  If all the magnetic circuits are the same, we will have: fl-fz = fn = f as on the other hand: u1 + UZ + zcn = U we will have: <I> f (Il, 2) </I> + < I> f </I> (I2, <I> 2) </I> + <I> f (In, </I> i) <I> = U </I> As the current i is the same for all the circuits and as, if there is equilibrium,
EMI0005.0038
    we will have:

    <I> f (Il, </I> i) <I> = f </I> (I! #, <I> 2) = f </I> (I., Z) and, therefore, to that time:.
EMI0005.0044
    In other words, the relay will be in equilibrium when the direct current flowing through the electrode is equal to the quotient of the total current by the number of electrodes.

   On the other hand, one of the contacts will be closed if
EMI0005.0048
   and the other contact, if
EMI0005.0049
   and that whatever the value of the alternating current i and the function f, a, a condition that one has well: fl-fz = fn = f and that f is linear, within the limits considered.



  Contacts 27 or 28 can be used either for a simple indication of the deviations, or for an automatic adjustment of the electrodes.



  The devices described above make it possible to predetermine the. effects of anodes by arranging the signaling contacts in a position such that one is alerted for a determined difference between the normal current having to flow through each electrode and a current much lower than this normal current.



  In electrolysis cells undergoing the anode effect and comprising several electrodes, it has been observed that the effect. of anode did not appear simultaneously on all the electrodes at the same time, but on the contrary, shortly before the total anode effect occurred, the appearance of the anode effect - on one or the other of the electrodes.



  The devices according to the invention allow the predetermination of the effects of anodes by providing them with two series of contacts, the first series being closed by small gaps around the position of free equi and thus serving for automatic adjustment or not. of the depth of immersion, while the second series will signal a significant decrease in the current on any electrode, which is the announcement of an effect of anodes in preparation.



  It is possible to use either devices with the two sets of contacts described above, or two devices by electrodes, one adjusted so as to close its contacts for too small deviations, the other so as to close its contacts for a significant decrease in the current on an electrode with a view to observing the desired anode effect.



  It is also possible to have this second series of contacts or this second device only on a single electrode, taking care to adjust the latter so that the current passing through it is permanently higher than the current passing through each of the other electrodes. ., which causes a faster electrolysis of the corresponding bath zone and makes it possible to obtain folds early on the appearance of the effect of anodes on the electrode considered.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé permettant le réglage correct de la répartition du courant entre lés diverses électrodes d'une cellule d'électrolyse, ce pro cédé étant caractérisé en ce que l'on fait intervenir en vue de ce réglage à la fois l'a valeur -de l'intensité parcourant l'électrode considérée et la valeur du rapport entre l'in tensité totale traversant la cellule et le nom bre d'électrodes de cette cellule. II. CLAIMS I. Method allowing the correct adjustment of the distribution of the current between the various electrodes of an electrolysis cell, this process being characterized in that for the purpose of this adjustment, both the value is used. the intensity passing through the electrode in question and the value of the ratio between the total intensity passing through the cell and the number of electrodes in this cell. II. Dispositif pour la réalisation du pro cédé suivant la revendication I, comportant un enroulement parcouru par un courant d'in tensité proportionnelle à l'intensité dans l'électrode considérée et un autre enroule ment parcouru par un courant proportionnel au rapport entre l'intensité totale traversant la cellule et le nombre d'électrodes de cette cellule, la variation de la position de ces deux enroulements étant utilisée en vue du réglage de la répartition du courant entre électrodes. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1. Device for carrying out the process according to claim I, comprising a winding through which a current of intensity proportional to the intensity in the considered electrode and another winding through which a current is proportional to the ratio between the total intensity passing through the cell and the number of electrodes of this cell, the variation in the position of these two windings being used with a view to adjusting the distribution of the current between the electrodes. <B> SUB-CLAIMS: </B> 1. Dispositif :suivant la revendication II, permettant la signalisation à distance, en vue d'un réglage de l'écart existant à chaque ins tant entre l'intensité dans une électrode et ledit rapport, ce dispositif consistant à uti liser un relais différentiel de principe connu à deux cadres mobiles dont l'un des enrou lements est soumis ià une différence de poten tiel proportionnelle au courant traversant à l'électrode considérée et l'autre enroulement à une différence de potentiel proportionnelle au courant traversant la cellule d'électrolyse. Device: according to Claim II, allowing remote signaling, with a view to adjusting the difference existing at each time between the intensity in an electrode and said ratio, this device consisting in using a differential relay in principle known with two mobile frames, one of the windings of which is subjected to a potential difference proportional to the current flowing through the electrode in question and the other winding to a potential difference proportional to the current flowing through the electrolysis cell. 92. Dispositif suivant la, revendication II, qui consiste à utiliser un circuit magnétique entourant le conducteur d'amenée de courant à l'électrode considérée et sur lequel est prévu un bobinage parcouru par un courant propor tionnel au courant total dans l'a cellule d'électrolyse, le tout de façon que lorsque l'électrode considérée est parcourue par un courant égal au courant désiré, 92. Device according to claim II, which consists in using a magnetic circuit surrounding the conductor for supplying current to the electrode in question and on which is provided a winding through which a current flows in proportion to the total current in the cell. electrolysis, the whole so that when the considered electrode is traversed by a current equal to the desired current, le circuit magnétique ne soit soumis à aucune diffé rence de potentiel magnétique alors qu'il est soumis à une différence de potentiel magnétique positive ou négative suivant que l'intensité dans l'électrode considérée est plus forte ou plus faible que le rap port en question, la détection de ce flux étant assurée par un cadre mobile inséré dans le circuit magnétique et alimenté par une frac tion du courant secondaire. 3. the magnetic circuit is not subjected to any difference in magnetic potential while it is subjected to a positive or negative magnetic potential difference depending on whether the intensity in the electrode considered is higher or lower than the ratio in question , the detection of this flux being ensured by a movable frame inserted in the magnetic circuit and supplied by a fraction of the secondary current. 3. Dispositif suivant la revendication II, qui consiste à utiliser, d'une part, un circuit magnétique monté sur chaque conducteur alimentant les électrodes de la cellule d'élec trolyse et sur lequel sont montés des bobi nages tous parcourus par un même courant alternatif, et, d'autre part, des relais diffé rentiels à cadres mobiles, à raison d'un relais par électrode, branchés de telle sorte que l'un de leurs enroulements est alimenté par la dif férence de potentiel .existant aux bornes du bobinage du circuit magnétique considéré par l'intermédiaire d'un redresseur, l'autre bobi nage étant alimenté en série avec les bobi nages correspondants des autres relais diffé rentiels par la tension alternative totale par l'intermédiaire d'un autre redresseur, de telle sorte que lorsque l'intensité de courant dans une électrode est égale audit rapport, Device according to Claim II, which consists in using, on the one hand, a magnetic circuit mounted on each conductor supplying the electrodes of the electrolysis cell and on which are mounted coils all traversed by the same alternating current, and , on the other hand, differential relays with movable frames, at the rate of one relay per electrode, connected so that one of their windings is supplied by the potential difference existing at the terminals of the winding of the circuit. considered by means of a rectifier, the other winding being supplied in series with the corresponding windings of the other differential relays by the total AC voltage via another rectifier, so that when the current intensity in an electrode is equal to said ratio, les deux cadres de chaque relais sont soumis à une différence de potentiel égale et le relais est en équilibre alors qu'il ferme un contact ou l'autre suivant que le rapport dans l'élec trode considérée est plus fort ou plus faible que la valeur désirée. 4. Dispositif suivant l'a revendication II et la sous-revendication 3, permettant la pré détermination des effets d'anodes au moyen d'un double jeu de contacts montés sur les relais indiqués ci-dessus.. 5. the two frames of each relay are subjected to an equal potential difference and the relay is in equilibrium while it closes one contact or the other depending on whether the ratio in the considered electrode is higher or lower than the value desired. 4. Device according to claim II and sub-claim 3, allowing the pre-determination of the anode effects by means of a double set of contacts mounted on the relays indicated above. Dispositif suivant. la revendication II -et les sous-revendications 3 et 4, permettant la prédétermination des effets d'anodes au moyen d'un deuxième jeu de relais dont les contacts # sont réglés pour des écarts plus grands que les valeurs mettant en jeu les contaets normaux du réglage de la profon deur d'immersion. 6. Next device. claim II -and sub-claims 3 and 4, allowing predetermination of the anode effects by means of a second set of relays whose # contacts are set for deviations greater than the values involving normal contaets adjustment of the immersion depth. 6. Dispositif suivant la revendication II et les sous-revendications 3 et 4, permettant la prédétermination des effets d'anodes au moyen d'un seul relais comme ci-dessus, monté sur une des él-ectrodes@ dont l'intensité est réglée à une valeur plus grande que les voisines, de manière à être certain que l'effet d'anodes commence par l'électrode en question. Device according to claim II and sub-claims 3 and 4, allowing the predetermination of the anode effects by means of a single relay as above, mounted on one of the electrodes @, the intensity of which is set at a value greater than the neighbors, so as to be certain that the anode effect begins with the electrode in question.
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