CS117092A3 - Conductor, process for producing thereof and an electrode for anelectrolysis vessel - Google Patents

Description

juor. wutf všecka advokát 11504 PRAHA 1, ŽKná 25 -1-

ELEKTRICKÝ VODIČ, ZF6s0B JEHO VÝR3Βϊ| Š PRO NÁDOBU \

ELEKTROLÝZY

Oblast techniky

Vynález se týká elektrického vodiče sestávajícího z kovové tyče opatřené pláštěm z kovu jiného než je kov tyče. Vynález se dále týká způsobu výroby elektrického vodiče definovaného výšesložením kovové tyče a pláště z kovu jiného než je kov tyče.

Vynález se rovněž týká elektrody pro nádobu elektrolýzy.

Dosavadní stav techniky

Elektrické vodiče typu definovaného výše se obecně použí-vají při konstrukci elektrod určených pro nádoby elektrolýzyvodných roztoků, zejména roztoku chliridu sodného. Při tomtopoužití obsahují obvykle tyč z mědi obalenou pláštěm z kovuinertního vůči chemickému prostředí v nádobě elektrolýzy a jsouuspořádány vodorovně nebo svisle mezi párem svislých kovovýchdesek tvořících vlastní elektrodu. Tak například v případě ka-tod určených pro výrobu vodíku a pro elektrolýzu vodných rozto-ků hydroxidu sodného je kov pláště zvolen obecně ze skupiny za-hrnující železo, nikl a jejich slitiny. Měděná tyč je použitapro její velkou elektrickou vodivost umožňující používat vyso- v kých proudových hustot, zatímco plášt slouží k izolování mědě-né tyče od působení koroze elektrolytů obíhajících v nádoběelektrolýzy. Plášt mimo jiné dodatečně zajištuje oběh elektric-kého proudu mezi tyčí a deskami elektrody. Je tedy žádoucí sní-žit na minimum elektrický odpor dotyku mezi tyčí a pláštěm.

Aby bylo tohoto cíle dosaženo, uvažovalo se o použití elekt-rických vodičů získaných metalurgickou operací současného vál-cování tyče a pláště. Elektrické vodiče získané touto techni-kou jsou však velmi drahé. V patentovém spise Spojených států amerických US-A-4647358se navrhuje hospodárnější způsob výroby elektrického vodiče proelektrolytickou rafinaci mědi. Podle tohoto způsobu se vyrobíodděleně měděná tyč a plášt, tento se po celé délce rozštěpí,tyč se vloží do pláště a okraje štěrbiny pláště se svaří.Elektrické vodiče získané tímto známým způsobem však mají špat-nou elektrickou vodivost na styčném povrchu mezi tyčí a pláštěm. tfkolem vynálezu je odstranit výše uvedené nevýhody dosavad- ního stavu techniky vytvořením elektrického vodiče sestávajícího -2- z tyče povlečené pláštěm, který by měl dobrou elektrickou vodivostv oblasti styku mezi tyčí-a pláštěm a jehož výroba by byla snadnáa hospodárná·

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří elektrický vodič sestáva-jící z kovové tyče opatřené pláštěm z kovu jiného než je kov ty-če, jehož podstata spočívá v tom, že kovová tyč má alespoň jednupodélnou drážku obsahující pás ze stejného kovu jako je kov pláš-tě přivařený k tyči, přičemž plášt má proti pásu štěrbinu obsa-hující vložku přivařenou k pásu a ke plášti· V elektrickém vodiči podle vynálezu má kovová tyč základnífunkci vést elektrický proud. Plášt vykonává dvě funkce: jednakslouží k izolaci tyče od chemického prostředí, ve kterém je e-lektrický vodič použit; za druhé slouží pro převod elektrickéhoproudu ve směru příčném k tyči mezi tyčí a nějakým kovovým prv-kem, například elektrodou, připojenou kr plášti.

Průřez tyče není kritický. Může to být například válec kru-hového nebo oválného průřezu nebo podlouhlý obdélník, čtverec,lichoběžník nebo pravidelný mnohoúhelník. Z důvodů jednoduchostikonstrukce se přednostně používá přímá tyč obdélníkového nebočtvercového průřezu. Podle vynálezu má tyč podélnou drážku. Tamůže být vytvořena ne celé délce tyče nebo pouze v její části.Drážka slouží pro uložení kovového pásu vytvořeného ze stejnéhokovu nebo stejné slitiny jako plášt. Kovový pás je k tyči při-vařen.

Kovový plášt má mít průřez, který je přizpůsoben průřezutyče, aby ji mohl obalovat přibližně v celé její délce» Průřezpláště a jeho uložení kolem tyče mají být takové, že pláší máotvor proti kovovému pásu uloženému ve drážce tyče. Otvor pláš-tě může být štěrbina po celé délce tyče nebo pouze v její části.Slouží k uložení vložky ze setejného kovu nebo slitiny jako plášt.Tato vložka je přivařena ke kovovému pásu i ke plášti.

Kov pláště je závislý na určení elektrického vodiče. Mábýt zvolen ze skupiny zahrnující kovy schopné svaření s kovemtyče. V jednom zvláštním provedení elektrického vodiče podle vy-nálezu je kovová tyč z mědi a plášt je z kovu zvoleného ze sku-piny zahrnující železo, nikl, slitiny železa a slitiny niklu<> -3-

Slitiny železa zahrnují obvyklé uhlíkaté oceli i slitinové oce-li, jako například nerezavící oceli obsahující chrom, nikl amolybden jakož i křemíkové oceli, které mají zvláštní elektric-ké vlastnosti. Příklady slitin niklu jsou monelův kov, což jeslitina niklu, mědi, železa, manganu a křemíku a inconel, cožje slitina niklu, manganu, železa, křemíku, chrómu, hliníku atitanu. Elektrické vodiče podle tohoto provedení vynálezu jsouzejména používány při konstrukci katod určených pro nádoby elek-trolýzy vodných roztoků chloridů alkalických kovů.

Podle dalšího výhodného provedení elektrického vodiče po-dle předloženého vynálezu je plášt kovový plech ohnutý kolemkovové tyče tak, že ji obaluje a mezi protilehlými okraji plechuje vymezena štěrbina.

Podle dalšího výhodného provedení elektrického vodiče po-dle vynálezu má tyč dvě podélné drážky, z nichž každá obsahuje v pás z kovu stejného jako je kov pláště a plášt je vytvořen zedvou podélných profilů tvaru Žlábků, které podélně obklopujítyč a vymezují mezi svými přilehlými okraji proti každému pásuštěrbinu. V tomto provedení vynálezu má plášt dvě podélné štěr-biny, které jsou umístěny proti pásům a obsahují kovové vložkypřivařené k pásům i ke žlábkům pláště. V elektrickém vodiči podle předloženého vynálezu je tyčspojena s pláštěm svařovanou sestavou sestávající z uvedených v pásů a kovových vložek. Tato svařovaná sestava zajištuje elekt-rické spojení optimální mezi tyčí a pláštěm a v důsledku ome-zuje odpor pro průtok elektrického proudu mezi tyčí a pláštěm.

Vynález také vytváří způsob výroby elektrického vodiče slo-žením kovové tyče a pláště z kovu jiného než je kov tyče. Podlevynálezu se vytvoří alespoň jedna podélná drážka v tyči a do níse vevaří pás ze stejného kovu jako je kov pláště, tyč se zachy-tí v plášti tím, že se proti pásu vytvoří štěrbina a v této štěrbině se plášt přivaří k pásu. Při způsobu podle vynálezu může být tyč vyrobena napříkladhutnicky válcováním. Drážka v tyči může být vyrobena během vál-cování nebo později obráběním.

Plášt může být vyroben válcováním operací podobnou té, kte-rá se používá při výrobě kovových trubek a štěrbina v plášti semůže také vytvořit obráběním. Podle vynálezu se však dává před-nost výrobě pláště ohýbáním kovového plechu. Podle jednoho -4- provedení vynálezu se při způsobu použije plášt získaný ohýbánímkovového plechu a mezi podélnými okraji ohnutého plechu se udr-žuje štěrbina pro vložku z kovu.

Podle jiného provedení způsobu podle vynálezu se v tyčivytvoří dvě podélné drážky a použije se plášt vytvořený nasaze-ním dvou podélných kovových profilů tvaru žlábků tak, že mezijejich protilehlými okraji jsou vytvořeny štěrbiny. Při tomtozpůsobu podle vynálezu se kovové profily tvaru žlábků vytvoříohýbáním kovového plechu.

Elektrický vodič podle vynálezu je zvlýště určen pro ve-dení elektrického proudu podélně v tyči a napříč pláště. Je stejně vhodný pro stejnosměrný jako pro střídavý proud. Nachází za-jímavé použití v konstrukci elektrod určených pro elektrolýzu,jako jsou katody ze železa, oceli nebo niklu obecně používanépři elektrolýze vody nebo vodných roztoků chloridů alkalickýchkovů.

Vynález dále vytváří elektrodu pro nádobu elektrolýzyobsahující alespoň jednu desku z kovu zvoleného ze skupiny za-hrnující železo, nikl, slitiny železa a slitiny niklu, kteráž-to deska je připevněna k elektrickému vodiči podle předloženéhovynálezu, ve kterém je tyč z mědi a plášt je ze stejného kovujako deska. Tato elektroda nachází použití jako katoda při vý-robě vodíku a při elektrolýze vodných roztoků hydroxidu sodné-ho v nádobě elektrolýzy vodných roztoků chloridu sodného. V elektrodě podle vynálezu může deska být plná nebo pro-lamovaná. Může být například vytvořena jako ohýbaný kovový plech, Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l je příčný řezelektrickým vodičem v jednom zvláštním provedení podle předlo-ženého vynálezu, obr.2 je příklad provedení elektrody podle vy-nálezu v příčném řezu ve vodorovné rovině II-II v obr.3 a obr.3je svislý příčný řez v rovině 111-111 v obr.2.

Na výkresech jsou shodné součásti označeny shodnými vzta-hovými značkami. Příklady provedení vynálezu

Elektrický vodič znázorněný na obr.l obsahuje měděnou tyč 1 v niklovém plášti 2. Měděná tyč 1 je rovná, má obdélníkový průřez a byla vyrobena válcováním. Na svých protilehlých stě- nách má dvě drážky 2» 3 . Drážky 2, 3 * jsou vyplněny niklovými -5- pásy 4.4'.Niklové pásy 4, 4' byly ve drážkách 2, 3 vytvořenyuložením v roztaveném stavu obvyklou technikou obloukovéhosvařování použitím svařovací elektrody z niklu nebo slitinniklu, takže jsou k tyči 1 přivařeny.

Plášt 2 je vytvořen ze dvou žlábků 2 a 2 s průřezem odpo-vídajícím průřezu tyče 1,· Jejich rozměry jsou zvoleny tak, abymezi jejich podélnými okraji 2. a 8 ležícími proti pásu £ a me“zi jejich podélnými okraji 7' a 8 ležícími proti pásu 4 bylyštěrbiny. Tyto štěrbiny jsou vyplněny niklovými vložkami 2. a 2_·Niklové vložky 9 a 9' jsou vytvořeny uložením v roztaveném stavuobvyklou technikou obloukového svařování použitím svařovacíelektrody z niklu nebo slitin niklu, takže jsou přivařeny k pá-sům £, 4* a ke žlábkům 2 a 2 tvořícím plášt 2. V elektrickém vodiči znázorněném na obr.l vytvářejí pásy£ a 4* a vložky £ a 9' mechanické spojení pláště 2 a tyče 1 ataké elektrické spojení o nízkém odporu mezi tyčí 1 a pláštěm 2.

Elektroda znázorněná na obr.2 a 3 obsahuje pár svislýchprolamovaných desek 10. 10 z niklu uspořádaných navzájem rov-noběžně na stranách vodorovného kovového vodiče 11. Lva zvlně-né plechy 12. 12' z niklu slouží ke spojeni desek 10.10 s ko-vovým vodičem 11.

Kovový vodič 11 odpovídá elektrickému vodiči znázorněnémuna obr.l a popsanému výše. Připevnění desek 10, 10* ke zvlněným plechům 12, 12 jeprovedeno bodovými sváry. Připevnění zvlněných plechů 12, 12* k vodiči 11 je taképrovedeno svařováním. To je provedeno podél vložek £, 9 elekt-rického vodiče tak, aby byl co nejmenší elektrický odpor spojemezi deskami 10, 10' a tyčí 1 elektrického vodiče 11.

Claims (10)

1. ciWir. ΛΑ ~!‘;.'·:'^I: ' " -6- PATENTOVÍ

   Lř£

   1. Elektrický vodič sestávající zz kovu jiného než je kov tyče, vyznačující se tím, že kovovátyč (1) má alespoň jednu podélnou drážku (3,3* ) obsahující pás(4,4*) ze stejného kovu jako je kov pláště (2) přivařený k tyči(1), přičemž plášt (2) má proti pásu (4,4*) štěrbinu obsahujícívložku (9,9*) přivařenou k pásu (4,4*) a ke plášti (2).
2. 2. Elektrický vodič podle bodu 1, vyznačující se tím, že tyč (1)má dvě podélné drážky (3,3*) obsahující pásy (4,4*) ze stejného kovu jako je kov pláště (2), přičemž plášt (2) je vytvořen zedvou podélných! navzájem oddělených žlábků (5,6) pokrývajícíchpodélně tyč’(l) a vymezujících mezi svými podélnými okraji(7 a 8, 7* a 8*) štěrbinu proti každému pásu (4,4 ).
3. 3. Elektrický vodič podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, žepodélné drážky (3,3*) jsou vytvořeny po celé délce tyče (1).
4. 4. Elektrický vodič podle kteréhokoli z bodů 1 až 3, vyznačujícíse tím, že tyč (1) je z mědi a plášt (2) je z kovu zvoleného ze skupiny zahrnující železo, nikl, slitiny železa a slitiny niklu.
5. 5. Způsob výroby elektrického vodiče podle kteréhokoli z bodů1 až 4 složením kovové tyče a pláště z kovu jiného než je kovtyče, vyznačující se tím, že se v tyči (1) vytvoří alespoň jed-na podélná drážka (3,3*), do podélné drážky (3,3*) se vevaří pás(4,4*) z kovu stejného jako je kov pláště (2), tyč (1) se zachy-tí v plášti (2) tím, že se proti pásu (4,4*) vytvoří štěrbina av této štěrbině se plášt (2) přivaří k pásu (4,4*).
6. 6. Způsob podle bodu 5, vyznačující se tím, že se v tyči (1)vytvoří dvě podélné drážky (3,3 ) a nasadí se plášt (2) vyro-bený vytvarováním dvou žlábků (5,6) tak, aby mezi jejich proti-lehlými okraji (7 a 8, 7* a 8*) byla vytvořeny štěrbina.
7. 7. Způsob podle bodu 5 nebo 6, vyznačující se tím, že přivařenípláště (2) k pásu (4,4*) se provede nanesením vložky (9,9*) z kovu do štěrbiny mezi žlábky (5,6) pláště (2).
8. 8. Způsob podle bodu 7, vyznačující se tím, že se použije tyč (1) z mědi a plášt (2) z kovu zvoleného ze skupiny zahrnujícíželezo, nikl, slitiny železa a slitiny niklu a přivaření pláště (2) k pásu (4,4*) se provede nanesením vložky (9,9*) z kovustejného jako je kov pláště (2). -7-
9. 9. Elektroda pro nádobu elektrolýzy obsahující alespoň jednudesku (10,10*) z kovu zvoleného ze skupiny zahrnující železo,nikl, slitiny železa a slitiny niklu, připevněnou k elektric-kému vodiči (11), vyznačující se tím, že elektrický vodič jekonformní k patentovému nároku 4.
10. 10. Elektroda podle bodu 9, vyznačující se tím, že je katodoupro elektrolýzu vodných roztoků chloridu některého alkalickéhokovu. Nastupuje: