CZ172094A3 - Switching gear for shunting electric current in a monopolar electrolytic cell - Google Patents

Description

Vynález se týká spínacího zařízení~pro přemóstžní_eljgjgt.rlc- ;

kého proudu v monopolárním elektrolyzéru, který má být vyřazen pro údržbu ze řady roonopolárních elektrolyzérů zapojených v sérii ke zdroji stejnosměrného proudu, kteréžto spínací zařízení obsahuje vnitřní rezistorový prvek sestávající z jedné nebo několika sběrných tyčí připojených k jednomu nebo několika spínačům.

Dosavadní stav techniky

Nejvýznamnější výrobky v oboru elektrochemi.e, to je chlor a hydroxid sodný, získané elektrolýzou vodného roztoku chloridu sodného, a vodík a kyslík získané elektrolýzou vody, se vyrábějí v zařízeních obsahujících velký počet elektrolyzérů připojených v sérii ke zdroji elektrického proudu. Když některý z těchto elektrolyzérů vyžaduje údržbu, tu se k oběma elektrolyzérům bezprostředně sousedícím s elektrolyzérem, který má být přemostěn, připojí vhodné spínací zařízení, takže se vytvoří cesta o nízkém odporu, kterou přednostně protéká elektrický proud. Tímto způsobem je přemostěný elektrolyzér, kterým již neprotéká elektrický proud, vyřazen a vypojen ze řady, aby mohl být podroben údržbě. Elektrický proud dále protéká elektrolyzéry a v místě, kde byl elektrolyzér vyřazen, protéká spínacím zařízením. Po skončení údržby je upravený elektrolyzér opět zařazen a elektricky zapojen příslušnými spojovacími prvky mezi oba sousední elektrolyzéry. Potom se odpojí spínací zařízení ve sledu operací umožňujících obnovení průtoku elektrického proudu upraveným elektrolyzérem. Připojení spínacího zařízení, což je počáteční stupeň vyřazení elektrolyzéru určeného k údržbě, představuje určité problémy. První z těchto problémů se týká zejména monopolárních elektrolyzérů na vysoké proudy, u kterých připojení spínacího zařízení může způsobit náraz proudu, který může poškodit vnitřní součásti obou elektrolyzérů bezprostředně sousedících s elektrolyzérem, který má být přemostěn. Vyřešení tohoto problému popisují například patentové spisy Spojených států amerických číslo 3,930,978 a číslo 4,078,984 a evr-opský spis číslo 0492551 Al, a sice použitím spínacího zařízení

-2— opatřeného množstvím vyčnívajících ramen a umístěného pod nosnou základnou elektrolyzérů nebo nad elektrolyzéry pomocí jeřábů. Obě uspořádání, která vyplývají z přítomnosti množství vyčnívajících ramen, umožňují také řešit druhý problém typicky ovlivňující spínací zařízení podle dosavadního stavu techniky. Tato zařízení obvykle mají tvar desek, které mohou být umístěny podél nosné základny elektrolyzérů a bočně vzhledem k řadě elektrolyzérů. Protože svislý rozměr desek spínacího zařízení je značný, musí být elektrolyzér určený k údržbě zdvižen a vyřazen pouze prostřednictvím vhodných jeřábů. Tato operace kromě toho, že vyžaduje nákladné zařízení s ohledem na velkou hmotnost elektrolyzéru, je také spojena s nebezpečím když je elektrolyzér zdvižen nad řady pracujících elektrolyzérů a operátory. Tak například únik kapalin vždy přítomných v elektrolyzérů by mohl mít vážné následky.

Když je spínací zařízení umístěno pod nebo nad elektrolyzéry, odstranění jednoho elektrolyzérů pro údržbu může být provedeno bočně vidlicovým zdvihacím mechanismem. Nicméně umístění spínacího zařízení pod nebo nad elektrolyzéry vždy způsobuje velmi vysoké náklady vlivem složitých základů nebo nákladných uspořádání nutných pro jeřáby.

Třetí problém představuje převedení proudu protékajícího elektrolyzérem, který má být přemostěn, když je proud elektrolýzy převáděn do nízkoodporového obvodu spínacího zařízení.

Tento jev může být srovnán s jevem charakterizujícím výboj nabitého kondenzátorů připojeného k okruhu s nízkým odporem. Převedení proudu je zvláště nebezpečné pro aktivované katody, které jsou běžně používány v elektrolyzérů, zvláště při elektrolýze chloridu sodného a vody. Problém převedení proudu byl popisován v dosavadním stavu techniky, například v patentovém spisu Spojených států amerických číslo 4,589,966, kde spínací zařízení je opatřeno vhodně dimenzovanými obvody s rezistory, které se zařazují postupně s postupným omezováním proudu protékajícího elektrolyzérem, který má být přemostěn a s následným snížením jeho napětí. Napětí na svorkách spínacího zařízení, tedy na elektrických uzlech elektrolyzérů, který má být přemostěn, není přivedeno na nulovou hodnotu, nýbrž udržuje se na minimální hodnotě zvané polarizační hodnota a odpovídající napětí dosaženému

-3spontánně když se nepřivádí žádný proud. Za této podmínky je elektrolyzér připraven k činnosti jako baterie dodávající proud opačného směru jestliže odpor vnějšího obvodu, to je spínacího zařízení, je déle snižován. Pro zamezení této možnosti se v patentovém spisu Spojených států amerických číslo 4,589,966 navrhuje vhodný přídavný elektrický obvod opatřený jinými spínači, které jsou ovládány postupně. Tento obvod je bezesporu účinný, avšak je nákladný a složitý pro ovládání.

tfkolem předloženého vynálezu je odstranit výše popsané nevýhody dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří spínací zařízení pro přemos tění elektrického proudu v monopolárním elektrolýzám, který mé být vyřazen pro údržbu ze řady monopolárních elektrolyzérú zapojených v sérii ke zdroji stejnosměrného proudu, kteréžto spínací zařízení obsahuje vnitřní rezistorový prvek sestávající z jedné nebo z několika sběrných tyčí připojených k jednomu nebo k několika spínačům, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň jedna ze sběrných tyčí je dimenzována tak, že když v podstatě celý proud elektrolýzy protéká spínacím zařízením, minimální napětí na spojovacích svorkách spínacího zařízení je blízké avšak vždy nižší než napětí dosažené spontánně elektrolyzérem když proud elektrolýzy není přiváděn. Tímto opatřením podle vynálezu se dosáhne toho, že obrácený proud, ačkoliv není vyloučen, je podstatně zmenšen na zanedbatelné hodnoty bez jakéhokoli nebezpečí.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu rozdíl napětí mezi minimálním napětím spínacího zařízení a napětím spontánně dosaženým elektrolyzérem je rovný od 0 do 0,9 V, výhodněji od 0,1 do 0,3 V.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu jsou sběrné tyče z pevného kovu a ve volném prostoru mezi sběrnými tyčemi a stěnami spínacího zařízení vně sběrných tyčí proudí chladicí voda.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu mají sběrné tyče dutý příčný průřez, kterým protéká chladicí voda.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu spínací zařízení obsahuje dva svislé oddíly a jeden vodorovný oddíl k vytvoření tvaru U se spínači uspořádanými v jednom nebo

-4v obou svislých oddílech a se sběrnými tyčemi uspořádanými ve vodorovném oddílu.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu má vodorovný oddíl omezenou výšku.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu jsou spínače a sběrné tyče zapojeny pro umožnění zapojení každé sběrné tyče v pořadí až k získání průtoku v podstatě celého elektrického proudu ve spínacím zařízení při minimálním napětí na spojovacích svorkách.

Vynález dále vytváří způsob přemostění elektrického proudu v monopolárním elektrolyzéru, který má být vyřazen pro údržbu ze řady monopolárních elektrolyzérů zapojených v sérii ke zdroji stejnosměrného proudu a ke sběračům pro rozdělování a sbírání elektrolytu a plynů, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje použití spínacího zařízení definovaného výše v těchto krocích:

- připojení spínacího zařízení mezi elektrické uzly článků elektrolyzéru,

- přepnutí spínačů do polohy uzavřeného okruhu s vložením sběrných tyčí do pořadí a průtokem elektrického proudu krok za krokem ve spínacím zařízení až do dosažení průtoku v podstatě celého elektrického proudu s minimálním napětím na dvou spojovacích svorkách spínacího zařízení blízkým avšak vždy nižším než je napětí spontánně dosažené elektrolyzérem když proud elektrolýzy není přiváděn,

- napuštění čerstvého elektrolytu až do odstranění v podstatě všech produktů elektrolýzy nashromážděných uvnitř elektrolyzéru,

- zastavení napouštění čerstvého elektrolytu a odpojení elektrolyzéru od kolektorů,

- odpojení elektrolyzéru od elektrických uzlů mezi články elektrolyzéru,

- boční vyřazení elektrolyzéru ze řady elektrolyzérů zapojených v sérii a zkratování elektrických uzlů mezi články elektrolyzéru Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.1 je zjednodušené schéma přednostního provedení vnitřních obvodů spínacího zařízení podle vynálezu, které obsahuje dvě sběrné tyče zapojené paralelně, přičemž každá je připojena k jednomu spínači,

-5obr.2 je schéma jednoho ze spínačů v poloze otevřeného obvodu’’, obr.3 a 4 znázorňují spínač z obr.2 v poloze zavřeného obvodu, částečně popřípadě úplně, obr.5 znázorňuje půdorys řady blízko sebe umístěných spínačů a obr.6 znázorňuje pohled na strukturu tvaru U spínacího zařízení podle vynálezu s vodorovným úsekem mgjícím omezenou výšku, aby nebylo zamezeno boční odstranění elektrolyzéru. Vodorovný oddíl obsahuje vnitřní sběrné tyče a svislé oddíly obsahují řadu spínačů.

Příklad provedení vynálezu

Obr.1 znázorňuje schéma přednostního provedení spínacího zařízení podle vynálezu, které obsahuje připojovací svorky 1 a 2 spínacího zařízení k elektrickým uzlům 4 a £ přemosťujícím elektrolyzér 2, který má být zkratován a odstraněn z okruhu elektrolýzy. Spínače 6 a £ umožňují zařazení sběrných tyčí 8 a 2· Ve průmyslovém provedení má spínací zařízení stejný tvar U jaký je schematicky znázorněn v obr.1, se spínači uloženými ve dvou svislých oddílech a se sběrnými tyčemi 8 a £ umístěnými ve vodorovném oddílu mezi oběma svislými oddíly. Sběrné tyče 8 a 2 mohou být elektricky zapojeny každá samostatně nebo současně vhodným ovládáním spínačů 6 a £. Sběrná tyč 8 mé odpor Rl, sběrná tyč 2 odpor R2_Z takže výsledný odpor spínacího zařízení může být nekonečný, jsou-li oba spínače 6 a ]_ rozpojeny, může být Rl je-li spínač 6, sepnut a spínač £ rozpojen, může být R2 je-li spínač 6 rozpojen a spínač 2. sepnut, a může být RlxR2/(Rl+R2) jsou-li oba spínače 6 a £ sepnuty. Je zřejmé, že tato poslední možnost způsobuje minimální odpor průtoku proudu při odpovídajícím minimálním napětí. Předpokládejme, že za této podmínky proud protékající přes elektrolyzér odpovídá proudu protékajícímu obvodem elektrolýzy, dimenzování Rl a R2 závisí pouze na minimálním napětí nutném na připojovacích svorkách spínacího zařízení, kteréžto napětí odpovídá napětí elektrolyzéru, který má být přemostěn. Podle předloženého vynálezu toto minimální napětí má být blízké, avšak nižší, než je napětí, kterého by elektrolyzér spontánně dosáhl, kdyby to bylo umožněno jakmile proud zanikne. Je-li přirozené napětí elektrolyzéru bez proudu označeno Er, rozdíl mezi Er a minimálním napětím podle vynálezu je označen A a proud protékající obvodem elektrolýzy je I, plyne z toho, že RlxR2/(Rl+R2) je rovný Er-A/I. Obecně mé A hodnotu

-ζ>mezi 0,0 a 0,5 V, přednostně mezi 0,1 a 0,3 V. Účel udržení tohoto minimálního napětí na připojovacích svorkách spínacího zařízení spočívá ve vytvoření termodynamických podmínek k zamezení tvorby dalších produktů elektrolýzy když je spínací zařízení připojeno a spínače jsou v sepnuté poloze. Tato podmínka, která odlišuje předložený vynález od dosavadního stavu techniky, umožňuje odstranit z elektrolyzéru uvnitř nahromaděné produkty vlivem proudu čerstvého elektrolytu, který se plynule přivádí. Pouze když jsou všechny produkty elektrolýzy odstraněny, zastaví se přidávání čerstvého elektrolytu a elektrolyzér se odpojí od různých sběračů bez nebezpečí uvolňování nebezpečných produktů do okolí. To je zvláště významné při elektrolýze chloridu sodnéhoj kde jeden z produktů je chlor, známý jako nebezpečí pro člověka. Když Je minimální zkratové napětí drženo pod hodnotou Er mezní hodnotou A, která je spíše malá, zpětný proud, i když není úplně vyloučen, je vždy udržován na minimálních hodnotách, v podstatě bez jakýchkoli negativních účinků. Tento minimální zpětný proud má sklon klesat s časem prakticky k nule, když je elektrolyt obsažený v elektrolyzéru postupně nahrazován čerstvým elektrolytem bez produktů elektrolýzy. Když je elektrolyt v elektrolyzéru úplně nahrazen, může téci zbytkový proud ve stejném směru jako normální proud elektrolýzy. Ve případě elektrolýzy chloridu sodného tento zbytkový proud odpovídá minimu reakce elektrolýzy vody. Je třeba uvést, že spotřebovaný elektrický příkon tohoto zbytkového procesu je vždy zanedbatelný, řádově jsou to Watty.

V této situaci mohou být elektrické uzly mezi buňkami elektrolyzéru rozpojeny bez jakéhokoli nebezpečí pro operátory a bez potřeby přídavných a nákladných obvodů.

Uvážujeme-li reálnou situaci, jako jsou průmyslová zařízení pro membránovou elektrolýzu chloridu sodného například sestávající z monopolárních elektrolyzérů zapojených v sérii, můžeme pozorovat, že elektrelyzéry mají napětí od 3,θ do 3,5 V v závislosti na pracovních podmínkách a 2,2 až 2,3 V bez přivádění proudu. V tomto případě je spínací zařízení podle vynálezu opatřeno vnitřními sběrnými tyčemi dimenzovanými tak, aby zajišťovaly minimální napětí v rozsahu 1,8 až 1,9 V když je spínací zařízení protékáno celým množstvím proudu přiváděného do obvodu elektrolýzy.

Je tedy zřejmé, že spínací zařízení podle vynálezu ve přesném slova smyslu by nemohlo být definováno jako skokový spínací prostředek, i když by to bylo možné z důvodů jednoduchosti.

Ve skutečnosti je zařízení podle předloženého vynálezu zaměřeno na odvedení celého nebo v podstatě celého proudu elektrolýzy, aniž by byl způsoben skutečný zkrat elektrolyzéru, který má být přemostěn, jak je známo v dosavadním stavu techniky, avšak při udržení určité hodnoty napětí, jak bylo dříve ukázáno.

Ve přednostním provedení podle obr.l Rl a R2 mohou mít stejnou hodnotu. V tomto případě když je spínací zařízení připojeno k elektrickým uzlům mezi buňkami elektrolyzéru, který má být vyřazen, uvedením spínače 6 nebo spínače 2 ůo sepnuté polohy, je část proudu elektrolýzy odvedena do spínacího zařízení, přičemž množství takového proudu elektrolýzy závisí na typu procesu a na elektrolyzéru. ^ak například tato část může být ve případě membránových elektrolyzérů chloridu sodného rovna 80% celkového proudu elektrolýzy, což znamená, že 20% celkového proudu ještě protéká elektrolyzérem. Když i druhý spínač je uveden do sepnuté polohy, celkový odpor spínacího zařízení dosáhne výše uvedené hodnoty RlxR2/(Rl+R2) a umožní průtok celého proudu spínacím zařízením, přičemž mezi elektrickými uzly mezi buňkami elektrolyzéru je napětí nutné pro minimalizaci vratného proudu a zamezení vyvíjení dalších produktů elektrolýzy. Nyní může být elektrolyzér určený k vyřazení odpojen od elektrických uzlů bez jakéhokoli nebezpečí pro operátora když elektrický příkon přiváděný do elektrolyzéru je v podstatě zanedbatelný. Po odpojení od rozličných kolektorů pro rozdělování a shromažďování elektrolytu a plynů může být elektrolyzér odstaven a poslán do oddělení údržby.

Pro dlouhodobou údržbu je velmi výhodné mezi elektrické uzly mezi buňkami zapojit jednu nebo několik měděných tyčí k zamezení ničení energie následkem vyvíjení Jouleova tepla ve spínacím zařízení podle vynálezu. Stejný výsledek může být získán zkratovým spínačem instalovaným uvnitř spínacího zařízení a neznázorněným v obr.l. Nicméně v alternativě založené na použití měděných sběrných tyčí je vždy výhodné, když je možné odpojení spínacího zařízení, které může být využito k odstavení jiného elektrolyzéru, je-li třeba. Je zřejmé, že výše uvedené operace se opakují v obráceném pořadí když elektrolyzér po provedené údržbě musí být znovu zařazen do obvodu elektrolýzy. Krokové odvedení proudu protékajícího elektrolyzérem před vyřazením a následující krokové

-8obnovení napájení při spuštění elektrolýzám po údržbě, je výhodné, nebot umožňuje charakterizovat elektrolyzér tak, jak je popsán v patentovém spisu Spojených států amerických číslo 5,015,345 v

a učinit méně přísnými přechodné podmínky ovlivňující některé vnitřní složky, jako například membrány pro výměnu iontů. Za účelem maximalizace možnosti charakterizace elektrolyzéru a podpory další ochrany proti přísným přechodným podmínkám vypínacích a zapínacích operací se snižování nebo zvyšování proudu přednostně provádí ve větším počtu kroků. V tomto případě může být počet vnitřních sběrných tyčí a příslušných spínačů zvětšen, až se dosáhne žádaného výsledku. Je třeba poznamenat, že také ve provedení znázorněném v obr.l může být proud elektrolýzy snížen nebo zvýšen ve dvou určených krocích vhodným dimenzováním vnitřních sběrných tyčí 8 a 2» takže vnitřní elektrické odpory R1 a R2 jsou různé. V každém případě podle předloženého vynálezu musí výraz RlxR2/(Rl+R2) mít výše uvedenou hodnotu. Je rovněž jasné, že jednodušší provedení předloženého vynálezu je také možné provedením pouze jedné vnitřní sběrné tyče dimenzované tak, aby měla stejný odpor jaký byl dříve určen pro RlxR2/(Rl+R2). V tomto případě je zřejmě proud elektrolýzy buď bezprostředně sražen na nulu nebo přiváděn při 100%-ní zátěži při vypínání popřípadě při zapínání, bez jakékoli možnosti charakterizovat elektrolyzér nebo chránit vnitřní složky během přechodné periody.

Z výše uvedeného vysvětlení je zřejmé, že vnitřní sběrné tyče spínacího zařízení podle předloženého vynálezu když jsou zatíženy proudem elektrolýzy, musí být charakterizovány ohmickým úbytkem rovným napětí, které, jak již bylo uvedeno, musí být udržováno na elektrických uzlech mezi buňkami elektrolyzéru, který má být vyřazen. Pro získání nejlepšího výsledku jak z technického tak z ekonomického hlediska by sběrné tyče měly být přednostně duté s obdélníkovým nebo kruhovým příčným průřezem získaným například vytlačováním. V tomto případě je odpor R sběrné tyče dán rovnicí R=rxl/S, kde r je měrný odpor konstrukčního materiálu, 1 je délka sběrné tyče a S je dosažitelný průřez pro průtok proudu, který je funkcí tlouštky stěny sběrné tyče. Konstrukční materiál může být zejména měd nebo přednostně hliník, který je komerčně dostupný ve formě vytlačovaných dutých tyčí různých rozměrů a tlouštěk stěny, aby byla co možná široká

-9volba průřezů pro průtok proudu, je vhodná výroba tyčí podélným svařením tyčí profilu L. Uvnitř dutých tyčí proudí chladicí voda pro udržování teploty sběrných tyčí ve předem určených mezích* Vhodným dimenzováním celkového příčného průřezu tyčí a tlouštky stěn se zajistí vhodný objem chladicí vody, takže může být zajištěno vhodné řízení teploty po dostatečnou dobu také ve případě snížení nebo přerušení průtoku vody. Alternativně může chladicí voda proudit podél sběrných tyčí na jejich vnější straně a v mezerách mezi nimi a mezi stěnami spínacího zařízení, jsou-li tyče z plného materiálu. Toto řešení, ač technicky ekvivalentní vzhledem ke předešlému s ohledem na řízení teploty, je méně vhodné nebot značně snižuje elektrickou izolaci vzhledem k okolí·

V tomto případě je nutné bud povléci vnitřní stranu kovových stěn spínacího zařízení izolačním materiálem nebo vytvořit tyto stěny z plastu se všemi následnými nebezpečími deformace nebo změnami mechanických vlastností s časem.

Spínače 6 a χ z obr.l mají s výhodou kompaktní strukturu znázorněnou v obr.2 (poloha otevřeného obvodu), v obr.3 (mezipoloha zavřeného obvodu) a obr.4 (konečná poloha zavřeného obvodu). Vodič 10 působí jako můstek mezi dotyky 11 a 12 , které představují spojení 1-6 nebo 2-7 v obr.l. Vodicí tyče 13 a pružiny 14 umožňují přenášet vymezený tlak na dotyky 11 a 12. Pružné listové svazky 17 a 18 drží pod tlakem pomocné dotyky ί 13 a 16 před tím, než hlavní dotyky 19 uzavrou obvod. Vodič 10 je uváděn do pohybu tlačným blokem 20. Činnost spínače může být shrnuta takto: vyjdeme z polohy otevřeného obvodu v obr.2, načež se vhodným přístrojem, například pneumatického typu, vyvine tlak na tlačný blok 20. Tlačný blok 20 způsobí přemístění vodiče 10 směrem k dotykům 11 a 12. První částečné uzavření obvodu nastane když pomocné dotyky 13 θ 16 přijdou do styku a jsou postupně stlačovány pružnými listovými svazky 17 a 18, viz obr.3. Další pohyb tlačného bloku 20 způsobí spojení obvodu při minimálním elektrickém odporu když hlavní dotyky 19. 11 a 12 jsou navzájem stlačeny tlakem vyvíjeným vodícími tyčemi 13 a pružinami 14. viz obr.4. Stejný postup se opakuje v opačném pořadí při otevírání obvodu. Výše popsané spínače obvykle přenášejí pouze část proudu elektrolýzy, který může mít velikost mnoha kA. Z toho důvodu jsou spínače použity v těsně složených řadách, jak je znázorněno v obr.5. Je třeba uvést, Že řada spínačů vyžaduje,

-10aby každý hlavní dotyk byl chráněn pomocným dotykem. Tato vlastv nost hraje významnou úlohu v pořadí rozpojování, nebot za těchto podmínek jsou zvláštní proudy také rovnoměrně rozděleny množstvím pomocných dotyků. Tyto jsou potom pomaleji spotřebovány a vyžadují výměnu po značně delších dobách provozu než dotyky obdobných zařízení z dosavadního stavu techniky, které mají podstatně menší počet pomocných dotyků než počet hlavních dotyků. Je třeba uvést, že spotřebování elektrického dotyku během rozpojování je hlavně závislé na přiváděném elektrickém výkonu. Protože elektrický výkon je úměrný čtverci intenzity proudu, je zřejmé, že rozdělení celkového zvláštního proudu na n částí, z nichž každá má n-krát menší intenzitu, způsobí zmenšení výko2 nu činitelem n .

Obr.6 znázorňuje typický tvar U spínacího zařízení podle předloženého vynálezu. Jeden nebo oba svislé oddíly 24 a 21 obsahují řady spínačů znázorněné v obr.5, zatímco vodorovný oddíl 22 obsahuje sběrné tyče 8 a £ z obr.l. Obr.6 neznázorňuje připojení ke chladicímu okruhu určenému k udržování teploty sběrných tyčí 8 a £ va předem určených mezích, připojení vnitřních sběrných tyčí k řadám spínačů a připojení elektrických uzlů 4 mezi buňkami elektrolyzéru 2, který má být odstaven pro údržbu. Spínací zařízení podle vynálezu je opatřeno pojíŽděcími koly 23. která umožňují jeho snadný pohyb podél řady elektrolyzérů zapojených elektricky v sérii.

Z obr.6 je zřejmé, že výška vodorovného úseku 22 spínacího zařízení je vzhledem k nosné základně pojížděcích kol 23 krajně omezena, nebot vodorovný úsek 22 obsahuje pouze vnitřní sběrné tyče 8 a £. Následkem toho je boční vysunutí elektrolyzéru 2 určeného k údržbě krajně snadné a může být provedeno rozličnými pomůckami, v nejjednodušším případě vidlicovým zdvihacím zařízením. Pro usnadnění manipulace s takovým zdvihacím zařízením může být provedena obměna konstrukce spínacího zařízení podle vynálezu spočívající ve přizpůsobení sběrných tyčí a tedy vodorovného úseku do tvaru U ve vodorovném směru, který může pronikat pod elektrolyzérem určeným k vyřazení mezi jeho základy. Takto může být prostor mezi svislými oddíly obsahujícími řady spínačů udržován zcela volný a dovoluje těsnější přisunutí vidlicového zdvihacího zařízení k elektrolyzéru, který má být vyřazen.

Claims (9)

1. Spínací zařízení pro přemostění elektrického proudu v monopol érním elektrolyzéru, který má být vyřazen pro údržbu ze řady monopolárních elektrolyzérů zapojených v sérii ke zdroji stejnosměrného proudu, kteréžto spínací zařízení obsahuje vnitřní rezistorový prvek sestávající z jedné nebo několika sběrných tyčí připojených k jednomu nebo k několika spínačům, vyznačující se tím, že alespoň jedna ze sběrných tyčí je dimenzována tak, že když v podstatě celý proud elektrolýzy protéká spínacím zařízením, minimální napětí na spojovacích svorkách spínacího zařízení je blízké, avšak vždy nižší než napětí dosažené spontánně elektrolyzérem když proud elektrolýzy není přiváděn.

2. Spínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozdíl napětí mezi minimálním napětím spínacího zařízení a napětím spontánně dosaženým elektrolyzérem je rovný od 0 do 0,5 V.

3. Spínací zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že rozdíl napětí je rovný od 0,1 do 0,3 V.

4. Spínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že sběrné tyče jsou z pevného kovu a ve volném prostoru mezi sběrnými tyčemi a stěnami spínacího zařízení vně sběrných tyčí proudí chladicí voda.

5. Spínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že sběrné tyče mají dutý příčný průřez, kterým protéká chladicí voda.

6. Spínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje dva svislé oddíly a jeden vodorovný oddíl k vytvoření tvaru U se spínači uspořádanými v jednom nebo v obou svislých oddílech a se sběrnými tyčemi uspořádanými ve vodorovném oddílu.

7. Spínací zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vodorovný oddíl má omezenou výšku.

8. Spínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že sběrné tyče jsou zapojeny pro umožnění zapojení každé sběrné tyče v pořadí až k získání průtoku v podstatě celého elektrického proudu ve spínacím zařízení při minimálním napětí na spojovacích svorkách.

9. Způsob přemostění elektrického proudu v monopolárním elektrolyzéru, který má být vyřazen pro údržbu ze řady monopolárních ranon

-12elektrolyzérů zapojených v sérii ke zdroji stejnosměrného proudu a ke sběračům pro rozdělování a sbírání elektrolytu a plynů, vyznačující se tím, že zahrnuje použití spínacího zařízení podle patentových nároků 1 až 8 v těchto krocích:

- připojení spínacího zařízení mezi elektrické uzly článků elektrolyzéru,

- přepnutí spínačů do polohy uzavřeného obvodu s vložením sběrných tyčí do pořadí a průtokem elektrického proudu krok za krokem ve spínacím zařízení až do dosažení průtoku v podstatě celého elektrického proudu s minimálním napětím na dvou spojovacích svorkách spínacího zařízení blízkým avšak vždy nižším než je napětí spontánně dosažené elektrolyzérem když proud elektrolýzy není přiváděn,

- napuštění čerstvého elektrolytu až do odstranění v podstatě všech produktů elektrolýzy nashromážděných uvnitř elektrolyzéru,

- zastavení napouštění čerstvého elektrolytu a odpojení elektrolyzéru od kolektorů,

- odpojení elektrolyzéru od elektrických uzlů mezi články elektrolyzéru,

- boční vysunutí elektrolyzéru ze řady elektrolyzérů zapojených v sérii a

- zkratování elektrických uzlů mezi články elektrolyzéru.

Sa&tu-puje-: