DE10321681A1

DE10321681A1 - Electrolysis cell seal

Info

Publication number: DE10321681A1
Application number: DE10321681A
Authority: DE
Inventors: Michael Werner; Josef Gantner
Original assignee: WL Gore and Associates GmbH
Current assignee: WL Gore and Associates GmbH
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: DE10321681B4; EP1477584A2; EP1477584A3

Abstract

Eine Elektrolysezellendichtung umfasst zwischen zwei Folien (8a, 8b) zwei zueinander beabstandete Schnüre (9, 10) zur Erzeugung zweier Dichtlinien. Die beiden Folien sind durch einen temperaturstabilen Kleber (11) verbunden. Die Folien sind an ihrer dem Elektrolysezellenraum zugewandten Seite mit einem Abstandsmaterial (14) versehen, um Toträume im Dichtspalt der Elektrolysezelle auszufüllen.An electrolytic cell seal comprises two cords (9, 10) spaced apart from one another between two foils (8a, 8b) to produce two sealing lines. The two foils are connected by a temperature-stable adhesive (11). The foils are provided on their side facing the electrolytic cell space with a spacer material (14) in order to fill dead spaces in the sealing gap of the electrolytic cell.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Elektrolysezelle, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie eine Elektrolysezellenanordnung mit einer solchen Dichtung.The The invention relates to a seal for an electrolytic cell Process for their production and an electrolytic cell arrangement with such a seal.

Die Elektrolysezellen werden beispielsweise zur Herstellung von Chromsäure, molekularem Wasserstoff, molekularem Sauerstoff, Chlor und Alkalimetallhydroxyden durch Elektrolyse verwendet, wobei zunehmend Elektrolysezellen vom Membrantyp zum Einsatz gelangen. Aus der EP 1 029 118 B1 (W.L. Gore & Associates) ist eine Elektrolysezellendichtung bekannt, die in einfacher Weise zwischen zwei Elektrolysezellenhälften einsetzbar ist, da sie als einstückig ausgebildete Dichtung selbständig handhabbar ist. Unter Berücksichtigung der beachtlichen Abmessungen der Elektrolysezellenhälften von beispielsweise 2,5 m × 1,3 m im Falle von Elektrolysezellen zur Chlorerzeugung aus einer Salzlösung unter Bildung von Natronlauge und aufgrund der daraus resultierenden Dichtlänge von über 7,5 m ist die einfache Handhabbarkeit ein wesentlicher Aspekt für Elektrolysezellendichtungen.The electrolysis cells are used, for example, for the production of chromic acid, molecular hydrogen, molecular oxygen, chlorine and alkali metal hydroxides by electrolysis, with electrolysis cells of the membrane type being increasingly used. From the EP 1 029 118 B1 (WL Gore & Associates) an electrolytic cell seal is known which can be used in a simple manner between two electrolytic cell halves, since it can be handled independently as a one-piece seal. Taking into account the considerable dimensions of the electrolytic cell halves of, for example, 2.5 m × 1.3 m in the case of electrolytic cells for producing chlorine from a salt solution with the formation of sodium hydroxide solution and due to the resulting sealing length of over 7.5 m, ease of handling is an essential aspect for electrolytic cell seals.

Anhand der 2 wird nachfolgend eine konkret im Einsatz befindliche Elektrolysezellendichtung gemäß der Lehre der EP 1 029 118 B1 erläutert. Gezeigt ist lediglich ein relevanter Dichtabschnitt der Zelle. Die Elektrolysezelle wird üblicherweise, wie dargestellt, hängend eingesetzt. Sie umfaßt zwei Gehäusehälften 1 und 2 mit darin aufgenommener Kathode 3 bzw. Anode 4. Der Kathodenraum enthält als Elektrolyseprodukt beispielsweise Natronlauge (NaOH in Wasser) und gasförmigen Wasserstoff H₂ und der Anodenraum eine Salzlösung (NaCl in Wasser) und als Elektrolyseprodukt gasförmiges Chlor Cl₂. Anodenraum und Kathodenraum sind durch eine Ionenaustauschmembran 5 voneinander getrennt, durch die hindurch der Ionenaustausch von Na+ Ionen vom Anoden- zum Kathodenraum stattfindet. Die beiden Gehäusehälften 1 und 2 sind über eine Flanschbohrung 7 mittels einer nicht dargestellten Schraubver bindung miteinander unter Zwischenschaltung einer Dichtung 6 verbunden. Der Dichtung 6 kommen dabei mehrere Funktionen zu. Einerseits verhindert die Dichtung 6 ein Austreten der Natronlauge und der Salzlösung sowie ein unkontrolliertes Entweichen von H₂ bzw. Cl₂ aus der Elektrolysezelle. Dazu ist die Dichtung nicht nur flüssigkeitsdicht sondern auch gasdicht. Unter Gasdichtigkeit ist eine Leckrate von weniger als 0,01 mg/ms bei einer Flächenpressung von 10 MPa zu verstehen. Darüber hinaus isoliert die Dichtung 6 die beiden Gehäusehälften 1 und 2 elektrisch voneinander. Immerhin liegt beispielsweise bei der Chlorerzeugung eine Spannung von ca. 3 V bei 4,5 kA an. Schließlich dient die Dichtung 6 desweiteren zur Fixierung der empfindlichen Ionenaustauschmembran 5, indem letztere zwischen der Dichtung 6 und einer Gehäusehälfte, beispielsweise dem Kathodengehäuse 2, eingeklemmt wird. Die Dichtung 6 besteht ihrerseits aus einer doppelt gefalteten ePTFE-Folie, in der eine Dichtschnur 9 aus gerollter ePTFE-Folie sowie eine flächige, gitterförmige Abstandshalterstruktur 10 aufgenommen sind. Die Abstandshalterstruktur 10 ist über einen Kleber 11 mit der doppelt gefalteten ePTFE-Folie 8 einseitig fixiert. Innerhalb der Dichtung 6 kommt der Dichtschnur 9 überwiegend Dichtungsfunktion und der Abstandshalterstruktur 10 überwiegend abstandshaltende Funktion zu. Dementsprechend ist die Abstandshalterstruktur 10 nicht oder jedenfalls nur gering komprimierbar, während die Dichtschnur 9 durch Komprimieren verformbar und verdichtbar ist. Die 2 zeigt die Dichtung im Vormontagezustand, d. h. im noch nicht komprimierten Zustand.Based on 2 Below is a concrete electrolytic cell seal in use according to the teaching of EP 1 029 118 B1 explained. Only a relevant sealing section of the cell is shown. The electrolytic cell is usually used hanging, as shown. It comprises two housing halves 1 and 2 with cathode inside 3 or anode 4 , The cathode compartment contains, for example, sodium hydroxide solution (NaOH in water) and gaseous hydrogen H ₂ as the electrolysis product, and the anode compartment contains a salt solution (NaCl in water) and gaseous chlorine Cl ₂ as the electrolysis product. Anode compartment and cathode compartment are through an ion exchange membrane 5 separated from each other, through which the ion exchange of Na + ions takes place from the anode to the cathode space. The two housing halves 1 and 2 are through a flange bore 7 by means of a screw connection, not shown, with the interposition of a seal 6 connected. The seal 6 there are several functions. On the one hand, the seal prevents 6 leakage of the sodium hydroxide solution and the salt solution and an uncontrolled escape of H ₂ or Cl ₂ from the electrolysis cell. In addition, the seal is not only liquid-tight but also gas-tight. Gas tightness means a leak rate of less than 0.01 mg / ms at a surface pressure of 10 MPa. The seal also insulates 6 the two housing halves 1 and 2 electrically from each other. After all, there is a voltage of approx. 3 V at 4.5 kA when generating chlorine. Finally, the seal serves 6 furthermore for fixing the sensitive ion exchange membrane 5 by placing the latter between the seal 6 and a housing half, for example the cathode housing 2 is pinched. The seal 6 in turn consists of a double-folded ePTFE film with a sealing cord in it 9 made of rolled ePTFE film and a flat, lattice-shaped spacer structure 10 are included. The spacer structure 10 is about an adhesive 11 with the double-folded ePTFE film 8th fixed on one side. Inside the seal 6 comes the sealing cord 9 predominantly sealing function and the spacer structure 10 predominantly distance-keeping function. Accordingly, the spacer structure 10 not or at least only slightly compressible, while the sealing cord 9 is deformable and compressible by compression. The 2 shows the seal in the pre-assembled state, ie in the not yet compressed state.

Die aus der EP 1 029 118 B1 bekannte Elektrolysezellendichtung ist jedoch in verschiedener Hinsicht verbesserungsfähig. Beispielsweise ist die bekannte Dichtung sowohl material- als auch herstellungsaufwändig. Beides schlägt sich in den Herstellungskosten nieder. Die Herstellung erfolgt in Handarbeit und kann bei den vorgenannten Dimensionen unter Berücksichtigung der nachfolgend diskutierten Maßnahmen bis zu 1,5 Stunden pro Dichtung in Anspruch nehmen.The one from the EP 1 029 118 B1 However, known electrolytic cell seal can be improved in various ways. For example, the known seal is both expensive in terms of material and manufacture. Both are reflected in the manufacturing costs. The production is done by hand and can take up to 1.5 hours per seal with the aforementioned dimensions, taking into account the measures discussed below.

So hat sich beim Einsatz der bekannten Dichtung 6 gezeigt, dass die Dichtschnur 9 im Dichtspalt zwischen der doppelt gefalteten Folie 8 wandert. Dies kann im Extremfall Undichtigkeit der Zelle und/oder ein Reißen der Membran 5 zur Folge haben. Man hat daher versucht, die Dichtschnur 9 mittels beidseitig entlang der Dichtschnur 9 verlaufenden, die Folie 8 durchdringenden Nähten 12 örtlich zu fixieren. Dies bedeutet aber nicht nur zusätzlichen Arbeitsaufwand, sondern es wurde darüber hinaus Korrosion der mit Titan beschichteten Gehäusehälfte 2 insbesondere im Bereich der dadurch in der Membran 8 erzeugten Nahtlöcher festgestellt. Ein zusätzliches Abkleben der Nähte 12 mittels eines geeigneten Abdeckbands bedeutet wieder zusätzlichen Material- und Herstellungsaufwand.So has the use of the known seal 6 shown that the sealing cord 9 in the sealing gap between the double-folded film 8th emigrated. In extreme cases, this can cause the cell to leak and / or the membrane to tear 5 have as a consequence. One has therefore tried the sealing cord 9 by means of the sealing cord on both sides 9 trending, the slide 8th penetrating seams 12 to fix locally. However, this not only means additional work, it also caused corrosion of the titanium-coated housing half 2 especially in the area of the membrane 8th generated seam holes found. An additional masking of the seams 12 by means of a suitable masking tape again means additional material and manufacturing costs.

In der Praxis wird daher stattdessen vielfach ein stabiler Rahmen aus elektrisch isolierendem, gesinterten PTFE mit den entsprechenden Abmessungen von z. B. 2,5 m × 1,3 m und einer umlaufenden Breite von beispielsweise 54 mm für zur Chlorerzeugung bestimmte Elektrolysezellen eingesetzt. Solche Rahmen sind umständlich zu transportieren, da sie nicht geknickt werden dürfen. Die beiden Elektrolysezellen-Gehäusehälften, zwischen die der Rahmen dann platziert wird, werden zunächst jeweils mit einem schmalen, dünnen Dichtband aus monodirektional gerecktem PTFE beklebt, wobei sich die beiden Dichtbänder über die gesamte Dichtlänge immer nur teilweise überlappen dürfen. Dabei treten leicht Montagefehler auf. Reparaturen sind teuer, so dass die Dichtungen von vornherein nur von speziell geschultem Personal montiert werden sollten. Problematisch sind auch die Kleberrückstände des Dichtbands an den Gehäusehälften, wenn die Dichtungen routinemäßig beim Austauschen der Ionenaustauschmembran nach etwa vier Jahren erneuert werden. Während bei diesem Vorgang des sogenannten "Remembraning" die Dichtung entsorgt werden kann, werden die Elektrolysezellen-Gehäusehälften wieder verwendet. Das Abreinigen des Klebers von den Gehäusehälften ist aufwändig.In practice, a stable frame made of electrically insulating, sintered PTFE with the corresponding dimensions of z. B. 2.5 m × 1.3 m and a circumferential width of 54 mm, for example, for electrolysis cells intended for chlorine production. Such frames are difficult to transport because they must not be bent. The two halves of the electrolytic cell, between which the frame is then placed, are first each covered with a narrow, thin sealing tape made of monodirectionally stretched PTFE, whereby the two Sealing tapes may only partially overlap over the entire sealing length. Assembly errors easily occur. Repairs are expensive, so that the seals should only be installed from the start by specially trained personnel. The adhesive residues of the sealing tape on the housing halves are also problematic if the seals are routinely replaced when the ion exchange membrane is replaced after about four years. While the seal can be disposed of in this so-called "remembraning" process, the halves of the electrolytic cells are reused. The cleaning of the adhesive from the housing halves is complex.

Es besteht daher nach wie vor ein Bedürfnis für eine einfach handhabbare Dichtung, die insbesondere zur Verwendung in Elektrolysezellenanordnungen geeignet ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher insbesondere, die aus der EP 1 029 118 B1 bekannte Dichtung zu verbessern.There is therefore still a need for an easy-to-use seal that is particularly suitable for use in electrolytic cell arrangements. The object of the present invention is therefore in particular that from EP 1 029 118 B1 known seal to improve.

Insofern können im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung, soweit konkret nichts anderes angegeben wird, dieselben Materialien für die einzelnen Komponenten der Dichtung verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit der EP 1 029 118 B1 beschrieben sind.In this respect, in connection with the invention described below, unless specifically stated otherwise, the same materials can be used for the individual components of the seal as they are in connection with the EP 1 029 118 B1 are described.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die flächige, gitterförmige Abstandshalterstruktur der bekannten Dichtung durch eine schnurförmige Abstandshalterkomponente ersetzt, die im Gegensatz zur bekannten Dichtung um ein Vielfaches ihrer maximalen Dicke bzw. ihres maximalen Durchmessers von der Dichtschnur entfernt liegt. Dadurch ergeben sich im montierten Zustand der Dichtung zwei voneinander beabstandete, linienförmige Dichtlinien, von denen allerdings nur der innenliegenden Dichtschnur effektive Dichtwirkung zukommt.According to one The first aspect of the invention is the flat, grid-shaped spacer structure the known seal by a cord-shaped spacer component replaced, which in contrast to the known seal many times over their maximum thickness or their maximum diameter from the Sealing cord is located. This results in the assembled state the seal two spaced, linear sealing lines from which, however, only has an effective sealing effect thanks to the internal sealing cord due.

Das Ersetzen der Abstandshalterstruktur durch eine Schnur bietet verschiedene Vorteile. Einerseits reduziert sich dadurch die verarbeitete Materialmenge, wodurch Beschaffungs-und Lagerkosten reduziert werden. Andererseits ist eine Schnur wesentlich einfacher zu verarbeiten, insbesondere mit geringerem maschinellen Aufwand, als eine großflächige Abstandhalterstruktur. Durch die Beabstandung der Abstandshalterschnur von der Dichtschnur wird dennoch erreicht, dass beim Einspannen der Dichtung ein Verkanten der beiden Gehäusehälften bis auf einen unwesentlichen Grad reduziert werden kann.The Replacing the spacer structure with a cord offers several Benefits. On the one hand, this reduces the amount of material processed, which reduces procurement and storage costs. on the other hand a cord is much easier to work with, especially with less mechanical effort than a large spacer structure. By spacing the spacer cord from the sealing cord nevertheless achieved that tilting when clamping the seal of the two housing halves to can be reduced to an insignificant degree.

Im Gegensatz zum Stand der Technik kann der Dichtschnur innerhalb der Dichtung im selben Maße abstandshaltende Funktion zukommen wie der Abstandshalterschnur. Da die Dichtung üblicherweise zur Verwendung bei einem bestimmten Kompressionsdruck vorgesehen ist, sollten die beiden Schnüre bei diesem Kompressionsdruck in etwa dieselbe komprimierte Dicke besitzen. Idealerweise ist dies dadurch erreichbar, dass beide Schnüre aus demselben Material bestehen oder zumindest dieselbe oder in etwa dieselbe Kompressibilität besitzen, so dass sie auch im nicht komprimierten Vormontagezustand die Folien, zwischen denen sie angeordnet sind, in etwa auf gleichem Abstand halten. Insbesondere können die beiden zwischen den Folien anzuordnenden Schnüre auch im Koextrusionsverfahren mit einem die beiden Schnüre verbindenden Steg hergestellt werden. Da jedoch der Dichtschnur zusätzlich zur Abstandshaltungsfunktion insbesondere Dichtungsfunktion zukommt und die Dichtschnur aus vergleichsweise hochwertigem und teurem Material besteht, wird für die Abstandshalterschnur vorzugsweise ein völlig anderes, wesentlich preiswerteres Material gewählt als für die Dichtschnur.in the In contrast to the prior art, the sealing cord can be used within the Seal to the same extent spacing function as the spacer cord. Because the seal is usually intended for use at a particular compression pressure is, the two cords should at this compression pressure approximately the same compressed thickness have. Ideally, this can be achieved by having both cords from the same Material exist or at least the same or approximately the same compressibility have so that they can be used even in the uncompressed pre-assembly state Films, between which they are arranged, roughly the same Keep distance. In particular can the two cords to be placed between the foils too in a co-extrusion process with one connecting the two cords Bridge are made. However, since the sealing cord in addition to Spacing function, especially sealing function and the sealing cord made of comparatively high quality and expensive Material is made for the spacer cord is preferably a completely different, much cheaper one Material chosen as for the sealing cord.

Bei der die Abstandshalterstruktur ersetzenden Schnur kann es sich daher bei spielsweise auch um einen Draht handeln. Der Querschnitt der Schnur ist von untergeordneter Bedeutung und kann beispielsweise auch oval sein. Er soll aber nicht großflächig eben sein, um genau wie bei der Dichtschnur eine möglichst schmale Dichtlinie zu erzielen, damit eine hohe Flächenpressung bei geringen Schraubenkräften erzielbar ist.at therefore, the cord replacing the spacer structure can for example, it is also a wire. The cross section of the Cord is of minor importance and can, for example also be oval. But it should not be flat over a large area, just like with the sealing cord one if possible to achieve a narrow sealing line, thus a high surface pressure with low screw forces is achievable.

Es ist auch möglich, die beiden Schnüre im Coextrusionsverfahren in eine Folie zu integrieren. Dann liegen die beiden Schnüre zwischen zwei Folienoberflächen der extrudierten Folie. Separate Folien können dann entfallen. Unter geeigneten Voraussetzungen kann es sogar ausreichend sein, die beiden Schnüre im Extrusionsverfahren mit einem sie verbindenden Steg als Vollmaterial ohne zusätzliche äußere Folien herzustellen und als Dichtung einzusetzen. Denn die Gefahr der relativen Verschiebung der beiden Schnüre, die dann eher als schnurförmige Dichtungskomponenten zu bezeichnen sind, ist wegen des Verbindungsstegs ausgeschlossen.It is possible, too, the two cords to be integrated into a film using the coextrusion process. Then lie the two cords between two foil surfaces the extruded film. Separate foils can then be omitted. Under suitable conditions, it may even be sufficient for the two cords in the extrusion process with a web connecting them as a solid material without additional outer foils to manufacture and use as a seal. Because the risk of relative Displacement of the two cords, which are more like cord-shaped sealing components to be designated is excluded because of the connecting bridge.

Vorzugsweise liegen die Schraubenlöcher, über die die beiden Gehäusehälften miteinander verspannt werden, zwischen dieser Abstandshalterschnur und der Dichtschnur. Dadurch kann eine gleichmäßige Lastverteilung auf beide Schnüre erreicht werden. Die Schraubenlöcher können in einfacher Weise aus der Dichtung heraus gestanzt werden.Preferably are the screw holes over which the two housing halves together be tensioned between this spacer cord and the sealing cord. This allows an even load distribution on both cords can be achieved. The screw holes can can be punched out of the seal in a simple manner.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung sind die beiden Folien, zwischen denen die Schnüre aufgenommen sind, durch einen bis 100°C wärmestabilen Kleber miteinander verbunden. Dadurch kann überraschenderweise ein Wandern der Dichtschnur im Dichtspalt zwischen den Folien vermieden werden. Es wird vermutet, dass dieses beim Stand der Technik beobachtete Wandern der Dichtschnur auf die mangelnde Wärmebeständigkeit des dort verwendeten Klebers mit zurückzuführen ist. Immerhin liegen die Arbeitstemperaturen von Elektrolysezellen zur Chlorerzeugung bei bis zu 90°C. Durch eine warmstabile Verklebung der beiden Folien werden die Schnüre nun zwischen den Folien verschiebesicher fixiert. Ein Abnähen der Schnüre zur Verhinderung ihres Wanderns ist nicht notwendig. Dadurch ergeben sich auch keine Nahtlöcher, durch die hindurch eine Korrosion vom Kathodenraum zum Anodenraum oder umgekehrt erfolgen könnte.According to a second aspect of the invention, the two foils, between which the cords are accommodated, are connected to one another by an adhesive which is heat-stable up to 100 ° C. This can surprisingly cause the seal to migrate cord in the sealing gap between the foils can be avoided. It is assumed that this migration of the sealing cord observed in the prior art is also due to the poor heat resistance of the adhesive used there. After all, the working temperatures of electrolysis cells for chlorine production are up to 90 ° C. The cords are now securely fixed between the foils by means of a heat-stable adhesive bond between the two foils. It is not necessary to sew the cords to prevent them from wandering. This also means that there are no seam holes through which corrosion can occur from the cathode compartment to the anode compartment or vice versa.

Um die beiden Folien in einfacher Weise in einem thermischen Fügeverfahren miteinander verbinden zu können, ist der Kleber vorzugsweise thermisch aktivierbar. Es kann sich beispielsweise um einen thermisch aktivierbaren Zweikomponentenkleber oder einen thermoplastischen Kleber, insbesondere auf Basis eines Fluorpolymers, handeln. Fluorpolymere sind wegen ihrer chemikalienbeständigkeit besonders geeignet. Es reicht aus, wenn eine der Folien mit diesem Kleber vorbeschichtet ist. Eine Beschichtung aus dem thermoplastischen Kunststoff Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) wird besonders bevorzugt. EFEP ist ein Copolymer aus Ethylen, Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen. Alternativ dazu kann die Beschichtung aus PVDF, ETFE, ECTFE, PFA oder FEP bestehen.Around the two foils in a simple manner in a thermal joining process to be able to connect with each other the adhesive can preferably be activated thermally. It can for example, a thermally activated two-component adhesive or a thermoplastic adhesive, in particular based on a fluoropolymer, act. Fluoropolymers are because of their chemical resistance particularly suitable. It is sufficient if one of the slides with this Adhesive is pre-coated. A coating from the thermoplastic Plastic ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) is particularly preferred. EFEP is a copolymer of ethylene, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. Alternatively, the coating can be made of PVDF, ETFE, ECTFE, PFA or FEP.

Der Beschichtung kommt zusätzlich zu ihrer Funktion als Verbindungs -bzw. Schweißmittel des weiteren die Bedeutung als Diffusionssperre zu. Die Diffusion korrodierender Stoffe durch die Ionenaustauschmembran und weiter durch die beiden Folien der Dichtung hindurch vom Anodenraum zum Kathodenraum (oder umgekehrt) wird dadurch zusätzlich erschwert.The Coating comes in addition to their function as a connection or Welding agent further the importance as a diffusion barrier too. The diffusion of corrosive substances through the ion exchange membrane and further through the two foils of the Seal through from the anode compartment to the cathode compartment (or vice versa) is made even more difficult.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Dichtung an ihrer der Elektrolysezelle zugewandten Seite mit einem Abstandsmaterial ausgestattet, welches dafür sorgt, dass die Dichtung im montierten Zustand den Dichtspalt möglichst vollständig ausfüllt. Die Dicke des Abstandsmaterials entspricht dazu in etwa der Dicke der Dichtung, wenn sie im Montagezustand einem vorbestimmten Kompressionsdruck ausgesetzt ist, abzüglich der Gesamtdicke der beiden (nicht komprimierten) Folien. Das Abstandsmaterial kann aus einem sehr weichen chemisch beständigen Material bestehen, insbesondere aus einem Fluorpolymer, so daß es selbst in dem Fall, daß es im komprimierten Zustand der Dichtung auch komprimiert wird, keine oder jedenfalls im wesentlichen keine Kompressionskräfte aufnimmt.According to one The third aspect of the invention is the seal on the electrolysis cell facing side equipped with a spacer material, which ensures that the seal, if possible, the sealing gap Completely fills. The thickness of the spacer material corresponds approximately to the thickness the seal when in the assembled state a predetermined compression pressure exposed, less the total thickness of the two (uncompressed) films. The spacer material can be made of a very soft chemically resistant material, especially made of a fluoropolymer so that it even in the event that is also compressed in the compressed state of the seal, none or in any case absorbs essentially no compression forces.

Der mit dem Abstandsmaterial verfolgte Zweck besteht darin, die Dichtung im Bereich zwischen den Elektrolysezellenräumen und der inneren Dichtschnur eng mit den Dichtflanschen der Elektrolysezellenhälften in Kontakt zu bringen, um zu verhindern, dass Toträume entstehen, in denen sich ansonsten Elektrolyseprodukte, wie beispielsweise Lauge, sammeln könnten. Auch diese Maß nahme hat sich als bedeutsam für die Korrosionsvermeidung herausgestellt. Es wird nämlich vermutet, dass sich bei der bekannten Dichtung derartige Toträume bildeten. Mangels einer ständigen Durchspülung solcher Toträume kam es wohl zu einem Feuchtigkeitsentzug der Ionenaustauschmembran und dadurch zu ihrer Versprödung im Bereich des Dichtspalts. Es wird weiter vermutet, dass Natronlauge aus dem Kathodenraum durch die versprödeten Membranbereiche und weiter durch die Folien der Dichtung hindurch an die Gehäusewandung der den Kathodenraum definierenden Elektrolysezellenhälfte gelangen konnte und dort zur Korrosion des mit Titan beschichteten Gehäuseblechs führte. Durch Füllung der Toträume mit dem Abstandsmaterial wird somit ein Austrocknen der Ionenaustauschmembran und damit einhergehend die Korrosion aufgrund von durch die Membran hindurchtretenden Stoffen effektiv verhindert.The The purpose of the spacer material is to seal in the area between the electrolytic cell spaces and the inner sealing cord closely with the sealing flanges of the electrolytic cell halves in Bring contact to prevent dead spaces in which there are otherwise collect electrolysis products, such as lye could. This measure also has to be significant for the corrosion prevention highlighted. It is assumed that that such dead spaces were formed in the known seal. In the absence of a constant flushing such dead spaces there was probably a moisture removal from the ion exchange membrane and thereby embrittlement in the area of the sealing gap. It is also believed that caustic soda from the cathode compartment through the embrittled membrane areas and on through the foils of the seal to the housing wall of the electrolytic cell half defining the cathode compartment and there for corrosion of the titanium-coated housing plate led. By filling of dead spaces The spacer material thus dries out the ion exchange membrane and with it the corrosion due to penetration through the membrane Fabrics effectively prevented.

Das Abstandsmaterial kann zwischen den beiden Folien oder einseitig auf einer der beiden Folien angeordnet sein. Es kann seinerseits ein Folienmaterial und insbesondere identisch zu dem Material der beiden Folien sein, z.B. aus ePTFE.The Spacer material can be between the two sheets or one-sided be arranged on one of the two foils. It can in turn a film material and in particular identical to the material of the both foils, e.g. from ePTFE.

Die mittels der vorgenannten drei erfindungsgemäßen Aspekte erzielten Vorteile gegenüber der aus der EP 1 029 118 B1 bekannten Dichtung stellen sich auch jeweils unabhängig voneinander ein, können sich jedoch durch Kombination miteinander gegenseitig verstärken.The advantages achieved by means of the aforementioned three aspects according to the invention compared to those from the EP 1 029 118 B1 Known seals are also set independently of one another, but can be mutually reinforcing by combining them.

Vorteilhafter Weise ist die Dichtung einseitig flach und auf der anderen Seite durch die zwischen den Folien aufgenommenen Schnüre sowie das Abstandsmaterial profiliert. Die Ionenaustauschmembran wird dann zwischen der flachen Seite der Dichtung und einem Dichtungsflansch einer Elektrolysezellenhälfte eingeklemmt. Diese Anordnung ist besonders schonend für die mechanisch empfindliche Ionenaustauschmembran, wenn die Elektrolysezellenhälften zur Bildung einer Elektrolysezelle miteinander verspannt werden. Andererseits muß die Dichtung nicht notwendigerweise einseitig flach sein, sondern kann auch beidseitig durch die zwischen den Folien aufgenommenen Schnüre profiliert sein, wobei entweder beide Schnüre zur Profilierung beider Dichtungsoberflächen oder jede Schnur nur zur Profilierung jeweils einer Dichtungsoberfläche beitragen können.Favorable The seal is flat on one side and on the other side through the cords between the foils and the spacing material profiled. The ion exchange membrane is then between the flat Side of the seal and a sealing flange of an electrolytic cell half clamped. This arrangement is particularly gentle on the mechanically sensitive ion exchange membrane, if the electrolytic cell halves to be clamped together to form an electrolytic cell. On the other hand, the Seal may not necessarily be flat on one side, but can also profiled on both sides by the cords between the foils be with either both cords for profiling both sealing surfaces or each cord only for Profiling can each contribute to a sealing surface.

Die Dichtung ist somit einstückig und daher einfach handhabbar und montierbar. Die Fixierung der Dichtung zwischen den Elektrolysezellenhälften erfolgt in einfacher Weise über Schraubenlöcher. Die Dichtung ist flexibel und daher durch Zusammenlegen einfach zu transportieren. Sie muß bei der Montage nicht mit einem Kleber am Dichtungsflansch der Elektrolysezellenhälften fixiert werden, so dass ein Abreinigen von Kleberrückständen beim Remembraning nicht notwendig wird. Insbesondere durch den Einsatz von wärmestabilem Kleber läßt sich die Gefahr von austretendem und später abzureinigendem Kleber vermeiden. Der Kleber wirkt auch als Diffusionssperre und verhindert so die Korrosion aufgrund von durch die Membran hindurchtretenden Stoffen. Die Korrosion wird zusätzlich vermindert, indem durch Einsatz eines Abstandsmaterials Toträume geschlossen und dadurch ein Versprödung der Membran vermieden wird.The seal is thus in one piece and therefore easy to handle and assemble. The fixation of the seal between the electrolytic cell halves is done in a simple manner via screw holes. The seal is flexible and therefore easy to transport by folding it up. It does not have to be fixed with an adhesive to the sealing flange of the electrolytic cell halves during assembly, so that cleaning of adhesive residues during remembraneing is not necessary. In particular, the use of heat-stable glue can avoid the risk of glue escaping and later being cleaned. The adhesive also acts as a diffusion barrier, thus preventing corrosion due to substances passing through the membrane. Corrosion is additionally reduced by closing dead spaces by using a spacer material and thereby avoiding embrittlement of the membrane.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:following the invention will be exemplified with reference to the accompanying drawings described. In it show:

1 eine Elektrolysezelle zur Chlorerzeugung; 1 an electrolytic cell for chlorine production;

2 eine Dichtungsanordnung gemäß dem Stand der Technik; 2 a sealing arrangement according to the prior art;

3 eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung im unverpressten Zustand; 3 a sealing arrangement according to the invention in the unpressed state;

4 eine erfindungsgemäße Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; 4 a seal according to the invention according to a first embodiment;

5 eine erfindungsgemäße Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; 5 a seal according to the invention according to a second embodiment;

6 eine Doppelbandpresse zum Verschweißen von zwei Folien unter Einschluss einer Schnur; 6 a double belt press for welding two foils including a cord;

7a, 7b das Ergebnis aus dem Schweißverfahren nach 6 in Aufsicht und im Querschnitt; und 7a . 7b the result from the welding process 6 in supervision and in cross-section; and

8 eine aus dem Schweißergebnis nach 7a gebildete rahmenartige Anordnung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Dichtung unter Einsatz einer Ringschnur. 8th one from the welding result 7a formed frame-like arrangement for producing a seal according to the invention using an annular cord.

1 zeigt eine Elektrolysezellenanordnung am Beispiel der Chlorerzeugung aus Natriumchlorid (NaCl). Die Elektrolysezellenanordnung besteht im wesentlichen aus zwei Gehäusehälften 1, 2, zwischen denen eine Ionenaustauschmembran 5 gespannt ist. Dadurch entsteht zwischen der Membran 5 und der ersten Gehäusehälfte 1 ein erster Raum, in dem eine Kathode 3 nahe der Membran 5 angeordnet ist, und zwischen der Membran 5 und der zweiten Gehäusehälfte 2 ein zweiter Raum, in dem eine Anode 4 nahe der Membran 5 angeordnet ist. Durch den Kathodenraum wird Wasser (H₂O) gespült. Im Anodenraum befindet sich eine Salzlösung, die durch Zuführen von NaCl auf einem konstanten Konzentrationsniveau gehalten wird. Durch Anlegen einer Spannung zwischen der Kathode 3 und der Anode 4 diffundieren Na+ Ionen durch die Ionenaustauschmembran 5 hindurch aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Gleichzeitig entsteht im Anodenraum molekulares gasförmiges Chlor Cl₂. Die in den Kathodenraum diffundierten Na+ Ionen führen dort zur Bildung von NaOH in Wasser (Natronlauge) sowie zu molekularem, gasförmigen Wasserstoff H₂. Der Kathodenraum wird ständig mit frischem Wasser H₂O gespült. 1 shows an electrolytic cell arrangement using the example of chlorine production from sodium chloride (NaCl). The electrolytic cell arrangement essentially consists of two housing halves 1 . 2 , between which an ion exchange membrane 5 is excited. This creates between the membrane 5 and the first half of the case 1 a first room in which a cathode 3 near the membrane 5 is arranged, and between the membrane 5 and the second half of the housing 2 a second room in which an anode 4 near the membrane 5 is arranged. Water (H ₂ O) is flushed through the cathode compartment. There is a salt solution in the anode compartment, which is kept at a constant concentration level by adding NaCl. By applying a voltage between the cathode 3 and the anode 4 diffuse Na + ions through the ion exchange membrane 5 through from the anode compartment into the cathode compartment. At the same time, molecular gaseous chlorine Cl ₂ is formed in the anode compartment. The Na + ions diffused into the cathode space lead to the formation of NaOH in water (sodium hydroxide solution) and to molecular, gaseous hydrogen H ₂ . The cathode compartment is constantly rinsed with fresh water H ₂ O.

Die durch die Gehäuse 1 und 2 gebildete Elektrolysezelle ist durch eine Dichtung 6 flüssigkeitsdicht und gasdicht nach außen zur Umgebung hin abgedichtet.The through the housing 1 and 2 formed electrolysis cell is through a seal 6 sealed liquid-tight and gas-tight to the outside.

3 zeigt im Vormontagezustand eine Dichtung 6 gemäß einer ersten Ausführungsform zwischen den Flanschen 1a, 2a der Kathodengehäusehälfte 1 und der Anodengehäusehälfte 2, d.h. in einer Anordnung, bevor die beiden Gehäusehälften 1, 2 miteinander verspannt werden. Die Gehäusehälfte 1 der Kathode 3 besteht aus einem Nickelblech und die Gehäusehälfte 2 der Anode 4 besteht aus einem beschichteten Titanblech. Zwischen dem Gehäuseflansch 1a der Kathodengehäusehälfte 1 und der Dichtung 6 wird die Ionenaustauschmembran 5 festgeklemmt. Zu diesem Zweck ist die Dichtung 6 an ihrer der Ionenaustauschmembran 5 zugewandten Seite eben. Die Dichtung 6 erstreckt sich bis zum Innenrand der Gehäuseflansche 1a, 2a, um einen Kontakt der Anodengehäusehälfte 2 mit der Ionenaustauschmembran 5 und darüber einen Kurzschluss mit dem Kathodengehäuse 1 auszuschließen. Die Dichtung besteht im wesentlichen aus zwei zueinander beabstandeten Schnüren, der innenliegenden Dichtschnur 9 und der außenliegenden Abstandshalterschnur 10 mit einem Durchmesser von jeweils beispielsweise 1,9 mm, zwischen zwei Folien. 3 shows a seal in the pre-assembled state 6 according to a first embodiment between the flanges 1a . 2a the cathode housing half 1 and the anode housing half 2 , ie in an arrangement before the two housing halves 1 . 2 be braced together. The housing half 1 the cathode 3 consists of a nickel sheet and the housing half 2 the anode 4 consists of a coated titanium sheet. Between the housing flange 1a the cathode housing half 1 and the seal 6 becomes the ion exchange membrane 5 clamped. For this purpose the seal is 6 at their the ion exchange membrane 5 facing side. The seal 6 extends to the inner edge of the housing flanges 1a . 2a to contact the anode case half 2 with the ion exchange membrane 5 and above it a short circuit with the cathode housing 1 excluded. The seal consists essentially of two spaced cords, the inner sealing cord 9 and the outer spacer cord 10 with a diameter of, for example, 1.9 mm, between two foils.

Zum Verspannen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 werden Schrauben durch um die Elektrolysezelle herum verteilt angeordnete Bohrungen 7 und entsprechende Spannleisten hindurch geführt und angezogen. Die Dichtung 6 besitzt daher deckungsgleich zu den Bohrungen 7 angeordnete Durchgangslöcher 13 zwischen den beiden Schnüren 9, 10. Der Abstand zwischen den Gehäuseflanschen 1a und 2a liegt bei dem in 3 dargestellten Vormontagezustand beispielsweise bei 2,6 mm. Das entspricht der Dicke der Dichtung im nicht komprimierten Zustand. Dieser Abstand wird durch Verspannen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 auf beispielsweise 1,1 mm reduziert (nicht dargestellt). Somit reduziert sich die Dicke der Dichtung sowohl im Bereich der näher zum Elektrolysezellenraum liegenden Dichtschnur 9 als auch im Bereich der außenliegenden Abstandshalterschnur 10 entsprechend um etwa 1,5 mm. Die beiden dünnen Folien, zwischen denen die beiden Schnüre 9, 10 aufgenommen sind, tragen zur Gesamtkompression der Dichtung einen nicht unerheblichen Anteil von ca. 33% bei, da sie dabei jeweils von 0,35 mm auf 0,1 mm komprimiert werden.For clamping the two housing halves 1 and 2 screws through holes arranged around the electrolytic cell 7 and the corresponding tensioning bars passed through and tightened. The seal 6 is therefore congruent with the holes 7 arranged through holes 13 between the two cords 9 . 10 , The distance between the housing flanges 1a and 2a lies with the in 3 pre-assembled state shown, for example at 2.6 mm. This corresponds to the thickness of the seal in the uncompressed state. This distance is achieved by tightening the two halves of the housing 1 and 2 reduced to, for example, 1.1 mm (not shown). So with reduces the thickness of the seal both in the area of the sealing cord that is closer to the electrolytic cell space 9 as well as in the area of the outer spacer cord 10 correspondingly by about 1.5 mm. The two thin foils, between which the two cords 9 . 10 33% of the total compression of the seal, since they are compressed from 0.35 mm to 0.1 mm.

Zwischen der Dichtschnur 9 und der innenliegenden Kante der Dichtung 6 ist die Dichtung 6 mit einem Abstandsmaterial 14 ausgestattet. Das Abstandsmaterial 14 bedeckt diesen Bereich vorzugsweise vollflächig. Die Dicke des Abstandsmaterial 14 ist so gewählt, dass die Ionenaustauschmembran 5 im verspannten Zustand der beiden Gehäusehälften 1 und 2 vorzugsweise gerade an dem Gehäuseflansch 1a anliegt oder gegebenenfalls mit geringem Druck angepreßt wird. Das heißt, der Abstand zwischen dem Abstandsmaterial 14 und dem Gehäuseflansch 2a beträgt abweichend von dem in 3 dargestellten Vormontagezustand vorzugsweise etwa 1,5 mm. Das entspricht dem Weg, um den die beiden Gehäusehälften beim Verspannen zueinander verlagert werden. Vorzugsweise wird als Abstandsmaterial 14 dasselbe Material verwendet wie für die Folien, also ein Folienmaterial mit einer Dicke von 0,35 mm.Between the sealing cord 9 and the inside edge of the seal 6 is the seal 6 with a spacer material 14 fitted. The spacer material 14 preferably covers this area over the entire surface. The thickness of the spacer material 14 is chosen so that the ion exchange membrane 5 in the tensioned state of the two housing halves 1 and 2 preferably straight on the housing flange 1a is present or, if necessary, is pressed with low pressure. That is, the distance between the spacer material 14 and the housing flange 2a differs from that in 3 shown pre-assembly state preferably about 1.5 mm. This corresponds to the path by which the two housing halves are displaced relative to one another when braced. Preferably as a spacer material 14 uses the same material as for the foils, i.e. a foil material with a thickness of 0.35 mm.

Beim Verspannen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 kann aber gegebenenfalls auch das Abstandsmaterial 14 komprimiert werden, wenn es nämlich dicker als 0,4 mm ist, wie in der in 3 dargestellten Variante. Da dem Abstandsmaterial 14 aber im wesentlichen nur stabilisierende Funktion für die Ionenaustauschmembran 5 und nicht etwa Dichtungsfunktion zukommt, sollte das Abstandsmaterial 14 in diesem Fall aus einem gegenüber der Dichtschnur 9 wesentlich weicheren Material bestehen.When clamping the two housing halves 1 and 2 but can optionally also the spacer material 14 be compressed if it is thicker than 0.4 mm, as in the 3 shown variant. Because the spacer material 14 but essentially only a stabilizing function for the ion exchange membrane 5 and the sealing material should not have a sealing function 14 in this case from one opposite the sealing cord 9 much softer material.

Mit dem Abstandsmaterial 14 wird somit erreicht, daß es im komprimierten Zustand der Dichtung 6 einen Spalt zwischen der Dichtung 6 und der Elektrolysezellenanordnung im Abstandsbereich vollständig oder zumindest im wesentlichen ausfüllt, ohne Kompressionskraft oder jedenfalls nur einen unwesentlichen Anteil der Kompressionskraft aufzunehmen.With the spacer material 14 is thus achieved that it is in the compressed state of the seal 6 a gap between the seal 6 and completely or at least essentially fills the electrolysis cell arrangement in the spacing area without absorbing compression force or in any case only an insignificant portion of the compression force.

In 4 ist die Dichtung 6 nochmals separat dargestellt. Gut zu erkennen sind daran der zweischichtige Folienaufbau bestehend aus den beiden Folien 8a und 8b, zwischen denen die Dichtschnur 9 und die Abstandshalterschnur 10 eingelagert sind. Die Dichtung 6 ist einseitig flach und besitzt Öffnungen 13, durch die hindurch Verspannungsschrauben geführt werden können. Eine der beiden Folien 8a, 8b ist mit einer thermoplastischen Fluorpolymerschicht 11 versehen, über die die beiden Schichten 8a, 8b im Thermoschweißverfahren miteinander fest verbunden sind. Die Breite der Dichtung 6 beträgt z.B. 54 mm und ist vorzugsweise der Gehäuseflanschbreite 1a, 2a angepaßt.In 4 is the seal 6 shown again separately. This clearly shows the two-layer film structure consisting of the two films 8a and 8b , between which the sealing cord 9 and the spacer cord 10 are stored. The seal 6 is flat on one side and has openings 13 through which tensioning screws can be passed. One of the two slides 8a . 8b is with a thermoplastic fluoropolymer layer 11 provided over the two layers 8a . 8b are firmly connected to each other in the thermal welding process. The width of the seal 6 is, for example, 54 mm and is preferably the housing flange width 1a . 2a customized.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 liegt das Abstandsmaterial 14 auf der profilierten Aussenseite der Dichtung 6 zwischen der Dichtschnur 9 und der nächstliegenden Aussenkante der Dichtung 6. Das Abstandsmaterial 14 kann aus einem mit der angrenzenden Folie 8b verschweißbaren thermoplastischen Material bestehen oder mit einem solchen Material beschichtet sein, um eine Thermoschweißverbindung zwischen dem Abstandsmaterial 14 und der Folie 8b herstellen zu können. Denkbar ist aber auch eine Verbindung mittels eines anderen thermisch stabilen Klebers.In the exemplary embodiment according to 4 is the spacer material 14 on the profiled outside of the seal 6 between the sealing cord 9 and the closest outer edge of the seal 6 , The spacer material 14 can be made from one with the adjacent slide 8b weldable thermoplastic material or be coated with such a material to provide a thermal weld between the spacer material 14 and the slide 8b to be able to manufacture. A connection by means of another thermally stable adhesive is also conceivable.

5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der das Abstandsmaterial 14 zwischen den beiden Folien 8a, 8b liegt. Dies kann verfahrenstechnisch günstiger sein. Wenn nämlich die Dichtschnur 9 erst in einem separaten Arbeitsgang zwischen die beiden Folien 8a, 8b, die in anderen Bereichen der Dichtung bereits vorverschweißt sein können, gebracht wird, dann läßt sich das Abstandsmaterial 14 im selben Arbeitsgang gemeinsam mit der Dichtschnur 9 zwischen die beiden Folien 8a, 8b bringen. 5 shows an alternative embodiment in which the spacer material 14 between the two slides 8a . 8b lies. In terms of process engineering, this can be cheaper. If namely the sealing cord 9 only in a separate operation between the two foils 8a . 8b is brought, which can already be pre-welded in other areas of the seal, then the spacer material 14 in the same operation together with the sealing cord 9 between the two slides 8a . 8b bring.

Insbesondere ist es auch denkbar, daß die Dichtung im Bereich des Abstandsmaterials nur eine Folienschicht besitzt, die Folie 8a oder die Folie 8b.In particular, it is also conceivable that the seal has only one film layer in the area of the spacer material, the film 8a or the slide 8b ,

In den 4 und 5 sind die Folien 8a, 8b der Dichtung 6 als zwei eigenständige Folien dargestellt. Sie können aber auch durch eine einzige, doppelt gefaltete Folie gebildet sein. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können die beiden Folien 8a, 8b auch im Co-Extrusionsverfahren als eine einzige Folie mit dazwischen eingeschlossenen Schnüren 9 und 10 hergestellt werden. Die Schnüre 9 und 10 liegen dann nicht zwischen zwei Folien, sondern zwischen zwei Folienoberflächen. Das Abstandsmaterial 14 kann im Querschnittprofil der extrudierten Folie bereits berücksichtigt sein. Schließlich ist es sogar denkbar, daß anstelle der beiden in dem Extrudat integrierten Schnüre 9 und 10 das Extrudat aus einem Vollmaterial besteht, wobei die Schnüre 9 und 10 lediglich durch entsprechende Verdickungen des Extrudatquerschnitts als schnurförmige Dichtungskomponenten realisiert sind.In the 4 and 5 are the slides 8a . 8b the seal 6 shown as two separate slides. But they can also be formed by a single, double-folded film. According to a special embodiment of the invention, the two films 8a . 8b also in the co-extrusion process as a single film with cords enclosed in between 9 and 10 getting produced. The cords 9 and 10 are then not between two foils, but between two foil surfaces. The spacer material 14 can already be taken into account in the cross-sectional profile of the extruded film. Finally, it is even conceivable that instead of the two cords integrated in the extrudate 9 and 10 the extrudate consists of a solid material, the cords 9 and 10 are realized only by appropriate thickening of the extrudate cross section as cord-shaped sealing components.

Die Dichtschnur 9 kann aus unterschiedlichsten Materialien bestehen, beispielsweise auch aus drahtartigem Material wie einem PVDF-Draht oder einem Schweißdraht.The sealing cord 9 can consist of different materials, for example also of wire-like material such as a PVDF wire or a welding wire.

Bei der Dichtschnur 9 handelt es sich jedoch vorzugsweise um ein im wesentlichen schnurförmig ausgebildetes Gebilde aus wenigstens einem spiralig-gerollten folienförmigen Material aus expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE). Eine solche Dichtung ist beispielsweise in der DE 197 23 907 A1 der Anmelderin beschrieben. Wie darin erläutert ist, kann diese Dichtung über ihren Schnurquerschnitt einen Dichtegradienten aufweisen, welcher von der Aussenseite der zweiten Dichtungskomponente ausgehend in Richtung zu deren Querschnittsmittelpunkt zunimmt. Insbesondere wird in der vorher genannten Patentanmeldung beschrieben, wie eine in sich geschlossene Ringdichtung aus einer auf sich selbst gerollten zylindrischen Folie hergestellt werden kann. Bei einer solchen in sich geschlossenen Ringdichtung treten weniger Leckageprobleme auf, weil sie keine inhomogenen Dichtungsstoßstellen besitzt. Das ePT-FE-Material der Ringdichtung 9 kann darüber hinaus einen Füller aufweisen, wie beispielsweise Glas, Keramik und/oder Polymerharz.With the sealing cord 9 however, it is preferably an essentially cord-shaped structure made of at least one spira lig-rolled sheet-like material made of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Such a seal is for example in the DE 197 23 907 A1 described by the applicant. As explained therein, this seal can have a density gradient over its cord cross-section, which increases from the outside of the second seal component in the direction of its cross-sectional center. In particular, the aforementioned patent application describes how a self-contained ring seal can be produced from a cylindrical film rolled onto itself. With such a self-contained ring seal, fewer leakage problems occur because it has no inhomogeneous sealing joints. The ePT-FE material of the ring seal 9 can also have a filler, such as glass, ceramic and / or polymer resin.

Das Material für die Abstandshalterschnur 10, die – da sie keine Dichtungsfunktion im engeren Sinne besitzt – nicht in sich geschlossen sein muß, ist vergleichsweise unkritisch. Wesentlich ist vor allem, dass die Dichtschnur 9 und die Abstandshalterschnur 10 im Betriebszustand, das heißt nach einem etwaigen Setzen innerhalb der anfänglichen Betriebszeit, in etwa dieselbe komprimierte Dicke besitzen. Ansonsten könnten die Gehäuseflansche 1a, 2a beim Verspannen eine keilförmige Anordnung zueinander einnehmen und dadurch ein Wandern der Schnüre hervorrufen. Dies kann im Extremfall zur Undichtigkeit der Elektrolysezellenanordnung führen. Daher wird es bevorzugt, dass die Dichtschnur 9 und die Abstandshalterschnur 10 im unbelasteten Zustand in etwa denselben Durchmesser besitzen und darüber hinaus vorzugsweise auch in etwa dasselbe Elastizitätsmodul besitzen, auch wenn die beiden Schnüre 9, 10 aus Kostengründen nicht notwendigerweise aus demselben Material zu bestehen brauchen.The material for the spacer cord 10 Which - since it has no sealing function in the narrower sense - does not have to be self-contained is comparatively uncritical. Most importantly, the sealing cord 9 and the spacer cord 10 have approximately the same compressed thickness in the operating state, that is to say after any setting within the initial operating time. Otherwise the housing flanges 1a . 2a adopt a wedge-shaped arrangement to each other during tensioning and thereby cause the cords to wander. In extreme cases, this can lead to the electrolysis cell arrangement leaking. Therefore, it is preferred that the sealing cord 9 and the spacer cord 10 have approximately the same diameter in the unloaded state and moreover preferably also have approximately the same modulus of elasticity, even if the two cords 9 . 10 need not necessarily consist of the same material for cost reasons.

Bei den beiden Folien 8a, 8b handelt es sich vorzugsweise um Fluorpolymerfolien, insbesondere um Folien aus Polytetrafluorethylen, wie beispielsweise multidirektional expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE), wobei wenigstens eine der Folien einseitig mit Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) oder einem anderen Fluorpolymer als Schweißmittel beschichtet ist.With the two slides 8a . 8b it is preferably fluoropolymer films, in particular films made of polytetrafluoroethylene, such as, for example, multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE), at least one of the films being coated on one side with ethylene-fluorethylene propylene (EFEP) or another fluoropolymer as a welding agent.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung der vorbeschriebenen Elektrolysezellendichtung erläutert. Zunächst wird eine rahmenartige Anordnung zur Verfügung gestellt, die aus den beiden Folien 8a, 8b sowie der dazwischen liegenden Schnur 10 mit Abstandshaltefunktion umfasst. Dieses rahmenförmig angeordnete Material kann im Falle von Großserien in einem einzigen Arbeitsgang, beispielsweise in einem Autoklaven, hergestellt werden. Dabei ist zu beachten, dass ein innenliegender Bereich der beiden Folien noch nicht mitein ander verschweißt wird, damit in einem nachfolgenden Schritt noch die Dichtschnur 9 und gegebenenfalls auch das Abstandsmaterial 14 zwischen die beiden Schichten 8a, 8b eingelegt werden können, woraufhin dann auch das Verscheißen der beiden Folien 8a, 8b in diesem Bereich erfolgt. Es ist aber auch denkbar, alle Dichtungskomponenten in einem Arbeitsgang miteinander zu verschweißen.A method for producing the electrolytic cell seal described above is explained below. First, a frame-like arrangement is made available, which consists of the two foils 8a . 8b as well as the cord in between 10 with spacing function. In the case of large series, this frame-shaped material can be produced in a single operation, for example in an autoclave. It should be noted that an inner area of the two foils is not yet welded to each other, so that the sealing cord is added in a subsequent step 9 and possibly also the spacer material 14 between the two layers 8a . 8b can then be inserted, whereupon the two foils are then shit 8a . 8b done in this area. But it is also conceivable to weld all sealing components together in one operation.

Wird die rahmenartige Anordnung jedoch in Handarbeit hergestellt, so erfolgt dies vorzugsweise unter Einsatz einer beheizten Doppelbandpresse, wie in 6 gezeigt. Zwei Folien 8a, 8b aus multidirektional gerecktem Polytetrafluorethylen werden von Vorratsrollen mit einer Vorratslänge von beispielsweise 180 m abgezogen und durch eine Verbindungsstation 15 in Gestalt einer Doppelbandpresse mit beidseitig zum Transportweg angeordneten Heizelementen 16 geführt. Zwischen die beiden Folien 8a, 8b wird die Abstandshalterschnur 10 zugeführt. Aufgrund der thermoplastischen Beschichtung zumindest einer der beiden Folien 8a, 8b mit Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) und der Wärmezufuhr durch die Heizelemente 16 verschweißen die beiden Folien 8a, 8b im Bereich der Doppelbandpresse 15 unter Einschluss der Abstandshalterschnur 10 miteinander.However, if the frame-like arrangement is made by hand, this is preferably done using a heated double belt press, as in 6 shown. Two slides 8a . 8b made of multidirectionally stretched polytetrafluoroethylene are drawn off from supply rolls with a supply length of, for example, 180 m and through a connecting station 15 in the form of a double belt press with heating elements arranged on both sides of the transport path 16 guided. Between the two slides 8a . 8b becomes the spacer cord 10 fed. Because of the thermoplastic coating at least one of the two films 8a . 8b with ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) and the heat supplied by the heating elements 16 weld the two foils together 8a . 8b in the area of the double belt press 15 including the spacer cord 10 together.

7a, 7b zeigen das resultierende Produkt einmal in Aufsicht und einmal im Querschnitt. Die Folien 8a, 8b werden in der Verbindungsstation beziehungsweise Doppelbandpresse 15 nicht über die gesamte Breite sondern nur über einen Teil der Breite durch die EFEP-Beschichtung 11 miteinander verschweißt. Zwar ist eine EFEP-Beschichtung auch im übrigen Bereich zumindest einer der beiden Folien 8a, 8b vorhanden. Dieser Bereich wird jedoch neben der Verbindungsstation 15 hergeführt. Gleichzeitig werden die beiden Kanten der übereinanderliegenden Folien 8a, 8b so beschnitten, dass jeweils zwei Kanten exakt übereinander liegen. 7a . 7b show the resulting product once in supervision and once in cross-section. The slides 8a . 8b are in the connecting station or double belt press 15 not over the entire width but only over part of the width thanks to the EFEP coating 11 welded together. An EFEP coating is also at least one of the two foils in the remaining area 8a . 8b available. However, this area is next to the connection station 15 brought hither. At the same time, the two edges of the superimposed foils 8a . 8b trimmed so that two edges lie exactly one above the other.

Um zu erreichen, dass der Folienverbund einseitig eben ist (7B), ist entweder das obere Band oder das untere Band der Doppelbandpresse 15 derart geteilt, dass die Abstandshalterschnur 10 entlang diesem Teilungsspalt in einer Vertiefung geführt wird.To ensure that the film composite is flat on one side ( 7B ), is either the upper belt or the lower belt of the double belt press 15 divided such that the spacer cord 10 is guided along this division gap in a recess.

8 zeigt nun die rahmenartige Anordnung bestehend aus vier Abschnitten der miteinander verschweißten Folienbahnen. In den nicht verschweißten Bereichen ist die jeweils oben liegende Folie 8b hochgeklappt, so dass zwischen die Folien 8a, 8b eine in sich geschlossene Ringdichtung 9 eingelegt werden kann. Die hochgeklappten Abschnitte der Folien 8b werden anschließend auf die Ringdichtung 9 heruntergeklappt. In den Eckbereichen der rahmenartigen Anordnung werden die Folien 8a, 8b jeweils durch eine Eckverbindungsfolie 18 unterlegt, um aneinander angrenzende Folienabschnitte fest miteinander zu verbinden. Eine entsprechende Eckverbindungsfolie 18 wird an jeder Ecke der rahmenartigen Anordnung zusätzlich auch von oben aufgelegt (nicht dargestellt). Es werden dann zunächst die Eckbereiche beispielsweise durch Impulsschweißen miteinander verschweißt. Anschließend werden die Folien 8a, 8b der vier Folienbahnen auch in den bisher unverschweißten Bereichen unter Einschluß der Ringdichtung 9 miteinander verschweißt. Dies kann beispielsweise durch erneutes Hindurchführen durch eine Doppelbandpresse oder eine stationäre Heizpresse erfolgen, wobei wiederum eine Profilierung für die Dichtschnur 9 vorzusehen ist, so dass die resultierende Dichtung einseitig eben ist. 8th shows the frame-like arrangement consisting of four sections of the foil sheets welded together. In the non-welded areas is the film on top 8b folded up so that between the foils 8a . 8b a self-contained ring seal 9 can be inserted. The folded up sections of the foils 8b are then on the ring seal 9 folded down. The foils are in the corner areas of the frame-like arrangement 8a . 8b each with a corner connection film 18 highlighted to to firmly connect mutually adjacent film sections. A corresponding corner connection film 18 is also placed on each corner of the frame-like arrangement from above (not shown). The corner areas are then first welded to one another, for example by pulse welding. Then the slides 8a . 8b of the four foil webs also in the previously unwelded areas including the ring seal 9 welded together. This can be done, for example, by re-passing through a double belt press or a stationary heating press, again profiling the sealing cord 9 must be provided so that the resulting seal is flat on one side.

Das in 8 nicht dargestellte Abstandsmaterial 14 kann entweder vor dem Herunterklappen der Folie 8b zwischen die Folien 8a und 8b eingelegt werden oder danach auf die Folie 8b aufgelegt werden. Zusätzlich können Ergänzungsstücke der Abstandshalterschnur 10 auf die Folie 8b aufgelegt werden, damit auch die Abstandshalterschnur 10 einen geschlossenen Ring bildet. Das Abstandsmaterial 14 und die Ergänzungsstücke der Abstandshalterschnur 10 werden dann bei dem vorbeschriebenen Schweißschritt mit in die Dichtung integriert. Schließlich werden noch Löcher (nicht dargestellt) zur Durchführung von Schrauben in die Dichtung gestanzt.This in 8th Spacer material, not shown 14 can either be before folding down the slide 8b between the slides 8a and 8b be inserted or afterwards on the foil 8b be put on. Additional pieces of the spacer cord can also be used 10 on the slide 8b be placed so that the spacer cord 10 forms a closed ring. The spacer material 14 and the spacer cord complements 10 are then integrated into the seal during the welding step described above. Finally, holes (not shown) for punching screws are punched into the seal.

Claims

Poetry ( 6 ) for an electrolytic cell arrangement, comprising a first film surface and a second film surface, as well as a cord-shaped first sealing component which essentially takes on the function of a spacer ( 10 ) and a cord-shaped second sealing component which essentially performs the sealing function ( 9 ), which run at a distance from one another between the first film surface and the second film surface, the distance between the two sealing elements ( 9 . 10 ) is a multiple of its maximum thickness.

Seal according to claim 1, wherein the seal is intended for a specific compression pressure and wherein the two sealing elements ( 9 . 10 ), when each is subjected to such compression pressure, have the same compressed thickness.

Seal according to claim 1 or 2, wherein the two sealing elements ( 9 . 10 ) have the same or at least approximately the same compressibility.

Seal according to one of claims 1 to 3, wherein it is is a self-contained frame-shaped seal.

Seal according to one of claims 1 to 4, wherein the first sealing component ( 10 ) a first cord and the second sealing component ( 9 ) is a second cord.

Seal according to claim 5, wherein that of the two cords ( 9 ) which, when the seal is used ( 6 ) is closer to the electrolytic cell, consists of a spirally wound film.

Seal according to claim 6, wherein the cord consisting of the spirally wound film ( 9 ) is a self-contained ring cord, which is made of a self-rolled cylindrical film.

Seal according to one of claims 1 to 7, wherein the first film surface of a first film ( 8a ) and the second film surface from a second film ( 8b ) is formed.

Seal for an electrolytic cell arrangement, in particular according to claim 8, comprising a first sealing component assuming an essentially spacer function ( 10 ) and a second sealing component that essentially performs the sealing function ( 9 ) between a first film ( 8a ) and a second film ( 8b ) side by side in the circumferential direction of the seal ( 6 ), characterized in that the two foils ( 8a . 8b ) with a stable adhesive up to 100 ° C ( 11 ) are connected.

Seal according to claim 9, wherein the adhesive ( 11 ) can be activated thermally.

Seal according to claim 10, wherein the adhesive ( 11 ) is a thermoplastic adhesive.

Seal according to one of claims 9 to 11, wherein the adhesive ( 11 ) is an adhesive based on a fluoropolymer.

Seal according to claim 12, wherein the adhesive ( 11 ) Includes ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP).

Seal according to one of claims 1 to 6, wherein the two film surfaces by the cord-shaped sealing components ( 9 . 10 ) containing extruded film.

Seal according to claim 14, wherein the sealing components ( 9 . 10 ) are trapped between the film surfaces.

Seal according to claim 14, wherein the extruded film is extruded as a solid material and the sealing components ( 9 . 10 ) are realized as thickening of the cross section of the extruded film.

Seal for an electrolytic cell arrangement, in particular according to one of Claims 1 to 16, comprising a first seal component (essentially performing a spacing function) ( 10 ) and a second sealing component that essentially performs the sealing function ( 9 ) between a first film surface and a second film surface side by side in the circumferential direction of the seal ( 6 ), whereby at least one of the two film surfaces extends over that of the two sealing components ( 9 ), which in the case of using the seal is closer to the electrolytic cell space, extends a bit further, characterized in that a spacing material ( 14 ) is provided, which in the compressed state of the seal completely or at least essentially fills a gap between the seal and the electrolytic cell arrangement in the extension area without absorbing compression force or in any case only insignificant compression force.

The seal of claim 17, wherein the spacer material ( 14 ) between the foils ( 8a . 8b ) lies.

The seal of claim 17, wherein the spacer material ( 14 ) on an outside of the two foils ( 8a . 8b ) the seal ( 6 ) is present.

Seal according to one of claims 1 to 19, wherein the film material multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) is.

Seal according to one of claims 1 to 20, wherein the seal on one side flat and on one side due to the between the two films ( 8a . 8b ) running sealing components ( 9 . 10 ) is profiled.

Electrolysis cell arrangement comprising - a cathode compartment with a first housing part ( 1 ) and a cathode ( 3 ), - an anode compartment with a second housing part ( 2 ) and an anode ( 4 ), - one between the first housing part ( 1 ) and the second housing part ( 2 ) arranged separator separating the anode compartment and the cathode compartment ( 5 ), and - a seal ( 6 ) between the first housing part ( 1 ) or the second housing part ( 2 ) and the separator ( 5 ), the seal ( 6 ) is a seal according to any one of claims 1 to 21.

Process for the production of a seal ( 6 ) for an electrolytic cell arrangement comprising the steps: - providing an at least two-layer material in a frame-like arrangement with one between the material layers ( 8a . 8b ) picked up first cord ( 10 ) - arranging a second cord ( 9 ) all the way between the layers of material ( 8a . 8b ) of the frame-shaped material such that the distance of the first cord ( 10 ) to the second cord ( 9 ) is a multiple of its maximum diameter and the second cord ( 9 ) is closer to the center of the frame-shaped arrangement than the first cord ( 10 ), and - connecting the material layers ( 8a . 8b ) including the cords ( 9 . 10 ) in such a way that a one-piece frame-shaped seal is created.

A method according to claim 23, comprising producing the at least two-layer frame-shaped material provided using the following steps: inserting the first cord ( 10 ) between a first layer of material ( 8a ) and a second layer of material ( 8b ), - feeding the first layer of material ( 8a ) and the second layer of material ( 8b ) to a connection station ( 15 ), - connecting the first material layer ( 8a ) with the second material layer ( 8b ) including the first cord ( 10 ) in the connecting station ( 15 ), and - forming a frame-shaped arrangement from the interconnected material layers ( 8a . 8b ).

The method of claim 24, wherein the manufacturing of the at least two-layer material in a continuous Procedure is carried out.

The method of claim 25, wherein the connection station ( 15 ) is a double belt press.

The method of claim 26, wherein the double belt press is heated such that the first material layer ( 8a ) with the second material layer ( 8b ) welded.

The method of claim 25 or 26, wherein the first cord ( 10 ) in the connecting station ( 15 ) is guided on one side in a recess, so that the two-layer material produced is flat on one side and profiled on one side.