DE10321681B4

DE10321681B4 - Seal for electrolytic cell assembly and use and method of making the seal

Info

Publication number: DE10321681B4
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: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: EP1477584A3; DE10321681A1; EP1477584A2

Abstract

Dichtung (6) für eine Elektrolysezellenanordnung, umfassend eine erste Folienoberfläche und eine zweite Folienoberfläche, sowie eine im wesentlichen Abstandshalterfunktion übernehmende, schnurförmige erste Dichtungskomponente (10) und eine im wesentlichen Dichtungsfunktion übernehmende, schnurförmige zweite Dichtungskomponente (9), die zwischen der ersten Folienoberfläche und der zweiten Folienoberfläche beabstandet zueinander verlaufen, wobei der Abstand zwischen den beiden Dichtungskomponenten (9, 10) ein Vielfaches ihrer maximalen Dicke beträgt.poetry (6) for an electrolytic cell assembly comprising a first film surface and a second film surface, and a substantially spacer function, cord-like first sealing component (10) and an essentially sealing function, cord-like second sealing component (9) between the first film surface and the second film surface spaced from each other, wherein the distance between the two Seal components (9, 10) a multiple of their maximum thickness is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Elektrolysezellenanordnung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in einer Elektrolysezellenanordnung.The The invention relates to a seal for an electrolytic cell arrangement, a process for their preparation and their use in one Electrolytic cell assembly.

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. Es sind von W.L. Gore & Associates Elektrolysezellendichtungen bekannt, die in einfacher Weise zwischen zwei Elektrolysezellenhälften einsetzbar sind, da sie als einstückig ausgebildete Dichtungen selbständig handhabbar sind ( DE 197 50 313 A1 , EP 1 029 118 B1 ). 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.Electrolysis cells are used, for example, for the production of chromic acid, molecular hydrogen, molecular oxygen, chlorine and alkali metal hydroxides by electrolysis, increasingly using membrane-type electrolysis cells. There are known from WL Gore & Associates electrolysis cell seals that can be used in a simple manner between two electrolytic cell halves, since they are independently handled as integrally formed seals ( DE 197 50 313 A1 . EP 1 029 118 B1 ). Taking into account the considerable dimensions of the electrolytic cell halves of, for example, 2.5 m × 1.3 m in the case of electrolysis cells for chlorine production from a salt solution to form sodium hydroxide solution and due to the resulting sealing length of over 7.5 m easy handling is an essential aspect for electrolysis cell seals.

DE 197 50 313 A1 offenbart beispielsweise eine einstückige Dichtung aus gerecktem Polytetrafluorethylen (ePTFE) zum Einsetzen zwischen zwei Rahmen einer Elektrolysezellenanordnung. Die Dichtung ist bereichsweise vorverdichtet und in diesen Bereichen entsprechend dünner als in den nicht-vorverdichteten Bereichen. Den vorverdichteten Bereichen kommt im wesentlichen die Funktion zu, die Rahmen auf einen definierten Abstand zu halten, während den nicht-vorverdichteten Bereichen im wesentlichen Dichtungsfunktion zukommt, wenn sie beim Verspannen der Rahmen auf die Dicke der vorverdichteten Bereiche komprimiert werden. DE 197 50 313 A1 for example, discloses a single piece of stretched polytetrafluoroethylene (ePTFE) gasket for insertion between two frames of an electrolytic cell assembly. The seal is partially pre-compressed and correspondingly thinner in these areas than in the non-pre-compressed areas. The precompressed areas have essentially the function of keeping the frames at a defined distance, while the non-precompressed areas have a substantial sealing function when compressed to the thickness of the precompressed areas during bracing of the frames.

Die FR 2 659 123 A1 beschreibt Dichtungen für Chemieanlagen mit abstandshaltende und abdichtende Funktion übernehmenden Komponenten.The FR 2 659 123 A1 describes gaskets for chemical plants with spacers and sealing function taking over components.

Eine flexible, abdichtende Funktion übernehmende Komponente aus Graphit mit größerer Dicke ist daran fest zwischen zwei rigiden, abstandhaltende Funktion übernehmenden Komponenten aus korrosionsfreiem Stahl mit geringerer Dicke angeordnet. Die Dichtung kann auch teilweise in einer umgeschlagenen Folie aus einem chemisch inerten Kunststoff, wie PTFE, eingelagert sein.A flexible, sealing function taking over Component is made of graphite with greater thickness Firmly taking over between two rigid, distance-keeping function Components made of corrosion-resistant steel with a smaller thickness. The seal can also be partially made out of a wrapped foil a chemically inert plastic, such as PTFE, be stored.

Die FR 2 308 288 beschreibt eine ähnliche Dichtung, bei der die Dichtungskomponenten jedoch nicht unmittelbar miteinander verbunden, sondern in einer korrisionsbeständigen Hülle aus PTFE aufgenommen sind, die mit den Dichtungskomponenten unter Wärmeeinwirkung verschweißt wird.The FR 2 308 288 describes a similar seal in which the sealing components, however, are not directly connected to one another, but are accommodated in a corrosion-resistant sleeve made of PTFE, which is welded to the sealing components under the action of heat.

Anhand 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 Schraubverbindung miteinander unter Zwischenschaltung einer Dichtung 6 verbunden.Based 2 Below is a concrete in use electrolysis cell seal according to the teaching of EP 1 029 118 B1 explained. Shown is only a relevant sealing portion of the cell. The electrolysis cell is usually used suspended as shown. It comprises two housing halves 1 and 2 with cathode incorporated therein 3 or anode 4 , The cathode compartment contains as electrolysis product, for example sodium hydroxide solution (NaOH in water) and gaseous hydrogen H ₂ and the anode compartment a salt solution (NaCl in water) and as electrolysis product gaseous chlorine Cl ₂ . Anode space and cathode space 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 compartment. The two housing halves 1 and 2 are over a flange hole 7 by means of a screw, not shown together with the interposition of a seal 6 connected.

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.poetry 6 come here to several functions. On the one hand prevents the seal 6 an exit of the sodium hydroxide solution and the salt solution and an uncontrolled escape of H ₂ or Cl ₂ from the electrolysis cell. For this purpose, the seal is not only liquid-tight but also gas-tight. Gas-tightness is to be understood as meaning a leakage rate of less than 0.01 mg / ms at a surface pressure of 10 MPa. In addition, the gasket isolated 6 the two housing halves 1 and 2 electrically from each other. After all, for example, in the generation of chlorine, a voltage of about 3 V at 4.5 kA on. Finally, the seal serves 6 furthermore for fixation of 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 trapped. The seal 6 consists in turn of a double-folded ePTFE film in which a sealing cord 9 made of rolled ePTFE film and a flat grid-shaped spacer structure 10 are included. The spacer structure 10 is about a glue 11 with the double-folded ePTFE film 8th fixed on one side. Inside the seal 6 comes the sealing cord 9 mostly sealing function and the spacer structure 10 predominantly distance-retaining function too. Accordingly, the spacer structure is 10 not or at least only slightly compressible while the sealing cord 9 Compressible 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 from the EP 1 029 118 B1 However, known electrolysis cell seal can be improved in various ways. For example, the known seal is both material and manufacture consuming. Both are reflected in the manufacture costs. The manufacture takes place by hand and can take up to 1.5 hours per seal in 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 lead to leakage of the cell and / or tearing of the membrane 5 have as a consequence. One has therefore tried the sealing cord 9 by means of both sides along the sealing cord 9 running, the slide 8th penetrating seams 12 to fix locally. However, this not only means additional work, but it was also corrosion of the titanium-coated housing half 2 especially in the area of thereby in the membrane 8th detected suture holes detected. 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 Instead, practice often becomes a stable framework instead electrically insulating, sintered PTFE with the corresponding Dimensions of z. B. 2.5 m × 1.3 m and a circumferential width of, for example 54 mm for chlorine production used certain electrolysis cells. Such frames are awkward too transport as they must not be kinked. The two electrolytic cell housing halves, between which the frame is then placed, each initially with a narrow, thin Sealing tape of monodirectionally stretched PTFE pasted, wherein the two sealing tapes over the entire sealing length always overlap only partially allowed to. This easily occur mounting errors. Repairs are expensive, so that the seals from the outset only by specially trained personnel should be mounted. Also problematic are the adhesive residues of the Sealing tapes on the housing halves, if the seals routinely when Replacing the ion exchange membrane renewed after about four years become. While at This process of the so-called "Remembraning" disposed of the seal can be used, the electrolysis cell housing halves are reused. The Cleaning the adhesive from the housing halves is expensive.

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 easily handled seal that is particularly suitable for use in electrolysis cell assemblies. Object of the present invention is therefore in particular, from the EP 1 029 118 B1 to improve known seal.

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 stated otherwise, the same materials for the individual components of the seal can be used, as in connection with the EP 1 029 118 B1 are described.

Erfindungsgemäß 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 the invention area, latticed Spacer structure of the known seal by a string-shaped spacer component replaced, in contrast to the known seal many times over their maximum thickness or their maximum diameter of the Sealing cord is removed. This results in the assembled state the seal two spaced, line-shaped sealing lines, of which, however, only the inner sealing cord effective Sealing occurs.

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 a variety Advantages. On the one hand, this reduces the processed amount of material, which reduces procurement and storage costs. on the other hand a cord is much easier to process, in particular with less mechanical effort, as a large-scale spacer structure. By spacing the spacer cord from the sealing cord becomes nevertheless achieved that when clamping the seal tilting the two housing halves up 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 Contrary to the prior art, the sealing cord within the Seal in the same measure provide spacing function as the spacer cord. Because the seal is usually intended for use at a certain compression pressure is, should the two cords approximately the same compressed thickness at this compression pressure have. Ideally, this is achievable by having both strings out of the same Material consist of or at least the same or about the same compressibility so that they are in the non-compressed pre-assembly state the Slides between which they are arranged, approximately the same Keep distance. In particular, you can the two strings to be placed between the slides too in the coextrusion process with one connecting the two strings Bridge to be made. However, since the sealing cord in addition to Spacing function in particular sealing function plays and the sealing cord of comparatively high quality and expensive Material exists, is for the spacer cord is preferably a completely different, much cheaper one Material selected 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.The replacement of the spacer structure string may therefore be for example a wire. The cross section of the cord is of minor importance and may, for example, be oval. However, it should not be flat over a large area in order to achieve the narrowest possible sealing line, just as with the sealing cord, so that a high surface pressure can be achieved with low bolt forces.

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 strings coextrusion in a film to integrate. Then lie the two strings between two foil surfaces the extruded film. Separate films can then be omitted. Under appropriate conditions may even be sufficient, the two cords in the extrusion process with a connecting web as a solid material without additional outer foils manufacture and use as a seal. Because the danger of relative Displacement of the two cords, then rather than cord-shaped sealing components are to be designated, is excluded because of the connecting web.

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 lie the screw holes, over the the two housing halves together be braced between this spacer cord and the sealing cord. This allows a uniform load distribution on both strings be achieved. The screw holes can be punched out of the seal in a simple manner.

Vorzugsweise 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.Preferably are the two slides between which the cords are taken, by a up to 100 ° C thermostable Glue connected together. This can surprisingly be a hike the sealing cord in the sealing gap between the films are avoided. It is believed that this was observed in the prior art Hiking the sealing cord on the lack of heat resistance of the used there Adhesive is due with. After all, the working temperatures of electrolysis cells are too Chlorine production at up to 90 ° C. By a heat-stable bonding of the two films, the strings are now between fixes the slide secure against displacement. Sewing the cords to prevent their wandering is not necessary. There are no results Suture holes through which a corrosion 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 films in a simple manner in a thermal joining process to connect with each other, the adhesive is preferably thermally activated. It may be for example, a thermally activatable 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 enough if one of the slides with this Adhesive is precoated. A coating of the thermoplastic Plastic ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) is especially preferred. EFEP is a copolymer of ethylene, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. Alternatively, the coating of PVDF, ETFE, ECTFE, PFA or FEP exist.

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.Of the Coating comes in addition to their function as a connection or. Welding agent further the meaning as a diffusion barrier too. The diffusion of corrosive substances the ion exchange membrane and further through the two films of the Seal through from the anode compartment to the cathode compartment (or vice versa) This makes it even more difficult.

Darüberhinaus wird die Dichtung vorzugsweise 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.Furthermore the seal is preferably facing at its the electrolysis cell Side equipped with a spacer material which ensures that the seal in the assembled state, the sealing gap as possible Completely fills. The thickness of the spacer material corresponds approximately to the thickness the seal when in the assembled state a predetermined compression pressure is exposed, less the total thickness of the two (uncompressed) films. The spacer material can be made of a very soft chemically resistant material, in particular from a fluoropolymer, so it even in the case that it in the compressed state of the seal is also compressed, no or at least substantially absorbs 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.Of the The purpose of the spacer material is to seal in the area between the electrolysis cell spaces and the inner sealing cord tight with the sealing flanges of the electrolytic cell halves in To bring in contact to prevent dead spaces arising in which otherwise collect electrolysis products, such as lye could. This measure also has to be significant for exposed the corrosion prevention. It is supposed, that formed in the known seal such dead spaces. Lack of a permanent one flushing such dead spaces it probably came to a dehumidification of the ion exchange membrane and thereby to their embrittlement in the area of the sealing gap. It is further suspected that caustic soda from the cathode compartment through the embrittled membrane areas and on through the foils of the seal to the housing wall enter the cathode compartment defining electrolytic cell half could and there to the corrosion of the titanium-coated housing plate led. By filling the dead spaces With the spacer material thus drying out of the ion exchange membrane and concomitant corrosion due to passing through the membrane Effectively prevented substances.

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 foils or one-sided be arranged on one of the two slides. It can be his turn a sheet material and in particular identical to the material of both films, e.g. from ePTFE.

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 Way, the seal is flat on one side and on the other side through the cords between the foils and the spacer 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 cells halves be braced together to form an electrolytic cell. On the other hand, the Seal does not necessarily have to be flat on one side, but can also profiled on both sides by the recorded between the slides cords be either with both strings for profiling both sealing surfaces or each cord only for Profiling each contribute 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 one piece and therefore easy to handle and assemble. The fixation of the seal takes place between the electrolytic cell halves in a simple way over Screw holes. The seal is flexible and therefore easy to fold to transport. She has to join Do not fix the assembly with an adhesive on the sealing flange of the electrolytic cell halves so that cleaning off adhesive residue during remembraning is not becomes necessary. In particular through the use of heat-stable Glue leaves the risk of leaking and later to be cleaned off adhesive avoid. The glue also acts as a diffusion barrier and prevents so the corrosion due to passing through the membrane Substances. The corrosion is additional reduced by closing dead spaces by using a spacer material and thereby embrittlement the membrane is avoided.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:following the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings described. Show:

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

2 eine Dichtungsanordnung gemäß dem Stand der Technik; 2 a seal assembly according to the prior art;

3 eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung im unverpressten Zustand; 3 a seal assembly 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 after 6 in plan 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 out of the welding result 7a formed frame-like arrangement for producing a seal according to the invention using a ring 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 electrolysis cell arrangement consists essentially of two housing halves 1 . 2 between which an ion exchange membrane 5 is curious. This creates between the membrane 5 and the first half of the housing 1 a first room in which a cathode 3 near the membrane 5 is arranged, and between the membrane 5 and the second housing half 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. In the anode compartment is a salt solution, which is kept at a constant concentration level by supplying NaCl. By applying a voltage between the cathode 3 and the anode 4 Na + ions diffuse 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 there to the formation of NaOH in water (caustic soda) as well as 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 towards the environment.

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 in pre-assembly a seal 6 according to a first embodiment between the flanges 1a . 2a the cathode shell half 1 and the anode shell half 2 ie in one arrangement, before the two housing halves 1 . 2 be clamped 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 shell half 1 and the poetry 6 becomes the ion exchange membrane 5 clamped. For this purpose is the seal 6 at their the ion exchange membrane 5 facing side just. The seal 6 extends to the inner edge of the housing flanges 1a . 2a to contact the anode housing half 2 with the ion exchange membrane 5 and over it a short circuit to the cathode housing 1 excluded. The seal consists essentially of two spaced-apart strings, the inner sealing cord 9 and the outer spacer cord 10 with a diameter of 1.9 mm, for example, between two films.

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 are distributed through holes distributed around the electrolytic cell 7 and corresponding clamping strips passed through and tightened. The seal 6 therefore has congruent with the holes 7 arranged through holes 13 between the two strings 9 . 10 , The distance between the housing flanges 1a and 2a lies at the in 3 shown pre-assembly state, 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 housing halves 1 and 2 reduced to, for example, 1.1 mm (not shown). Thus, the thickness of the seal is reduced both in the area closer to the electrolysis cell space sealing cord 9 as well as in the area of the outer spacer cord 10 corresponding to about 1.5 mm. The two thin sheets, between which the two cords 9 . 10 recorded, contribute to the total compression of the seal a significant proportion of about 33%, since they are each 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 inner edge of the seal 6 is the seal 6 with a spacer material 14 fitted. The spacer material 14 covers this area preferably over the entire surface. The thickness of the spacer material 14 is chosen so that the ion exchange membrane 5 in the clamped condition of the two housing halves 1 and 2 preferably straight on the housing flange 1a is present or optionally pressed with low pressure. That is, the distance between the spacer material 14 and the housing flange 2a is different from the one in 3 illustrated pre-assembly preferably about 1.5 mm. This corresponds to the way by which the two housing halves are displaced relative to each other during clamping. Preferably, as a spacer material 14 The same material used as for the films, so a film 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 may optionally also the spacer material 14 compressed, namely, if it is thicker than 0.4 mm, as in the in 3 illustrated variant. As the spacer material 14 but essentially only stabilizing function for the ion exchange membrane 5 and not about sealing function, should the spacer material 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 in the compressed state of the seal 6 a gap between the seal 6 and completely or at least substantially fills the electrolytic cell array in the distance range, without absorbing compression force or at least only a negligible proportion 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 separately again. Good to see 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 tension screws can be passed. One of the two slides 8a . 8b is with a thermoplastic fluoropolymer layer 11 provided over which the two layers 8a . 8b are firmly connected together 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 embodiment according to 4 lies the spacer material 14 on the profiled outside of the seal 6 between the sealing cord 9 and the nearest outer edge of the gasket 6 , The spacer material 14 can be one with the adjacent slide 8b weldable thermoplastic material or be coated with such a material to a Thermosschweißverbindung between the spacer material 14 and the foil 8b to be able to produce. It is also conceivable, however, a connection by means of another thermally stable adhesive.

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. This can be procedurally cheaper. If namely the sealing cord 9 only in a separate operation between the two slides 8a . 8b , which can already be pre-welded in other areas of the seal, is brought, then can 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 in the region of the spacer material has only one film layer, the film 8a or the foil 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 particular embodiment of the invention, the two films 8a . 8b also in the co-extrusion process as a single film with laces trapped therebetween 9 and 10 getting produced. The strings 9 and 10 Do not lie between two slides, but between two film surfaces. The spacer material 14 may already be taken into account in the cross-sectional profile of the extruded film. Finally, it is even conceivable that instead of the two integrated in the extrudate cords 9 and 10 the extrudate consists of a solid material, with the cords 9 and 10 are realized only by appropriate thickening of the extrudate as a 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 be made of a variety of materials, for example, 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.At the sealing cord 9 However, it is preferably a formed substantially cord-shaped structure of at least one spirally-rolled sheet-like material of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Such a seal is for example in the DE 197 23 907 A1 the applicant described. As explained therein, this seal can have a density gradient over its line cross-section, which increases from the outside of the second sealing component, starting in the direction of its cross-sectional center. In particular, the aforementioned patent application describes how a self-contained ring seal can be made from a self-rolled cylindrical film. With such a self-contained ring seal less leakage problems occur because it has no inhomogeneous gaskets. The ePT-FE material of the ring seal 9 may 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. It is essential, above all, that the sealing cord 9 and the spacer cord 10 in the operating state, that is, after a possible setting within the initial operating time, have approximately the same compressed thickness. Otherwise, the housing flanges could 1a . 2a when bracing a wedge-shaped arrangement to each other and thereby cause a wandering of the strings. In the extreme case, this can lead to leakage of the electrolysis cell arrangement. Therefore, it is preferred that the sealing cord 9 and the spacer cord 10 in the unloaded state have approximately the same diameter and moreover preferably also have approximately the same modulus of elasticity, even if the two cords 9 . 10 for cost reasons, need not necessarily be made of the same material.

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.For the two slides 8a . 8b they are preferably fluoropolymer films, in particular films of polytetrafluoroethylene, such as multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE), wherein at least one of the films is coated on one side with ethylene-fluoroethylene 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 Autoklauen, 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.Hereinafter, a method for producing the above-described electrolytic cell seal will be explained. First, a frame-like arrangement is provided, consisting of the two films 8a . 8b as well as the intervening cord 10 includes with spacer function. This frame-shaped material can be produced in the case of large series in a single operation, for example in a car claw. It should be noted that an internal area of the two films is not mitein other welded, so in a subsequent step nor the sealing cord 9 and optionally also the spacer material 14 between the two layers 8a . 8b can then be inserted, whereupon then the Verscheißen the two slides 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 from multidirectionally stretched polytetrafluoroethylene be withdrawn from supply rolls with a stock length of for example 180 m and through a connection 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. Due to 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 8a . 8b in the field of 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 be in the connection station or double belt press 15 no over the entire width but only over part of the width through the EFEP coating 11 welded together. Although an EFEP coating is also in the remaining area of at least one of the two films 8a . 8b available. However, this area will be next to the connection station 15 brought hither. At the same time, the two edges of the superimposed films 8a . 8b trimmed so that two edges are exactly on top of each 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.In order to achieve that the film composite is one-sided ( 7B ) is either the upper band or the lower band of the double band press 15 divided so that the spacer cord 10 is guided along this dividing gap in a depression.

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 now shows the frame-like arrangement consisting of four sections of the welded together film webs. In the non-welded areas is the top sheet 8b folded up so that between the slides 8a . 8b a self-contained ring seal 9 can be inserted. The folded up sections of the slides 8b are then on the ring seal 9 folded down. In the corner areas of the frame-like arrangement, the films 8a . 8b each by a Eckverbindungsfolie 18 underlaid to firmly connect adjacent foil sections together. A corresponding Eckverbindungsfolie 18 is also placed on top of each corner of the frame-like arrangement from above (not shown). First, the corner areas are then welded together, for example by pulse welding. Subsequently, the slides 8a . 8b the four film 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 hot press, which in turn a profile for the sealing cord 9 is to 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 not shown spacer material 14 can either before folding down the slide 8b between the slides 8a and 8b be inserted or afterwards on the slide 8b be hung up. In addition, supplements of the spacer cord 10 on the slide 8b be hung up, so that the spacer cord 10 forms a closed ring. The spacer material 14 and the replacements of the spacer cord 10 are then integrated with the above-described welding step in the seal. Finally, holes (not shown) are punched into the gasket to insert screws.

Claims

Poetry ( 6 ) for an electrolytic cell arrangement, comprising a first film surface and a second film surface, as well as a substantially spacer function acquiring, cord-shaped first sealing component ( 10 ) and a substantially sealing function accepting, cord-shaped second sealing component ( 9 ) spaced apart from each other between the first film surface and the second film surface, the distance between the two seal components ( 9 . 10 ) is a multiple of its maximum thickness.

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

Seal according to claim 1 or 2, wherein the two sealing components ( 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 string and the second sealing component ( 9 ) is a second string.

Seal according to claim 5, wherein that of the two cords ( 9 ), which in the case of use of the seal ( 6 ) is closer to the electrolysis cell, consists of a spirally wound film.

A gasket according to claim 6, wherein the cord made from the spirally wound foil ( 9 ) is a self-contained ring cord 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 of a second film ( 8b ) is formed.

Seal, characterized in that the two film surfaces by a stable to 100 ° C adhesive ( 11 ) are interconnected.

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

A gasket 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 a fluoropolymer-based adhesive.

A gasket according to claim 12, wherein the adhesive ( 11 ) Ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP).

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

Seal according to claim 14, wherein the sealing components ( 9 . 10 ) are enclosed 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 thickenings of the cross section of the extruded film.

Seal according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the two film surfaces over that of the two sealing components ( 9 ), which in the case of use of the seal is closer to the electrolytic cell space, extends a little way out, wherein in this extension region a spacer material ( 14 ) is provided, which completely or at least substantially fills a gap between the seal and the electrolysis cell assembly in the extension region in the compressed state of the seal, without compressive force or at least absorb only slightly compression force.

A gasket according to claim 17, wherein the spacer material ( 14 ) between the slides ( 8a . 8b ) lies.

A gasket according to claim 17, wherein the spacer material ( 14 ) on an outside of the two films ( 8a . 8b ) of the seal ( 6 ) is present.

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

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

Use of a seal according to one of Claims 1 to 21 in an electrolysis cell arrangement comprising - a cathode space 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 ), the anode space and the cathode space separating separator ( 5 ), and - a seal ( 6 ) between the first housing part ( 1 ) or the second housing part ( 2 ) and the separator ( 5 ).

Method for producing a seal ( 6 ) for an electrolytic cell arrangement comprising the steps: - providing an at least two-layered material in a frame-like arrangement with one between the material layers ( 8a . 8b ) received first string ( 10 ), - arranging a second string ( 9 ) circulating between the material layers ( 8a . 8b ) of the frame-shaped material such that the distance of the first line ( 10 ) to the second string ( 9 ) is a multiple of its maximum diameter and the second string ( 9 ) is closer to the center of the frame-shaped arrangement than the first line ( 10 ), and - connecting the material layers ( 8a . 8b ) including the cords ( 9 . 10 ) such that a one-piece frame-shaped seal is formed.

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

The method of claim 24, wherein the production of the at least two-layered material in a continuous Procedure is done.

Method according to claim 25, wherein as connecting station ( 15 ) a double belt press is used.

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 string ( 10 ) in the connection station ( 15 ) is guided on one side in a recess, so that the produced two-layer material is profiled on one side flat and one-sided.