DE1224285B - Device for adjusting anodes in chlor-alkali electrolysis cells with horizontal cathodes - Google Patents

Device for adjusting anodes in chlor-alkali electrolysis cells with horizontal cathodes

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DE1224285B DEB72039A DEB0072039A DE1224285B DE 1224285 B DE1224285 B DE 1224285B DE B72039 A DEB72039 A DE B72039A DE B0072039 A DEB0072039 A DE B0072039A DE 1224285 B DE1224285 B DE 1224285B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

COIdCOId

Deutsche Kl.: 121-1/14 German class: 121-1 / 14

Nummer: 1224285Number: 1224285

Aktenzeichen: B 72039IV a/121File number: B 72039IV a / 121

Anmeldetag: 24. Mai 1963Filing date: May 24, 1963

Auslegetag: 8. September 1966Opening day: September 8, 1966

Die Graphitanoden in Chloralkalielektrolysezellen unterliegen im Betrieb einem elektrochemischen und mechanischen Verschleiß. Die Folge davon ist, daß die meist plattenförmigen Anoden allmählich dünner werden, bis schließlich ihr Ersatz durch neue Anoden unvermeidlich wird. Durch den Verschleiß vergrößert sich laufend der Abstand zwischen Anode und Kathode, wodurch der innere Widerstand der Zelle und damit verbunden die Zellenspannung steigt. Dem Ansteigen der Zellenspannung wird dadurch begegnet, daß man die Anoden periodisch in Richtung zur Kathode verstellt. Bei Elektrolysezellen mit horizontalen Kathoden, insbesondere Quecksilberkathoden, läuft dies auf ein Absenken der Anode gegen die Kathode hinaus.The graphite anodes in chlor-alkali electrolysis cells are subject to an electrochemical and mechanical wear. The consequence of this is that the mostly plate-shaped anodes gradually become thinner until finally their replacement with new anodes becomes inevitable. Due to the wear and tear the distance between anode and cathode increases continuously, which increases the internal resistance of the Cell and the associated cell voltage increases. This will increase the cell voltage encounters that the anodes are periodically adjusted in the direction of the cathode. With electrolytic cells with horizontal cathodes, especially mercury cathodes, this amounts to a lowering the anode out against the cathode.

Die Graphitanoden solcher Elektrolysezellen bestehen üblicherweise aus Anodenplatten und einem daran angebrachten Schaft, der einerseits der Befestigung der Anoden im Zellendeckel und andererseits der Stromzuführung zur Anodenplatte dient. Der Schaft ist entweder mit den Anodenplatten verschraubt oder durch konische Flächen verbunden, v/obei zur Sicherung der Verbindung beide Teile mit Hilfe von Hartgummistäbchen verstiftet sein können.The graphite anodes of such electrolytic cells usually consist of anode plates and a attached shaft, on the one hand the attachment of the anodes in the cell cover and on the other hand serves to supply power to the anode plate. The shaft is either screwed to the anode plates or connected by conical surfaces, v / obei to secure the connection both parts with Can be pinned with the help of hard rubber sticks.

Für die Befestigung und das Nachstellen solcher Anoden ist bereits eine Anzahl von Vorrichtungen bekanntgeworden. Diese Vorrichtungen müssen so beschaffen sein, daß die Anoden in ihrer Lage vertikal und ohne Drehung verstellt werden können und eine genügende Abdichtung zwischen Anodenschaft und Zellendeckel an seiner Durchtrittsstelle gewährleistet ist. Diese Bedingungen sind bei den bekannten Vorrichtungen nur durch Kompromisse erreichbar.A number of devices are already available for the attachment and readjustment of such anodes known. These devices must be designed so that the anodes in their position Can be adjusted vertically and without rotation and a sufficient seal between the anode shaft and cell cover is guaranteed at its point of passage. These conditions are with the known devices can only be achieved through compromises.

Die einfachste bekannte Halterung besteht aus einem durchbohrten Gummistopfen, durch dessen Bohrung der Anodenschaft geführt wird. Der Gummistopfen wird so stark in die Öffnung des Zellendeckels hineingeschlagen, daß nicht nur der Anodenschaft eine Führung erhält, sondern auch infolge der hohen Reibung zwischen Schaft und Stopfen die Anode sicher in ihrer Höhenlage gehalten wird. Die Führung der Anode ist bei dieser Vorrichtung allerdings unbefriedigend Eine Verstellung der Anode kann ferner nur nach unten erfolgen, wobei ein beträchtlicher Druck auf den Schaft ausgeübt werden muß.The simplest known bracket consists of a pierced rubber stopper through which Bore of the anode shaft is performed. The rubber stopper gets so hard into the opening of the Cell cover struck so that not only the anode shaft receives a guide, but also due to the high friction between the shaft and the stopper, the anode is held securely in its height position will. In this device, however, the guidance of the anode is unsatisfactory. Adjustment the anode can also only be done downwards, with considerable pressure on the Shaft must be exercised.

Eine andere bekannte Nachstellvorrichtung besteht aus einem auf dem Zellendeckel über der Anodenöffnung fest angeordneten, mit einer beweglichen Führungsmutter versehenen Traggestell. Die Führungsmutter greift in eine auf das Oberteil des Vorrichtung zum Verstellen von Anoden in
Chloralkali-Elektrolysezellen mit horizontalen
KathodenAnother known adjustment device consists of a support frame which is fixedly arranged on the cell cover above the anode opening and provided with a movable guide nut. The guide nut engages in a on the upper part of the device for adjusting anodes
Chlor-alkali electrolysis cells with horizontal
Cathodes

Anmelder:Applicant:

Badische Anilin- & Soda-FabrikAniline & Soda Factory in Baden

Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/RheinAktiengesellschaft, Ludwigshafen / Rhein

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Dr. Werner Honsberg, Bad Dürkheim; Dr. Heinrich Müller f,Dipl.-Ing. Dr. Werner Honsberg, Bad Dürkheim; Dr. Heinrich Müller f,

Ludwigshafen/RheinLudwigshafen / Rhine

Anodenschaftes aufgebrachte ■ Stahlgewindebuchse ein, mit der die Höheneinstellung der Anode möglich ist. Um eine Verdrehung des Stabes während der Einstellung zu vermeiden, ist eine besondere Führung des Schaftes erforderlich. Der gasdichte Abschluß des Stiftes am Zellendeckel wird durch ein System erreicht, das aus einer mit dem Zellendeckel fest verbundenen Stopfbuchse mit Gummiring und Stopf - ■ a steel threaded bushing attached to the anode shaft, with which the height of the anode can be adjusted. In order to avoid twisting the rod during the adjustment, special guidance of the shaft is required. The gas-tight seal of the pin on the cell cover is achieved by a system consisting of a stuffing box with a rubber ring and a plug that is firmly connected to the cell cover.

buchsenbrille besteht. Diese Vorrichtung gewährleistet zwar eine befriedigende Führung und Verstellmöglichkeit, bedarf jedoch eines hohen Aufwandes an Material und bedingt infolge ihres relativ komplizierten Aufbaus eine zeitraubende und zum Teil schwierige Montage beim Anodenwechsel.socket glasses exist. Although this device ensures satisfactory guidance and adjustment, however, requires a lot of material and due to their relatively complicated Construction a time-consuming and sometimes difficult assembly when changing anode.

Bekannt ist schließlich auch eine Nachstellvorrichtung, bei der der mit einem Gewinde versehene obere Teil des Anodenschaftes mittels einer Mutter, die auf einem auf dem Zellendeckel fest angeordneten Traggestell lagert, geführt wird. Die Abdichtung erfolgt mittels einer Membran aus Weichgummi, die auf einem auf dem Zellendeckel angeordneten gummierten Stutzen befestigt ist. Auch bei dieser Vorrichtung läßt sich ein Anodenwechsel nur sehr schwierig durchführen. Die Abdichtmembran besitzt auf Grund der großen Fläche, die sie für den Angriff des Chlors bietet, eine nur kurze Lebensdauer.Finally, an adjusting device is also known, in which the threaded upper part of the anode shaft by means of a nut, which is stored on a support frame which is fixedly arranged on the cell cover. The waterproofing takes place by means of a membrane made of soft rubber, which is arranged on a cell cover rubberized nozzle is attached. In this device, too, the anode can only be changed very easily difficult to perform. The sealing membrane possesses due to the large area that it has for the attack of chlorine only has a short lifespan.

Die genannten Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung, bei der der Anodenschaft an seinem oberen Ende mit einem Gewinde versehen ist, in das das Gewinde einer von einem auf dem Zellendeckel ruhenden TraggestellThe disadvantages mentioned are in the adjusting device according to the invention, in which the Anode shaft is provided at its upper end with a thread, in which the thread is one of a support frame resting on the cell cover

609 659/247609 659/247

Claims (1)

3 43 4 geführten Mutter eingreift, dadurch vermieden, daß Einige Aüsführungsformen der erfindungsgemäßenguided nut engages, thereby avoiding that some embodiments of the invention die Mutter von einem lose auf dem Zellendeckel Verstelleinrichtung sind in den Fig. 1 bis 4 näherthe nut of a loose on the cell cover adjusting device are shown in more detail in FIGS aufliegenden und drehbaren Traggestell geführt wird veranschaulicht.supported and rotatable support frame is illustrated. oder mit diesem eine Einheit bildet und daß der In Fig. 1 ist die.Anodenplatte 2 mit dem Anoden-Anodenschaft in Höhe seines Durchtritts durch den 5 schaft 1 fest verbunden. Der obere Teil des Schaftes Zellendeckel durch einen in die Zellendeckelöffriung ist mit einem Gewinde 3 versehen, in das das Geeingesetzten und zentrisch durchbohrten Rillen- oder winde einer mit einem Traggestell 4 eine Einheit Labyrinthstopfen aus gummielastischem Material bildenden Mutter 5 eingreift. Das Traggestell ruht abgedichtet ist. lose auf dem Zellendeckel 6. Die Durchtrittsöffnungor forms a unit with this and that the in Fig. 1 is die.Anodenplatte 2 with the anode-anode shaft at the level of its passage through the 5 shaft 1 firmly connected. The upper part of the shaft Cell cover through a cell cover opening is provided with a thread 3 into which the inserted and centrally pierced grooves or winds one with a support frame 4 a unit Labyrinth plug made of rubber-elastic material forming nut 5 engages. The support frame rests is sealed. loosely on the cell lid 6. The passage opening Der für die Abdichtung verwendete Rillen- oder io im Zellendeckel für den Anodenschaft geht nach Labyrinthstopfen aus gummielastischem Material, oben in einen Stutzen 7 über, in dem der konisch z. B. aus natürlichem Gummi oder Silicongummi, ist sich nach unten verjüngende Rillenstopfen 8 einzweckmäßig zylindrisch gestaltet. Um einen be- gesetzt ist. Die Graphitanode wird durch entsonders festen Sitz des Stopfens in der Zellendeckel- sprechende Drehung des Traggestells unmittelbar mit öffnung zu gewährleisten, geht diese nach oben in 15 der Hand oder mittelbar mit Hilfe eines geeigneten einen Stutzen über. Der Stopfen wird bei derart aus- Schlüssels nach oben oder unten gesenkt. Die Angestalteten Durchtrittsöffnungen zweckmäßig so aus- wendung von Druck auf den Anodenschaft ist bei gebildet,, daß er nach oben in einen Kragen übergeht, der Senkung der Anode nicht erforderlich; sie geder um das obere Stutzenende gestülpt wird. Zwecks schieht vielmehr lediglich auf Grund des Eigen-Verminderung der Reibung zwischen Stopfen und 20 gewichts der Anode. - ■The groove or io used for sealing in the cell cover for the anode shaft follows Labyrinth stopper made of rubber-elastic material, above in a nozzle 7 over, in which the conical z. B. made of natural rubber or silicone rubber, grooved plug 8 tapering downwards is one-purpose cylindrically designed. To one is occupied. The graphite anode is special tight fit of the stopper in the cell cover- speaking rotation of the support frame directly with it To ensure opening, this goes upwards in 15 hand or indirectly with the help of a suitable a neck over. The plug is lowered up or down with such an off key. The designed Passages are expediently so that pressure is exerted on the anode shaft formed, that it merges at the top into a collar, the lowering of the anode is not necessary; she geder is placed around the upper end of the nozzle. Rather, the purpose is only based on self-diminution the friction between the plug and the weight of the anode. - ■ Anodenschaft kann die äußere Fläche des Trag- In F i g. 2 ist eine Versteh*einrichtung veranschaustiftes sowie die mit zueinander parallel angeordne- licht, bei der die Mutter 21 von dem Traggestell 22 ten Rillen oder gewindeförmig ineinander über- getrennt und auf dem ruhenden Traggestell drehbar gehenden Rillen versehenen Innenflächen des Stop- angeordnet ist. Durch entsprechendes Drehen der fens mit einem geeigneten Fett eingefettet werden. 25 Mutter kann der Anodenschaft 23 und damit die in Um eine genügende Abdichtung zu erreichen, ist die der Figur nicht gezeigte Anode gehoben oder gesenkt Innenfläche des Stopfens mit etwa vier Rillen aus- werden. Das Drehen der Mutter kann mit einem begestattet. Es ist allerdings auch möglich, die Anzahl sonderen Schlüssel oder auch mit der Hand vorder Rillen bis auf eine zu erniedrigen, oder anderer- genommen werden. Für den letzteren Fall sind an seits die Zahl der Rillen zu erhöhen. 30 der Mutter zweckmäßig Griffe 24 vorgesehen.The anode shaft can be the outer surface of the supporting structure. 2 is a comprehension facility as well as those arranged parallel to one another, in which the nut 21 of the support frame 22 th grooves or thread-like separated into each other and rotatable on the resting support frame grooved inner surfaces of the stop is arranged. By turning the fens must be greased with a suitable grease. 25 mother can the anode shaft 23 and thus the in In order to achieve a sufficient seal, the anode, not shown in the figure, is raised or lowered Make about four grooves on the inside of the plug. The turning of the nut can be endowed with one. However, it is also possible to specify the number of special keys or by hand Grooves to degrade except for one, or other- to be taken. In the latter case are on on the other hand to increase the number of grooves. 30 of the mother appropriately handles 24 provided. Der Anodenschaft und das auf ihn aufgesetzte Zwecks Einsparung von Graphit kann das Ge-The anode shaft and the one placed on it in order to save graphite can oder an ihm angebrachte Gewinde kann aus Graphit windestück des Anodenschaftes aus Metall gefertigtor thread attached to it can be made of graphite threaded piece of the anode shaft made of metal oder auch aus Metall hergestellt sein. Zweckmäßig sein und ist in an sich bekannter Weise mit demor made of metal. Be expedient and is in a known manner with the wählt man bei einem Gewinde aus Graphit eine Anodenschaft verbunden. In diesem Fall ist dieone chooses an anode shaft connected with a thread made of graphite. In this case it is Mutter aus Metall oder umgekehrt. 35 Mutter, um ein Verklemmen zu verhindern, ausMetal nut or vice versa. 35 nut to prevent jamming Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung bietet Graphit hergestellt.The adjustment device according to the invention offers made graphite. eine Reihe wesentlicher Vorteile gegenüber den In F i g. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch einen bisher bekannten Verstelleinrichtungen mit gleich Rillenstopf en 31 mit fünf Rillen 32 und einem aufguter Verstellgenauigkeit. Durch die lose Auflage gesetzten Kragen 33 dargestellt,
der Verstellmutter auf dem Zellendeckel, verbunden 40 In F i g. 4 ist der Anodenschaft 41 durch die mit mit der federnden Führung des Anodenschaftes im dem Traggestell 43 eine Einheit bildende Mutter 42 Rillenstopfen, wird beim Zusammenbau von Zellen geführt. Das mit dem Zellendeckel 44 nicht fest verein Brechen der Anoderiplatten vermieden. Die bundene Traggestell ruht zwecks Verringerung der Anoden stellen sich zwangläufig in horizontale Reibung auf einem auf dem Deckel lose aufliegenden Position. Bei Druckstößen, die in den Gasräumen 45 Gleitring 45. Dieser kann aus Metall oder, falls eine der Zellen gelegentlich.auftreten können, wenn an elektrische Isolierung zwischen Elektrode und einer Stelle des Gassystems eine Chlorknallgasver- Elektrolyseur erwünscht oder erforderlich ist, aus puffung auftritt, werden die Anoden an den be- Kunststoff gefertigt sein. Der Kragen 47 des Rillentreffenden Stellen lediglich leicht angehoben, wobei Stopfens 48 wird um den auf dem Zellendeckel anderen Schäfte durch die Rillenstopfen gedrückt wer- 50 geordneten Stutzen 46 gestülpt. Um die Abdichtung den. Im Gegensatz zu starr mit dem Zellendeckel zwischen Außenfläche des Stopfens und der Innenverbundenen Anoden wird hierbei ein Brechen der fläche des Halses zu verbessern, ist die Außenfläche kostspieligen Anodenplatten ausgeschlossen, wo- des Stopfens eingefettet. Auch die Innenflächen des durch auch langdauernde Betriebsunterbrechungen Rillenstopfens werden zweckmäßig eingefettet,
für die Auswechselung der Anoden vermieden wer- 55a number of significant advantages over the In F i g. 3 is a vertical section through a previously known adjustment device with the same groove plug 31 with five grooves 32 and a good adjustment accuracy. Shown by the loose support set collar 33,
the adjusting nut on the cell cover, connected 40 in FIG. 4, the anode shaft 41 is guided by the groove plug, which forms a unit with the resilient guidance of the anode shaft in the support frame 43, and is guided during the assembly of cells. The breakage of the anoderi plates, which is not firmly united with the cell cover 44, is avoided. The bound support frame rests in order to reduce the anodes inevitably in horizontal friction on a position lying loosely on the cover. In the event of pressure surges in the gas chambers 45 sliding ring 45. This can be made of metal or, if one of the cells occasionally, can occur if a chlorine detonating gas electrolyser is desired or required on electrical insulation between the electrode and a point in the gas system, the anodes will be made on the plastic. The collar 47 of the point where the groove meets the groove is only slightly raised, the plug 48 being placed around the nozzle 46 arranged on the cell cover, which is pressed through the groove plug. To seal the. In contrast to rigid with the cell cover between the outer surface of the stopper and the inner connected anode, breaking of the surface of the neck is improved here, the outer surface of expensive anode plates is excluded, whereby the stopper is greased. The inner surfaces of the grooved plug, which can also be caused by long interruptions in operation, are expediently greased,
for changing the anodes are avoided den. Da die erfindungsgemäßß Verstelleinrichtung Patentansprüche:
aus wenigen, billigen und einfachen Bauelemententhe. Since the adjustment device according to the invention claims:
from a few, cheap and simple components besteht, kommt es beim Anodenwechsel zu nur sehr 1. Verstelleinrichtung für Anoden in Chlorkurzen Betriebsunterbrechungen. Durch die einfache alkali-Elektrolysezellen mit horizontalen Katho-Konstruktion der Verstelleinrichtung kann der 60 den, bei der der Anodenschaft an seinem oberen Anodenwechsel von ungelernten Arbeitskräften aus- Ende mit einem Gewinde versehen ist, in das das geführt werden. Weiterhin ist nicht zu unterschätzen, Gewinde einer von einem auf dem Zellendeckel daß die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung wäh- ruhenden Traggestell geführten Mutter eingreift rend der Lebensdauer der Anoden wartungsfrei und die Abdichtung mit gummielastischem Matebleibt. Die Leichtgängigkeit der Verstellmutter auf 65 rial erfolgt, dadurch gekenzeichnet, daß dem Gewinde erübrigt eine besondere Führung des die Mutter von einem lose auf dem Zellendeckel Anodenschaftes in vertikaler Richtung, um ein Ver- aufliegenden und drehbaren Traggestell geführt drehen zu verhindern. " wird oder mit diesem eine Einheit bildet und daßexists, there is only a very short 1. Adjustment device for anodes in chlorine when changing the anode. Due to the simple alkaline electrolysis cells with a horizontal cathode construction the adjustment device can be of the 60 den, in which the anode shaft at its upper Anode change by unskilled workers from the end is provided with a thread into which the be guided. Also not to be underestimated, thread one of one on the cell lid that the adjusting device according to the invention engages the nut guided while the support frame is at rest The service life of the anodes is maintenance-free and the seal with rubber-elastic material remains. The ease of movement of the adjusting nut takes place on 65 rial, characterized in that The thread eliminates the need for special guidance of the nut from a loose on the cell cover Anode shaft in the vertical direction, guided around an overlying and rotatable support frame to prevent turning. "becomes or forms a unit with this and that der Anodenschaft in Höhe seines Durchtritts durch den Zellendeckel durch einen in dieZellendeckelöffnung eingesetzten und zentrisch durchbohrten Rillen- oder Labyrinthstopfen aus gummielastischem Material abgedichtet ist.the anode shaft at the level of its passage through the cell lid through one into the cell lid opening inserted and centrally drilled grooved or labyrinth plugs made of elastic rubber Material is sealed. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rillen- oder Labyrinthstopfen eine zylindrische Form besitzt.2. Device according to claim 1, characterized in that the groove or labyrinth plug has a cylindrical shape. 3. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung im Zellendeckel nach oben in einen Stutzen übergeht.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the passage opening merges into a nozzle in the cell cover upwards. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Rillen- oder Labyrinthstopfens in einen Kragen übergeht, der über das obere Ende des Stutzens gestülpt ist.4. Device according to claim 3, characterized in that the upper part of the grooved or Labyrinth stopper merges into a collar that is slipped over the upper end of the nozzle. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 659/247 8.66 © Bundesdruckerei Berlin609 659/247 8.66 © Bundesdruckerei Berlin
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