DE1671415B1 - Vorrichtung zum einsetzen von kathodenglocke und diaphragma in elektrolytische zellen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein- des Mantels der elektrolytischen Zellen die zum Einsetzen von Kathodenglocke und Diaphragma in eine setzen des Diaphragmas dienenden Führungen in elektrolytische Zelle, beispielsweise in eine solche, Form von starren, sperrigen Metallkonstruktionen die zur Gewinnung von Natrium und Chlor bei der ausgeführt werden, die viel Platz in der Höhe des Kochsalzelektrolyse aus der Elektrolytschmelze von 5 Oberteils der elektrolytischen Zelle einnehmen und Halogeniden dient. die Bedienung der letzteren erschweren.

Bekannte Vorrichtungen zum Einsetzen von Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die

Kathodenglocke und Diaphragma besitzen vier senk- aufgezählten Nachteile zu beseitigen,

rechte Stützen, die starr um die elektrolytische Zelle Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

herum befestigt sind und an denen der Rahmen der io Vorrichtung zu entwickeln, die genügende Einsetz-

Kathodenglocke der elektrolytischen Zelle mit dem genauigkeit des Diaphragmas in der mit Elektrolyt

Drahtnetz-Diaphragma in den Raum zwischen den gefüllten elektrolytischen Zelle gewährleistet, die die

Elektroden herabgelassen wird (Fachbuch: A1 a b y - elektrolytische Zelle abdeckende ortsfeste Führungen

s c h e w u. a., »Natrium und Kalium«, Staatsverlag überflüssig macht, Austauschbarkeit aller in der Be-

für Chemie, 1959). 15 triebsabteilung befindlichen Kathodenglocken ge-

Beim Einsatz einer derartigen Vorrichtung tritt währleistet und keine erhöhten Forderungen in bezug

in erster Linie als unerwünschter Effekt die unsymme- auf Fertigungstoleranzen derselben stellt,

irische Lage des Drahtnetzes im Raum zwischen den Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum

Elektroden auf, welche dann unvermeidlich ist, wenn Einsetzen von Kathodenglocke und Diaphragma in

die Achse des zylindrischen Diaphragmas mit der 20 eine elektrolytische Zelle gelöst, die erfindungsgemäß

Anodenachse oder der Achse der mit der Anode dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtung aus

konzentrischen Kathode nicht zusammenfällt (d.h. einem Zentrier- und Montagestand für Kathoden- A

wenn die Achsen sich kreuzen oder zueinander par- glocke und Diaphragma besteht, der gleichzeitig zur "

allel liegen). Befestigung von Kathodenglocke und Diaphragma

In diesem Falle entstehen in der elektrolytischen 25 an einem Tragrahmen dient, und daß eine Hub- und Zelle am Diaphragma während des Betriebes Aus- Einsetzeinrichtung vorgesehen ist, die abwechselnd gleichsströme, die eine ungleiche Verteilung der über dem Zentrier- und Montagestand oder über der Stromdichte im Raum zwischen den Elektroden zur elektrolytischen Zelle aufstellbar ist, in die das Dia-Folge haben, wodurch wiederum Kalziumabschei- phragma koaxial in den Raum zwischen den Elekdung an der Kathode hervorgerufen wird. 30 troden herabzulassen ist, wobei Montagestand und

Um das Diaphragma in die elektrolytische Zelle Einsetzeinrichtung, bezogen auf die Vertikalachse während des Betriebes genügend genau einsetzen zu der Elektroden der elektrolytischen Zelle, zentriert können — dies muß etwa einmal pro Monat beim sind. Die Hub- und Einsatzeinrichtung soll den Trag-Auswechseln des Diaphragmas geschehen—sind bei rahmen für Kathodenglocke und Diaphragma erden bekannten Bauarten Führungen vorgesehen, die 35 fassen.

neben der elektrolytischen Zelle aufgestellt werden. Der Zentrier- und Montagestand ist vorzugsweise

Längs dieser Führungen gleitet der Rahmen der dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zylinder und

Kathodenglocke beim Herablassen des Diaphragmas eine Platte mit Stützen enthält, die dazu dienen, die

in die elektrolytische Zelle. Die Genauigkeit, mit zusammengesetzten Teile, Kathodenglocke, den Trag-

der der Rahmen der Kathodenglocke und die Füh- 40 rahmen und Diaphragma, in die vorgegebene Lage

rungen aneinander angepaßt sind, soll ausreichend zu bringen, und daß die Platte Zentrierbolzen be-

sein, um die erforderliche Diaphragmalage im ring- sitzt, die in bezug auf die Achse des Zylinders ebenso

förmigen Zwischenraum zwischen den Elektroden angeordnet sind, wie auf der Platte der elektroly- ^

sicherzustellen. tischen Zelle angeordnete Bolzen in bezug auf die |

Da das Diaphragma sich unter einer Elektrolyt- 45 Vertikalachse der Elektroden der Zelle,
schmelzschicht befindet, kann seine Lage nicht mit Die Hub- und Einsetzeinrichtung der Vorrichtung genügender Genauigkeit durch direkte Messungen ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß sie als kontrolliert werden und hängt nur davon ab, wie Kammer ausgeführt ist, in deren Hohlraum ein Rahgenau Führungen und Rahmen der Kathodenglocke men längs Vertikalführungen bewegbar montiert ist aneinander angepaßt wurden. Da die auswechselba- 50 und daß an der Kammer starr befestigte Klauen vorren Kathodenglocken mit den Diaphragmen und den gesehen sind, die Bohrungen für die Zentrierbolzen Rahmen aber auch für alle elektrolytischen Zellen aufweisen. Durch die Führungen soll der Tragraheiner Serie miteinander austauschbar sein sollen, ent- men der Glocke vertikal gehoben und gesenkt steht außer der geforderten Einsetzgenauigkeit für werden.

das Diaphragma noch eine ganz besondere Aniorde- 55 Zur Verschiebung des Rahmens der Hub- und

rung an die Fertigungstoleranz der an den elektro- Einsetzeinrichtung längs der Vertikalführungen sind

lytischen Zellen vorgesehenen Führungen und die auf diese Verschiebehülsen aufgesetzt, die mit Nuten

Rahmen aller Kathodenglocken einer ganzen Be- versehen sind, in die am Rahmen befestigte Gabeln

triebsabteilung mit mehreren elektrolytischen Zellen. eingreifen.

Unter den Bedingungen, die bei erhöhten Tempe- 60 Vorzugsweise hält der Rahmen der Hub- und Einraturen in solchen Betriebsabteilungen herrschen, Setzeinrichtung der Vorrichtung den Kathodengloksind diese Forderungen praktisch unerfüllbar, so daß kenrahmen mittels Greifern, die die Form von Mutdas Diaphragma in die elektrolytische Zelle ungenau tern haben und auf Schrauben aufgeschraubt sind, eingesetzt wird, wodurch eine Senkung der durch- die die Kathodenglocke mit ihrem Tragrahmen verschnittlichen Stromausnutzung hervorgerufen wird. 65 binden.

Außerdem, müssen, bei,.leistungsfähigen elektroly- Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend

tischen Zellen unter Berücksichtigung des Kathoden- an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel

glockengewichts und des bedeutenden Durchmessers beschrieben; es zeigt

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F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Montage- hochgehoben, die Backen 3 werden abgenommen und

und Zentrierstand der Vorrichtung, an der Kathodenglocke wird senkrecht das Dia-

F i g. 2 den Grundriß der Standplatte, phragma 11 befestigt. Hiernach wird die Glocke mit

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Hub- und dem Diaphragma herabgelassen und wieder hoch-

Einsetzeinrichtung der Vorrichtung und 5 gehoben, um zu prüfen, ob sie richtig miteinander

F i g. 4 die Gesamtansicht der Vorrichtung. verbunden sind. Danach werden beide zusammen mit

Die Vorrichtung zum Einsetzen der Kathoden- der Hub- und Einsetzeinrichtung zur elektrolytischen

glocke samt Diaphragma in die elektrolytische Zelle Zelle gebracht und auf diese so aufgesetzt, daß die

enthält: den Zentrierstand für die Kathodenglocke, Zentrierbolzen 6' in die Bohrungen der Klauen 20

die Kathodenglockenbefestigung am Tragrahmen und io eingreifen. Daraufhin werden die Kathodenglocke 9

die Verbindung mit dem Diaphragma; die Hub- und zusammen mit dem Diaphragma 11 und dem Trag-

Einsetzeinrichtung, die koaxial abwechselnd auf den rahmen 10 in bzw. auf die elektrolytische Zelle bis

erwähnten Stand zum Ergreifen des die Glocke samt zum Aufliegen des Rahmens der Kathodenglocke auf

Diaphragma tragenden Rahmens und danach auf die den Stützschrauben 7 herabgelassen. Danach werden

elektrolytische Zelle aufgesetzt wird, um das Dia- 15 der Rahmen 17 der Einrichtung und der Tragrahmen

phragma in den Raum zwischen den Elektroden ko- 10 der Kathodenglocke voneinander getrennt und die

axial herabzulassen; der erwähnte Stand und die Einrichtung wird fortgeschafft. Der zurückbleibende

ebenfalls erwähnte Einrichtung sind in bezug auf die Tragrahmen 10 der Kathodenglocke wird mit Hilfe

Vertikalachse der Elektroden der elektrolytischen der Anschlagschrauben 8 festgeklemmt.

Zelle zentriert. 20 Die Kathodenglocke wird mit derselben Einrich-

Der Montage- und Zentrierstand besitzt den Zy- tung, aber in umgekehrter Reihenfolge, ausgebaut,

linder 1 (F i g. 1 und 2), der auf dem Fundament 2 Hierbei gelangt Natriumoxid in die Atmosphäre des

befestigt ist. Am oberen Rand des Zylinders 1 sind Betriebsraumes, da das aus der Kathodenglocke aus-

Zentrierbacken 3 angebracht. tretende Natrium sich mit dem Luftsauerstoff um-

Über dem Zylinder 1 befindet sich die auf den 25 setzt. Um zu verhüten, daß Natriumoxid in den BeStützen 4 befestigte Platte 5 mit Zentrierbolzen 6, triebsraum gelangt, ist die Hub- und Einsetzeinrich-Stützschrauben 7 und Anschlagschrauben 8. tung vorteilhafterweise geschlossen ausgeführt. Beim

Mit Hilfe ein und derselben Schablone werden auf Aufsetzen derselben auf die elektrolytische Zelle be-

der Platte 5 des Standes und auf der Platte 5' der findet sich das Mundstück der am Badrand vorgese-

elektrolytischen Zelle die Zentrierbolzen 6 und 6' auf- 30 henen Absaugvorrichtung innerhalb der Hub- und

gesetzt, die in bezug auf die Achse des Zylinders 1 Einsetzeinrichtung, so daß das feinzerteilte Natrium-

und auf die Achse der Elektroden der elektrolyti- oxid aus dem Einrichtungsraum abgesaugt wird und

sehen Zelle die gleiche Lage haben. nicht die Luft des Betriebsraumes verunreinigt.

Für elektrolytische Zellen mit mehreren Elektro- Nach dem Entfernen des Natriumoxids wird die den können mehrere Zylinder vorgesehen werden. 35 Einrichtung mit der ausgebauten Glocke in die Draht-Auf dem Montage- und Zentrierstand werden netz-Reparaturabteilung gebracht, wo das Netz von Kathodenglocke 9, Tragrahmen 10 und Diaphragma der Glocke befreit wird.

11 (F i g. 3 und 4) zusammengesetzt und zentriert, Da die relative Lage der Zentrierbolzen in bezug

wobei die Kathodenglocke durch Zugstangen 12 mit auf die Elektrodenachse genau der Lage der Zen-

dem Tragrahmen verbunden wird. 40 trierbolzen und des Zylinders im Montage- und Zen-

Die Hub- und Einsetzeinrichtung besitzt die Stahl- trierstand entspricht, wird die Lage des Diaphragmas

kammer 13 (F i g. 3), in der auf den Vertikalführun- vor dem Einsetzen genau in bezug auf den Zylinder

gen 14 Verschiebehülsen 15 verschoben werden, in des Montagestandes ausgerichtet und die Einsetz-

deren Nuten am Rahmen 17 starr befestigte Gabeln einrichtung wird beim Abnehmen der Kathoden-

16 eingreifen. Der Rahmen 17 besitzt Greifer 18. 45 glocke vom Zylinder des Standes und beim Auf-

Zum Verschieben des Rahmens 17 längs den Ver- setzen derselben auf die elektrolytische Zelle auf

tikalführungen 14 ist das Getriebe 19 vorgesehen. An Führungsbolzen aufgesetzt, die identisch in bezug auf

der Stahlkammer 13 befinden sich Klauen 20 mit die Elektroden angeordnet sind. Hierdurch wird eine

Bohrungen, in die die Zentrierbolzen 6 und 6' ein- genaue und richtige Lage des Diaphragmas der elek-

greifen. Die konstruktive Ausführung der Platte 5' 5° trolytischen Zelle gegenüber den Elektroden gewähr-

der elektrolytischen Zelle ist der der Platte 5 des leistet und für die zur richtigen Durchführung des

Standes ähnlich. Prozesses erforderliche Potentialdifferenz zwischen

Beim Auswechseln der Kathodenglocke arbeitet Kathoden und Kathodenglocke gesorgt,

die Vorrichtung folgendermaßen: Die Kathoden- Gleichzeitig macht die Vorrichtung es überflüssig,

glocke 9 wird auf die Zentrierbacken 3 des Zylin- 55 daß um jede elektrolytische Zelle herum während

ders 1 aufgesetzt. Der Tragrahmen 10 der elektroly- des Betriebs stets eine sperrige Führungskonstruk-

tischen Zelle wird von oben her auf die Platte 5 tion vorhanden ist; weiterhin wird das Problem der

herabgelassen und über die Zugstangen 12 mit der Belüftung der Betriebsräume gelöst; ferner sind enge

Kathodenglocke verbunden. Fertigungstoleranzen der Teile der elektrolytischen

Dann wird auf die Zentrierbolzen 6 des Montage- 60 Zelle, die das Austauschen der Kathodenglocken er-

standes die Hub- und Einsetzeinrichtung aufgesetzt. möglichen sollen, überflüssig, und es ist möglich,

Hiernach wird der Tragrahmen 10 der Kathoden- etwa erforderliches Nachzentrieren des Diaphragmas

glocke am Rahmen 17 der Einrichtung befestigt. während des Betriebes der elektrolytischen Zelle

Hierbei kann der Kathodenglockenrahmen eine durchzuführen.

beliebige Lage in bezug auf die Zylinderachse ein- 65 Die Hub- und Einsetzvorrichtung ist so gebaut,

nehmen. daß die bei Erwärmung auftretenden Dehnungen das

Der Rahmen 17 der Einrichtung wird durch das Heben und Herablassen der Kathodenglocke nicht

Getriebe 19 zusammen mit der Kathodenglocke 9 verhindern.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einsetzen von Kathodenglocke und Diaphragma in eine elektrolytische Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Zentrier- und Montagestand für Kathodenglocke (9) und Diaphragma (11) besteht, der gleichzeitig zur Befestigung von Kathodenglocke (9) und Diaphragma (11) an einem Tragrahmen (10) dient, und daß eine Hub- und Einsetzeinrichtung vorgesehen ist, die abwechselnd über dem Zentrier- und Montagestand oder über der elektrolytischen Zelle aufstellbar ist, in die das Diaphragma (11) koaxial in den Raum zwischen den Elektroden herabzulassen ist, wobei Montagestand und Einsetzeinrichtung, bezogen auf die Vertikalachse der Elektroden der elektrolytischen Zelle, zentriert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier- und Montagestand einen Zylinder (1) und eine Platte (5) mit Stützen (4) enthält, die dazu dienen, die zusammengesetzten Teile, Kathodenglocke (9), Tragrahmen (10) und Diaphragma (11), in die vorgegebene Lage zu bringen, und daß die Platte (5) Zentrierbolzen (6) besitzt, die in bezug auf die Achse des Zylinders (1) ebenso angeordnet sind, wie auf der Platte (5') der elektrolytischen Zelle angeordnete Bolzen (6') in bezug auf die Vertikalachse der Elektroden der Zelle.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub- und Einsetzeinrichtung als Kammer (13) ausgeführt ist, in deren Hohlraum ein Rahmen (17) längs Vertikalführungen (14) bewegbar montiert ist, und daß an der Kammer (13) starr befestigte Klauen (20) vorgesehen sind, die Bohrungen für die Zentrierbolzen (6 und 6*) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (17) der Hub- und Einsetzeinrichtung über Verschiebehülsen (15) an die Vertikalführungen (14) angebracht ist und die Verschiebehülsen (15) mit Nuten versehen sind, in die am Rahmen (17) befestigte Gabeln (16) eingreifen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (17) der Hub- und Einsetzeinrichtung den Rahmen (10) A der Glocke (9) mittels Greifern (18) hält, die die ^ Form von Muttern besitzen und auf Schrauben aufgeschraubt sind, die die Glocke (9) mit ihrem Tragrahmen (10) verbinden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen