DE1944712B2

DE1944712B2 - Vorrichtung fuer den zusammenbau einer downs elektrolysezelle aus einzelnen montagegruppen

Info

Publication number: DE1944712B2
Application number: DE19691944712
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Adajew, Jewgemj Iwanowitsch, Bh now, Alexandr Wasiljewitsch, Kamarjan, Georgij Mikirtytschewitsch, Nowoselow, Wiktor Alexandrowitsch, Jakimenko, Leonid, Markowitsch, Moskau
Priority date: 1969-09-03
Filing date: 1969-09-03
Publication date: 1972-03-30
Also published as: US3685121A; DE1944712A1; FR2066836A1; GB1288777A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den £us;immenbau einer Downs-Elektrolysezelle aus einzelnen Montagegruppen, insbesondere zur /.entrierung der auf einem gesonderten Ständer mit dem Diaphragma zusammengebauten Sammelhaube gegenüber der Elektrodengruppe der Elektrolysezelle, die wenigstens eine zylindrische, die Anode umgebende Kathode und ein in dem ringförmigen Elektrodenzwischenraum angeordnetes Diaphragma aufweist; es ist hierbei ein Element vorgesehen, das in der Elektrolysezelle und/oder auf dem Ständer in das Innere der Elektrode hineinpaßt oder diese umschließt. 6$

In der deutschen Auslegeschrift 1 162 574 ist eine Vorrichtung für den Zusammenbau einer Downs-Elektrolysezelle aus Einzelteilen und insbesondere zum Justieren einer Sammelhaube für eine solche Zelle beschrieben, die in einem Gehäuse mehrere jeweils von einer zylindrischen Kathode umgebene Anoden und in dem Ringraum zwischen Anode und Kathode jeweils ein Diaphragma enthält, das obLMi von einer Sammelhaube gehalten wird, wobei die Anodenstäbe mit einer Montagevorrichtung auf dem Zellenboden befestigt sind und mittels eirsr anderen Montagevorrichtung ein Teil des Zellengehäuses, ein Teil der Zellenauskleidung und die Kathode eingebaut sind und wobei diese Montagevorrichtungen sowie das obere Zellengehäuse mit Hilfe einer weiteren Montagevorrichtung zu einer Einheit montiert sind und wobei andererseits die Sammelhaube mit ihrem Halterahmen mittels noch einer weiteren Montagevorrichtung sowie die Diaphragmen mittels wiederum oiner weiteren Montagevorrichtung zu einer Einheit zusammengesetzt sind; diese beiden Einheiten wiederum sind mit einer weiteren Montage vorrichtung zu der fertigen Elektrolysezelle zusammengebaut.

Die deutsche Auslegeschrift 1 162 574 sieht somit den Zusammenbau einer Downs-Elektrolysezelle aus einzelnen Montagegruppen vor die auf gesonderten Montagevorrichtungen mit der mit dem Diaphragma zusammengebauten Sammelhaube gegenüber der Elektrolysezelle zentriert werden. Die Elektrolysezelle besteht dort aus einem Kathodenarm, der die Anoden wenigstens teilweise zylindrisch umgibt, und es sind in den ringförmigen Zwischenräumen zischen den dort gezeigten vier Anoden und dem Kathodenblock Diaphragmen vorgesehen. Die Montagevorrichtungen passen gewissermaßen in das Innere der Elektroden hinein oder umschließen diese. Der genaue Zusammenbau des Gehäuses einer Elektrolysezelle wird mit mehreren, besonderen Zwecken dienenden Montage Errichtungen durchgeführt, die im Hinblick auf die Anoden und Kathoden Schablonen darstellen. Das Ziel dieser Vorrichtung besteht darin, die Diapht.igmen in ihrer Lage zwischen Anode und Kathode genau zu zentrieren.

Hin Hinweis auf eine Vorrichtung, die es ermöglicht, das zusammengestellte Gehäuse der Elektrolysezelle mit einer Einrichtung, auf der der Zusammenbau der Sammelhaube mit dem Diaphragma vollzogen wird, miteinander in (Übereinstimmung /·ι bringen, ist in dieser Auslegeschrift nicht enthaltet'. Ist eine sole Möglichkeit und dementsprechend eine Vorrichtung für dieses Zentrieren nicht vorhanden, so führt dies dazu, daß im Arbeitsprozeß wegen ties Abtrags und der Deformation der einzelnen Teile die Koordinierung der Vorrichtung zerstört wird und die Sammelhaube mit dem Diaphragma eine falsche I agc in der Elektrolysezelle einnimmt.

Ferner sind Montagelehren bekam¹' die em plattenförmigen Bauteil mit öffnungen .1 die /.u zentrierenden Elemente (Anoden, Kali den) ent* halten. Bei der Montage von Elektrolysezellen werden mehrere solcher Lehren verwendet.

Die Montage ganzer Serien von Elektrolysez.ellen bleibt aber selbst bei Verwendung dieser Lehren sehr kompliziert und erfordert hohe Genauigkeit beim Einbau der Elektrolysenzellenteile. Daher ist die Montage sehr zeit· und arbeitsaufwendig. Als Folge hiervon werden Montage und Betrieb der Elektrolysezellen verteuert. Die Verwendung von Lehren bei der Elektrolysezellenmontage gestattet

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es praktisch, nichi. das Diaphragma im Zwischen- Ausfuhiungslv.ispielen unter Hinweis aul die Zeichtlcktrodcnnuim genau einzubauen. Dies ist insheson- nungeu besehiiebcn. Es zeigt
jere beim Auswechseln der Sammelhaube mit daran Fig. I die Vorrichtung im (iiundriß,
befestigtem Diaphragma schwierig, wenn letzteres in Fig· 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. L die Schmelze eingetaucht wird. Wird das Diaphragma 5 Fig, 3 einen Senkrechischnitt durch die auf dem linier einer Elcklrolytschichi montiert, so kann seine Ständer belindliche Vorrichtung,
Lage nicht kontrolliert und vor allem nicht mit einer Fig. 4 einen Senkrechtschnitl durch die auf der Solch ausreichenden Genauigkeit verbessert werden, Elektrolysezelle befindliche Vorrichtung,
«laß ein stabiler Elektrolysepio/eü gewährleistet wird. Fig. 5 die Elektrolysezellenmontage unter Verleiher erfordert die Montage der Elektrolyse/eilen io wendung der eilindungsgemäßen Vorrichtung in inner Verwendung der bekannten Lehren hohe schematischer Darstellung,

Her.stelluii",sgenauigkeit der Elektrolysezellcnteile, Fig. 6 die Ansicht der Vorrichtung mit aus vier beispielsweise der Mäntel, die als Ausgangselemente Rohrslücken bestehenden Zentrierelementen und
K'im Zentrieren dienen. Ist das Diaphragma nicht F i g. 7 einen Längsschnitt durch die in F i g. 6 konzentrisch im Elektroden.tvvischenraum angeord- 15 dargestellte Vorrichtung.
net, so wird der elektrische Strom ungleichmäßig . 11
verteilt; dies hat wiederum zur Folge (z.B. bei der Beispiel
Gewinnung von metallischem Natrium), daß Kalzium Die Montagevorrichtung für Elektrolysezelle!! cnlßn der Kathode niedergeschlagen wird und daß sich hält ein Bauteil 1 (Fig. 1 un:¹ 2), das in Form von Kai/iumbrücken zwischen Kathode und Diaphragma 20 sich kreuzenden trägern ausgeführt ist. welche, um bilden, wodurch die Stromausbeuie sehr .->tark gesenkt ihre Steifigkeit zu erhöhen, zu einem Rahmen verwird, bunden sind und Öffnungen 2 für Zentrierstif'.e 3

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine (Fig. 3) besitzen. Das Bauteil 1 ist an e::ier Siüt/L 4

Vorrichtung für den Zusammenbau einer Downs- befestigt, die wiederum starr mit einem Elemen; 5

Elektiolysezelle aus einzelnen Montagegruppen zu 25 verbunden ist, welches in Form eines Rohrstücks 6

schaffen, die insbesondere zur Zentrierung der auf mit Flails:·*¹ 7 ausgeführt ist. Der Außendurchmesser

einem gesonderten Ständer mit dem Diaphragma zu- des Rohrsiücks ist um 5 mm geringer als der Innen-

sanimengebauten Sammelhaube gegenüber der Elek- durchmesser der Kathode 8 (Fig. 4), während der

trodengruppe der Elektrolysezelle dient. Die Vorrich- Innendurchmesser des Flansches 7 imi 5 mm größer

tung soll eine schnelle, genaue und identische 30 als der Außendurchmesser des Elektrodenmodells

Montage einer ganzen Serie von Elektrolysezellen (der Schuhe) 9 (F i g. 3) des Montagestäivlers ist.

gewährleisten, so daß eine geringere Anzahl solcher Die Elektrolysezelle wird in folgender Weise zu-

Elektrolyse/ellenteile erforderlich ist, die mit genauen sammengebaut: Es werden, ohne auf die außen-

Abmessungen hergestellt werden müssen. liegenden Bauteile Bezug zu nehmen, hauptsächlich

Zm Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung 35 zwei Maße eingehalten, und zwar der Zwisehenpo!-

der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch abstand sowie der Abstand /wischen der oberen

gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Elementes. Kathodenkante und ilen mit Schrauben versehenen

die mit den Elektroden in Kontakt gelangen, ihrer Auflagern, auf denen der Rahmen der Sammelhaube

Form nach kongruent zu den Oberflächen der Elek- (Kathodenglocke) aufliegt. Auf dem Fundament 10

troden in dei I lektrolysezelle und auf dem Ständer 40 (Fig. 5a) wird der Kontaktblock 11 der Anode auf-

ausi'efülirt sind und das Element fest mit einem Teil gesetzt, und von oben her wird der Elektrolvse/ellen-

verbunden ist. welches mit Öffnungen für Zentrier- mantel 12 herabgelassen, an dem die Auflager 13

stifte /.i'm Aufstellen auf d'-r Abdeckplatte der (Fig. 5b) befestigt werden. Au! diese wird die Ka-

Elelvtrolvsezelle und oder des Ständers für den Zu- thode 8 (Fig. 5c) aufgesetzt und mit Hilfe von

sammcn'bau der Sammelhaube versehen ist. 45 Schrauben S4 (Fig. 5 b) so ausgerichtet, daß ihre

D;is I lenient, von dem im Zusammenhang mit der Arbeitsfläche senkrecht steht. Ausgehend von der

Lrlindup;' die Rede ist. dient zusammen mit dem Kathode 8 wird die Anode 15 (F i g 4) montiert und

Teil, an dem es befestigt ist und das mit öffnungen im KontaktbFick 11 mittels Blei 1<> vergossen,

für Z.enrierstifte versehen ist. zur Zentrierun« der Danach wird der Elcktrolyse/ellcnmaniel 12 mit

einzelnen I eile der Elektrolysezelle. 50 h't/efesten Ziegelsteinen ausgekleidet, und d^;e Fin-

(ii.miif'i einer Weiterbildung der ' rlindimg ist das führungen der Stromzuleilungen werden mit 'litze-

I Umenl .ils Rohrstuck mit F'lansch ausgebildet, dv 1 festem Be:< ■; vergossen. Hieraufhi'i wird die Flekl!"-

an einer Verbinduni'sstüi/e befestigt is', die wiederum bsezelK mit der Platte 17 abpei'eeki.

mit dem Bau'eil verbunden ist. das in Form von sich Nach d;r Montage der 1 .leklrolyse/ellenwami.'

kreuzenden Tritgcrn mn an ih;en ! r,di 11 befindlichen 55 wird (he Zentrierung der FJektroly le/ellc mit den

Öffnungen aiisrefühtt M. Monta· e<u,ider zum Zusammenbauen der Sammel-

Der Außenciurchmessti des Rohrstückes ist vorteil- haube 111 Angriff genommen, dies wird auf iolgeiule

hafterweise 0,1 bis 5 mm geringer als der Innen- Weise durchgeführt:

durchmesser der Kathode, während der Innendurch- Auf die Schuhe 9 (Fig. 3) acs Zylinders 18

messer des Fhm.vchcs um (1,1 bis 5 mm größer als 60 (Fig. 5d) des Montageständers zum Zusammenbau

der Atißcndurchmesscr eines Zentrierschuhcs des der Saiiimcllvuibe 19 (Fig. 5c) und des Diaphrag-

Ständcrs ist. mas 21 wird tlas Element 5 (Fig. 3) so aufgesetzt.

Vorteilhafterweis.· enthält das Zentrierelcmcnt daß es durch den Flansch 7 auf den Schuhen 9 festmehrere Rohrstücke, die an einem für sie gemein- gehalten wird und diese mit seiner Innenfläche besamen Flansch befestigt sind, wobei die Anzahl der 65 rührt.

Rohrstücke der Anzahl der Elektrodcnpaarc der Hierbei liegt das Bauteil 1 auf der Stahlbetonplatte

Elektrolysezelle entspricht. 17 auf. die von den Stützen 20 (Fig. 5d) getragen

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von wird.

Dann werden in die Bohrungen 2 (Fig. 4) der Lehre Zentrierzapfen 3 eingesetzt und an den metallischen Einlageplättchen der Platte 17 angeschweißt. Hiernach wird die Vorrichtung aus dem Montageständer herausgezogen.

Auf diese Weise werden die Zentrierzapfen 3 am Momageständer beim Zusammenbau angeordnet; während des Betriebes wird ihre Lage von Zeit zu Zeit geprüft.

Mit Hilfe derselben Vorrichtung werden die Zentrierzapfen 3 auf jeder Elektrolysezelle aufgesetzt. Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung (F i g. 5 f) so in die Elektrolysezelle eingesetzt, daß der zylindrische Teil der Vorrichtung in die Kathode 8 (F i g. 4 und 5 g) eintritt und der Flansch 7 auf der Oberkante (Stirnseite) der Kathode aufliegt. Hierbei kommt das Bauteil 1 auf der Platte 17 zu liegen. Danach werden Zentrierzapfen 3 in die Bohrungen 2 eingelegt und an den metallischen Einlageplättchen der Platte 17 angeschweißt. Hiernach wird die Lehre aus der Elektrolysezelle herausgenommen.

Es resultiert hieraus, daß sowohl die Zentrierzapfen auf jeder Elektrolysezelle in bezug auf die senkrechte Achse des Kathodenzylinders als auch die Zapfen des Montageständers in bezug auf die Achse des Zylinders des Montageständers gleichartig aufgesetzt sind. d. h., die Elektrolysezellen sind nach dem Anbringen der Zentrierzapfen identisch miteinander und auch mit dem Montageständer.

Die Montage von Kathodensammelhaube 19 und Diaphragma 21 wird auf dem Montageständer folgendermaßen durchgeführt: Auf den Zylinder 18 (F i g. 5 d) wird das Diaphragma 21 (F i g. 5 h) so aufgeschoben, daß sich seine obere Stirnseite unterhalb des oberen Randes (der oberen Stirnseite) des Zylinders befindet. Dann werden die Schuhe 9 (Fig. 3) montiert. Die mit Hängestangen versehene Kathodenglocke 19 (F i g. 5 e) wird auf die Schuhe 9 des Zylinders 18 aufgesetzt. Auf die Platte 17 wird der Rahmen 22 (Fig. 5k) aufgelegt. An ihm werden die Hängestangen der Kathodenglocke 19 befestigt, an der wiederum das Diaphragma 21 (Fig. 5h) befestigt wird.

Die Hub- und Aufsetzvorrichtung 23 (Fig. 51) wird derartig herabgelassen, daß die Zentrierzapfen 3 des Montageständers (Fig. 5d) in die Bohrungen der Zentrierträser 1 der Vorrichtung einereifen.

Dann wird der Rahmen der Hub- und Aufsetzvorrichtung mit dem Rahmen 22 (F i g. 5 k) verbunden und die ganze Baugruppe zur Elektrolysezelle gebracht und auf diese aufgesetzt.
Die Hub- und Aufsetzvorrichtung 23 (Fig. 51) wird so auf die Elektrolysezelle aufgesetzt, daß in die Bohrungen ihrer Zentrierträger 1 die Zapfen 3 eingreifen. Danach wird die Sammelhaube mit Diaphragma in die Elektrolysezelle herabgelassen, die ίο Hub- und Aufsetzvorrichtung von der Sammelhaube gelöst und aus der Elektrolysezelle entfernt. Zuletzt werden die Sammler 24 und 25 (Fig. 5n) zum Auffangen von Chlor und Natrium montiert.

Beispiel II

Die Montagevorrichtung für F.lektrolysezellen enthält das Bauteil 26 (F i g. (S und 7), das in Form von sich kreuzenden Trägern ausgeführt ist, welche, um ihre Steifigkeit zu erhöhen, zu einem Rahmen verbunden sind und Bohrungen 27 für die im Beispiel I erwähnten Zentrierzapfen besitzen. Das Bauteil 26 ist an der Stütze 28 angeschweißt, die wiederum starr mit dem Zentrierelement verbunden ist. welches in Form vöi« vier am gemeinsamen Flansch 30 befestigten Rohrstücken 29 ausgeführt ist. Die Rohrstückanzahl entspricht der Anzahl der Kathoden. Der Außendurchmesser jedes Rohrstücks ist um 0,1 mm geringer als der Innendurchmesser jeder Elektrode, während der Innendurchmesser des Flansches 30 um 0.1 mm größer als der Außendurchmesser des Elektrodenmodells (der Schuhe) 9 (Fig. 3) des Montageständers ist.

Das Zusammenbauen der im Beispiel II beschriebenen Elektrolysezelle wird ähnlich wie die Montage der im Beispiel I beschriebenen Elektrolysezelle durchgeführt. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Rohrstücke entsprechend auf die Kathoden aufgesetzt werden und daß ein (aus der Zeichnung nicht ersichtlicher) Montageständer mit Modellen dieser vier Kathoden vorhanden ist.

Da dieselbe Montagevorrichtung für alle Elektrolysezellen piner Serie verwandt wird, werden die Zentrierzapfen identisch aufgesetzt. Dies ermöglicht, mit ein und derselben Hub- und Aufsetzvorrichtung Glocke und Diaphragma genau im Zwischenelektrodenraum sowie koaxial zur Anoden- und Kathodenoberfläche zu montieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für den Zusammenbau einer Downs-Elektrolysezelle aus einzelnen Mmitagegruppen, insbesondere zur Zentrierung der auf einem gesonderten Ständer mit dem Diaphragma zusammengebauten Sammelhaube gegenüber der Elektrodengruppe der Elektrolysezelle, die wenigstens eine zylindrische, die Anode umgebende Kathode und ein in dem ringförmigen Elektrodenzwischenraum angeordnetes Diaphragma aufweist, enthaltend ein Element, das in der Elektrolysezelle und/oder auf dem Stander in das Innere der Elektrode hineinpaßt oder diese umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Elementes (5), die mit den Elektroden in Kontakt gelangen, ihrer Form nach kongruent /j den Oberflächen der Elektroden in der Elektrolysezelle und auf dem Ständer aus- ao geführt sind und das Element fest mit einem Teil (1) verbunden ist. welches mit öffnungen (2) für Zentrierstifte (3) zum Aufstellen auf der Abdeckplatte (17) der Elektrolysezelle und oder des Ständers für den Zusammenbau der Sammelhaube versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (5) ein Rohrstück (6) mi' Flansch (7) ist. der an einer Verbindungsstütze (4) befestigt ist. die wiederum mit dem Bauteü (1) verbunden ist, c\s in Form von sich kreuzenden Trägern mi' an ihren Enden befindlu hen Öffnungen (2) aufgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Rohrstückes (6) um 0.1 bis 5 mm geringer als der Innendurchmesser der Kathode (8) ist. während der Innendurchmesser des Flansches (7) um 0.1 bis 5 mm größer als der Außendurchmesser des Zentrierschuhes (9) 02s Montageblockes ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mehrere Rohrstücke (29) enthält, die ;in einem für sie gemeinsamen Flansch (30) befestigt sind. wobei die Anzahl der Rohrstiicke (29) der Anzahl der F.lektrodenpaare der Elektrolysezelle entspricht.