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Verfahren zum Durchmischen von elektrolytischen Bädern und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchmischen
von elektrolytischen Bädern, insbesondere von solchen, die zur Bearbeitung von Folienbändern
dienen, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Für elektrolytische Bäder zum Bearbeiten von Folienbändern ist es
meist ersunscht, daß kurze ElektroZytstrecken zwischen dem Folienband, das mit dem
einen Pol der Spannungsquelle verbunden ist, und den Gegenelektroden vorhanden sind.
Wird bei der Elektrolyse viel Leistung umgesetzt wie z.B. beim Formieren von Aluminiumfolie
für Elektroiytkondensatoren, so erwärmt sich die dünne Elektrolytschicht zwischen
Folie und Elektrode stark, weil die Wärmeabfuhr schwierig ist. Man kann zwar eine
Kühlschlange selbst als Gegenelektrode benutzen, so daß die Flussigkeit fast schon
am Ort der Wärmeerzeugung gekühlt wird, jedoch ist auch hierbei noch eine zusätzliche
Flüssigkeitsbewegung (zusätzlich zur freien Konvektion und zur Konvektion durch
elektrolytische Gasentwicklung) erforderlich. Ohne zusätzliche Ruhrung entstünde
eine Schichtung von hei ßer auf kalter Flüssigkeit, und einige Zeit später wären
auch Zusammensetzungsunterschiede zwischen den Flüssigkeitsschichten ausgebildet.
Solche uneinheitlichen Elektrolyse-Bedingungen verhindern eine gezielte Qualitätssteuerung.
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Die einfachste der bekannten Methoden zum Rühren besteht darin, daß
in das Bad Preßluft eingeleitet wird; diese Methode ist jedoch
nur
ungenügend wirksame Auch ist es bekannt, Rührpropeller und Umwälzpumpen einzusetzen;
diese Vorrichtungen bringen zwar einen Elektrolysetank zum sichtbaren Wallen, wirken
jedoch auf der rela; tiv kurzen Elektrolysestrecke zwischen den großflächigen Elektron
den ebenfalls nur ungenügend. Beim Einsatz von Ruhspropellern ist auch das Anbringen
schwierig, wenn der Elektrolysetank mit einer eng aufgesetzten Absaughaube versehen
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Durchmischen von elektrolytischen Bädern anzugeben, womit die vorstehend aufgezeigten
Schwierigkeiten umgangen werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Druckgas,
insbesondere Preßluft, in ein im Bad befindliches Rohr durch eine Zuführung eingeleitet
wird, daß das Druckgas die im Rohr befindliche Flüssigkeit aus dem Rohr nach unten
herausdrückt und in ein zweites, ebenfalls im -Bad befindliches und mit dem ersten
Rohr kommunizierendes Rohr hineindrückt, daß die Flüssigkeit durch unterhalb des
Badspiegels im zweiten Rohr vorhandene Löcher in das Bad herausgedrückt wird, daß
die Zufuhr des Druckgases abgestellt wird, bevor das Gas die unterste Öffnung im
zweiten Rohr erreicht, daß danach Druckausgleich mit der Außenluft erfolgt, bis
der Flüssigkeitsspiegel in den beiden Rohren wieder mit dem Flüssigkeitsspiegel
im Bad übereinstimmt, und daß diese Vorgänge wiederholt werden.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
sieht vor, daß zwei Rohre an ihren Unterenden miteinander verbunden sind, daß das
erste Rohr eine obere Öffnung aufweist, an die eine Zuführung für Druckgas, insbesondere
PreßluSts angebracht istf daß das zweite Rohr eine Reihe von Löchern aufweist und
daß in der Zufuhrung Zuführung ein Dreiwegeventil angeordnet Sto
Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 eine Seitenansicht
der erfindungsgemäßen Vorrichtung (teilweise aufgebrochen), Fig.2 und 3 eine Prinzipskizze
der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb eines elektrolytischen Bades in Seitenansicht
und in Draufsicht und Fig.4 einen Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsform.
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In Fig.1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung teilweise aufgebrochen
dargestellt. Sie besteht aus einem ersten Rohr 1 und einem zweiten Rohr 2, die durch
eine Verbindung 3 kommunizieren. Am oberen Ende des Rohres 1-befindet sich die Druckgaszuführung
4.
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Die Länge des zweiten Rohres 2 ist so bemessen, daß dieses Rohr ganz
in das Flüssigkeitsbad ~~entaucht; der eintaucht; der Badspiegel ist in der Fig.
mit 5 angedeutet. Im Rohr 2 befinden sich Löcher 6; sie sind an der dem Rohr 1 abgewandten
Seite angeordnet. Im Boden des Rohres 1 kann gegebenenfalls ein Rückschlagventil
7 angeordnet sein, das nach oben öffnet.
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Das Durchmischen des elektrolytischen Bades wird auf folgende Weise
erreicht: Beim Füllen des Bades bzw. beim Eintauchen der Vorrichtung in das Bad
strömt die Badflüssigkeit durch die Löcher 6 in das Rohr 2 und von da aus in das
Rohr 1 ein. Beim Hochsteigen der Flüssigkeit im Rohr 1 wird dabei die Luft durch
die Zuleitung 4 herausgedrückt.
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Das in der Figur nicht dargestellte Dreiwegeventil ist dabei so geschaltet,
daß das Rohr 1 mit der Außenluft in Verbindung steht.
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Sind die Flüssigkeitsspiegel im Bad und im Rohr etwa gleich hoch,
so wird das Dreiwegeventil umgeschaltet und das Rohr 1 mit einer Druckgasleitung
verbunden. Jetzt expandiert das Gas und verdrängt dabei die Flüssigkeit aus dem
Rohr 1 in das Rohr 2. Die Flüssigkeit
im Rohr 2 wird dabei durch
die Löcher 6 in das Bad herausgedrückt; hierbei wirken die Löcher 6 als Spritzlöcher
und richten Flüssigkeitsstrahlen und -wirbel in die Elektrolysestrecke.
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Die Gaszufhr muß abgestellt werden, bevor Gas aus dem untersten der
Löcher 6 ausströmen wurde, da ausströmendes Gas nur lästige Spritzer erzeugen wurde,
aber zur Rührwirkung nur wenig beitragen würde, vor allem nicht in der gewünschten
Richtung zur Elektrolysestrecke. Danach wird das Rohr 1 über das Dreiwegeventil
wieder mit der Außenluft verbunden, so daß die Flüssigkeit im Rohr 1 erneut aufsteigt,
bis die Flüssigkeitsspiegel im Bad und im Rohr 1 etwa gleich hoch sind. Anschließend
wird dieser Vorgang periodisch wiederholt Wird besonders schnelles Zurückströmen
der Flüssigkeit ins Rohr 1 gevunscht, so kann im Boden des Rohres 1 ein Rückschlagventil
7 eingebaut sein.
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Die Betätigung des Dreiwegeventils erfolgt auf elektromagnetischem
oder pneumatischem Wege mittels einer Schaltung, an der die Taktzeiten eingestellt
werden können. Die Taktzeiten richten sich unter anderem nach dem Durchmesser der
Rohre 1 und 2, nach der Größe der Löcher 6 und nach dem vorhandenen Gasdruck.
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Fig.2 zeigt eine Prinzip-Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
innerhalb eines Elektrolysebades 8. Innerhalb des Bades 8 befinden sich Einbauten
(Elektroden, Kühlschlangen) 9 sowie die Walze 10, über die das zu behandelnde Folienband
geführt wird. Die Walze 10 wird dabei durch die Aufhängung 11 geführt. In die Luftzuführung
4 ist ein Dreiwegeventil 12 eingebaut.
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Fig.3 ist eine Draufsicht und zeigt, daß zur besseren Durchmischung
des Bades 8 zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen eingesetzt werden, im gezeichneten
Fall beide auge'der gleichen Seite der Walze 10.
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Fig.4 ist eine Darstellung des Ausschnittes IV von Fig.2 und zeigt
eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Am Rohr 1 ist ein
Ansatzstutzen 13 auf der entgegengesetzten Seite wie das Rohr 2 angebracht. Der
Ansatzstutzen 13 weist an seiner Unterseite ein Loch 14 auf. Mit dieser Vorrichtung
können auch die untersten Ecken des Elektrolysetanks durchmischt werden.
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Das in den Figuren als parallel zum ersten Rohr 1 dargestellte zweite
Rohr 2 kann je nach gewünschter Strömungsrichtung in beliebiger Richtung zum ersten
Rohr 1 angeordnet sein.
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Die Wirksamkeit des Verfahrens und der Vorrichtung folgt aus Temperatur-
und Konzentrationsmessungen in einem Bad zum Formieren von Aluminiumfolie für Elektrolytkondensatoren:
Bei eingeschalteter Vorrichtung zeigt sich fast völlige Gleichheit der Meßwerte
in verschiedenen' Tiefen des Bades und bemerkenswert schnelles gleichmäßiges eichmäßiges
Verteilen von Chemikalien-Nachgaben, die zum Aufrechterhalten der Konzentrationen
nötig sind. Ohne eingeschaltete Vorrichtung dagegen sinken zugegebene Chemikalien
oder Konzentrate teilweise an den Tankboden und sind dort noch Tage später nachweisbar,
also wirkungslos und sogar den Nachgaben-Bedarf des Bades verfälschend.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
eignen sich außer für elektrolytische Bäder auch für sonstige Flüssigkeitsbäder,
die durchmischt werden müssen. Sie eignen sich insbesondere zum Bearbeiten von Folien
mit Breiten von 0,5 m und mehr. Der Wert liegt ferner darin, daß weder bewegte Teile
noch metallische Teile nötig sind; letzteres ergibt Betri-ebssicherheit gerade in
elektrolytischen Bädern, da elektrolytische und mechanische Korrosion ausgeschlossen
sind.
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6 Patentansprüche 4 Figuren