DE2717931A1

DE2717931A1 - Elektroden mit austauschbaren aktiven flaechen fuer elektrolysezellen, vorzugsweise chloralkalielektrolysezellen

Info

Publication number: DE2717931A1
Application number: DE19772717931
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Eisenhuth; Peter Fabian; Ernst Jedlitschka; Helmut Krebs; Heinrich Simon
Original assignee: Heraeus Elektroden GmbH
Current assignee: De Nora Deutschland GmbH
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2717931B2; DE2717931C3

Description

"Elektroden mit austauschbaren aktiven Flächen
für Elektrolysezellen, vorzugsweise Chloralkalielektrolysezellen" Die Erfindung betrifft Elektroden mit austauschbaren aktiven Flächen für Eletrolysezellen, insbesondere Chloralkalielektrolysezellen.
In bekannten Konstruktionen werden die Elektroden, vornehmlich die Anoden, in Elektrolysezellen, insbesondere solchen Zellen, die eine Quecicsilber-Kathode aufweisen, vor dem Einbau kraftschlüssig und gut leitend mit den Stromzuleitungen von außerhalb der Zelle, z.B. durch einen Bolzen aus Kupfer, verbunden.
Ein solcher Bolzen muß durch ein Rohr oder einen ähnlichen Schutzmantel gegen Elektrolyt und Elektrolyseprodukte geschützt werden.
Von Zeit zu Zeit ist ein Wechsel der aktiven Elektrodenflächen zwecks Reparatur oder Reaktivierung notwendig. Ein solcher Wechsel ging bei den bekannten Konstruktionen so vor sich, daß nach dem Abheben des Zellendeckeis die Stromzuleitungen von den Stromzuführungsbolzen der Elektroden gelöst und die Abdichtung der Zellendeckeldurchbrüche demontiert wurden. Danach wurden die Elektroden mit Zuführungsbolzen aus den Deckeldurchbrüchen nach unten herausgenommen. Anschließend wurden die Elektroden gesondert demontiert, d.h.,die Stromzuführungs bolzen ausgelötet und die Schutzrohre entfernt. Beim Wiedereinbau der Elektroden in die Zelle ging man in umgekehrter Reihenfolge vor.
In der DT-AS 2 019 806 wird lediglich eine Vorrichtung mit lösbaren Verbindungen an Stromzuführungen an Elektroden beschrieben.
Es fehlt jeder Hinweis in dieser Auslegeschrift auf das Trennen des aktiven Teils der Elektrode vom passiven Teil, der im Zellendeckel verbleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Ein- und Ausbau des aktiven Teils der Elektrode ohne Demontage der Stromzuleitungen von den Zufiihrungsbolzen sowie der geschützten Bolzen in dem Zellendeckel zu ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Kombination der im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind offensichtlich: Mit der Erfindung wird eine fest miteinander verbundene Stromzuführungseinheit zu den Elektroden geschaffen, die beim Wechsel der aktiven Elektrodenteile im Zellendeckel eingebaut bleibt. Die Verbindung zwischen der Stromzuführungseinheit und dem auszuwechselnden Teil der Elektrode als Preßverbindung der Kegelflächen von Kontaktstück und Aufnahme hat den Vorteil, daß beide Teile durch ihre Befestigungsschraube ineinander gezogen werden können, wobei eine hohe Flächenpressung erzielt wird.
Die Beschichtung aus gut leitfähigem, bei dem auftretenden Anpreßdruck fließfähigem Material weist den Vorteil eines verbesserten Stromüberganges zwischen den Kontaktflächen auf.
Ferner werden durch das Zusammenziehen der Teile mit den Kegelflächen diese gegeneinander abgedichtet und das Eindringen von Korrosionsprodukten verhindert.
Sowohl Kontaktstück wie Befestigungsschraube als auch Aufnahme bestehen mit Vorteil aus einem Ventilmetall.
Wenn der auszutauschende aktive Teil der Elektrode ein Montageloch für die Befestigungsschraube aufweist, läßt sich der Austausch besonders leicht vornehmen.
Bei der durch die Erfindung geschaffenen Stromzuführungseinheit für Elektroden hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Schutzrohr bzw. der Schutzmantel sowohl den Zuführungsbolzen als auch das Kontaktstück fest miteinander verbunden hält. Der Zuführungsbolzen ist weiterhin mit Vorteil an seinem außerhalb der Zelle gelegenen Ende mit der Zuleitung versehen, die beim Austausch nicht gelöst zu werden braucht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist deshalb auch, daß die Dichtung zwischen Stromzuführung und Zellendeckel beim Austauschen des aktiven Teils der Elektrode nicht gelöst.zu werden braucht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen rein schematisch dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 die Elektrode in eingebautem Zustand, im Zellendeckel befestigt, Figur 2 die Elektrode beim Wechsel des aktiven Teils, Figur 3 die Befestigung des aktiven Teils der Elektrode an der Stromzuführungseinheit.
Wie der Figur 1 zu entnehmen, sind die Elektroden mit den Stromzuführungseinheiten im Zellendeckel 1, z.B. mittels mehrerer Schrauben, dicht befestigt. Das aus dem Zellendeckel 1 herausragende Ende 3 der Stromzuführung ist mit einer vorzugsweise bandförmigen Zuleitung 2 elektrisch gut leitend verbunden. Der Stromzuführungsbolzen 3 besteht vorzugsweise aus Kupfer und ist von einem Schutzrohr 7, z.B. aus Ventilmetall, umgeben. Am unteren Ende der Stromzuführungseinheit ist in das Schutzrohr 7 das Kontaictstück 6 dicht eingesetzt, z.B. verschweißt, dieses wiederum ist über eine Aufnahme 4 mit dem aktiven Teil 10 der Elektrode,z.B. Anode, verbunden. Als lösbare Befestigung dient eine Schraube 5, z.B. aus Ventilmetall wie Titan, Tantal, Niob oder Legierungen auf der Basis dieser Metalle. Die Schraube 5 wird beim Wechsel der aktiven Elektrodenflächen 10 durch ein Montageloch 9 von unten hindurchgesteckt und ein- oder ausgeschraubt, nachdem der Zellendeckel 1 mit der Stromzuführungseinheit von der Zelle an- bzw. abgehoben wurde.
Aus Figur 2 snd die Teile der Elektrode, nämlich die Stromzufiihrungseinheit und der aktive Teillin getrenntem Zustand ersichtlich. Die Trennung geschieht allein durch Herausschrauben der Schraube 5. Das Zuleitungsband 2 braucht nicht von der Stromzuführungseinheit gelöst zu werden. Der Stromzuführungsbolzen 3, das Kontaktstücc 6 und das Schutzrohr 7 sind untereinander fest verbunden und bleiben, wie ersichtlich, im Zellendeckel 1 befestigt. Die z.B. aus Streckmetall, Blech oder anderen Bauteilen mit möglichst großen Oberflächen bestehenden aktiven Teile 10 der Elektrode mit Aufnahme 4 werden nach dem Losschrauben der Befestigungsschraube 5 herausgezogen und ein anderes Elektrodenteil mit aktiver oder reaktivierter Beschichtung sn sich bekannter Art kann eingesetzt werden.
Die Figur 3 zeigt die Verbindung der Stromzuführungseinheit mit dem aktiven Elektrodenteil 10 in größerem Maßstab als in Figur 1. Wenigstens der Kegelstumpf des Kontaktstückes 6 ist an seiner mit der Aufnahme 4 in Kontakt gelangenden Kezelfläce 8 mit einer Schicht eines metallischen, weichen hochleitfähigen Materials überzogen. Hierzu kann ein Weichlot, Silber, Gold oder Platin in dünner Schicht, vorzugsweise zwischen 10 und 50 Mikrometer, dienen. Bewährt hat sich eine galvanische Abscheidung der metallischen Dünnschicht. Eine solche Bescllichtung kann auch auf dem Innenkonus der Aufnahme 4 aufgebracht werden. Es ist auch möglich, Dichtungen zwischen dem Kontaktstück 6 (oberer Bund) und der Deckfläche der Aufnahme 4 oder auch als 0-Ring am unteren Kegelende oder dergl. vorzusehen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche öl Elektroden mit austauschbaren, aktiven Flächen fiir Elektrolysezellen, vorzugsweise Chloralkalielektrolysezellen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) die Zelle weist einen abnehmbaren Deckel (1) auf, b) die Elektrode ist abgedichtet in den Zellendeckel (1) eingebaut und mit einer Stromzuleitung (2) verbunden, c) die Stromzuführungseinheit besteht aus einem Stab (3) oder Bolzen, vorzugsweise in einem Schutzrohr (7) und einem Kontaktstück (6), d) die Stromzuführungseinheit ist über Kontaktstück (6) mit dem aktiven Teil (10) der Elektrode so verbunden, daß dieser aktive Teil durch An- bzw. Abheben des Zellendeckels (1) zugänglich und austauschbar ist.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzuführungsbolzen (3) ein Kontaktstück (6) mit einer Kegelfläche (8) aufweist, die einer damit korrespondierenden Kegelfläche in einer Aufnahme (4) bzw. in einem Befestigungsstück des aktiven Teils (10) der Elektrode gegenüberliegt, und daß das Kontaktstück (6) mittels einer darin einschraubbaren Befestigungsschraube (5) gegen die Aufnahme (4) verspannbar ist.
3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Kegelflächen (8) mit einer weichen, hochleitfähigen, metallischen Beschichtung versehen ist.
4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dan das Kontaktstück (6), die Aufnahme (4) und die Befestigungsschraube (5) aus einem Ventimetall bestehen.
5. Elektrode nach einem der s-orhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der austauschbare aktive Teil (10) der Elektrode mit einer Montageöffnung (9) für die Befestigungsschraube (5) versehen ist.
6. Elektrode nach. einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Kupfer bestehende Stromzuführungs bolzen (3) zusammen mit dem Kontaktstück (6) von einem Schutzrohr (7) aus Ventilmetall ummantelt wird.
7. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das außerhalb der Zelle gelegene, mit einer elektrischen Zuleitung (2) versehene Ende des Stromzufiihrungsbolzens (3) dicht Init dem Deckel (1) verbunden ist und diese Verbindung beim Wechsel des aktiven Elektrodenteils (10) nicht gelöst wird.