DE2717931C3 - Elektroden mit austauschbaren aktiven Flächen für Elektrolysezellen, vorzugsweise Chloralkalielektrolysezellen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Elektroden mit austauschbaren aktiven Flächen für Elektrolysezellen, insbesondere Chloralkalielektrolysezellen.

In bekannten Konstruktionen werden die Elektroden, vornehmlich die Anoden, in Elektrolysezelle!!, insbesondere solchen Zellen, die eine Quecksilber-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 sieh, daß nach dem Abheben des Zellendeckels die Stromzuleitungen von den Stromzuführungsbulzen der Elektroden gelöst und es die Abdichtung der ZellendeckeldurchbrUche demontiert wurden, Danach wurden die Elektroden mit Zuführungsbolzen aus den DeekeldurehbrUchen nach unten herausgenommen. Anschließend wurden die Elektroden gesondert demontiert, d, h. die StromzuführungsboJzen ausgelötet und die Schutzrohre entfernt. Beim Wiedereinbau der Elektroden in die Zelle ging man in umgekehrter Reihenfolge vor.

In der DE-AS 2019 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

In der DE-OS 20 41 250 ist eine diemensionsstabile Anode beschrieben, die aktive Arbeitsflächen aufweist Diese Arbeitsflächen können jedoch nur dann ausgewechselt werden, wenn die Versehraubungen am Zelldeckel gelöst sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Ein- und Ausbau des aktiven Teils der Elektrode ohne Demontage der Stromzuleitungen von den Zuführungsbolzen sowie der geschützten Bolzen von dem Zeildeckel zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Kombination der im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprijchen zu entnehmen.

Die Vorteile des Effindungsgegenstandes sind offensichtlich: Mit der Erfindung wird eine fest miteinander verbundene Stromzuführungseinheit zu den Elektroden geschaffen, die beim Wechsel der aktiven Elektrodenteile in Zelldeckel 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 Stromzufi'hrungseinheit 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 ztt werden braucht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist deshalb auch, daß die Dichtung zwischen Stromzuführung und Zellendekkel beim Austauschen des aktiven Teils der Elektrode nicht gelöst zu werden braucht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt Es zeigt

F i g, 1 die Elektrode in eingebautem Zustand, im Zellendeckel befestigt,

F i g. 2 die Elektrode beim Wechsel des aktiven Teils,

F i g. 3 die Befestigung des aktiven Teils der Elektrode an der Stromzuführungseinheit

Wie der F i g* 1 zu entnehmen, sind die Elektroden mit den Stromzuführungseinheiten im Zellendeckel t, z, B. mittels mehrerer Schrauben, dicht befestigt. Das aus dem Zellendeckel 1 herausragende Ende 3 der Stromzuführung ist mit einer vorzugsweise bandförmi- s gen 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 Kontaktstück 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 Etektrodenflächen 10 durch ein Montageloch 9 von unten hindurchgesteckt und ein- oder ausgeschraubt, nachdem der Zellendeckel 1 mit der Stromzufühmngscinhcit von der Zelle an- bzw. abgehoben wurde.

Aus Fig.2 sind die Teile der Elektrode, nämüch die Stromzuführungeinheit und der aktive Teil, in getrenntem Zustand ersichtlich. Die Trennung geschieht allein durch Herausschrauben der Schraube 5. Das Zuleitungsband 2 braucht nicht von der Stromzuführungseinheit gelöst zu werden. Der Stromzufahrungsbalzen 3, das Kontaktstück 6 und das Schutzrohr 7 sind untereinander fest verbunden und bleiben, wie ersichtlich, im Zellendeekel 1 befestigt. Die z, B_r 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 an sich bekannter Art kann eingesetzt werden.

Die Fig.3 zeigt die Verbindung der Stromzuführungseinheit mit dem aktiven Elektrodenteil 10 in größerem Maßstab als in Fig. 1. Wenigstens der Kegelstumpf des Kontaktstückes 6 ist an seiner mit der Aufnahme 4 in Kontakt gelangenden Kegelfäche 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, di.aen. Bewährt hat sich eine galvanische Abscheidung der metallischen Dünnschicht. Eine solche Beschichtung kann auch auf dem Innenkonus der Aufnahme 4 aufgebracht werden. Es ist auch möglich, Dichtungen zwischen dem Kontaktstück 6 (oberer Bund) und der Deckfiäche der Aufnahme 4 oder auch als O-Ring am unteren Kegelende oder dergl. vorzusehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Elektrode für Elektrolysezellen, vorzugsweise Chloralkalielektrolysezellen, mit abnehmbarem Zelldeckel, abgedichtet darin eingebaut und mit einer Stromzuleitung verbunden, die eine Stromzuführungseinheit aus Stab oder Bolzen, vorzugsweise in einem Schutzrohr und abmontierbare, aktive Teile aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungseinheit mittels eines Kontakt-Stückes (6) mit dem aktiven Teil (10) der Elektrode so verbunden ist, daß dieser beim An- bzw. Abheben des Zelldeckels (t) allein austauschbar ist, während das außerhalb der Zelle gelegene, mit der Stromzuleitung (2) versehene Ende der Stromzuführungsein- heit dicht mit dem Zelldeckel (1) verbunden bleibt.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzuführungsbolzen (3) ein KontaktstSc* (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, daß das Kontaktstück (6), die Aufnahme (4) und die Befestigungsschraube (5) aus einem Ventilmetall bestehen.

5. Elektrode nach einem der vorhergehenden 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 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Kupfer bestehende Stromzuführungsbolzen (3) zusammen mit dem Kontaktstück (6) von einem Schutzrohr(7) aus Ventilmetall ummantelt wird.