DE563393C - Elektrolytische Zelle - Google Patents

Description

• Elektrolytische Zelle Wesentlich für die Brauchbarkeit einer elektrolytischen Zelle ist die Dauerhaftigkeit des Diaphragmas. Diese wird, wie sich bei zahlreichen Hochleistungszellen mit kleinen Elektrodenabständen gezeigt hat, besonders dadurch herabgesetzt, daß das zwischen den beiden Elektroden angeordnete Diaphragma während des Betriebes Verlagerungen ausgesetzt ist, deren Größe und Richtung dauernd wechselt. Die Veranlassung zu diesen Verlagerungen geben die unvermeidlichen Druckschwankungen in oder über den auf beiden Seiten des Diaphragmas befindlichen Elektrolyten. Bei großflächigen Diaphragmen wird meist nicht das ganze Diaphragma im gleichen Augenblick in einer Richtung verlagert, sondern Teile des Diaphragmas ändern vielfach in verschiedener Weise ihre Lage gegen die Elektroden. Die äußersten Begrenzungen derartiger Verlagerungen sind- durch Anliegen der Diaphragmen an die ihnen nächstliegenden feststehenden Körper, meist die Elektroden selbst, gegeben, die sich bei Hochleistungszellen fast durchweg in relativ kleinen Abständen voneinander und damit vom Diaphragma befinden. Eine besondere Art der beschriebenen Verlagerungen besteht darin, daß sich das Diaphragma fortlaufend nur um kleine Beträge von der einen Elektrode entfernt und bald darauf wieder zu ihr zurückkehrt. Das sich hierbei dauernd wiederholende Anstreifen an die Elektroden hat ein Durchscheuern der Diaphragmen und damit vorzeitiges Unbrauchbarwerden zur Folge. Es wurde nun gefunden, daß die Lebensdauer der Diaphragmen elektrolytischer Zellen wesentlich erhöht wird, wenn zwischen dem Diaphragma und den Elektroden oder auf deren Rückseite elastische oder federnde Elemente angeordnet sind, durch deren Druck das Diaphragma derart gehalten wird, daß es keine schädlichen Bewegungen ausführen kann.
• Die elastischen oder federnden Elemente können aus Gummi, Metall usw. bestehen und z. B. als Bänder oder als kräftige Drähte oder auch als dünnwandige Röhren ausgeführt werden. Im Falle der Verwendung eines Metalldiaphragmas müssen sie aus beständigem Isoliermaterial bestehen, z. B. aus Weich- oder Hartgummi. Ist das Diaphragma aus elektrisch nicht oder schlecht leitendem Material hergestellt, so können zur Erzielung der federnden Wirkung auch Stoffe aus Metall verwendet werden. Zweckmäßig werden diese dann mit den Elektroden metallisch verbunden oder aus einem Stück mit diesen hergestellt, wobei sie mit ihren freien Flächen Anteil bei der Elektrolyse nehmen. Unter Umständen ist es auch von Vorteil, die als Elektroden in der Zelle wirkenden Metallteile in einer federnden Form anzubringen, so daß sich die Anordnung weiterer Elemente zum Festhalten des Diaphragmas erübrigt. In manchen Fällen genügt es, nur eine der beiden einander gegenüber angeordneten Elektroden mit federnden Elementen zu versehen oder jene selbst mit Federwirkung auszustatten. Beispielsweise bestehen die Elektroden aus einer großen Anzahl parallel nebeneinander, in kleinem gegenseitigem Abstand angeordneter federnder Stäbe oder Drähte, die kreisringausschnittförmig mit der Wölbung nach der Gegenelektrode zu gebogen sind. Alle auf einer Seite liegenden Enden dieser Drähte oder Stäbe sind mit einer metallischen Unterlage als Stromzuführung verbunden, z. B. durch Nietung oder Schweißung. Die zweiten, noch freien Enden dieser Stäbe oder Drähte können unter sich verbunden sein und werden zweckmäßig frei auf einer Unterlage gleitend angeordnet. Wenn nun die Gegenelektrode unter Zwischenlage eines Diaphragmas, beispielsweise aus Asbestgewebe, gegen die erste Elektrode so weit gepreßt wird, bis die oben beschriebenen gebogenen Drähte bzw. Stäbe ganz oder nahezu in eine Ebene zu liegen kommen, wird das Diaphragma von beiden Elektroden durch Gas- oder Flüssigkeitsdruck weitgehend unbeeinflußbar an so vielen Punkten festgehalten, daß auch Teile des Diaphragmas keinerlei zu seinem Verschleiß führende Bewegungen mehr ausführen können.
• Die beschriebene Methode zur Sicherung gegen vorzeitige Zerstörung der Diaphragmen ist von der Zellenbauart unabhängig. Besonders vorteilhaft ist ihre Anwendung bei Filterpreßzellen,weil hier. außer der sicheren Haltung der Diaphragmen gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung der Rahmenteile nach außen gefordert werden muß.
• Es ist zwar bekannt, auf der einen Seite der Diaphragmen federnde Elektroden zu verwenden, doch ist in diesen Fällen auf der Seite der federnden Elektroden kein Elektrolyt vorhanden; die Federn sind nur einseitig gestützt, so daß schädliche Bewegungen des Diaphragnnas auftreten.
• In der beiliegenden Zeichnung Fig. i und Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
• Zwischen die die Zellenwände bildenden Metallwände lt wird der Dichtungsrand i des Diaphragrnas g geklemmt. Auf Metallrippen h der Zellenwände sind Metallrechen oder Metallgitter genietet oder verschweißt oder sonstwie elektrisch leitend angesetzt, die aus den federnden, nach dem Diaphragma zu ein wenig ausgebogenen Drähten oder Stäben d aufgebaut sind. Die unteren Enden dieser Stäbe oder Drähte sind auf dem Streifen b zusammengefaßt und durch Nietung oder Schweißung fest mit ihm verbunden. Die oberen Enden sind mit dem Streifen c verbunden, der seinerseits aber nicht mit den Rippen fest bzw. untrennbar verbunden ist. Die Teile b, a, c können auch aus einem aus Blech herausgestanztem oder bzw, und entsprechend gedrücktem Stück bestehen.
• Werden nun beim Zusgmmenbau der Zelle die beiden Zellenhälften einander genähert, so berühren zunächst die Stellen d der gebogenen Drähte oder Stäbe das Diaphragma auf dessen beiden Seiten. Bei weiterem Zusammenpressen wird der. Bogen der Drähte a immer flacher gedrückt, während gleichzeitig das Ende c gegen .die Rippe gepreßt wird und auf dieser Unterlage entsprechend der Verlängerung der Projektion der Drähte cc entlang gleitet.
• Die Zusammenpressung hat ihr Ende gefunden, wenn die Front der Drähte d an der Stelle d in der Ebene e, fliegt, wenn also die Drähte a fast oder ganz gestreckt sind und das Diaphragma längs einer Mantellinie jedes Drahtes berühren.
• Das Diaphragma ist nun zwischen Federn eingeklemmt, kann an keiner Stelle mehr selbständige Schwingungen ausführen und kann daher auch nicht mehr durch Reibung an den Elektroden beschädigt werden. Auch wenn sich die Temperatur der Zelle verändert, bleibt die Lage des Diaphragmas erhalten; denn die Längenänderung der das Diaphragma haltenden Federdrähte findet parallel zur Ebene e, f statt und kann die Form .der Stäbe nicht verändern, weil das eine Ende der Stäbe frei beweglich auf einer Unterlage gleiten kann.
• Als Material für die Drähte, die als eigentliche Elektroden zu dienen haben, kann jedes geeignete Metall verwendet werden, z. B. Eisen, Nickel, deren Legierungen unter sich oder mit anderen Metallen usw.
• Fig. 3 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. Hierbei sind die als Elektroden wirkenden Metallteile d mittels dünner federnder Bleche lt an der tragenden Rückwand i befestigt; g stellt das Diaphragma dar.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolytische Zelle, gekennzeichnet durch elastische oder federnde, zwischen den Elektroden und dem Diaphragma oder auf der Rückseite dieser Teile liegende Elemente, durch deren Druck das Diaphragma derart gehalten wird, daß es keine schädlichen Bewegungen ausführen kann.
2. 2. Elektrolytische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden selbst als federnde Elemente ausgebildet sind.