DE607486C - Elektrolytische Zelle mit Kontaktgeber - Google Patents

Description

• Elektrolytische Zelle mit Kontaktgeber Es ist vorgeschlagen worden, bei mit Hebern arbeitenden Elektrolytzellen die Heberentleerung durch einen Kontaktgeber zu überwachen. Bei den bekannten Zellen wird der Kontakt durch die bei der Heberung geförderte Elektrolytmenge bewirkt. Dabei besteht die Gefahr, daß mitunter die geheberte Elektroly tmenge nicht in einem zusammenhängenden Strom, sondern absatzweise an dem Gegenkontakt vorbeifließt und daß deshalb mitunter bei einer Heberung der Kontakt mehrfach geöffnet und geschlossen wird. Das von dein Kontaktgeber betätigte Organ, z. B. ein Fernzählwerk, zeigt dann zuviel an.
• Die Erfindung beseitigt diese Gefahr dadurch, daß zur Kontaktgabe ein beiderseits an Gas grenzendes Flüssigkeitshäutchen des Elektrolyts verwendet wird. Ein solches Häutchen hat, da es praktisch nur aus zwei Oberflächen besteht, eine verhältnismäßig hohe mechanische Festigkeit und eine mathematisch festliegende Form. Es kann also viel leichter beherrscht werden als eine einfache Flüssigkeitsoberfläche, auf die außer Oberflächenspannungen noch die Gewichte und Massenkräfte des bewegten Elektrolyts einwirken. Während man bei der Kontaktgabe durch, einfache Flüssigkeitsoberflächen nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit bei den verschiedenen Heberentleerungen gleiche Verhältnisse erreichen kann, lassen sich bei Verwendung eines Flüssigkeitshäutchens ohne Schwierigkeiten bei jeder Heberung gleiche Verhältnisse erzwingen.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit dem Gegenkontakt immer nur vernachlässigbar kleine Flüssigkeitsmengen in Berührung kommen, ein Hängenbleiben von größeren Tropfen, die beim Abfallen erneut Kontakt geben können, also vermieden wird.
• Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
• In dem Gefäß r, das bis zum Niveau 1'V!V mit Elektrolyt, beispielsweise verdünnter Phosphorsäure, gefüllt ist, ist die Anode :2 und die als Kammer. ausgebildete Kathode 3 angeordnet. Die Kathode ist mit einer Kapillare q. für die Anfangsentleerung versehen. Um einerseits die Bauhöhe der Zelle zu verkleinern, andererseits die Anfangsentleerung zu sichern, hat das Gefäß im unteren Teil einen kleineren Querschnitt als im oberen Teil, und .der Elektralytspiegel ist in der Nähe der übergangsstelle von .dem einen auf den anderen Querschnitt angeordnet. Die Wirkungsweise der Kapillare q. ist an sich bekannt und soll deshalb nicht näher erläutert werden.
• Die Kathode 3, die aus einer beispielsweise mit einem Edelmetallnetz versehenen Kammer besteht; steckt in der Auffangglocke 5, die unter Belassung von nur engen Spalten (etwa 0,5 bis i mm Spaltbreite) die Kammer umschließt und mit ihrem unteren Rand 6 bis unter die Kammer herabgezogen ist, um den Diffusionswiderstand für den Gasausgleich zu erhöhen. Die Auffangglocke 5 ist mit der trichterfärmigen Mündung durch ein heberförmiges Zwischenstück 8 verbunden. Der Heber 8 besteht aus einem schraubenförmigen: Rohrstück. Die Schraubenform bietet denVorteil, daß dieWirkungsweis.e des Hebers gegen Schräghängen des Geräts unempfindlich ist. Der Rand g des Trichters 7 ist bis in unmittelbare Nähe des Elektrolytspiegels NN herangeführt und bildet einen Rahmen für den Ansatz des zur Kontaktgabe dienenden Flüssigkeitshäutchens. Unterhalb des Randes. ist der Trichter mit einer Ausgleichsöffnung io versehen, durch die die bei der Heberen.tleerung geförderte Flüssigkeit entweichen kann. Der TrichtV 7 und der darüberliegende Gegenkontakt i i sind etwa in der Mittelachse der Zelle i angeordnet, damit die Arbeitswveise des Kontaktgebers möglichst nicht durch Schräghängen des Apparats beein flußt wird. Der Gegenkontakt ii ist von. einem Glasüberzug 12 isolierend umschlossen, der bei 13 schirmartig ausgebaucht ist. Ein Bund 1q., der mit dem einen Ende des Nebenwiderstandes. 15 leitend verbunden ist, dient in bekannter Weise zur Abfangung von Kriechströmen. Die schirmartige Ausbuchtung 13 verlängert die Kriechstrompfade und erhöht dadurch den Isolationswiderstand zwischen dem Gegenkontakt i i und dein Schirm 14. Dadurch gelingt es, den Ruhestrom der Magnetwick-Jung 16 des Fernzählwerks 17 klein zu halten.
• Die Zelle arbeitet auf folgende Weise: Sobald sich in dem Heber 8 eine genügend große Gasmenge angesammelt hat, steigt diese zu dein Trichter 7 empor, die ihr vorgelagerte Fliissigkeit wird durch> die ZSffnung io ausgetrieben; sobald der Gasinhalt des Hebers den Trichter 7 erreicht hat, entsteht über seiner Üffnung eine kalottenförmige Flüssigkeitshaut, die sich bis zum Gegenkontakt i i einporwölbt und dadurch die Kontaktgabe vön der Anode :2 über den Elektrolyt, das Flüssigkeitshäutchen, zum Gegenkontakt i i, Relaiswicklung 16 usw. bewirkt. Durch die weiter nachdringende Gasmenge wird das Flüssigkeitshäutchen noch soweit aufgebläht, bis es platzt; dadurch ist die Kontaktgabe beendet.
• Der Abstand des Gegenkontaktes ii vom Spiegel NN ist so groß gemacht, daß die Oberflächenspannung der Flüssigkeit nicht ausreicht, dauernd eine Flüssigkeitsverbindung zwischen Gegenkontakt und Elektrolyt aufrechtzuerhalten. Der Durchmesser des Trichterrandes 9 ist so gewählt, daß das bei der Heberung sich bildende Flüssigkeitshäutchen vor dem Zerplatzen mit Sicherheit den Gegenkontakt i i trifft.
• Am besten wird die Zelle durch passende Einstellung derWiderstände und Formgebung des Hebers so abgeglichen, daß eine KontIktgabe einer Meßeinheit, z. B. einer Amperestunde oder einer Kilowattstunde, entspricht.
• Um Schwingungen des Flüssigkeitsspiegels in der Nähe des Ansatzrahmens für das kontaktgebende Häutchen zu verhüten., können um den Rahmen Beruhigungswiderstände in Form eines Gitters, konzentrischer Ringe, Rohre usw. angebracht werden. Dadurch werden Störungen der Bläschenbildung durch Erschütterungen verhütet.
• Zwecks Erhöhung des Diffusionswiderstandes kann auf die Kathode ein Führungsrohr aufgesetzt werden, das teleskopartig in die Auffangöffnung des Hebers ragt. Am besten wird dieses Rohr an die Kammerwandung aasgeschmolzen. Der Zwischenraum zwischen Kammer und Auffangöffnung kann dann größer gemacht werden. Dadurch wird die drosselnde Wirkung auf die Heberentleerung kleiner gemacht als bei der dargestellten Ausführungsform.
• Die Kriechstrompfade zwischen dem Gegenkontakt i i und dem. Abfangbund 14 kÖnnen statt durch den Schirm 13 auch durch analere Krümmungen oder Wellungen der Isoliertülle i2 verlängert werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolytische Zelle mit Kontaktgeber, insbesondere Wasserstoffelektrolytzähler mit Kontaktzählwerk, bei der eine vorzugsweise geheberte Meßstoff- bzw. Elektrolytmenge den Kontakt bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktgabe ein beiderseits an Gas grenzendes Flüssigkeitshäutchen benutzt ist.
2. 2. Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß die Ansatzstelle des Flüssigkeitshäutchens. durch einen in der Nähe der Elektrolytoeberfläche im Aufsteigweg der Gasblase angeordneten Raliinen festgelegt ist.
3. 3. Zelle nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Rahmen durch den Rand eines -von der Gasabscheidestelle nach der Elektrolytoberfläche zu verlaufenden Führungsrohr für die Gasblase gebildet ist. q.. Zelle nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr durch schlangen, oder schraubenförmige Krümmung als Gasheber ausgebildet ist und in der Nähe der Elektrolvtoberfläche eine etwa trompeten artige Erweiterung hat. Zeile nach Anspruch t bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des mit dem Flüssigkeitshäutchen zusammenarbeitenden Gegenkontaktes vom;Elektrolytspiegei einerseits so groß gemacht ist, daß die Oberflächenspannung des Elektrolyts nicht ausreicht, eine dauernde Verbindung zwischen Gegenkontakt und Elektrolyt aufrechtzuerhalten, und daß andererseits der Durchmesser des Rahmens so groß gewählt ist, daß die durch die Gasblase erzeugte Aufblähung der Flüssigkeitshaut größer ist als der Kontaktabstand. 6. Zelle nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr in der Nähe seines dem Elektrolytspiegel zugekehrten Randes eine Ausgleichsöffnung zur Ableitung der bei der I3eberung geförderten Elektrolytmenge hat. 7. Zelle nach Anspruch i bis 6, bei der das Führungsrohr bzw. der Heber mit einer Auffangglocke für die aus der Kammer austretende Gasblase versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser der Glocke nur etwa um i bis 2 mm größer ist als der Außendurchmesser der Kathodenkammer und der untere Rand der Glocke bis, unterhalb der Kammer herabgezogen ist zum Zwecke, den Diffusionswiderstand für den Gasausgleich zu vergrößern. B. Zelle nach Anspruch, i bis 7, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Ansatzrahmen und der Gegenkontakt etwa in der Mittelachse des Elektrolytgefäßes angeordnet sind. g. Zelle nach Anspruch i bis 8, bei der der Isoliermantel (Glasüberzug) für den Anschlußleiter des Gegenkontaktes mit einem Abfangbund für Kriechströme versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gegenkontakt und dem Abfangbund durch Anbringung von Isolierschirmen, durch Krümmungen oder We1-lungen der Isolierhülle die Kriechstrompfade verlängert sind. io. Zelle nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, d@aß die Kapazität des Gashebers und die Widerstände der Zelle derart abgeglichen sind, daß die geheberte Menge der Ampere- bzw. Kilowattstundeneinheit entspricht. i i. Zelle nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet,daß einerseits zwecks Verringerung der Bauhöhe, andererseits zwecks Anfangsentleerung der mit einer Entleerungskapillare versehenen Gaskammer das Zellengefäß im oberen Teil einen erheblich größeren Querschnitt hat als im unteren Teil, und daß der Elektrolytspiegel in der Nähe der Übergangsstelle von dem kleineren auf den größeren Querschnitt liegt. i2. Zelle nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. um den als Ansatzstelle für das Häutchen dienenden Rahmen Beruhigungswiderstände (Gitter, konzentrische Ring- oder Rohrstücke usw.) angeordnet sind. 13- Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kathode ein Führungsrohr für die Gasblasen aufgesetzt ist, das teleskopartig in das Auffang- oder Leitrohr des Hebers ragt.