DE68318C

DE68318C - Anode for electrolytic decomposition apparatus

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Publication number: DE68318C
Application number: DENDAT68318D
Authority: DE
Original assignee: A. HENNETON in Lille, Frankreich:
Anticipated expiration: 1912-01-03

Description

PATENTAMPATENTAM

KAISERLICHESIMPERIAL

Zum Zwecke der Elektrolyse von wässerigen Lösungen werden vielfach Anoden angewendet, welche in dem Bade unlöslich sind und meist aus Edelmetallen, speciell Platin bestehen.For the purpose of the electrolysis of aqueous solutions, anodes are often used, which are insoluble in the bath and mostly consist of precious metals, especially platinum.

Zu diesem Zwecke, werden der hohen Kosten wegen möglichst dünne Bleche oder siebartige Gebilde aus Draht verwendet, wobei insbesondere letztere wohl die nothwendige Oberfläche bei geringstem Materialaufwand ergeben; sie haben aber den Nachtheil geringer Leitungsfä'higkeit und führen zu grofsen Spannungsverlusten, insbesondere bei sehr langen Anoden. For this purpose, sheets or sieve-like sheets are made as thin as possible because of the high costs Structures made of wire are used, the latter in particular probably providing the necessary surface result with the lowest possible cost of materials; but they have the disadvantage of poor leadership and lead to large voltage losses, especially with very long anodes.

Es erscheint daher geboten, einer solchen construirten Anode nicht auch die Stromzuführung aufzubürden, sondern nur die Stromvertheilung, was dadurch erreicht wird, dafs man die Stromzuführung einem besonderen Leitungssystem überträgt, das aus gut leitendem, billigerem und gegen den Angriff des Bades zu isolirendem Metall, z. B. aus Kupfer, besteht. An entsprechenden Punkten steht dann dieses Leitungssystem mit der eigentlichen Anode in Verbindung.It therefore seems advisable not to also supply the current to such a constructed anode but only the distribution of the current, which is achieved by one the power supply transmits a special line system, which consists of highly conductive, cheaper metal to be insulated against the attack of the bath, e.g. B. made of copper. This line system with the actual anode is then located at the appropriate points in connection.

Eine solche neue Anode setzt sich aus vier Theilen zusammen:Such a new anode consists of four parts:

1. aus einem Rahmen aus Kupfer oder irgend einem anderen gut leitenden Metall (a, Fig. 1), der dazu dient, den Strom gleichmäfsig über alle Theile der Elektrode zu vertheileri und ihr Festigkeit zu geben. Dieser Rahmen .bietet die günstigste Form für die Arbeit, für welche die Elektrode bestimmt ist;1. From a frame made of copper or some other good conductive metal (a, Fig. 1), which serves to distribute the current evenly over all parts of the electrode and to give it stability. This frame offers the most favorable form for the work for which the electrode is intended;

2. aus einem oder mehreren Leitern A, die an vorgenanntem Metallrahmen befestigt oder aus einem Stück mit ihm hergestellt sind und welche . die Verbindung der Elektrodenplatten mit der Stromquelle herstellen;2. from one or more conductors A, which are attached to the aforementioned metal frame or made in one piece with it and which. connect the electrode plates to the power source;

3. aus.: dem bei der elektrolytischen Zersetzung unmittelbar wirkenden Metall, das Platin oder irgend ein anderes Metall oder eine Legirung sein kann, welches jedoch in dem Bade, für welches die Elektrode gemacht ist, für den Elektrolyten unangreifbar sein mufs und so die eigentliche Anode bildet; ^3. Aus .: that in the case of electrolytic decomposition directly acting metal, the platinum or any other metal or a May be alloy, but in the bath for which the electrode is made, must be invulnerable to the electrolyte and thus form the actual anode; ^

4. endlich aus dem Isolirungsmittel c, welches das die Zuleitung besorgende Metall vollständig umschliefst (Fig. 4, 5 und 6).4. Finally, from the insulating means c, which completely surrounds the metal supplying the supply line (FIGS. 4, 5 and 6).

Das wirkende Metall, Platin oder dergleichen, das als Draht in jeder Form, als Drahtgewebe oder blättrig, als ebenes, gewelltes, geriffeltes, gelochtes u. s. w. Blech angewendet werden kann, mufs sorgfältig auf die Umfassung α und die Querstäbe b des Metallrahmens gelöthet sein, so dafs jede Zelle einen kleinen Rahmen darstellt, zu welchem der Strom durch das ganze Rahmenwerk zugeleitet wird. In dem gewählten, in der Zeichnung näher erläuterten Beispiel sind die beiden Längs- und die beiden Quertheile des Rahmens α durch je zwei Querstäbe b verbunden; es entstehen auf diese Weise neun kleinere Rahmen.The active metal, platinum or the like, which can be used as wire in any shape, as wire mesh or leafy, as flat, corrugated, corrugated, perforated, etc. sheet, must be carefully soldered to the enclosure α and the cross bars b of the metal frame, so that each cell represents a small frame to which the current is directed through the whole framework. In the example chosen, explained in more detail in the drawing, the two longitudinal and the two transverse parts of the frame α are connected by two cross bars b each; in this way nine smaller frames are created.

Damit die Elektrode in ihrer beschriebenen Zusammensetzung benutzt werden kann, müssen alle Metalltheile, welche den Rahmen bilden und nur als Zuleiter dienen (Zuleiter A, Rahmen α und Querstäbe b) isolirt sein, so dafs sie mit dem Elektrolyten nicht in Berührung kommen. Selbstredend mufs auch der isolirende Stoff von letzterem unangreifbar sein und sind Risse, Brüche oder dergleichen peinlichst zu vermeiden. Es bilden also nur dieIn order that the electrode can be used in its described composition, all metal parts which form the frame and serve only as feed conductors (feed conductor A, frame α and cross bars b) must be insulated so that they do not come into contact with the electrolyte. Of course, the insulating material must also be invulnerable to the latter, and cracks, breaks or the like must be carefully avoided. So there are only those

über die einzelnen, durch den Rahmen α und die Querstäbe b gebildeten Felder e gespannten Platin- oder dergleichen Drähte/eine metallene Oberfläche.About the individual, formed by the frame α and the cross bars b fields e tensioned platinum or similar wires / a metal surface.

Das verwendete isolirende Mittel kann Ebonit, Guttapercha, Celluloid, Cellulose, Porcellan, Glas oder jeder andere Stoff sein, der diesen Zweck erfüllt und durch Aufstreichen, Giefsen, Pressen, Trocknen, Brennen oder auf irgend eine andere Weise, sei es einzeln oder mit einem der vorhergehenden zusammen, aufgebracht wird.The isolating agent used can be ebonite, gutta-percha, celluloid, cellulose, porcelain, Be glass or any other material that fulfills this purpose and can be Pressing, drying, firing or in any other way, be it individually or with one of the preceding together, is applied.

Wird z. B. Ebonit angewendet, erhält man dieses Ergebnifs durch Giefsen, Pressen und Erhitzen auf folgende Weise:Is z. B. ebonite applied, you get this result by casting, pressing and Heating in the following way:

Der mit dem isolirenden Stoff zu überziehende Metallrahmen (α, Fig. i) wird, nachdem er mit dem entsprechenden, für den Elektrolyten unangreifbaren Metall oder solcher Legirung (/, Fig. 2) versehen ist, in eine zweitheilige Form gebracht, die an jenen Stellen, die das Ebonit aufnehmen sollen, ausgehöhlt ist. Fig. 3 zeigt eine solche Formhälfte und sind die ausgehöhlten Stellen mit d bezeichnet. Fig. 4 zeigt die zweite Hälfte mit eingelegtem, mit den Platindrähten bespanntem Rahmen a. Wie daraus ersichtlich, bleibt in den Aushöhlungen d der Form zwischen dem Rahmen und der Form noch ein leerer Raum (c, Fig. 4), in welchem sich beim Zusammenschrauben der Formhälften der zwischengelegte Kautschuk einprefst, nach dem Vulcanisiren erhärtet und sich in Ebonit verwandelt. Der Rahmentheil a, die Querstäbe b, sowie der Zuleiter A sind auf diese Weise an allen Stellen gleich stark' mit der isolirenden Schicht überzogen.The metal frame to be covered with the insulating material (α, Fig. I), after it has been provided with the appropriate metal or alloy (/, Fig. 2) that cannot be attacked by the electrolyte, is brought into a two-part form, which is attached to the latter Places that are supposed to receive the ebonite are hollowed out. Fig. 3 shows such a mold half and the hollowed out points are designated by d . Fig. 4 shows the second half with the inserted frame a covered with the platinum wires. As can be seen from this, there remains an empty space in the cavities d of the mold between the frame and the mold (c, Fig. 4), in which the inserted rubber presses in when the mold halves are screwed together, hardens after vulcanization and turns into ebonite . The frame part a, the cross bars b, and the supply line A are in this way coated equally thickly with the insulating layer at all points.

Das Bekleiden des Metallrahmens α mit isolirender Masse, in diesem Falle Kautschuk, wird in folgender Weise bewerkstelligt:The metal frame α is clad with insulating compound, in this case rubber, is done in the following way:

Auf die Innenseite einer Formhälfte (Fig. 3) wird eine Kautschukplatte gelegt, fest angeprefst, wodurch sich die Erhöhungen der Form g fest in die Kautschukplatte eindrücken. Die so markirten Stellen werden hierauf aus der Kautschukplatte ausgeschnitten, so. dafs sich dieselbe, nachdem dies geschehen, vollkommen in die Vertiefungen d der Form einlegt. Auf diese Kautschukplatte kommt dann der mit den Platindrähten f und den Zuleitungsstreifen A versehene Metallrahmen α zu liegen. Auf diesen wird wieder eine zweite in der gleichen Weise zugerichtete Kautschukplatte gelegt und auf diese endlich die zweite Formhälfte. Das Ganze wird mittelst Schraubenbolzen, welche durch die Löcher 1, 2, 3 ... der Form gehen, fest zusammengehalten. Fig. 7 zeigt den Querschnitt durch eine so montirte Form.A rubber plate is placed on the inside of a mold half (FIG. 3) and pressed firmly, as a result of which the raised portions of the mold g are pressed firmly into the rubber plate. The points marked in this way are then cut out of the rubber sheet, see above. that, after this has happened, it is completely inserted into the indentations d of the mold. The metal frame α provided with the platinum wires f and the lead strips A then come to rest on this rubber plate. A second rubber sheet, prepared in the same way, is placed on this again, and finally the second mold half is placed on top of this. The whole thing is firmly held together by means of screw bolts which go through the holes 1, 2, 3 ... of the mold. Fig. 7 shows the cross-section through a form so assembled.

Die so vorbereitete Form wird nun in bekannter Weise vulcanisirt, wobei sich die Kautschukplatfen durch die einwirkende Hitze erhärten, also sich in Ebonit verwandeln. Ist diese Behandlung beendigt, so läfst man die Anode in der Form erkalten, hebt sie dann aus derselben heraus, worauf alle Theile (ausgenommen die Platin- oder dergleichen Drähte/, welche sich während des Vulcanisirens zwischen den Erhöhungen g der Form befinden und so geschützt sind) vollkommen gleichmäfsig mit Ebonit überzogen sind.The form prepared in this way is now vulcanized in a known manner, the rubber plates hardening by the acting heat, that is, they are transformed into ebonite. When this treatment is over, the anode is allowed to cool in the mold, and it is then lifted out of it, whereupon all parts (except the platinum or similar wires / which are between the ridges g of the mold during vulcanization and are thus protected are) are completely evenly coated with ebonite.

Die vorbeschriebene Bauart der Anode gestattet, den Rahmen aus Kupfer, Messing oder irgend einem anderen gut leitenden Metall herzustellen , wodurch der Strom, den die Elektrode aufnehmen soll, gleichmäfsig auf sämmtliche Abtheilungen oder Zellen vertheilt wird.The above-described design of the anode allows the frame made of copper, brass or to produce any other highly conductive metal, thereby generating the current that the electrode is to absorb, is evenly distributed over all the compartments or cells.

Das unangreifbare Metall von grofsem Widerstand wird bei diesem Verfahren gänzlich als Elektrode und nicht als Leiter benutzt, die Zuleitung wird von dem Kupferrahmen α und den einzelnen Querstäben b besorgt; daraus folgt, dafs bei gleichem Platingewicht eine derartig zusammengesetzte Elektrode die elektromotorische Kraft wesentlich verringert, welche bei einer anderen Einrichtung . des Rahmens nothwendig ist. Das folgende Beispiel zeigt diesen Erfolg in erschöpfender Weise:The invulnerable metal of great resistance is used entirely as an electrode and not as a conductor in this process; the lead is provided by the copper frame α and the individual cross bars b ; It follows from this that, with the same weight of platinum, an electrode composed in this way substantially reduces the electromotive force which would be the case with another device. of the framework is necessary. The following example shows this success in an exhaustive way:

Vergleicht man die Vertheilung eines Stromes auf zwei Elektroden gleicher Gröfse (Fig. 5 und 6), welche z.B. 30 Ampere aufnehmen sollen und von denen die eine (Fig. 5) ihr unangreifbares Metall auf dem Leiter nur auf der oberen Seite (der Metallrahmen α mit den Querstäben b ist hier in Wegfall gedacht) und die andere das gleiche Metall auf einem Rahmen nach eben beschriebener Construction befestigt hat (wie bei Fig. 6 gezeigt), so sieht man, dafs in Fig. 5 der gesammte auf die dritte Reihe der Zellen vertheilte Strom die erste und die zweite Reihe ebenso durchströmen mufs, wie der der zweiten auch die erste Reihe durchlaufen mufs. Wenn in dieser Elektrode die Stromvertheilung eine gleichmäfsige sein soll, so müssen durch die erste Zellenreihe 30 Ampere, durch die zweite 20 Ampere und durch die dritte 10 Ampere gehen. Im Gegensatz dazu wird bei der Elektrode, welche den Gegenstand dieser Erfindung bildet und bei welcher der Rahmen a, sowie die Querstäbe b einen beträchtlichen Querschnitt haben, jede Reihe Zellen 10 Ampere erhalten und auch von so viel durchflossen werden.If one compares the distribution of a current on two electrodes of the same size (Fig. 5 and 6), which are supposed to take up 30 amperes, for example, and of which one (Fig. 5) has its unassailable metal on the conductor only on the upper side (the metal frame α with the cross bars b is not intended to be omitted here) and the other has attached the same metal to a frame according to the construction just described (as shown in FIG. 6), so one sees that in FIG Cells distributed current must flow through the first and second row just as that of the second must also flow through the first row. If the current distribution is to be uniform in this electrode, 30 amperes must pass through the first row of cells, 20 amperes through the second, and 10 amperes through the third. In contrast, in the case of the electrode which forms the subject of this invention and in which the frame a, as well as the transverse bars b have a considerable cross-section, each row of cells will receive 10 amperes and also be traversed by so much.

Andererseits wird, da bei gleicher Zahl der Drähte aus unangreifbarem Metall jede Reihe Zellen nur 10 Ampere, statt dafs die eine 30, die andere 20 und die dritte 10 erhält, die elektromotorische Kraft, welche nothwendig ist, um den inneren Widerstand der Elektrode zu überwinden, in dem Verhältnifs vermindert werden. Die Anwendung derartig construirter Anodenplatten gestattet sowohl die elektromotorische Kraft, als die Menge des unangreif-On the other hand, if the number of wires is the same, each row is made of unassailable metal Cells only 10 amperes, instead of one receiving 30, the other 20 and the third 10, the electromotive force, which is necessary to increase the internal resistance of the electrode overcome, in which proportion are diminished. The application is designed in this way Anode plates permit both the electromotive force and the amount of

baren Metalls zu vermindern, im Gegensatz zu den Elektroden, die nicht mit Rahmen versehen sind.metal, in contrast to the electrodes, which are not provided with frames are.

Endlich kann diese Menge unangreifbaren Metalls noch verringert werden, wenn man es wie in Fig. 2 anordnet, da die Länge, des zu durchströmenden Metalls in diesem Falle in der Richtung der Breite des. Rahmens oder der Zellen viel kürzer, ist, als in der Richtung der Höhe.Finally, this amount of invulnerable metal can be reduced by using it arranged as in Fig. 2, since the length of the metal to be flowed through in this case in the The direction of the width of the frame or cells is much shorter than that of the Height.

Durch die oben beschriebene gleichmäfsige Bedeckung wird die Elektrode vollständig und sicher vor Zerstörung bewahrt.As a result of the uniform coverage described above, the electrode becomes complete and safe from destruction.

Die beschriebene Zusammenstellung erlaubt aufserdem, die Elektroden in Gröfse und Gestalt beliebig zu machen und dabei einer regelrechten Vertheilung sicher zu sein.The combination described also allows the electrodes in size and shape to be made arbitrarily and to be sure of a proper distribution.

Die Gestalt und Gröfse der Anode, der oder die Punkte, wo der Leiter auf dem Rahmen befestigt ist, der Querschnitt des unangreifbaren Metalls (Draht, Gewebe oder Blech) sind natürlich von dem Gefäfs, für welches sie gemacht worden, und von der Stärke des Stromes, welcher mit ihr vertheilt werden soll, abhängig.The shape and size of the anode, the point or points where the conductor is on the frame is attached, the cross-section of the invulnerable metal (wire, fabric or sheet metal) of the vessel for which it was made, of course, and of the strength of the Of the current which is to be distributed with it.

Claims

Patent claim:

Anode for electrolytic decomposition apparatus, consisting of one insulated from the bath Frame made of highly conductive material, which is used to conduct electricity, and in this Frame attached wires made of invulnerable, highly conductive material, which are used to form serve the anode surface.

1 sheet of drawings.