DE847931C

DE847931C - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Stromverteilung einer Elektrolysezelle mit mehreren parallelgeschalteten Elektroden

Info

Publication number: DE847931C
Application number: DEP27229A
Authority: DE
Inventors: Roger Joseph Perret-Bit
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1947-07-21
Filing date: 1948-12-28
Publication date: 1952-08-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Stromverteilung einer Elektrolysezelle mit mehreren parallelgeschalteten Elektroden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Verteilung des Stroms auf die verschiedenen Elektroden einer Elektrolysezelle mit mehreren parallelgeschalteten Elektroden oder zur Anzeige von Abweichungen dieser Verteilung bei jeder Elektrode. Dieses Verfahren kann insbesondere für die Regelung von Zellen für die Herstellung von Aluminium verwendet werden.
Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, ständig das Verhältnis des eine Elektrode durchfließenden Stroms zu dem durch die Anzahl der Elektroden der Zelle geteilten Gesamtstrom der l,.lektrol_vsezelle zur Steuerung oder Anzeige zu benutzen. \lan mißt dabei also in jedem Augenblick und an jeder Elektrode das Verhältnis wobei i der durch die betrachtete Elektrode hindurchgehende Strom, I der insgesamt durch die Elektrolysezelle hindurchgehende Strom und ia die Anzahl der Elektroden der Zelle ist.
Das dabei verwendete Instrument zeigt also unmittelbar das Verhältnis zwischen der Stromstärke in der betrachteten Elektrode und derjenigen Stromstärke an, die in ihr vorhanden sein soll und die j n gleich ist.
Dieses Verfahren, das entweder einfach eine Anzeige der Regelabweichungen oder eine selbsttätige Regelung gestattet, ist nur dann richtig anwendbar, wenn die Elektrodenzahl n stets die gleiche ist. `Fenn dagegen während des Betriebes diese Elektrodenzahl geändert werden soll; müß jedesmäl der Regelpunkt bzw. die Ausgangseinstellung der Instrumente verändert werden, wenigstens bei selbsttätigem Betrieb. Ebenso muß die Regelung lizw. die Einstellung geändert werden, wenn eine verbrauchte Elektrode ersetzt worden ist, da die für sie eingesetzte kalte Elektrode 1 oder 2 Stunden braucht, bis sie einen Strom von ihrer Betriebsstromstärke aufnimmt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, das Verhältnis zwischen dein die betrachtete Elektrode durchfließenden Strom und dem Mittelwert der Ströme sämtlicher überwachten Elektroden zu messen, und zwar entweder zum Zweck einer einfachen Anzeige der Regelabweichungen oder zum Zweck einer selbsttätigen Regelung.
In der Zeichnung ist schematisch und nur beispielsweise eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
In der Zeichnung stellen i, ja entweder ein Drehspulkontaktinstrument oder ein Differentialrelais dar. Die eine der Spulen, t, wird durch eine Potentialdifferenz gespeist, die von den Klemmen eines Widerstandes abgenommen wird, der in Reihe in den Stromkreis der _ betrachteten Elektroden io eingeschaltet ist. Die andere Spule, ja, ist an eine allgemeine Leitung angeschlossen, die alle gleichen Spulen der anderen Instrumente über je einen Widerstand 2 speist, der gestattet, die Konstante K des Instruments auf einen beliebigen Wert einzustellen. Diese Leitung wird durch eine Potentialdifferenz x, y gespeist, die man in demdargestellten Beispiel dadurch erhält, daß man zwei Widerstände 3 an die Klemmen der Widerstände 4 anlegt, welche mit je einer der Elektroden in Reihe liegen; dabei müssen diese Widerstände 3 und 4 unter sich hinsichtlich ihres Ohmwertes und auch hinsichtlich ihres Temperaturkoeffizienten gleich bemessen sein.
Diese Speisung kann entweder unmittelbar oder über einen Verstärker 6 bekannter Bauart mit sehr hohem Eingangswiderstand erfolgen.
Nlan kann leicht nachweisen,-daß unter diesen Bedingungen, wenn der Eingangswiderstand des Verstärkers 6 oder der Widerstand der Spulen sehr groß gegenüber den Widerständen 3 ist, bei x, y eine Potentialdifferenz U nach folgender Gleichung entsteht: In dieser Gleichung ist R die Größe des Widerstandes 4, m die Anzahl der Elektroden, deren Stromstärke überwacht werden soll, d. h. aller Elektroden, für die der Schalter 5 geschlossen ist, und il, i2 usw.. . . i," die Ströme in den überwachten Elektroden. Wie ersichtlich, ist m gleich oderkleiner als die Anzahl n der Elektroden der Zelle.
Unter diesen Bedingungen erhält die eine Spule, z, des Instruments 1, ja eine Potentialdifferenz Ul=Ril für die Elektrode i und die andere Spule, ja, eine Potentialdifferenz wie es dem angestrebten Ziel entspricht.
Die Schalter 5 machen es möglich, nach Belieben die Widerstände derjenigen Elektrode, die an der Regelung nicht teilnehmen soll, auszuschalten.
Die auf diese -Weise ausgerüstete Regelvorrichtung kann entweder zu einer einfachen Anzeige der Regelabweichungen mittels die Anzeigesysteme speisender Stromkreise, die an die Kontakte 14 und 15 angeschlossen sind, oder zur selbsttätigen Regelung des Polabstandes dienen.
Im letztgenannten Fall ist jede Elektrode io mit einem Zahnstangentrieb i i versehen, der durch einen Motor 16 angetrieben wird, dessen Drehsinn nach Belieben durch Schalter 12 und 13 geändert werden kann. Die Spulen dieser selbsttätigen Schalter werden über Kontakte 14 bzw. 15 der Regler gespeist. Auf diese Weise ergibt sich eine Aufwärtsbewegung oder eine Abwärtsbewegung der Elektroden io, je nachdem, ob der _Stromanteil einer Elektrode gegenüber dem festgesetzten Sollwert zu groß oder zu klein ist.

Claims

hATE\TA\Sl'I@ÜCHE: 1. Verfahren zur Regelung der Stromverteilung einer Elektrolysezelle mit mehreren parallelgeschalteten Elektroden oder zur Anzeige der Abweichungen der Stromverteilung auf die einzelnen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der jeder Elektrode zugeordneten Regel- oder Anzeigeorgane von dem Wert des Verhältnisses des diese Elektrode durchfließenden Stroms zu dem Mittelwert der Ströme sämtlicher überwachter Elektroden abhängig gemacht wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Relais mit zwei Spulen, von denen die eine, (i), mit einem Widerstand (4) verbunden ist, der durch den Strom der betrachteten Elektrode (to) durchflossen wird, während die andere, (ja), an Widerstände (3) angeschlossen ist, die je an den Klemmen des erstgenannten Widerstandes (4) liegen, für alle in Betrieb befindlichen Elektroden parallelgeschaltet sind und durch Schalter (5) nach Belieben ein- und ausgeschaltet werden können, wobei die Widerstände jeder Kategorie (3, 4) unter sich denselben Wert haben.