DE869941C

DE869941C - Cell for electrolysers based on the filter press system

Info

Publication number: DE869941C
Application number: DEB7736D
Authority: DE
Inventors: Ewald Zdansky
Original assignee: Bamag Meguin AG
Current assignee: Bamag Meguin AG
Priority date: 1937-04-28
Filing date: 1937-08-04
Publication date: 1953-03-09

Description

Zelle für Elektrolyseure nach dem Filterpressensystem Bekanntlich setzt sich eine Bipolarzelle für Elektrolyseure aus drei wesentlichen Bestandteilen, den Elektroden, dem Zellenrahmen und dem in den Zellenrahmen eingesetzten Diaphragma zusammen. Das Diaphragma selbst wurde gewöhnlich in den Zellenrahmen mit Hilfe von besonderen Blechleisten eingenietet oder angeschraubt. Besteht der Rahmen aus Isoliermaterial, dann ist das Diaphragma meistens in die Masse eingebettet. Die Elektroden, die auf der einen Seite Anode und auf ihrer anderen Seite jeweils Kathode sind, liegen zu beiden Seiten des Rahmens. Die Batterie wird in der Weise aufgebaut, daß man die einzelnen Zellen unter Dazwischenlegen einer Elektrode aufeinanderschichtet und nach weiterer Hinzufügung der beiden Endelektroden mit Hilfe von Spannvorrichtungen zusammenpreßt. Beim Zusammenbau einer einzelnen Zelle bzw. der ganzen Batterie werden stets zwischen die Einzelzellen Dichtungen gelegt, um,das Entweichen des Elektrolyts bzw. der Zersetzungsgase zu verhindern.Cell for electrolysers according to the filter press system is known A bipolar cell for electrolysers consists of three essential components, the electrodes, the cell frame and the diaphragm inserted into the cell frame together. The diaphragm itself was usually placed in the cell frame with the help of special sheet metal strips riveted or screwed on. If the frame is made of insulating material, then the diaphragm is mostly embedded in the mass. The electrodes that are on the anode on one side and the cathode on the other side both sides of the frame. The battery is built in such a way that the individual cells with the interposition of an electrode and after further addition of the two end electrodes with the help of jigs compresses. When assembling a single cell or the whole battery always placed between the individual cell seals to prevent the electrolyte from escaping or to prevent the decomposition gases.

Man hat auch schon vorgeschlagen, metallische Zellenrahmen in zwei Einzelrahmen aufzuteilen. jede Einzelzelle: wird dann aus zwei Metallrahmen aufgebaut, zwischen denen das Diaphragma eingespannt liegt. Auch für diese Ausbildung ist man gezwungen, -besondere Dichtungen in Form von Rahmen anzuwenden. Der Zusammenbau der Einzelzellen zu einer Batterie erfolgt genau wie vorher beschrieben. Praktisch wirkt sich das derart aus, daß auf jeden Metallhalbrahmen, unter Zwischenfügung der notwendigen Dichtungen, eine Elektrode oder ein Diaphragma folgt.It has also been proposed to use two metal cell frames Split single frames. each individual cell: is then built up from two metal frames, between which the diaphragm is clamped. One is also for this training forced, - to use special seals in the form of frames. The assembly of the individual cells to a battery is done exactly as previously described. This has a practical effect in such a way that on each metal half-frame, with the interposition of the necessary Seals, an electrode or a diaphragm follows.

Die Abdichtung war bei Elektrolyseuren schon immer ein Problem. Man hat daher schon die verschiedensten Lösungen versucht, insbesondere hat man vorgeschlagen, :die Fugen- zwischen den Einzelteilen mit einem Gummikitt, Zement oder ähnlichen Stoffen auszustreichen.. Diese Vorschläge haben aber keine praktische $-edeutung erreicht.Sealing has always been a problem with electrolyzers. Man has therefore tried a wide variety of solutions, in particular it has been suggested : the joints between the individual parts with a rubber putty, cement or similar Cross out fabrics. However, these suggestions have no practical $ meaning achieved.

Die Erfindung bringt eine Lösung des Problems, die sich, wie Versuche gezeigt haben, bestens bewährt. Jede Zelle besteht nach der Erfindung aus zwei gleichartigen Rahmen mit profilierten Seitenfliä.chen, insbesondere Isolierrahmen. Die eine Seite des Rahmens weist Erhöhungen auf und einen Falz, die andere Seite nur Nuten, in die die Erhöhungen passen. Der Falz dient zur Aufnahme des Diaphragmas bzw. einer Elektrode. Sie werden durch einfaches Einlegen eingebaut, wodurch jegliche Befestigungsmittel und die ansonsten zum Einbau erforderliche Handarbeit zum Fortfall kommen. Trotz .der Teilung :des Zellenrahmens in zwei Teile weist jede Zelle durch diese Anordnung -nur zwei Dichtungsflächen auf. Durch die vollständig neuartige Dichtungsprofilierung, d. h. also durch die Wahl von Erhöhungen und Einkerbungen bzw. Nut und Feder, kann auf eine spezielle Dichtung überhaupt verzichtet werden. Es genügt die Anwendung eines einfachen Anstriches und das Zusammenpressen der Rahmen, um die absolut zuverlässige Abdichtung für' Gas und Flüssigkeit zu erzielen. Als Anstrichmittel hat sich besonders bewährt eine Masse aus Bitumen oder ein Gemisch von Bitumen mit anderen Füllmaterialien, wie Asbest, Zement oder Talkum.The invention brings a solution to the problem which, like experiments have shown, have proven their worth. According to the invention, each cell consists of two similar cells Frames with profiled side surfaces, in particular insulating frames. One side of the frame has elevations and a fold, the other side only grooves in that fit the increases. The fold is used to hold the diaphragm or a Electrode. They are installed by simply inserting them, eliminating any fasteners and the manual work otherwise required for installation is no longer necessary. Despite .the division: the cell frame in two parts indicates each cell by this arrangement -only two sealing surfaces. Due to the completely new sealing profile, d. H. so by the choice of elevations and notches or tongue and groove, can a special seal can be dispensed with at all. The application is enough a simple coat of paint and the compression of the frame to make it absolutely reliable Achieve sealing for 'gas and liquid. As a paint has proven itself particularly A mass of bitumen or a mixture of bitumen with other filling materials has proven its worth, like asbestos, cement or talc.

Wie schon bemerkt, können für diese Zellenkonstruktion auch Isolierrahmen verwendet werden, die man bisher mit Rücksicht auf die große Brüchigkeit nicht zu teilen gewagt hat. Die Möglichkeit wurde dadurch geschaffen, daß man die Rahmen unter hohem Druck preßt und daß man in den Rahmen , eine Versteifung, beispielsweise Metalleinlage öder Ränder, anordnet. Die zwei für eine Zelle notwendigen Rahmen, die man als Anoden- und Kathodenrahmen bezeichnet, sind bis auf die Gasausgänge vollständig gleich. Man erreicht dadurch eine bedeutende Verbilligung der Herstellungskosten.As already noted, insulating frames can also be used for this cell construction are used, which one has not been able to do so far in view of the great fragility has dared to share. The possibility was created by making the frame presses under high pressure and that one in the frame, a stiffener, for example Metal insert or edges, arranges. The two frames necessary for a cell, which are referred to as anode and cathode frames are except for the gas outlets completely the same. This results in a significant reduction in manufacturing costs.

Die Vorteile, die die Erfindung bietet, sind folgende: Das Einlegen und Festhalten der Elektroden und des Diaphragmas ist durch dieWahl des Falzes im Innern sehr- einfach und ohne weitere Hilfsmittel durchzuführen. Mit Rücksicht auf die große Anzahl der einzelnen Zellen, die für eine Batterie notwendig sind, können also wesentliche Verbilligungen erzielt werden. Der Haupfivorteil liegt jedoch in der Einsparung von mindestens zwei Dichtungsflächen gegenüber der Zellenkonstruktion mit geteilten Zellenrahmen aus Profileisen und in der Einsparung einer speziellen Abdichtung überhaupt. Der Isolierrahmen, der aus einem Asbestzement oder aus Asbest-Zement-Kalkstein-Gemisch mit eingelegtem Verstärkungsgerüst besteht, ist einfach und billig herzustellen. Er besitzt eine solche Festigkeit, daß er erstmalig für eine elektrolytische Zelle brauchbar geworden, ist. Die Erfindung stellt also im Bau elektrolytischer Zellen einen großen technischen Fortschritt dar, der sich besonders in den Herstellungskosten der Zellen auswirkt.The advantages offered by the invention are as follows: The insertion and holding the electrodes and the diaphragm in place is by the choice of the fold in the Inside very easy to carry out without any further aids. With regard to the large number of individual cells that are necessary for a battery thus substantial reductions can be achieved. However, the main benefit lies in the saving of at least two sealing surfaces compared to the cell construction with divided cell frames made of profile iron and saving a special one Waterproofing at all. The insulating frame, which is made from an asbestos-cement or asbestos-cement-limestone mixture with an inlaid reinforcement frame is easy and cheap to manufacture. It is so strong that it is the first for an electrolytic cell has become useful. The invention thus relates to the construction of electrolytic cells represents a major technical advance, which is particularly evident in the manufacturing costs of cells.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen beschrieben werden.The invention will be described with reference to the drawings.

Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Rahmens in kreisrunder Form in Vorderansicht, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie Ä-B, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie C-D für den Anodenrahmen, Abb. q. einen Schnitt nach der Linie E-F für den Kathodenrahmen, und Abb. 5 zeigt den Zusammenbau zweier Rahmen zu einer Zelle. _ Der Rahmen i besitzt' die beiden Gasabzugskanäle 2 und 3. q. ist -der Elektrolytkanal. Da diese Kanäle durch den Rahmen hindurchgehen, bilden sich beim Zusammenbau vieler Rahmen zu einer Batterie durchgehende Sammelkanäle. Die Verbindung aus :dem Innern der Zelle zu den Kanälen 2, 3 und q. erfolgt durch die Kanäle 5 und 6 bezw. 7 und g. Zu einer Zelle gehören zwei Zellenrahmen, ein Anoden- und ein Kathodenrahmen. Sie unterscheiden sich dadurch, :daß in dem einen Rahmen die Verbindungskanäle 5 bzw. 7 zu dem Gassammelkanal 2 bzw. Elektrolytkanal 4. an der Vorderseite, in dem anderen Rahmen die Verbindungskanäle 6 bzw. 8 zu dem Gassammelkanal 3 bzw. Elektrolytkanal q. an der Rückseite des Rahmens angeordnet sind. An sich kann die Anzahl der Verbindungskanäle beliebigsein. JedereinzelneRahmen ist profiliert. g sind die Erhdhungen und Dichtungswulste. io sind die Vertiefungen bzw. Dichtungsnuten. Gezeigt sind sowohl vier Erhöhungen als auch vier Vertiefungen. i i ist der Falz, in den wahlweise ein Diaphragma oder eine Elektrode eingelegt werden kann. Die oberste Erhöhung g bzw. die Nut io ist stärker ausgebildet als die übrigen, um den Zusammenbau der Zellenrahmen zu erleichtern. Gleichzeitig wird eine Verschiebung der Rahmen gegeneinander dadurch unmöglich. Mit 12 sind die Eisenringe bezeichnet, die als Einlage des Rahmens aus Isolierstoff dienen.Fig. I shows an embodiment of a frame in a circular shape in front view, Fig. 2 a section along the line A-B, Fig. 3 a section along the line CD for the anode frame, Fig. Q. a section along the line EF for the cathode frame, and Fig. 5 shows the assembly of two frames to form a cell. The frame i has the two gas exhaust ducts 2 and 3. q. is the electrolyte channel. Since these channels pass through the frame, continuous collecting channels are formed when many frames are assembled to form a battery. The connection from: the inside of the cell to channels 2, 3 and q. takes place through channels 5 and 6 respectively. 7 and g. A cell consists of two cell frames, an anode frame and a cathode frame. They differ in that: in one frame the connecting channels 5 and 7 to the gas collecting channel 2 or electrolyte channel 4 on the front, in the other frame the connecting channels 6 and 8 to the gas collecting channel 3 or electrolyte channel q. are arranged at the rear of the frame. As such, the number of connection channels can be arbitrary. Every single frame is profiled. g are the elevations and sealing beads. io are the recesses or sealing grooves. Both four elevations and four depressions are shown. ii is the fold in which a diaphragm or an electrode can be inserted. The uppermost elevation g or the groove io is made thicker than the rest in order to facilitate the assembly of the cell frames. At the same time, this makes it impossible to shift the frames relative to one another. With 12 the iron rings are referred to, which serve as an insert of the frame made of insulating material.

Aus den Abb. 3 und q., die einen Schnitt durch einen Anodenrahmen bzw. Kathodenrahmen zeigen, sieht man deutlich, daß sich die beiden Rahmen nur durch die Verbindungskanäle 5 und 6 unterscheiden.From Fig. 3 and q. Showing a section through an anode frame and cathode frames show, you can clearly see that the two frames are only through the connection channels 5 and 6 differentiate.

Aus der Abb. 5 ersieht man, daß die Zellenrahmen i in den Falzen ii .das Diaphragma 13 bzw. die Elektrode aufnehmen und wie die Erhöhungen g und Nuten io ineinandergreifen und hierdurch und durch das Einstreichen mit einer Dichtungsmasse .die Abdichtung der Zelle gewährleistet wird. Es wird ferner erkennbar, wie durch die starke Ausbildung,der oberen Wulst und der oberen Nut 9 und io das Verschieben verhindert wird.From Fig. 5 it can be seen that the cell frame i in the folds ii . The diaphragm 13 or the electrode take up and how the elevations g and grooves io interlock and through this and by being coated with a sealant .the sealing of the cell is guaranteed. It can also be seen how through the strong training, the upper bead and the upper groove 9 and io the move is prevented.

Claims

PATENT CLAIM: Cell frame for electrolysers based on the filter press system, characterized in that each cell frame is thus divided into two half frames is that a recess provided in each half frame for optional inclusion the electrode or the diaphragm is used, while this delimits and is to be pressed against one another Side surfaces of each half-frame through the arrangement of interlocking grooves or springs are profiled, their sealing by applying a coat of paint from bitumen or a mixture of bitumen with other filler material such as asbestos, Cement or talc.