DE895761C - Verfahren zur Elektrolyse, Elektroosmose oder Elektrophorese unter Schwingungserzeugung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Elektrolyse, Elektroosmose oder Elektrophorese unter Schwingungs erzeugung Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß bei der elektrolytischen, elektroosmotischen oder elektrophoretischen Behandlung von Stoffen aller Art, insbesondere von Flüssigkeiten, Schlämmen, Lösungen, Suspensionen, Mischungen, kolloidalen und ähnlichen Massen, Schwingungen in den zu verarbeitenden Massen selbst und in den Elektroden oder in einem von beiden erregt werden.
• Die Schwingungserreger sollen dabei so angesetzt werden, daß die auf die Massen übertragenen Wellen gerichtet sind, und zwar z. B. von der Anode nach der Kathode oder umgekehrt. Die Richtung der Wellen soll mit dem Ionenstrom gehen, der die stärksten Ausscheidungen aus den Massen tragen muß. Die Wellenrichtung kann auch so gelegt werden, daß sie gleich dem Strome der Ionen läuft, die die größere elektrochemische Trennungsarbeit in der Lösung od. dgl. zu leisten haben. Die Schwingungen können langperiodische sein, also z. B. mechanische Erregungen von nur IO Hz, sie können aber zu kurzperiodischen ansteigen bis z. B. 3000 Hz, sie können weiter in das Gebiet der Ultraschallwellen übergehen, also über 25 kHz.
• Mit zunehmender Schwingungszahl treten je nach den Gefäßwandungen Reflexionen der Welle ein, die zu Resonanz und Verstärkung der Schwingungswirkung führen. Und das zu erreichen, müssen die Gefäßvvandungen so bemessen werden, daß sie ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge des Schalles im Wandmaterial betragen.
• Bei Anwendung- hoher Schwingungszahlen, z. B. schon von 2500 Hz in erdigen; körnigen Massen, die dem Augenschein nach trocken sind, ergeben sich neben Verdichtungen der Massen durch die Verkleinerung der Poren und Zwischenräume zwischen den Masseteilchen wertvolle Lösungen von in Kapillaren verborgen gewesenen, mit hohen Saugkräften festgehaltenen Gas-, Dampf- und Flüssigkeitspartikelchen. Es tritt daher allgemein eine Verdichtung der Massen ein. Die unmittelbare Folge davon ist wiederum die zunehmende Reichweite der Wellen, die ja mit zunehmender Dichte des Mediums steigt. Die zunehmende Dichte der Massen aber ist wiederum von Vorteil für die elektrolytischen, elektroosmotischen und elektrophoretischen Vorgänge.
• Die hochfrequenten Wellen zur Erschütterung der Massen bewirken weiter eine Reibung der einzelnen Masseteilchen gegeneinander und gegen die Elektroden, Diaphragmen, Membranen, Filter usw.
• Die Reibung der Teile gegeneinander erhöht die Ladungsdifferenz der Teile, bei Dispersionen z. B. die Ladungsdifferenz zwischen der dispersen Phase und dem Dispersionsmittel. Damit ist eine Erleichterung und Beschleunigung aller elektrolytischen Vorgänge unmittelbar verbunden, denn diese Vorgänge verlaufen proportional der Ladungsdifferenz der Bestandteile. Die Reibung der Masseteilchen gegen die Elektroden, Diaphragmen usw. wiederum erhöht Ausmaß und Umfang der gegenseitigen Berührung und ruft wiederum eine VergröBerung der elektrischen Aufladung hervor.
• Es ist erklärlich, daß mit zunehmend dichterer Berührung zwischen Elektroden und Massen die elektrochemische Wirkung steigt.
• Besonders bei großflächigen Elektroden, großen Gitterelektroden, Stabelektroden u. dgl. ist die Erregung dieser. selbst durch hochfrequente Schwingungen von Vorteil für das Ausmaß der Masseberührung und den nach Befinden erfolgenden Massedurchgang. Die oben beschriebenen Folgen und Wirkungen treten dabei auch auf, wenn auch vorzugsweise in der unmittelbaren Umgebung der Elektroden selbst.
• Um sowohl die zu verarbeitenden Massen als auch die Elektroden und die Gefäßwandungen hohen Schwingungserregungen auszusetzen, wird nach der Erfindung für die elektrolytischen, elektroosmotischen oder elektrophoretischen Vorgänge ein Rohrstrang, ein Rohrkrümmer oder ein ganzes Rohrsystem verwendet, das so eingespannt ist, daß es bei Erregung an einer Stelle infolge von Resonanz zu einem hohen Grade des Aufschaukelns gelangt. Bei Rohren sind derartige Maßnahmen und Wirkungen im allgemeinen nicht erwünscht, sie können aber bekanntlich gerade mit Rohren unter Aufwand geringer Energien herbeigeführt werden. Nach der Erfindung werden die Rohre als Federn eingespannt, z. B. als in der Mitte gelagerte und auf beiden Seiten in Schwingungen versetzte Biegefedern. Bei Erregung einer solchen Rohrfeder werden nicht nur die für den Zweck erwünschten Schwingungen der darin befindlichen Massen, sondern auch beträchtliche Drücke der Massen wechselseitig gegen die Wandungen hervorgerufen. Das Rohr kann dabei einen runden oder ovalen oder auch flachen Querschnitt haben. Im letzteren Falle ähneln seine Schwingungen denen einer Blattfeder.
• Hierbei ist große Flächenberührung vorhanden und erwünscht, daß Kathode und Anode sich auf den flachen Seiten als großflächige Elektroden gegenüberliegen.
• Als Schwingungserreger können mechanische, hydraulische, pneumatische, elektrische, piezoelektrische u. ä. Mittel benutzt werden.
• In der gleichen Weise, wie die Resonanzerscheinungen und die Aufschaukelungen der Erregungen durch die entsprechend ausgebildeten Wandungen - erfolgen können, ist es möglich, durch Zwischenwände, die vor einer Elektrode angesetzt werden, z. B. durch eingebaute Hohlkörper, Resonanzen erheblichen Umfanges zu erzeugen.
• Werden auf diese Weise höchstfrequente Schwingungen erzielt, so treten in den Massen (je dichter diese sind, um so mehr) Erwärmungen auf, die wiederum die verschiedenen elektrochemischen Trennungs- und Lösungsvorgänge fördern.
• Erwärmung der Massen begünstigt auch den Austritt eingekapselt gewesener kapillarer Einschlüsse, die, wenn als Feuchtigkeit aus den Kapillaren getreten, wiederum die elektrische Leitfähigkeit und die Elektrolyse der zu behandelnden Massen begünstigen.
• Da es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig ist, neben einer großen und dichten Oberflächenberührung an den Elektroden auch eine große Elektrodenfläche für den Übertritt des Stromes in die zu verarbeitenden Massen zu erreichen, werden Gitter- oder Stab- oder Lamellenelektroden angewendet, deren Lamellen hochkant gegen die Massen gestellt sind, also messerschneidenartig.
• Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen können angewendet werden zur Entmischung, Entsalzung, Enthärtung, Entkeimung, Zerlegung usw. aller Stoffe, die elektrolytisch, elektroosmotisch oder elektrophoretisch behandelt werden können.
• PATENTANSPRX,CIIE: I. Verfahren zur Elektrolyse, Elektroosmose oder Elektrophorese, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verarbeitenden Massen oder/und die Elektroden durch Schwingungen erregt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen entsprechend dem Ionenstrom gerichtet sind, der die größere elektrochemische oder Förderarbeit zu leisten hat.

   3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elektroden durch Wandungen Reflexionen und Resonanzen der Wellen herbeigeführt werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Schwingungen und gegebenenfalls deren Aufschaukelung durch Resonanzen in einem Rohrsystem erfolgt, das federt und mit entsprechendem Erreger angestoßen wird, und das Rohrsystem mit der z. B. durchlaufenden Flüssigkeit od. dgl. gefüllt ist.

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsseiten der Rohre oder die Flachseiten eines flachgedrückten Rohres als osmotische Membranen oder elektrophoretische Diaphragmen ausgebildet sind.

   6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, d-adurch gekennzeichnet, daß die Elektroden als enge Gitter, Stabfilter, ,dicht,aneinandergereihte Lamellen od. dgl. ausgebildet sind, die hochkant gegen den Ionenstrom gestellt sind.