EP1477584A2 - Gasket for electrolytic cell - Google Patents

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EP1477584A2
EP1477584A2 EP04010573A EP04010573A EP1477584A2 EP 1477584 A2 EP1477584 A2 EP 1477584A2 EP 04010573 A EP04010573 A EP 04010573A EP 04010573 A EP04010573 A EP 04010573A EP 1477584 A2 EP1477584 A2 EP 1477584A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
seal
cord
sealing
film
electrolytic cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04010573A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1477584A3 (en
Inventor
Michael Werner
Josef Gantner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WL Gore and Associates GmbH
WL Gore and Associates Inc
Original Assignee
WL Gore and Associates GmbH
WL Gore and Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WL Gore and Associates GmbH, WL Gore and Associates Inc filed Critical WL Gore and Associates GmbH
Publication of EP1477584A2 publication Critical patent/EP1477584A2/en
Publication of EP1477584A3 publication Critical patent/EP1477584A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

Definitions

  • the invention relates to a seal for an electrolytic cell, a method for their production and an electrolytic cell arrangement with such Poetry.
  • the electrolytic cells are used, for example, to produce chromic acid, molecular hydrogen, molecular oxygen, chlorine and alkali metal hydroxides used by electrolysis, with increasing electrolysis cells membrane type are used.
  • EP 1 029 118 B1 W.L. Gore & Associates
  • electrolytic cell seal in a simple manner can be used between two electrolytic cell halves, since they are designed as one piece Seal can be handled independently.
  • the electrolytic cell halves for example 2.5 mx 1.3 m in the case of electrolysis cells for producing chlorine from a salt solution with the formation of sodium hydroxide solution and due to the resulting Sealing length of over 7.5 m, the ease of handling is an essential Aspect for electrolytic cell seals.
  • a concrete electrolytic cell seal according to the teaching of EP 1 029 118 B1 is explained below with reference to FIG. 2. Only a relevant sealing section of the cell is shown.
  • the electrolytic cell is usually used hanging, as shown. It comprises two housing halves 1 and 2 with cathode 3 or anode 4 accommodated therein.
  • the cathode compartment contains, for example, sodium hydroxide solution (NaOH in water) and gaseous hydrogen H 2 as the electrolysis product
  • the anode compartment contains a salt solution (NaCl in water) and gaseous chlorine Cl as the electrolysis product 2nd
  • Anode space and cathode space are separated from each other by an ion exchange membrane 5, through which the ion exchange of Na + ions takes place from the anode to the cathode space.
  • the two housing halves 1 and 2 are connected to one another via a flange bore 7 by means of a screw connection, not shown, with the interposition of a seal 6.
  • the seal 6 have several functions.
  • the seal 6 prevents the sodium hydroxide solution and the salt solution from escaping as well as the uncontrolled escape of H 2 or Cl 2 from the electrolysis cell.
  • the seal is not only liquid-tight but also gas-tight. Gas tightness means a leak rate of less than 0.01 mg / ms at a surface pressure of 10 MPa.
  • the seal 6 electrically isolates the two housing halves 1 and 2 from one another. After all, there is a voltage of approx. 3 V at 4.5 kA when generating chlorine.
  • the seal 6 also serves to fix the sensitive ion exchange membrane 5, in that the latter is clamped between the seal 6 and a housing half, for example the cathode housing 2.
  • the seal 6 in turn consists of a double-folded ePTFE film, in which a sealing cord 9 made of rolled ePTFE film and a flat, lattice-shaped spacer structure 10 are accommodated.
  • the spacer structure 10 is fixed on one side with an adhesive 11 with the double-folded ePTFE film 8.
  • the sealing cord 9 has a predominantly sealing function and the spacer structure 10 has a predominantly spacing function. Accordingly, the spacer structure 10 cannot be compressed, or at least can only be compressed slightly, while the sealing cord 9 can be deformed and compressed by compression.
  • FIG. 2 shows the seal in the pre-assembly state, ie in the uncompressed state.
  • the electrolytic cell seal known from EP 1 029 118 B1 is shown in room for improvement in various respects.
  • the known one Sealing both material and manufacturing-intensive. Both strikes. reflected in the manufacturing costs.
  • the production is done by hand and can with the aforementioned dimensions taking into account the following discussed measures up to 1.5 hours per seal to take.
  • a stable frame is often made of electricity instead insulating, sintered PTFE with the appropriate dimensions of z. B. 2.5 m x 1.3 m and a circumferential width of, for example, 54 mm for certain electrolysis cells used for chlorine production.
  • Such frames are difficult to transport because they must not be kinked.
  • the two electrolytic cell housing halves, between which the frame then are placed with a narrow, thin sealing tape made of monodirectionally stretched PTFE, the two sealing tapes May only partially overlap over the entire sealing length. there assembly errors easily occur. Repairs are expensive, so the seals from the outset should only be assembled by specially trained personnel.
  • the adhesive residues of the sealing tape on the housing halves are also problematic, if the seals are routinely used when replacing the ion exchange membrane be renewed after about four years. While with this Process of so-called "remembraning" of the seal to be disposed of can, the electrolytic cell housing halves are reused. The Cleaning the adhesive from the housing halves is complex.
  • the object of the present invention is therefore in particular that to improve the seal known from EP 1 029 118 B1.
  • the flat, lattice-shaped spacer structure the known seal by a cord-shaped spacer component replaced, which in contrast to the known seal a multiple of their maximum thickness or their maximum diameter of the sealing cord is removed.
  • Replacing the spacer structure with a string offers several Benefits. On the one hand, this reduces the amount of material processed, which means Procurement and storage costs can be reduced. On the other hand, one Cord much easier to process, especially with less mechanical Effort as a large spacer structure. By spacing the spacer cord from the sealing cord is still reached, that when the seal is clamped, the two halves of the housing tilt can be reduced to an insignificant degree.
  • the sealing cord can be inside the seal spacing function to the same extent as the spacer cord. Because the seal is typically for use with a certain compression pressure is provided, the two cords should this compression pressure have approximately the same compressed thickness. Ideally, this can be achieved by having both cords from the same Material exist or at least the same or approximately the same compressibility have, so that they are in the uncompressed pre-assembly state the foils, between which they are arranged, at approximately the same distance hold. In particular, the two can be arranged between the foils Lines also in the co-extrusion process with one connecting the two lines Bridge are made. However, since the sealing cord in addition to the spacing function in particular sealing function and the Sealing cord consists of comparatively high quality and expensive material, becomes a completely different, essential for the spacer cord cheaper material selected than for the sealing cord.
  • the cord replacing the spacer structure can be also act as a wire.
  • the cross section of the cord is from of minor importance and can also be oval, for example. He should but not be flat over a large area, just as possible as with the sealing cord to achieve a narrow sealing line, thus a high surface pressure with low Screw forces can be achieved.
  • the screw holes preferably lie over which the two housing halves be clamped together between this spacer cord and the Sealing cord. This allows an even load distribution on both cords can be achieved. The screw holes can easily be removed from the seal to be punched out.
  • the two foils are between which the cords are picked up by a heat stable up to 100 ° C Adhesive bonded together. Surprisingly, this can make hiking the sealing cord in the sealing gap between the foils can be avoided. It it is believed that this wandering observed in the prior art Sealing cord on the lack of heat resistance of the used there Glue is due.
  • the working temperatures are from Electrolysis cells for chlorine production at up to 90 ° C. Through a warm stable The cords are now glued between the foils fixed securely. Sewing the cords to prevent theirs Hiking is not necessary. This also means there are no seam holes, through which corrosion from the cathode compartment to the anode compartment or vice versa.
  • the adhesive can preferably be activated thermally.
  • it can be a thermally activated two-component glue or a thermoplastic glue, in particular Based on a fluoropolymer. Fluoropolymers are because of their chemical resistance particularly suitable. It is sufficient if one of the slides is included this adhesive is pre-coated.
  • a coating from the thermoplastic Plastic ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) is particularly preferred.
  • EFEP is a copolymer of ethylene, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
  • the coating can be made of PVDF, ETFE, ECTFE, PFA or FEP exist.
  • the coating comes in addition to its function as a connection or Welding agents also have the importance of being a diffusion barrier.
  • the diffusion corrosive substances through the ion exchange membrane and further through the two foils of the seal from the anode compartment to the cathode compartment (or vice versa) is made even more difficult.
  • the seal is at its the Side facing the electrolysis cell is equipped with a spacer material, which ensures that the seal, when assembled, the sealing gap fills out as completely as possible.
  • the thickness of the spacer material corresponds to this approximately the thickness of the seal if it is a predetermined in the assembled state Compression pressure is exposed, minus the total thickness of the two (uncompressed) slides.
  • the spacer material can be made from a very soft chemically resistant material, especially one Fluoropolymer so that even in the event that it is in the compressed state the seal is also compressed, none or at least essentially absorbs no compression forces.
  • the purpose of the spacer material is to seal the Area between the electrolytic cell spaces and the inner sealing cord close contact with the sealing flanges of the electrolytic cell halves; to prevent dead spaces in which electrolysis products such as lye.
  • This measure too has proven to be important for corrosion prevention. It it is assumed that such dead spaces exist in the known seal formed. In the absence of a constant flushing of such dead spaces, it happened probably to a moisture removal of the ion exchange membrane and thereby on their embrittlement in the area of the sealing gap.
  • the spacer material can be between the two foils or on one side on one of the two foils. It can in turn be a film material and in particular be identical to the material of the two foils, e.g. from ePTFE.
  • the seal is advantageously flat on one side and on the other side through the cords between the foils and the spacing material profiled.
  • the ion exchange membrane is then between the flat Side of the seal and a sealing flange of an electrolytic cell half trapped.
  • This arrangement is particularly gentle on the mechanical sensitive ion exchange membrane when the electrolytic cell halves are used Formation of an electrolytic cell can be clamped together.
  • the seal is not necessarily flat on one side, but can also be profiled on both sides by the cords between the foils be, either both cords for profiling both sealing surfaces or each cord only for profiling one sealing surface can contribute.
  • the seal is thus in one piece and therefore easy to handle and assemble.
  • the seal is fixed between the electrolytic cell halves in simple way via screw holes.
  • the seal is flexible and therefore easy to transport by folding. You must during assembly not fixed to the sealing flange of the electrolytic cell halves with an adhesive so that cleaning of adhesive residues during remembraning is not necessary. Especially through the use of heat stable Glue eliminates the risk of leaking and later cleaning Avoid glue.
  • the adhesive also acts as a diffusion barrier, thus preventing it corrosion due to substances passing through the membrane.
  • the Corrosion is additionally reduced by using a spacer material Closed dead spaces and thus avoiding embrittlement of the membrane becomes.
  • FIG. 1 shows an electrolytic cell arrangement using the example of chlorine production from sodium chloride (NaCl).
  • the electrolytic cell arrangement essentially consists of two housing halves 1, 2, between which an ion exchange membrane 5 is stretched. This creates a first space between the membrane 5 and the first housing half 1, in which a cathode 3 is arranged near the membrane 5, and a second space between the membrane 5 and the second housing half 2, in which an anode 4 is located near the membrane 5 is arranged.
  • Water (H 2 O) is flushed through the cathode compartment.
  • There is a salt solution in the anode compartment which is kept at a constant concentration level by adding NaCl.
  • Na + ions diffuse through the ion exchange membrane 5 from the anode space into the cathode space.
  • molecular gaseous chlorine Cl 2 is formed in the anode compartment.
  • the Na + ions diffused into the cathode space lead to the formation of NaOH in water (sodium hydroxide solution) and to molecular, gaseous hydrogen H 2 .
  • the cathode compartment is constantly rinsed with fresh water H 2 O.
  • the electrolytic cell formed by the housings 1 and 2 is through a seal 6 liquid-tight and gas-tight sealed from the outside to the environment.
  • FIG. 3 shows a seal 6 in the pre-assembled state according to a first embodiment between the flanges 1a, 2a of the cathode housing half 1 and the anode housing half 2, i.e. in an arrangement before the two housing halves 1, 2 are clamped together.
  • the housing half 1 of the cathode 3 consists of a nickel sheet and the housing half 2 of the anode 4 consists made of a coated titanium sheet.
  • the cathode housing half 1 and the seal 6 becomes the ion exchange membrane 5 clamped.
  • the seal 6 is on the ion exchange membrane 5 facing side.
  • the seal 6 extends to the inner edge of the housing flanges 1a, 2a to make contact with the anode housing half 2 with the ion exchange membrane 5 and above a short circuit to exclude with the cathode housing 1.
  • the seal consists in essentially of two spaced cords, the inner one Sealing cord 9 and the outer spacer cord 10 with a Diameter of, for example, 1.9 mm between two foils.
  • the seal 6 has therefore through holes 13 arranged congruently with the bores 7 between the two cords 9, 10.
  • the distance between the housing flanges 1a and 2a is in the pre-assembly state shown in FIG. 3, for example at 2.6 mm. This corresponds to the thickness of the seal in the uncompressed Status. This distance is achieved by tightening the two halves of the housing 1 and 2 reduced to, for example, 1.1 mm (not shown). Consequently the thickness of the seal is reduced both in the area closer to the electrolytic cell space lying sealing cord 9 as well as in the area of the outside Spacer cord 10 accordingly by about 1.5 mm.
  • the two thin foils, between which the two cords 9, 10 are received contribute significantly to the overall compression of the seal of approx. 33%, since it compresses from 0.35 mm to 0.1 mm become.
  • the seal 6 is equipped with a spacer material 14.
  • the spacer material 14 preferably covers this area over the entire surface.
  • the thickness of the spacer material 14 is selected such that the ion exchange membrane 5, when the two housing halves 1 and 2 are in the tensioned state, preferably lies just against the housing flange 1a or is optionally pressed on with low pressure. This means that the distance between the spacer material 14 and the housing flange 2a is, in deviation from the pre-assembly state shown in FIG. 3, preferably approximately 1.5 mm. This corresponds to the path by which the two housing halves are displaced relative to one another when braced.
  • the same material is preferably used as the spacer material 14 as for the foils, that is to say a foil material with a thickness of 0.35 mm.
  • the spacer material 14 can, if necessary, also be compressed if it is namely thicker than 0.4 mm, as in the variant shown in FIG. 3.
  • the spacer material 14 should in this case consist of a material that is substantially softer than the sealing cord 9.
  • the seal 6 is again shown separately.
  • the seal 6 is flat on one side and has openings 13 through which tensioning screws can be passed through it.
  • One of the two Films 8a, 8b are provided with a thermoplastic fluoropolymer layer 11, via which the two layers 8a, 8b together in the thermal welding process are firmly connected.
  • the width of the seal 6 is e.g. 54 mm and is preferred adapted to the housing flange width 1a, 2a.
  • the spacer material 14 rests the profiled outside of the seal 6 between the sealing cord 9 and the closest outer edge of the seal 6.
  • the spacer material 14 can from a thermoplastic that can be welded to the adjacent film 8b Material exist or be coated with such a material to a Thermal welding connection between the spacer material 14 and the film 8b to be able to produce. A connection by means of a is also conceivable other thermally stable adhesive.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment in which the spacer material 14 lies between the two foils 8a, 8b. This can be cheaper from a procedural point of view his. If the sealing cord 9 only in a separate operation between the two foils 8a, 8b that are already in other areas of the seal can be brought pre-welded, then the spacer material 14 in the same operation together with the sealing cord 9 between bring the two foils 8a, 8b.
  • the seal in the area of the spacer material has only one film layer, film 8a or film 8b.
  • the foils 8a, 8b of the seal 6 are two separate ones Slides shown. You can also use a single, double folded film can be formed. According to a particular embodiment of the Invention, the two films 8a, 8b can also be used in the co-extrusion process a single film with cords 9 and 10 enclosed between them become. The cords 9 and 10 are then not between two foils, but between two film surfaces. The spacer material 14 can Cross-sectional profile of the extruded film must already be taken into account. Finally it is even conceivable that instead of the two integrated in the extrudate Lines 9 and 10 the extrudate consists of a solid material, the Cords 9 and 10 only by appropriate thickening of the extrudate cross section are realized as cord-shaped sealing components.
  • the sealing cord 9 can consist of a wide variety of materials, for example also made of wire-like material such as a PVDF wire or a Welding wire.
  • the sealing cord 9 is preferably essentially one cord-like structure made of at least one spiral-rolled expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) film-like material.
  • ePTFE expanded polytetrafluoroethylene
  • Such a seal is, for example, in DE 197 23 907 A1 by the applicant described. As explained therein, this seal can be placed over their Cord cross-section have a density gradient, which from the outside the second sealing component starting towards them Cross-sectional center increases.
  • a self-contained ring seal a cylindrical film rolled on itself can be produced. at Such a self-contained ring seal means fewer leakage problems because it has no inhomogeneous sealing joints.
  • the ePT-FE material the ring seal 9 can also have a filler, such as glass, ceramic and / or polymer resin.
  • the material for the spacer cord 10 which - since it has no sealing function possesses in the narrower sense - does not have to be self-contained comparatively uncritical. It is particularly important that the sealing cord 9 and the spacer cord 10 in the operating state, that is, after any Set within the initial uptime, roughly the same compressed Own thickness. Otherwise, the housing flanges 1a, 2a could Bracing a wedge-shaped arrangement to each other and thereby cause the cords to wander. In extreme cases, this can lead to a leak lead the electrolytic cell arrangement. Therefore, it is preferred that the Sealing cord 9 and the spacer cord 10 in the unloaded state approximately have the same diameter and also preferably in have approximately the same modulus of elasticity, even if the two cords 9, 10 not necessarily consist of the same material for cost reasons need.
  • the two films 8a, 8b are preferably fluoropolymer films, especially films made of polytetrafluoroethylene, such as multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE), at least one of the foils on one side with ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) or one other fluoropolymer is coated as a welding agent.
  • ePTFE multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene
  • EFEP ethylene-fluoroethylene propylene
  • a frame-like arrangement for Provided, the two films 8a, 8b and the one in between Cord 10 with spacing function includes.
  • This frame-shaped in the case of large series, arranged material can be processed in a single operation, for example in an autoclave. It should be noted, that an inner area of the two foils is not yet together is welded so that in a subsequent step the sealing cord 9 and possibly also the spacer material 14 between the two Layers 8a, 8b can be inserted, whereupon the cracks of the two foils 8a, 8b takes place in this area. It is also conceivable to seal all sealing components together in one operation weld.
  • Two films 8a, 8b made of multidirectionally stretched polytetrafluoroethylene are made of supply rolls with a supply length of, for example Deducted 180 m and through a connecting station 15 in the form of a double belt press with heating elements arranged on both sides of the transport route 16 out.
  • the spacer cord 10 is between the two foils 8a, 8b fed.
  • thermoplastic coating at least one of the two foils 8a, 8b with ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) and the supply of heat through the heating elements 16, the two foils 8a, 8b weld together Area of the double belt press 15 including the spacer cord 10 with each other.
  • EFEP ethylene-fluoroethylene propylene
  • Figure 7a, 7b show the resulting product once in supervision and once in Cross-section.
  • the foils 8a, 8b are in the connection station respectively Double belt press 15 not over the entire width but only over part of the width welded together by the EFEP coating 11.
  • An EFEP coating is also in the rest of the area at least one of the two foils 8a, 8b is present. However, this area is next to of the connecting station 15.
  • the two Edges of the superimposed foils 8a, 8b are trimmed so that each two edges lie exactly on top of each other.
  • Figure 8 now shows the frame-like arrangement consisting of four sections of the foil webs welded together.
  • the film 8b lying at the top is folded up so that between the foils 8a, 8b are inserted a self-contained ring seal 9 can.
  • the folded up sections of the foils 8b are then opened the ring seal 9 folded down.
  • the films 8a, 8b are each arranged by a corner connecting film 18 underlaid to firmly adjoin adjacent film sections connect.
  • a corresponding corner connection film 18 is on each corner of the frame-like arrangement also placed from above (not shown).
  • the corner areas are then first, for example, by pulse welding welded together.
  • a profile for the sealing cord 9 is to be provided so that the resulting seal is flat on one side.
  • the spacer material 14, not shown in Figure 8, can either before Folding down the film 8b between the films 8a and 8b are inserted or then placed on the film 8b.
  • supplementary pieces the spacer cord 10 are placed on the film 8b so the spacer cord 10 forms a closed ring.
  • the spacer material 14 and the supplementary pieces of the spacer cord 10 are then integrated into the seal during the welding step described above. Finally there are holes (not shown) for the implementation punched into the seal by screws.

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Abstract

Seal assembly (6) comprises first and second sheet surfaces separated by first and second, cord-like seals (9, 10) also acting as spacers. The spacing between the seals (9, 10) is a multiple of their maximum thickness. An independent claim is included for the corresponding method of manufacture.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Elektrolysezelle, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie eine Elektrolysezellenanordnung mit einer solchen Dichtung.The invention relates to a seal for an electrolytic cell, a method for their production and an electrolytic cell arrangement with such Poetry.

Die Elektrolysezellen werden beispielsweise zur Herstellung von Chromsäure, molekularem Wasserstoff, molekularem Sauerstoff, Chlor und Alkalimetallhydroxyden durch Elektrolyse verwendet, wobei zunehmend Elektrolysezellen vom Membrantyp zum Einsatz gelangen. Aus der EP 1 029 118 B1 (W.L. Gore & Associates) ist eine Elektrolysezellendichtung bekannt, die in einfacher Weise zwischen zwei Elektrolysezellenhälften einsetzbar ist, da sie als einstückig ausgebildete Dichtung selbständig handhabbar ist. Unter Berücksichtigung der beachtlichen Abmessungen der Elektrolysezellenhälften von beispielsweise 2,5 m x 1,3 m im Falle von Elektrolysezellen zur Chlorerzeugung aus einer Salzlösung unter Bildung von Natronlauge und aufgrund der daraus resultierenden Dichtlänge von über 7,5 m ist die einfache Handhabbarkeit ein wesentlicher Aspekt für Elektrolysezellendichtungen.The electrolytic cells are used, for example, to produce chromic acid, molecular hydrogen, molecular oxygen, chlorine and alkali metal hydroxides used by electrolysis, with increasing electrolysis cells membrane type are used. From EP 1 029 118 B1 (W.L. Gore & Associates) is known to have an electrolytic cell seal in a simple manner can be used between two electrolytic cell halves, since they are designed as one piece Seal can be handled independently. Taking into account the considerable Dimensions of the electrolytic cell halves, for example 2.5 mx 1.3 m in the case of electrolysis cells for producing chlorine from a salt solution with the formation of sodium hydroxide solution and due to the resulting Sealing length of over 7.5 m, the ease of handling is an essential Aspect for electrolytic cell seals.

Anhand der Figur 2 wird nachfolgend eine konkret im Einsatz befindliche Elektrolysezellendichtung gemäß der Lehre der EP 1 029 118 B1 erläutert. Gezeigt ist lediglich ein relevanter Dichtabschnitt der Zelle. Die Elektrolysezelle wird üblicherweise, wie dargestellt, hängend eingesetzt. Sie umfaßt zwei Gehäusehälften 1 und 2 mit darin aufgenommener Kathode 3 bzw. Anode 4. Der Kathodenraum enthält als Elektrolyseprodukt beispielsweise Natronlauge (NaOH in Wasser) und gasförmigen Wasserstoff H2 und der Anodenraum eine Salzlösung (NaCl in Wasser) und als Elektrolyseprodukt gasförmiges Chlor Cl2. Anodenraum und Kathodenraum sind durch eine lonenaustauschmembran 5 voneinander getrennt, durch die hindurch der lonenaustausch von Na+ Ionen vom Anoden- zum Kathodenraum stattfindet. Die beiden Gehäusehälften 1 und 2 sind über eine Flanschbohrung 7 mittels einer nicht dargestellten Schraubverbindung miteinander unter Zwischenschaltung einer Dichtung 6 verbunden. Der Dichtung 6 kommen dabei mehrere Funktionen zu. Einerseits verhindert die Dichtung 6 ein Austreten der Natronlauge und der Salzlösung sowie ein unkontrolliertes Entweichen von H2 bzw. Cl2 aus der Elektrolysezelle. Dazu ist die Dichtung nicht nur flüssigkeitsdicht sondern auch gasdicht. Unter Gasdichtigkeit ist eine Leckrate von weniger als 0,01 mg/ms bei einer Flächenpressung von 10 MPa zu verstehen. Darüber hinaus isoliert die Dichtung 6 die beiden Gehäusehälften 1 und 2 elektrisch voneinander. Immerhin liegt beispielsweise bei der Chlorerzeugung eine Spannung von ca. 3 V bei 4,5 kA an. Schließlich dient die Dichtung 6 desweiteren zur Fixierung der empfindlichen lonenaustauschmembran 5, indem letztere zwischen der Dichtung 6 und einer Gehäusehälfte, beispielsweise dem Kathodengehäuse 2, eingeklemmt wird. Die Dichtung 6 besteht ihrerseits aus einer doppelt gefalteten ePTFE-Folie, in der eine Dichtschnur 9 aus gerollter ePTFE-Folie sowie eine flächige, gitterförmige Abstandshalterstruktur 10 aufgenommen sind. Die Abstandshalterstruktur 10 ist über einen Kleber 11 mit der doppelt gefalteten ePTFE-Folie 8 einseitig fixiert. Innerhalb der Dichtung 6 kommt der Dichtschnur 9 überwiegend Dichtungsfunktion und der Abstandshalterstruktur 10 überwiegend abstandshaltende Funktion zu. Dementsprechend ist die Abstandshalterstruktur 10 nicht oder jedenfalls nur gering komprimierbar, während die Dichtschnur 9 durch Komprimieren verformbar und verdichtbar ist. Die Figur 2 zeigt die Dichtung im Vormontagezustand, d. h. im noch nicht komprimierten Zustand.A concrete electrolytic cell seal according to the teaching of EP 1 029 118 B1 is explained below with reference to FIG. 2. Only a relevant sealing section of the cell is shown. The electrolytic cell is usually used hanging, as shown. It comprises two housing halves 1 and 2 with cathode 3 or anode 4 accommodated therein. The cathode compartment contains, for example, sodium hydroxide solution (NaOH in water) and gaseous hydrogen H 2 as the electrolysis product, and the anode compartment contains a salt solution (NaCl in water) and gaseous chlorine Cl as the electrolysis product 2nd Anode space and cathode space are separated from each other by an ion exchange membrane 5, through which the ion exchange of Na + ions takes place from the anode to the cathode space. The two housing halves 1 and 2 are connected to one another via a flange bore 7 by means of a screw connection, not shown, with the interposition of a seal 6. The seal 6 have several functions. On the one hand, the seal 6 prevents the sodium hydroxide solution and the salt solution from escaping as well as the uncontrolled escape of H 2 or Cl 2 from the electrolysis cell. In addition, the seal is not only liquid-tight but also gas-tight. Gas tightness means a leak rate of less than 0.01 mg / ms at a surface pressure of 10 MPa. In addition, the seal 6 electrically isolates the two housing halves 1 and 2 from one another. After all, there is a voltage of approx. 3 V at 4.5 kA when generating chlorine. Finally, the seal 6 also serves to fix the sensitive ion exchange membrane 5, in that the latter is clamped between the seal 6 and a housing half, for example the cathode housing 2. The seal 6 in turn consists of a double-folded ePTFE film, in which a sealing cord 9 made of rolled ePTFE film and a flat, lattice-shaped spacer structure 10 are accommodated. The spacer structure 10 is fixed on one side with an adhesive 11 with the double-folded ePTFE film 8. Within the seal 6, the sealing cord 9 has a predominantly sealing function and the spacer structure 10 has a predominantly spacing function. Accordingly, the spacer structure 10 cannot be compressed, or at least can only be compressed slightly, while the sealing cord 9 can be deformed and compressed by compression. FIG. 2 shows the seal in the pre-assembly state, ie in the uncompressed state.

Die aus der EP 1 029 118 B1 bekannte Elektrolysezellendichtung ist jedoch in verschiedener Hinsicht verbesserungsfähig. Beispielsweise ist die bekannte Dichtung sowohl material- als auch herstellungsaufwändig. Beides schlägt sich. in den Herstellungskosten nieder. Die Herstellung erfolgt in Handarbeit und kann bei den vorgenannten Dimensionen unter Berücksichtigung der nachfolgend diskutierten Maßnahmen bis zu 1,5 Stunden pro Dichtung in Anspruch nehmen.However, the electrolytic cell seal known from EP 1 029 118 B1 is shown in room for improvement in various respects. For example, the known one Sealing both material and manufacturing-intensive. Both strikes. reflected in the manufacturing costs. The production is done by hand and can with the aforementioned dimensions taking into account the following discussed measures up to 1.5 hours per seal to take.

So hat sich beim Einsatz der bekannten Dichtung 6 gezeigt, dass die Dichtschnur 9 im Dichtspalt zwischen der doppelt gefalteten Folie 8 wandert. Dies kann im Extremfall Undichtigkeit der Zelle und/oder ein Reißen der Membran 5 zur Folge haben. Man hat daher versucht, die Dichtschnur 9 mittels beidseitig entlang der Dichtschnur 9 verlaufenden, die Folie 8 durchdringenden Nähten 12 örtlich zu fixieren. Dies bedeutet aber nicht nur zusätzlichen Arbeitsaufwand, sondern es wurde darüber hinaus Korrosion der mit Titan beschichteten Gehäusehälfte 2 insbesondere im Bereich der dadurch in der Membran 8 erzeugten Nahtlöcher festgestellt. Ein zusätzliches Abkleben der Nähte 12 mittels eines geeigneten Abdeckbands bedeutet wieder zusätzlichen Material- und Herstellungsaufwand.It has been shown when using the known seal 6 that the sealing cord 9 migrates in the sealing gap between the double-folded film 8. This In extreme cases, the cell may leak and / or the membrane may tear. 5 have as a consequence. An attempt has therefore been made to use sealing cord 9 on both sides along the sealing cord 9 running seams 12 penetrating the film 8 to fix locally. But this doesn't just mean additional work, but there was also corrosion of the titanium-coated housing half 2 in particular in the area of the membrane 8 produced thereby Seam holes found. An additional masking of the seams 12 by means of a suitable masking tape again means additional material and manufacturing costs.

In der Praxis wird daher stattdessen vielfach ein stabiler Rahmen aus elektrisch isolierendem, gesinterten PTFE mit den entsprechenden Abmessungen von z. B. 2,5 m x 1,3 m und einer umlaufenden Breite von beispielsweise 54 mm für zur Chlorerzeugung bestimmte Elektrolysezellen eingesetzt. Solche Rahmen sind umständlich zu transportieren, da sie nicht geknickt werden dürfen. Die beiden Elektrolysezellen-Gehäusehälften, zwischen die der Rahmen dann platziert wird, werden zunächst jeweils mit einem schmalen, dünnen Dichtband aus monodirektional gerecktem PTFE beklebt, wobei sich die beiden Dichtbänder über die gesamte Dichtlänge immer nur teilweise überlappen dürfen. Dabei treten leicht Montagefehler auf. Reparaturen sind teuer, so dass die Dichtungen von vornherein nur von speziell geschultem Personal montiert werden sollten. Problematisch sind auch die Kleberrückstände des Dichtbands an den Gehäusehälften, wenn die Dichtungen routinemäßig beim Austauschen der lonenaustauschmembran nach etwa vier Jahren erneuert werden. Während bei diesem Vorgang des sogenannten "Remembraning" die Dichtung entsorgt werden kann, werden die Elektrolysezellen-Gehäusehälften wieder verwendet. Das Abreinigen des Klebers von den Gehäusehälften ist aufwändig.In practice, therefore, a stable frame is often made of electricity instead insulating, sintered PTFE with the appropriate dimensions of z. B. 2.5 m x 1.3 m and a circumferential width of, for example, 54 mm for certain electrolysis cells used for chlorine production. Such frames are difficult to transport because they must not be kinked. The two electrolytic cell housing halves, between which the frame then are placed with a narrow, thin sealing tape made of monodirectionally stretched PTFE, the two sealing tapes May only partially overlap over the entire sealing length. there assembly errors easily occur. Repairs are expensive, so the seals from the outset should only be assembled by specially trained personnel. The adhesive residues of the sealing tape on the housing halves are also problematic, if the seals are routinely used when replacing the ion exchange membrane be renewed after about four years. While with this Process of so-called "remembraning" of the seal to be disposed of can, the electrolytic cell housing halves are reused. The Cleaning the adhesive from the housing halves is complex.

Es besteht daher nach wie vor ein Bedürfnis für eine einfach handhabbare Dichtung, die insbesondere zur Verwendung in Elektrolysezellenanordnungen geeignet ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher insbesondere, die aus der EP 1 029 118 B1 bekannte Dichtung zu verbessern.There is therefore still a need for an easy to handle Seal especially for use in electrolytic cell assemblies suitable is. The object of the present invention is therefore in particular that to improve the seal known from EP 1 029 118 B1.

Insofern können im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung, soweit konkret nichts anderes angegeben wird, dieselben Materialien für die einzelnen Komponenten der Dichtung verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit der EP 1 029 118 B1 beschrieben sind. In this respect, in connection with the invention described below, unless specifically stated otherwise, the same materials for the individual components of the seal are used as related are described in EP 1 029 118 B1.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die flächige, gitterförmige Abstandshalterstruktur der bekannten Dichtung durch eine schnurförmige Abstandshalterkomponente ersetzt, die im Gegensatz zur bekannten Dichtung um ein Vielfaches ihrer maximalen Dicke bzw. ihres maximalen Durchmessers von der Dichtschnur entfernt liegt. Dadurch ergeben sich im montierten Zustand der Dichtung zwei voneinander beabstandete, linienförmige Dichtlinien, von denen allerdings nur der innenliegenden Dichtschnur effektive Dichtwirkung zukommt.According to a first aspect of the invention, the flat, lattice-shaped spacer structure the known seal by a cord-shaped spacer component replaced, which in contrast to the known seal a multiple of their maximum thickness or their maximum diameter of the sealing cord is removed. This results in the assembled state of the Seal two spaced, linear sealing lines, one of which however, only the internal sealing cord has an effective sealing effect.

Das Ersetzen der Abstandshalterstruktur durch eine Schnur bietet verschiedene Vorteile. Einerseits reduziert sich dadurch die verarbeitete Materialmenge, wodurch Beschaffungs-und Lagerkosten reduziert werden. Andererseits ist eine Schnur wesentlich einfacher zu verarbeiten, insbesondere mit geringerem maschinellen Aufwand, als eine großflächige Abstandhalterstruktur. Durch die Beabstandung der Abstandshalterschnur von der Dichtschnur wird dennoch erreicht, dass beim Einspannen der Dichtung ein Verkanten der beiden Gehäusehälften bis auf einen unwesentlichen Grad reduziert werden kann.Replacing the spacer structure with a string offers several Benefits. On the one hand, this reduces the amount of material processed, which means Procurement and storage costs can be reduced. On the other hand, one Cord much easier to process, especially with less mechanical Effort as a large spacer structure. By spacing the spacer cord from the sealing cord is still reached, that when the seal is clamped, the two halves of the housing tilt can be reduced to an insignificant degree.

Im Gegensatz zum Stand der Technik kann der Dichtschnur innerhalb der Dichtung im selben Maße abstandshaltende Funktion zukommen wie der Abstandshalterschnur. Da die Dichtung üblicherweise zur Verwendung bei einem bestimmten Kompressionsdruck vorgesehen ist, sollten die beiden Schnüre bei diesem Kompressionsdruck in etwa dieselbe komprimierte Dicke besitzen. Idealerweise ist dies dadurch erreichbar, dass beide Schnüre aus demselben Material bestehen oder zumindest dieselbe oder in etwa dieselbe Kompressibilität besitzen, so dass sie auch im nicht komprimierten Vormontagezustand die Folien, zwischen denen sie angeordnet sind, in etwa auf gleichem Abstand halten. Insbesondere können die beiden zwischen den Folien anzuordnenden Schnüre auch im Koextrusionsverfahren mit einem die beiden Schnüre verbindenden Steg hergestellt werden. Da jedoch der Dichtschnur zusätzlich zur Abstandshaltungsfunktion insbesondere Dichtungsfunktion zukommt und die Dichtschnur aus vergleichsweise hochwertigem und teurem Material besteht, wird für die Abstandshalterschnur vorzugsweise ein völlig anderes, wesentlich preiswerteres Material gewählt als für die Dichtschnur.In contrast to the prior art, the sealing cord can be inside the seal spacing function to the same extent as the spacer cord. Because the seal is typically for use with a certain compression pressure is provided, the two cords should this compression pressure have approximately the same compressed thickness. Ideally, this can be achieved by having both cords from the same Material exist or at least the same or approximately the same compressibility have, so that they are in the uncompressed pre-assembly state the foils, between which they are arranged, at approximately the same distance hold. In particular, the two can be arranged between the foils Lines also in the co-extrusion process with one connecting the two lines Bridge are made. However, since the sealing cord in addition to the spacing function in particular sealing function and the Sealing cord consists of comparatively high quality and expensive material, becomes a completely different, essential for the spacer cord cheaper material selected than for the sealing cord.

Bei der die Abstandshalterstruktur ersetzenden Schnur kann es sich daher beispielsweise auch um einen Draht handeln. Der Querschnitt der Schnur ist von untergeordneter Bedeutung und kann beispielsweise auch oval sein. Er soll aber nicht großflächig eben sein, um genau wie bei der Dichtschnur eine möglichst schmale Dichtlinie zu erzielen, damit eine hohe Flächenpressung bei geringen Schraubenkräften erzielbar ist.For example, the cord replacing the spacer structure can be also act as a wire. The cross section of the cord is from of minor importance and can also be oval, for example. He should but not be flat over a large area, just as possible as with the sealing cord to achieve a narrow sealing line, thus a high surface pressure with low Screw forces can be achieved.

Es ist auch möglich, die beiden Schnüre im Coextrusionsverfahren in eine Folie zu integrieren. Dann liegen die beiden Schnüre zwischen zwei Folienoberflächen der extrudierten Folie. Separate Folien können dann entfallen. Unter geeigneten Voraussetzungen kann es sogar ausreichend sein, die beiden Schnüre im Extrusionsverfahren mit einem sie verbindenden Steg als Vollmaterial ohne zusätzliche äußere Folien herzustellen und als Dichtung einzusetzen. Denn die Gefahr der relativen Verschiebung der beiden Schnüre, die dann eher als schnurförmige Dichtungskomponenten zu bezeichnen sind, ist wegen des Verbindungsstegs ausgeschlossen.It is also possible to coextrude the two cords into one film to integrate. Then the two cords lie between two foil surfaces the extruded film. Separate foils can then be omitted. Under suitable The two cords may even be sufficient in the extrusion process with a web connecting them as a solid material without produce additional outer foils and use them as seals. Because that Danger of relative displacement of the two cords, which then rather than cord-shaped sealing components are due to the connecting bridge locked out.

Vorzugsweise liegen die Schraubenlöcher, über die die beiden Gehäusehälften miteinander verspannt werden, zwischen dieser Abstandshalterschnur und der Dichtschnur. Dadurch kann eine gleichmäßige Lastverteilung auf beide Schnüre erreicht werden. Die Schraubenlöcher können in einfacher Weise aus der Dichtung heraus gestanzt werden.The screw holes preferably lie over which the two housing halves be clamped together between this spacer cord and the Sealing cord. This allows an even load distribution on both cords can be achieved. The screw holes can easily be removed from the seal to be punched out.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung sind die beiden Folien, zwischen denen die Schnüre aufgenommen sind, durch einen bis 100°C wärmestabilen Kleber miteinander verbunden. Dadurch kann überraschenderweise ein Wandern der Dichtschnur im Dichtspalt zwischen den Folien vermieden werden. Es wird vermutet, dass dieses beim Stand der Technik beobachtete Wandern der Dichtschnur auf die mangelnde Wärmebeständigkeit des dort verwendeten Klebers mit zurückzuführen ist. Immerhin liegen die Arbeitstemperaturen von Elektrolysezellen zur Chlorerzeugung bei bis zu 90 °C. Durch eine warmstabile Verklebung der beiden Folien werden die Schnüre nun zwischen den Folien verschiebesicher fixiert. Ein Abnähen der Schnüre zur Verhinderung ihres Wanderns ist nicht notwendig. Dadurch ergeben sich auch keine Nahtlöcher, durch die hindurch eine Korrosion vom Kathodenraum zum Anodenraum oder umgekehrt erfolgen könnte. According to a second aspect of the invention, the two foils are between which the cords are picked up by a heat stable up to 100 ° C Adhesive bonded together. Surprisingly, this can make hiking the sealing cord in the sealing gap between the foils can be avoided. It it is believed that this wandering observed in the prior art Sealing cord on the lack of heat resistance of the used there Glue is due. After all, the working temperatures are from Electrolysis cells for chlorine production at up to 90 ° C. Through a warm stable The cords are now glued between the foils fixed securely. Sewing the cords to prevent theirs Hiking is not necessary. This also means there are no seam holes, through which corrosion from the cathode compartment to the anode compartment or vice versa.

Um die beiden Folien in einfacher Weise in einem thermischen Fügeverfahren miteinander verbinden zu können, ist der Kleber vorzugsweise thermisch aktivierbar. Es kann sich beispielsweise um einen thermisch aktivierbaren Zweikomponenten kleber oder einen thermoplastischen Kleber, insbesondere auf Basis eines Fluorpolymers, handeln. Fluorpolymere sind wegen ihrer chemikalienbeständigkeit besonders geeignet. Es reicht aus, wenn eine der Folien mit diesem Kleber vorbeschichtet ist. Eine Beschichtung aus dem thermoplastischen Kunststoff Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) wird besonders bevorzugt. EFEP ist ein Copolymer aus Ethylen, Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen. Alternativ dazu kann die Beschichtung aus PVDF, ETFE, ECTFE, PFA oder FEP bestehen.To the two foils in a simple manner in a thermal joining process To be able to connect to one another, the adhesive can preferably be activated thermally. For example, it can be a thermally activated two-component glue or a thermoplastic glue, in particular Based on a fluoropolymer. Fluoropolymers are because of their chemical resistance particularly suitable. It is sufficient if one of the slides is included this adhesive is pre-coated. A coating from the thermoplastic Plastic ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) is particularly preferred. EFEP is a copolymer of ethylene, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. Alternatively, the coating can be made of PVDF, ETFE, ECTFE, PFA or FEP exist.

Der Beschichtung kommt zusätzlich zu ihrer Funktion als Verbindungs -bzw. Schweißmittel des weiteren die Bedeutung als Diffusionssperre zu. Die Diffusion korrodierender Stoffe durch die lonenaustauschmembran und weiter durch die beiden Folien der Dichtung hindurch vom Anodenraum zum Kathodenraum (oder umgekehrt) wird dadurch zusätzlich erschwert.The coating comes in addition to its function as a connection or Welding agents also have the importance of being a diffusion barrier. The diffusion corrosive substances through the ion exchange membrane and further through the two foils of the seal from the anode compartment to the cathode compartment (or vice versa) is made even more difficult.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Dichtung an ihrer der Elektrolysezelle zugewandten Seite mit einem Abstandsmaterial ausgestattet, welches dafür sorgt, dass die Dichtung im montierten Zustand den Dichtspalt möglichst vollständig ausfüllt. Die Dicke des Abstandsmaterials entspricht dazu in etwa der Dicke der Dichtung, wenn sie im Montagezustand einem vorbestimmten Kompressionsdruck ausgesetzt ist, abzüglich der Gesamtdicke der beiden (nicht komprimierten) Folien. Das Abstandsmaterial kann aus einem sehr weichen chemisch beständigen Material bestehen, insbesondere aus einem Fluorpolymer, so daß es selbst in dem Fall, daß es im komprimierten Zustand der Dichtung auch komprimiert wird, keine oder jedenfalls im wesentlichen keine Kompressionskräfte aufnimmt.According to a third aspect of the invention, the seal is at its the Side facing the electrolysis cell is equipped with a spacer material, which ensures that the seal, when assembled, the sealing gap fills out as completely as possible. The thickness of the spacer material corresponds to this approximately the thickness of the seal if it is a predetermined in the assembled state Compression pressure is exposed, minus the total thickness of the two (uncompressed) slides. The spacer material can be made from a very soft chemically resistant material, especially one Fluoropolymer so that even in the event that it is in the compressed state the seal is also compressed, none or at least essentially absorbs no compression forces.

Der mit dem Abstandsmaterial verfolgte Zweck besteht darin, die Dichtung im Bereich zwischen den Elektrolysezellenräumen und der inneren Dichtschnur eng mit den Dichtflanschen der Elektrolysezellenhälften in Kontakt zu bringen; um zu verhindern, dass Toträume entstehen, in denen sich ansonsten Elektrolyseprodukte, wie beispielsweise Lauge, sammeln könnten. Auch diese Maßnahme hat sich als bedeutsam für die Korrosionsvermeidung herausgestellt. Es wird nämlich vermutet, dass sich bei der bekannten Dichtung derartige Toträume bildeten. Mangels einer ständigen Durchspülung solcher Toträume kam es wohl zu einem Feuchtigkeitsentzug der lonenaustauschmembran und dadurch zu ihrer Versprödung im Bereich des Dichtspalts. Es wird weiter vermutet, dass Natronlauge aus dem Kathodenraum durch die versprödeten Membranbereiche und weiter durch die Folien der Dichtung hindurch an die Gehäusewandung der den Kathodenraum definierenden Elektrolysezellenhälfte gelangen konnte und dort zur Korrosion des mit Titan beschichteten Gehäuseblechs führte. Durch Füllung der Toträume mit dem Abstandsmaterial wird somit ein Austrocknen der lonenäustauschmembran und damit einhergehend die Korrosion aufgrund von durch die Membran hindurchtretenden Stoffen effektiv verhindert.The purpose of the spacer material is to seal the Area between the electrolytic cell spaces and the inner sealing cord close contact with the sealing flanges of the electrolytic cell halves; to prevent dead spaces in which electrolysis products such as lye. This measure too has proven to be important for corrosion prevention. It it is assumed that such dead spaces exist in the known seal formed. In the absence of a constant flushing of such dead spaces, it happened probably to a moisture removal of the ion exchange membrane and thereby on their embrittlement in the area of the sealing gap. It is also believed that Sodium hydroxide solution from the cathode compartment through the embrittled membrane areas and further through the foils of the seal to the housing wall of the could reach the electrolytic cell half defining the cathode space and there led to corrosion of the titanium-coated housing plate. By Filling the dead spaces with the spacer material will dry out the ion exchange membrane and the associated corrosion due to it effectively prevents substances passing through the membrane.

Das Abstandsmaterial kann zwischen den beiden Folien oder einseitig auf einer der beiden Folien angeordnet sein. Es kann seinerseits ein Folienmaterial und insbesondere identisch zu dem Material der beiden Folien sein, z.B. aus ePTFE.The spacer material can be between the two foils or on one side on one of the two foils. It can in turn be a film material and in particular be identical to the material of the two foils, e.g. from ePTFE.

Die mittels der vorgenannten drei erfindungsgemäßen Aspekte erzielten Vorteile gegenüber der aus der EP 1 029 118 B1 bekannten Dichtung stellen sich auch jeweils unabhängig voneinander ein, können sich jedoch durch Kombination miteinander gegenseitig verstärken.The advantages achieved by means of the aforementioned three aspects according to the invention compared to the seal known from EP 1 029 118 B1 each independently, but can be combined reinforce each other.

Vorteilhafter Weise ist die Dichtung einseitig flach und auf der anderen Seite durch die zwischen den Folien aufgenommenen Schnüre sowie das Abstandsmaterial profiliert. Die Ionenaustauschmembran wird dann zwischen der flachen Seite der Dichtung und einem Dichtungsflansch einer Elektrolysezellenhälfte eingeklemmt. Diese Anordnung ist besonders schonend für die mechanisch empfindliche lonenaustauschmembran, wenn die Elektrolysezellenhälften zur Bildung einer Elektrolysezelle miteinander verspannt werden. Andererseits muß die Dichtung nicht notwendigerweise einseitig flach sein, sondern kann auch beidseitig durch die zwischen den Folien aufgenommenen Schnüre profiliert sein, wobei entweder beide Schnüre zur Profilierung beider Dichtungsoberflächen oder jede Schnur nur zur Profilierung jeweils einer Dichtungsoberfläche beitragen können. The seal is advantageously flat on one side and on the other side through the cords between the foils and the spacing material profiled. The ion exchange membrane is then between the flat Side of the seal and a sealing flange of an electrolytic cell half trapped. This arrangement is particularly gentle on the mechanical sensitive ion exchange membrane when the electrolytic cell halves are used Formation of an electrolytic cell can be clamped together. On the other hand, must the seal is not necessarily flat on one side, but can also be profiled on both sides by the cords between the foils be, either both cords for profiling both sealing surfaces or each cord only for profiling one sealing surface can contribute.

Die Dichtung ist somit einstückig und daher einfach handhabbar und montierbar. Die Fixierung der Dichtung zwischen den Elektrolysezellenhälften erfolgt in einfacher Weise über Schraubenlöcher. Die Dichtung ist flexibel und daher durch Zusammenlegen einfach zu transportieren. Sie muß bei der Montage nicht mit einem Kleber am Dichtungsflansch der Elektrolysezellenhälften fixiert werden, so dass ein Abreinigen von Kleberrückständen beim Remembraning nicht notwendig wird. Insbesondere durch den Einsatz von wärmestabilem Kleber läßt sich die Gefahr von austretendem und später abzureinigendem Kleber vermeiden. Der Kleber wirkt auch als Diffusionssperre und verhindert so die Korrosion aufgrund von durch die Membran hindurchtretenden Stoffen. Die Korrosion wird zusätzlich vermindert, indem durch Einsatz eines Abstandsmaterials Toträume geschlossen und dadurch ein Versprödung der Membran vermieden wird.The seal is thus in one piece and therefore easy to handle and assemble. The seal is fixed between the electrolytic cell halves in simple way via screw holes. The seal is flexible and therefore easy to transport by folding. You must during assembly not fixed to the sealing flange of the electrolytic cell halves with an adhesive so that cleaning of adhesive residues during remembraning is not necessary. Especially through the use of heat stable Glue eliminates the risk of leaking and later cleaning Avoid glue. The adhesive also acts as a diffusion barrier, thus preventing it corrosion due to substances passing through the membrane. The Corrosion is additionally reduced by using a spacer material Closed dead spaces and thus avoiding embrittlement of the membrane becomes.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

  • Figur 1 eine Elektrolysezelle zur Chlorerzeugung;
  • Figur 2 eine Dichtungsanordnung gemäß dem Stand der Technik;
  • Figur 3 eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung im unverpressten Zustand;
  • Figur 4 eine erfindungsgemäße Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • Figur 5 eine erfindungsgemäße Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • Figur 6 eine Doppelbandpresse zum Verschweißen von zwei Folien unter Einschluss einer Schnur;
  • Figur 7a, 7b das Ergebnis aus dem Schweißverfahren nach Figur 6 in Aufsicht und im Querschnitt; und
  • Figur 8 eine aus dem Schweißergebnis nach Figur 7a gebildete rahmenartige Anordnung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Dichtung unter Einsatz einer Ringschnur.
  • The invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings. In it show:
  • Figure 1 shows an electrolysis cell for chlorine production;
  • Figure 2 shows a sealing arrangement according to the prior art;
  • FIG. 3 shows a sealing arrangement according to the invention in the unpressed state;
  • Figure 4 shows a seal according to the invention according to a first embodiment;
  • Figure 5 shows a seal according to the invention according to a second embodiment;
  • FIG. 6 shows a double belt press for welding two foils together with a cord;
  • Figure 7a, 7b the result of the welding process according to Figure 6 in supervision and in cross section; and
  • 8 shows a frame-like arrangement formed from the welding result according to FIG. 7a for the production of a seal according to the invention using an annular cord.
  • Figur 1 zeigt eine Elektrolysezellenanordnung am Beispiel der Chlorerzeugung aus Natriumchlorid (NaCl). Die Elektrolysezellenanordnung besteht im wesentlichen aus zwei Gehäusehälften 1, 2, zwischen denen eine lonenaustauschmembran 5 gespannt ist. Dadurch entsteht zwischen der Membran 5 und der ersten Gehäusehälfte 1 ein erster Raum, in dem eine Kathode 3 nahe der Membran 5 angeordnet ist, und zwischen der Membran 5 und der zweiten Gehäusehälfte 2 ein zweiter Raum, in dem eine Anode 4 nahe der Membran 5 angeordnet ist. Durch den Kathodenraum wird Wasser (H2O) gespült. Im Anodenraum befindet sich eine Salzlösung, die durch Zuführen von NaCl auf einem konstanten Konzentrationsniveau gehalten wird. Durch Anlegen einer Spannung zwischen der Kathode 3 und der Anode 4 diffundieren Na+ Ionen durch die lonenaustauschmembran 5 hindurch aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Gleichzeitig entsteht im Anodenraum molekulares gasförmiges Chlor Cl2. Die in den Kathodenraum diffundierten Na+ lonen führen dort zur Bildung von NaOH in Wasser (Natronlauge) sowie zu molekularem, gasförmigen Wasserstoff H2. Der Kathodenraum wird ständig mit frischem Wasser H2O gespült.Figure 1 shows an electrolytic cell arrangement using the example of chlorine production from sodium chloride (NaCl). The electrolytic cell arrangement essentially consists of two housing halves 1, 2, between which an ion exchange membrane 5 is stretched. This creates a first space between the membrane 5 and the first housing half 1, in which a cathode 3 is arranged near the membrane 5, and a second space between the membrane 5 and the second housing half 2, in which an anode 4 is located near the membrane 5 is arranged. Water (H 2 O) is flushed through the cathode compartment. There is a salt solution in the anode compartment, which is kept at a constant concentration level by adding NaCl. By applying a voltage between the cathode 3 and the anode 4, Na + ions diffuse through the ion exchange membrane 5 from the anode space into the cathode space. At the same time, molecular gaseous chlorine Cl 2 is formed in the anode compartment. The Na + ions diffused into the cathode space lead to the formation of NaOH in water (sodium hydroxide solution) and to molecular, gaseous hydrogen H 2 . The cathode compartment is constantly rinsed with fresh water H 2 O.

    Die durch die Gehäuse 1 und 2 gebildete Elektrolysezelle ist durch eine Dichtung 6 flüssigkeitsdicht und gasdicht nach außen zur Umgebung hin abgedichtet.The electrolytic cell formed by the housings 1 and 2 is through a seal 6 liquid-tight and gas-tight sealed from the outside to the environment.

    Figur 3 zeigt im Vormontagezustand eine Dichtung 6 gemäß einer ersten Ausführungsform zwischen den Flanschen 1a, 2a der Kathodengehäusehälfte 1 und der Anodengehäusehälfte 2, d.h. in einer Anordnung, bevor die beiden Gehäusehälften 1, 2 miteinander verspannt werden. Die Gehäusehälfte 1 der Kathode 3 besteht aus einem Nickelblech und die Gehäusehälfte 2 der Anode 4 besteht aus einem beschichteten Titanblech. Zwischen dem Gehäuseflansch 1a der Kathodengehäusehälfte 1 und der Dichtung 6 wird die lonenaustauschmembran 5 festgeklemmt. Zu diesem Zweck ist die Dichtung 6 an ihrer der lonenaustauschmembran 5 zugewandten Seite eben. Die Dichtung 6 erstreckt sich bis zum Innenrand der Gehäuseflansche 1a, 2a, um einen Kontakt der Anodengehäusehälfte 2 mit der lonenaustauschmembran 5 und darüber einen Kurzschluss mit dem Kathodengehäuse 1 auszuschließen. Die Dichtung besteht im wesentlichen aus zwei zueinander beabstandeten Schnüren, der innenliegenden Dichtschnur 9 und der außenliegenden Abstandshalterschnur 10 mit einem Durchmesser von jeweils beispielsweise 1,9 mm, zwischen zwei Folien.FIG. 3 shows a seal 6 in the pre-assembled state according to a first embodiment between the flanges 1a, 2a of the cathode housing half 1 and the anode housing half 2, i.e. in an arrangement before the two housing halves 1, 2 are clamped together. The housing half 1 of the cathode 3 consists of a nickel sheet and the housing half 2 of the anode 4 consists made of a coated titanium sheet. Between the housing flange 1 a The cathode housing half 1 and the seal 6 becomes the ion exchange membrane 5 clamped. For this purpose, the seal 6 is on the ion exchange membrane 5 facing side. The seal 6 extends to the inner edge of the housing flanges 1a, 2a to make contact with the anode housing half 2 with the ion exchange membrane 5 and above a short circuit to exclude with the cathode housing 1. The seal consists in essentially of two spaced cords, the inner one Sealing cord 9 and the outer spacer cord 10 with a Diameter of, for example, 1.9 mm between two foils.

    Zum Verspannen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 werden Schrauben durch um die Elektrolysezelle herum verteilt angeordnete Bohrungen 7 und entsprechende Spannleisten hindurch geführt und angezogen. Die Dichtung 6 besitzt daher deckungsgleich zu den Bohrungen 7 angeordnete Durchgangslöcher 13 zwischen den beiden Schnüren 9, 10. Der Abstand zwischen den Gehäuseflanschen 1a und 2a liegt bei dem in Figur 3 dargestellten Vormontagezustand beispielsweise bei 2,6 mm. Das entspricht der Dicke der Dichtung im nicht komprimierten Zustand. Dieser Abstand wird durch Verspannen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 auf beispielsweise 1,1 mm reduziert (nicht dargestellt). Somit reduziert sich die Dicke der Dichtung sowohl im Bereich der näher zum Elektrolysezellenraum liegenden Dichtschnur 9 als auch im Bereich der außenliegenden Abstandshalterschnur 10 entsprechend um etwa 1,5 mm. Die beiden dünnen Folien, zwischen denen die beiden Schnüre 9, 10 aufgenommen sind, tragen zur Gesamtkompression der Dichtung einen nicht unerheblichen Anteil von ca. 33% bei, da sie dabei jeweils von 0,35 mm auf 0,1 mm komprimiert werden.Screw the two housing halves 1 and 2 tight bores 7 and corresponding ones arranged around the electrolytic cell Tension bars led through and tightened. The seal 6 has therefore through holes 13 arranged congruently with the bores 7 between the two cords 9, 10. The distance between the housing flanges 1a and 2a is in the pre-assembly state shown in FIG. 3, for example at 2.6 mm. This corresponds to the thickness of the seal in the uncompressed Status. This distance is achieved by tightening the two halves of the housing 1 and 2 reduced to, for example, 1.1 mm (not shown). Consequently the thickness of the seal is reduced both in the area closer to the electrolytic cell space lying sealing cord 9 as well as in the area of the outside Spacer cord 10 accordingly by about 1.5 mm. The two thin foils, between which the two cords 9, 10 are received, contribute significantly to the overall compression of the seal of approx. 33%, since it compresses from 0.35 mm to 0.1 mm become.

    Zwischen der Dichtschnur 9 und der innenliegenden Kante der Dichtung 6 ist die Dichtung 6 mit einem Abstandsmaterial 14 ausgestattet. Das Abstandsmaterial 14 bedeckt diesen Bereich vorzugsweise vollflächig. Die Dicke des Abstandsmaterial 14 ist so gewählt, dass die lonenaustauschmembran 5 im verspannten Zustand der beiden Gehäusehälften 1 und 2 vorzugsweise gerade an dem Gehäuseflansch 1a anliegt oder gegebenenfalls mit geringem Druck angepreßt wird. Das heißt, der Abstand zwischen dem Abstandsmaterial 14 und dem Gehäuseflansch 2a beträgt abweichend von dem in Figur 3 dargestellten Vormontagezustand vorzugsweise etwa 1,5 mm. Das entspricht dem Weg, um den die beiden Gehäusehälften beim Verspannen zueinander verlagert werden. Vorzugsweise wird als Abstandsmaterial 14 dasselbe Material verwendet wie für die Folien, also ein Folienmaterial mit einer Dicke von 0,35 mm.
    Beim Verspannen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 kann aber gegebenenfalls auch das Abstandsmaterial 14 komprimiert werden, wenn es nämlich dicker als 0,4 mm ist, wie in der in Figur 3 dargestellten Variante. Da dem Abstandsmaterial 14 aber im wesentlichen nur stabilisierende Funktion für die lonenaustauschmembran 5 und nicht etwa Dichtungsfunktion zukommt, sollte das Abstandsmaterial 14 in diesem Fall aus einem gegenüber der Dichtschnur 9 wesentlich weicheren Material bestehen.
    Between the sealing cord 9 and the inner edge of the seal 6, the seal 6 is equipped with a spacer material 14. The spacer material 14 preferably covers this area over the entire surface. The thickness of the spacer material 14 is selected such that the ion exchange membrane 5, when the two housing halves 1 and 2 are in the tensioned state, preferably lies just against the housing flange 1a or is optionally pressed on with low pressure. This means that the distance between the spacer material 14 and the housing flange 2a is, in deviation from the pre-assembly state shown in FIG. 3, preferably approximately 1.5 mm. This corresponds to the path by which the two housing halves are displaced relative to one another when braced. The same material is preferably used as the spacer material 14 as for the foils, that is to say a foil material with a thickness of 0.35 mm.
    When the two housing halves 1 and 2 are clamped, the spacer material 14 can, if necessary, also be compressed if it is namely thicker than 0.4 mm, as in the variant shown in FIG. 3. However, since the spacer material 14 essentially only has a stabilizing function for the ion exchange membrane 5 and not a sealing function, the spacer material 14 should in this case consist of a material that is substantially softer than the sealing cord 9.

    Mit dem Abstandsmaterial 14 wird somit erreicht, daß es im komprimierten Zustand der Dichtung 6 einen Spalt zwischen der Dichtung 6 und der Elektrolysezellenanordnung im Abstandsbereich vollständig oder zumindest im wesentlichen ausfüllt, ohne Kompressionskraft oder jedenfalls nur einen unwesentlichen Anteil der Kompressionskraft aufzunehmen.With the spacer material 14 it is thus achieved that it is compressed State of the seal 6 a gap between the seal 6 and the electrolytic cell arrangement completely or at least essentially in the distance range fills in, without compressive force or in any case only an insignificant Share of the compression force.

    In Figur 4 ist die Dichtung 6 nochmals separat dargestellt. Gut zu erkennen sind daran der zweischichtige Folienaufbau bestehend aus den beiden Folien 8a und 8b, zwischen denen die Dichtschnur 9 und die Abstandshalterschnur 10 eingelagert sind. Die Dichtung 6 ist einseitig flach und besitzt Öffnungen 13, durch die hindurch Verspannungsschrauben geführt werden können. Eine der beiden Folien 8a, 8b ist mit einer thermoplastischen Fluorpolymerschicht 11 versehen, über die die beiden Schichten 8a, 8b im Thermoschweißverfahren miteinander fest verbunden sind. Die Breite der Dichtung 6 beträgt z.B. 54 mm und ist vorzugsweise der Gehäuseflanschbreite 1a, 2a angepaßt.In Figure 4, the seal 6 is again shown separately. Are easy to see on it the two-layer film structure consisting of the two films 8a and 8b, between which the sealing cord 9 and the spacer cord 10 are stored are. The seal 6 is flat on one side and has openings 13 through which tensioning screws can be passed through it. One of the two Films 8a, 8b are provided with a thermoplastic fluoropolymer layer 11, via which the two layers 8a, 8b together in the thermal welding process are firmly connected. The width of the seal 6 is e.g. 54 mm and is preferred adapted to the housing flange width 1a, 2a.

    In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 liegt das Abstandsmaterial 14 auf der profilierten Aussenseite der Dichtung 6 zwischen der Dichtschnur 9 und der nächstliegenden Aussenkante der Dichtung 6. Das Abstandsmaterial 14 kann aus einem mit der angrenzenden Folie 8b verschweißbaren thermoplastischen Material bestehen oder mit einem solchen Material beschichtet sein, um eine Thermoschweißverbindung zwischen dem Abstandsmaterial 14 und der Folie 8b herstellen zu können. Denkbar ist aber auch eine Verbindung mittels eines anderen thermisch stabilen Klebers.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the spacer material 14 rests the profiled outside of the seal 6 between the sealing cord 9 and the closest outer edge of the seal 6. The spacer material 14 can from a thermoplastic that can be welded to the adjacent film 8b Material exist or be coated with such a material to a Thermal welding connection between the spacer material 14 and the film 8b to be able to produce. A connection by means of a is also conceivable other thermally stable adhesive.

    Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der das Abstandsmaterial 14 zwischen den beiden Folien 8a, 8b liegt. Dies kann verfahrenstechnisch günstiger sein. Wenn nämlich die Dichtschnur 9 erst in einem separaten Arbeitsgang zwischen die beiden Folien 8a, 8b, die in anderen Bereichen der Dichtung bereits vorverschweißt sein können, gebracht wird, dann läßt sich das Abstandsmaterial 14 im selben Arbeitsgang gemeinsam mit der Dichtschnur 9 zwischen die beiden Folien 8a, 8b bringen.FIG. 5 shows an alternative embodiment in which the spacer material 14 lies between the two foils 8a, 8b. This can be cheaper from a procedural point of view his. If the sealing cord 9 only in a separate operation between the two foils 8a, 8b that are already in other areas of the seal can be brought pre-welded, then the spacer material 14 in the same operation together with the sealing cord 9 between bring the two foils 8a, 8b.

    Insbesondere ist es auch denkbar, daß die Dichtung im Bereich des Abstandsmaterials nur eine Folienschicht besitzt, die Folie 8a oder die Folie 8b.In particular, it is also conceivable that the seal in the area of the spacer material has only one film layer, film 8a or film 8b.

    In den Figuren 4 und 5 sind die Folien 8a, 8b der Dichtung 6 als zwei eigenständige Folien dargestellt. Sie können aber auch durch eine einzige, doppelt gefaltete Folie gebildet sein. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können die beiden Folien 8a, 8b auch im Co-Extrusionsverfahren als eine einzige Folie mit dazwischen eingeschlossenen Schnüren 9 und 10 hergestellt werden. Die Schnüre 9 und 10 liegen dann nicht zwischen zwei Folien, sondern zwischen zwei Folienoberflächen. Das Abstandsmaterial 14 kann im Querschnittprofil der extrudierten Folie bereits berücksichtigt sein. Schließlich ist es sogar denkbar, daß anstelle der beiden in dem Extrudat integrierten Schnüre 9 und 10 das Extrudat aus einem Vollmaterial besteht, wobei die Schnüre 9 und 10 lediglich durch entsprechende Verdickungen des Extrudatquerschnitts als schnurförmige Dichtungskomponenten realisiert sind.In FIGS. 4 and 5, the foils 8a, 8b of the seal 6 are two separate ones Slides shown. You can also use a single, double folded film can be formed. According to a particular embodiment of the Invention, the two films 8a, 8b can also be used in the co-extrusion process a single film with cords 9 and 10 enclosed between them become. The cords 9 and 10 are then not between two foils, but between two film surfaces. The spacer material 14 can Cross-sectional profile of the extruded film must already be taken into account. Finally it is even conceivable that instead of the two integrated in the extrudate Lines 9 and 10 the extrudate consists of a solid material, the Cords 9 and 10 only by appropriate thickening of the extrudate cross section are realized as cord-shaped sealing components.

    Die Dichtschnur 9 kann aus unterschiedlichsten Materialien bestehen, beispielsweise auch aus drahtartigem Material wie einem PVDF-Draht oder einem Schweißdraht.The sealing cord 9 can consist of a wide variety of materials, for example also made of wire-like material such as a PVDF wire or a Welding wire.

    Bei der Dichtschnur 9 handelt es sich jedoch vorzugsweise um ein im wesentlichen schnurförmig ausgebildetes Gebilde aus wenigstens einem spiralig-gerollten folienförmigen Material aus expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE). Eine solche Dichtung ist beispielsweise in der DE 197 23 907 A1 der Anmelderin beschrieben. Wie darin erläutert ist, kann diese Dichtung über ihren Schnurquerschnitt einen Dichtegradienten aufweisen, welcher von der Aussenseite der zweiten Dichtungskomponente ausgehend in Richtung zu deren Querschnittsmittelpunkt zunimmt. Insbesondere wird in der vorher genannten Patentanmeldung beschrieben, wie eine in sich geschlossene Ringdichtung aus einer auf sich selbst gerollten zylindrischen Folie hergestellt werden kann. Bei einer solchen in sich geschlossenen Ringdichtung treten weniger Leckageprobleme auf, weil sie keine inhomogenen Dichtungsstoßstellen besitzt. Das ePT-FE-Material der Ringdichtung 9 kann darüber hinaus einen Füller aufweisen, wie beispielsweise Glas, Keramik und / oder Polymerharz.However, the sealing cord 9 is preferably essentially one cord-like structure made of at least one spiral-rolled expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) film-like material. Such a seal is, for example, in DE 197 23 907 A1 by the applicant described. As explained therein, this seal can be placed over their Cord cross-section have a density gradient, which from the outside the second sealing component starting towards them Cross-sectional center increases. In particular, in the aforementioned Patent application described as a self-contained ring seal a cylindrical film rolled on itself can be produced. at Such a self-contained ring seal means fewer leakage problems because it has no inhomogeneous sealing joints. The ePT-FE material the ring seal 9 can also have a filler, such as glass, ceramic and / or polymer resin.

    Das Material für die Abstandshalterschnur 10, die - da sie keine Dichtungsfunktion im engeren Sinne besitzt - nicht in sich geschlossen sein muß, ist vergleichsweise unkritisch. Wesentlich ist vor allem, dass die Dichtschnur 9 und die Abstandshalterschnur 10 im Betriebszustand, das heißt nach einem etwaigen Setzen innerhalb der anfänglichen Betriebszeit, in etwa dieselbe komprimierte Dicke besitzen. Ansonsten könnten die Gehäuseflansche 1a, 2a beim Verspannen eine keilförmige Anordnung zueinander einnehmen und dadurch ein Wandern der Schnüre hervorrufen. Dies kann im Extremfall zur Undichtigkeit der Elektrolysezellenanordnung führen. Daher wird es bevorzugt, dass die Dichtschnur 9 und die Abstandshalterschnur 10 im unbelasteten Zustand in etwa denselben Durchmesser besitzen und darüber hinaus vorzugsweise auch in etwa dasselbe Elastizitätsmodul besitzen, auch wenn die beiden Schnüre 9,10 aus Kostengründen nicht notwendigerweise aus demselben Material zu bestehen brauchen.The material for the spacer cord 10 which - since it has no sealing function possesses in the narrower sense - does not have to be self-contained comparatively uncritical. It is particularly important that the sealing cord 9 and the spacer cord 10 in the operating state, that is, after any Set within the initial uptime, roughly the same compressed Own thickness. Otherwise, the housing flanges 1a, 2a could Bracing a wedge-shaped arrangement to each other and thereby cause the cords to wander. In extreme cases, this can lead to a leak lead the electrolytic cell arrangement. Therefore, it is preferred that the Sealing cord 9 and the spacer cord 10 in the unloaded state approximately have the same diameter and also preferably in have approximately the same modulus of elasticity, even if the two cords 9, 10 not necessarily consist of the same material for cost reasons need.

    Bei den beiden Folien 8a, 8b handelt es sich vorzugsweise um Fluorpolymerfolien, insbesondere um Folien aus Polytetrafluorethylen, wie beispielsweise multidirektional expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE), wobei wenigstens eine der Folien einseitig mit Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) oder einem anderen Fluorpolymer als Schweißmittel beschichtet ist.The two films 8a, 8b are preferably fluoropolymer films, especially films made of polytetrafluoroethylene, such as multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE), at least one of the foils on one side with ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) or one other fluoropolymer is coated as a welding agent.

    Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung der vorbeschriebenen Elektrolysezellendichtung erläutert. Zunächst wird eine rahmenartige Anordnung zur Verfügung gestellt, die aus den beiden Folien 8a, 8b sowie der dazwischen liegenden Schnur 10 mit Abstandshaltefunktion umfasst. Dieses rahmenförmig angeordnete Material kann im Falle von Großserien in einem einzigen Arbeitsgang, beispielsweise in einem Autoklaven, hergestellt werden. Dabei ist zu beachten, dass ein innenliegender Bereich der beiden Folien noch nicht miteinander verschweißt wird, damit in einem nachfolgenden Schritt noch die Dichtschnur 9 und gegebenenfalls auch das Abstandsmaterial 14 zwischen die beiden Schichten 8a, 8b eingelegt werden können, woraufhin dann auch das Verscheißen der beiden Folien 8a, 8b in diesem Bereich erfolgt. Es ist aber auch denkbar, alle Dichtungskomponenten in einem Arbeitsgang miteinander zu verschweißen.The following is a method for manufacturing the electrolytic cell seal described above explained. First, a frame-like arrangement for Provided, the two films 8a, 8b and the one in between Cord 10 with spacing function includes. This frame-shaped in the case of large series, arranged material can be processed in a single operation, for example in an autoclave. It should be noted, that an inner area of the two foils is not yet together is welded so that in a subsequent step the sealing cord 9 and possibly also the spacer material 14 between the two Layers 8a, 8b can be inserted, whereupon the cracks of the two foils 8a, 8b takes place in this area. It is also conceivable to seal all sealing components together in one operation weld.

    Wird die rahmenartige Anordnung jedoch in Handarbeit hergestellt, so erfolgt dies vorzugsweise unter Einsatz einer beheizten Doppelbandpresse, wie in Figur 6 gezeigt. Zwei Folien 8a, 8b aus multidirektional gerecktem Polytetrafluorethylen werden von Vorratsrollen mit einer Vorratslänge von beispielsweise 180 m abgezogen und durch eine Verbindungsstation 15 in Gestalt einer Doppelbandpresse mit beidseitig zum Transportweg angeordneten Heizelementen 16 geführt. Zwischen die beiden Folien 8a, 8b wird die Abstandshalterschnur 10 zugeführt. Aufgrund der thermoplastischen Beschichtung zumindest einer der beiden Folien 8a, 8b mit Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) und der Wärmezufuhr durch die Heizelemente 16 verschweißen die beiden Folien 8a, 8b im Bereich der Doppelbandpresse 15 unter Einschluss der Abstandshalterschnur 10 miteinander.However, if the frame-like arrangement is made by hand, this is done this is preferably done using a heated double belt press, as in FIG 6 shown. Two films 8a, 8b made of multidirectionally stretched polytetrafluoroethylene are made of supply rolls with a supply length of, for example Deducted 180 m and through a connecting station 15 in the form of a double belt press with heating elements arranged on both sides of the transport route 16 out. The spacer cord 10 is between the two foils 8a, 8b fed. Because of the thermoplastic coating at least one of the two foils 8a, 8b with ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP) and the supply of heat through the heating elements 16, the two foils 8a, 8b weld together Area of the double belt press 15 including the spacer cord 10 with each other.

    Figur 7a, 7b zeigen das resultierende Produkt einmal in Aufsicht und einmal im Querschnitt. Die Folien 8a, 8b werden in der Verbindungsstation beziehungsweise Doppelbandpresse 15 nicht über die gesamte Breite sondern nur über einen Teil der Breite durch die EFEP-Beschichtung 11 miteinander verschweißt. Zwar ist eine EFEP-Beschichtung auch im übrigen Bereich zumindest einer der beiden Folien 8a, 8b vorhanden. Dieser Bereich wird jedoch neben der Verbindungsstation 15 hergeführt. Gleichzeitig werden die beiden Kanten der übereinanderliegenden Folien 8a, 8b so beschnitten, dass jeweils zwei Kanten exakt übereinander liegen.Figure 7a, 7b show the resulting product once in supervision and once in Cross-section. The foils 8a, 8b are in the connection station respectively Double belt press 15 not over the entire width but only over part of the width welded together by the EFEP coating 11. An EFEP coating is also in the rest of the area at least one of the two foils 8a, 8b is present. However, this area is next to of the connecting station 15. At the same time, the two Edges of the superimposed foils 8a, 8b are trimmed so that each two edges lie exactly on top of each other.

    Um zu erreichen, dass der Folienverbund einseitig eben ist (Fig. 7B), ist entweder das obere Band oder das untere Band der Doppelbandpresse 15 derart geteilt, dass die Abstandshalterschnur 10 entlang diesem Teilungsspalt in einer Vertiefung geführt wird. In order to ensure that the film composite is flat on one side (FIG. 7B), either divided the upper belt or the lower belt of the double belt press 15 in such a way that the spacer cord 10 along this division gap in one Is deepened.

    Figur 8 zeigt nun die rahmenartige Anordnung bestehend aus vier Abschnitten der miteinander verschweißten Folienbahnen. In den nicht verschweißten Bereichen ist die jeweils oben liegende Folie 8b hochgeklappt, so dass zwischen die Folien 8a, 8b eine in sich geschlossene Ringdichtung 9 eingelegt werden kann. Die hochgeklappten Abschnitte der Folien 8b werden anschließend auf die Ringdichtung 9 heruntergeklappt. In den Eckbereichen der rahmenartigen Anordnung werden die Folien 8a, 8b jeweils durch eine Eckverbindungsfolie 18 unterlegt, um aneinander angrenzende Folienabschnitte fest miteinander zu verbinden. Eine entsprechende Eckverbindungsfolie 18 wird an jeder Ecke der rahmenartigen Anordnung zusätzlich auch von oben aufgelegt (nicht dargestellt). Es werden dann zunächst die Eckbereiche beispielsweise durch Impulsschweißen miteinander verschweißt. Anschließend werden die Folien 8a, 8b der vier Folienbahnen auch in den bisher unverschweißten Bereichen unter Einschluß der Ringdichtung 9 miteinander verschweißt. Dies kann beispielsweise durch erneutes Hindurchführen durch eine Doppelbandpresse oder eine stationäre Heizpresse erfolgen, wobei wiederum eine Profilierung für die Dichtschnur 9 vorzusehen ist, so dass die resultierende Dichtung einseitig eben ist.Figure 8 now shows the frame-like arrangement consisting of four sections of the foil webs welded together. In the non-welded areas the film 8b lying at the top is folded up so that between the foils 8a, 8b are inserted a self-contained ring seal 9 can. The folded up sections of the foils 8b are then opened the ring seal 9 folded down. In the corner areas of the frame-like The films 8a, 8b are each arranged by a corner connecting film 18 underlaid to firmly adjoin adjacent film sections connect. A corresponding corner connection film 18 is on each corner of the frame-like arrangement also placed from above (not shown). The corner areas are then first, for example, by pulse welding welded together. Then the films 8a, 8b of the four foil webs in the previously unwelded areas Inclusion of the ring seal 9 welded together. For example by re-passing through a double belt press or a stationary heating press are carried out, with a profile for the sealing cord 9 is to be provided so that the resulting seal is flat on one side.

    Das in Figur 8 nicht dargestellte Abstandsmaterial 14 kann entweder vor dem Herunterklappen der Folie 8b zwischen die Folien 8a und 8b eingelegt werden oder danach auf die Folie 8b aufgelegt werden. Zusätzlich können Ergänzungsstücke der Abstandshalterschnur 10 auf die Folie 8b aufgelegt werden, damit auch die Abstandshalterschnur 10 einen geschlossenen Ring bildet. Das Abstandsmaterial 14 und die Ergänzungsstücke der Abstandshalterschnur 10 werden dann bei dem vorbeschriebenen Schweißschritt mit in die Dichtung integriert. Schließlich werden noch Löcher (nicht dargestellt) zur Durchführung von Schrauben in die Dichtung gestanzt.The spacer material 14, not shown in Figure 8, can either before Folding down the film 8b between the films 8a and 8b are inserted or then placed on the film 8b. In addition, supplementary pieces the spacer cord 10 are placed on the film 8b so the spacer cord 10 forms a closed ring. The spacer material 14 and the supplementary pieces of the spacer cord 10 are then integrated into the seal during the welding step described above. Finally there are holes (not shown) for the implementation punched into the seal by screws.

    Claims (28)

    Dichtung (6) für eine Elektrolysezellenanordnung, umfassend eine erste Folienoberfläche und eine zweite Folienoberfläche, sowie eine im wesentlichen Abstandshalterfunktion übernehmende, schnurförmige erste Dichtungskomponente (10) und eine im wesentlichen Dichtungsfunktion übernehmende, schnurförmige zweite Dichtungskomponente (9), die zwischen der ersten Folienoberfläche und der zweiten Folienoberfläche beabstandet zueinander verlaufen, wobei der Abstand zwischen den beiden Dichtungselementen (9, 10) ein Vielfaches ihrer maximalen Dicke beträgt.Seal (6) for an electrolytic cell arrangement, comprising a first Foil surface and a second foil surface, and essentially one Spacer function, cord-shaped first sealing component (10) and essentially performing a sealing function, cord-shaped second sealing component (9) between the first film surface and the second film surface are spaced apart, the distance between the two sealing elements (9, 10) Is a multiple of its maximum thickness. Dichtung nach Anspruch 1, wobei die Dichtung für einen bestimmten Kompressionsdruck vorgesehen ist und wobei die beiden Dichtungselemente (9, 10), wenn sie jeweils einem solchen Kompressionsdruck ausgesetzt sind, dieselbe komprimierte Dicke besitzen.The seal of claim 1, wherein the seal is for a particular Compression pressure is provided and the two sealing elements (9, 10) if they are each subjected to such compression pressure, have the same compressed thickness. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beiden Dichtungselemente (9, 10) dieselbe oder zumindest in etwa dieselbe Kompressibilität besitzen.Seal according to claim 1 or 2, wherein the two sealing elements (9, 10) have the same or at least approximately the same compressibility. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich um eine in sich geschlossene rahmenförmige Dichtung handelt.Seal according to one of claims 1 to 3, wherein it is one in itself closed frame-shaped seal. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Dichtungskomponente (10) eine erste Schnur und die zweite Dichtungskomponente (9) eine zweite Schnur ist.Seal according to one of claims 1 to 4, wherein the first sealing component (10) a first cord and the second sealing component (9) one second cord is. Dichtung nach Anspruch 5, wobei diejenige der beiden Schnüre (9), welche im Benutzungsfall der Dichtung (6) näher an der Elektrolysezelle liegt, aus einer spiralig gewickelten Folie besteht.Seal according to claim 5, wherein that of the two cords (9) which in use the seal (6) is closer to the electrolytic cell, from a spirally wound film. Dichtung nach Anspruch 6, wobei die aus der spiralig gewickelten Folie bestehende Schnur (9) eine in sich geschlossene Ringschnur ist, welche aus einer auf sich selbst gerollten zylindrischen Folie hergestellt ist.A seal according to claim 6, wherein the spiral wound film existing cord (9) is a self-contained ring cord, which is made of a cylindrical film rolled on itself is produced. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Folienoberfläche von einer ersten Folie (8a) und die zweite Folienoberfläche von einer zweiten Folie (8b) gebildet wird.Seal according to one of claims 1 to 7, wherein the first film surface from a first film (8a) and the second film surface from a second Foil (8b) is formed. Dichtung für eine Elektrolysezellenanordnung, insbesondere nach Anspruch 8, umfassend eine im wesentlichen Abstandshalterfunktion übernehmende erste Dichtungskomponente (10) und eine im wesentlichen Dichtungsfunktion übernehmende zweite Dichtungskomponente (9), die zwischen einer ersten Folie (8a) und einer zweiten Folie (8b) nebeneinander in Umfangsrichtung der Dichtung (6) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Folien (8a, 8b) durch einen bis 100°C stabilen Kleber (11) miteinander verbunden sind.Sealing for an electrolytic cell arrangement, in particular according to claim 8, comprising a first sealing component (10) taking over essentially a spacer function and a second sealing component (9) taking over essentially a sealing function, which side by side between a first film (8a) and a second film (8b) The circumferential direction of the seal (6) extends, characterized in that the two foils (8a, 8b) are connected to one another by an adhesive (11) which is stable up to 100 ° C. Dichtung nach Anspruch 9, wobei der Kleber (11) thermisch aktivierbar ist.Seal according to claim 9, wherein the adhesive (11) is thermally activated. Dichtung nach Anspruch 10, wobei der Kleber (11) ein thermoplastischer Kleber ist.A seal according to claim 10, wherein the adhesive (11) is a thermoplastic Is glue. Dichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Kleber (11) ein auf einem Fluorpolymer basierender Kleber ist.Seal according to one of claims 9 to 11, wherein the adhesive (11) on a fluoropolymer based adhesive. Dichtung nach Anspruch 12, wobei der Kleber (11) Ethylen-Fluorethylenpropylen (EFEP) umfasst.A seal as claimed in claim 12, wherein the adhesive (11) is ethylene-fluoroethylene propylene (EFEP). Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die beiden Folienoberflächen durch eine die schnurförmigen Dichtungskomponenten (9, 10) enthaltende extrudierte Folie gebildet werden.Seal according to one of claims 1 to 6, wherein the two film surfaces by one containing the cord-shaped sealing components (9, 10) extruded film are formed. Dichtung nach Anspruch 14, wobei die Dichtungskomponenten (9, 10) zwischen den Folienoberflächen eingeschlossen sind.Seal according to claim 14, wherein the sealing components (9, 10) between the film surfaces are included. Dichtung nach Anspruch 14, wobei die extrudierte Folie als Vollmaterial extrudiert ist und die Dichtungskomponenten (9, 10) als Verdickungen des Querschnitts der extrudierten Folie realisiert sind.Seal according to claim 14, wherein the extruded film extrudes as a solid material and the sealing components (9, 10) as thickening of the cross section the extruded film are realized. Dichtung für eine Elektrolysezellenanordnung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, umfassend eine im wesentlichen Abstandshalterfunktion übernehmende erste Dichtungskomponente (10) und eine im wesentlichen Dichtungsfunktion übernehmende zweite Dichtungskomponente (9), die zwischen einer ersten Folienoberfläche und einer zweiten Folienoberfläche nebeneinander in Umfangsrichtung der Dichtung (6) verlaufen, wobei sich zumindest eine der beiden Folienoberflächen über diejenige der beiden Dichtungskomponenten (9), welche im Fall der Benutzung der Dichtung näher am Elektrolysezellenraum liegt, ein Stück weit hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Erstreckungsbereich ein Abstandsmaterial (14) vorgesehen ist, welches im komprimierten Zustand der Dichtung einen Spalt zwischen der Dichtung und der Elektrolysezellenanordnung in dem Erstreckungsbereich vollständig oder zumindest im wesentlichen ausfüllt, ohne Kompressionskraft oder jedenfalls nur unwesentlich Kompressionskraft aufzunehmen.Gasket for an electrolytic cell arrangement, in particular according to one of claims 1 to 16, comprising a first sealing component (10) taking over essentially a spacer function and a second sealing component (9) taking over essentially a sealing function, which side by side in the circumferential direction between a first film surface and a second film surface Seal (6) extend, with at least one of the two film surfaces extending a bit beyond that of the two seal components (9), which in the case of use of the seal is closer to the electrolysis cell space, characterized in that a spacer material ( 14) is provided which, in the compressed state of the seal, completely or at least substantially fills a gap between the seal and the electrolytic cell arrangement in the extension area, without compression force or in any case only insignificantly ch absorb compression force. Dichtung nach Anspruch 17, wobei das Abstandsmaterial (14) zwischen den Folien (8a, 8b) liegt.The seal of claim 17, wherein the spacer material (14) between the Foils (8a, 8b) lies. Dichtung nach Anspruch 17, wobei das Abstandsmaterial (14) auf einer Außenseite der beiden Folien (8a, 8b) der Dichtung (6) vorliegt.The seal of claim 17, wherein the spacer material (14) is on a The outside of the two foils (8a, 8b) of the seal (6) is present. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Folienmaterial jeweils multidirektional expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE) ist.Seal according to one of claims 1 to 19, wherein the film material in each case is multidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Dichtung einseitig flach und einseitig aufgrund der zwischen den beiden Folien (8a, 8b) verlaufenden Dichtungskomponenten (9, 10) profiliert ist.Seal according to one of claims 1 to 20, wherein the seal on one side flat and one-sided due to the running between the two foils (8a, 8b) Sealing components (9, 10) is profiled. Elektrolysezellenanordnung umfassend einen Kathodenraum mit einem ersten Gehäuseteil (1) und einer Kathode (3), einen Anodenraum mit einem zweiten Gehäuseteil (2) und einer Anode (4), einen zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) und dem zweiten Gehäuseteil (2) angeordneten, den Anodenraum und den Kathodenraum voneinander trennenden Separator (5), und eine Dichtung (6) zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) oder dem zweiten Gehäuseteil (2) und dem Separator (5), wobei die Dichtung (6) eine Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ist.Including electrolytic cell arrangement a cathode compartment with a first housing part (1) and a cathode (3), an anode compartment with a second housing part (2) and an anode (4), a separator (5) arranged between the first housing part (1) and the second housing part (2) and separating the anode space and the cathode space, and a seal (6) between the first housing part (1) or the second housing part (2) and the separator (5), wherein the seal (6) is a seal according to any one of claims 1 to 21. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung (6) für eine Elektrolysezellenanordnung umfassend die Schritte: zur Verfügung Stellen eines mindestens zweischichtigen Materials inrahmenförmiger Anordnung mit einer zwischen den Materialschichten (8a, 8b) aufgenommenen ersten Schnur (10), Anordnen einer zweiten Schnur (9) umlaufend zwischen die Materialschichten (8a, 8b) des rahmenförmig angeordneten Materials derart, dass der Abstand der ersten Schnur (10) zur zweiten Schnur (9) ein Vielfaches ihres maximalen Durchmessers beträgt und die zweite Schnur (9) näher zum Zentrum der rahmenförmigen Anordnung liegt als die erste Schnur (10), und Verbinden der Materialschichten (8a, 8b) unter Einschluss der Schnüre (9,10) derart, dass eine einstückige rahmenförmige Dichtung entsteht. Method for producing a seal (6) for an electrolytic cell arrangement, comprising the steps: providing an at least two-layer material in a frame-like arrangement with a first cord (10) received between the material layers (8a, 8b), Arranging a second cord (9) circumferentially between the material layers (8a, 8b) of the frame-shaped material such that the distance between the first cord (10) and the second cord (9) is a multiple of its maximum diameter and the second cord (9) is closer to the center of the frame-shaped arrangement than the first cord (10), and Connecting the material layers (8a, 8b) including the cords (9,10) in such a way that a one-piece frame-shaped seal is created. Verfahren nach Anspruch 23, umfassend das Herstellen des zur Verfügung gestellten mindestens zweischichtigen rahmenförmig angeordneten Materials unter Einsatz der folgenden Schritte: Einführen der ersten Schnur (10) zwischen eine erste Materialschicht (8a) und eine zweite Materialschicht (8b), Zuführen der ersten Materialschicht (8a) und der zweiten Materialschicht (8b) zu einer Verbindungsstation (15), Verbinden der ersten Materialschicht (8a) mit der zweiten Materialschicht (8b) unter Einschluß der ersten Schnur (10) in der Verbindungsstation (15), und Bilden einer rahmenförmigen Anordnung aus den miteinander verbundenen Materialschichten (8a, 8b). The method of claim 23, comprising producing the at least two-layer frame-shaped material provided using the following steps: Inserting the first cord (10) between a first material layer (8a) and a second material layer (8b), Feeding the first material layer (8a) and the second material layer (8b) to a connection station (15), Connecting the first material layer (8a) to the second material layer (8b) including the first cord (10) in the connecting station (15), and Form a frame-shaped arrangement from the interconnected material layers (8a, 8b). Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Herstellung des mindestens zweischichtigen Materials in einem kontinuierlichen Verfahren erfolgt.The method of claim 24, wherein the at least two-layer is made Material is done in a continuous process. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Verbindungsstation (15) eine Doppelbandpresse ist.The method of claim 25, wherein the connection station (15) is a double belt press is. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Doppelbandpresse derart beheizt wird, dass die erste Materialschicht (8a) mit der zweiten Materialschicht (8b) verschweißt.The method of claim 26, wherein the double belt press is heated in this way the first material layer (8a) with the second material layer (8b) welded. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei die erste Schnur (10) in der Verbindungsstation (15) einseitig in einer Vertiefung geführt wird, so dass das hergestellte zweischichtige Material einseitig eben und einseitig profiliert ist.The method of claim 25 or 26, wherein the first cord (10) in the Connection station (15) is guided on one side in a recess, so that manufactured two-layer material is flat on one side and profiled on one side.
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