ES2358651B1 - Sistema de guiado de �?nodos y/o c�?todos en celdas de producción de metales por electrolisis. - Google Patents

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Abstract

Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos de celdas de producción de metales por electrólisis.#El sistema de la invención incluye uno o más de los elementos siguientes: Guías verticales de cátodos que se pueden colocar en los bordes laterales del cátodo; codos de unión de guías verticales, que pueden recibir los bordes laterales del cátodo o las guías verticales de cátodos; perfiles guías horizontales inferiores de cátodo en donde puede ir inserto el borde inferior de un cátodo; y alineadores externos para ánodos, que se fijan sobre el borde superior de la barra de soporte de ánodo. De esta forma se consigue un conjunto de piezas que poseen determinados reforzamientos que cumplen la función de estabilizadores geométricos para evitar la pérdida en o de su forma original, y que resuelven los problemas de interrupción del proceso de electro-depositación cuando se debe vaciar el electrolito de la celda para extraer y reemplazar las guías de cátodos en las estructuras de soporte.

Description

Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis. Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un sistema que comprende los siguientes elementos: guía vertical de electrodos, codo de unión de guías verticales u horizontales de electrodos, guía horizontal inferior para posicionar electrodos, alineador externo de electrodos y sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis. Antecedentes de la invención
En los procesos industriales de depósito de metales por electrólisis, se acostumbraba a colgar cátodos y ánodos y sumergirlos en el electrolito de las cubas o celdas de electrólisis, apoyando la barra de soporte de cada ánodo o cátodo directamente sobre las barras conductoras, que están ubicadas en los bordes longitudinales superiores de las celdas. Con este sistema, al contar con guías para su desplazamiento al interior de las cubas, los ánodos y cátodos no pueden oscilar como si fueran péndulos sumergidos en el electrolito.
Por consiguiente, gran parte de los inconvenientes fueron subsanados al introducir en la celda, una estructura de soporte de material aislante, como la que se describe en la Solicitud de Patente Chilena Nº 1020-04, en la que cada ánodo y cada cátodo es ubicado en una posición vertical fija, mediante guías que aseguran además un espaciado uniforme entre ellos, impidiendo también el movimiento relativo de los mismos. Si bien la estructura resuelve los problemas inherentes a la falta de guías de electrodos (oscilación), ocurre que el uso u operación descuidada puede provocar alguna alteración, desperfecto o rotura en las guías de ánodo o cátodo, y para su reparación debe detenerse el proceso, retirar completamente de la celda la estructura de soporte de material aislante y proceder a su reparación.
Otro inconveniente del proceso actual de las celdas de depósito de metales por electrólisis se presenta durante la introducción de los cátodos entre los ánodos una vez que éstos se han sumergido en la celda. Los cátodos, actualmente consistentes en láminas de acero inoxidable, deben insertarse en las guías laterales verticales como las indicadas en la solicitud de Patente Chilena Nº 1020-04. Esta operación, se realiza colgando los cátodos por sus barras superiores en un soporte, que mediante una grúa los traslada a la celda, haciéndolos descender para que se introduzcan entre los ánodos. Dado que la distancia de separación entre ánodos en la celda es de aproximadamente 10 centímetros, durante la introducción se producen frecuentes choques de los bordes inferiores de los cátodos, con las barras superiores de los ánodos, produciendo deformaciones o roturas de las láminas o barras, lo que demora innecesariamente la operación. Descripción de la invención
El invento que se propone está compuesto de un conjunto de piezas que se ensamblan, que poseen determinados reforzamientos que cumplen la función de estabilizadores geométricos para evitar la pérdida en o de su forma original, y que resuelven los problemas de interrupción del proceso de electro-deposición cuando se debe vaciar el electrolito de la celda para extraer y reemplazar las guías de cátodos en las estructuras de soporte.
Este conjunto de piezas son:
-
Guías verticales de cátodo, con alineador superior incorporado, como las de las Figuras 1,11, y 1-2.
-
Codos de unión, de las guías verticales de cátodo con perfiles guía horizontales inferiores, como los de las figuras 6, 12-1, 12-2, 13-1, 132, 14-1 y 14-2.
-
Perfiles guías horizontales inferiores, como los de las figuras 10-1 y 11-1.
-
Distanciadores longitudinales inferiores de ánodos o cátodos, como los de las figuras 15, 15-1 y 15-2, y
-
Alineador externo de electrodos, como los mostrados en las Figuras 19 y 19-1, usados como guía externa para la alineación de cátodos durante su introducción a la celda de electrólisis o viceversa.
Cada uno de dicho elementos, por sí solos, cumplen con la función de separadores por lo que pueden operar en conjunto, o bien por separado.
La forma de los perfiles, el codo y el apoyo de las guías en la estructura, resultan determinantes para los objetivos que el presente invento intenta solucionar, como es: conferir estabilidad geométrica para evitar su deformación y facilitar su remoción o reemplazo sin retirar la estructura de soporte desde la celda y sin necesidad de vaciar el electrolito. Esto se logra simplemente mediante el retiro de los pernos desde la estructura, de la guía rota o dañada y la colocación mediante pernos de una guía nueva o reparada, con lo que la pérdida de producción se reduce a un mínimo. Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista isométrica de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores triangulares.
La figura 1-1 muestra una vista isométrica de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 1-2 muestra una vista isométrica de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores triangulares y rectangulares.
La figura 2 muestra una vista en alzado frontal de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores triangulares.
La figura 2-1 muestra una vista en alzado frontal de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 3 muestra una vista en alzado posterior de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores triangulares.
La figura 3-1 muestra una vista en alzado posterior de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 4 muestra una vista de perfil de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores triangulares.
La figura 4-1 muestra una vista de perfil de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 5 muestra una vista en planta superior de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores triangulares.
La figura 5-1 muestra una vista en planta superior de la guía vertical de cátodo con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 6 muestra una vista isométrica del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
La figura 7 muestra una vista isométrica de la mitad izquierda del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
La figura 8 muestra una vista isométrica y en sección de acuerdo con un imaginario plano vertical de la mitad derecha del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
La figura 9 muestra una vista isométrica y en sección de acuerdo con un imaginario plano vertical del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior, con tramos de ambas guías insertadas en el codo de unión.
La figura 10 muestra una vista en corte transversal, del perfil guía horizontal inferior.
La figura 10-1 muestra una vista isométrica, del perfil guía horizontal inferior.
La figura 11 muestra una vista en corte transversal, de la parte inferior de la guía vertical de cátodo, con nervios estabilizadores triangulares.
La figura 11-1 muestra una vista isométrica, de la parte inferior de la guía vertical de cátodo, con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 11-2 muestra una vista en corte transversal, de la parte inferior de la guía vertical de cátodo, con nervios estabilizadores rectangulares.
La figura 11-3 muestra una vista en corte transversal, de la parte inferior de la guía vertical de cátodo, con nervios estabilizadores triangulares y rectangulares.
La figura 12 muestra una vista en alzado, de la mitad izquierda del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
La figura 12-1 muestra una vista en alzado frontal, de la versión larga del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior de cátodo, cuando se utiliza como guía inferior de cátodo el mismo perfil de la zona inferior de la guía vertical de cátodo.
La figura 12-2 muestra una vista en alzado frontal, de la versión corta del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior de cátodo, cuando no se utiliza guía inferior de cátodo.
La figura 13 muestra una vista de perfil, de la mitad izquierda del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior, cuando se utiliza el perfil doble omega como guía horizontal inferior de cátodo.
La figura 13-1 muestra una vista de perfil, de la versión larga del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior de cátodo, cuando se utiliza como guía inferior de cátodo el mismo perfil de la zona inferior de la guía vertical de cátodo.
La figura 13-2 muestra una vista de perfil, de la versión corta del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior de cátodo, cuando no se utiliza guía inferior de cátodo.
La figura 14 muestra una vista en planta superior, del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
La figura 14-1 muestra una vista en planta superior, de la versión larga del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior de cátodo, cuando se utiliza como guía inferior de cátodo el mismo perfil de la zona inferior de la guía vertical de cátodo.
La figura 14-2 muestra una vista en planta superior, de la versión corta del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior de cátodo, cuando no se utiliza guía inferior de cátodo.
La figura 15 muestra una vista en alzado frontal de la parte con vaciado cilíndrico-hexaédrico del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con resortes.
La figura 15-1 muestra una vista en alzado frontal de la parte con perforación cilíndrica de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con resortes.
La figura 15-2 muestra una vista en alzado frontal de la parte con perforación cilíndrico-hexaédrico, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 16 muestra una vista en alzado frontal de la parte con vaciado cilíndrico-hexaédrico del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con un resorte.
La figura 16-1 muestra una vista en alzado frontal de la parte con perforación cilíndrica de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con un resorte.
La figura 16-2 muestra una vista en alzado frontal de la parte con perforación cilíndrico-hexaédrico, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 16-3 muestra una vista en alzado frontal de la parte con perforación cilíndrica de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 17 muestra una vista de perfil de la parte con vaciado cilíndrico-hexaédrico del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con resortes.
La figura 17-1 muestra una vista de perfil de la parte con perforación cilíndrica de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con resortes.
La figura 17-2 muestra una vista de perfil de la parte con vaciado cilíndrico-hexaédrico, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 17-3 muestra una vista de perfil de la parte con perforación cilíndrica de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 18 muestra una vista en planta superior de la parte con vaciado cilíndrico-hexaédrico del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con resortes.
La figura 18-1 muestra una vista en planta superior de la parte con perforación cilíndrica de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión con resortes
La figura 18-2 muestra una vista en planta superior de la parte con vaciado cilíndrico-hexaédrico, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 18-3 muestra una vista en planta superior de la parte con vaciado cilíndrico de dos diámetros, del distanciador longitudinal inferior de ánodos, en su versión sin resortes.
La figura 19 muestra una vista isométrica, del alineador externo de electrodos, en su versión simple.
La figura 19-1 muestra una vista en alzado, del alineador externo de electrodos, en su versión reforzada.
La figura 19-2 muestra una vista en planta superior, del alineador externo de electrodos, en su versión reforzada.
La figura 19-3 muestra una vista de perfil, del alineador externo de electrodos en su versión reforzada.
La figura 19-4 muestra una vista en planta inferior, del alineador externo de electrodos en su versión reforzada.
La figura 20 muestra una vista isométrica, del alineador externo de electrodos, en su versión ovoidal.
La figura 20-1 muestra una vista en alzado, del alineador externo de electrodos, en su versión ovoidal.
La figura 20-2 muestra una vista de perfil, del alineador externo de electrodos, en su versión ovoidal.
La figura 20-3 muestra una vista en planta superior, del alineador externo de electrodos en su versión ovoidal.
La figura 21 muestra una vista isométrica, del alineador externo de electrodos, en su versión cilíndrica.
La figura 21-1 muestra una vista en alzado, del alineador externo de electrodos, en su versión cilíndrica.
La figura 21-2 muestra una vista de perfil, del alineador externo de electrodos, en su versión cilíndrica.
La figura 21-3 muestra una vista en planta superior, del alineador externo de electrodos en su versión cilíndrica. Realización preferente de la invención
Los números que indican los detalles de las diferentes figuras tienen el siguiente significado:
(1). Porción superior de la guía vertical de cátodo, que sirve para alinear la parte inferior del cátodo, durante su introducción en la guía de la porción inferior, de la guía vertical de cátodo.
(2). Perforación para colocación de pernos de unión, de la guía vertical de cátodo a la estructura soportante de material aislante, de la celda electrolítica.
(3). Canal de alojamiento del borde vertical del cátodo.
(4-1). Estabilizador transversal triangular, de la guía vertical de cátodo.
(4-2). Estabilizador transversal rectangular, de la guía vertical de cátodo.
(5). Porción superior del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
(6). Perforación para colocación de pernos para fijar el codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior, a la estructura soportante de material aislante de la celda electrolítica.
(7). Canal de alojamiento del extremo inferior de la guía vertical de cátodo.
(8). Canal de alojamiento del extremo inferior de las alas de la guía vertical de cátodo.
(9). Canal de alojamiento de un extremo del perfil guía horizontal inferior.
(10). Canal de alojamiento del borde inferior de cátodo.
(11). Ala superior del perfil guía horizontal inferior del cátodo.
(12). Ala inferior del perfil guía horizontal inferior del cátodo.
(13). Perforación cilíndrica, para unir mediante perno u otro sistema de fijación, las dos mitades del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior.
(14). Vaciado para alinear las dos mitades, del codo de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior, y facilitar su armado.
(15). Ranura para alojamiento del ala del perfil guía horizontal inferior, cuando se utiliza un perfil igual al de la porción inferior de la guía vertical de cátodo.
(16). Resorte para sujetar en posición, el borde horizontal inferior del cátodo.
(17). Perforación cilíndrico hexaédrica del distanciador inferior de ánodos, para el armado de sus dos mitades, y a la vez para su fijación a la estructura soportante de material aislante, de la celda electrolítica.
(18). Perforación cilíndrica de dos diámetros del distanciador inferior de ánodos, para el armado de sus dos mitades, y a la vez para su fijación a la estructura soportante de material aislante, de la celda electrolítica.
(19). Borde superior del alineador externo de electrodos, que sirve como atenuador de impacto, durante la introducción de los cátodos a la celda de electrólisis.
(20). Uñetas del alineador externo de electrodos, para fijación por presión al ánodo o a la barra soporte de ánodo. Descripción de los componentes de la patente deinvención
-
Guías Verticales de electrodos: Sirven para guiar a los cátodos durante su introducción descendente a la celda de electrólisis y, al mismo tiempo, sirven de alojamiento de los bordes verticales de éstos, durante todo el tiempo que dura el depósito de metal en el cátodo. La guía está formada por una porción superior (1), que se designará como cabezal alineador, y una porción inferior (3), que corresponde a la guía propiamente dicha. En el cabezal alineador, destinado a facilitar la introducción del cátodo en la guía, se ubican las perforaciones cilíndrico-hexaédricas (2), que permiten fijar mediante pernos u otro medio, la guía vertical a la estructura soportante de material aislante de la celda electrolítica. El cabezal se forma por un manto cilíndrico de eje horizontal y dos superficies simétricas inclinadas que se acercan hacia abajo, hasta hacerse tangentes a las caras interiores del perfil “U” que continúa hacia abajo, asemejándose a un embudo abierto por un costado. La porción inferior (3), constituida por la guía propiamente dicha, corresponde a un perfil tipo “U” con alas, el que por el lado exterior, contiene nervios estabilizadores triangulares (41), rectangulares (4-2), o de ambos tipos, espaciados de preferencia a intervalos regulares. El extremo inferior de esta guía, se introduce en el alojamiento vertical del codo de unión. La separación interior de las caras opuestas de la U, es de dimensión ligeramente mayor que el espesor del cátodo a emplear.
-
Codos de unión, de las guía verticales de cátodo con perfiles guía horizontales inferiores: sirven para alojar los extremos inferiores de las guías verticales y
también los extremos de las guías horizontales inferiores de cátodo, guías en las que se alojan los bordes verticales y horizontal inferior de los cátodos.
En una versión, los codos de unión de la guía vertical de cátodo con el perfil guía horizontal inferior, se componen de dos mitades simétricas respecto de su plano vertical central, las cuales se unen mediante dos pernos con sus respectivas tuercas o con otro sistema de fijación equivalente, que se colocan en sendas perforaciones cilíndricas (13), ubicadas en la parte inferior de la guía, una vez unidas sus dos mitades, el codo de unión se puede considerar formado por dos porciones, la porción superior (5), con forma similar a un medio embudo cortado por un plano vertical diametral perpendicular al plano de simetría, prolongados por planos rectangulares (7) en las aristas resultantes del corte por el plano vertical, unido en ángulo recto a la porción inferior de forma de paralelepípedo recto rectangular en posición horizontal, afectado interiormente de ranuras (9), para alojar el perfil guía horizontal. En la parte inferior trasera se ubica verticalmente una pared rectangular en cuyos extremos sobresalientes existen sendas perforaciones
(6)
que sirven para fijar el codo de unión de guías, mediante pernos u otro sistema, a la estructura soportante de la celda electrolítica.
En otra versión del codo de unión, designada como versión larga del codo de unión, fabricada de una sola pieza, la porción superior (5) mantiene sus características, en tanto que en la porción inferior se ha suprimido las ranuras interiores (9), incorporándose en lugar de éstas, la ranura (15) para el alojamiento de las alas de la guía horizontal inferior de cátodo, de perfil “U” con alas y nervios estabilizadores, igual a la porción inferior de la guía vertical de cátodo. En otra versión del codo de unión, designada como versión corta, fabricada de una sola pieza, la porción superior
(5)
mantiene sus características, en tanto que la porción inferior se ha suprimido. En este último caso no se utiliza guía horizontal de cátodo, y la fijación del borde inferior del cátodo se realiza mediante el empleo de un distanciador longitudinal inferior.
-
Perfil Guía Horizontal Inferior.
La guía horizontal inferior corresponde a un perfil longitudinalmente recto, de sección transversal asimilable a una doble omega invertida, o a un perfil U con dos alas planas rectangulares iguales a cada lado. El perfil es simétrico respecto del plano longitudinal central. La separación interior de las caras de la “U”, que corresponde a la zona en que se alojará el borde horizontal inferior del cátodo, una vez instalado este perfil guía horizontal en la celda electrolítica, es ligeramente mayor que el espesor del cátodo a emplear. Las cuatro alas del perfil se ubican simétricamente dos a cada lado, en ángulo recto con las paredes laterales de la zona central. Las dos alas superiores ubicadas en el extremo abierto de la U, apuntan hacia el exterior. El segundo par de alas, de las mismas dimensiones que las superiores, se ubican paralelamente bajo las superiores. Todas las aristas y ángulos vivos que forman las alas con el centro del perfil, pueden suavizarse con radios apropiados. Dependiendo del codo de unión que se utilice, puede utilizarse como perfil guía horizontal inferior, un perfil “U” con nervios estabilizadores, diagonales o cuadrados, que mantienen la forma geométrica original de la misma, similares al de la parte inferior de las guías verticales de cátodo,
o incluso puede no utilizarse, y en su reemplazo emplear un distanciador de ánodo, adaptado a las dimensiones del cátodo, de manera que en cualquier caso permita la inserción del cátodo o ánodo en posición recta en su parte inferior.
-
Alineador externo de electrodos.
El alineador externo de electrodos en todas sus versiones, es un perfil longitudinalmente recto, cuya sección transversal es simétrica respecto de su plano vertical central, trozado típicamente a cincuenta milímetros de largo. En el alineador externo de electrodos en su versión simple, se puede distinguir una porción superior (19) que sirve como atenuador de impacto durante la introducción de los cátodos en la celda, y una porción inferior (20), destinada a fijarse sobre el borde superior de la barra de soporte de ánodo.
La porción superior del perfil se puede considerar formada por un prisma horizontal hueco de paredes de espesor uniforme, de sección transversal asimilable a un triángulo rectángulo isósceles, de hipotenusa horizontal, cuyos vértices en los extremos de la hipotenusa han sido recortados perpendicularmente a ella, en donde la porción central de la hipotenusa se ha eliminado, y se ha agregado un tabique horizontal a media altura, paralelo a la hipotenusa y por encima de ella. La porción inferior, está formada por dos tabiques que se unen verticalmente hacia abajo, a continuación de los extremos libres restantes de la hipotenusa, después de eliminar su porción central. A los extremos inferiores de dichos tabiques verticales, se han unido trapecios rectangulares horizontales, cuyos lados oblicuos apuntan en dirección al plano central de simetría, de forma que las bases mayores queden por encima de las bases menores.
En la versión reforzada del alineador externo de electrodos, los tabiques verticales con sus uñetas (20), se unen a la parte superior mediante tabiques inclinados que se conectan aproximadamente a media altura de éstos.
El alineador externo de electrodos en su versión ovoidal, se conforma por una carcasa asimilable a un ovoide, que en su zona inferior se abre, para conectarse interiormente con una carcasa de un paralelepípedo recto horizontal, al cual se le ha eliminado su cara inferior.
El alineador externo de electrodos en su versión cilíndrica, se conforma por una cáscara cilíndrica de eje horizontal, que en su zona inferior se abre, para conectarse interiormente con una cáscara de un paralelepípedo recto horizontal, al cual se le ha eliminado su cara inferior.
En las versiones ovoidal y cilíndrica, la separación interior de las caras verticales del paralelepípedo es ligeramente inferior que el espesor del ánodo o de la barra soporte de ánodo en que se vayan a utilizar, de modo que una vez introducidos a presión, se mantienen en su lugar. Ejemplo de aplicación
En una estructura soportante de material aislante se unieron mediante pernos ubicados en las perforaciones (6), cuarenta codos de unión en el fondo a cada lado de la celda, en los que previamente se había insertado cuarenta guías horizontales inferiores de cátodo. Luego, en los codos de unión ya instalados, se insertaron los extremos inferiores de cuarenta guías de cátodo a cada lado de la celda, y se fijaron a cada pared lateral de la estructura, mediante pernos pasantes a través de las perforaciones (2), de las guías verticales de cátodos. A continuación, se colocaron cuarenta
9 10
y un distanciadores longitudinales inferiores de ánodos en su versión sin resortes, utilizándose para ello pernos que se ubicaron en las perforaciones del tipo
(17) (cilíndrico-hexaédrico) de los distanciadores.
Una vez instaladas los codos de unión con sus guías horizontales de cátodo, las guías verticales de cátodo, y los cuarenta y un distanciadores longitudinales inferiores de ánodo, se introdujo la estructura soportante a la celda electrolítica. A continuación se instalaron los ánodos y sobre la barra soporte de ánodos, en el espacio que queda entre el ánodo mismo y el extremo de la barra soporte, se insertaron ochenta y dos alineadores externos de electrodos en su versión reforzada, presionando hacia abajo los gorros hasta que las uñetas (20) quedaron firmemente encastradas por debajo de las barras soporte de ánodos.
A continuación, se llenó la celda con electrolito, se insertaron los cátodos y se procedió a hacer circular la corriente eléctrica. Una vez terminado el ciclo, se procedió a efectuar la recogida de cátodos, y a inspeccionar las guías de cátodo. De existir alguna guía de cátodo dañada, se procede a soltar los pernos de ésta, alzar verticalmente hacia arriba la guía dañada, hasta retirarla completamente del codo de unión ubicado en el fondo de la celda. Una vez retirada la guía vertical de cátodo dañada, se inserta el extremo inferior de la nueva guía vertical de cátodo, en la porción superior del codo de unión de guía vertical con guía horizontal de cátodo y se procede a instalar dos nuevos pernos a través de las perforaciones 2, fijándolos mediante sus respectivas tuercas a la estructura soportante de material aislante, sin removerla de la celda electrolítica y sin vaciar el electrolito.
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Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, caracterizado porque incluye uno o más de los elementos siguientes: Guías verticales de cátodos que se pueden colocar en los bordes laterales del cátodo; codos de unión de guías verticales, que pueden recibir los bordes laterales del cátodo o las guías verticales de cátodos; perfiles guías horizontales inferiores de cátodo en donde puede ir inserto el borde inferior de un cátodo; y alineadores externos para ánodos, que se fijan sobre el borde superior de la barra de soporte de ánodo, habiéndose previsto que:
    •
    La guía vertical de electrodos comprenda: una porción superior o cabezal alineador (1), y una porción inferior (3) que corresponde a la guía propiamente dicha, cuyo cabezal alineador, destinado a facilitar la introducción del cátodo en la guía, posee perforaciones cilíndricohexaédricas (2), que permiten fijar la guía vertical mediante pernos u otro medio a la estructura soportante de material aislante de la celda electrolítica;. Un cabezal formado por un manto cilíndrico de eje horizontal y dos superficies simétricas inclinadas que se acercan hacia abajo, hasta hacerse tangentes a las caras interiores del perfil en “U” que continúa hacia abajo, asemejándose a un embudo abierto por un costado; una porción inferior constituida por la guía propiamente dicha, cuyo espacio por donde se desliza el electrodo debe ser levemente más ancho que este, correspondiente a un perfil tipo “U” con alas, y que por sus lados externos posee nervios estabilizadores triangulares, rectangulares, o de ambos tipos, espaciados de preferencia a intervalos regulares; y un extremo inferior que se introduce en el alojamiento vertical del codo de unión.
    •
    El codo de unión de guías verticales u horizontales de electrodos, presente una configuración formal y dimensionalmente acorde para alojar los extremos inferiores de las guías verticales y también los extremos de las guías horizontales inferiores de los cátodos, guías en las que se alojan los bordes verticales y horizontales inferiores de los cátodos, definiéndose en el codo una zona superior con forma asimilable a un medio embudo cortado por un plano vertical diametral perpendicular al plano de simetría, prolongada por planos rectangulares en las aristas resultantes del corte por el plano vertical, zona que forma ángulo recto con una zona inferior en la que se define una abertura para recepción del canal de alojamiento del borde inferior del cátodo.
    •
    La guía horizontal inferior para posicionar electrodos, se materializa en un perfil longitudinalmente recto, de sección transversal asimilable a una doble omega invertida, o a un perfil en “U” con alas planas rectangulares iguales a cada lado, siendo el perfil simétrico respecto del plano longitudinal central, en donde la ranura o zanja que corresponde a la zona en que se alojará el borde horizontal inferior del cá
    todo, es ligeramente mayor que el espesor del cátodo a emplear.
    • El alineador externo de electrodo, esté constituido por un perfil longitudinalmente recto, cuya sección transversal es simétrica respecto de su plano vertical central en cuya parte superior contiene un atenuador de impacto durante la introducción de los cátodos en la celda, y una porción inferior, destinada a fijarse sobre el borde superior de la barra de soporte de ánodo.
  2. 2.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el codo está constituido a partir de dos porciones, una porción superior (5) que se une en ángulo recto a una porción inferior en forma de paralelepípedo recto rectangular en posición horizontal, porción inferior, cuya parte trasera se ubica verticalmente una pared rectangular en cuyos extremos sobresalientes existen sendas perforaciones que sirven para fijar el codo de unión de guías, mediante pernos u otro sistema, a la estructura soportante de la celda electrolítica y en cuya parte delantera posee dos canaletas para la introducción de las guías horizontales.
  3. 3.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el codo presenta un carácter monopieza, en el que en la porción inferior incorpora una ranura (15) para el alojamiento
    o enganche de las alas de la guía horizontal inferior de cátodo, de perfil “U” con alas y nervios estabilizadores, igual a la porción inferior de la guía vertical de cátodo.
  4. 4.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicaciones 1ª, 2ª y 3ª, caracterizado porque los codos de unión de guía vertical con guía horizontal de cátodo, se unen mediante el uso de perfiles guía horizontal del tipo doble omega.
  5. 5.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la guía horizontal inferior para posicionar electrodos, contiene cuatro alas ubicadas simétricamente dos a cada lado, en ángulo recto con las paredes laterales de la zona central, en donde las dos alas superiores ubicadas en el extremo abierto apuntan hacia el exterior y el segundo par de alas, de las mismas dimensiones que las superiores, se ubican paralelamente bajo las superiores.
  6. 6.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicaciones 1ª y 5ª, caracterizado porque la guía horizontal inferior para posicionar electrodos, incorpora nervios diagonales o cuadrados que mantienen la forma geométrica original de la misma.
  7. 7.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicaciones 1ª, 5ª y 6ª, caracterizado porque la guía horizontal inferior presenta una geometría tal que permite la inserción del cátodo o ánodo en posición recta en su parte inferior.
  8. 8.
    Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el alineador externo de electrodo, comprende la porción superior
    13 14
    del perfil con una forma que impide el posicionado de un electrodo, induciendo que el mismo se introduzca en el perfil guía cátodos.
  9. 9. Sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, según reivindicaciones 1ª y 6ª, caracterizado porque la porción inferior del alineador externo de electrodo, posee una forma que permite el calce del mismo en la parte superior del ánodo.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200803312
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 20.11.2008
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : C25C7/00 (2006.01) C25C1/00 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    US 2007284243 A1 (AYLWIN PEDRO A et al.) 13.12.2007, 1-8
    párrafos [0001,0004,0008,0010,0024,0057,0064]; figuras 01a,01,02a,02.
    A
    WO 0153568 A1 (WATERPOWER SYSTEMS PTY LTD et al.) 26.07.2001, página 1, 1
    líneas 3-9,17-24; página 3, línea 16 – página 4, línea 14; página 5, línea 28 – página 7, línea 7;
    figuras 1,2.
    A
    US 4113586 A (COOK GLENN et al.) 12.09.1978, columna 1, líneas 6-8; columna 1, 1
    línea 58 – columna 2, línea 7; columna 2, líneas 44-68; columna 3, línea 4 – columna 4, línea 8;
    columna 4, línea 36 – columna 5, línea 5; figuras 1,2,3,5.
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 26.04.2011
    Examinador M. Fernández Rodríguez Página 1/5
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200803312
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C25C Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/5
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803312
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 26.04.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/5
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803312
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2007284243 A1 (AYLWIN PEDRO A et al.) 13.12.2007
  10. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    Se considera el documento D01 (ver documento D01, párrafos [0001, 0004, 0008, 0010, 0024, 0057, 0064]; figuras 01a, 01, 02a, 02) el más cercano del estado de la técnica y divulga un sistema de guiado de ánodos y/o cátodos en celdas de producción de metales por electrólisis, tal que incluye los elementos siguientes: Guías verticales de cátodos, por ejemplo, de dos cátodos (ver fig. 1) que se pueden colocar en los bordes laterales del cátodo; elementos de soporte de guías; estructuras de múltiples guías horizontales inferiores de cátodo en donde puede ir inserto el borde inferior de un cátodo; y alineadores externos para ánodos, que se fijan sobre el borde superior de la barra de soporte de ánodo, habiéndose previsto que: -La guía vertical de electrodos comprenda: una porción superior o cabezal alineador (1, 4), y una porción inferior (2, 5) que corresponde a la guía propiamente dicha, cuyo cabezal alineador, destinado a facilitar la introducción del electrodo en la guía, posee perforaciones a facilitar la introducción del cátodo en la guía, posee perforaciones, que permiten fijar la guía vertical mediante pernos u otro medio a la estructura soportante de material aislante de la celda electrolítica. Un cabezal formado por un manto cilíndrico de eje horizontal y dos superficies simétricas inclinadas que se acercan hacia abajo, hasta hacerse tangentes a las caras interiores del perfil en "U" que continua hacia abajo, asemejándose a un embudo abierto por un costado; una porción inferior constituida por la guía propiamente dicha. -Soporte de guías horizontales inferiores de los electrodos (ver fig.4), en las que se alojan los electrodos, ánodos (20) y/o cátodos (21). -El alineador ( 4) externo del electrodo, este constituido por un perfil longitudinalmente recto, cuya sección transversal es simétrica respecto de su plano vertical central en cuya parte superior contiene un atenuador de impacto, durante la introducción de los cátodos en la celda, y una porción inferior, destinada a fijarse sobre el borde superior de la barra de soporte de ánodo. (Las referencias entre paréntesis corresponden al documento D01).
    El documento D01 no divulga, a diferencia de la solicitud que: -Perforaciones para fijar las guías de electrodos sean cilíndrico-hexaédricas. -El espacio por donde se desliza el electrodo debe ser levemente más ancho que este, correspondiente a un perfil tipo "U" con alas. -Los perfiles guía posean por sus lados externos nervios estabilizadores triangulares, rectangulares, o de ambos tipos, espaciados de preferencia a intervalos regulares;
    No obstante, a la vista del estado de la técnica, se consideran opciones de diseño evidentes para un experto en la materia.
    Tampoco anticipa el documento D01 el codo de unión de guías verticales u horizontales de electrodos, definiéndose en el codo una zona superior con forma asimilable a un medio embudo cortado por un plano vertical diametralmente perpendicular al plano de simetría, prolongada por planos rectangulares en las aristas resultantes del corte por el plano vertical, zona que forma ángulo recto con una zona inferior en la que se define una abertura para recepción del canal de alojamiento del borde inferior del cátodo, se materializa en un perfil longitudinalmente recto, de sección transversal asimilable a una doble omega invertida, o a un perfil en "U" con alas planas rectangulares iguales a cada lado, siendo el perfil simétrico respecto del plano longitudinal central, en donde la ranura o zanja que corresponde a la zona en que se alojará el borde horizontal inferior del cátodo, es ligeramente mayor que el espesor del cátodo a emplear. Sin embargo, se considera se considera la zona superior del cono asimilable a los alineadores de ánodos divulgados en el documento D01, y por tanto un diseño evidente para un experto en la materia. Dado que se divulga un perfil de guía con sección en U, se considera también la evidente la elección de perfiles en U doble omega o con alas, evidente para un experto en la materia.
    El documento D01 divulga la existencia de una estructura de núcleo de celda que sirve de sujeción a ánodos y cátodos evitando su oscilación, así describe la presencia de al menos una barra de cátodo (25) con elementos de sujeción (24) a la estructura del núcleo inferior de la celda y también que las barras de ánodos se fijen mediante soportes de sujeción (26, 27, 28, 29) en diferentes posiciones a la estructura de dicho núcleo (ver fig. 8), apoyándose sobre la estructura inferior de guías del mismo y resultando obvio, que la ranura o zanja (20) que corresponde a la zona en que se alojará el borde horizontal inferior del cátodo, sea ligeramente mayor que el espesor del cátodo a emplear (ver fig. 4).
    Por tanto, se considera que la reivindicación independiente 1 no tiene actividad inventiva (Art.8 L11/86).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/5
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803312
    En cuanto a las reivindicaciones dependientes:
    Se considera que las características de la reivindicación 2 constituyen un diseño similar a los alineadores de ánodos divulgados en el documento D01.
    El documento D01 no anticipa las características de las reivindicaciones 3, no obstante se considera que constituye una opción de diseño evidente para un experto en la materia.
    En cuanto a la reivindicación 4, el documento D01 divulga un perfil guía para electrodo con sección en U (3). Se considera que resultaría evidente para un experto en la materia disponer un codo de unión de guía vertical con guía horizontal de cátodo, que se unan mediante el uso de perfiles guía horizontal del tipo doble omega. Por tanto, la reivindicación 4 no implica actividad inventiva (Art.8 L11/86).
    El documento D01 no anticipa las características de las reivindicaciones 5, no obstante se considera que constituye una opción de diseño evidente para un experto en la materia.
    Respecto a la reivindicación 6, el documento D01 divulga una estructura de núcleo para el soporte de los electrodos, tal que el soporte inferior de guías horizontales, incorpora nervios diagonales o cuadrados que mantienen la forma geométrica original del mismo.
    En relación a la reivindicación 7, el documento D01 divulga una estructura de núcleo que en su parte inferior tiene guías horizontales que presentan una geometría que permite la inserción del cátodo (21) o ánodo (20) en posición recta en su parte inferior.
    Respecto a la reivindicación 8, el documento D01 anticipa las características expuestas en la reivindicación 8 (ver figuras 1 y 2).
    En cuanto a la reivindicación 9, el documento D01 describe que el alineador externo de electrodo (4), posee una forma que permite el calce del mismo en la parte superior del ánodo (ver fig. 02).
    Por tanto, se concluye que las reivindicaciones 2 a 9 no tienen actividad inventiva (Art.8 L11/86).
    Informe del Estado de la Técnica Página 5/5
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