ES2865423T3 - Estructura de fijación de electrodo sacrificial y aparato electrolítico que incluye esta estructura - Google Patents

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Abstract

Una estructura de fijación de electrodo sacrificial que contacta con un electrolito, que comprende: un primer tubo en el que fluye electrolito; un segundo tubo que está formado de un material aislante y que permite que fluya el electrolito; una unidad de electrodo sacrificial cilíndrica dispuesta entre el primer tubo9 y el segundo tubo para permitir que el electrolito fluya y que incluye un electrodo sacrificial que contacta con el electrolito; una junta del primer tubo configurada para conectar de forma hermética al fluido el primer tubo a la unidad de electrodo sacrificial de una manera desprendible; y una junta del segundo tubo configurada para conectar de forma hermética al fluido el segundo tubo a la unidad de electrodo sacrificial de una manera desprendible, cuya estructura de fijación de electrodo sacrificial está configurada de tal manera que se sustituye el electrodo sacrificial, las juntas del primero y del segundo tubos son desprendible y la unidad de electrodo sacrificial usada es separable y desprendible desde el primer tubo y el segundo tubo, y entonces se puede ajustar una unidad de electrodo sacrificial nueva entre el primer tubo y el segundo tubo y se puede fijar por las juntas de los tubos; en donde las juntas del primero y del segundo tubos pueden ser activadas desde el exterior; y en donde la unidad de electrodo sacrificial está parcialmente insertada en el segundo tubo, caracterizada porque el segundo tubo está formado de un material a través del cual se puede verificar visualmente el electrodo sacrificial desde el exterior.

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura de fijación de electrodo sacrificial y aparato electrolítico que incluye esta estructura
Campo técnico
La presente invención se refiere a una estructura de fijación de electrodo sacrificial y a un aparato electrolítico que incluye esta estructura.
Técnica anterior
En una aparato electrolítico metálico utilizado en un dispositivo de fabricación o en una instalación de tratamiento del agua para varios tipos de productos químicos, puede formarse un circuito de corriente, en el que parte de la corriente continua que está fluyendo a un electrodo, retorna al electrodo a través de parte del aparato electrolítico y de un dispositivo accesorio del aparato electrolítico. En este caso, el aparato electrolítico o dispositivo accesorio pueden estar corroídos.
Como un método de supresión de tal corrosión, se conoce fijar un electrodo sacrificial a una trayectoria de flujo de suministro y a una trayectoria de flujo de descarga del electrodo.
Dependiendo de la aplicación del aparato electrolítico, el electrodo sacrificial puede agotarse en un periodo de tiempo corto. Por lo tanto, el electrodo sacrificial tiene que sustituirse. La Bibliografía de Patentes 1 describe una estructura de fijación de electrodo sacrificial, en la que se puede realizar la sustitución. En la estructura de fijación, una rosca hembra está formada dentro de un tubo que constituye una trayectoria de flujo de electrolito, y una rosca macho formada en una porción extrema del electrodo sacrificial está enroscada dentro de la rosca hembra. El documento US 3477930 A describe un método y un sistema para prevenir la corrosión en un sistema de tubos que exhibe una diferencia de potencial eléctrico a lo largo de la trayectoria de flujo. El documento US 2011/240485 A1 describe un ánodo sacrificial. El documento US 5373728 A describe el uso de un ánodo sacrificial. El documento JP H08 176860 se refiere a una supresión de la corrosión eléctrica de un acoplamiento de tubería. El documento US 7815779 B2 describe un dispositivo de tratamiento de agua, que comprende un ánodo sacrificial. El documento US 5006214 A describe un aparato de protección catódica.
Lista de citas
Bibliografía de Patentes
Bibliografía de Patentes 1: CN 202519349 U
Sumario de la invención
Problema técnico
En una estructura de fijación de electrodo sacrificial descrita en la Bibliografía de Patentes 1, una porción roscada, que incluye una rosca macho de un electrodo sacrificial y una rosca hembra de un tubo principal, está expuesta en electrolito. Por lo tanto, el electrolito puede establecer una interfaz entre la rosca principal y la rosca hembra y estos tornillos y su entorno pueden corroerse. En el caso donde la rosca macho y la rosca hembra están fijadas entre sí con un producto de corrosión, o en el caso donde la rosca macho o la rosca hembra están corroídas y no pueden mantener una forma original, no es fácil sustituir un electrodo sacrificial. Además, en la estructura de fijación de electrodo sacrificial descrita en la Literatura de Patente 1, una porción roscada, que incluye una rosca macho de un electrodo sacrificial y una rosca hembra de una tubo principal, está expuesta en electrolito. Por lo tanto, el electrolito puede establecer una interfaz entre la rosca macho y la rosca hembra y estos tornillos y su entorno pueden corroerse. En el caso donde la rosca macho y la rosca hembra están fijadas entre sí con un producto de corrosión, o en el caso donde la rosca macho o la rosca hembra están corroídas y no pueden mantener una forma original, no es fácil sustituir un electrodo sacrificial. Además, en la estructura de fijación de electrodo sacrificial descrita en la Literatura de Patente 1, puesto que el electrodo sacrificial está incorporado en el tubo principal , que constituye una trayectoria de flujo del electrolito, no se puede verificar visualmente un estado del electrodo sacrificial desde el exterior.
Solución del problema
La presente invención se refiere al asunto objeto de las reivindicaciones1 a 12. La presente invención proporciona una estructura de fijación de electrodo sacrificial y un aparato electrolítico que incluye esta estructura, en la que se puede confirmar fácilmente un estado d agotamiento de un electrodo sacrificial y se puede sustituir fácilmente un electrodo sacrificial.
Una estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la presente invención es una estructura de fijación de electrodo sacrificial que contacta con electrolito, e incluye: un primer tubo en el que fluye electrolito; un segundo tubo que está formado de un material aislante y permite el flujo del electrolito; una unidad de electrodo sacrificial cilíndrico dispuesta entre el primer tubo y el segundo tubo para permitir el flujo del electrolito; y que incluye un electrodo sacrificial que contacta con el electrolito; una junta del primer tubo configurada para conectar de forma hermética a líquido el primer tubo a la unidad de electrodo sacrificial de una manera desprendible; y una junta del segundo tubo configurada para conectar de forma hermética a líquido el segundo tubo a la unidad de electrodo sacrificial de una manera desprendible, cuya estructura de fijación de electrodo sacrificial está configurada de acuerdo con la reivindicación 1.
En la estructura descrita anteriormente, el electrodo sacrificial que contacta con el electrolito está previsto en la unidad de electrodo sacrificial cilíndrico, y la unidad de electrodo sacrificial está conectada de forma desprendible, por la junta del primer tubo, al primer tubo conectado al aparato electrolítico. Adicionalmente, la unidad de electrodo sacrificial está conectada de forma desprendible al segundo tubo por la junta del segundo tubo. Por lo tanto, en el caso de sustitución del electrodo sacrificial, estas juntas de tubos están fijadas y la unidad de electrodo sacrificial usado está separada y desprendida del primer tubo y del segundo tubo, y entonces se ajusta una nueva unidad de electrodo sacrificial entre el primer tubo y el segundo tubo y se fija por las juntas de los tubos. De esta manera, se sustituye fácilmente el electrodo sacrificial. El segundo tubo está formado del material aislante y se previene que se corroa por el electrolito, y se sustituye más fácilmente el electrodo sacrificial.
El segundo tubo está formado de un material a través del cual se puede verificar visualmente el electrodo sacrificial desde el exterior. Con esta estructura, se puede verificar visualmente un estado de la unidad de electrodo sacrificial insertada en el segundo tubo desde el exterior del tubo. En otras palabras, se prepara fácilmente un plan de sustitución del electrodo sacrificial y, además, se puede suprimir la corrosión y la rotura del aparato electrolítico, causadas por agotamiento inadvertido del electrodo sacrificial.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, toda la unidad de electrodo sacrificial es el electrodo sacrificial. Con esta estructura, puesto que toda la unidad de electrodo sacrificial está formada del material de electrodo sacrificial, se puede prolongar un periodo durante el que la unidad de electrodo sacrificial puede funcionar como el electrodo sacrificial. De esta manera, se puede prolongar un periodo de tiempo de sustitución de la unidad de electrodo sacrificial.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el primer tubo puede estar formado de un material conductor, y la unidad de electrodo sacrificial puede estar separada del primer tubo. Puesto que la unidad de electrodo sacrificial está separada del primer tubo, incluso cuando la unidad de electrodo sacrificial se deforma debido a corrosión, se realiza fácilmente la separación desde el primer tubo.
En este caso, preferiblemente, la estructura de fijación incluye, además, un espaciador rodeado por la primer junta de tubo y formado de un material aislante interpuesto entre la unidad de electrodo sacrificial y el primer tubo. Un espaciador puede asegurarse entre la unidad de electrodo sacrificial y el primer tubo por el espaciador.
En el caso donde el primer tubo está formado del material conductor y la unidad de electrodo sacrificial está separada del primer tubo, la unidad de electrodo sacrificial y el prime tubo pueden estar conectados eléctricamente por un alambre formado de un material conductor. Con esta estructura, puesto que la unidad de electrodo sacrificial y el primer tubo están conectados eléctricamente por el alambre formado del material conductor, la corriente de fuga que fluye entre la unidad de electrodo sacrificial y el primer tubo pasa a través del alambre. Por lo tanto, en el caso de la medición de la corriente de fuga, puede medirse la corriente que fluye a través de la porción de alambre. Por lo tanto, se puede medir fácilmente la corriente de fuga.
Preferiblemente, el primer tubo está formado de titanio o de una aleación de titanio. Puesto que el titanio o la aleación de titanio tienen alta resistencia a corrosión, el electrodo sacrificial se puede sustituir más fácilmente.
Preferiblemente, la unidad de electrodo sacrificial incluye una porción de caña y una porción de pestaña formada en una porción extrema de la porción de pestaña y que se expande radialmente hacia fuera, la junta del primer tubo incluye una porción de pared principal cilíndrica y una porción de pared extrema localizada en una porción extrema de la porción de pared principal y que se proyecta radialmente hacia dentro, una rosca hembra está formada sobre una superficie periférica interior de la porción de pared principal, una rosca macho está formada en una porción extrema del primer tubo, un taladro pasante está formado sobre la porción de pared extrema, la porción de caña de la unidad de electrodo sacrificial se inserta en el taladro pasante de la porción de pared extrema, la porción de pestaña de la unidad de electrodo sacrificial está dispuesta dentro de la porción de pared principal y la rosca macho en la porción extrema del primer tubo está enroscada en la rosca hembra de la porción de pared principal. En este caso, el electrodo sacrificial puede ser separado fácilmente desde el primer tubo, liberando el estado enroscado entre la porción extrema del primer tubo y la porción de pared principal.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la junta del primer tubo puede incluir; un tubo de conexión, que tiene flexibilidad, formado de un material aislante e insertado en un estado en el que el primer tubo y la unidad de electrodo sacrificial están espaciados aparte uno del otro, y una herramienta de fijación dispuesta alrededor del tubo de conexión, y adaptada para fijar el tubo de conexión al primer tubo y a la unidad de electrodo sacrificial reduciendo radialmente el tubo de conexión. En este caso, el electrodo sacrificial se puede separar fácilmente del primer tubo por medio de la activación de la herramienta de fijación.
Preferiblemente, el segundo tubo está formado de un material flexible, y la unidad de electrodo sacrificial está insertada en el segundo tubo. En este caso, el electrodo sacrificial se puede separar fácilmente desde el segundo tubo por medio de la extracción de la unidad de electrodo sacrificial fuera del segundo tubo.
La junta del segundo tubo puede incluir una herramienta de fijación que está dispuesta alrededor del segundo tubo, y está adaptada para fijar el segundo tubo a la unidad de electrodo sacrificial por medio de la reducción radial del segundo tubo. En este caso, el electrodo sacrificial se puede separar fácilmente desde el segundo tubo por medio de la activación de la herramienta de fijación.
Un aparato electrolítico de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye un electrolizador adaptad para realizar electrolisis para el electrolito, en donde el primer tubo en la estructura de fijación del electrodo sacrificial descrita anteriormente está conectado o provisto integralmente con el electrolizador. Con esta estructura, es posible conseguir el aparato electrolítico, en el que se sustituye fácilmente un electrodo sacrificial.
Un aparato electrolítico de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye un electrolizador adaptad para realizar electrolisis para el electrolito; y una pluralidad de trayectorias de electrolito conectadas al electrolizador, en donde una o más de las estructuras de fijación del electrodo sacrificial descritas anteriormente están previstas en la trayectoria de electrolito. Puesto que una o más de las estructuras de fijación del electrodo sacrificial descritas anteriormente están previstas en la trayectoria del electrolito, el electrolizador está protegido de manera adecuada y, además, en el caso de conectar un colector al electrolizador por la pluralidad de trayectorias de electrolito, el electrolizador y el colector están protegidos de una manera adecuada, como se describe más adelante. Adicionalmente, puesto que la estructura de fijación del electrodo sacrificial de acuerdo con la presente invención se aplica a estas unidades de electrodo sacrificial, se puede sustituir fácilmente el electrodo sacrificial.
Efectos ventajosos de la invención
De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar la estructura de fijación del electrodo sacrificial y el aparato electrolítico que incluye esta estructura, en la que se puede confirmar visualmente con facilidad el estado de agotamiento del electrodo sacrificial y se puede realizar fácilmente la sustitución.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato electrolítico que incluye una estructura de fijación del electrodo sacrificial de acuerdo con una forma de realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una trayectoria de suministro de electrolito del aparato electrolítico.
La figura 3 es una vista de la sección transversal de la estructura de fijación del electrodo sacrificial prevista en la trayectoria de suministro de electrolito del aparato electrolítico.
La figura 4 es una vista en perspectiva de una trayectoria de descarga del electrolito del aparato electrolítico.
La figura 5 es una vista de la sección transversal de la estructura de fijación del electrodo sacrificial prevista en la trayectoria de descarga de electrolito del aparato electrolítico.
La figura 6 es una vista en perspectiva de un aparato electrolítico que incluye una estructura de fijación del electrodo sacrificial de acuerdo con un ejemplo modificado de la presente invención.
Descripción de formas de realización
A continuación se describirán una forma de realización de la presente invención en detalle con referencia a los dibujos.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato electrolítico 1 que incluye una estructura de fijación del electrodo sacrificial de acuerdo con la presente invención. El aparato electrolítico 1 incluye un bastidor de cuerpo principal 2 y un electrolizador 3 soportado por el bastidor de cuerpo principal 2. Electrolito está almacenado en el electrolizador 3. El electrolizador 3 incluye; una pluralidad de unidades de ánodo 3A, cada una de las cuales incluye un ánodo dentro de las mismas, y una pluralidad de unidades de cátodo 3B, cada una de las cuales incluye un cátodo dentro de las mismas. Las unidades de ánodo 3A y las unidades de cátodo 3B están dispuestas de forma alterna y sus espacios interiores se comunican entre sí, de tal manera que el electrolito puede fluir a través de las unidades.
Un colector de suministro de electrolito 4 y un colector de descarga de electrolito 5 están previstos fuera del bastidor de cuerpo principal 2. El colector de suministro de electrodo 4 está conectado a cada una de las unidades 3A, 3B del electrolizador 3 a través de una pluralidad de trayectorias de suministro de electrolito (no ilustradas en la figura 1). El colector de descarga de electrolito 3 está conectado a cada una de las unidades 3A, 3B del electrolizador 3 a través de una pluralidad de trayectorias de descarga de electrolito (no ilustradas en la figura 1).
El electrolito es suministrado desde el lado exterior del conector de suministro de electrolito 4. El electrolito suministrado al colector de suministro de electrolito 4 es suministrado a cada una de las unidades 3A, 3B del electrolizador 3 a través de las trayectorias de suministro de electrolito. En el electrolizador 3, la electrolisis se realiza por tensión aplicada al electrolito. El electrolito utilizado para electrolisis se descarga desde cada una de las unidades 3A, 3b del electrolizador 3 a través de las trayectorias de suministro de electrolito. El electrolito descargado al colector de descarga de electrolito 5 es suministrado de nuevo al colector de suministro de electrolito 4 después de su aplicación con varios tipos de tratamiento, tales como separación de un producto generado por la electrolisis, refrigeración y relleno de una sustancia consumida por la electrolisis. No sólo el electrolito dentro del electrolizador 3, sino también el electrolito dentro del colector de suministro de electrolito 4 y el colector de descarga de electrolito 5 contienen también iones generados por la electrolisis.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una trayectoria de suministro de electrolito 10 que conecta el colector de suministro de electrolito 4 al electrolizador 3. La figura 2 ilustra sólo una trayectoria de suministro de electrolito 4 al electrolizador 3. La figura 2 ilustra sólo una trayectoria de suministro de electrolito 10 para simplificación, pero en realidad está prevista una pluralidad de trayectorias de suministro de electrolito 10 para cada una de la pluralidad de unidades 3A, 3B, y cada trayectoria de suministro de electrodo 10 tiene una estructura similar.
En cada trayectoria de suministro de electrodo 10, están previstas dos unidades de electrodo sacrificial 22. Más específicamente, una unidad de electrodo sacrificial 22 está prevista en una porción extrema de la trayectoria de suministro de electrodo 10 en el lado del electrolizador 3, y la otra unidad de electrodo sacrificial 22 está prevista en una porción extrema de la trayectoria de suministro de electrodo 10 sobre el lado del colector de suministro de electrolito 4. En el caso de la conexión del colector de suministro de electrodo 4 al electrolizador 3 por la pluralidad de trayectorias de suministro de electrolito 10, fluye corriente desde un miembro con alto potencial a un miembro con bajo potencial. Por ejemplo, se hace fluir la corriente desde un ánodo dentro del electrolizador 3 hasta la trayectoria de suministro de electrolito 10 y el colector de suministro de electrolito 4 por el electrolito suministrado. Por lo tanto, debería considerarse la corrosión no sólo en el electrolizador, sino también en el colector de suministro de electrolito 4. Puesto que las dos unidades de electrodo sacrificial están previstas en el lado del electrolizador 3 y en el lado del colector de suministro de electrolito 4 en cada una de las trayectorias de suministro de electrolito 10, el electrolizador 3 y el colector de suministro de electrolito 4 están protegidos de una manera adecuada.
Una estructura de la trayectoria de suministro de electrolito 10 se describirá más específicamente. Una tobera (primer tubo) 14 está conectada a un orificio de suministro de electrolito del colector de suministro de electrolito 4 por una tuerca 11. En la presente forma de realización, un tubo conectado al colector de suministro de electrolito 4 es la tobera 14.
La tobera 14 está conectada a la unidad de electrodo sacrificial 22 por una junta del primer tubo 23. La unidad de electrodo sacrificial 22 está conectada a un tubo (segundo tubo) 13 por una junta de segundo tubo 24.El tubo 13 está formado de un material aislante flexible transparente o traslúcido, tal como resina de perfluoroalcoxi flúor (PFA). Adicionalmente, el tubo 13 está coenctado0 a la otra unidad de electrodo sacrificial 22 por la otra junta del segundo tubo 24. La unidad de electrodo sacrificial 22 está conectada a una tobera (primer tubo) 15 por la otra junta del primer tubo 23. La tobera 15 es un tubo colectado o provisto integralmente con el electrolizador 3.
De esta manera, la trayectoria de suministro de electrolito 10 incluye, en el orden desde el lado del colector de suministro de electrolito 4, la tobera 14, la junta del primer tubo 23, la unidad de electrodo sacrificial 22, la junta del segundo tubo 24, el tubo 13, la junta del segundo tubo 24, la unidad de electrodo sacrificial 22, la junta del primer tubo 22, y la tobera 15 localizada sobre el lado del electrolizador 3. En la trayectoria de suministro de electrolito 10, dos estructuras de fijación de electrodo sacrificial 20 están previstas en la trayectoria de suministro de electrodo 10 para las dos unidades de electrodo sacrificial 22. El tubo 13 puede considerarse compartido por las dos estructuras de fijación de electrodo sacrificial 20.
La figura 3 es una vista de la sección transversal tomada a lo largo de una línea A-A en la figura 2 e ilustra la estructura de fijación de electrodo sacrificial 20 prevista en la trayectoria de suministro de electrolito 10 del electrolizador 3. La estructura de fijación de electrodo sacrificial 20 en la figura 3 es una estructura de fijación sobre el lado del electrolizador 3 de la figura 2 e incluye la tobera 15. La estructura de fijación 20 sobre el lado del colector de suministro de electrolito 4 en la figura 2 es también básicamente la misma que esta estructura de fijación, excepto que la tobera 15 está sustituida por la tobera 14.
La estructura de fijación de electrodo sacrificial 20 incluye la tobera 15, el tubo 13, la unidad cilíndrica de electrodo sacrificial 22, la junta del primer tubo 23, y la junta del segundo tubo 24. La junta del primer tubo 23 conecta de forma hermética a líquido la tobera 15 a la unidad de electrodo sacrificial 22 de una manera desprendible. La junta del segundo tubo 24 conecta de forma hermética al líquido el tubo 13 a la unidad de electrodo sacrificial 22 de una manera desprendible.
La tobera 15 está prevista en cada una de las unidades 3A. 3B del electrolizador 3. La tobera 15 está formada de un material conductor de alta resistencia a la corrosión, tal como un metal, más específicamente titanio o una aleación de titanio. La tobera 15 incluye una porción de caña 15a y una porción de cabeza 15b, y la porción de caña 15a y la porción de cabeza 15b están formadas integralmente. La porción de caña 15a está configurada en una forma cilíndrica y está conectada al electrolizador 3. En otras palabras, el interior del electrolizador 3 está en comunicación con el interior de la porción de caña 15a.
La porción de cabeza 15b es sustancialmente cilíndrica y está prevista en una porción extrema de la porción de caña 15a sobre el lado opuesto del electrolizador 3, y tiene un diámetro exterior mayor que un diámetro exterior de la porción de caña 15a. Una rosca macho está formada en una superficie periférica exterior de la porción de cabeza 15b.
La unidad de electrodo sacrificial 22 incluye una porción de caña 22a, una porción de pestaña 22b, y un electrodo sacrificial 22c. La porción de caña 22a está configurada en una forma cilíndrica y dispuesta coaxialmente con la tobera 15. La porción de caña 22a tiene un diámetro exterior y un diámetro interior sustancialmente iguales a un diámetro exterior y un diámetro interior del tubo 13.
La porción de pestaña 22b se expande radialmente hacia fuera desde una porción extrema de la porción de caña 22a sobre el lado de la tobera 15. La porción de caña 22a y la porción de pestaña 22b están formadas integralmente de un material conductor, tal como un metal. La porción de pestaña 22b tiene un diámetro exterior ligeramente menor que un diámetro exterior de la tobera 15.
En la figura 3, el electrodo sacrificial 22c es un miembro cilíndrico insertado coaxialmente en una porción extrema de la posición de caña 22a sobre el lado del tubo 13. El electrodo sacrificial 22c está formado de un material que exhibe alta durabilidad durante la electrolisis. Por ejemplo, (1) un metal del grupo de platino (platino, rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio) sólo; (2) una aleación de dos o más tipos de metales del grupo de platino, (3) una aleación de un metal del grupo de platino y otro metal, (4) un óxido mixto u óxido múltiple que incluye, como elementos constituyentes, un metal del grupo de platino y un metal de válvula, tal como titanio/tantalio, (5) estroncio metálico, (6) hierro metálico, níquel metálico, (7) plano metálico, dióxido de plomo, (8), silicio, (9) diamante o grafito, (10) óxidos tales como alúmina, mulita y circonia, (11) carburo tal como SiC, (12) nitruro tal como AlN, (13) un metal de válvula sólo, tal como titanio, tantalio y circonio. Alternativamente, el electrodo sacrificial 22c puede obtenerse formando una capa de catalizador sobre un sustrato. En este caso, como el sustrato, es posible aplicar titanio, circonio, aluminio, tantalio, niobio, hierro, níquel, plomo solo o una aleación del mismo, carbono, silicio, cerámica o similar. Como el catalizador se puede aplicar una sustancia ejemplificada anterior de (1) a (12) y que tiene una función catalítica. El electrodo sacrificial 22c puede formarse por procesamiento de un miembro en forma de placa fabricado del material mencionado anteriormente en una forma cilíndrica. En este caso, como se ilustra en la figura 3, el electrodo sacrificial 22c propiamente dicho funciona como una trayectoria de flujo del electrolito.
Alternativamente, el electrodo sacrificial puede obtenerse por medio del procesamiento de un miembro similar a una placa, que tiene una malla o taladros, tal como metal de perforación, en una forma cilíndrica. En el caso de uso de un miembro que tiene taladros como el electrodo sacrificial, el electrodo sacrificial 22c se inserta en un miembro de soporte cilíndrico (por ejemplo, un cilindro fabricado de un metal tal como titanio o una resina tubular) que no tiene taladros y entonces se inserta en la porción de caña 22a. El electrodo sacrificial no tiene que ser procesado de manera constante en una forma cilíndrica y, por ejemplo, se puede insertar un miembro de placa en el miembro de soporte en un estado de ser curvado para tener una sección transversal en forma de C o mantenido en la forma de placa plana. En el caso donde el electrodo sacrificial es un metal, el miembro de soporte y el electrodo sacrificial pueden estar acoplados por medio de soldadura o similar con el fin de prevenir que se caiga el electrodo sacrificial. Cuando una porción extrema del electrodo sacrificial se proyecta desde una porción extrema del miembro de soporte en el momento de la inserción, se puede verificar visualmente un estado del electrodo sacrificial desde el exterior del tubo 13, como se describe más adelante.
En el caso donde el electrodo sacrificial está fabricado de un metal, se puede utilizar también un miembro obtenido fijando directamente un electrodo sacrificial a una punta de la porción de cala 22a sobre el lado del tubo 13 por medio de soldadura o similar. También en este caso, el electrodo sacrificial no tiene que ser procesado constantemente en una forma cilíndrica, y el miembro de palca está fijado a la porción de caña 22a en un estado de ser curvado o mantenido en la forma de placa plana.
Un material del electrodo sacrificial 22c puede ser el mismo material que el metal de la porción de caña 22a y la porción de pestaña 22b. En otras palabras, toda la unidad de electrodo sacrificial 22 puede utilizarse como un electrodo sacrificial. En este caso, puesto que toda la unidad de electrodo sacrificial 22 está formada del material de electrodo sacrificial, se puede prolongar un periodo durante el que la unidad de electrodo sacrificial 22 puede funcionar como el electrodo sacrificial.
El electrodo sacrificial 22c se inserta también en una porción extrema del tubo 13. De esta manera, la unidad de electrodo sacrificial 22 se interpone entre la tobera 15 y el tubo 13. Cuando se inserta en el tubo 13, la porción extrema del electrodo sacrificial 22c sobre el lado opuesto de la porción de caña 22a está posicionada en un lado más profundo (lado opuesto de la porción extrema del tubo (13) que una posición de fijación de la junta del segundo tubo 24. Puesto que el tubo 13 está formado del material aislante transparente o translúcido, una persona puede verificar visualmente un estado del electrodo sacrificial 22c desde el lado exterior del tubo 13.
El lado interior de la tobera 15, el lado interior de la porción de caña 22a de la unidad de electrodo sacrificial 22, el lado interior del electrodo sacrificial 22c y el lado interior del tubo 13 se utilizan como las trayectorias de flujo del electrolito L.
La tobera 15 y la unidad de electrodo sacrificial 22 están conectadas de forma hermética a líquido por la junta del primer tubo 12 de una manera desprendible. La junta del primer tubo 23 puede ser accionada desde el exterior. Los detalles de la junta del primer tubo 23 no están limitados, pero se pueden ejemplificar de la siguiente manera. Un ejemplo de la junta del primer tubo 23 incluye una porción de pared principal cilíndrica 23a y una porción de pared extrema 23b localizada en un extremo de la porción de pared principal 23a y que se proyecta rad8ialmente hacia dentro. Una rosca hembra está formada sobre una superficie periférica interior de la porción de pared principal 23a, Por ejemplo, la junta del primer tubo 23 es una tuerca de caperuza metálica.
A diferencia de una tuerca de caperuza ordinario, un taladro pasante 23c está formado en la porción de pared extrema 23b. La porción de caña 22a de la unidad de electrodo sacrificial está insertada en el taladro pasante 23c, y la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22 está dispuesta dentro de la porción de pared principal 23a.
Una rosca macho formada sobre la porción de cabeza 15b de la tobera 15 está enroscada sobre la superficie periférica interior de la porción de pared principal 23a, De esta manera, la junta del primer tubo 23 está conectada a la tobera 15.
Un espaciador anular 21a formado de un material aislante (por ejemplo, politetrafluoretileno) está interpuesto entre la porción de cabeza 15b de la tobera 15 y la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22. Adicionalmente, un espaciador anular 21b formado de un material aislante (por ejemplo, politetrafluoretileno) está interpuesto entre la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22 y la porción de pared extrema 23b de la junta del primer tubo 23. Estos espaciadores 21a y 21b están dispuestos dentro de la porción de pared principal 23a de la junta del primer tubo 23. La porción de caña 22a de la unidad de electrodo sacrificial 22 está insertada en el taladro pasante del espaciador 2b.
Cuando la junta del primer tubo 23 está conectada a la tobera 15, el espaciador 21a, la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22, y el espaciador 21b son presionados contra la porción de pared extrema 23b de la junta del primer tubo 23 por la porción de cabeza 15b de la tobera 15, De esta manera, la tobera 15 está conectada de forma hermética al líquido a la unidad de electrodo sacrificial 22 por la junta del primer tubo 23.
El espaciador 21a formado del material aislante está previsto para asegurar un espacio entre la tobera 15 formada del material conductor. Puesto que la unidad de electrodo sacrificial 22 está separada de la tobera 15, incluso cuando la unidad de electrodo sacrificial 22 se deforma debido a la corrosión, se realiza fácilmente la separación desde la tobera 15.
Por esta razón, en el caso donde la junta del primer tubo 23 se forma de un material conductor, el diámetro exterior de la porción de pestaña 22b está diseñado más pequeño que un diámetro interior de la porción de pared principal 23a, de tal manera que se previene que la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22 contacte con la superficie periférica interior de la porción de pared principal 23a de la junta del primer tubo 23.
En el caso donde la junta del primer tubo 23 está formada del material conductor, el espaciador 21b formado del material aislante está previsto para asegurar un espacio entre la porción de pared extrema 23b de la junta del primer tubo 23 y la unidad de electrodo sacrificial 22 formada del material conductor. Puesto que la unidad de electrodo sacrificial 22 está separada de la porción de pared extrema 23b de la junta del primer tubo 23, se previene que fluya corriente desde la tobera 15 hasta la unidad de electrodo sacrificial 22 a través de la junta del primer tubo 23, e incluso cuando se deforma la unidad de electrodo sacrificial 22 debido a corrosión, se realiza fácilmente la separación desde la junta del tubo 23.
Sin embargo, en el caso donde la junta del primer tubo 23 está formada de un material aislante, el espaciador 21b no es indispensable. En este caso, la unidad de electrodo sacrificial 22 puede contactar con la junta del primer tubo 23, y la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22 puede ser presionada de una manera que contacta con la porción de pared extrema 23b de la junta del primer tubo 23.
La unidad de electrodo sacrificial 226y el tubo 13 están conectados de forma hermética al líquido por la junta del segundo tubo 24 de una manera desprendible. La junta del segundo tubo 24 puede ser accionada desde el exterior. Los detalles de la junta del segundo tubo 24 no están limitados, pero pueden ser ejemplificados de la siguiente manera. Como se ha descrito anteriormente, el electrodo sacrificial 22c de la unidad de electrodo sacrificial 22 se inserta en la porción extrema del tubo 13 formado del material flexible. Un ejemplo de la junta del segundo tubo 24 incluye una herramienta de fijación dispuesta alrededor del tubo 13 formada del material flexible y adaptada para fijar la porción extrema del tubo 13 al electrodo sacrificial 22c reduciendo radialmente la porción extrema del tubo.
El ejemplo de la junta del segundo tubo 24 incluye un tubo de conexión 24a, dos casquillos 24b, 24c dispuestos sobre lados interiores en ambos extremos del tubo de conexión 24a, y dos tuercas 24d, 24e dispuestas sobre lados exteriores en ambos extremos del tubo de conexión 24a. El tubo de conexión 24a y los casquillos 24bm 24c se forman de un material aislante, tal como politetrafluoretileno. Las tuercas 24d, 24e están formadas de un material aislante, tal como resina de perfluoroalcoxi flúor (PFA).
Cada uno de los dos extremos tiene un diámetro interior mayor que el de una porción remanente en la superficie periférica interior del tubo de conexión 24a, y los casquillos 24b y 254c que son tubos se insertan en ambos extremos. Adicionalmente, se forman roscas macho en los dos extremos del tubo de conexión 24a, y las dos tuercas 24d, 24c son enroscadas en las roscas, respectivamente.
El casquillo 24b y la tuerca 24d están dispuestas alrededor de la porción de caña 22a de la unidad de electrodo sacrificial 22. El casquillo 24b sobre su lado interior se reduce radialmente y se fija a la porción de aña 22a por medio del apriete de la tuerca 24s en la porción extrema del tubo de conexión 24a.
El casquillo 24c y la tuerca 24e están dispuestos alrededor de una porción de solape del electrodo sacrificial 22c y el tubo 13. El casquillo 24c sobre su lado interior se reduce radialmente y se fija en el tubo 13 apretando la tuerca 24e en la porción extrema del tubo de conexión 24a. Al mismo tiempo, la porción extrema del tubo 13 se reduce radialmente y se fija al electrodo sacrificial 22c. De esta manera, el tubo 13 está conectado de forma hermética a líquido a la unidad de electrodo sacrificial 22 por la junta del segundo tubo 24. Se considera que el tubo de conexión 24a, el casquillo 24c, y la tuerca 24e son herramientas de fijación adaptadas para fijar la porción extrema del tubo 13 al electrodo sacrificial 22c.
La estructura de fijación de electrodo sacrificial 20 está provista con un mecanismo para conectar eléctricamente la unidad de electrodo sacrificial 22, la tobera 14 y la tobera 15. En la descripción siguiente, la estructura de fijación de electrodo sacrificial 20 que incluye la tobera 15 se toma como un ejemplo, pero la estructura de fijación de electrodo sacrificial 20 que incluye la tobera 14 es también similar, y la tobera 15 debería leerse como la tobera 14, cuando sea necesario. Específicamente, una porción de fijación de alambre 25 fabricada de una placa metálica se une a una superficie periférica exterior de la porción de caña 15a de la tobera 15. De una manera similar, una porción de fijación de alambre 26 está unida también a una superficie periférica exterior de la porción de caña 22a de la unidad de electrodo sacrificial 22. Un alambre 27 formado de un material conductor tiene ambos extremos unidos a las porciones de fijación del alambre 25, 26.
La corriente de fuga que fluye entre la unidad de electrodo sacrificial 22 y la tobera 15 pasa a través del alambre 27. Por lo tanto, en el caso de medición de la corriente de fuga, la corriente que fluye a través del alambre 27 debe medirse. Por lo tanto, la corriente de fuga se puede medir fácilmente.
La figura 4 es una vista en perspectiva de la trayectoria de descarga del electrolito 10 adaptada para conectar el colector de descarga del electrolito 5 al electrolizador 3. La figura 4 ilustra sólo una trayectoria de descarga del electrolito 5 para simplificación, pero en realidad está prevista una pluralidad de trayectorias de descarga del electrolito 30 para la pluralidad de unidades 3A, 3B del electrolizador 3, y cada trayectoria de descarga del electrolito 30 tiene una estructura similar.
En cada trayectoria de descarga del electrolito 30 están previstas dos unidades de electrodos sacrificiales 42. Más específicamente, una unidad de electrodo sacrificial 42 está prevista en una porción extrema de la trayectoria de descarga del electrolito 30 sobre el lado del electrolizador 3, y la otra unidad de electrodo sacrificial 42 está prevista en una porción extrema de la trayectoria de descarga del electrolito 30 sobre el lado del colector de descarga del electrolito 5. En el caso de la conexión del colector de descarga del electrolito 5 al electrolizador 3 por la pluralidad de trayectorias de descarga del electrolito 30, fluye corriente desde un miembro con alto potencial hasta un miembro con bajo potencial. Por ejemplo, se genera una trayectoria de corriente que pasa a través de la trayectoria de descarga dele electrolito 30 y el colector de descarga del electrolito 5 desde un ánodo en el interior del electrolizador 3 por el electrolito descargado. Por lo tanto, no debería considerarse la corrosión solo en el electrolizador, sino también en el colector de descarga del electrolito. Puesto que cada una de las trayectorias de descarga del electrolito 30 está provista con las dos unidades de electrodos sacrificiales 42 sobre el lado del electrolizador y el lado del colector de descarga del electrolito 5, respectivamente, el electrolizador 3 y el colector de descarga del electrolito 5 están protegidos de una manera adecuada.
Se describirá más específicamente una estructura de la trayectoria de descarga del electrolito 30. Una tobera (primer tubo) 34 está conectada a un orificio de descarga del electrolito del colector de descarga del electrolito 5 por una tuerca 31. En la presente forma de realización, un tubo conectado al colector de descarga del electrolito 5 es la tobera 34.
La tobera 34 está conectada a la unidad de electrodo sacrificial 42 por una junta del primer tubo 43. La unidad de electrodo sacrificial 42 está conectada a un tubo (segundo tubo) 33 por una junta del segundo tubo 44. El tubo 33 está formado de un material aislante flexible transparente o translúcido, tal como una resina de perfluoroalcoxi flúor (PFA) o similar.
Además, el tubo 33 está conectado a la otra unidad de electrodo sacrificial 42 por la otra junta del segundo tuno 44. La unidad de electrodo sacrificial 42 está conectada a una tobera (primer tubo) 35 por la otra junta del primer tubo 43. La tobera 35 es un tubo conectado o provisto integralmente con el electrolizador 3.
Por lo tanto, la trayectoria de descarga del electrolito 30 incluye, en el orden desde el colector de descarga del electrolito 5, la tobera 34, la junta del primer tubo 43, la unidad del electrodo sacrificial 42, la junta del segundo tubo 44, el tubo 33, la junta del segundo tubo 44, la unidad de electrodo sacrificial 42, la junta del primer tubo 43, y la tobera 35 localizada sobre el lado del electrolizador 3. En la trayectoria de descarga del electrolito 30, dos estructuras de fijación del electrodo sacrificial 40 están previstas en la trayectoria de descarga del electroli6to 30 para las dos unidades de electrodos sacrificiales 42. Puede considerarse que el tubo 33 es compartido por las dos estructuras de fijación del electrodo sacrificial 40.
La figura 5 es una vista de la sección transversal tomada a lo largo de una línea B-B en la figura 4 e ilustra la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 prevista en la trayectoria de descarga del electrolito del electrolizador 3. La estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 en la figura 54 es la estructura de fijación localizada sobre el lado del electrolizador 3 en la figura 4, e incluye la tobera 35. La estructura de fijación 40 sobre el lado del colector de descarga del electrolito 5 en la figura 4 es básicamente la misma que esta estructura de fijación, excepto que la tobera 35 está sustituida por la tobera 34.
La estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 incluye la tobera 35, el tubo 33, la unidad de electrodo sacrificial cilíndrica 42, la junta del primer tubo 43, y la junta del segundo tubo 44. La junta del primer tubo 43 conecta de forma hermética a líquido la tobera 35 a la unidad de electrodo sacrificial 42 de una manera desprendible. La junta del segundo tubo 33 conecta de forma hermética al líquido el tubo 33 a la unidad de electrodo sacrificial 42 de una manera desprendible.
La tobera 35 está prevista en cada una de las unidades 3A, 3B del electrolizador 3. La tobera 35 está formada de un material conductor resistente a alta corrosión, tal como un metal, más específicamente, titanio o una aleación de titanio. La tobera 35 está configurada en una forma cilíndrica y está conectada al electrolizador 3. En otras palabras, el interior del electrolizador 3 está en comunicación con el interior de la tobera 35.
La unidad de electrodo sacrificial 42 incluye un cuerpo principal de caña 42a y un electrodo sacrificial 42c. El cuerpo principal de caña 42a está configurado en una forma cilíndrica y está dispuesto coaxialmente con la tobera 35. El cuerpo principal de caña 42a tiene un diámetro exterior y un diámetro interior sustancialmente iguales a un diámetro exterior y un diámetro interior de la tobera 35. El diámetro exterior del cuerpo principal de la caña 42a es sustancialmente igual a un diámetro interior del tubo 33. El cuerpo principal de la caña 42a está fabricado, por ejemplo, de un cilindro fabricado de un metal tal como titanio o una resina tubular. El cuerpo principal de la caña 42a está insertado en el tubo 33.
El electrodo sacrificial 42c es un miembro insertado coaxialmente dentro de una porción extrema del cuerpo principal de la caña 42a sobre el lado del tubo 33. El electrodo sacrificial 42c está formado de un material que exhibe alta durabilidad durante la electrolisis. Específicamente, se adopta un material igual que el material del electrodo sacrificial 22c (los materiales mencionados anteriormente (1) a (13)). Alternativamente, de manera similar el electrodo sacrificial 22c, el electrodo sacrificial 42c puede obtenerse formando una capa catalítica sobre un sustrato.
El electrodo sacrificial 42c puede estar formado por medio de procesamiento de un miembro configurado en forma de placa fabricado del material mencionado anteriormente en una forma cilindrica, o puede estar formado en una forma cilíndrica a partir de una etapa de fabricación, Alternativamente, el electrodo sacrificial 42c puede obtenerse por medio de procesamiento de un miembro similar a una placa que tiene una malla o taladros, tal como un metal de perforación, en una forma cilíndrica o curvada en una forma de C. Además, el electrodo sacrificial 42c puede ser una placa plana. En el caso donde el electrodo sacrificial 42c es un metal, un miembro de soporte y el electrodo sacrificial pueden estar acoplados por medio de soldadura o similar para prevenir que se carga el electrodo sacrificial. Cuando una porción extrema del electrodo sacrificial 42c se proyecta desde una porción extrema del cuerpo principal de la caña 42a en el momento de la inserción, se puede verificar visualmente un estado del electrodo sacrificial desde el exterior del tubo como se describe más adelante.
En el caso donde el electrodo sacrificial está fabricado de un metal, un miembro obtenido por medio de fijación directa de un electrodo sacrificial a una punta del cuerpo principal de la caña 42a sobre el lado del tubo 33 por medio de soldadura o similar puede utilizarse también como la unidad de electrodo sacrificial 42. Tampoco en este caso es necesario procesar el electrodo sacrificial en una forma cilíndrica y el miembro de placa es fijado al cuerpo principal de la caña 42a en un estado curvado o mantenido en la forma de placa plana.
Alternativamente, el cuerpo principal de la caña 42 puede omitirse, y el propio electrodo sacrificial 42c puede constituir la unidad de electrodo sacrificial 42. En este caso, cuando el electrodo sacrificial 42c es procesado en una forma cilíndrica, se puede conseguir hermeticidad al líquido, y el electrodo sacrificial puede funcionar también como una trayectoria de flujo del electrolito.
Un material del electrodo sacrificial 42c es diferente del material del cuerpo principal de la caña 42a. En otras palabras, la porción extrema de la unidad de electrodo sacrificial 42 sobre el lado del tubo 33 es el electrodo sacrificial 42c, y una porción remanente del mismo se forma de un metal diferente del material del electrodo sacrificial 42c.
No obstante, el material del electrodo sacrificial 42c puede ser el mismo material que el material del cuerpo principal de la caña 42a. En otras palabras, toda la unidad de electrodo sacrificial 42 puede utilizarse como un electrodo sacrificial. En este caso, puesto que toda la unidad de electrodo sacrificial 42 está formada del material de electrodo sacrificial, se puede prolongar un periodo durante el que la unidad de electrodo sacrificial 42 puede funcionar como el electrodo sacrificial.
El electrodo sacrificial 42c se inserta en la porción extrema del tubo 33. De esta manera, la unidad de electrodo sacrificial 42 está interpuesta entre la tobera 35 y el tubo 33. Cuando está insertada en el tubo 33, la porción extrema del electrodo sacrificial 42c está localizada sobre un lado más profundo (loado opuesto de la porción extrema del tubo 33) que una posición de fijación de la junta del segundo tubo 44. Puesto que el tubo 33 está formado del material aislante transparente o translúcido, una persona puede verificare visualmente un estado del electrodo sacrificial 42c desde el exterior del tubo 33.
El interior de la tobera 35, el interior del cuerpo principal de la caña 42a de la unidad de electrodo sacrificial 42, el interior del electrodo sacrificial 42c, y el interior del tubo 33 se utilizan como las trayectorias de flujo del electrolito L. La tobera 35 y la unidad de electrodo sacrificial 42 están conectada de forma hermética al líquido por una junta del primer tubo 43 de una manera desprendible. La junta del primer tubo 43 puede ser activada desde el exterior. Los detalles de la junta del primer tubo 43 no están limitados, pero pueden ejemplificarse como sigue a continuación. Un ejemplo de la junta del primer tubo 43 incluye un tubo de conexión 41 y una herramienta de fijación 48. El tubo de conexión 41 tiene flexibilidad y está formado de un material aislante. Una porción extrema de la tobera 35 y una porción extrema del cuerpo principal de la caña 42a de la unidad de electrodo sacrificial 42 se insertan en el tubo de conexión 41, manteniendo al mismo tiempo un espacio intermedio. La herramienta de fijación 38 está dispuesta alrededor del tubo de conexión 41 y está adaptada para fijar el tubo de conexión 41 a la tobera 35 y al cuerpo principal de la caña 42a por medio de la reducción radial del tubo de conexión 41.
En el caso donde el tubo de conexión 41 está formado del material flexible y está fijado de forma suficientemente firme en un estado en el que la porción extrema de la tobera 35 se inserta en el tubo de conexión 41, la herramienta de fijación 48 no es necesariamente constante.
Como se ilustra en la figuras 4, la herramienta de fijación 48 incluye: un miembro anular 48a que rodea una circunferencia entera del tubo de conexión 41, y un mecanismo de bloqueo 48b adaptado para retener un estado en el que se reduce una longitud de la circunferencia del miembro anular 48a alrededor del tubo de conexión 41. El mecanismo de bloqueo 48b puede ser, por ejemplo, un mecanismo que utiliza tornillos u otros sujetadores.
Como se ilustra en la figura 5, la herramienta de fijación 48 está dispuesta alrededor de una porción de solape del tubo de conexión 41 y la tobera 35. Una herramienta de fijación 48 está dispuesta también alrededor de una porción de solape del tubo de conexión 41 y la unidad de electrodo sacrificial 42. Puesto que se reduce la longitud de la circunferencia del miembro anular 48a alrededor del tubo de conexión 41 ilustrado en la figura 4, el tubo de conexión 41 se reduce radialmente y se fija en la tobera 35 y en el cuerpo principal de la caña 42a. De esta manera, la unidad de electrodo sacrificial 42 está conectada de forma hermética al líquido a la tobera 35 por la junta del primer tubo 43. La unidad de electrodo sacrificial 42 y el tubo 33 están conectados de forma hermética al líquido por la junta del segundo tubo 44 de una manera desprendible. La junta del segundo tubo 44 puede ser activada desde el exterior. Los detalles de la junta del segundo tubo 44 no están limitados, pero pueden ejemplificarse como sigue a continuación. Como se ha descrito anteriormente, la unidad de electrodo sacrificial 42 se inserta en la porción extrema de un tubo 33 formado de un material flexible. Un ejemplo de la junta del segundo tubo 44 incluye una herramienta de fijación 49A. La junta del segundo tubo 44 está dispuesta alrededor del tubo 33 formado del material flexible, y fijado a la unidad de electrodo sacrificial 42 por medio de la reducción radial de la porción extrema del tubo 33.
En el caso donde el tubo 33 está formado del material flexible y está fijado de una manera suficientemente firma en un estado en el que la porción extrema de la unidad de electrodo sacrificial 42 está insertada en el tubo 33, la herramienta de fijación 49a no es necesariamente constante.
De manera similar a la herramienta de fijación 48 de la junta del primer tubo 43, la herramienta de fijación 49A incluye un mecanismo de bloqueo 49b y un miembro anular 49a como se ilustra en la figura 4. El miembro anular 49a rodea una circunferencia entera del tubo 33. El mecanismo de bloqueo 49b mantiene un estado en el que se reduce una longitud circunferencial del miembro anular 49a alrededor del tubo 33. El mecanismo de bloqueo 49b puede ser, por ejemplo, un mecanismo que utiliza un tornillo u otros sujetadores.
Como se ilustra en la figura 5, la herramienta de fijación 48 está dispuesta alrededo9r de una porción de solape del tubo 33 y la unidad de electrodo sacrificial 42. Puesto que se reduce radialmente la longitud circunferencial del miembro anular 49a alrededor del tubo 33 ilustrado en la figura 4, se reduce el tubo 33 y se fija a la unidad de electrodo sacrificial 42. De esta manera, la unidad de electrodo sacrificial 42 está conectada de una manera hermética al líquido al tubo 33 por la junta del segundo tubo 44.
La estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 está provista con un mecanismo para conectar eléctricamente la unidad de electrodo sacrificial 42, la tobera 34 y la tobera 35. En la descripción siguiente, la estructura de fijación de electrodo sacrificial 40 que incluye la tobera 35 se toma como un ejemplo, pero la estructura de fijación de electrodo sacrificial 40 que incluye la tobera 34 es también similar, y la tobera 35 debería leerse como la tobera 34, cuando sea necesario. Específicamente, una porción de fijación de alambre 45 fabricada de una placa metálica se une a una superficie periférica exterior de la porción de la tobera 35. De una manera similar, una porción de fijación de alambre 46 está unida también a una superficie periférica exterior del cuerpo principal de la caña 42a de la unidad de electrodo sacrificial 42. Un alambre 47 formado de un material conductor tiene ambos extremos unidos a las porciones de fijación del alambre 45, 46.
La corriente de fuga que fluye entre la unidad de electrodo sacrificial 42 y la tobera 35 pasa a través del alambre 47. Por lo tanto, en el caso de medición de la corriente de fuga, la corriente que fluye a través del alambre 47 debe medirse. Por lo tanto, la corriente de fuga se puede medir fácilmente.
Mientras tanto, en la presente invención, se pueden aplicar las estructuras de las figuras 4 y 5, en lugar de las estructuras de las figuras 2 y 3, como una estructura de fijación del electrodo sacrificial en la trayectoria de suministro de electrolito. De una manera similar, las estructuras de las figuras 2 y 3 se pueden aplicar en lugar de las estructuras de las figuras 4 y 5, como una estructura de fijación del electrodo sacrificial en la trayectoria de descarga del electrolito.
A continuación se describirá un método de sustitución del electrodo sacrificial 22c en la estructura de fijación del electrodo sacrificial 20 sobre el lado de suministro de electrolito del electrolizador 3 con referencia a la figura 2 y a la figura 3. En la descripción siguiente, la estructura de fijación del electrodo sacrificial 20 que incluye la tobera 15 se toma como un ejemplo, pero un método de sustitución del electrodo sacrificial 22c en la estructura de fijación del electrodo sacrificial 20 que incluye la tobera 14 es similar, y la tobera 15 debería leerse como la tobera 14 cuando sea necesario.
Puesto que el tubo 13 está formado de un material a través del cual se puede verificar visualmente el electrodo sacrificial desde el exterior, es posible confirmar visualmente un estado de agotamiento del electrodo sacrificial 22c previsto dentro del tubo 13. Por ejemplo, en un cado donde se determina en una confirmación visual realizada por una persona que el electrodo sacrificial 22xc debe sustituirse, la unidad de electrodo sacrificial 22 se sustituye como se indica a continuación después de detener el funcionamiento del aparato electrolítico 1.
En primer lugar, una persona gira las tuercas 24d, 24e de la junta del segundo tubo 24 con respecto al tubo de conexión 24a en una dirección en la que se afloja un estado retenido para liberar un estado bloqueado por los casquillos 24b, 24c. Entonces, se separa la unidad de electrodo sacrificial 22 desde el tubo 13. La unidad de electrodo sacrificial 22 se puede se4parar fácilmente desde el tubo 13 por medio de la activación de la herramienta de fijación, incluyendo el tubo de conexión 24a, el casquillo 24c y la tuerca 24e.
A continuación, una persona separa el alambre 27 desde la porción de fijación del alambre 26. Adicionalmente, un estado enroscado entre la rosca hembra de la superficie periférica interior de la porción de pared principal, 23a y la rosca macho de la superficie periférica exterior de la porción de cabeza 15b de la tobera 15 se libera girando la punta del primer tubo 23. Entonces, se separa la unidad de electrodo sacrificial 22 desde la tobera 15. La unidad de electrodo sacrificial 22 se puede separar fácilmente desde la tobera 15 liberando el estado enroscado entre la porción de cabeza 15b localizada en la porción extrema de la tobera 15 y la porción de pared principal 23a. De esta manera, la unidad de electrodo sacrificial 22 utilizada, la junta del primer tubo 23, la junta del segundo tubo 24, y la porción de fijación del alambre 26 se separan desde el tubo 13 y la tobera 15.
Después de eso, se inserta la porción de caña 22a de la nueva unidad de electrodo sacrificial 22 en el taladro pasante del espaciador 21b y a través del taladro pasante 23c de la junta del primer tubo 23, y se fija la porción de fijación del alambre 26 a la porción de caña 22a. Adicionalmente, el casquillo 24b y la tuerca 24d de la junta del segundo tubo 24 se fijan a la porción de caña 22a.
Después de eso, se gira la junta del primer tubo 23, de tal manera que el espaciador 21a se interpone entre la porción de cabeza 15b de la tobera 15 y la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22. En otras palabras, la rosca macho de la superficie periférica exterior de la porción de cabeza 15b de la tobera 15 se engrana con la rosca hembra de la superficie periférica interior de la porción de pared principal 23a y se intercalan el espaciador 21a, la porción de pestaña 22b, y el espaciador 21b firmemente entre la porción de cabeza 15b y la porción de pared extrema 23b. De esta manera, la tobera 15 y la unidad de electrodo sacrificial 22 se conectan por la junta del primer tubo 23.
Además, el casquillo 24c y la tuerca 24e de la junta del segundo tubo 24 se fijan a la porción extrema del tubo 13. Entonces, la tuerca 24d se enrosca en una porción extrema del tubo de conexión 24a de la junta del segundo tubo 24, y se fija el casquillo 24b a la unidad de electrodo sacrificial 22 por medio de la rotación de la tuerca 24d. Adicionalmente, la tuerca 24e es enroscada en la otra porción extrema del tubo de conexión 24a de la junta del segundo tubo 24, y se fija el casquillo 24c al tubo 13 por medio de la rotación de la tuerca 24e. De esta manera, el tubo 13 es conectado a la unidad de electrodo sacrificial 22 por la junta del segundo tubo 24. Finalmente, el alambre 27 se conecta a la porción de fijación del alambre 26.
A continuación se describirá un método de sustitución del electrodo sacrificial 42c en la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 sobre el lado de descarga del electrolito del electrolizador 3 con referencia a las figuras 4 y 5. En la descripción siguiente, la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 incluyendo la tobera 35 se toma como un ejemplo, pero un método de sustitución del electrodo sacrificial 22c de la estructura de fijación del electrodo sacrificial 20 incluyendo la tobera 34 es similar, y la tobera 35 debería leerse como la tobera 34 cuando sea necesario.
Puesto que el tubo 33 está formado de un material a través del cual se puede verificar visualmente el electrodo sacrificial desde el exterior, es posible confirmar visualmente un estado de agotamiento del electrodo sacrificial 42c previsto dentro del tubo 33. Por ejemplo, en el caso donde se determina en esta confirmación visual que es necesario sustituir el electrodo sacrificial 42c, se sustituye la unidad de electrodo sacrificial 42 como sigue después de detener el funcionamiento del aparato electrolítico 1.
En el caso de la medición de la corriente de fuga que fluye a través del alambre 47 entre la unidad de electrodo sacrificial 42 y la tobera 35, se puede obtener la densidad de la corriente a partir de la corriente de fuga y de un área electrolítica efectiva del electrodo sacrificial. Cuando se han adquirido preliminarmente los datos relacionados con una tasa de consumo del electrodo sacrificial 42c de acuerdo con la densidad de la corriente, se puede determinar un nivel de consumo del electrodo sacrificial a partir de la corriente de fuga medida.
En primer lugar, una persona libera el estado fijado de la herramienta de fijación 48A por medio de la activación del mecanismo de bloqueo 48b de la herramienta de fijación 48A prevista en la porción de solape del tubo de conexión 41 y la unidad de electrodo sacrificial 42 fuera de la herramienta de fijación 48 de la junta del primer tubo 43. Adicionalmente, se libera un estado fijado de la herramienta de fijación 49a por medio de la activación del mecanismo de bloqueo 49b de la herramienta de fijación 49A de la junta del segundo tubo 44.
A continuación, la persona separa el alambre 47 desde la porción de fijación del alambre 46. Adicionalmente, la unidad de electrodo sacrificial 42 se separa de la tobera 35, y se separa también la unidad de electrodo sacrificial 42 desde el tubo 33. La unidad de electrodo sacrificial 42 se puede separar fácilmente desde la tobera 35 por medio de la activación de la herramienta de fijación 48 de la junta del primer tubo 43. Además, la unidad de electrodo sacrificial 42 se puede retirar fácilmente desde el tubo 33 por medio de la activación de la herramienta de fijación 49A de la junta del segundo tubo 44. De esta manera, se separan la unidad de electrodo sacrificial 42 y la porción de fijación del alambre 46 desde el tubo 33 y el tubo de conexión 41.
Después de eso, se inserta una porción extrema de la nueva unidad de electrodo sacrificial 42 en el tubo de conexión 41, y la otra porción extrema de la nueva unidad de electrodo sacrificial 42 se inserta en el tubo 33, Entonces, se activan los mecanismos de bloqueo 49b, 48b respectivos de la herramienta de fijación 48A y la herramienta de fijación 49A prevista en la porción de solape del tubo de conexión 41 y la unidad de electrodo sacrificial 42. Por consiguiente, la unidad de electrodo sacrificial 42 se conecta a la tobera 35 por la herramienta de fijación 48A y se conecta la unidad de electrodo sacrificial 42 al tubo 33 por la herramienta de fijación 49A. Finalmente, el alambre 47 se conectado a la porción de fijación del alambre 46.
Como se deduce a partir de la descripción anterior, de acuerdo con la presente forma de realización, puesto que se utilizan las juntas del primer tubo 23, 43 y las juntas del segundo tubo 24, 44 adaptadas para conectar de forma desprendible los tubos a las unidades de electrodo sacrificial 22, 42, no sólo las unidades de electrodo sacrificial 22, 42 sino también los electrodos sacrificiales 22c, 42c se sustituyen fácilmente. Los tubo 3 y 33 están formados del material aislante y se previene que se corroan por el electrolito, y las unidades de electrodo sacrificial 22, 42 se sustituyen más fácilmente.
De acuerdo con la presente forma de realización, la junta del primer tubo 22 o 43 conecta la tobera 15 (o 14) o 35 (o 34) a la unidad de electrodo sacrificial m22 o 42 por activación desde el exterior, y tal conexión se libera por activación desde el exterior. La segunda junta de tubo 24 p 44 conecta el tubo 13 o 33 a la unidad de electrodo sacrificial 22 o 42 por activación desde el exterior, y tal conexión se libera por activación desde el exterior. Por lo tanto, el deterioro causado por corrosión de las juntas de los tubos 23, 24, 43, 44 debida al electrolito L ya degradación de la operatividad de las juntas de los tubos 23, 24, 43, 44 que acompaña a la corrosión se puede suprimir y, por lo tanto, se puede sustituir fácilmente el electrodo sacrificial 22c, 342c.
De acuerdo con la presente invención, puesto que los tubos 13, 33 están formados del material transparente o translúcido, se pueden verificar visualmente los estados de los electrodos sacrificiales 22c, 42c insertados en los tubos 13, 33 desde el exterior de los tubos 13, 33. En otras palabras, puesto que se pueden confirmar visualmente con facilidad los estados de agotamiento de los electrodos sacrificiales 22c, 42c se prepara fácilmente un plan de sustitución para los electrodos sacrificiales 22c, 42c. Adicionalmente, se puede suprimir la corrosión y rotura del aparato electrolítico 1 causadas por agotamiento inadvertido de los electrodos sacrificiales 22c, 42c.
La figura 6 ilustra una estructura de fijación del electrodo sacrificial 60 de acuerdo con un ejemplo modificado de la presente invención. La estructura de fijación del electrodo sacrificial 60 es el ejemplo modificado de la estructura de fijación del electrodo sacrificial 20 en la trayectoria de suministro de electrolito 10.
En la estructura de fijación del electrodo sacrificial 60 no están previstas las porciones de fijación del alambre 25, 26 ni el alambre 27. Adicionalmente, no están previstos los espaciadores 21a, 21b, y una cara extrema de la porción de pestaña 22b de la unidad de electrodo sacrificial 22 contacta directamente con una cara extrema de la porción de cabeza 15b de la tobera 15, y la porción de pestaña 22b contacta directamente con la porción de pared extrema 23b de la junta del primer tubo 23.
En el ejemplo modificado, la unidad de electrodo sacrificial 22 contacta con la tobera 15 formada del material conductor. Sin embargo, puesto que una superficie de interfaz es plana, incluso cuando se corroen la interfaz y su entorno, se separa fácilmente la unidad de electrodo sacrificial 33 desde la tobera 15.
En este ejemplo modificado, preferiblemente, la junta del primer tubo 23 de forma de un material aislante. Puesto que la junta del primer tubo 23 está formada del material aislante, incluso cuando se corroe la unidad de electrodo sacrificial 22, se separa fácilmente la unidad de electrodo sacrificial 22 desde la tobera 15.
De manera similar a este ejemplo modificado, las porciones de fijación del alambre 45, 46 y el alambre 47 pueden no estar previstos y una superficie extrema de la unidad de electrodo sacrificial 42 puede contactar directamente con una superficie extrema de la tobera 35 en la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 ilustrado en la figura 5. Puesto que la interfaz de contacto es también plana en este caso, incluso cuando la interfaz y su entorno se corroen, se separa fácilmente la unidad de electrodo sacrificial desde la tobera 35.
En el ejemplo modificado ilustrado en la figura 6, el electrodo sacrificial 22c es un miembro cilíndrico unido coaxialmente a la porción extrema de la porción de caña 22a sobre el lado del tubo 13. El electrodo sacrificial 22c tiene un diámetro exterior y un diámetro interior sustancialmente iguales al diámetro exterior y al diámetro interior de la porción de caña 22a. El electrodo sacrificial 222c tiene una longitud más corta que la longitud de la porción de caña 22a.
En este ejemplo modificado, una junta del segundo tubo 64 está prevista en lugar de a junta del segundo tubo 24. La junta del segundo tubo 64 es una tuerca en la que está formada una rosca hembra sobre su superficie periférica interior. Una rosca macho que debe acoplarse con la rosca hembra de la junta del segundo tuvo 64 está formada sobre una superficie periférica exterior de la porción extrema del tubo 13.
La porción extrema de la unidad de electrodo sacrificial 22 que incluye el electrodo sacrificial 22c se inserta en la porción extrema del tubo 13. La junta del segundo tubo 64 se inserta en la porción extrema del tubo 13. La junta del segundo tubo 64 está dispuesta alrededor de la porción extrema del tubo 13, y la rosca hembra de la junta del segundo tubo 64 se acopla con la rosca hembra del tubo 13, fijando de esta manera la porción extrema del tubo 13 a la unidad de electrodo sacrificial 22 por medio de la reducción radial de la porción extrema del tubo 13. En otras palabras, la junta del segundo tubo 64 funciona como una herramienta de fijación.
Aunque se ha descrito anteriormente la forma de realización y el ejemplo modificado de la presente invención, hay que indicar que la descripción no está destinada a limitar la presente invención y se pueden considerar varios ejemplos modificados incluyendo la supresión, adición y sustitución de elementos constituyentes en el alcance técnico de la presente invención.
Por ejemplo, en la forma de realización y en el ejemplo modificado descritos anteriormente, la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 20 o 60 ilustrada en las figuras 3 o 6 está prevista sobre un lado de suministro del electrolito, y la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 ilustrada en la figura 5 está prevista en el lado de descarga del electrolito. Sin embargo, la estructura de fijación del electrodo sacrificial 40 pude estar prevista sobre el lado de suministro del electrolito, y la estructura de fijación del electrodo sacrificial 10 o 60 puede estar prevista sobre el lado de descarga del electrolito.
En la forma de realización descrita anteriormente, las estructuras de fijación del electrodo sacrificial están previstas en ambos lados del lado de suministro y del lado de descarga del electrolito, pero la estructura de fijación del electrodo sacrificial puede estar prevista también sobre el lado de suministro del electrolito o sobre el lado de descarga del electrolito.
En la forma de realización y en el ejemplo modificado descritos anteriormente, las dos estructuras de fijación del electrodo sacrificial 4020 o 60 están previstas en cada trayectoria del electrolito. Específicamente, el primer tubo 15 o 35 de una estructura de fijación del electrodo sacrificial 20, 40 o 60 en cada trayectoria del electrolito está conectada al electrolizador 3 o prevista integralmente, y el primer tubo 14 o 34 de las otras estructuras de fijación del electrodo sacrificial 20, 40 o 60 en cada trayectoria del electrolito está conectada al colector 4 o 5 o están previstas integralmente. No obstante, en cada trayectoria del electrolito, una estructura de fijación del electrodo sacrificial 20, 40 o 60 puede estar prevista sólo en el lado del electrolizador 3 o en el lado del colector 4 o 5.
Como se ilustra en las figuras 3 y 6, la tobera 15, la unidad de electrodo sacrificial 22 y el tubo 13 son lineales y están mutuamente coaxiales en la forma de realización y en el ejemplo modificado descritos anteriormente, Adicionalmente, como se ilustra en la figura 5, la tobera 35, la unidad de electrodo sacrificial 42 y el tubo 33 son lineales y están mutuamente coaxiales. Sin embargo, cualquiera o todos los miembros anteriores pueden estar parcialmente curvados, o cualquiera de los miembros anteriores puede estar excéntrico con respecto a los otros miembros. Particularmente, en la forma de realización y en el ejemplo modificado descritos anteriormente, puesto que los tubos 13, 33 y el tubo de conexión 41 están formados del material flexible, estos miembros pueden estar en realidad parcialmente curvados.
El material de cada miembro puede estar formado de otros materiales diferentes a los materiales mencionados anteriormente dentro de un rango que no se aparta del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones anexas.
Lista de signos de referencia
L Electrolito
1 Aparato electrolítico
3 Electrolizador
4 Colector de suministro de electrolito
5 Conector de descarga de electrolito
10 Trayectoria de suministro de electrolito
13. 33 Tubo (segundo tubo)
14, 15, 34, 35 Tobera (primer tubo
15a Porción de caña
15b Porción de cabeza
20, 40, 60 Estructura de fijación de electrodo sacrificial
21a, 21b Espaciador
, 42 Unidad de electrodo sacrificial a Porción de caña
b Porción de pestaña
c, 42c Electrodo sacrificial
, 43 Junta del primer tubo
a Porción de pared principal
b Porción de pared extrema
c Taladro pasante
, 44, 64 Junta de segundo tubo
a Tubo de conexión
b, 24c Casquillo
d, 24e Tuerca
, 26, 45, 46 Porción de fijación del alambre
, 47 Alambre
Trayectoria de descarga del electrodo Tubo de conexión
a Cuerpo principal de la caña
, 49A Herramienta de fijación
a, 49a Miembro anular
b, 49b Mecanismo de bloqueo

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una estructura de fijación de electrodo sacrificial que contacta con un electrolito, que comprende:
un primer tubo en el que fluye electrolito;
un segundo tubo que está formado de un material aislante y que permite que fluya el electrolito;
una unidad de electrodo sacrificial cilíndrica dispuesta entre el primer tubo9 y el segundo tubo para permitir que el electrolito fluya y que incluye un electrodo sacrificial que contacta con el electrolito;
una junta del primer tubo configurada para conectar de forma hermética al fluido el primer tubo a la unidad de electrodo sacrificial de una manera desprendible; y
una junta del segundo tubo configurada para conectar de forma hermética al fluido el segundo tubo a la unidad de electrodo sacrificial de una manera desprendible,
cuya estructura de fijación de electrodo sacrificial está configurada de tal manera que se sustituye el electrodo sacrificial, las juntas del primero y del segundo tubos son desprendible y la unidad de electrodo sacrificial usada es separable y desprendible desde el primer tubo y el segundo tubo, y entonces se puede ajustar una unidad de electrodo sacrificial nueva entre el primer tubo y el segundo tubo y se puede fijar por las juntas de los tubos;
en donde las juntas del primero y del segundo tubos pueden ser activadas desde el exterior; y
en donde la unidad de electrodo sacrificial está parcialmente insertada en el segundo tubo, caracterizada porque el segundo tubo está formado de un material a través del cual se puede verificar visualmente el electrodo sacrificial desde el exterior.
2. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que toda la unidad de electrodo sacrificial es el electrodo sacrificial.
3. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el tubo está formado de un material conductor, y la unidad de electrodo sacrificial no está en contacto directo con el primer tubo.
4. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende, además, un espaciador rodeado por la junta del primer tubo y formado de un material aislante interpuestoO entre la unidad de electrodo sacrificial y el primer tubo.
5. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 3, en la que la unidad de electrodo sacrificial y el primer tubo están conectados eléctricamente por un alambre formado de un material conductor.
6. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el primer tubo está formado de titano o de una aleación de titanio.
7. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que
la unidad de electrodo sacrificial incluye una porción de caña y una porción de pestaña formada en una porción extrema de la porción de caña y que se expande radialmente hacia fuera,
la junta del primer tubo incluye una porción de pared principal cilíndrica y una porción de pared extrema localizada en una porción extrema de la porción de pared principal, y que se proyecta radialmente hacia dentro,
una rosca hembra está formada sobre una superficie periférica interior de la porción de pared principal, una rosca macho está formada en una porción extrema del primer tubo,
un taladro pasante está formado en la porción de pared extrema,
la porción de caña de la unidad de electrodo sacrificial está insertada en el taladro pasante de la porción de pared extrema, y la rosca macho en la porción extrema del primer tubo está enroscada en la rosca hembra de la porción de pared principal.
8. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la junta del primer tubo incluye:
un tubo de conexión que tiene flexibilidad, formado de un material aislante e insertado en un estado en el que el primer tubo y la unidad de electrodo sacrificial están espaciados aparte uno del otro, y
una herramienta de fijación dispuesta alrededor del tubo de conexión y configurada para fijar el tubo de conexión al primer tubo y a la unidad de electrodo sacrificial por medio de la reducción radial del tubo de conexión.
9. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el segundo tubo está formado de un material flexible.
10. La estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la junta del segundo tubo incluye una herramienta de fijación dispuesta alrededor del segundo tubo y configurada para fijar el segundo tubo a la unidad de electrodo sacrificial por medio de la reducción radial del segundo tubo.
11. Un aparato electrolítico que comprende un electrolizador configurado para realizar electrolisis para el electrolito, en donde el primer tubo en la estructura de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 está conectado o previsto integralmente con el electrolizador.
12. Un aparato electrolítico, que comprende:
un electrolizador configurado para realizar electrolisis para el electrolito; y
una pluralidad de trayectorias del electrolito conectadas al electrolizador,
en donde una o más de las estructuras de fijación de electrodo sacrificial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 están previstas en la trayectoria del electrolito.
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