FI58356C - Kontaktskena foer elektrolysceller - Google Patents

Description

Γ»ι ηη KUULUTUSJULKAISU P07C/ JUA LBJ (11) UTLÄGGNI NGSSKRIFT ^ ° ^ ^ » C i4_ Patentti cylnriKty K 01 KOI Patent ;rie Jdelit ^ w ^ (S1) Kv.nJflnt.a.2 G 25 C 7/00 SUOMI—FINLAND (M) Λ·*·****—ρμ**μλ*ι 753270 (22) H*k*mhpllYl—An*eknln|*rf«f 20.11.75 (®) Alkupllvl—GlW(li«t>d«f 20.11.75 (41) Tullut (ulktMksI — Blhrh offwtcllg PMmM-J· raktearltttllltm (44) ΝΜ««. » ‘ ‘

Patent- odl regiatontyrdMn AiwSkan utlttd och utl.*krift*n publlcend 30.09.oO

(32)(33)(31) l*yyd«cfer «moikeiM^giH prk>rH«t 28.11.7U

Kanada(CA) 21U88U

(71) Cominco Ltd., 200 Granville Square, Vancouver, British Columbia,

Kanada(CA) (72) Richard Deane, Rossland, British Columbia, Ronald N. Honey, Rossland, British Columbia, Clifford J. Krauss, Trail, British Columbia,

Kanada(CA) (7^) Berggren Oy Ab (51*) Kosketuskisko elektrolyysikennoja varten - Kontaktskena för elektrolys-celler

Esillä oleva keksintö koskee sähköä johtavaa metallia, esimerkiksi kuparia olevaa kosketuskiskoa, joka on tarkoitettu käytettäväksi elektrolyysikennossa, joka on varustettu vuorottelevilla, matkan päässä toisistaan olevilla anodeilla ja katodeilla, joihin liittyy kuhunkin jakokisko, jossa on alasivultaan lovella varustettu päätejatke. Keksinnön mukainen kosketuskisko on kehitetty erityisesti käytettäväksi elektrolyysikennoissa, joilla elektrolyyttisesti erotetaan sinkkiä, mutta sitä voidaan käyttää muidenkin metallien elektrolyyttiseen talteenottoon elektrolyyttisissä erotus-tai puhdistusprosesseissa.

Keksinnön mukaisia kosketuskiskoja voidaan käyttää sellaisten metallien kuin kuparin, kadmiumin, lyijyn, nikkelin, hopean ja sinkin t elektrolyyttisissä talteenottoprosesseissa. Erityisen sopivia nämä kosketuskiskot ovat esimerkiksi sitä yleistä tyyppiä olevissa sinkin sähköerotusprosesseissa, joka on selitetty US-patenttijulkaisussa n:o 2 4^3 112. Tämän tyyppisissä prosesseissa käytetään elektrolyyttisten sinkkikennojen ryhmiä, joissa jokainen kenno sisältää elektrolyyttiä. Anodi- ja katodielektrodit ovat kussakin kennossa sovitettuina yhtä kauas toisistaan, niin että ne muodostavat yhdensuuntaiset rivit joissa anodit ja katodit vuorottelevat. Anodit ovat liuke- 2 58356 nemattomat valittuun elektrolyyttiin ja ne on tavallisesti tehty lyijystä tai hopea-lyijy-seoksesta. Anodit on varustettu kennon yli ulottuvilla, sähköä johtavaa ainetta, kuten kuparia olevilla jakokiskoilla. Katodit ovat alumiinilevyä. Tällaisesta levyainek-sesta katodeille kerrostunut sinkki on helppo irrottaa. Katoditkin on varustettu johtavaa metallia, tavallisesti alumiinia, olevilla jakokiskoilla.

Siinä laitteessa, jossa keksinnön mukaiset kosketuskiskot on tarkoitettu käytettäviksi, jakokiskot kaikkien elektrodien tapauksessa pistävät ulospäin elektrodien kummallekin puolelle, joita ne on tarkoitettu ripustettuina kannattamaan; ja toinen kunkin jakokiskon ulko-nevista osista on alasivultaan varustettu lovella, joka on edullisesti ylösalaisen V:n muotoinen.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen elektrodeja kannattava kosketuskisko, joka antaa hyvän sähköisen kosketuksen jakokis-kojen ja kosketuskiskojen välille, so. antaa läheisen metallien välisen kosketuksen, niin että kosketuskiskojen ja jakokiskojen lovettujen osien välillä kulkeva sähkövirta kohtaa mahdollisimman vähän sähkövastusta.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit selviävät oheisesta patenttivaatimuksesta 1. Keksinnön mukaisella kosketuskiskolla, joka on yleisesti sylinterin muotoinen ja jossa on lankarullasarjan muotoinen keskiosa, saadaan aikaan kaltevasti sivuavat kosketukset "lankahilat" muodostavien uurteiden ja elektrodien jakokiskoissa olevien lovien välille. Lankarullat on muodostettu leikkaamalla yleisesti sylinterin muotoiseen kosketuskiskoon uurteita tasaisin välimatkoin. Kun jakokiskojen lovet sijoitetaan kosketuskiskossa olevien lankarullien uurteisiin, elektrodien paino saa aikaan suuripainei-set kaltevasti sivuavat kosketukset, joiden ansiosta sähkövirta kulkee erinomaisen hyvin jako- ja kosketinkiskojen välillä.

Keksinnön mukainen kosketuskisko on näin ollen koko pituudeltaan yleisesti sylinterin muotoinen ja on tehty sähköä johtavasta metallista. Kunkin kiskon pääteosat ovat ehjiä sylintereitä ja keskiosa on lankarullasarjan muotoinen. Kosketuskiskoon tehdyt uurteet ovat joko kaikki samanlaiset tai vuorotellen samanlaiset pitkin keskiosan pituutta, ja niitä erottaa toisistaan sylinterimuotoiset kisko-osat. Jokaisessa yksityisessä uurteessa on sylinterimäi- 3 58356 nen keskiosa, jonka läpimitta on olennaisesti pienempi kuin kiskojen sylinterimäisten pääteosien läpimitta. Uurteiden keskiosan on oltava ohuempi kuin elektrodien jakokiskojen leveys sillä alueella, missä niissä on lovi. Uurteissa on kaltevat sivuseinät toisiaan vastapäätä, uurteen sylinterimäisen keskiosan vastakkaisilla puolilla. Uurteet muodostavat "lankarullia” joilla on sylinterin muoto ja joissa on suoran, katkaistun kartion muotoiset sivuseinät.

Oheisissa piirustuksissa, jotka esittävät ensisijaisesti kosketuskiskoa ja . sen käyttöä sinkin elektrolyyttisissä erotuskennoissa kuvio 1 on tasokuvanto osasta kennoryhmää, jossa käytetään keksinnön mukaisia kosketuskiskoja; kuvio 2 on tasokuvanto keksinnön mukaisesta kosketuskiskosta·, kuvio 3 on sivukuvanto erikoisesta kosketuskiskosta, joka on tarkoitettu käytettäväksi kennosarjan äärikennoissa; ja kuvio k on perspektiivikuvanto päätejakokappaleesta joka on tarkoitettu kiinnitettäväksi jäykästi jokaisen katodijakokiskon toiseen päähän.

Kuvio 1, joka on tasokuvanto ryhmästä elektrolyysikennoja, joissa käytetään keksinnön mukaisia kosketuskiskoja, esittää vain kahta kennoa kennoryhmän toisessa päässä ja osaa yhdestä kennosta ryhmän toisessa päässä. Ryhmän kaikkien kennojen esittäminen olisi turhaa toistamista. Esitetyt kennot on leikattu ryhmän pituussuunnassa, mitä ilmaisevat leikkausviivat 10 ja 11, jälleen toistamisen välttämiseksi. Kennoryhmä on leikattu myös poikittaissuunnassa, mitä ilmaisevat leikkausviivat 12 ja 13· Kuviossa 1 vasemmalla näkyvät kaksi kennoa on merkitty viitteillä lMA ja l^B, ja oikealla oleva äärikenno on merkitty viitteellä 15. Kennot 14A ja 15 ovat näin ollen äärikennot. Ryhmän kaikki välikennot ovat samanlaiset kuin kenno 14B. Näissä kennoissa numerolla 16 merkityt elektrodit ovat anodit, ja katodeilla on viitenumero 17·

Kaikki kennot ovat tavanomaista suorakulmaista rakennetta. Muodoltaan yleisesti suorakulmion muotoiset eristimet 19 on asennettu jokaisen vierettäisen kahden kennon päälle siten, että kukin eristin ulottuu kennojen vierettäisten seinien ylitse. Kussakin eristimessä 19 on uurre 20 keksinnön mukaisen kosketuskiskon sijoittamista varten siten, että sen pituuskeskiviiva joutuu yhtä pitkän matkan päähän ken- 11 58356 nojen yhdensuuntaisista sivuseinistä. Yksi tällainen kosketuskisko 21 on esitetty kuviossa 1.

Kuviosta 2, jossa kosketuskisko 21 on esitetty suuremmassa mittakaavassa, näkyy, että kosketuskiskossa on kaksi sylinterimäistä pääte-osaa 22 ja keskinen "lankarullasarjan" muotoinen osa, jota yleisesti on merkitty viitenumerolla 23· Tämä keskinen rullamainen osa 23 on muodostettu leikkaamalla kiskoon uurteita 25 säännöllisten välimatkojen päähän toisistaan. Kussakin uurteessa on sylinterimäinen keskiosa 26 ja kaksi kaltevaa seinäosaa 27· Kaltevat seinäosat 27 ovat katkaistun kartion muotoiset. Uurteita erottavat toisistaan sylinteri-mäiset kisko-osat 28. Sylinterimäiset keskiosat 26 yhdessä kaltevien seinäosien 27 kanssa muodostavat muodoltaan symmetrisiä "lankarullia", joita erottavat toisistaan sylinterimäiset tanko-osat 28, "rullaosan" 23 koko pituudelle.

Kaltevien seinäosien 27 ja kisko-osien 28 väliin muodostuvat kulmat voivat olla lievästi pyöristetyt elektrodien kennoon sovittamisen helpottamiseksi .

Uurteiden 25 sylinterimäisen keskiosan 26 pituuden määrää elektrodi-jakokiskojen leveys, ja sylinterimäisten kisko-osien 28 pituuden määrää elektrodien välille tarvittava välimatka kennossa. Uurteiden 25 keskiosien 26 läpimitan on oltava tarpeeksi suuri halutunsuuruisen virran kestämiseksi. Uurteiden 25 syvyyden on oltava sellainen, että jakokiskojen ja kosketuskiskojen sivuamiskosketus tapahtuu likimäärin kaltevien seinäosien 27 keskipisteessä. Mainitut mitat voivat vaihdella riippuen kulloinkin erotettavan metallin vaatimuksista. Esimerkiksi sinkkiä elektrolyyttisesti erotettaessa sylinterimäisen kisko-osan 28 pituus on likimäärin yhtä suuri kuin kunkin uurteen 25 keskiosan 26 pituus, uurteen seinien, so. osien 27 kaltevuus, on mieluimmin 45°, ja kunkin uurteen 25 keskiosan 26 läpimitta on noin 1/3:sta 3/4:aan, mieluimmin 1/2 sylinterimäisten pääteosien 22 läpimitasta. Kosketuskiskon on tietenkin oltava metallia, joka johtaa sähköä hyvin, mieluimmin kosketuskiskot ovat kuparia.

Äärikennossa l^A sijaitsee pitkin ulkoista päätyseinää 29 anodi-ääri-kennon eristin 30. Ulkoseinää 29 pitkin sijaitsee myös kosketuslevy 31, joka sekin on kuparia. Tämä kosketuslevy 31, joka ei kuulu keksinnön puitteisiin, on kytketty tavanomaiseen tapaan johdinkiskoon, 5 58356 joka syöttää sähkötehoa kennoon. Äärikenno 15, oikealla kuviossa 1, on varustettu katodi-äärikennon eristimellä 32, ja siinäkin on koske-tinlevy 33 kosketuksen aikaansaamiseksi kennoryhmän tässä päässä sijaitsevan johdinkiskon kanssa.

Kosketuksen aikaansaamiseen levyjen 31 ja 32 kanssa käytetään erityisiä, puolisylinterin muotoisia kosketuskiskoja 34. Nämä erityiset kos-ketuskiskot 34, joista yhtä esittää kuvio 3, on saatu aikaan leikkaamalla pituussuunnassa halki keksinnön mukainen kosketuskisko 21. Kiskojen 34 tasaiset pinnat (so. kiskoja 21 halkaistaessa syntyneet pinnat) on tarkoitettu sijoitettaviksi, tasainen pinta alaspäin, ryhmän äärikennoihin liittyvien kosketuslevyjen 31 ja 33 päälle ja kiinnitettäviksi niihin.

Kosketuskiskot 21 ja 34 voidaan mielen mukaan tehdä joko yhtenä kappaleena tai kahtena tai useampana pätkänä, jotka liitetään toisiinsa jollakin lukuisista tunnetuista menetelmistä.

Sinkkiä elektrolyyttisesti erotettaessa kukin katodi 17 käsittää alumiinisen, poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoisen jakokiskon 35, jonka yläpintaan on hitsattu kaksi nostokorvaketta 36, ja jonka alapintaan on hitsattu kiinni alumiinikatodi. Katodilevyt on tietenkin tarkoitettu upotettaviksi kennossa olevaan elektrolyyttiin. (Näitä katodilevyjä ei näy kuviossa 1, joka on tasokuvanto, koska ne ovat suoraan jakokiskojen 35 alla). Jokainen jakokisko 35 ulottuu katodi-levyn molemmissa päissä sen päitä ulommaksi muodostaen jatkeet, joista katodi 17 voidaan ripustaa.

Kuparinen kosketuskappale 37, joka on esitetty yksityiskohtaisesti piirustuksen kuviossa 4, on hitsattu kiinni kunkin katodi-jakokiskon 35 toiseen päähän. Nämä kosketuskappaleet 37 näkyvät kuviossa 1 siinä esitettyjen katodien 17 oikeanpuolisissa päissä. Jokaisen kosketus-kappaleen 37 alapinnassa on ylösalaisen V:n muotoinen lovi 37A, jonka sivut mieluimmin ovat noin 45° kulmassa katodi-jakokiskon 35 pituus-keskiviivaan (ja siihen hitsattuun kosketuskappaleeseen 37) nähden. Kosketuskappaleen 37 leveyden on oltava suurempi kuin kosketuskiskon uurteen 25 sylinterimäisen keskiosan 26 leveys.

Joskin mieluimmin käytetään V:n muotoista lovea 37A, jonka molemmat sivut ovat 45° kulmassa jakokiskon pituuskeskiviivaan ja siihen lilt- 6 58356 tyvään kosketuskappaleeseen 37 nähden, niin että loven sisäkulmaksi tulee 90°, tämä sisäkulma saa olla niinkin pieni kuin 75° ja niinkin suuri kuin 105°. Yli 105° sisäkulmalla on taipumus sallia haitallista elektrodien liikettä kosketuskiskoihin nähden, kun taas alle 75° sisäkulma on epäedullinen sikäli, että se saattaa johtaa elektrodi-jako-kiskojen takertumiseen kosketuskiskoihin. Kupariset kosketuskappaleet 37 on mieluimmin päällystetty hopealla ennen niiden hitsaamista alumiinisiin jakokiskoihin 35· Kuparisten kosketuskappaleiden 37 massan on oltava riittävän suuri kestääkseen täyden virran lämpiämättä, ja kunkin kuparisen kosketuskiskon 37 ja siihen liittyvän katodi-jako-kiskon välisessä hitsissä on oltava riittävästi hitsiainetta lämmön kehittymisen estämiseksi niillä virranvoimakkuuksilla, joille kenno on suunniteltu.

Sinkkiä elektrolyyttisesti erotettaessa kukin anodi 16 käsittää kuparisen jakokiskon 38, joka ulottuu hopea-lyijyseosta olevan anodi-levyn molempien reunojen ohi, joka anodilevy on hitsattu kuparisen jakokiskon 38 alapintaan. (Nämä anodilevyt eivät näy kuviossa 1, koska tämä on tasokuvanto ja ne ovat suoraan jakokiskojen 38 keskiosien alla). Jakokiskot 38 on jokainen varustettu antimonipitoista lyijyä olevalla tupella, ja anodilevyt on itse asiassa hitsattu tähän tuppeen, eikä suoraan kuparisiin jakokiskoihin 38. Anodilevyt on mieluimmin tehty hopea-lyijyseoksesta, ja ne voivat olla hiukan suppenevat yläreunoistaan alareunoihinsa päin. Anodi-jakokiskot 38 on mieluimmin varustettu välikekappaleilla MO, joiden tehtävänä on pysyttää anodit 16 ja katodit 17 halutuissa yhdensuuntaisissa, vuorottelevissä asemissa matkan päässä toisistaan. Anodi-jakokiskojen 38 ulkonevat pääte-osat on varustettu V:n muotoisilla lovilla kohdassa Ml jokaisen jako-kiskon toisessa päässä,jotka lovet Ml ovat samanamuotoiset ja samansuuruisella sisäkulmalla varustetut kuin ylösalaisen V:n muotoiset lovet 37A kuparisissa kosketuskappaleissa 37·

Elektrodien ja niiden osien muoto ja rakenneainekset eivät kuulu keksinnön puitteisiin. Huomattakoon, että käytetyt elektrodit voivat vaihdella yleiseltä muodoltaan ja rakenneaineksiltaan siten, että ne ovat sopivia sellaisten metallien kuin kuparin, kadmiumin, koboltin, lyijyn, nikkelin, hopean ja sinkin elektrolyyttiseen talteenottoon. Elektro* dien ainoa olennainen yhteinen tunnusmerkki on elektrodi-jakokiskon toisessa päässä oleva ylösalainen V-lovi.

f 58356

Mitä erityisesti tulee kennoon 14a, huomattakoon, että anodijakokisko-jen 38 alapinnassa olevat V-muotoiset lovet Ui sijaitsevat puolisylin-terin muotoisen kosketuskiskon 34 joka toisessa uurteessa. Kunkin anodi-jakokiskon vastakkainen pää lepää eristysalustalla 42, joka liittyy kennon vastakkaisella sivulla olevaan eristimeen 19.

Mitä taas tulee kennon l4A katodijakokiskoihin 35, niiden toinen pää lepää eristysalustalla 43, joka liittyy kennon ulkoreunalla olevaan eristimeen 30, kun taas niiden toinen pää, so. kuparisella kosketus-kappaleella 37, jossa on V-muotoinen lovi 37A, varustettu pää lepää kennon oikeanpuolisessa päässä olevan sylinterimäisen kosketuskiskon 21 uurteessa 25. Kennon l4A katodien kosketuskappaleet 37 sijaitsevat kennojen 14A ja 14B välissä olevan sylinterimäisen kosketuskiskon 21 joka toisessa uurteessa. Muissa uurteissa on kennon 14B anodien 17 anodi- jakokiskojen 38 lovetut päät. Sylinterimäinen kosketuskisko 21 on samalla tavoin sovitettuna jokaisen kahden naapurina olevan kennon väliin. Äärikennon 14 ulkoseinän kohdalla tietenkin on, niin kuin jo ennen on mainittu, toinen puolisylinterinmuotoinen kosketuskisko 34. Tämän kiskon 3^ uurteista käytetään hyväksi vain joka toista, ja näihin uurteisiin on sovitettu kennon 15 katodi-jakokiskojen 35 oikeanpuolisessa päässä (kuviota 1 katsottaessa) olevien kosketuskappa-leiden 37 V-muotoiset lovet 37A.

Vaikka piirustuksessa kosketuskiskon 21 uurteet 25 on esitetty samanlaisina pitkin kiskon koko pituutta, ne voivat olla vain vuorotellen samanlaiset. Joskus on syytä käyttää anodi-jakokiskoja, jotka ovat paksummat kuin katodi-jakokiskot. Silloin kun käytetään paksumpia anodi-jakokiskoja, niitä kannattamaan tarkoitettujen uurteiden on oltava leveämmät kuin katodeja kannattamaan tarkoitetut uurteet. Näin ollen kosketuskiskossa, sen sijaan että sen kaikki uurteet olisivat samanlaiset, on tässä tapauksessa kaksi uurresarjaa, nimittäin ensimmäinen sarja vuorotellen samanlaisia, verraten kapeita uurteita, ja toinen sarja vuorotellen samanlaisia verraten leveitä uurteita. Tässä tapauksessa kiskossa on uurteet, jotka voidaan kuvata vuorotellen identtisiksi ja joiden keskiviivat ovat tasaisten välimatkojen päässä pitkin "lankarullista" koostuvan keskiosan pituutta.

Kosketuskiskojen poikkileikkauspinta-alojen on oltava riittävän suuret täyttääkseen sekä rakenteelliset että sähköiset vaatimukset.

Siinä tapauksessa, että kosketuskisko on kuparia, vaaditaan vähintään 8 58356 noin 6,5 cm^ poikkileikkauspinta-ala 1000 Amperia kohti. Tämä suhde on erilainen muilla metalleilla.

Kun elektrodeja vedetään ylös toimivasta kennosta, virtatiheys kennoon jääneissä elektrodeissa, ja sen johdosta virran voimakkuus koske-tustangon niissä osissa, jotka ovat vierettäisissä uurteissa jäljellä olevien elektrodien välillä, suurenee. Sen vuoksi on välttämätöntä, että kosketuskiskon poikkileikkauspinta-ala on riittävän suuri tätä suurentunutta virtaa varten. Jos poikkileikkauspinta-ala on liian pieni, saattaa esiintyä haitallisia vaikutuksia kuten kieroutumista tai ylikuumenemista.

Maksimi virranvoimakkuus kosketuskiskossa tai sen osassa esiintyy silloin Kun suurin sallittu lukumäärä elektrodeja, so. katodeja ja/tai anodeja on poistettu kennosta, jolloin myös jäljellä olevien elektrodien kautta kulkeva virta on maksimissaan. Kosketuskiskon ja varsinkin sylinterimäisten kisko-osien 28 pienimmäh poikkileikkauspinnan on oltava riittävän suuri virran voimakkuutta varten, joka on likimäärin yhtä suuri kuin yhden elektrodin maksimi virtakuorma. ·

Jos esimerkiksi joka toinen katodi poistetaan kennosta, jäljellä olevien katodien virtatiheys kaksinkertaistuu, ja kosketuskiskon sen ja jäljellä olevan katodin kanssa kosketuksessa olevien naapurikatodien välillä johtama virta kaksinkertaistuu sekin. Koska normaaleissa elektrolyysitoimituksissa yhdestä kennosta ei koskaan yhtä aikaa poisteta enempää kuin puolet katodeista, so. joka toinen katodi, kos-kestuskiskon sylinterimäisten pääteosien ja mieluimmin myös naapuri-elektrodien kosketuspisteiden välisen poikkileikkauspinta-alan minimin on oltava sellainen, että se sallii kosketuskiskon kautta virran, joka on ainakin likimäärin yhtä suuri kuin yhden anodin virtakuorma.

Joskaan emme halua olla niiden erinomaisten tyydyttävien tulosten teoreettisen selityksemme sitomia, joita keksinnön mukaisilla koske-tuskiskoilla on saavutettu, uskomme, että aikaansaamamme erinomaiset kosketukset pohjautuvat seuraavaan.

Kosketus, jota parhaiten kuvaa nimitys "kaltevasti sivuava kosketus" saadaan aikaan (a) katodi- ja anodiyhdistelmissä olevien V-muotoisten lovien 37A ja vastaavasti *)1, ja (b) uurteiden 25, joissa nämä V-muo-toiset lovet sijaitsevat, katkaistun kartion muotoisten sivuseinien 9 58356 27 välillä. Jokaisessa kosketuskohdassa on äärimmäisen suuri paine, jonka aikaansaa elektrodien paino. Se virranvoimakkuus, joka pääsee kosketuksen läpi on suoraan verrannollinen kosketuksen paineeseen.

Koska elektrodit ovat varsin painavat, elektrodiyhdistelmissä olevien lovien ja uurteiden 25 ja sivuseinien 27 kaltevasti sivuavissa kosketuskohdissa kehittyy suuri paine. Selvää on, että elektrodiyhdistel-män paino kehittää painetta uurteiden 25 sivuseinät muodostavien kaltevien pintojen 27 tangenteilla. Näin ollen kiskojen "lankarullamai-sen" osan muoto suurentaa painetta kosketuskohtaa kohti, mistä seuraa kyky kestää suuria virranvoimakkuuksia ilman haitallista jännitehäviötä kosketuskohtaa kohti.

Eräs keksinnön etu on se, että lankarullamainen kosketuskisko, toimiessaan yhdessä elektrodi-jakokiskoissa olevien ylösalaisten V-lovien kanssa, saa aikaan jakokiskojen ja niihin liittyvien elektrodien paikoituksen ja välimatkojen asetuksen kolmessa ulottuuvuudessa.

Täten kennon elektrodien jakokiskot ovat stabiilisti paikoitettuina kolmiulotteisesti.

Toinen keksinnön mukaisten kosketuskiskojen tarjoama etu on se, että niiden aikaansaamat kaltevasti sivuavat kosketuskohdat valuvat itsetoi-mivasti kuiviksi, niin että suolakerrostumien kertyminen kosketuskohtiin estyy. Suolakerrostumia on tietenkin vältettävä, koska ne voivat fysikaalisesti estää vähävastuksisten, metallien välisten kosketusten muodostumisen.

Keksinnön mukaisten lankarullasarjan muotoisten kosketuskiskojen käyttöikä on pitkä, koska niitä voidaan ajoittain pyörittää uusien kaltevasti sivuavien kosketuskohtien muodostamiseksi aina kun kuluminen tai fysikaalinen vaurio häiritsee käytössä olleiden kosketuskohtien tehokkuutta. Tietenkin myös samanlaisilla uurteilla varustettujen puolisylinterin muotoisten kosketuskiskojen 3^ tapauksessa, koska vain puolta niiden uurteista käytetään kerrallaan, niiden käyttöikä voidaan kaksinkertaistaa, siirtämällä niitä pituussuunnassa kahden vierettäisen uurteen välimatkan verran.

On todettu, että keskimääräinen jännitehäviö kosketuskohdissa on pieni. Esimerkiksi sinkin sähköerotuksessa keskimääräinen jännitehäviö katodi-kosketuskohdassa on 20 millivolttia tai alle jopa 1500 ampeerin virroilla; ja että toiminta jopa 3000 ampeerin virroilla kosketus- 1° 58356 kohtaa kohti käy päinsä 40 millivoltin tai sitä pienemmällä keskimääräisellä jännitehäviöllä kosketuskohtaa kohti. Anodien ja katodien painoeron vuoksi kosketuskohtaa kohti esiintyvä jännitehäviö on pienempi verraten suurpaineisissa anodikosketuskohdissa kuin katodikos-ketuskohdissa, koska anodit ovat painavammat kuin katodit.

Haluttaessa jakokiskojen ja kosketuskiskojen sellaiset osat, jotka voivat olla alttiina elektrolyytin syövytykselle, voidaan päällystää jollakin suoja-aineella kuten esimerkiksi sopivalla muovilla, maalilla, kumilla, metallilla tai metalliseoksella, kuitenkin säilyttäen metallin väliset kosketukset elektrodien jakokiskojen ja koske-tuskiskojen välillä.

Tämä selitys päätetään tekemällä selkoa kahdesta erityisesimerkistä, joista näkyy tulokset, jotka on saavutettu käytettäessä tämän keksinnön mukaisia kosketuskiskoja sinkin elektrolyyttisessä erotuksessa.

Esimerkki 1

Seuraava taulukko (taulukko A) havainnollistaa kaltevasta sivuavaa kosketuskohtaa kohti jatkuvassa toiminnassa saavutettavissa olevia, pienempää keskimääräistä jännitehäviötä anodin ja katodin kosketuskohtaa kohti ja suurempaa virran voimakkuutta, verrattuna sinkin jatkuvatoimisessa elektrolyyttisessä erotuksessa tavanomaisesti käytettyihin koskettimiin.

TAULUKKO A

Kaltevasti sivua- Tavanomaiset vat koskettimet koskettimet

Virran voimakkuus kosketuskohtaa 1000-1250 700 kohti (A)

Keskimääräinen jännitehäviö ano- o din kosketuskohtaa kohti (mV)

Keskimääräinen jännitehäviö katodin kosketuskohtaa kohti (mV) 17 40 *tavanomainen anodin jakokisko on hitsattu kosketuskiskoon.

Esimerkki 2

Seuraava taulukko (taulukko B) osoittaa, että virran voimakkuus kaltevasti sivuavaa kosketuskohtaa kohti voidaan keksinnön mukaisia kosketuskiskoja käytettäessä nostaa jopa 3000 amperiin pysyttäen keskimääräinen jännitehäviö kosketuskohtaa kohti tavanomaisissa pro- 11 5 8356 sesseissa saaduissa arvoissa tai selvästi niitä pienempiä. Elektrolyytin lämpötila kennossa oli 35°C.

TAULUKKO B

12 3 Ί 5

Virran voimakkuus kosketuskoh- 1000 χ 2 taa kohti (A)

Keskimääräinen jännitehäviö ano- 7 o Q , n din kosketuskohtaa kohti (mV) -3 ' y

Keskimääräinen jännitehäviö katodin kosketuskohtaa kohti (mV) 13 20 27 3^ 40

Keskimääräinen toimintalämpötila kosketuskohdassa anodilla (°C) 36 37 40 47 60 katodilla (°C) 37 39 48 60 78

Claims (9)

12 58356

1. Sähköä johtavaa metallia, esimerkiksi kuparia oleva koske-tuskisko, joka on tarkoitettu käytettäväksi elektrolyysikennossa, joka on varustettu vuorottelevilla, matkan päässä toisistaan olevilla anodeilla (16) ja katodeilla (17), joihin liittyy kuhunkin jakokisko (38, 35), jossa on alasivultaan lovella (37A, 41) varustettu päätejatke (37), tunnettu siitä, että kosketuskis-kossa (21) on sylinterimäiset pääteosat (22) ja lankarullasarjan muotoinen keskiosa (23), jonka muodostaa joukko samanlaisia uurteita (25), joiden keskiviivat ovat tasaisin välimatkoin jaettuina lankarullasarjan muotoisen keskiosan pituudelle ja joissa uurteissa kussakin on sylinterimäinen keskiosa (26), joka läpimitaltaan on olennaisesti pienempi kuin sylinterimäiset pääteosat (22), sekä kaksi suoran katkaistun kartion muotoista osaa (27), jotka sijaitsevat kunkin uurteen sylinterimäisen keskiosan vastakkaisilla puolilla kääntyneinä toisiinsa päin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kosketuskisko, joka on tarkoitettu käytettäväksi sinkin elektrolyysierotukseen ja jossa on kuparinen kosketuskisko sekä lyijyanodit (16) ja alumiinikatodit (17) vuorotellen ja yhtä pitkien matkojen päässä toisistaan, jolloin jakokiskon (38, 35) päätejatkeen lovi (37A, 41) on ylösalaisen V:n muotoinen, tunnettu siitä, että kosketuskisko (21) on muotoiltu kannattamaan jakokiskojen lovellisia päitä metallien välisessä sivuavassa, jakokiskon (38, 35) ja kosketuskiskon (21) välisessä kosketuksessa niin, että jakokiskojen ja kosketuskiskon välillä kulkeva sähkövirta kohtaa minimaalisen sähkövastuksen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kosketuskisko, tunnettu siitä, että kutakin uurretta (25) erottaa sen lähinnä viereisestä uurteesta sylinterimäinen kisko-osa (28), joiden sy-linterimäisten kisko-osien kunkin läpimitta on olennaisesti sama kuin sylinterimäisten pääteosien (22).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kosketuskisko, tunnettu siitä, että uurteiden (25) väliset sylinterimäiset kisko-osat (28) ja uurteiden sylinterimäiset keskiosat (26) ovat olennaisesti yhtä pitkät. 1 Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kosketus- 13 58356 \ kisko, tunnettu siitä, että uurteiden (25) sylinterimäisen keskiosan (26) läpimitta on noin kolmanneksesta kolmeen neljännekseen kosketuskiskon (21) sylinterimäisten pääteosien (22) läpimitasta .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kosketuskisko, tunnettu . siitä, että uurteiden (25) sylinterimäisen keskiosan (26) läpimitta on olennaisesti puolet kosketuskiskon (21) sylinterimäisten pääte-osien (22) läpimitasta.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kosketus-kisko, tunnettu siitä, että uurteiden (25) suoran katkaistun kartion muotoiset osat (27) muodostaisivat jatkettuina noin ^5° kulman kosketuskiskon (21) pituuskeskiviivan kanssa.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kosketus-kisko, tunnettu siitä, että kaikki uurteet (25) ovat sa^ manlaiset.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen kosketuskisko, tunnettu siitä, että se on halkaistu kahteen erilliseen kiskoon tasossa, joka kulkee sen pituussuuntaisen akselin kautta (kuv. 3)