NO117537B - - Google Patents

Description

Innretning til kortslutningspåvisning av celler i

elektrolyseanlegg.

Oppfinnelsen vedrører en innretning til kortslutningspåvisning av celler i elektrolyseanlegg, hvor de enkelte celler resp. anoder er tilknyttet til strømtilførsler.

Ved drift av elektrolyseanlegg er man interessert i en lavest mulig cellespenning. Herunder er en vesentlig faktor spen-nlngstapet i elektrolytten, som ved små elektrodeavstander holdes minst mulig. Små elektrodeavstander medfører imidlertid sterkere opptreden av kortslutninger, spesielt ved elektrolyseceller, hvor ingen av elektrodene har en uforanderlig flate. Dette er f.eks. tilfelle for kloralkalielektrolysen etter kvikksølvfremgangsmåten. Kvikksølvkatoden er underkastet endringer på grunn av tilsmussinger på cellebunnen, grafittanoden forbrukes og må stadig etterreguleres.

Uten spesielle sikkerhetsforanstaltninger bemerker

man først en kortslutning når anoden og dens tilførsel på grunn av strømvarmen blir så varm at det blir røkutvikling. I de fleste tilfeller er anoden da allerede beskadiget. Anodestavens beskyttelses-parafinering går delvis bort eller grafittstaven faller sammen. Kopperstavens innlodning i anodestaven kan ubrukeliggjøres, lokk-tetningen eller hele cellebunnen kan beskadiges. I ethvert tilfelle er en slik anode vanskelig å etterinnstille over hele levetiden.

For at kortslutningene ikke kommer for ofte, må man drive cellene uten kortslutningsinnretninger med relativ høy spenning.

I kloralkalielektrolyseanlegg er det derfor allerede innsatt såkalte utlodningssikringer. I tilførselsbåndet for hver enkelt anode innbygges en loddeforbindelse som ved overskridning av loddingens smeltetemperatur, skilles på grunn av fjærkraft og strøm-men avbrytes. Denne utlodningssikring er ikke fri for ulemper. Ut-lodningsinnretningen må være avspent cellebelastningen. Den bør ikke reagere for tidlig fordi det ellers er nødvendig med meget arbeide til utveksling og istandsetting av smelteelementene og faren for en kjedereaksjon blir for stor. Ved for treg reaksjon kan anoden allerede være beskadiget før strømmen avbrytes. Må et anlegg drives med vekslende belastning, er det bare i et bestemt belastningsområde mulig for en optimal tilpasning. Investeringsomkostningene for ut-lodningsinnretninger er betraktelig, da en kloralkalicelle har anoder på størrelsesorden 100. Også arbeidet er betraktelig, alle sikringer som har reagert må utveksles og settes istand. Til gjertlnnskruing av tilførslene må cellene eventuelt utkoples, hvilket fører til pro-duksjonsfall.

Det er allerede kjent å utløse en kortslutningsalarm ved måling av cellespenning. Ved en kortslutning synker som bekjent cellespenningen. Ved celler imidlertid som drives med høy strøm-tetthet, er spenningsinnbruddet erfaringsmessig meget lite, således at det må anvendes meget følsomme måleinstrumenter. Dessuten er cellespenningen avhengig av belastningen. Det er derfor foreslått over kryss-spolevoltmeter å foreta en automatisk kompensasjon av cellespenningen og belastningssvingningen, således at alle voltmetere normalt står i nullstilling. Bare voltmetre av den celle som har en kortslutning, gir et utslag. Også denne fremgangsmåten har en prinsipiell ulempe. Da en celle har ca. 100 anoder, må kortslutningsanoden først søkes. Dermed går så meget tid at anoden i de fleste tilfeller allerede vil være beskadiget, før kortslutningen er påvist. Det er nå blitt funnet at ved utnyttelse av det ved kortslutning av celler i området for strømtilførslene opptredende magnetiske felt er det gitt en sikkertvirkende påvisningsinnretning, idet det ifølge oppfinnelsen nær ved strømtilførslene er anordnet med elastiske tilbakestillingselementer utstyrte ferromagnetiske ankre. Det er et spørsmål om pris og nytte om slike påvisnings-innretninger anordnes bare for anodegrupper eller for hver anode. Oppbygger det seg på grunn av en kortslutning i en celle rundt den tilhørende strømtilførsel et sterkere magnetfelt, så blir den av det elastiske tilbakestillingsledd svevende holdte ferromagnetiske anker trukket til strømskinnen. Da på grunn av den jevne oppbygning av slike elektrolyseanlegg også påvisningsinnretningene er fordelt over anlegget jevnt og oversiktlig på de tilsvarende steder, så kan det ved visuell avsøkning av anlegget hurtig fastslås hvor et anker har inntatt den for kortslutning karakteristiske sluttestilling. Det har sågar vist seg at ved anordning av ankeret ved tett ved siden av hver-andre liggende strømtilførsler, tilsvarende elastisk opphengning av ankeret bøyer dette seg også sideveis til de strømtilførsler ved hvis tilhørende anode kortslutningen er opptrått. Det er altså mulig ved hensiktsmessig anordning av ankeret i avhengighet av elektrolyseanleggets bygningsart å komme ut med et minimalt antall uten å nedsette den tilsiktede virkning. Selvsagt er det av fordel å utforme innretningen ifølge oppfinnelsen videre således at den samtidig tjener som alarmanlegg. Ifølge oppfinnelsen foregår dette idet det ferromagnetiske anker danner bryter for en med en alarminnretning utstyrt kontrollstrømkrets. På spesiell fordelaktig måte oppnås dette, idet det ved siden av det ferromagnetiske, elektrisk ledende anker også det elastiske tilbakestillingselement er utformet som elektrisk og er tilknyttet til en elektrisk ledning som står i forbindelse med cellebunnen, idet det i strømkretsen er innkoplet et alarmanlegg, f.eks. en varsellampe og/eller en lydavgiver. På fordelaktig måte anvendes ved denne utformning også cellespenningen til betjening av alarminnretningen. Selvsagt kan imidlertid også installeres en spesiell strømkrets. Det er selvsagt ikke nødvendig for hver celle å anordne en akustisk alarm, det er helt tilstrekkelig når for det samlede anlegg eller, hvis dette skulle være for stort for cellegrupper av oversiktlig størrelse for hver utløses en akustisk alarm. Bare den optiske alarm installeres hensiktsmessig separat på hver celle. Dertil er det i de primære, eventuelt avsikrede og på cellene påliggende strømkretser bare innkoplet et relé, som betjener den med alarmanlegget utstyrte sekundære kontrollstrømkrets. På fordelaktig måte er det ferromagnetiske anker minst delvis på den side som er vendt mot strømtilførselen dekket med korrosjonsfritt materiale, fortrinnsvis grafitt, for å sikre en god elektrisk kontakt, da eksempelvis ferromagnetisk materiale på grunn av nærvær av damper ville korrodere. Likeledes kan strømskinnenes kontaktpunkter være belagt med korrosjonsfast materiale. Ifølge en spesiell utførelses-form av innretningen ifølge oppfinnelsen er det elastiske tilbakestillingsledd samtidig holder for ankeret og består av en mekanisk fjær. Den er elektrisk ledende og er en del av kontrollstrømkretsen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil fra det

ved kortslutning magnetiske felt som oppbygger seg, det som bryter utformede anker betjenes, hvorved det sluttes en kontrollstrømkrets og utløses et alarmanlegg.

Etter en alternativ fremgangsmåte blir det fra det magnetiske felt som oppbygger seg ved kortslutning, ved forandring av ankeret som er utstyrt med et elastisk tilbakestillingsledd, kortslutningsanoden påvist og alarmen utløst på i og for seg kjent måte over spenningsmåleapparater.

Oppfinnelsens vesen skal nå forklares ved hjelp av et utførelseseksempel under henvisning til tegningen som skjematisk viser: Fig. 1, to med elastiske tilbakestillingselementer utstyrte ferromagnetiske ankre, som er utbygget som brytere og

fig. 2 viser et elektrisk koplingsbilde for alarmanlegget utsnittsvis for to celler.

På fig. 1 er det i nærheten av strømføringsskinnen 1 fastgjort en plate 2 av isoleringsstoff. I denne er bøyefjærene 3 som har de med grafittpålegg 4 utstyrte ferromagnetiske ankre 5, innspent i boringene 6 og forbundet med den elektriske ledning 7i som fører til den ikke viste cellebunn.

På fig. 2 er anodene 8 og 9 på cellen 10 i tilknytning til de fra strømsklnnen 11 avgrenede skinner 12 hvorover bryteren 13 er anordnet som over ledning 14 er forbundet reléet 15 og idet ledning 14 over sikring 16 fører til cellebunnen 17. Fra katoden 18 fører strømskinnen 11<*>til cellen 10', som i oppbygning ikke ad-skiller seg fra cellen 10. De to reléer 15 og 15<*>er tilknyttet til to sekundære strømkretser hvorav den ene for hver celle hai'en varsellampe 19 resp. 19' og den andre for alle celler sammen har et lydorgan 20.

Claims (6)

1. Innretning til kortslutningspåvisning av celler i elektrolyseanlegg, hvor de enkelte celler resp. anoder er tilknyttet til strømtilførsler,karakterisert vedat det nær ved strømtilførslene (12, 12<*>) er anordnet med elastiske tilbakestillingsledd (3) utstyrte ferromagnetiske ankere (5).

2. Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat ankeret (5) danner brytere (13) for en med en alarminnretning (19, 20) utstyrt kontrollstrømkrets.

3. Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat ankeret (5) danner bryteren (13) for en strømkrets som har et relé (15, 15' ) f°r en sekundær med et alarmanlegg (19, 19'»20) utstyrt strømkrets.

4. Innretning ifølge krav 1-3»karakterisertved at ankeret (5) på den til strømtilførselen (11, 11', 12, 12<*>) for anodene 8, 8', 9, 9*) tilvendte side minst delvis er belagt med et sjikt (4) av korrosjonsfast materiale.

5. Innretning ifølge krav 1-41karakterisertved at det elastiske tilbakestillingsledd (3) er elektrisk ledende og danner en del av kontrollstrømkretsen som er sluttet over cellens (10,10« ) bunn (17,<1>7<»>).

6. Innretning ifølge krav 1-51karakterisertved at det elastiske tilbakestillingsledd (3) består av en fjær.