PL242476B1 - Przyrząd do pomiarów elektrochemicznych - Google Patents

Abstract

Naczynie (1) ma postać bryły, we wnętrzu której znajduje się nieregularne przelotowe osiowe wybranie, które składa się ze znajdującej się u podstawy bryły części walcowej o średnicy A, przechodzącej ku górze w część walcową o średnicy B, przechodzącą następnie w część walcową o średnicy C, która przechodzi w część o kształcie odwróconego ściętego stożka, przy czym średnica A jest znacząco większa od średnicy B, a średnica B jest znacząco większa od średnicy C, a ściany części walcowej o średnicy B są nagwintowane. Na wysokości części walcowej o średnicy B znajduje się boczne wybranie, którego oś jest równoległa do podstawy bryły, przy czym światło bocznego wybrania łączy się ze światłem części walcowej o średnicy B. Wewnątrz części stożkowej umieszczona jest przeciwelektroda (7), zaopatrzona przy górnej krawędzi w wystający poza obrys górny bryły uchwyt (8), a światło części stożkowej (5) zamknięte jest od góry szczelną pokrywą (9) ze znajdującym się w niej centralnym otworem (19), przez który do wewnątrz naczynia (1) wprowadzona jest elektroda referencyjna (10). Od dołu bryły w części walcowej o promieniu B umieszczony jest walcowy korek (11).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiarów elektrochemicznych materiałów, z których możliwe jest wytworzenie elektrody roboczej.

W powszechnie stosowanych naczyniach używanych do pomiarów elektrochemicznych, a także innych celów, jak na przykład elektrochemicznej depozycji cienkich warstw, elektroda robocza mocowana jest za pomocą systemu śrub imbusowych, co powoduje, że montaż elektrody jest kłopotliwy i czasochłonny. Ponadto rozwiązanie takie wiaże się z ryzykiem wystąpienia nieszczelności w przypadku niedostatecznego docisku śrub mocujących. W innych stosowanych urządzeniach elektrody robocze umieszczane są wewnątrz naczyń, co z kolei utrudnia szybkie zobojętnianie powierzchni elektrody.

Z opisu wynalazku CA2066901A1 znane jest urządzenie do przeprowadzania testów spektroskopii elektrycznej, składające się z naczynia do przechowywania płynu elektrolitycznego, elektrody odniesienia stykającej się ze wspomnianym płynem elektrolitycznym, przeciwelektrody stykającej się ze wspomnianym płynem elektrolitycznym celem dostarczania prądu elektrycznego do wspomnianego płynu elektrolitycznego, zespołu elektrody pracującej stykającego się ze wspomnianym płynem elektrolitycznym, przy czym wspomniany zespół elektrody roboczej składa się ponadto z: metalowej elektrody mającej płaski koniec; jednoczęściowej, nieprzewodzącej obudowy wpasowanej interferacyjnie wokół wspomnianej elektrody tak, że wspomniana obudowa jest w bezpośrednim kontakcie ze wspomnianą elektrodą i tylko wspomniany płaski koniec jest kontaktowany ze wspomnianymi płynami elektrolitycznymi. Elektroda robocza montowana jest w dyszy znajdującej się w górnej części pojemnika.

Z opisu wynalazku z CN102735604B znana jest celka do pomiaru elektrolitycznego korozji. Rozwiązanie składa się z korpusu ogniwa z uszczelnionym wnętrzem, urządzenia do pomiaru temperatury, regulatora temperatury, elektrody odniesienia, elektrody pomocniczej i elektrody roboczej. Elektroda odniesienia, elektroda pomocnicza i urządzenie do pomiaru temperatury umieszczone są w dyszach znajdujących się na czubku korpusu ogniwa, a elektroda robocza przymocowana jest z boku korpusu do jego zewnętrznej ściany. Elektroda robocza montowana jest przy pomocy przeprowadzonego przez celkę uchwytu, który na jednym końcu posiada element dociskający elektrodę do ściany korpusu ogniwa. Między ścianą zewnętrzną korpusu a elektrodą umieszczony jest element uszczelniający w postaci pierścienia oporowego.

Ze zgłoszenia wynalazku CN102937616A znana jest celka do badań elektrochemicznych składająca się z pokrywy górnej, obudowy bocznej, pojemnika na ogniwa elektrolityczne, wlotu i wylotu wody, płyty dolnej, podstawy, elektrody roboczej, stopy pojemnika, elektrody platynowej, mostka solnego i elektrody odniesienia. Elektroda platynowa oraz elektroda odniesienia montowane są w otworach znajdujących się w pokrywie górnej. Elektroda robocza montowana jest od strony zewnętrznej płyty dolnej i poprzez otwór w płycie styka się z elektrolitem znajdującym się w pojemniku. Pomiędzy elektrodą roboczą a płytą dolną znajdują się pierścienie uszczelniające, a elektroda robocza dociskana jest do płyty za pomocą śruby mocującej.

Istota rozwiązania według wynalazku, polega na tym, że przyrząd składa się z naczynia będącego bryłą, posiadającego monolityczą obudowę w postaci walca, we wnętrzu której znajduje się nieregularne przelotowe osiowe wybranie, składające się ze znajdującej się u podstawy bryły pierwszej części walcowej o średnicy A, przechodzącej ku górze w drugą część walcową o średnicy B, przechodzącą następnie w trzecią część walcową o średnicy C, która przechodzi w część stożkową o kształcie odwróconego ściętego odwróconego stożka, przy czym średnica A jest większa od średnicy B, a średnica B jest większa od średnicy C. Ściany drugiej części walcowej o średnicy B są nagwintowane. Na wysokości drugiej części walcowej o średnicy B znajduje się boczne wybranie, którego oś jest równoległa do podstawy bryły, przy czym światło bocznego wybrania łączy się ze światłem drugiej części walcowej o średnicy B. Wewnątrz części stożkowej umieszczona jest przeciwelektroda, zaopatrzona przy górnej krawędzi w wystający poza obrys górny bryły uchwyt. Światło części stożkowej zamknięte jest od góry szczelną pokrywą ze znajdującym się w niej centralnym otworem, przez który do wewnątrz naczynia wprowadzona jest elektroda referencyjna. Natomiast od dołu bryły w drugiej części walcowej o średnicy B umieszczony jest walcowy korek, którego środkowa część zaopatrzona jest w gwint, a na górnej powierzchni korka umieszczona jest poziomo płaska elektroda robocza, która zamyka od dołu światło trzeciej części walcowej o średnicy C. Przez boczne wybranie wprowadzony jest do wnętrza bryły przewód elektryczny, który połączony jest z elektrodą roboczą.

Korzystnie trzecia część walcowa o średnicy C zaopatrzona jest u dołu w obwodową uszczelkę.

Korzystnie przeciwelektroda ma postać metalowego pręta.

Korzystnie przeciwelektroda ma postać płaskiego lub zakrzywionego metalowego arkusza.

Korzystnie metalowy arkusz stanowiący przeciwelektrodę ma postać pobocznicy odwróconego stożka ściętego.

Korzystnie metalowy arkusz stanowiący przeciwelektrodę ma postać fragmentu pobocznicy odwróconego stożka ściętego.

Korzystnie pokrywa naczynia ma boczne wycięcie odpowiadające uchwytowi przeciwelektrody.

W korzystnym wykonaniu otwór w pokrywie naczynia jest nagwintowany.

Korzystnie elektroda referencyjna osadzona jest w otaczającym ją uchwycie elektrody, którego fragment ma gwintowaną poziomo powierzchnię zewnętrzną, przy czym gwint na uchwycie odpowiada gwintowi wykonanemu w otworze pokrywy.

Korzystnie korek wyposażony jest w uchwyt korka.

Korzystnie korek ma w górnej części bolec dociskający elektrodę roboczą.

Główną zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość szybkiego umocowania elektrody roboczej przez panel dostępu, co zwiększa skuteczność i komfort pracy. Dzięki skutecznemu systemowi montażu możliwe jest bardzo szybkie przemywanie naczynia wodą destylowaną i tym samym zobojętnienie powierzchni elektrody. System mocowania nie uszkadza powierzchni elektrody i eliminuje występowanie nieszczelności.

Rozwiązanie według wynalazku zilustrowane jest przykładem wykonania na rysunku, gdzie Fig. 1 stanowi przekrój pionowy urządzenia, Fig. 2 - przekrój naczynia, Fig. 3 - widok pokrywy z góry, Fig. 4 - widok aksonometryczny korka, Fig. 5 - widok przeciwelektrody w postaci pobocznicy stożka ściętego, Fig. 6 - widok przeciwelektrody w postaci fragmentu pobocznicy stożka.

Przyrząd do pomiarów elektrochemicznych obejmuje naczynie 1 w postaci bryły, we wnętrzu której znajduje się nieregularne przelotowe osiowe wybranie, które składa się ze znajdującej się u podstawy bryły pierwszej części walcowej 2 o średnicy A, przechodzącej ku górze w drugą część walcową 3 o średnicy B, przechodzącą następnie w trzecią część walcową 4 o średnicy C, która przechodzi w część 5 stożkową. Średnica A jest większa od średnicy B, a średnica B jest większa od średnicy C. Trzecia część walcowa 4 o średnicy C zaopatrzona jest w obwodową uszczelkę 15.

Ściany drugiej części walcowej 3 o średnicy B są nagwintowane. Na wysokości drugiej części walcowej 3 o średnicy B znajduje się boczne wybranie 6, którego oś jest równoległa do podstawy bryły, a światło bocznego wybrania 6 łączy się ze światłem drugiej części walcowej 3 o średnicy B. Wewnątrz części stożkowej 5 znajduje się umieszczona z niewielkim luzem przeciwelektroda 7 w postaci metalowego arkusza o kształcie pobocznicy ściętego stożka otwartego od góry, jak pokazano na rysunku Fig. 5 lub o kształcie fragmentu pobocznicy stożka ściętego jak pokazano na rysunku Fig. 6. Przeciwelektroda 7 zaopatrzona jest przy górnej krawędzi w wystający poza obrys górny bryły uchwyt 8. Światło części stożkowej 5 zamknięte jest od góry szczelną pokrywą 9 ze znajdującym się w niej centralnym otworem 19, przez który do wewnątrz naczynia 1 wprowadzona jest elektroda referencyjna 10. Otwór 19 w pokrywie 9 jest nagwintowany, a w otwór 19 wkręcony jest częściowo nagwintowany uchwyt elektrody 16, w którym osadzona jest elektroda referencyjna 10. Ponadto w pokrywie 9 naczynia 1 znajduje się wycięcie 17 odpowiadające uchwytowi 8 przeciwelektrody 7.

Natomiast od dołu bryły w drugiej części walcowej 3 o średnicy B wkręcony jest w część walcową 3 o średnicy B walcowy korek 11 nagwintowany w części środkowej. Na górnej powierzchni korka 11 umieszczona jest poziomo płaska elektroda robocza 12, dociśnięta bolcem dociskowym 18, będącym częścią korka 11 do uszczelki obwodowej 15, i zamykająca szczelnie od dołu światło części walcowej 4 o średnicy C. Przez boczne wybranie 6 wprowadzony jest do wnętrza bryły przewód elektryczny 13 zakończony zaciskiem 14, który podłączony jest do elektrody roboczej 12. Korek 11 wyposażony jest w ergonomiczny uchwyt korka 17

Wykaz oznaczeń

1. Naczynie

2. Pierwsza część walcowa o średnicy A

3. Druga część walcowa o średnicy B

4. Trzecia część walcowa o średnicy C

5. Część stożkowa

6. Wybranie boczne

7. Przeciwelektroda

8. Uchwyt

9. Pokrywa

10. Elektroda referencyjna

11. Korek

12. Elektroda robocza

13. Przewód elektryczny

14. Zacisk

15. Uszczelka

16. Uchwyt elektrody

17. Uchwyt korka

18. Bolec dociskowy

19. Otwór

20. Boczne wycięcie

Claims (11)

1. Przyrząd do pomiarów elektrochemicznych obejmujący naczynie na płyn elektrolityczny, elektrodę roboczą, elektrodę referencyjną i przeciwelektrodę znamienny tym, że naczynie (1) będące bryłą posiadającą monolityczną obudowę w postaci walca, we wnętrzu której znajduje się nieregularne przelotowe osiowe wybranie, które składa się ze znajdującej się u podstawy bryły pierwszej części walcowej (2) o średnicy A, przechodzącej ku górze w drugą część walcową (3) o średnicy B, przechodzącą następnie w trzecią część walcową (4) o średnicy C, która przechodzi w część stożkową (5) o kształcie odwróconego ściętego stożka, przy czym średnica A jest większa od średnicy B, a średnica B jest większa od średnicy C, a ściany drugiej części walcowej (3) o średnicy B są nagwintowane, natomiast w obudowie bryły na wysokości drugiej części walcowej (3) o średnicy B znajduje się boczne wybranie (6), którego oś jest równoległa do podstawy bryły, przy czym światło bocznego wybrania (6) łączy się ze światłem części walcowej (3) o średnicy B, przy czym wewnątrz części (5) stożkowej umieszczona jest przeciwelektroda (7), zaopatrzona przy górnej krawędzi w wystający poza obrys górny bryły uchwyt (8), a światło części stożkowej (5) zamknięte jest od góry szczelną pokrywą (9) ze znajdującym się w niej centralnym otworem (19), przez który do wewnątrz naczynia (1) wprowadzona jest elektroda referencyjna (10), natomiast od strony podstawy bryły, w drugiej części walcowej (3) o średnicy B umieszczony jest walcowy korek (11) nagwintowany w części środkowej, przy czym gwint korka (11) odpowiada gwintowi drugiej części walcowej (3) o średnicy B, a na górnej powierzchni korka umieszczona jest poziomo płaska elektroda robocza (12), zamykająca od dołu światło trzeciej części walcowej (4) o średnicy C, natomiast przez boczne wybranie (6) wprowadzony jest do wnętrza bryły przewód elektryczny (13), który przez zacisk (14) połączony jest z elektrodą roboczą (12).

2. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że trzecia część walcowa (4) o średnicy C zaopatrzona jest u dołu w obwodową uszczelkę (15).

3. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że przeciwelektroda (7) ma postać metalowego pręta.

4. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że przeciwelektroda (7) ma postać płaskiego lub zakrzywionego metalowego arkusza.

5. Przyrząd według zastrz. 4 znamienny tym, że metalowy arkusz stanowiący przeciwelektrodę (7) ma postać pobocznicy odwróconego stożka ściętego.

6. Przyrząd według zastrz. 4 znamienny tym, że metalowy arkusz stanowiący przeciwelektrodę (7) ma postać fragmentu pobocznicy odwróconego stożka ściętego.

7. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że pokrywa (9) naczynia (1) ma boczne wycięcie (20) odpowiadające uchwytowi (8) przeciwelektrody (7).

8. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że otwór (19) w pokrywie (9) jest nagwintowany.

9. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że elektroda referencyjna (10) osadzona jest w otaczającym ją uchwycie elektrody (16), którego fragment ma gwintowaną powierzchnię zewnętrzną, przy czym gwint na uchwycie elektrody (16) odpowiada gwintowi otworu (19) pokrywy (9).

10. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że korek (11) wyposażony jest w uchwyt korka (17).

11. Przyrząd według zastrz. 1 znamienny tym, że korek (11) ma w górnej części bolec dociskający (18) elektrodę roboczą (12).