DE2813800A1 - Vakuumunterstuetztes verfahren zur montage elektrolytischer zellen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Vakuumunterstuetztes verfahren zur montage elektrolytischer zellen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
New Kaven, Connecticut O6504, V.St.A.
" Vakuumunterstütztes Verfahren zur Montage elektrolytischer Zellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens "
beanspruchte Priorität: 30. März 1977, V.St.A., Nr. 782
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbau einer
elektrolytischen Zelle des 'Diaphragmatyps und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Für die handelsübliche Herstellung von Chlorgas und Ätzmittel werden zwei Hauptverfahren verwendet. Eines davon ist die Quecksilber
-Elektrolyt-Zelle, die erstmals um 1895 kommerziell entwickelt wurde und noch Gegenstand vieler Verbesserungen
ist. Jie andere/ nämlich diejenige, auf die sich die Erfindung
bezieht, ist die elektrolytisch^ Zelle vom Diaphragmatyp,
deren kommerzielle Entwicklung etwa um 1390 begann.
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In eine typische Zelle des Diaphragmatyps wird Natriumchloridsalzlösung
oder Kaliumchloridsalzlösung, nahezu .gesättigt und mit etwa 60 bis 70 C in den Anolyten zugeführt, in dem Chlorgas
gebildet wird · L-as ionisierte Natrium oder Kalium fließt durch
das Diaphragma in den Katholyten, in dem Alkali gebildet wird. Das Fließen durch das Diaphragma von Anolyt zum Katholyt
erfolgt fortwährend mit einem eine unterschiedliche Druckhöhe beibehaltenden Fluß bzw. Strömung.
Ein typischer Aufbau einer Zelle vom Diaphragmatyp ist eine becherartige Struktur mit eingeschachtelten blattartigen Elektroden,
von denen eine das Diaphragma trägt oder es unterstützt, herkömmlicherweise wurde das Diaphragma aus Asbestfasern
bzw. -fäden hergestellt. Ein Problem entsteht durch die Notwendigkeit,
relativ dicht aneinander sitzende Anoden und Kathoden zu haben, um den Energiebetrag zu reduzieren, der durch die Erzeugung
von Wärme verlorengeht. Diese engen Toleranzen können eine Beschädigung des Diaphragmas während des Zusammenbaus der Zelle
ergeben, wenn die Anoden zwischen die Kathoden eingefügt werden oder umgekehrt.
Zur Lösung dieses Problems wurde eine Einrichtung entwickelt, die die Verwendung einer kontrahierbaren Elektrode vorsieht, die
in Richtung nach außen durch Federn vorgespannt ist. Zum Halten der Federn in zusammengezogener Stellung,bis die
Elektroden zwischen den entgegengesetzten Elektroden der Zelle eingefügt sind, ist ein Halter bzw. Rückhalter vorgesehen.
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Durch Entfernung der Halter werden die Federn, nachdem die Elektroden eingefügt sind, freigegeben. Die Federn spannen
danach die Elektrode ausdehnbar vor, um einen passenden Anoden-Kathodenzwischenraum
bzw. Abstand aufrechtzuerhalten. Jedoch besteht ein Problem darin, wie genau die Halter versetzt bzw.
entfernt werden müssen, ohne Verlust oder Beschädigung der Zellbestandteile, insbesondere wenn die Elektrode mit einem
Diaphragma umhüllt bzw. ummantelt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montage einer elektrolytischen Zelle des Diaphragmatyps mit einem Minimum an
Wirkungsverlust und Beschädigung der Zelle zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren gemäß Anspruch oder Anspruch 3 vorgesehen.
Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens, Anwendungen desselben
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand teilweise schematischer Darstellungen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines bevorzugten Aufbaus einer
elektrolytischen Zellanordnung des Diaphragmatyps; Fig. 2 eine Ansicht der rechten Seite der Zellanordnung aus Fig.l
mit einer angebrachten Vakuumerzeugereinrichtung;
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Fig. 3 eine Draufsicht auf das Oberteil der Zellanordnung aus Fig.
1 und 2;
Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 3, die die Elektrodenanordnung innerhalb der Zellanordnung
aus Fig. 1, 2 und 3 zeigt; Fig. 5 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten erweiterbaren
Kathode der Zellanordnung aus Fig. 1 bis 4; Fig. 6a eine Schnittansicht eines teilweisen Oberteils, das
die Kathode aus Fig. 5 in zusammengezogener eingebauter
Lage zeigt;
Fig. 6b eine Schnittansicht eines teilweisen Oberteils, das die Kathode aus Fig. 5 in erweiterter eingebauter Lage zeigt;
Fig. 6b eine Schnittansicht eines teilweisen Oberteils, das die Kathode aus Fig. 5 in erweiterter eingebauter Lage zeigt;
Fig. 7 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten für die Zellanordnung
aus Fig. 1-5 geeigneten Diaphragmaanordnung; und
Fig. 8 eine Schnittansicht einer Seite einer Halterungsanordnung der Kathodenanordnung entlang der Linie 8-8 aus Fig. 5.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform
und können nicht als die einzige Ausführungsform
angesehen v/erden, sondern vielmehr nur als ein Ausführungsbeispiel. Die spezielle gezeigte Ausführungsform entspricht der
der US-PS 3 89 8 149, auf deren gesamten Inhalt zur Vervollständigung
der Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Fig. 1, 2Γ··3 und 4 geben eine Gesamtansicht der elektrolytischen
Zelle 10 des Diaphragmatyps für Chlor-Alkali mit einem
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fs"
Anolyten-Auslaßteil 12, einem Katholyten-Auslaßteil 14, einem
Abfluß 15, einem Ätzmittelauslaß 16, einem Salzlösungseinlaß 17,
einem Zellkörper 18,· einer Anodenanordnung 20, einer Kathodenanordnung
22 und einer Diaphragmaanordnung 24. Weiterhin ist eine Vakuumerzeugergruppe 2 6 mit einer Pumpe 28 und einem oder mehreren
Schläuchen 30 und 32 dargestellt. Der Anolytteil 12 weist eine Chlorgasübertragungsröhre 34 bzw. eine Chlorgasauslaßleitung,
eine Chlorgasentlüftungsröhre 36.bzw. Chlorgasauslaß und eine
Dichtung 37 auf.
Das im Anodenbereich der Zelle 10 erzeugte Chlorgas steigt durch den Zellkörper 18 nach oben in den Anolytauslaßteil 12, wo es
von der Chlorgasentlüftungsröhre 36 aufgenommen wird und aufwärts
und nach außen durch die Chlorgasübertragungsröhre 34 geht. Zur Verringerung der Korrosion können die Chlorgasröhren 34 und 36
bzw. die Chlorgasleitungen mit einem feuchten chlorbeständigen Material ausgekleidet sein. Der Katholytauslaßteil 14 weist eine
Entlüftung 38 und eine Auslaßröhre 40 für Wasserstoffgas auf.
Um es zu ermöglichen, daß mittels der Pumpe 28 aus den nachstehend beschriebenen gründen Fluid von der Auslaßröhre 4 0 entzogen bzw.
entnommen wird, hat die Auslaßröhre 40 eine Verbindungseinrichtung
zur Befestigung des Schlauches 30 daran. Der Schlauch 30 weist eine entsprechende Verbindungseinrichtung 42 auf, um eine
derartige Verbindung zu ermöglichen. In gleicher Weise haben der Schlauch 32 und der Ätzmittelauslaß 16 passende Verbindungseinrichtungen,
um aus den unten beschriebenen Gründen eine Verbindung dazwischen zu ermöglichen. Auch die Entlüftung 36 des Chlorgases
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kann zur Verbindung mit den Schläuchen 30 oder 32 eine Verbindungseinrichtung
habeu, für den Fall, daß der Entzug bzw. die Entnahmt ναι Fluid daraus durch die Pumpe 28 aus den unten erläuterten
Gründen gewünscht wird. Der Ätzmittelauslaß 16 kann eine mit einem Flansch versehene Röhre sein, die an einen Teil
des Zellkörpers 18 angeschweißt ist, um das Ätzmittelprodukt aus der Zelle ablassen zu können. Der Salzlösungseinlaß 17
der Zelle ist zusammen mit dem Stromeingang für den Kathoden-Anodenstromfluß
für die Ausgangsmaterialien bzw. Elemente vorgesehen, die in das System hineingehen.
Die Erfindung kann auch in ähnlicher Weise bei anderen Typen elektrolytischer Zellen verwendet werden, die aus anderen Ausgangssubstanzen
andere Produkte herstellen. Der Zellkörper kann eine zylindrische röhrenförmige Einheit mit größerem Durchmesser
als die Tiefe sein. Auch die Abmessung und Form des Zellkörpers können variiert werden in Abhängigkeit von der
Größe des verfügbaren Raumes, der pro Zelle gewünschten Produktmenge, der pro Zelle gewünschten Elektrodenanzahl und vieler
anderer herkömmlicher Überlegungen.
Die Anoden anordnung 20 v/eist eine scheibenförmige Anodenrückplatte
44 auf, eine Mehrzahl drahtgeflechtartiger Anodengitter 46, eine Mehrzahl Verteilerstangen 48 bzw. Verbreiterungsstäbe und eine oder mehrere geeignete Stromsammeischienen 50.
Die Anodenrückplatte kann zur Erhöhung der Beständigkeit gegen Chlor eineAuskleidung (nicht gezeigt) haben. Der Strom wird
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über die Stromsammelschienen 50 und die Verteilerstangen 48 dem Ahodengitter 46, das in Kontakt mit einer Anolytlösung steht,
zugeführt. Der Strom fließt danach durch die Anolytlösung, um in konventioneller Art Chlorgas zu erzeugen, durch die Diaphragmaanordnung
24 zur Katholytlösung und dadurch zur Kathodenanordnung 22.
Fig. 7 zeigt eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Diaphragmaanordnung
2 4 mit einer Mehrzahl sackartiger, ebener, fingerförmiger Abteilungen 51 bzw. Tafeln, die miteinander zur
Bildung eines kontinuierlichen Diaphragmas verbunden sind, die geeignet sind, mehr oder weniger festsitzend über eine Mehrzahl
ebener Elektroden zu passen, wobei die Diaphragmaanordnung abdichtend an der Rückplatte 52 festgeklemmt ist, um innerhalb bzw.
dazwischen eine Katholytkammer zu schaffen. Ein Ausführungsbeispiel
einer derartigen Anordnung ist die in der DE-Patentanmeldung P 28 o8 556.5 beschriebene Diaphragmaanordnung. Auf den gesamten
Inhalt dieser Patentanmeldung wird zur Vollständigkeit der Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen. Das Diaphragma kann ein gasdichtes
synthetisches Material sein, eine Ionenaustauschmembrane oder sogar von eingeschränkter Porosität sein, solange die Diaphragmaanordnung
24 nicht so porös ist, daß die Vakuumerzeugergruppe 26 den Druck innerhalb der Katholytkammer nicht erniedrigen kann. Alternativ hierzu könnte eine erweiterbare Anodenanordnung
20 von einem ähnlichen Diaphragma (nicht gezeigt) umgeben sein, wobei die Vakuumerzeugergruppe 26 an eine Chlorgasröhre
oder einen Salzlösungseinlaß angebracht würde.
Die Kathodenanordnung 22 ist am besten unter Bezugnahme auf
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die Fig. 3, 5, 6a, 6b und 7 beschrieben und weist eine Kathodenrückplatte
52, Stromsammeischienen 53, eine Verbindungsschiene 54, zwei flache drahtgeflechtartige Oberflächen 56 und 58,
kanalförmige Unterstützungs- bzw. Verstärkungsrippen 60, 62, 64
und 66, Federn 63 und eine plattenartige Halterungsanordnung 69 auf. Die Rückplatte 52 kann zylinderförmig sein und dient dazu,
das eine Ende des Zellkörpers 18 abzuschließen. Das andere Ende ist durch die Rückplatte 44 dar Anode abgeschlossen, um eine
umschlossene Kammer zu bilden. Die Rückplatte52 trägt extern die Stromsammelschienen 53 und intern die Verbindungsschienen 54,
die wiederum die drahtgeflechtartigen Oberflächen 56 und 53 mit
der Rückplatte 52 verbinden. Die drahtgeflechtartigen Oberflächen
56 und 58 sind mit einem leichten Zwischenraum zueinander angeordnet,
um einen im wesentlichen flachen Finger mit einer geringfügig offenen äußeren Begrenzung 70 zu bilden. Die drahtgeflechtartigen
Oberflächen 56 und 58 sind heftgeschv/eißt oder auf andere
Weise geeignet mit den Verstärkungsrippen 60, 62, 64 und 66 verbunden, die voneinander weg durch die Federn 68, die jeden geeigneten
Aufbau aufweisen können, vorgespannt sind. Die Federn 68 werden innerhalb geeigneter Taschen 70, insbesondere U-förmiger
Rippen, gehalten oder auf andere Weise mit den Verstärkungsrippen 60, 62, 64 und 66 verbunden. Die Verstärkungsrippen 60, 62, 64
und 66 können zur Trennung von einer' geeigneten Halterungsanordnung 69, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, gehalten werden.
Die Halterungsanordnung 69 weist Oberteile 71 der Verstärkungsrippen auf, Festhaltestifte 76, die Halteplatte 72 und Muttern
74. Die Oberteile der Verstärkungsrippen 71 weisen Oberflächen
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auf, die die Löcher 72 der Festhaltestifte bestimmen, welche
dazu geeignet sind, die unteren Enden 78 der Festhaltestifte 76 darin aufzunehmen. Die Halteplatte 72 hat eine zentrale
Öffnung 73, die zur Aufnahme eines Zwischenbereichs der Festhaltestifte
76 darin ausgelegt ist, um nur eine begrenzte Bewegung der Oberflächen 56 und 58 zueinander oder voneinander
weg zuzulassen. Die Muttern 74 sind an den oberen Enden der Festhaltestifte 76 angebracht, um die Halteplatte 72 um die
Festhaltestifte 76 herum zu halten.
Im folgenden ist der Zusammenbau und der Betrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Die Zelle Io ist im wesentlichen aus drei Teilen zusammengesetzt;
erstens der Anodenanordnung 20; zweitens der Kathodenanordnung 22 zusammen mit dem Katholytauslaßteil 14, dem Ätzmittelauslaß
16 und der Diaphragmaanordnung 24; und drittens dem Zellkörper 18 zusammen mit dem Anolytauslaßteil 12 bzw.
Chlorauslaß, dem Abfluß 15 und dem Salzlösungseinlaß 17. Diese drei Teile werden anschließend zur Bildung 'der elektrolytischen
Zelle zusammengebaut, iiin Teil dieser Anordnung macht es erforderlich, daß die Kathoden zwischen den Anoden eingefügt
v/erden. Alternativ hierzu können auch die Anoden zwischen die Kathoden eingesetzt v/erden. Eine derartige Einfügung beinhaltet
eine Bewegung mindestens einer Elektrodenbaugruppe an der Diapiiragmaoberflache vorbei, in der Art, wie es in Fig. 6a
durch die Pfeile 80, 82 und 84 gezeigt ist.
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28 f 38Ü0
Um eine Beschädigung, die von der Bewegung der Elektroden an dem Diapnragma vorbei herrührt, so gering wie möglich zu
halten, wird das Fluid aus dem Inneren der Kathoden.anordnung 22 durch die Vakuumerzeugergruppe 26 entzogen. Hierdurch wird
ein "Vakuum" oder ein Bereich mit geringerem Druck als der Umgebungsdruck innerhalb der Kathodenseite der Zelle 10 erzeugt,
damit die Diaphragmasnordnung 24 kraftschlüssig dicht an
aen drantgeflechtartigen Oberflächen 56 und 53 der Kathodenanordnung
22 anliegt.In Fig. 6a ist ein Bereich der bevorzugten erweiterbaren bzw. spreizbare:! Kathodenanordnung 22 in zusammengezogener
Lage gezeigt, die vom Unterdruck zwischen den drahtgeflechtartigen
Oberflächen 56 und 53 hinsichtlich des zwischen den Anoden im Anodenbereich der Zelle 10 bestehenden Umgebungsdruckes herrührt.
Dieses Zusammenziehen der drahtgeflechtartigen Oberflächen 56
und 58 in Richtung zueinander wird durch die Verstärkungsrippen 60, 62, 64 und 66, die in äußerer Richtung durch die Federn
63 vorgespannt sind, ermöglicht, so daß, wenn die Verbindung zur Vakuumerzeugergruppe 26 unterbrochen wird und der Druck
auf der Kathodenseite der Zelle 10 auf den Umgebungsdruck ansteigenkann, die drahtgeflechtartigen Oberflächen 56 und 53
durch die Kraft der Federn 68 auf die Verstärkungsrippen 60, 62, 64 und 66 erweitert werden. Diese Erweiterung hält
an, bis entweder die Festhaltestifte 76 die äußeren Kanten der Zentralöffnung 73 in der Haltepliitte 72 erreicht haben
oder die drahtgeflechtartigen Oberflächen 56 und 58 durch
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die in Kontakt mit einer benachbarten Anode kommende Diaphragmaanordiiung
24 zurückgehalten werden.
Sofern das letztere geschieht, ist der Anoden-Kathoden-Zwischenabstand
auf die Stärke der Wandungen 55 der fingerartigen Abteilungen 51 der Diaphragmabaugruppe 24 festgelegt, und die
Federn 68 halten so lange diesen Zwischenabstand aufrecht, bis die Festhaltestifte 76 die Außenränder der Zentralöffnungen
73 berühren, woraufhin die Breite der Zentralöffnungen 73 den /vnoden-Kathoden-Zwischenabstand steuert bzw. bestimmt. Vorzugsweise
ist die Zentralöffnung 73 der Halteplatte ausreichend
breit, damit die Festhaltestifte 76 die äußeren Ränder der
Zentralöffnung 73 nur vor dem Zusammenbau der Zelle 10 berühren, so daß nach der Reexpansion der Oberflächen 56 und
relativ zueinander der Anoden-Kathoden-Zwischenabstand durch
die Federn 68 gesteuert wird und auf diese Weise auf einen vorbestimmten Abstand der Stärke der Wandung 55 gehalten wird.
Obwohl die Federn 68 die bevorzugte Erweiterungseinrichtung darstellen, könnte an ihrer Stelle eine andere Erweiterungseinrichtung verwendet werden. Beispielsweise könnte eine thermische
Vorrichtung zum Erweitern der drahtgeflechtartigen Oberflächen 56 und 53 in Abhängigkeit von der Erwärmung der thermischen
Vorrichtung benutzt werden. Die thermische Vorrichtung kann ein übliches, sich unter Wärmeeinwirkung verfestigendes Material
sein, so daß, wenn es einmal anfänglich erweitert ist, die Trennung der Oberflächen 56 und 58 festgelegt sein würde.Dies würde
die Selbsteinstellung oder Reversibilität der Federn 68 nicht ermöglichen, aber es würde eine Einrichtung vorsehen, die
eine vakuumzusammengezogene Kathodenanordnung 22 während des Zusammenbaus der Zelle 10 ermöglicht.
Eine andere alternative Erweiterungseinrichtung könnte ein zum Schwellen bringbares I-laterial sein, das sich bei Berührung
bzw. Kontakt mit Wasser ausdehnt. Das aufblähbare Material würde anstelle der Federn 68 verwendet werden. Beim Zusammenbau
der Zelle 10 würde es trocken sein und in zusammengezogener Form vorliegen/ um eine kontrahierte Kathodenanordnung 22
zu ergeben. Nach dem Füllen der Zelle 10 mit Wasser oder Salzlösung würde sich das zum Schwellen bringbare Material ausdehnen,
um die Oberflächen 56 und 58 voneinander weg zu zwingen.
Obwohl die Federn 68 am oberen Ende der Verstärkungsrippen 60, 62, 64 und 66 dargestellt sind, sind sie mindestens auch
in der Nähe des Unterteils dieser Verstärkungsrippen 60, 62,
und 66 vorhanden und können auch in jeder Anzahl Zwischenstellungen verwendet werden. Die Verstärkungsrippen 60, 62,
64 und 66 können auch einstückig anstatt getrennt sein, sofern die Verstärkungsrippen selbst Federn sind oder sofern sie ■
als Federn durch den nach außen vorgespannten federnd-nachgiebigen Kontakt miteinander fungieren.
Am der Anodenseite zugev/andten Ende können sich die drahtgeflechtartigen
Oberflächen 56 .und 58 abgestumpft teilweise
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überlappen, so daß die fingerartige Abteilung 51 beim Zusammenbau der Zelle 10 nicht beschädigt wird.
Wie oben beschrieben, weist die bevorzugte Ausführungsform
eine einzelne Diaphragmaanordnung 24 um die Kathodenelemente
23 herum auf, wobei die Diaphragmaanordnung 24, wie in Fig. 7 gezeigt, eine vielfache, sackartige Baugruppe ist. Als ein
alternativer Aufbau kann jedoch eine Diaphragmaanordnung (nicht gezeigt) um die Anodenelemente herum entweder zusätzlich
oder anstelle der Diaphragmaanordnung 24 verwendet werden. In einer derart abgeänderten Ausführungsform kann es wünschenswert
sein, innerhalb der Anodenelemente eine Zone niedrigen Drucks zu erzeugen und die Anodenelemente so aufzubauen,
daß sie sich in Abhängigkeit von der Kraft einer Diaphragmaanordnung gegen die Oberfläche der Anodenelemente zusammenziehen
können.
Der Abstand zwischen Anode und Kathode kann auch unter Verwendung
eines Distanzstückes (nicht gezeigt), das zwischen· den fingerartigen
Abteilungen 51 des Diaphragmas und der Oberfläche einer oder mehrerer der Elektroden angeordnet ist, vorbestimmt werden. Bei
Verwendung in Verbindung mit den Federn 68 würde dieses Distanzstück dazu dienen, den Abstand zwischen Anode und .Kathode von dem
Abstand, der nur durch die Diaphragmawandungen zwischen den Elektroden vorhanden wäre, zu vergrößern.
In der vorangehenden Beschreibung wurden anhand von Ausführungsbeispielen einige Abänderungen vorgeschlagen, die jedoch keine
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- κ-
ZZ
Begrenzung der Erfindung darstellen.
Die Erfindung zeigt.also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens, um den Elektrodeneinbau in elektrolytischen Zellen des Diaphragmatyps zu erleichtern. Das Verfahren
bezieht sich auf die Verwendung eines Druckunterschiedes, um das Diaphragma während des Zusammenbaus der Zelle gegen
die Elektrode zu ziehen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens v/eist einen Vakuumerzeuger auf, um das Diaphragma
während der Einfügung zwischen zwei andere voneinander beabstandete
Elektroden gegen eine erste Elektrode zu ziehen.
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Claims (25)
1. Verfahren zum Zusammenbau einer elektrolytischen Zelle des Membran- oder Diaphragmatyps mit einer (ersten) löchrigen
oder porös-durchlässigen Elektrode,
dadurch gekennzeichnet , daßdie erste löchrige Elektrode mit einem Diaphragma (bzw. einer
Membran) umgeben wird;
daß ein auf das Diaphragma wirkender Druckunterschied erzeugt wird, um das Diaphragma kraftschlüssig an die erste Elektrode
anzulegen;
daß der auf das Diaphragma wirkende Druckunterschied während des Einfügens der ersten Elektrode zwischen zwei beabstandeten
Elektroden aufrechterhalten wird;
und daß der erzeugte Druckunterschied danach aufgehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode in Abhängigkeit einer vom Diaphragma gegen
die erste Elektrode ausgeübten Kraft kontrahiert wird; daß die Kontraktion der ersten Elektrode aufrechterhalten wird,
bis die erste Elektrode mindestens teilweise zwischen den beiden beabstandeten Elektroden eingefügt ist, und zwar derart,
daß dabei die Berührung zwischen dem Diaphragma und den zwei beabstandeten Elektroden während des Einfügens verringert
wird;
und daß die erste Elektrode in Abhängigkeit von der Aufhebung des erzeugten Druckunterschiedes wieder so erweitert wird,
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OFHGINAL INSPECTED
daß die erste Elektrode in einem geringeren Abstand von den zwei beabstandeten Elektroden angeordnet wird.
3. Verfahren zum Zusammenbau einer elektrolytischen Zelle des Diaphragmatyps mit zwei beabstandeten löchrigen Elektroden
entgegengesetzter Polarität, dadurch gekennzeichnet, daß jede der löchrigen Elektroden mit einem gesonderten Diaphragma umgeben
wird, daß jeweils ein auf jedes der Diaphragmen wirkender Druckunterschied erzeugt wird, um die Diaphragmen kraftschlüssig
an die löchrigen Elektroden anzulegen, daß der jeweils auf die Diaphragmen wirkende Druckunterschied während des Einschachteins
oder Zwischenschiebens der Elektroden aufrechterhalten wird, und daß der jeweils erzeugte Druckunterschied
oder die erzeugten unterschiedlichen Druckunterschiede anschließend aufgehoben wird bzw. werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in Abhängigkeit einer von den Diaphragmen
gegen die Elektroden ausgeübten Kraft kontrahiert werden, daß die Kontraktion der Elektroden aufrechterhalten wird,
bis die Elektroden mindestens teilweise zwischengeschachtelt sind, und zwar derart, daß dabei die Berührung zwischen
den Diaphragmen während des Einfügens verringert wird, und daß die Elektroden in Abhängigkeit von der Aufhebung
des erzeugten Druckunterschiedes wieder so erweitert werden, daß die Elektroden in einem geringeren Abstand zueinander
angeordnet werden.
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S ■
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleinerung des Abstandes so bemessen wird, daß
der Abstand gleich der Wandungsstärke des Bereichs des
Diaphragmas ist, die zwischen der ersten Elektrode und den zwei beabstandeten Elektroden liegt.
6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Zusammenbau einer elektrolytischen Zelle mit einem
Gasauslaß, mit der Maßgabe, daß beim Erzeugen des Druckunterschieds eine Pumpe mit dem Auslaß der elektrolytischen
Zelle verbunden und Fluid aus der vom Diaphragma ummantelten Elektrode gepumpt und dadurch der Druck innerhalb einer vom
Diaphragma festgelegten Zone auf ein Niveau unterhalb des Umgebungsdruckes am Äußeren, des Diaphragmas verringert wird.
7. Anwendung nach Anspruch 6, bei der die elektrolytische Zelle auch einen Flüssigkeitsauslaß hat, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Erzeugen des Druckmaterials eine Pumpe auch mit dem Flüssigkeitsauslaß der elektrolytischen Zelle verbunden
wird und Fluid aus der vom Diaphragma ummantelten Elektrode gepumpt wird und dadurch der Druck innerhalb einer vom Diaphragma
festgelegten Zone auf ein Niveau unterhalb des Umgebungsdrucks am Äußeren des Diaphragmas reduziert wird.
8. Anwendung nach Anspruch 6, bei der die elektrolytische Zelle auch einen Flüssigkeitsauslaß hat, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Erzeugen des Druckunterschieds einer der Auslässe verstopft wird, um zu verhindern, daß Fluid durch den ver-
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stopften Auslaß in die Zelle eindringt.
9. Anwendung nach Anspruch 6, bei der die elektrolytische Zelle auch einen Flüssigkeitseinlaß hat, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Erzeugen des Druckunterschieds eine Pumpe auch mit dem Flüssigkeitseinlaß der elektrolytischen Zelle verbunden
wird, und Fluid aus der vom Diaphragma ummantelten Elektrode gepumpt wird und dadurch der Druck innerhalb einer vom Diaphragma
festgelegten Zone auf ein Niveau unterhalb des Umgebungsdruckes des Äußeren des Diaphragmas reduziert wird.
10. Anwendung nach Anspruch 6, bei der die elektrolytische Zelle auch einen Salzlösungseinlaß hat, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Erzeugen des Druckunterschieds der Flüssigkeitseinlaß oder der Gasauslaß verstopft wird, um ein Eintreten
von Fluid durch den Flüssigkeitseinlaß zu verhindern.
11. Anwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 10 mit der Maßgabe, daß die erste Elektrode eine Kathode und der Gasauslaß
ein Wasserstoffgasauslaß ist.
12. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 10 mit der Maßgabe, daß die erste Elektrode eine Anode und
der Gasauslaß ein Chlorgasauslaß ist.
13. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis zum Zusammenbau einer elektrolytischen Zelle mit einer Mehrzahl
erster löchriger Elektroden und einem handschuhartigen
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Aufbau des jede der ersten löchrigen Elektroden umgebenden Diaphragmas, mit der Maßgabe, daß das Zusammenziehen, Aufrechterhalten
und Erweitern der ersten Elektrode als gleichzeitiges Zusammenziehen, gleichzeitiges Aufrechterhalten und gleichzeitiges
Erweitern jeder einzelnen der Mehrzahl der ersten Elektroden vorgenommen wird.
14. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gegebenenfalls in Anwendung
nach einem der Ansprüche 6 bis 13, gekennzeichnet durch eine elektrolytische Zellanordnung (10), die eine erste
löchrige Elektrode (23); eine zu deren Unterstützung an der Elektrode angebrachten Unterstützungseinrichtung (16, 17,
36, 38); eine an einer der Elektroden und der Unterstützungseinrichtung angebrachte Diaphragmaeinrichtung (24) zur
Ummantelung der Elektrode und Drosselung der Gasbewegung durch die Diaphragmaeinrichtung hindurch, und eine zweite und
dritte beabstandete Elektrode (48) aufweist, deren Abstand zur Aufnahme der ersten Elektrode (23) zwischen sich ausreicht;
eine betriebsmäßig mit einer der ersten Elektroden (23), der Unterstützungseinrichtung (16, 17, 36, 38) und der Diaphragmaeinrichtung
(24) angebrachten Vakuumerζeugereinrichtung
(26) zur Schaffung eines Druckunterschiedes an beiden Seiten des Diaphragmas, um .das Diaphragma an die erste Elektrode anzulegen;
und eine betriebsmäßig an der elektrolytischen Zellanordnung (10) angebrachte Einbaueinrichtung zum Bewegen der ersten Elektrode
(23) zwischen die zweite und dritte beabstandete Elektrode (48), während die Vakuumerzeugereinrichtung den auf das Dia-
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phragma wirkenden Druckunterschied während der Bewegung aufrechterhält.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrolytische Zelle (10) eine Expansionseinrichtung (Federmittel
60, 68) aufweist, die eine Kontraktion der ersten Elektrode (23) in Abhängigkeit von der Erzeugung des Druckunterschieds
durch die Vakuumerzeugereinrichtung (26) zuläßt und die bei Aufhebung des erzeugten Druckunterschiedes die
erste Elektrode (23) erweitert bzw. expandiert.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckentlastungseinrichtung betriebsmäßig an der
Vakuumerzeugereinrichtung zum Ausgleich des Druckunterschiedes, der dem Einfügen der ersten Elektrode (23) zwischen den zweiten
und dritten Elektroden (48) folgt, angebracht ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionseinrichtung (60, 68) eine Feder (68) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Expansionseinrichtung ein wärmeabhängig ausdehnbares Material aufweist, derart, daß die Einwirkung von Wärme auf die Expansionseinrichtung Expansion der ersten Elektrode (23) bewirkt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Expa.„sionseinrichtung ein wasser abhängig ausdehnbares Material
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aufweist, so daß ein Benässen der Expansionseinrichtung Expansion der ersten Elektrode bewirkt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (10) eine Vielzahl erster löchriger Elektroden (23)
aufweist und daß die Diaphragmaeinrichtung (24) eine einzige vielfingerige, handschuhartige Struktur hat, die alle ersten
Elektroden (23) umgibt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode eine Kathode (23) ist, daß die Unterstützungseinrichtung
einen Wasserstoffgasauslaß (38) und einen Flüssigkeitsauslaß (16) aufweist, und daß die Vakuumer2eugereinrichtung
(26) betriebsmäßig an mindestens einem Auslaß, entweder dem Wasserstoffgasauslaß 'oder dem Flüssigkeitsauslaß, angebracht
ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumerzeugereinrichtung (26) nur mit einem Auslaß, entweder
dem Flüssigkeitsauslaß (16) oder dem Wasserstoffgasauslaß (38), verbunden ist, und daß der andere Auslaß zugestopft
ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode eine Anode ist, daß die UnterStützungseinrichtung einen Chlorgasauslaß (36) und einen Flüssigkeitseinlaß (17) aufweist, und daß die Vakuumerzeugereinrichtung
(26) an wenigstens einem Auslaß bzw. Einlaß, dem Chlorauslaß <36)
803842/0698
oder dem Flüssigkeitseinlaß (17), angebracht ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumerzeugereinrichtung an nur einen, den Flüssigkeitseinlaß (17) oder den Chlorgasauslaß (36), angeschlossen ist,
und daß der andere Anschluß zugestopft ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (23) entgegengesetzte Polarität
der zweiten und dritten Elektrode (48) aufweist.
8098 42/0698
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