CH409888A - Cellule électrolytique - Google Patents

Description

      Cellule        électrolytique       La présente invention a pour objet une     cellule     électrolytique à électrodes     .multiples.     



       Les        cellules        électrolytiques    à     électrodes    multiples,  en particulier celles dont la cathode est du mercure  et qui sont utilisées pour l'électrolyse de solutions,       nécessitent    un ajustement très précis de l'espace     entre     les     électrodes    pour     fonctionner    avec un rendement  optimum. Dans les formes d'exécution courantes  dans lesquelles la cathode     liquide    est sensiblement  horizontale, plusieurs     anodes    sont disposées au-des  sus de la cathode sur toute la surface de la cellule.

    Ces anodes sont équipées d'organes     d'ajustement    qui       permettent    de les     déplacer    par rapport à la     surface     du mercure pour     obtenir    l'espace     désiré    entre     l'anode     et la cathode.  



  Pour     obtenir    un     fonctionnement    rationnel, on  fait varier périodiquement la charge     électrique    sur la  cellule de façon à augmenter la consommation de  courant durant les périodes où le courant est bon  marché, par exemple pendant la nuit, et à réduire  la charge lorsque le courant est Cher, par exemple  durant les périodes de pointe. Cette méthode exige  des ajustements fréquents car le jeu anode-cathode  optimum varie avec la densité du courant et n'est  pas     constant.    Si cet ajustement .en fonction de la  densité du courant n'est pas réalisé, la plus     grande     partie du gain dû aux variations de charge est perdue.  



  La cellule selon l'invention est     caractérisée    :en     ce     qu'elle est équipée de deux organes d'ajustement de  chaque espace     anode-cathode,    l'un d'eux permettant  d'ajuster     individuellement        l'espace        anode-cathode    et  le second     permettant        d'ajuster        cet    espace simultané  ment avec un ou plusieurs autres espaces     anode-          cathode.       L'organe d'ajustement     individuel    peut être consti  tué par un.

   des     dispositifs        connus    d'ajustage d'une  anode par rapport à la surface d'une cathode     liquide.     par exemple un dispositif à vis et en     particulier    un       dispositif    comprenant -an écrou     prisonnier    ou une  bride engagée sur     une    vis     solidaire    de la tige de sup  port de l'anode.

   La perte de     gaz    que subit la cellule,  par exemple la perte de     chlore    lors d'une opération  d'électrolyse, peut être évitée par .des     moyens    usuels  tels qu'une étanchéité entre la     tige    d'entrée de l'anode  et le     couvercle    de la cellule.  



  Pour réaliser l'ajustement simultané de plusieurs  espaces     anode-cathode,    on peut     utiliser    par exemple  un agencement capable d'élever ou d'abaisser le ni  veau de la :cathode liquide. Pour     -cela,    on peut faire       varier    la profondeur du     liquide    de cathode sur la  plaque de base de la cellule, mais on peut aussi  élever -ou abaisser la plaque de base elle-même par  rapport -au bloc des anodes.  



  En variante, le bloc des     anodes    peut aussi être  élevé ou abaissé par rapport à la cathode     liquide.     Cette opération peut être     réalisée    par exemple en  déplaçant le couvercle de la     cellule    ou un bâti por  tant les     différentes    anodes.  



  Dans une autre forme d'exécution, chaque anode  est équipée non seulement de son organe d'ajustage  permettant l'ajustement     individuel,    mais encore d'un  second organe d'ajustage permettant une liaison     d7en-          traînement    à partir     d'un    seul organe de     commande.     Cet équipement.

   à deux     étages    permet de régler la  position de chaque anode à sa     valeur        optimum    en  tenant compte des différentes vitesses d'usure et de  la densité de courant et d'ajuster .rapidement toutes  les anodes lorsque la charge sur la     cellule    se     modifie.         Dans     une    forme d'exécution     particulièrement          avantageuse,    les organes d'ajustement primaires et  secondaires sont des dispositifs à vis dans lesquels  la tige d'anode est filetée et porte un écrou.

   Lorsqu'on  désire un     entraînement    par d'autres moyens, on peut  utiliser par exemple des organes d'entraînement hy  drauliques ou des leviers au lieu des     vis.    La con  nexion entre les organes d'ajustement secondaires  peut être     mécanique,    électrique, pneumatique ou hy  draulique.  



  De préférence, les organes d'ajustement secon  daires de toutes les anodes sont     connectés    à un même  organe de commande, mais cette disposition<I>peut</I> ne  pas être entièrement     réalisable    ou désirable     dans    les  cellules de grandes dimensions.

   Le nombre d'anodes  qui peut être entraîné par un seul organe     de    com  mande dépend du type d'organe 'ajustement et des  connexions employées, :de sorte :qu'il peut être né  cessaire de limiter le nombre des anodes     connectées     à un même organe de     commande.    Dans le cas de  cellules de     grandes    dimensions ayant un grand nom  bre d'anodes, on peut diviser :

  ces anodes en groupes,  par exemple en rangées qui sont articulées chacune  sur un organe de commande     particulier.    Les organes  de commande des     .différents    groupes peuvent être  placés suffisamment près les uns des autres pour per  mettre une     nuse    en     couvre    rapide de tous les organes  de commande.  



  Dans certains cas, il est possible que les anodes  situées à l'une des -extrémités d'une, cellule néces  sitent des amplitudes de déplacement différentes de  celles situées à l'autre     extrémité.    On peut alors con  necter les organes d'ajustement secondaires des     d@if-          férentes    anodes à des hauteurs appropriées ou faire  en sorte que la mise en     oeuvre    ide l'organe de com  mande provoque des mouvements     différents    des dif  férentes anodes,     selon.    leurs positions dans la cellule.  



  Le mécanisme de     commande    peut     fonctionner     pas à pas ou permettre un ajustage     continu.    Il est  indiqué de prévoir un     .certain    nombre d'étapes de       préaju.stage    correspondant .aux diverses densités de  courant dans la cellule. Cette     disposition        évite    la       nécessité    d'un ajustage fin lorsque l'opérateur modi  fie la charge sur la cellule et rend possible l'ajustage  simultané de toutes les anodes dans un     minimum    de  temps.  



  Le dessin annexé représente, à     titre        d'exemple,     une forme d'exécution :de la     cellule    selon     l'invention.     La     fig.    1 est une vue isométrique     partielle,    par  tiellement coupée de ladite forme d'exécution, et  la fi-. 2 une vue -en coupe verticale     d'.une        partie     de la cellule de la     fig.    1.  



  La cellule représenté à la fia. 1 comprend un  couvercle 1 portant sur sa face supérieure     un    étrier 2  dont la base présente une forme telle     qu',elle    entoure  l'arbre principal 3 de l'anode. L'espace entre l'arbre  3 et le couvercle 1 :est occupé par une     garniture     d'étanchéité non représentée. A son     extrémité    infé  rieure, l'arbre     d'anode    3 porte un bloc d'anode 4.  Son :extrémité supérieure     consiste    en une tige mé-         tallique        verticale    5 filetée à sa partie     extrême    en 6.

    Un écrou à portée 7 est engagé sur la tige 6 et sa  portée 8 forme le siège d'un manchon 9 qui est libre  ment mobile en rotation sur la portée 8 et qui est  retenu en place par un     circlip    10. Le manchon 9 est  solidaire d'un bras :de levier 11 permettant de l'en  traîner en rotation. Sa surface extérieure est .filetée  et engagée     dans    un     taraudage    pratiqué     dans    une  ouverture que présente la partie supérieure 12 de  l'étrier 2. Le bras de levier 11 est articulé à son  extrémité sur     une    barre .de connexion 13 qui relie  entre :eux différents dispositifs tels que celui qui vient  d'être décrit.  



  La tige verticale filetée 5 porte encore deux écrous  14 et 15 entre lesquels sont fixés une     rondelle    16 et  un conducteur :d'alimentation 17 pour le courant  d'électrolyse.  



  Pour déplacer verticalement le bloc d'anode 4  pendant le fonctionnement de la cellule, on fait tour  ner l'écrou à portée 7, ce qui provoque un déplace  ment vertical de la tige 5 qui entraîne l'arbre 3 et  le bloc 4 avec elle. Cet écrou à portée 7 constitue  donc un organe     :d'ajustement    primaire permettant  l'ajustage individuel. On peut également obtenir un  déplacement vertical du bloc d'anode par un dé  placement horizontal du levier 11, ce qui impartit  un mouvement rotatoire et vertical au manchon 9.  Les positions extrêmes que peut atteindre le levier  11 sont indiquées     en    11A et 11B.

   Comme la tête  de l'écrou à portée 7 repose sur la     face    supérieure  du manchon 9, le déplacement vertical de ce man  chon se transmet au bloc d'anode 4 par l'inter  médiaire de la tige 5 et de l'arbre 3. Cette combi  naison d'un levier et d'un     manchon        constitue    ainsi  un organe d'ajustement     secondaire    faisant partie de  moyens permettant d'ajuster plusieurs anodes simul  tanément grâce à la barre de connexion 13.  



  Le pas des différents filets, ainsi que la longueur  et l'amplitude de déplacement des bras de levier  peuvent varier selon les     applications    et selon la vi  tesse d'ajustement désirée. Il est particulièrement  avantageux de     constituer    l'organe d'ajustement pri  maire, c'est-à-dire l'écrou à portée, .avec un filetage  à pas fin pour permettre un ajustement précis de cet  écrou, et de     constituer    l'organe .d'ajustement secon  daire, c'est-à-dire le manchon solidaire d'un levier,  avec un filet à pas incliné permettant d'obtenir  l'ajustement désiré après un déplacement d'amplitude  minimum.  



  Le mouvement du levier peut, si on le désire,  être étalonné de     façon    à permettre l'arrêt sur des       positions        intermédiaires    correspondant à des degrés  d'ajustement particuliers. Il peut     également    être  pourvu de butées     permanentes    ou temporaires faci  litant l'étalonnage. Une amplitude de l'ordre de     60      est assez avantageuse, mais     l'amplitude        effective    peut  être supérieure ou inférieure à cette valeur.

   Pour  éviter des interférences entre les deux organes d'ajus  tement, on peut disposer des     organes    empêchant      l'écrou à portée 7 de     tourner,        lorsque    le levier 11 est  déplacé.  



  L'amplitude de     l'ajustement    possible     grâce    aux  organes secondaires doit être     suffisante    pour per  mettre de compenser toutes les     variations    de charge  dont il faut tenir compte. En :général,     l'amplitude     doit être de l'ordre de 2 mm.  



  Le dispositif décrit peut être     constitué    .de diffé  rents matériaux. Ainsi, par exemple, le bloc d'anode  et l'arbre peuvent être de     graphite,    la cellule elle  même et son couvercle de béton, la tige verticale  peut être en cuivre et l'étrier     ;e:n    acier. Le conducteur  d'amenée du courant ainsi que l'un ou les deux  écrous qui le fixent peuvent être en :cuivre ou :en un  autre métal de grande     conductibilité.     



  Pour le bloc d'anode, on peut     utiliser    toute cons  truction connue.     9i    on le désire, ce bloc peut être  constitué d'une autre matière,     telle    par exemple que  du titane ou un alliage de titane     présentant    une sur  face d'anode activa recouverte d'un métal à base  de platine, en     particulier    de platine ou d'iridium.  



  Le dispositif décrit plus haut est     particulièrement     utile dans la     production    de .chlore par électrolyse de  certaines solutions telles :que des     solutions        naturelles     ou artificielles de     chlorures    d'un métal .alcalin.

Claims (1)

1. REVENDICATION Cellule électrolytique à électrodes multiples, ca ractérisée .en ce qu'elle est équipée de deux organes d'ajustement de chaque ,espace anode-cathode, l'un d'eux permettant d'ajuster individuellement l'espace anode-cathode et le second permettant d'ajuster cet espace simultanément avec un ou plusieurs autres espaces anode-cathode. SOUS-REVENDICATIONS 1. Cellule selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle est agencée de façon à permettre l'électro lyse de solutions. 2. Cellule selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comprend une cathode liquide en .mercure. 3.

   Cellule selon la sous-revendication 2, carac térisée en ce que les organes d'ajustement collectif comprennent des organes pour élever ou abaisser le niveau de la cathode liquide. 4. Cellule selon la sous-.revendication 3, @carac- térisée en ce que le niveau <B>de</B> la cathode en mercure peut être modifié en ajustant la profondeur du mer cure sur la plaque de base .de la cellule. 5.

   Cellule selon la revendication, .caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs anodes équipées cha cune d'un organe d'ajustement primaire permettant leur ajustage individuel et d'un organe d'ajustement secondaire, ces derniers étant interconnectés de façon à permettre l'ajustage simultané de plusieurs anodes à partir d'un seul organe de commande. 6. Cellule selon la sous-revendication 5, carac térisée en ce que les organes d'ajustement primaires et secondaires sont des :dispositifs à vis. 7.

   Cellule selon la sous-revendication 6, carac térisée en ce que l'un de ces dispositifs à vis: com- prend un écrou vissé :sur un filetage pratiqué dans une :tige supportant l'anode ou un élément capable d'entrainer l'anode. 8. Cellule selon la sous-revendication 5, carac térisée en ce que les organes d'ajustement primaires présentent des filets à pas fin et les organes d'ajuste ment secondaires des filets à pas grossier. 9.

   Cellule selon, la sous-revendication 5, carac térisée en ce :que chaque organe d'ajustement secon daire est constitué par un manchon fileté solidaire d'un bras de levier, ce dernier assurant l'intercon nexion des organes secondaires. 10.

   Cellule selon :la revendication, caractérisée en ce que les organes d'ajustement collectifs sont étalonnés de manière à effectuer des mouvements d'amplitude déterminée.