CS226179B2 - Method of manufacturing extensible and rigid box-type anodes - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu vytváření anody roztažitelného typu z nepoddajné anody krabicového typu, která má anodovou tyč, ke které je připojena dvojice rovnoběžných anodových desek svařenými úseky, přičemž anodové desky jsou umístěny na opačných stranách anodové tyče.

Jednou z průmyslově nejvýznačnějších aplikací elektrolýzy je výroba halogenů, zejména chloru, a hydroxidů alkalických kovů, zejména hydroxidu sodného, elektrolýzou roztoků halogenidů alkalických kovů v diafregmových elektrolyžárech. Uspořádáním provoz diafragmových elektrolyzérů jsou velmi dobře známy. Elektrolyzér obvykle sestává ze tří základních prvků, totiž anodového tělese, katodové nádoby a víka.

Anodové těleso slouží jednak jako anodický vodivý člen článku a jednak jako nosič pro anodové zdvihače, které probíhají rovnoběžně mezi rovnoběžnými katodovými trubicemi umístěnými v katodové nádobě. U jedné konstrukce takového Článku probíhají anodové desky svisle od utěsněné základny článku a katodové nádoby sestávají ze čtyř stran s větším počtem příčných svisle orientovaných obdélníkových katodových trubic, přičemž uspořádání je takové, že anodové desky leží mezi přilehlými dvojicemi katodových trubic.

Potom se ne katodovou nádobu nasadí víko stejně jako ne enody a toto víko obsahuje požadovanou hydraulickou zásobu solného roztoku a sběrač pro plynný halogen vytvářený ňa anodách. Katodové trubice mají obvykle průlinčitou strukturu a kromě toho, že slouží jako katodický elektrolytický povrch, slouží vnější povrchy katodových trubic jako nosná konstrukce pro diafragmu, která je často tvořena vrstvou azbestových vláken, oddělující anodová a katodová oddělení článku.

Podle původních návrhů byly enody diafrajmových článků vytvořeny z grafitu. Problém povrchové eroze v důsledku různých činitelů, jako je tvoření plynu ne po^<vrchu, vedl brzo k vytvoření rozměrové stabilní anody, která měla základnu z ventilového kovu, ne jejíž povrch byl nanesen povlak elektroketalyticky aktivního kovu nebo kysličníku kovu. Takové rozměrově stabilní anody byly původně navrhovány v podobě krabice a v důsledku kolísání tlouětěk membrány musely mt poměrně mmlou Šířku, aby nepřekážely membráně při instalaci katodové nádoby ne anodové základně, když anody byly již v jejich poloze. Tato nutnost anod v podobě úzkých krabic vedla k poměrně velkým, odstupům mezi anodami a katodami.

Jelikož však eroze anody nebyla již problémem, doěly tyto krabbcovité enody Širokého pouužtí jako náhrada pro dřívější grafitové enody v diaftr a zrnových elektrolytických článcích.

V poslední době byla krebbcorttá anoda nahrazována v nových diaftragmových elektrolyzéréch anodou roztežitelného typu. RootBežtelné anody ' se při instalaci pouužje ve stlačnném stavu, a jakmile je katodová nádoba instalována, zavedou se bud distanční dílce nebo se s anodové konstrukce sejmou stlačovací svěry, takže anodové povrchy mohou se navenek pružně roztáhnout za účelem uzavření lasery mezi anodovými a katodovými po^vrchy, což vede ke značným úsporám energie v důsledku sníženého elektrického odporu uvtitř zmenšených meeer. Anoda tohoto typu je popsána v USA pat. spisu č. 3 67 4 676. <

I když jsou ekonomické přednnoti roztažiteliých anod dobře známy, je velmi nákladné pro výrobce chloru a hydroxidu sodného, íí-íí dosavadní krabicové enody a nahra- dit je novým rottažielnnýi typem spojeným s úsporami energie, Brání tomu výrobní náklady, jakož L cena mttiriálů pro úplně nové anody.

Proto je hlavním účelem vynálezu užít krabicových anod starého typu jako základní konstrukce, která má být přeměněna tak, aby umožždla výrobcům chloru a hydroxidu sodného, kteří nyní užívají krabicových anod, aby dosáhli ekonomických přednnotí rozměrově stabbl- ^; ních anod roztežitelného typu bez vysokých kapitálových nákladů ne odstranění sterých krabicových anod a zakoupení úplně nových roztažitelných typů.

Dále je účelem vynálezu vyuuít všech nebo téměř všech existujících konstrukcí krabicových anod pro ekonomicky výhodné přeměněníne roztažitelné anody.

Shora uvedených účelů vynálezu se dosáhne níže uvedeným způsobem. Krabicová anoda se způsobem podle vynálezu přemění na anodu ro^^^elného typu tak, že se oddděí část anodových desek s anodové tyče v sousedství svarů, s anodovou tyčí se sdruží dvooice pružných anodových roztahovačů, jejichž koncové body jsou umístěny směrem od anodové tyče a vymernuí dvě rovnoběžné svislé roviny na opačných stranách anodové tyče, k roztahovačům se připojí nová anodová deska v bodech umístěných směrem od anodové tyče, čímž nové anodové desky leží na uvedených rovnoběžných svislých rovinách a jsou pružně pohhybivé vůči sobě navzájem L vůči anodové tyči.

Podle výhodného provedení vynálezu se anodové desky oddděí.od anodové tyče odříznutím anodových desek těsně u svarů a že se anodové roztahoveče sdruží s anodovými tyčemi tím, že se k těmto tyčím připojí dYco^e anodových roztahovačů. д

Výrazu sdružit - užívanému v popisu je třeba rozumět tak, že zahrnuje připojení, ohnutí, tvarování, navaření nebo jakýkooiv postup, který vede ke sdružení a připojení rozteho- ’* vacích členů k anodové tyči.

Podle jiného provedení vyrálezu se úseky anodových desek odříznuté od krabicové, anody opět sestaví do opravené anodové desky, která se připojí k anodovýmroztahovačům, přičemž opětné sestavení záleží s výhodou v odporovém svaření úseků anodových desek.

Podle delšího provedení vynálezu se enodová tyč.netočí tak, že rovina vymezená svery leží v ostrém úhlu vůči ose prochhzzjící anodovými roztehovači a je půlící.

Podle dalšího účelného provedení vynálezu záleží sdružení pružných anodových roztahovečů s anodovou tyčí v tom, že se zbytkové úseky anodových tyčí ohnou po oddělení části anody, takže zbytkové úseky, jež jsou umístěny na stejné straně anodové tyče, mají koncové částmi, které se pružně sbíhají vůči jejich původní poloze v jedné rovině za vytvoření anodových · roztahovačů. ,

Připojení nových anodových desek záleží účelně v nevaření těchto desek na koncové části. Účelně se nové anodové desky·na koncové části zbytkových anodových úseků připojí navařením, takže nové anodová deska je kolmá k rovině vymezené svary.

Podle jiného provedení způsobu podle vynálezu se nové anodové desky nevaří na koncové části zbytkových anodových úseků, takže nové anodové desky jsou rovnoběžné s rovinou vymezenou těmito svary.

Vynález bude podrobněji popsán na jeho výhodném provedení znázorněném na výkresech. Obr. 1 je axonomeerický pohled na krabicovou anodu. Obr. 2 je pohled shora ne průřez krabicovou anodou, znázorněnou v obr. 1, podél čáry 2-2. Ob⁴. 3 je průřez krabicovou enodou znázorněnou·na obr. 1, kde byly úseky anodových desek odříznuty podle jednoho výhodného provedení způsobu podle vynálezu. Ob*. 4 je průřez znázooňující rekonstrukci anodových desek podle vynálezu. Obr. 5 je průřez znázorňující připojení roztehovacích členů k anodové tyči podle vynálezu. Obr. 6 znázorňuje konečné sestavení anodové tyče mající roztehovači úseky a upravený průlinčitý úsek pro vytvoření roztažitelné anody. Obr. 7 je průřez podobný jako na obr. 3 a znázorňuje jiný způsob oddělení anodových desek. Obr. 8 je průřez strukturou anody znázorněnou ne obr. 7, kde části anodových desek byly ohnuty do tvaru pružin. · Obr. 9 je průřez anodovou tyčí a deskovými úseky znázorněnými na obr. 8, kde byly k nim připojeny nové pélinčité anodové desky. Obr. 10 je pohled v průřezu podobně jako na obr. 8, kde anodové desky byly ohnuty jitým způsobem.

Obr 11 je pohled na průřez anodového úseku znázorněného ne obr. ю, ke kterému je připojena dvojice · průlinčitých anodových desek.

Nový a vyšší technický účinek vynálezu záleží v tom, že krabicová anoda může být změněna z nepoddajné konstrukce ne anodu roztažitelného typu, které má všechny žádané ekonomické výhody.

VytHez bude nyní popsán na jeho výhodném provedení znázorněném · ne vý^esech. Je třeba zdťůrazrdt, že jsou popsána pouze výhodná provedení vynálezu, v jehož rámci jsou možné i jiné úpravy. Vztahové značky pro různé jednotlivé části vynálezu se pro stejnou čás^t užívají ve všech vyobrazeních.

Obr. 1 znázorňuje typickou krabicovitou konstrukci anody ·10, která má anodovou tyč 12, ke které jsou přivařeny anodové desky £4, .16 na svarech £8 Anodové tyč 12 je obvykle válcový člen, m^ící válcové jádro 20. které má tiaanový kryt 22. který je k jádru 20 připojen plátováním nebo jitým způsobem.

Anodové desky £4» 16 mohou mít jakýkoliv tvar, avšak jsou obvykle průlinčité a ma:í velké mmoOství průchozích otvorů, takže se usnadní vyvíjení plynu na povrchu anody a dosáhne se velké povrchové plochy. Anodové desky Ц. 16 jsou obvykle provedeny z ventilového kovu, jako titanu, a jsou s výhodou povlečeny eleítrojnjlytCíým kovem nebo kysličníkem ' kovu, jak je v pří slunném oboru obvyklé. Anodové desky ££, 16 maj jakový tvar, že mohou být k sobě na jejich koncích spojeny tupým spojem nebo přeplátováním. Na dolním úseku anodové tyče 12 je umístěné příruba 24. která tvoří úložnou přírubu pro připojení anodové tyče 12 na anodovou základnu elektrolyzé™.

Titanová příruba 24 je umístěna na horním konci anodové tyče £2, takže úplně uzavírá a utěsňuje měděné jádro 20 na horním konci anodové tyče 12. Jek je patrno na obr. 2, tvoří anodové desky £4, 16 a koncové členy 30 a X, . čtyřhrannou krabicovou komoru, která je v podstatě tuhá a při zavedení do elektrolyzéru je vůči přilehlým katodovým . trubicím v poloze, která nemůže bý změněna.

Ota*. 2 ež 6 znázorňují jedno výhodné provedení způsobu přeměny anody 10 krabicového typu na roztažitelnou anodu.

Prvním krokem je oddělení anodových desek 14 e 16 od anodové tyče _ 12 .v bodě přilehim k připojovacím svarům £8. To může být provedeno jakýmmooiv řezacím postupem,jako je broušení, střihání, pilování, řezání lasereh epod. Čtvrtinové anodové dílce 141 e 161 jsou spojeny příčným členem 30 a tvoří po oddělení od anodové tyče.12 člen tvaru U. Podobně mej anodové čtvrtinové dílce 142 a 162 tvar U v důsledku jejich propojení koncovým Členem 31. Malý zbytkový úsek . 143 a 163 každé anodové desky 14. 16. je ponechán připojený k anodové tyči 12 svary 18. Koncové členy 30 a X se pak rozřízhou jakémukoliv postupem pro oddělení deskových anodových dílců 141 . 161 a .162, 142.

Po odstranění anodových .čtvrtinových dílců 141 142 a 161. 162 se tyto dílce opět spojí, jak je znázorněno na obr. 4 tím, že se k přísluStým anodovým dílcům přivaří nový střední úsek 144. 164. Pro tento spojovací děj je nejvýhodnějěí pouužt odporového sváření, jelikož se jednooiivé díly při něm roztav ví a vytvoří plochou. rovinnou opravenou desku. Je ovšem zřejmé, že odporové sváření je pouze výhodným provedením a že pro dosažení stejného výsledku lze užít jakéhokoliv svářecího postupu.

Středové dílce 142. 162 .jsou z anodového maeriélu, podobného tomu, který tvoří původní anodové desky ££. £6. Anodové deskové členy jsou nyní ve stavu, kdy mohou být narovnány, zploštěny a povlečeny eleOtroOatelytCoýu meaeгiáleu, je-li· nutno, před připojením k anodové tyči £2.

Anodové tyče_ £2. ke které jsou připojeny zbytkové úseky 143. 163. se nyní pouHje jako místa pro namontooréní pružných anodových roztahovečů _£2. jak jsou obvyklé u roztažitelných anod. Lze _ užít jakého^o-iv obvyklého tvaru anodového roztehovače, přičemž se jeden anodový roztahoveč 32 uloží v místě diametrálně protilehlém k místu uložení druhého anodového roztahovače 32 na anodové tyči 12. Podle výhodného provedení vynálezu se anodová tyč £2 orientuje tak, že rovina A p?ochálzeící svary 18 je umístěna v ostrém úhlu a vůči rovině B určené středovými osami anodových roztahovečů 32 To zabrání srážkám mmzi zbytkovými středovými úseky 143. 163 a itstenoetlým deskovým úsekem, když je anoda ve stlačném stavu. Je zřejmé, že je to pouze výhodné provedení a že anodová tyč 12 může být vůči anodovým roztehovrečům 32 orientována jakým^iv způsobem.

Nakonec se podle vynálezu^ připoj)! ne sverech 40 k anodovým roztahovačům 32 nové nebo/a znovu sestavené anodové desky 114. 116 pro dokončení konstrukce roztačitelné enody. Výraz nová anodová deska, používaný v tomto popisu, znamená opět sestavenou nebo přetvořenou anodovou desku stejně tak jako nově vytvořenou desku.

Jiný postup přeměny krabicové enody 12 na rozložitelnou anodu užívá úseků anodových desek 14 a 16 pro vytvoření anodových roztahovačů, ke kterým se pak připojí úplně nové anodové desky. Tento druhý postup je znázorněn na obr. 7 až 11.

Nejdříve se odděěí koncové části krabicové anody 12 rozříznutím anodových desek 14 a 16 podál svislé roviny, která je rovnoběžná s anodovou tyčí _ a od ní oddálena po každé straně, jek je naznačeno čerchovanými čarami 34_na obr. 2.

Zbývající konstrukce, znázorněná na obr. 7, obsahuje anodovou tyč 12, ke které jsou na svarech 16 navařeny Části anodových desek, a to úseky 145 a 165. přičemž každý z těchto zbytkových úseků 145. 165 sestává z dvojice rovnoběžných anodových listů 146. 147. 166. 167. které nakonec budou tvořit pružné anodové roztahovače nově vytvořené roztažitelné anody vytvořené podle jednoho provedení způsobu podle vynálezu.

Jedna z možností vytvoření nové roztažitelné anody podle vynálezu je znázorněna na obr. 8a 9. Jek je tam znázorněno, ohnou se dvojice anodových listů 146. 147 od bodu otáčení na svaru 16 bočně směrem od odpovídajících dvojic anodových listů 166. 167. takže koncové Části spárovaných anodových listů, odlehlé od svarů J8, se pružně sbíhají vůči jejich původní poloze v jedné rovině. Nová anodová deska 214 se pak připojí svary 140 ke koncovým částem dvojic anodových listů 146. 147 a podobně se nová anodová deska 216 připojí ke koncům dvojic anodových listů 166. 1£L·

Dvojice anodových listů 146. 147 e I66. 167 tvoří anodové roztahovače podobně jako anodové roztahovače 32 a pružně roztahují, nové anodové desky 214. 216 směrem od sebe navzájem, když se umístí v elektrolýzéru. Pro instalaci v článku nebo pro vyjmutí z článku mohou být nové anodové desky 214. 216 к sobě stlačeny a může být к nim připojena vhodná svěre, aby se tyto desky udržely ve stlačené poloze pro snadnější instalaci v elektrolytickém článku nebo po vyjmutí z tohoto článku.

Obr. 10 a 11 znázorňují jiné provedení podle vynálezu, u kterého se anodové listy 146 а Ш ostře ohnou, takže jejich koncové části se těsně sbíhají navzájem oproti jejich původním’ polohám v jedné rovině. Podobně se ohnou anodové listy 166 a 167. takže jejich koncové části se sbíhají. Podle vynálezu se nová anodová deska 314 připojí svary 240 ke koncovým částem anodových listů 146. 166 a podobně se nová anodové deska 316 přivaří ke koncovým úsekům anodových listů 147. 167. čímž se obdrží pružné konstrukce podobné konstrukci znázorněné na obr. 5, která může být podobně stlačena ze účelem instalace a odstranění z elektronického Článku za použití vhodné svěry a při odstranění takové svěry se nové anodové desky 314. 316 roztáhnou do strany od sebe navzájem pružinovým účinkem anodových listových členů 146. 166 а Ш, LŽI·

I když vynález byl popsán v omezení ne jeho výhodné provedení, byly již shora neznačeny různé možnosti provedení vynálezu, které vesměs spadají do jeho rámce spolu s provedením, které podle vynálezu mohou navrhnout odborníci příslušného oboru.

Claims (9)

1. Způsob vytváření anody roztežitelného typu z nepoddajné anody krabicového typu, které má anodovou tyč, ke které je připojena dvojice rovnoběžných anodových desek svařenými ' úseky, přičemž anodové desky jsou umístěny na opačných stranách anodové tyče, vyznačující se tím, že se oddělí část anodových desek od anodové tyče v sousedství svarů, s anodovou tyčí se sdruží dvojice pružných anodových roztehovačů, jejichž koncové body jsou oddáleny od anodové tyče a vymezují dvě rovnoběžné svislé roviny na opačných stranách anodové tyče, к roztahovačům se připojí nové anodové deska v bodech oddálených od anodové tyče, čímž nové anodové desky leží na rovnoběžných svislých rovinách a jsou pružně pohyblivé vůči sobě navzájem i vůči anodové tyči.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se anodové desky oddělí od anodové tyče odříznutím anodových desek těsně u svarů a že se anodové roztahovače sdruží s anodovou tyčí tím, že se X ní připojí dvojice anodových roztahovečů.

3. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že se úseky anodových desek odříznuté od krabicové anody opět sestaví do opravené anodové desky, které se připojí к anodovým roztáli ovačům.

4. Způsob . podle bodu 3, vyznačující se tím, že úseky anodových desek se odporově svaří.

5. Způsob poode bodu 2, vyznačující se tím, že se anodové tyč natočí tak, že rovina vymezené svary leží v ostrém úhlu vůči ose orochhzející anodovými roztehovači a je pálící.

6. Způsob pc^e bodu 1, vyznačující se tím, že se sdružení pružných anodových roztaho- vačů s anodovou tyčí provede ohrnutím zbytko^ch úeeků desek po oddělení částí anody, takže zbytkové úseky, jež jsou umístěny na stejné straně anodové tyče, mmaí koncové čézti, které se pružně sbíhají vůči jejich původní poloze o jedné rovině za vytvoření anodových roztahovačů.

7. Způsob podle bodu 1 a 6, оуг^^^^! se tím, že připojení nových anodových desek se provede navařením těchto desek ne koncové čésti zbytkových úseků.

8. Způsob podle bodu 1 a 6,· vyznačující se tím, že nové anodové desky ne koncové části zbytkových anodových úseků se připojí nevařením kolmo k rovině vymezené svery.

9. Způsob podle bodu 1 e 6, ^znnačuící se tím, že se nové anodové desky nevaří ne koncové části zbytkových anodových úseků rovnoběžně s rovinou vymezenou těmito svary.