电解槽制造技术

本发明专利技术涉及一种为氯碱电解器设计的单部件类型的电解槽，包括阳极室和阴极室，两室中的每一个包含通过平行杆与相应室后壁相连接的电极。电极因而被细分为若干节段。根据本发明专利技术，两电极中的至少一个具有在每一节段中的弯曲形状，此弯曲节段朝向相对电极突出并且将薄膜区域按压抵靠在相对电极上。根据优选地实施例，各电极节段的弯曲形状通过弹簧获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种设计用于氯碱电解器的、主要包括阳极室和阴极 室的单部件类型的电解槽，上述两室中的每一个配备了相应的电极，并且每个电极通过平行杆与相应室的后壁连接。电极因而被这样的杆细分为多个节段。
技术介绍
单部件类型设计的氯碱电解器在现有技术中是已知的，并且在各种工业场合广泛应用。例如这种电解器已经在DE 198 16 334A1, DE 44 14 146A1或EP 0 095 039A1公开。如DE 10 2005 003527A1或DE 10 2005 006555A1中所述，已经 尝试在具有越来越窄公差范围的平面平行结构中，尽可能接近地布置 两电极。但是很明显地，由于极片需要的厚度减小，所以所述平行平 面定位是有限制的。如果电极以偏离平行的方式设置，则局部电压峰 值是不可避免的，从而损害设备的效率。很明显地，多种小偏差的总 和最终将导致不利的经济成本。很窄的电极间隙将产生额外的问题气体在阳极周边积聚，这在 DE 10 2005 006555A1中有详细描述。气体的形成引起电极和薄膜之 间的空间堵塞，从而将影响电解质的补充。在该具体案例中，高性能 电极的外形被改进，并且具有适当的微观结构，然而，其不能解决从 宏观的角度而言所需要的极为严格的制造公差问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有技术的局限性，特别是提供经济 上有利的电解器，其适于减小由于结构公差而产生的电压方面的不利4结果。上述和其它目的通过以下详细描述将更加清楚，这些描述不应 视为对本专利技术的限制，本专利技术的范围仅由所附权利要求限定。本专利技术的目的能够通过权利要求1所述的电解器实现。根据本发 明的电解器包括阳极室和阴极室，每一室通过具有外周边框和外周凸 缘的后壁限定边界，并且每一室中设置有电极，即阳极设置在阳极室 中，阴极设置在阴极室中。两电极具有多个开口，并且通过平行杆与 相应的室的后壁连接，从而将电极和它们相应的后部空间分为多个节 段。根据本专利技术，就每一电极节段的宏观结构而言，两电极中的至少 一个电极的每一节段具有从该电极的主平面朝向相对电极突出的弯曲 部分。从而在两电极之间将产生薄膜的大范围按压。结合本专利技术，术语弯曲部分应理解为是指整个部分的宏观形式或形状，其区别于例如如DEIO 2005 006555A1中所描述的、电极 形状存在微观范围内的变形的现有技术。至于电极主平面，其在本 文中为一理想平面，该平面与后壁平行，并且包括与后壁的距离最小 的电极表面点。在一个优选的实施例中，弯曲电极部分设置成在位于弯曲部分的 顶点线两侧的大区域上将介于其间的薄膜按压抵靠到相对电极上，被 按压表面区域的宽度形成为相应节段宽度的至少20%。已经惊讶地发 现，如果对接触表面压力进行限制以防止薄膜受损，则电极彼此之间 也不再必须要间隔开。通过将电极之间薄膜的接触压力与经由杆跨越 平行的各个电解槽施加的压力解耦，可以不再考虑所有已知的平面平行电极设计。在根据本专利技术的电解槽的 一个优选实施例中，至少 一个电极具有 多个并列的并且在相同方向突出的弯曲部分，弯曲部分的数量与节段 的数量相对应。本文中涉及的弯曲部分应覆盖电极总高度的至少 90%，更优选地为整个电极高度。在一个实施例中，电极的弯曲部分限定了顶点线，在没有装配的 情况下，顶点线从电极主平面突出大约0.4到l.Omm。根据本专利技术的一个实施例，电极弯曲部分的形状通过以向电极的后侧施加力的方式设置的至少一个弹簧获得。此处，后侧为与面向 薄膜的电极侧相反的电极侧。在一个实施例中，在杆区域中设置有多个双臂式弹簧，所述双臂式弹簧可选地由u形或v形弹簧组成。弹簧安装成使得两个臂位于一 个杆的相对两侧，从而作用于相应电极以便于相应电极的每一节段朝 向相对电极弯曲。这样，电极本身具有与板簧相似的弹簧型特性。这 样的构造提供了额外的优点，即当接触压力使电极纵向边缘向外侧移 动时，与电极接合的单个弹簧臂可以经受侧向位移。在另一实施例中， 一个或几个弹簧在电极的后侧中心施加压力， 从而使每一节段朝向相对电极弯曲。这种情况下的适当设计例如可以是夹紧在两杆之间或者夹紧在外壳边框和杆之间的板簧或L形弹簧。在另一实施例中，在相应电极后侧上的待弯曲相应节段内，设置 有至少一个载荷分配元件，所述载荷分配元件具有棒形或轨形，并且 与杆平行地定位于相应节段的中心处，其中一个或几个弹簧施加压力 于所述载荷分配元件上。这种设计具有以下优点，即这样的分配元件 可以用于现有技术中的大多数电解器而无需做实质性的改动。更有利 地，至少部分所述载荷分配元件至少部分地由非导电材料制成。弹簧 更有利地为具有敞开的外形，以便于它们尽可能小地影响电解质的竖 直流通。在另一实施例中，电极不是由单个构件组成，而是被分为多个的 单独的电极段部分，所述电极段部分通过弹簧而不经由杆连接。杆在 这种情况下仅用于沿平行设置的电解槽传递压负荷。附图说明以下将参照附图描述本专利技术电解槽的优选实施例，其中图1示出了根据本专利技术的电解槽的第一实施例；图2示出了图1中电解槽的变形；图3示出了图1中电解槽的测试结果的图表；图4示出了根据本专利技术的电解槽的进一步的实施例；图5示出了图4中电解槽的变形。具体实施方式图l示出了根据本专利技术的电解槽的第一实施例。在电解槽(l)的 该横截面视图中，示出了阴极室的后壁(2)，其配备有用于固定阴极(3) 的杆(6)。阳极室具有相似的设计使用固定到相应后壁(5)的 多个杆(7)来固定阳极(4)。薄膜(10)位于两电极即阴极(3)和 阳极(4)之间。当多个这样的电解槽并行组装、安装在图中未示出的 框架内、并且彼此电接触时，杆(6)和(7)还确保压力的适当传递。图1示出了杆(6)和(7)是如何将相应的室和相应的电极分为 多个节段(8)和(9)的。如上所述，根据本专利技术的电解槽的此实施例示出了电极中之---在本实施例中为阳极U) —一已经在制造过程中预成型为弯曲形状。在图中示出的装配构造中，阳极(4)将薄膜 (10)按压抵靠于阴极(3)上，其中被按压区域的宽度(11)由大括 号示出。在平行节段(9)的每一节段中，电极以相似的方式被按压。另外，图中还示出了如现有技术中已知的那样，在相对的杆(6) 和杆(7)之间的区域设置间隔件(12)，以用于限制在装配期间阳极(4) 的变形程度。图2示出了典型的电解槽(1)的截面图，其中，阳极(4)的弯 曲程度使得在安装好以后能够避免将薄膜(10)机械地按压抵靠在阴 极(3)上。在该附图平面的预定水平处的、垂直于该附图平面的顶点 线的位置由点划线(13)示出。为了更容易地理解此图，相对的阴极 室的节段(其与图1所示的节段大致相同)在此情况下没有示出。图1中类型的电解槽经过了一系列测试和评定，并且与根据现有 技术的电解槽进行了比较。两种电解槽在阴极侧是相同的，并且阴极 基本上由扁平的金属网板材组成。根据本专利技术的电解槽的阳极和根据 现有技术的对比电解槽的阳极整体上由层状结构组成。本专利技术的电解 槽装配有图l所示类型的阳极组件，阳极以这样的方式向阴极弯曲， 即很大一部分薄膜区域在阳极和阴极之间被按压。向两个电解槽施加5kA/ii^的电流密度。图3是示出了在45天的操作期间的测试结果 的图表。根据本专利技术的电解槽在整个测试阶段显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计用于氯碱电解的单部件类型电解槽，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和所述阴极室中的每一个均由后壁限定边界，所述阳极室和所述阴极室的每一个中均设置有相应的电极，所述电极包括设置在所述阳极室中的阳极和设置在所述阴极室中的阴极，所述电极中的每一个均通过平行的杆与相应室的所述后壁连接，所述平行的杆将相应的电极分为多个节段，所述两个电极中的至少一个电极的所述节段具有朝向相对的电极突出的弯曲部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-9-29 102006046807.4;DE 2006-9-29 1020060461. 一种设计用于氯碱电解的单部件类型电解槽，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和所述阴极室中的每一个均由后壁限定边界，所述阳极室和所述阴极室的每一个中均设置有相应的电极，所述电极包括设置在所述阳极室中的阳极和设置在所述阴极室中的阴极，所述电极中的每一个均通过平行的杆与相应室的所述后壁连接，所述平行的杆将相应的电极分为多个节段，所述两个电极中的至少一个电极的所述节段具有朝向相对的电极突出的弯曲部分。2. 按照权利要求l所述的电解槽，其特征在于，所述至少一个电 极的所述弯曲部分的轮廓限定了顶点线，并且所述弯曲部分设置成将 位于所述顶点线两側的薄膜区域按压抵靠在所述相对的电极上。3. 按照权利要求2所述的电解槽，其特征在于，被按压的区域的 宽度为所述节段的宽度的至少20%。4. 一种用于安装在按照权利要求1到3中任一项所述的电解槽中 的电极，其包括多个并列的且在相同方向上突出的弯曲部分。5. 按照权利要求4所述的电极，其特征在于，所述弯曲部分的数 量与相应电解槽室的节段的总数量一致。6. 按照权利要求4或5所述的电极，其特征在于，所述弯曲部分 覆盖整个电极高度的至少90%。7. 按照权利要求1到3中任一项所述的电极，其特征在于，所述 弯曲部分的顶点线在未装配的情况下从电极主平面突出大约0.4到 l.Omm。8. 按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：P沃尔特林，KH杜勒，R基弗，S厄尔曼，US鲍伊默，
申请(专利权)人：乌德诺拉股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]