DE2134965C2 - Elektrochemische Elektrodenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf er-* elektrochemische Elektrodenanordnung mit einem Glasrohr, das in einem eine Membrane bildenden Glasteil endet, das mit seiner Innenseite die Elektrolytflüssigkeit umschließt und dessen Außenfläche frei zugänglich ist, wobei dem Abschluß der Elektrolytflüssigkeit in der Membrane und gegen das Glasrohr ein in das Glasrohr eingepaßter Stopfen aus elektrisch isolierendem Material dient, in den die Elektrode eingebettet ist, um in die Elektrolyt flüssigkeit geführt zu werden, und wobei ein innerer zentraler Leiter durch das Glasrohr geführt, mit der Elektrode verbunden und von einem bis in den Bereich des Stopfens reichenden Abschirmmantel umgeben ist.

Es sind aus Glas bestehende Elektrodenanordnungen bekannt, die abgeschirmte Leiter benutzen und innere und äußere Glasröhren umfassen, die an einem Ende miteinander verschmolzen sind, um eine ringförmige Kammer für die Abschirmung zu schaffen. Dabei ist das die Membran der Elektrode bildende Glasteil ebenfalls mit dem Gebiet verschmolzen, in dem die beiden Röhren verschmolzen sind. Das Einbringen des Leiters im Kontakt mit dem Elektrolyten umfaßt einen weiteren Arbeitsvorgang.

Aus Glas bestehende Elektrodenanordnungen auf diese Weise herzustellen ist schwierig. Besonders schwierig ist es, das Glas an den Schmelzstellen aufzuheizen, da hierdurch mechanische Spannungen im Glas entstehen. Die Befestigung der Zuleitung an dem Leiter erfordert ein großes Volumen für den Elektrodenraum und bringt die Gefahr einer unbefriedigenden Arbeitsweise mit sich, wenn die Anordnung nicht nahezu senkrecht gehalten wird.

F's sind elektrochemische Elektrodenanordnungen mit einem Glasrohr bekannt, welches in einem eine Membran bildenden Glasteil endet und eine in den*. Glasteil eingeschlossene Elektrolytflüssigkeit enthält, wobei eine Zuleitung in dem Glasrohr mit einem in die Elektrolytflüssigkeit eingetauchten Leiter verbunden ist (FR-PS 10 13 055, US-PS 22 56 733). Dabei verläuft der Leiter durch einen Verschluß und die abgeschirmte Zuleitung ist an dem Leiter befestigt Der Verschluß wird vom offenen Ende des Glasrohres her in diesem nach unten bis zu dem Ende geschoben, an derr sich die

ίο Elektrolytkammer befindet. Bei der einen dieser bekannten Lösungen (US-PS 22 56 733) weist die mit einem Abschirmmantel umhüllte Elektrode eine Glas/ Glas-Dichtung zwischen einem konischen Teil des Außenrohres und dem Innenrohr auf, sowie eine

is Metall/Glas-Dichtung zwischen dem Innenrohr und der Elektrode. Die Glas/Glas-Dichtung kann Anlaß zum Leckwerden sein, weshalb die Isolierung durch die Anwendung von Wachs gewährleistet sein muß. Eine weitere Schwachstelle ist die Metall/GIas-Öichtung, wenn die Elektrodenanordnung in einem heißem Fluid verwendet wird, weil sich dann Materialspannungen infolge des unterschiedlichen Dehnungsverhaitens von Glas und Metall ergeben. Bei einer anderen dieser bekannten Lösungen (FR-PS 10 13 055) liegt ebenfalls eine Glas/Glas-Berührung vor, und zwar zwischen einem Kragen des Außenrohres und einer Glasblase. Um in diesem Bereich die notwendige Dichtung zu gewährleisten, ist zwischen dem Kragen und der Glasblase eine Dichtmasse vorgesehen. Eine Metall/ Glas-Dichtung ist zwischen dem Elektrodendraht und der Glasblase vorgesehen.

Bei einer anderen bekannten Elektrode ist der Elektrolyt von einem isolierenden Öl mit einem Stopfen aus elastischem Harz getrennt, das in das Glas in

J5 flüssigem Zustand eingegeben wird und dort polymerisiert (CH-PS 4 90 675). Der Stopfen trennt den Elektrolyten und das Öl voneinander, um eine Vermischung beider zu verhindern, insbesondere wenn die Elektrode gekippt wird. Eins elektrische Sperre ist

w der Stopfen nicht.

Bei einer noch anderen bekannten Elektrode ist ein Glasrohr mit festen Gummistopfen versehen, die das Rohr in zwei Teilkammern für den Elektrolyten bzw. das isolierende öl unterteilen (G B- PS 10 87 220). Keiner der

«5 Gummistopfen alleine stellt eine elektrische Isolierung zwischen dem Elektrolyten und dem Abschirmmantel einer mit einem solchen Abschirmmantel versehenen

Elektrodenanordnung dar. Schließlich ist es bei Elektrodenanordnungen be-

kannt, einen elastischen Stopfen, nämlich einen Stopfen aus Kork vorzusehen (US-PS 21 17 596). Dieser Stopfen aus Kork kann aber nur als Dichtung dienen, nämlich venn er feucht ist, oder kann nur als elektrische Isolierung dienen, nämlich wenn er trocken ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Elektrodenanordnung so auszubilden, daß weniger aufwendige Glasarbeiten erforderlich sind, daß" die Abschirmung einfacher und wirkungsvoller durchgeführt werden kann und daß der Elektrolytraum

w klein sein und im wesentlichen mit Elektrolytflüssigkeit gefüllt werden kann, woraus sich eine entsprechende Verbesserung des physikalisch-chemischen Verhaltens der Elektrodenanordnung ergibt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen

&5 Elektrodenanordnung dadurch gelost, daß der Stopfen aus elastischem Material besteht und von einer in das Glasrohr eingepaßten Röhre in seine Position gedrückt ist.

Βΐί einer erfindungsgrmSßen Elektrodenanordnung ist die Elektrode in dem Stopfen aus elastischem, elektrisch nichtleitendem Material eingebettet und der Stopfen liegt mit seinem Außenumfang dichtend an der Innenseite des den Elektrolyten aufnehmenden Glasrohres an. Durch die dichtende Anlage des Stopfens am Glasrohr und an der Elektrode erfolgt eine zuverlässige Dichtung. Da der Abschirmmantel an dem Stopfen endet, sind außerdem Abschirmmantel und Elektrode gegeneinander isoliert. Beim Zusammenbau wird zuerst eine Verbindung zwischen dem inneren zentralen Leiter und der in den Stopfen eingebetteten, aus diesem herausragenden Elektrode hergestellt, dann wird der Stopfen mit dem ihm zugeordneten Leiter in das den Elektrolyten enthaltende G'asrohr eingeschoben. Vor dem Einschieben ist der Querschnitt des Stopfens etwas größer als der lichte Querschnitt des Glasrohres, so daß der Stopfen beim Einschieben etwas zusammengedrückt und zum dichtenden Zusammenwirken mit der Rohrinnenwand und dem Elektrodendraht gebracht wird. Beim Anmeldungsgegenstand gibt es weder eine anfällige Glas/Glas- noch eine ebensolche Metall/Glas-Dichtung. Der Aufbau der Elektrodenanordnung ist einfach und die Elektrodenanordnung ist über lange Zeit betriebssicher.

Um die Dichtwirkung des Stopfens gegenüber dem äußeren Glasrohr optimal werden zu lassen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Stopfen stufenförmig ausgebildet ist und mit dem Abschnitt mit geringerem Durchmesser innerhalb der Röhre liegt

Um eine erfindungsgemäße Elektrodenanordnung in besonders einfacher Weise zusammenbauen zu können, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung für eine Elektrodenanordnung, bei der die abgeschirmte Zuleitung einen undurchdringlichen Mantel hat, vorgeschlagen, daß der Mantel mit dem Stopfen verbunden worden ist ehe der Stopfen in das Glasrohr eingeführt wurde.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch und als Mittellängsschnitt dargestellt

Die gezeigte Anordnung umfaßt eine äußere Glasrohre 1, die an ihrem unteren Ende bei 2 mit einem Glasteil verschmolzen ist das zumindest teilweise als dünne Glasmembran 3 ausgebildet ist wobei das Verschmelzen des Rohrs mit der Membran 3 eine leichte Verringerung des Durchmessers, wie dargestellt bewirkt Die von dem unteren Ende des Rohrs und der Membran 3 gebildete Kammer wird normalerweise bei 4 einen Elektrolyten enthalten,-wenn sie benutzt wird; in diesen Elektrolyten wird eine Elektrode 5 eingetaucht

Die Elektrode 5 hat die Form eines Drahtes, und sie wird in einem Stopfen 6 aus einem inerten, nachgiebigen Isoliermaterial, wie z. B. Silikongummi befestigt Der Stopfen 6 paßt in das Ende einer inneren Röhre oder eines Schlauchs 7, der aus irgendeinem geeigneten Material bestehen kann, wobei Nylon bevorzugt wird; es kann jedoch Polypropylen oder ein ähnliches Material verwendet werden. Der Stopfen 6 ist in das Ende der Röhre 7 eingepaßt; er hat eine zentrale Aussparung, um das Ende eines Kabels 8 aufzunehmen. Das Kabel 8 ist ein abgeschirmtes Koaxialkabel, das aus einem inneren zentralen Leiter 9, einem Isolator 10, einem umsponnenen oder gedrehten leitfähigen Abschirmmantei It und einer äußeren, undurchdringlichen Isolierschicht 12 besteht Der Elektrodendraht 5 verläuft durch den Stopfen in die zentrale Aussparung, und ist bei 13 an den zentralen Leiter 9 des Kabels gelötet oder auf eine andere Weise mit ihm verbunden. Die Abschirmkabel oder Litzen 11 des Kabels und der äußere Isoliermantel 12 sind von der Lötstelle 13 mit dem Draht eine kurze Strecke zurückgezogen, wie dargestellt und das Ende des Kabels wird dann in der Aussparung des Stopfens durch ein eingefügtes Dichtungsmaterial 14 abgedichtet F'.jses Material soüte flexibel sein, und es ist übiiehr^weise ein RTV-Raumtemperatur vulkanisierendes Dichtungsmittel, obwohl andere auf Gummi basierende oder gummiähnliche Dichtungsmittel benutzt werden könnea

An dem oberen Ende der Röhre 7 wird das Kabel 8 durch einen weiteren Stopfen 15 als Halterung geführt, der in das obere Ende der Röhre 7 paßt Der Stopfen 15 kann mit einem Kopfstück ausgebildet sein, wie bei 16 dargestellt das eine Abdichtung ist, die in die äußere Röhre 1 eingepaßt ist; als Alternatiworschlag kann das Gebiet bei 15 mit einem geeigneten nachgiebigen Abdichtungsmittel, wie z. B. ein RTV-Mittel gefüllt werden.

Man kann erkennen, daß der VeTsebJußstopfen 6 eine in das Rohr 1 eingepaßte Abdichtung ist und den Elektrolyten 4 wirksam abdichtend in der Kammer hält deren eine Wand die Membran 3 ist Weiterhin win? an dem oberen Ende der Anordnung eine wirksame Abdichtung zwischen dem Kabel 8 and dem oberen Ende Jes Rohrs geschaffen. Da das untere Ende des Kabels 8 in dem Dichtungsmaterial bei 14 abgedichtet wird, und da der äußere Mantel des Kabels undurchdringiich ist, ist die Anordnung wirkungsvoll abgedichtet.

Das obere Ende der Anordnung kann weiterhin durch eine Kappe 17 bedeckt und beschützt werden. Die Kappe kann aus Kunststoff oder aus Metall sein, wie z. B. elektrolytisch behandeltem Aluminium, und ist nach einer bevorzugten Ausführungsform eine Reibungspassung auf Rohr 1. Sie kann, z. B. mit einem Klebstoff, an dem Rohr befestigt werden. Das Ende des Kabeh 8 trägt, eif^n Verbmdungsstecker 18.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrochemische Elektrodenanordnung mit einem Glasrohr, das in einem eine Membrane bildenden Glastei! endet, das mi! seiner Innenseite die Bektroiytflüssigkeit umschließt und dessen Außenfläche frei zugänglich ist, wobei dem Abschluß der Etektrolytflüssigkeit in der Membrane und gegen das Glasrohr ein in das Glasrohr eingepaßter Stopfen aus elektrisch isolierendem Material dient, in den die Elektrode eingebettet ist, um in die Elektrolytflüssigkeit geführt zu werden, und wobei ein innerer zentraler Leiter durch das Glasrohr geführt, mit der Elektrode verbunden und von einem bis in den Bereich des Stopfens reichenden Abschirmmantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (6) aus elastischem Material besteht und von einer in das Glasrohr (1) eingepaßten Röhre (7) in seine Position gedruckt wird.

2. Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (6) stufenförmig ausgebildet ist und mit seinem Abschnitt mit geringem Durchmesser innerhalb der Röhre (7) liegt.

3. Elektrodenanordnung nach Anspruch I₁ bei der die abgeschirmte Zuleitung einen undurchdringlichen Mantel hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) mit dem Stopfen (6) verbunden worden ist, ehe der Stopfen in das Glasrohr (1) eingeführt wurde.