DE2546688A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von akkumulator-roehrchenplatten - Google Patents

Description

Datum:

CHLORIDE GROUP LIMITED
London, Großbritannien

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Akkumulator-Röhrchenplatten

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Akkumulatorplatten, vorzugsweise von Akkumulator-Röhrchenplatten, insbesondere das Pullen der Plattenröhrchen, eine neue Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie neue schlamnförmige aktive Massen.

Die Mantelrohre der Röhrchenplatten können aus verschiedenstem Material bestehen und unterschiedlich angeordnet sein. Die Mantelrohre können zum Beispiel miteinander verbunden sein, oder es kann sich um getrennte Mantelrohre handeln, die getrennt auf den Stiften oder Seelen angeordnet sind.

Ein Beispiel für eine solche getrennte Mantelrohranordnung besteht darin, daß man Gewebe-Mantelrohre mit einer dünnen äußeren Kunststoffhülle verwendet, die Perforationen mit etwa 1 bis 2 mm Durchmesser in Abständen von etwa 1 bis 2 mm besitzt. Die Kunststoffhülle besitzt eine Dioke von etwa 0,1 bis 0,2 mm.

609818/0998

Obwohl die Erfindung nicht auf solche Anordnungen beschränkt ist, erfolgt ihre Beschreibung insbesondere im Hinblick auf Mantelrohranordnungen, bei denen die Mantelrohre ein einziges, vorgeformtes Fertigungsteil darstellen, da dies die Anordnung der Mantelrohre auf den Plattenseelen erleichtert.

Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Röhrchenplatten besteht darin, daß man Mantelrohre mit einem Harz imprägniert, um sie steif und trotzdem noch durchlässig zu machen, die Mantelrohre auf eine Reihe aus Bleilegierungsseelen aufbringt, jeweils eine Seele für jedes Mantelrohr, und den Zwischenraum zwischen dem Innern der Mantelrohre und den Seelen mit aktivem Material, z. B. Bleioxidpulver,mittels eines Einfülltrichters füllt, sowie die Anordnung schüttelt, um das Pulver in den Mantelrohren zu verdichten. Diese Methode wirft erhebliche Probleme auf, z. B. hinsichtlich der Verschwendung von Bleioxidpulver, der Ungleichmäßigkeit des Füllgewichts und der Ungleichmäßigkeit der Füllung, wobei es leicht zu einer stärkeren Verdichtung in demjenigen Teil der Mantelrohre kommt, der beim Füllen unten, bei Gebrauch der Röhrchenplatten jedoch oben ist.

Zur Verminderung dieser Probleme ist es aus der GB-PS 947 796 bekannt, eine past öse aktive Masse, die ein wasserlösliches Verdickungsmittel enthält, in die Mantelrohre unter hohem Druck zu extrudieren. Dieses Verfahren führt jedoch zu Röhrchenplatten, die in unvorhersehbarer Weise veränderliche elektrische Eigenschaften besitzen. Weiterhin besteht eine Neigung der Paste, sich zu verändern, und ihre Fließfähigkeit unter Druck zu verlieren und weiterhin in den Verarbeitungsmaschinen fest zu werden, wenn es beim Produktionsablauf zu Unterbrechungen oder Verzögerungen kommt.

Weiterhin ist es aus der DT-AS 2 243 377 bekannt, ein abgemessenes Volumen, das dem inneren Volumen der Röhrchenplatte entspricht, einer sauren Akkumulatorpaste innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums, zum Beispiel in weniger als 1,5 Sekunden, in die Mantelrohre einzupressen. Hierzu wird der Paste eine

609818/0998

zusätzliche Menge Wasser einverleibt. Gemäß der DT-AS 2 243 377 -soll hierbei eine Suspension entstehen; tatsächlich handelt es sich jedoch bei dem Gemisch um eine dicke Faste, die nicht selbstverlaufend ist. Die beschriebenen Pasten enthalten 3 Teile graues Bleioxid, 1 Teil rotes Bleioxid, 2,96 Gewichtsteile Oxide pro 1 Gewichtsteil Säure und Wasser, sowie 0,06 Gewichtsteile Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,4 pro 1 Gewichtsteil Oxid, das heißt 12,6 Prozent des grauen Bleioxids sind sulfatiert. Gemäß der Beschreibung besitzen die Pasten dynamische Viskositäten im Bereich von 3000 bis 4000 cP, wobei nicht angegeben ist, welche Meßverfahren bzw. Meßgeräte hierbei Anwendung finden sollen.

Bei den im Rahmen der Erfindung durchgeführten Arbeiten wurde die Viskosität der vorstehend beschriebenen Paste der DT-AS 2 243 377 mittels eines Rotationsflügelviskosimeters gemessen. Dieses Rotationsflügelviskosimeter und das Meßverfahren sind weiter unten beschrieben.

Bei den Messungen wurde gefunden, daß die beschriebene Paste einen Rotationsflügelviskosiraeter-Drehmomentwert von 107 g.m (0,775 lbs.ft.) besitzt. Die Paste ist nicht selbstverlaufend das heißt,wenn man einen Batzen der Masse auf eine ebene Fläche aufbringt, tritt innerhalb von 24 Stunden kein Ausbreiten bzw. Verlaufen des Batzens ein, obwohl sich geringe Flüssigkeitsmengen während dieses Zeitraums aus den Feststoffen abscheiden.

Dieses Verfahren ist mit den Nachteilen verbunden, daß ein genaues Abmessen des einzupressenden Pastenvolumens erforderlich ist, und die Paste so viskos ist, daß sie unter hohem Druck in die Mantelrohre eingepreßt werden muß.

Dieses Erfordernis nach Anwendung hoher Drücke führt zu Dichteunterschieden der Paste nach Maßgabe der Länge der Mantelrohre, wobei eine Neigung der Paste zur XJberverdichtung an den Einlaßenden der Mantelrohre besteht, die bei Gebrauch das untere Ende bzw. den Boden darstellen. Darüber hinaus ist es schwierig, die

609818/0 99«

Paste über die volle Länge der Mantelrohre zu transportieren, insbesondere bei tiefen Platten.Dies bedeutet eine ernsthafte Beschränkung der Plattengröße, die gefüllt werden kann, und bringt weitere Probleme bei der Herstellung von Akkumulatoren aus dieser Paste und beim Gebrauch dieser Akkumulatoren mit sich.

Es wurde gefunden, daß die vorgenannten Probleme dadurch vermindert bzw. vermieden werden können, indem man ein(e) grundsätzlich verschiedene(s) Masse, Vorrichtung und Verfahren anwendet, bei dem man einen gießbaren, flüssigen Schlamm sehr niedriger Viskosität unter der Schwerkraft in die Mantelrohre gießt bzw. einführt und, nachdem die Mantelrohre gefüllt sind, vorzugsweise durch Ansteigenlassen des Drucks bzw. Gegendrucks verdichtet. Durch Steuerung des Druckwertes, auf den man den Druck ansteigen läßt, kann der Verdichtungsgrad beliebig verändert werden^und es lassen sich sehr gleichmäßige Verdichtungen erreichen.

Im folgenden wird der Ausdruck "Röhrchenplatte" für den Fall verwendet, wo die einzelnen Seelen bzw. Ableiterstifte jeweils von einem Mantelrohr, getrennt oder zusammenhängend, umhüllt sind, während die Bezeichnung "Panzerplatte" nicht auf den Fall der Röhrchenplatte beschränkt ist; vielmehr kann die um die Seelen angeordnete Umhüllung eine beliebige Form besitzen.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Panzerplatten für Akkumulatoren durch Einbringen einer aktiven, Wasser enthaltenden Masse in die poröse Umhüllung der Platte, wenn die Umhüllung auf dem stromleitenden Element der Platte angeordnet ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine aktive Masse mit einem solchen Wassergehalt verwendet, daß aktives Material durch die poröse Umhüllung herausgefiltert und ein Bett aus aktivem Material in der Umhüllung aufgebaut wird, wobei sich das Bett, ausgehend von dem der Einspeisung der Masse entgegengesetzten Ende, zurück zu dem Ende der Einspeisung

609818/099-8

der Masse aufbaut, und Flüssigkeit durch die Wände der Umhüllung während des Zeitraums des Bettaufbaus hindurchtritt.

Bei dem aktiven Material handelt es sich vorzugsweise um aktives Bleioxidmaterial, und das Gewichtsverhältnis von Peststoffen zu Wasser in der Masse beträgt vorzugsweise 2,5 : 1 bis herab zu 0,4 ί 1·

Die Bezeichnung "Umhüllung" umfaßt sowohl Anordnungen getrennter Mantelrohre als auch Anordnungen von Mantelrohren, die miteinander verbunden sind oder aus flächigem Material hergestellt sind. Es kommen beliebige Umhüllungen in Frage, sofern diese einen Beutel oder eine Tasche um das oder die stromleitenden Elemente der Platte herum zu bilden und aktives Material als Bett um das oder die etromleitenden Elemente herum herauszufiltern vermögen.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Panzerplatten, vorzugsweise Röhrchenplatten, für Akkumulatoren, vorzugsweise Bleiakkumulatoren, durch Einführen einer aktiven Masse in die poröse Umhüllung einer umhüllten Platte, zum Beispiel die Mantelrohre, wenn die Mantelrohre auf dem stromleitenden Element der Platte, zum Beispiel den Seelen bzw. Ableiterstiften, angeordnet sind, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die aktive Masse in die Umhüllung als wässrigen Schlamm einspeist, wenn die Umhüllung in im wesentlichen vertikaler Ebene ausgerichtet ist, so daß sich die Feststoffe zum Boden der Umhüllung hin unter der Schwerkraft absetzen können, wobei der wässrige Schlamm ein Gewichtsverhält— nis von aktivem Material zu Wasser im Bereich von 2,5 ! 1 bis 0,4 ! 1 besitzt, das Material der Umhüllung so ausgewählt ist, daß es aktives Material herausfiltert, während Flüssigkeiten hindurchgelassen werden, wodurch die Feststoffe mindestens teilweise innerhalb der Umhüllung gehalten werden und die Flüssigkeit zumindest teilweise durch die Wände der Umhüllung auszutreten vermag, und man die Einspeisung des Schlamms in die Umhüllung so lange fortführt, bis die Umhüllung mit aktivem

6 0 9818/0998

Material gefüllt ist, worauf man den Druck in der Zuführung . zur Umhüllung auf einen Wert von über 0,35 kg/cm (0,35 atü), jedoch nicht über 7 kg/cm (7 atü)_f ansteigen läßt und danach eine Druckentspannung herbeiführt.

Nachfolgend wird das Verfahren der Erfindung im wesentlichen mit Bezug auf die Herstellung von Röhrchenplatten beschrieben.

Das Verhältnis von Schlammvolumen, das in die Röhrchen eingespeist wird, zu dem gesamten inneren freien Volumen der Röhrchen in der Platte beträgt vorzugsweise mindestens 2:1, insbesondere mindestens 3:1>4:1 oder 5:1» wobei ein Bereich von 5 : 1 bis 15:1 bevorzugt und ein Bereich von 6 : 1 bis 10 : 1 besondere bevorzugt ist.

Bei dem inneren freien Volumen der Röhrchen handelt es sich um dasjenige Volumen innerhalb des lichten Durchmessers der Röhrchen, das nicht von den stromleitenden Elementen eingenommen wird.

Bei dem wässrigen Schlamm handelt es sich um ein Gemisch aus Wasser und teilchenförmigen! aktivem Material. Es kann sich hierbei um Schlamm handeln, dem keine Säure zugesetzt worden ist und der im wesentlichen frei von Sulfat ist.

Das vorzugsweise anzuwendende Gewichtsverhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit in dem Schlamm, das sich innerhalb des vorgenannten Bereichs bewegt, richtet sich nach dem verwendeten aktiven Material und der Permeabilität bzw. Durchlässigkeit der zu füllenden Röhrchen.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem wässrigen Schlamm um ein Gemisch aus teilchenförmigen aktivem Material, zum Beispiel Bleioxid und Wasser in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 0,5 : 1 bis 1,5 : 1 oder 2,0 : 1, insbesondere 1 : 1 bis 1,8 : oder etwa 1,5:1.

609818/0998

25A6688

Schlämme mit Oxidverhältnissen von O,1:1, 0,5 : 1, 1*1» .1,5 : 1 xand 2,0 : 1 besitzen Dichten von 1,1, 1,4, 1,7, 2,15 bzw. 2,35 g/ml. Vorzugsweise besitzt der Schlamm eine Dichte von unter 2,5 g/nü.·

Die Peststoffteilchen im Schlamm besitzen eine solche Größe, daß unter 1 Gewichtsprozent eine Größe von über 200 u, unter 1 Gewichtsprozent eine Größe von unter 0,001 u und 95 Gewichtsprozent eine Größe von unter 50 ρ besitzen. Die Bestimmung der Teilchengrößen erfolgt mittels Siebanalyse.

Bei dem nachfolgend beschriebenen nicht-gewebten bzw. vliesartigen Material wird es bevorzugt, säurefreie Schlämme mit einem Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit von 2,0 : 1 bis 0,5 : zum Beispiel 1,5 ϊ 1 bis 0,7 : 1, zu verwenden.

Insbesondere werden bei säurefreien Schlämmen solche Schlammzusammensetzungen bevorzugt, die graues Bleioxid oder rotes Bleioxid oder Gemische aus grauem Bleioxid und rotem Bleioxid mit bis zu 70 Prozent rotem Bleioxid enthalten. Bevorzugt sind Gemische aus grauem Bleioxid und rotem Bleioxid mit Gewichtsverhältnissen von 66 : 34 bis 33 ί 67.

Bei dem nachfolgend beschriebenen spinngewebten Material wird es bevorzugt, säurefreie Schlämme mit einem Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit von 2,5:1 bis 1 : 1 zu verwenden.

Bei dem nachfolgend beschriebenen gewebten Material wird es bevorzugt, säurefreie Schlämme mit einem Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit von über 2,0 : 1, zum Beispiel im Bereich von 2,4 : 1 bis 2,5 : 1, zu verwenden.

Die erfindungsgemäß geeigneten Schlämme bzw. Suspensionen besitzen Viskositäten, die im wesentlichen mit der Viskosität von Wasser übereinstimmen. Hierin besteht ein grundlegender Unterschied zu herkömmlichen Akkumulatorpasten und den in der DT-AS 2 243 377 verwendeten Pasten. Die Viskositäten der

609818/0998 '

erfindungsgemäß geeigneten Schlämme können nicht mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen werden, da sich die Feststoffe beim Stehenlassen absetzen.

Die erfindungsgemäß geeigneten Schlämme lassen sich leicht gießen, und die Feststoffe setzen sich aus der flüssigen Phase schnell ab, das heißt in weniger als 15 Minuten beim Stehenlassen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Massen sind somit dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Rotationsflügelviskosimeter-Drehmomentwert (Beschreibung siehe unten) von unter 0,83g . m (0,006 lbs . ft), vorzugsweise von nicht über 0,55g . m (0,004- lbs . ft), jeweils gemessen bei 20 ⁰C, besitzen.

Die Suspensionshalbwertszeit (wie nachfolgend beschrieben) der Schlämme ist vorzugsweise nicht größer als 15 Minuten und liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 Minuten.

Die Viskositäten der Schlämme sind im wesentlichen unabhängig von der Schergeschwindigkext, das heißt es handelt sich nicht um thixotrope Gele, und, obwohl ein Viskositätsabfall mit steigender Schergeschwindigkext auftritt, ist dieser Abfall nicht ausgeprägt und ee bildet sich kein Gel beim Wegnehmen der Scherkraft .

Die Schlämme können herkömmliche Füllstoffe und Zusatzstoffe für das aktive Material enthalten, wie hydrophobes oder hydrophiles Siliciumdioxid bzw. Kieselgel, zum Beispiel in Mengen von 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Oxid. Das Einbringen des Schlamms in die Röhrchen erfolgt vorzugsweise unter der Schwerkraft, das heißt bei einem Druck bzw. Überdruck von 0 oder unter 0,35 kg/cm , so lange, bis die Röhrchen mit der Masse gefüllt sind. Dann läßt man den Druck bzw. Überdruck bis auf einen Wert von nicht über 7 kg/cm ansteigen und führt anschlies« send eine Druckentspannung herbei.

609818/0998

In einer Ausführungsform führt man die Füllung der Röhrchen im wesentlichen unter Schwerkraft durch. Dann läßt man einen Druckaufbau stattfinden, um Druck auf das aktive Material in den gefüllten Röhrchen, zum Beispiel für einen Bruchteil der Zeit auszuüben, die für das Füllen des Röhrchens erforderlich ist. So kann zum Beispiel ein Druck im Bereich von 0,35 bis 3,5 kg/cm , zum Beispiel 0,7 bis 2,1 kg/cm , zum Beispiel für 1/1O bis 1/2 der Zeit, oder für die gleiche Zeit angewendet werden, die für das Füllen des Röhrchens erforderlich ist. Wenn man zum Beispiel für das Füllen des Röhrchens 5 bis 15 Sekunden benötigt, erfolgt die Druckanwendung zum Beispiel für eine Dauer von 1 bis 5 Sekunden.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Druck über einen längeren Zeitraum angewendet. Hierbei führt man die Füllung der Röhrchen im wesentlichen unter Schwerkraft durch, indem man den Schlamm in die Röhrchen unter einem Gegendruck von 0 einpumpt. Wenn die Röhrchen gefüllt sind, wird das Pumpen fortgeführt, und man läßt den Gegendruck bis auf einen Wert von nicht über 4,9 kg/cm ansteigen. Der Druck kann somit im Be-

2 2

reich von 0,35 bis 3»5 kg/cm , zum Beispiel 0,7 bis 2,1 kg/cm , liegen. Das Gewicht des Oxids in den Röhrchen kann durch Regelung des Druckaufbaus gesteuert werden, wie aus den Beispielen hervorgeht. Im allgemeinen läßt man den Druck nur bis zu einem festgelegten Wert ansteigen und führt dann eine Druckentspannung herbei.

Überraschenderweise und im Gegensatz zum Stand der Technik, wo der gesamte Füllvorgang unter hohem Druck durchgeführt wird, was sich in einer Schichtung des aktiven Materials niederschlägt, wobei die Paste in der Nähe der Einlaßöffnung eine größere Verdichtung aufweist, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine gleichmäßige Erhöhung der Dichte des aktiven Materials über das gesamte Mantelrohr, ohne daß eine Schichtung auftritt.

609818/0998

Wie vorstehend dargelegt, wird das Material des Röhrchens bzw. Mantelrohrs so ausgewählt, daß es eine Pilterwirkung auf das verwendete aktive Material ausübt. Dies bedeutet jedoch nicht, daß das gesamte aktive Material aus der Flüssigkeit entfernt wird, die durch die Mantelrohre austritt, sondern lediglich, daß ein Teil in und von den Mantelrohren zurückgehalten wird.

Wie vorstehend dargelegt, hängt das zu verwendende Verhältnis von aktivem Material zu Flüssigkeit von einer Vielzahl von Faktoren ab, einschließlich der Natur des Materials, aus dem die Mantelrohre hergestellt sind.

Erfindungsgemäß muß man einen Kompromiß eingehen zwischen der Anforderung an das Material, eine hohe Wasserdurchlässigkeit zu besitzen, um eine gute Leitfähigkeit bei Gebrauch des Akkumulators zu gewährleisten, und der Anforderung an das Material, eine gute Filterwirkung zu besitzen, so daß der Füllvorgang rasch durchgeführt werden kann, und dem aktiven Material, das während eines langen Gebrauchs Zeitraums und unter Stoß- und Vibrationsbeanspruchung in den Mantelrohren bleiben soll. Ein geeignetes Material besteht aus einer nicht-gewebten Watte aus Polyesterfasern mit einer Dicke von 0,5 bis 0,7 mm und einem Gewicht von 120 bis 160 g/cm . Dieses Material besitzt keine Perforation, sondern bezieht seine Porosität aus den natürlichen Lücken, die zwischen den Fasern, aus denen es gemacht ist, bestehen. Es besitzt eine Stickstoffdurchlässigkeit (wie nachfolgend beschrieben) von 8,0 Liter/cm /min und eine Wasserdurchlässigkeit (wie nachfolgend beschrieben) von 1,5 Liter/cm /min.

Im allgemeinen wird es bevorzugt, ein Material mit einer Stickst off durchlässigkeit im Bereich von 0,5 bis 20, insbesondere 1 bis 10, und besonders bevorzugt 3 bis 9 Liter/cm /min zu verwenden. Vorzugsweise besitzt dieses Material eine Wasserdurchlässigkeit von mindestens 0,01, insbesondere 0,1 oder 0,5 bis 1, 2 oder 5» Liter/cm /min oder mehr.

60981 8/0998

Wie nachstehend beschrieben, wird es bevorzugt, einen Schlamm zu verwenden, in dem die Veilchen des aktiven Materials eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 5 bis 20 u besitzen.

Es kann jedoch auch Material mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1 bis 30 oder 50 oder 10Ou mit gleichem Vorteil verwendet werden, solange das Mantelrohrmaterial noch eine ausreichende Filtrationswirkung besitzt. Es kann auch aktives Material mit einer größeren Teilchengröße, wie granuliertes Material, zum Beispiel mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 1,0 mm verwendet werden, und gegebenenfalls können auch Gemische aus aktivem Material unterschiedlicher Teilchengröße Verwendung finden.

Nach Maßgabe des speziell herzustellenden Akkumulators kann es sich um beliebiges aktives Material handeln. Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit Bleiakkumulatoren beschrieben ist, kann die Lehre der Erfindung, die die Anforderungen an die aktive Masse und das Material für die Umhüllung beschreibt, wodurch eine Filtrationsfüllung erreicht und ein Bett aus aktivem Material vom Boden der Umhüllung (das obere Ende bei Gebrauch) aufgebaut wird, auch auf andere elektrochemische Systeme Anwendung finden.

Mit Bezug auf Bleiakkumulatoren besitzen im wesentlichen sämtliche Bleioxidteilchen Teilchengrößen von unter 100 u, zum Beispiel besitzen weniger als 1 Gewichtsprozent Durchmesser von über 200 yi. Darüber hinaus besitzen weniger als 1 Prozent Durchmesser von unter 0,001 p. Typischerweise besitzen mindestens 50 Gewichtsprozent, zum Beispiel 95 Gewichtsprozent, eine Größe von unter 50 u, 50 Gewichtsprozent eine Größe von unter 10 u, und 5 Gewichtsprozent sind unter 1 u groß. Bei dem Oxid kann es sich um ein Gemisch aus grauem Bleioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 20 u und rotem Bleioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 1Ou handeln. Das Verhältnis von grauem zu rotem Bleioxid beträgt zum Beispiel etwa 95 : 5 bis 5 : 95, vorzugsweise 90 : 10 bie 50 : 50, wobei ein Verhältnis

609818/0998 ,

von etwa 33 s 67 besonders bevorzugt ist.

Vorzugsweise sind die Mantelrohre am oberen und unteren Ende so angeklammert, daß Flüssigkeit aus der gesamten Fläche der Mantelrohre austreten kann.

Vorzugsweise wird ein Vorrat des Schlamms während des Füllens kontinuierlich gemischt, während ein kleiner Teil des Schlammvorrats aus diesem kontinuierlich gemischten Vorrat in die Mantelrohre eingefüllt wird.

Der Schlammvorrat wird vorzugsweise durch eine Pumpe gefördert, die eine gleichmäßige Abgabe gewährleistet und den Suspensionszustand des Schlamms aufrechterhält. Während der Pausen zwischen der Füllung der Röhrchenplatten wird der Schlamm vom Auslaßende zum Einlaßende der Pumpe, zum Beispiel über eine Umwälzleitung, umgewälzt. Diese Umwälzleitung ist mit dem Pumpenauslaß und einem gerührten Vorratstank verbunden, aus dem eine Speiseleitung zum Pumpeneinlaß führt.

In einer ersten Äusfuhrungsform des Verfahrens wird der Schlamm durch eine Pumpe in eine Röhrchenplatte eingespeist. Wenn die Platte gefüllt ist, erfolgt eine kontinuierliche Umwälzung von Pumpenauslaß zu Pumpeneinlaß, worauf die Einspeisung des Schlamms in eine andere Röhrchenplatte erfolgt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung enthält vorzugsweise mindestens eine Füllstation mit Einrichtungen zur Halterung der Umhüllung einer Platte, die auf dem stromleitenden Element in im wesentlichen vertikaler Ebene angeordnet ist, und eine Füll-Verteilereinrichtung zur Einspeisung von Schlamm in die Umhüllung einer Platte, die in der Halterung angeordnet ist, und weiterhin einen Schlammvorratstank mit Rühreinrichtungen zur Aufnahme eines Vorrats an aktivem Materialschlamm, und Abgabeeinrichtungen zur Abgabe des Schlamms aus dem Vorratstank zu der Verteilereinrichtung einer ausgewählten Füllstation.

609818/0998

~¹³~ 25A6688

Die Abgabeeinrichtungen enthalten vorzugsweise Umwälzeinrichtungen zur Umwälzung des Schlamms zum Vorratstank, wenn der Schlamm nicht an eine Füllstation abgegeben wird.

Die Abgabeeinrichtungen können eine Pumpe mit einer Zuführungsleitung, die mit dem Vorratstank in Verbindung steht, und Ventileinrichtungen enthalten, wobei ein Umwälzventil, das mit dem Pumpenauslaß in Verbindung steht, Schlamm von dem Pumpenauslaß, vorzugsweise selektiv, zu einer Füllstation, oder wenn mehr als eine Füllstation Verwendung findet, zu einer ausgewählten Füllstation leitet, oder den Schlamm zum Vorratstank umwälzt.

Die Einrichtungen zur Halterung der Platten sind vorzugsweise zur Halterung von Röhrchenplatten ausgebildet und enthalten einen Rahmen, der fest mit der Füll-Verteilereinrichtung verbunden ist und obere und untere Greifbacken zum reversiblen Festklemmen der Platten an dem Rahmen enthält.

Die Greifbacken können gezahnt sein und dem äußeren Oberflächenprofil des oberen und unteren Endes der Röhrchenplatte angepaßt sein.

Zumindest die obere Greifbacke ist vorzugsweise mit einem elastischen, abdichtenden Belag versehen.

Die Verteilereinrichtung ist vorzugsweise der Verwendung von Röhrchenplatten angepaßt und besitzt dann vorzugsweise eine Auslaßdüsenanordnung, bestehend aus starren Füllröhrchen, die in bestimmtem Abstand in einer geraden Linie angeordnet sind, wobei die Füllröhrchen bezüglich der Mantelrohre der Platte zentriert sind und äußere Durchmesser besitzen, die den inneren Durchmessern der Plattenröhrchen entsprechen. Somit befinden sich die Röhrchen vorzugsweise in vertikaler Anordnung, so daß der Schlamm am oberen Ende der Röhrchen eingefüllt werden kann.

Die Füllröhrchen können durch eine elastische Dichtung hindurchgehen, wobei die Abmessungen des Rahmens im Verhältnis zur Platte

609818/0998

/abgestimmt sind, daß das Ende der Platte zwangsläufig gegen bzw. in die Dichtung gedrückt wird, um die Platte in der Halterung zu befestigen.

Vorzugsweise ist ein druckempfindliches Ventil im Zusammenspiel mit der Einlaßseite jeder Füll-Verteilereinrichtung vorhanden.

Vorzugsweise sind pro Pumpe und Schlamravorratstank mindestens zwei Füllstationen vorgesehen, wobei es sich bei dem Umwälzventil um ein Dreiwegventil handelt.

Das oder jedes druckempfindliche Ventil kann so angeordnet sein, daß eine automatische Umstellung des Umwälzventils oder der Ventileinrichtungen, die die oder jede Verteilereinrichtung mit der gemeinsamen Speiseleitung verbinden, auf Urawälzsteilung stattfindet, und um eine Druckentspannung der Platte herbeizuführen, sobald der vorgegebene Druckwert erreicht ist.

Die Pumpe besteht vorzugsweise aus einem als eingängige Schraube ausgestatteten Rotor, der in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist, das als zweigängiger Schraubengang ausgebildet ist, wobei die Schraube des Gehäuses die doppelte Steigung wie die Rotorschraube besitzt. Der Rotor dreht sich um seine eigene Achse in einer Richtung, während die Achse des Rotors um die Achse des Zylindergehäuses mit gleicher Geschwindigkeit, jedoch entgegengesetzter Drehrichtung, herumkreist.

Das Verfahren der Erfindung ist nicht auf das Pullen von röhrchenförraigen Platten beschränkt. Es können auch Umhüllungen von anderer Gestalt verwendet werden, zum Beispiel umschlagähnliche Umhüllungen, und in diesem Fall braucht das Gitter nicht die Form eines Stiftkamms besitzen; es kann sich vielmehr um ein herkömmliches gegossenes Gitter oder um ein netzartiges Gitter, zum Beispiel ein ausgedehntes lÄetallgitter oder um ein flächiges Material bzw. eine Platte mit ausgestanzten Öffnungen handeln. Selbst die Verwendung einer festen Platte wäre möglich, sofern die erforderliche Stromspeicherfunktion in ausreichendem

609818/0998

Umfang gewährleistet ist.

■Bei der Umhüllung kann es sich um flexibles oder um starres bzw. steifes Material handeln. Zumindest in dem Fall, wo die Umhüllung flexibel ist, wird es bevorzugt, während des Füllvorgangs eine Stützung unter Verwendung poröser Trägereinrichtungen, zum Beispiel mittels starrer, poröser flächiger Materialien, Sieben oder Gittern vorzunehmen, so daß die Platte im wesentlichen parallelseitig ausgerichtet bleibt, während Flüssigkeit austritt.

Bei dieser Anordnung muß auch das Einführungs-Verteilerstück so abgeändert werden, daß anstelle einer Reihe von Röhrchen, die in die Enden der einzelnen Mantelrohre der Umhüllung eingepaßt sind, ein einfacher oder doppelter röhrenförmiger Einschnitt bzw. Schlitz zur Einpassung in das offene untere Ende der Umhüllung vorgesehen ist. Eine doppelte Schlitzanordnung, die sich über dem Ende des Gitters verschachtelt und ein Schlitzpaar entlang beiden Seiten des Gitters vorsieht und mit diesem verklammert werden kann, kann Vorteile gegenüber einer Einfachschiit zanordnung besitzen.

Das Ende der Umhüllung kann nach dem Füllen mit einem verlängerten Bodenstab verschlossen werden. Dieser kann aus einem inneren Zapfen, der das Gitterende greift, und einer äußeren Klammer oder einem integralen Backen an dem Zapfen bestehen, um das äußere der Umhüllung zu greifen und es gegen den Zapfen zu halten.

In einer weiteren Ausführungsform kann anstelle eines Einlaß-Verteilers von fixierten Röhrchen-Auslaßöffnungen oder fixierten Schlitzen bzw. Einschnitten eine Anordnung von einziehbaren Füllröhrchen, die sich nach unten in die Umhüllung erstrecken, verwendet werden. Bei dieser Anordnung beginnt man so, daß sich die Füllröhrchen in voller Länge nach unten in die auf den Seelen befindliche Umhüllung erstrecken (die hier keine Zeiltrierrippen besitzen müssen, da die Füllröhrchen diese

609818/0998

Funktion erfüllen). Wenn das aktive Material aus den Enden der Röhrchen austritt, werden die Röhrchen entlang der Umhüllung herausgezogen, schließlich am oberen offenen Ende der Umhüllung angehalten, wo sie momentan festgeklemmt werden können, und dann weggenommen, um das Füllen der Platte zu beenden.

Es liegt auf der Hand, daß diese Anordnung komplizierter ist als diejenige Anordnung, bei der der Schlamm einfach in die oberen Röhrchenenden eingespeist wird. Diese einfache Anordnung wird deshalb besonders bevorzugt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgegemäßen Vorrichtung,

Figur 2 eine vergrößerte schematische perspektivische Ansicht der in Figur 1 gezeigten Füllbox,

Figur 3 eine schematische Teilansicht des in Figur 2 gezeigten unteren Greifbackens in offener Stellung, wobei nur einige Plattenröhrchen gezeigt sind,

Figur 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV der Figur 3»

Figur 5 eine Querschnitts-Teilansicht des oberen Greifbackens in offener Stellung, wie in Figur 3,

Figur 6 eine allgemeine Frontansicht des Rotationsflügelviskosimeters, das zur Viskositätsmessung der er— findungsgemäß verwendeten Schlämme benutzt wird,

Figur 7 eine Front-Detailansicht der Flügelanordnung des Viskosimeters der Figur 6,

Figur 8 eine Draufsicht auf den Behälter zur Verwendung

mit dem Viskosimeter der Figur 6 zur Aufnahme der Probe, deren Viskosität gemessen werden soll,

Figur 9 eine Draufsicht, in Form einer optischen Mikrophotographie, auf ein nicht-gewebtes Material bzw. Vlies, NW, das in den Beispielen verwendet wird und

609818/0998

weiter tint en beschrieben ist,

Figur 10 eine Frontansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Satellit-Füllstation zur Verwendung in einer Verfahrensvariante, bei der eine zentrale Schlaramaufbereitungsstation mehrere Satellit-Füllstationen mit Schlamm versorgt,

Figur 11 eine Seitenansicht der Satellit-Füllstation der Figur 10,

Figur 12 eine Draufsicht auf die Satellit-Füllstation der Figur 10,

Figur 13 eine Draufsicht auf die Zentral-Schlammaufbereitungsstation, die in Zusammenhang mit Figur 10 genannt ist,

Figur 14 eine Seitenansicht der in Figur 13 gezeigten Station,

Figur 15 eine Frontansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Füll-Verteilers mit oberem Greifbacken, wie in der in Figur 10 gezeigten Füllstation verwendet ,

Figur 16 eine Draufsicht auf den in Figur 15 gezeigten Füll-Verteiler,

Figur 17 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVII XVII der Figur 15,

Figur 18 eine Frontansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines unteren Greifbackens, wie in der in Figur 10 gezeigten Füllstation verwendet, und

Figur 19 einen Längsschnitt entlang der Linie XIX - XIX der Figur 18.

Die Vorrichtung besteht aus einem Schlammtank 10, in dem der in die Plattenröhrchen zu füllende Schlamm aufbewahrt wird. Der Tank ist mit einem Rührblatt 11, am Boden des Tanks, ausgerüstet, das mittels Treibriemen 12 von einem Motor 13 mit regelbarer Geschwindigkeit angetrieben wird. Ein vertikales Speiserohr 15 führt von einem Punkt unmittelbar oberhalb des Rührblatts 11 zur Einlaßöffnung einer Förderpumpe 16, die ebenfalls mittels Treibriemen 17 von einem Motor 18 mit regelbarer . ·

609818/0998

Geschwindigkeit angetrieben wird. Der Auslaß der Pumpe 16 ist über ein vertikal nach unten führendes Förderrohr 19 mit einer Plattenfüllstation 20 verbunden. Das Förderrohr 19 führt über einen Druckmesser 22, ein Zweiwegventil 23 und einen Fischschwanzverteiler 24. Das Ventil 23 kann so gestellt werden, daß der Schlamm in vertikaler Richtung nach unten zu der Station 20 fließt. In einer anderen Stellung wird der Schlamm über eine Umwälzleitung 26, die sich nach unten bis zu einem Punkt unmittelbar oberhalb des Rührblatts 11 erstreckt, in den Tank 10 zurückgespeist. Die Leitungen 15 und 26 besitzen vorzugsweise den gleichen Querschnitt.

Die Masse des Schlammvorrats wird vorzugsweise bei etwa 150 kg, im allgemeinen etwa 100 bis 200 kg, gehalten. Die in jede Röhrchenplatte eingespeiste Schlammenge, das einzelne Füllgewicht, liegt im Bereich von 400 bis 1000 g. Im allgemeinen liegt das Gewichtsverhältnis von aktivem Material, zum Beispiel 75 kg, in dem kontinuierlich vermischten Schlammvorrat, zu dem einzelnen Füllgewicht im Bereich von 200 : 1 bis 25 : 1, zum Beispiel 160 ι 1 bis 100 : 1.

Die Station 20 besteht aus einem Rahmen 29, der mit Bezug auf den Verteiler 24 starr befestigt ist und obere und untere Greifbacken 30 und 31 besitzt.

Die Greifbacken 30 und 31 sind gezahnt und entsprechen dem äußeren Oberflächenprofil des unteren und oberen Endes der Röhrchenplatte, da die Platte in die Greifbacken, mit ihrem offenen unteren Ende dem Verteiler 24 zugewandt, eingesetzt wird. Der Verteiler besitzt eine Auslaßdüsenanordnung, die aus 6,4 mm langen Kupferröhrchen oder anderen steifen Speiseröhrchen besteht, wobei die äußeren Durchmesser den inneren Durchmessern der Plattenröhrchen entsprechen. Diese Speiseröhrchen sind in gewissem Abstand voneinander in einer geraden Linie angeordnet, wobei jeweils die Mitte der Speiseröhrchen mit der Mitte der Plattenröhrchen zur Deckung kommt.

609818/0998

Somit sind die offenen Enden der Plattenröhrchen mit Paßsitz auf die Speiseröhrchen aufgesetzt und werden in diesem Zustand durch den oberen Greifbacken 30 gehalten, der mit einem elastischen Dichtungsbelag ausgerüstet sein kann.

Der untere Greifbacken 31 hält die Platte in Position und preßt die Röhrchen gegen einen verdickten Endabschnitt der Ableiterstifte bzw. Seelen. Die Flächen der Platte sind völlig frei.

Die Seelen bestehen aus einer herkömmlichen Bleilegierung, besitzen eine herkömmliche Struktur und sind auf einem Führungsstab so angeordnet, daß ihre Zentren den Zentren der Röhrchen entsprechen, mit denen sie verwendet werden. Die Seelen sind vorzugsweise mit kurzen axialen Rippen als Abstandhaltern ausgerüstet, die zur Zentrierung der Seelen in den Mantelrohren dienen und ein Verbiegen der Seelen während der Handhabung vor der Füllung verhindern·

Die Station 20 ist nachfolgend im einzelnen mit Bezug auf die Figuren 2 bis 5 beschrieben.

Wie vorstehend dargelegt, enthält die Station 20 einen Rahmen 29, der in Relation zu dem Verteiler 24 starr befestigt ist. Dieser Rahmen besteht aus zwei Teilen 32 und 33$ die gegeneinander um die linke Kante schwenkbar miteinander verbunden sind. Der, Teil 33 ist starr mit dem Verteiler 24 verbunden. Der obere

der
und/untere Greifbacken bestehen jeweils aus zwei Teilen 30 A und 30 B sowie 31 A und 31 B. Die Teile 30 A und 31 A werden von dem beweglichen Teil 32 des Rahmens 29 getragen, und die Teile 30 B und 31 B werden von dem fixierten Teil 33 des Rahmens getragen.

den Der fixierte Teil 33 trägt gleichzeitig den oberen und/Unteren Verschlußhebel 36 und 37» die so angeordnet sind, daß sie in den oberen und unteren Griff 38 und 39 des beweglichen Rahmenteils 32 eingreifen und so die Füllstation schließen.

60981 8/0998

Der fixierte Teil 33 des Rahmens 29 trägt auch einen unteren Trägerstab 42 einer Ausnehmung 43t durch die die Fahne 44 einer Platte 45 hindurchgeht, und die gleichzeitig das Einsetzen der Platte in die Füllstation erleichtert.

der
Der obere und/untere Greifbacken 30 und 31 besitzen gezahnte Profile, die den äußeren Hüllenabmessungen der Platte entsprechen, und die zwei Teile jedes Greifbackens begrenzen im geschlossenen Zustand eine Reihe zylindrischer Löcher 48, die durch Hohlräume 49 miteinander verbunden sind. Diese Hohlräume 49 besitzen die doppelte Dicke des Materials 47 der Umhüllung, so daß ein Zerschneiden bzw. Zerquetschen der Umhüllung durch die Greifbacken verhindert wird.

Der untere Greifbacken31 preßt das Gewebe bzw. Vlies 47 der Umhüllung gegen die verbreiterten Schultern 51 der Seelen 52 der Platte, so daß eine gute Dichtigkeit gewährleistet ist (vergleiche Figuren 3 und 4)·

Figur 5 zeigt die eingesetzten Mantelrohre beim Verteiler Eine Verteilerplatte 54 besitzt eine Reihe von Zuleitungsröhrchen 55, die durch sie nach unten führen, mit verjüngten Enden 56, die durch Öffnungen in einer Gummidichtung 58 hindurchführen. Diese Dichtung ist elastisch und kann mit den Fingern nur bis etwa zur Hälfte der unkomprimierten Ausgangsdicke, die etwa 3»2 mm beträgt, zusammengepreßt werden. Figur 5 zeigt die Hülle bzw. Röhrchen soyi^&iir Position über den Enden 56 der Zuleitungsröhrchen. Tatsächlich ist die Anordnung jedoch so, daß die Dichtung 58 durch die zwangsweise eingeführte Hülle 50 auf etwa 1,6 mm zusammengepreßt werden muß, um den Führungsstab der Platte auf den Trägerstab 42 des Rahmens zu bringen. (Diese Kompression ist in der Zeichnung nicht dargestellt). Der Backen 30 preßt das Gewebe bzw. Vlies 47 (Sig. 4·) der Hülle um die Enden 56 der ZuIeitungsröhrchen 55» so daß man eine gute Dichtigkeit am oberen Ende erreicht. Die Füllung der Mantelrohre erfolgt somit bei vertikaler Anordnung, wobei sich der Führungsstab am unteren Ende befindet.

6098 18/0 99*8

16

Bei der Pumpe/handelt es sich um eine unter der Handelsbezeichnung Monopurap bekannte Pumpe, die eine gleichmäßige Zufuhr bzw. Abgabe gewährleistet und einen als eingängige Schraube ausgestatteten Rotor enthält, der in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist, das als zweigängiger Schraubengang ausgebildet ist, wobei die Schraube des Gehäuses die doppelte Steigung wie die Rotorschraube besitzt. Der Rotor dreht sich um seine eigene Achse in einer Richtung, während die Achse des Rotors um die Achse des Zylindergehäuses mit gleicher Geschwindigkeit, jedoch entgegengesetzter Drehrichtung, herumkreist. Bei Verwendung dieser Pumpe erhält man eine positive Förderleistung bei gleichmäßigem Fluß, wobei die Abscheidung von Flüssigkeit oder Feststoffen im Schlamm verhindert wird.

In einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) ist die Füllstation 20 als Zwillings-Verteileranordnung ausgebildet, wobei jeder Verteiler von der Pumpe 16 gespeist wird. Das Zweiwegventil 23 ist durch ein Dreiwegventil ersetzt, und jede von dem Ventil 23 zu einem Verteiler führende Leitung enthält ein druckempfindliches Ventil 70.

Bei diesem Ventil 70 handelt es sich vorzugsweise um ein Druckverminderungsventil, das auf jeden gewünschten Druck, zum Bei-

spiel 1,05 kg/cm ,eingestellt werden kann. Wird dieser Wert erreicht, so hält das Ventil den Druck so lange bei 1,05 kg/cm , bis eine Betätigung, zum Beispiel manuell, erfolgt.

Das Verfahren würde dann so aussehen, daß man eine Platte in einen Verteiler einsetzt und das Ventil 23 entweder von der Umwälzung oder dem anderen Verteiler umstellt. Nach Füllung der Platte, zum Beispiel in 5 Sekunden, läßt man den Druck auf

1»05 kg/cm ansteigen und hält dann 5 Sekunden bei diesem Wert. Während dieser Zeit wird die gefüllte Platte aus dem anderen Verteiler entfernt und durch eine neue Platte ersetzt. Hierauf kann das Ventil 23 umgestellt werden, so daß entweder ein vorübergehendes Umwälzen oder sofort das Füllen der neuen Platte stattfindet.

609818/0998

In einer weiteren Ausführungsform ist das Druckverminderungs.ventil 70 so angeordnet, dal eine Umwälzung des Pumpenvorrats und eine Druckentspannung bezüglich der Platte stattfindet, sobald der festgesetzte Druck erreicht ist.

Während des Betriebes erfolgt der Füllvorgang wie folgt: Der Schlamm wird im Tank 10 mittels Rührblatt 11 zu der gewünschten Zusammensetzung aufbereitet. Dann wird eine Rihrchenplatte 50,SO ausgerichtet, daß sich die nicht-gewebten Materialröhrchen 47 über den Metallseelen 52 befinden, und gegen die Backen 30 B und 31 B in der Station 20 gelegt, wobei die offenen, unteren Enden nach oben gegen die Dichtung 58 und über die Enden 56 der Zuleitungsröhrchen 55 des Verteilers 24 gedrückt werden. Nach den man durch Zuklappen des Teils 32 des Rahmens die Backen 30 und 31 geschlossen hat, werden die Verschlußhebel 36 und 37 über die Griffe 38 und 39 gelegt. Während man das Rührblatt 11 in Betrieb hält, wird das Ventil 23 auf Umwälzsteilung gebracht, wodurch die Pumpe 16 mit dem Rohr 28 verbunden wird. Nachdem man die Pumpe 16 eingeschaltet hat, wird so lange umgewälzt, bis ein stetiger Fluß erreicht ist. Während der Umwälzung zeigt der Druckmesser 22 den Druckwert null an.

Anschließend wird das Ventil 23 so betätigt, daß die Pumpe 16 mit dem Verteiler 24 verbunden ist. Der Schlamm tritt in die Station 20 ein, wobei sich ein Teil des aktiven Materials im Innern der Mantelrohre absetzt, während überschüssige Flüssigkeit und aktives Material durch das Gewebe bzw. Vlies 47 der Mantelrohre austreten und in den Tank 10 tropfen. Das Ventil 23 wird in dieser Stellung so lange gehalten, bis die Mantelrohre mit aktivem Material gefüllt sind. Zu diesem Zeitpunkt zeigt der Druckmesser einen relativ plötzlichen Druckanstieg an. Das Ventil 23 wird dann so betätigt, daß der Schlamm über die Rohrleitung 26 in den Tank 10 zurückgeleitet wird.

Nachdem man die Backen 30 und 31 geöffnet hat, wird die gefüllte Platte entfernt und weiteren Verarbeitungsschritten, wie Ein führung des Bodenstabes, Beizen, Trooknen und elektrolytieehe

60981 8/099«

Formierung, unterworfen.

Der in dem Verteiler enthaltene überschüssige Schlamm fällt in den Tank 10.

Bei kontinuierlichem Betrieb kann der von dem Druckmesser 22 angezeigte Druckanstieg zur Kontrolle des Füllungszyklus verwendet werden, zum Beispiel zur Betätigung des Ventils 23, Öffnen der Backen 30 und 31 zum Lösen vom Verteiler 24 sowie dem Befestigen einer neuen Platte in zusammengeklammerter Anordnung. Man könnte Grenzschalter derart vorsehen, daß diese durch die neue Platte ausgelöst werden, wobei der Verteiler 24 veranlaßt wird, das Ventil 23 in Füllstellung zurückzustellen.

In den Ausführungsformen der Figuren 10 bis 19 werden zwei oder mehr, zum Beispiel drei, Satellit-Füllanordnungen, wie in den Figuren 1 bis 5 dargestellt, mit Schlamm von einem zentralen Schlamrareservoir und Aufbereitungstank versorgt, der auf einer Waage montiert ist, so daß er kontinuierlich gewogen werden kann. Das Reservoir wird kontinuierlich gerührt und ist mit einer flußgesteuerten Wasserzufuhr ausgerüstet, damit das Schlammvolumen konstant bleibt. Man geht von einem Schlamm mit einem Oxid/Wasser-Verhältnis von 1,5 ϊ 1 aus. Jede Satellit-Füllanordnung wird mittels einer Pumpe mit veränderlicher Geschwindigkeit mit Schlamm gespeist. Sobald das Gewicht des Reservoirs auf etwa 550 kg und das Oxid/Wasser-Verhältnis auf 1,2 t 1 abgefallen ist, werden die Pumpen der Satellitstationen abgeschaltet. Danach gibt man 362 kg rotes Oxid und 181 kg graues Oxid zu. Hierdurch fällt das Oxid/Wasser-Verhältnis in den Satellitstationen auf etwa 1:1 ab. Wenn die Zufuhr vom Reservoir zu den Satellitstationen wieder aufgenommen wird, kommt es zu einer Wiederherstellung des Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnisses .

Bei dieser Anordnung wird es bevorzugt, das Volumen des Tanks in der Satellit-Füllanordnung zu erhöhen, so daß bei einem Abschalten des Vorrats vom Haupttank während der Erneuerung, das

609818/099«

Oxid/Wasser-Verhältnis nicht zu stark abfällt. Die Schlammenge wird vorzugsweise im Bereich von 500 bis 625 kg gehalten, und somit liegt das Gewichtsverhältnis von aktivem Material im Schlamm zu dem einzelnen Füllgewicht (zum Beispiel 200 bis 1200 Gramm) im Bereich von 1300 : 1 bis 200 : 1, zum Beispiel 1000 : 1 bis 250 : 1. Das Vermischen des Schlamms im Reservoir wird während der Oxidzugabe fortgeführt, und sobald dies beendet ist, werden die zu den Satellitstationen gehörigen Pumpen wieder angeschaltet.

Die zentrale Schlammaufbereitungsstation 100 ist in den Figuren 13 und 14 dargestellt. Eine bevorzugte Form einer Satellit-Füllvorrichtung 130 ist in den Figuren 10 bis 12 -und 15 "bis 19 dargestellt.

Drei solche identische Füllvorrichtungen 130 werden vorzugsweise durch die Zentralstation 100 über eine pumpenbetriebene Zuleitung 101 und eine pumpenbetriebene oder Schwerkraft-Rückleitung 102 gespeist.

Die Zentralstation enthält einen runden Schlammtank 103» der auf einer Grundplatte 104 unter Verwendung einer Kraftmeßdose 105 und eines Kreuzfederlagerpaares 106 montiert ist. Die Kraftmeßdose und die Kreuzfederlager sind an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Ein vertikaler Rührer 107 ist zur Rotation um eine vertikale Achse in horizontaler Ebene am Boden des Tanks 103 angeordnet und wird durch einen Motor 108 so angetrieben, daß die Feststoffe im Tank 103 in Suspension bleiben. Der Tank besitzt einen Deckel 109 mit ummantelter bzw. umhüllter Öffnung 110 (nicht dargestellt), durch die mittels einer Pulvereinspeisungseinrichtung 111 Pulver in den Tank 103 eingespeist werden kann.

Die Pulvereinspeisungseinrichtung 111 besteht aus einem Aufzug 112 mit einem Gestell 113» die zum Anheben einer Trommel mit aktivem Material entlang einer kreisförmigen Bahn dienen, worauf das Einschütten in den Tank in Position 115 erfolgt, wie.

6 0 98 1-87 0 9 9*8

durch die unterbrochenen Linien in Figur 14 dargestellt. Die Einrichtung 11 befindet sich in einer Verkleidung 116, wie durch die unterbrochenen Linien in Figur 14 angegeben. Der Tank 103 wird mit Hilfe eines Schwimmerhahns bzw. -ventile 117 mit Wasser nachgefüllt.

Die bevorzugte Ausf ührungsform der Füllvorrichtung der Figuren 10 bis 12 ist der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung sehr ähnlich; für die gleichen Teile werden die gleichen Bezugszahlen verwendet.

Der Schlammtank ist mit einem Rührer 11 ausgerüstet, der sich am Boden des Tanks befindet und über ein Schaltgetriebe 131 durch einen Motor 13 mit regelbarer Geschwindigkeit angetrieben wird. Eine vertikale Speiseleitung 15 mit einem Filter 140 am unteren Ende führt von einem Punkt unmittelbar oberhalb des Rührere n zur Einlaßöffnung einer Förderpumpe 16 (Monopump), die von einem Motor 18 mit regelbarer Geschwindigkeit angetrieben wird.

Der Auslaß 132 der Pumpe 16 ist mit einer gewöhnlichen Zuleitung 133 verbunden, die nach einem Einlaßventilpaar 134 und 135 zu einem Füll-Verteilerpaar 136 und 137 bis zu einer Umwälzleitung 138 führt, die nach unten bis zu dem Schlammtank 10 reicht.

Das Ventil 134 steht unter Kontrolle eines pneumatischen Zylinders 141 mit Kurbel bzw. Hebel 142 und ist so angeordnet, daß es stets geöffnet bezüglich des Verteilers oder des Nebenstroms ist. Das Ventil 135 ist ähnlich angeordnet. Dieses Ventil 135 befindet sich unter der Kontrolle eines ähnlichen Zylinders 143 mit Kurbel bzw. Hebel 144.

Die Ventile 134 und 135 versorgen die Verteiler 136 und 137 über die Leitungen 146 und 147, die von den Ventilen so zu den Verteilern führen, daß jegliches Absitzen in diesen Leitungen im Bereich der Ventile 134 und 135 stattfindet, so daß das Abgesetzte leicht ausgespült werden kann. Die Druckmesser I48

609818/09 9^8

und 149 befinden sich in den Leitungen 146 und 147 und sind so mit Druckabschalteinrichtungen verbunden, daß sobald der Druck in der Leitung 146 oder 147 den vorbestimmten Wert erreicht, der beliebig festgelegt werden kann, der Zylinder 141 oder 143 automatisch betätigt wird, der Ausstoß von der Pumpe in den Nebenstrom geleitet und über die Leitungen 133 und 138 zum Tank 10 zurückgeleitet wird.

Die Zylinder I41 und 143 befinden sich weiterhin unter Kontrolle von Schaltern, die durch eine Pforte 150 betätigt werden (obwohl dies gegebenenfalls auch umgangen werden kann). Wenn die Pforte über einen Verteiler, zum Beispiel 151 in Figur 12, geschlossen wird, schaltet sie das Ventil 134 von Nebenstrom auf Speisung, so daß der Schlamm zu dem Verteiler 136 transportiert wird. Wenn der Druck ansteigt und unterbricht, kann die Pforte zur anderen Seite geschwenkt werden, um das Ventil 143 für den anderen Füll-Verteiler 137 zu betätigen.

Die Füll-Verteiler I36 und 137 sind mit unteren Backen 152 verbunden, von denen in Figur 10 nur einer dargestellt ist. Die Verteiler und der untere Backen sind auf einer Rückwand 155 montiert (siehe Figur 11), die, abweichend von der Vertikalen etwas nach hinten geneigt ist, so daß die Einführung der Platten in die Backen erleichtert und ein Herausfallen der Platten, vor dem Schließen der Backen vermieden wird.

Die Füll-Verteiler sind im einzelnen in den Figuren 18 und 19 dargestellt.

In den Figuren 15 bis 17 bestehen die Verteiler aus einem Verteilerkörper 160 der mit der Montageplatte 155 verschraubt ist und einen rechtwinkligen, horizontalen Schlammverteilungshohl— raum 161 bildet, der von hinten durch eine Zentralöffnung 162 gespeist wird, die mit der Leitung I46 oder 147 verbunden ist. Inmitten der oberen Fläche des Hohlraums 161 befindet sich eine Öffnung 163, in der der Druckmesser I48 oder 149 angeordnet ist.

609818/099$

Eine Reihe von Düsen 167 erstreckt sich von der Bodenfläche des Hohlraums 161 aus dem Körper 160 heraus, und über diese kurzen Düsen wird das Mantelrohr gezogen und angeklammert. Das Anklammern erfolgt durch eine bewegliche Vorderbackenfläche 170, die mittels vertikaler Schrauben 171 an dem Körper 160 befestigt ist. Die innere Fläche des Backens 170 wird von einem Rahmen getragen, der aus einer Reihe abgerundeter Zähne, wie in Figur 5t besteht. Die Zähne sind jedoch abgeschrägt, wie in Figur 17 durch die Bezugszahl 172 angegeben.

Der Vorderbacken 170 wirkt mit einem beweglichen Hinterbacken 175 zusammen, und die zwei Backen werden durch ein Paar pneumatischer Zylinder 176 betätigt, die auf Kolben 177 montiert sind, die ihrerseits an dem Vorderbacken 170 befestigt sind.

Die Zylinder 176 sind an dem Hinterbacken 175 befestigt. Erfolgt somit ihre Betätigung zum Ausfahren der Kolben 177, so fahren sie die Backenseite 175 nach hinten gegen die Montageplatte 155 und gleichzeitig den Vorderbacken nach vorne. Das Ausmaß dieser Verschiebung kann mittels einstellbarer Anschläge 178 geregelt werden. Der Backen 175 besitzt eine abgerundete, gezahnte Oberkante I80, die die hintere Kante des Gewebes bzw. Vlieses an die Düsen 167 klammert, und diese Kante I80 ist ebenfalls leicht abgeschrägt, wie aus Figur 17 ersichtlich. Der Backen 175 besitzt auch einen gerillten Rand I8I, um die Halterung der Platte im Backen zu erleichtern. Somit kann die Platte auf dem Rand I8I in den richtigen Rillen gehalten und dann nach oben in den Backen geschoben werden.

In den Figuren 18 und 19 besteht der untere Backen 152 aus einem rückseitigen Rahmen 190, der mit der Montageplatte 155 verschraubt, jedoch hiervon durch einen Abstandhalter 191 getrennt ist, so daß Flüssigkeit, die von einer im Backen befindlichen Platte austritt, nach hinten abfließen kann. Ein Seitenflanschpaar 192 ist mit dem rückseitigen Rahmen 190 verschraubt, und ein Vorderrahmen 193 ist durch Drehzapfen 194 schwenkbar

60 98.18/099$

mit diesen Flanschen verbunden. Weiterhin trägt mindestens einer dieser Plansche einen Anschlag 195» um eine größere Bewegung des Frontrahmens 193 als 90 Grad, ausgehend von der geschlossenen Position, zu verhindern. Der Frontrahmen wird durch eine Endlagenfedersperre in geschlossener oder offener Position gehalten, wobei eine Feder 197 von jeder Seite des Backens von einem Stift 198 am Vorderrahmen zu einem Stift 199 des rückseitigen Rahmens führt.

Die äußere Oberkante des Vorderrahmens besitzt einen Handgriff 200. Die gegenüberliegenden inneren Oberkanten des rückwärtigen Rahmens 190 und des Vorderrahmens 193 besitzen aufeinander abgestimmte rund-gezahnte Backen 202 und 203, die beide abgeschrägte obere Innenkanten besitzen, wie in 204 und 205 angedeutet. Die Backen sind so bemessen, daß das Gewebe bzw. Vlies des Mantelrohrs fest gegen die verbreiterten Schultern der Btromleitenden Seelen gepreßt wird.

Ein horizontaler Stab bzw. Vorsprung 208 erstreckt sich unterhalb des Backens 203 nach außen und dient zur Stützung des Führungsstabes einer Platte. Er besitzt weiterhin eine Ausnehmung, durch die die Fahne der Platte hindurchpaßt.

Jede Satellit-Füllvorrichtung ist mit einer Werkbank 220 und einem Aufnahmebecken in Nachbarschaft zum Tank 10 ausgerüstet. Ein Teil der Werkbank 220 ist auf der rechten Seite des Tanks in Figur 10 zu sehen. Hierdurch wird eine Fläche zur Verfügung gestellt, wo das Arbeitspersonal einen Bodenstab in das offene Ende jeder Platte einsetzen kann, zum Beispiel einen konventionellen Stopfen aus Kunststoff, zum Beispiel Polyäthylen, der auf die Enden der Seelen aufgehämmert wird. Weiterhin kann eine Waage vorgesehen sein, um eine Überprüfung des Füllgewichts der Platten durch das Arbeitspersonal zu ermöglichen.

Eine Pumpe (Monopump) 230 (nicht dargestellt) ist unter der Werkbank in der Zuleitung 101, die vom Tank 103 zum Tank 10 führt, vorgesehen. Die Pumpleistung ist so ausgelegt, daß etwa.

609818/0998

45 Liter (10 Gallonen) Schlamm pro Minute in den Tank 10 gepumpt werden, der ein Fassungsvermögen von etwa 135 Liter besitzt. Bei der Rückleitung 102 handelt es sich um eine Schwerkraftleitung, und die Füllvorrichtung 130 wird deshalb beim Betrieb etwa 30 cm über Erdniveau angehoben. Gegebenenfalls kann jedoch die Rückführung auch durch Pumpen erfolgen.

Gegebenenfalls kann ein größerer Tank, zum Beispiel mit 225 Liter Fassungsvermögen, verwendet werden. Der Schlamm im Tank 10 wird somit vorzugsweise alle 5 bis 15 Minuten, zum Beispiel alle 10 Minuten ,erneuert.

Die Verwendung der Vorrichtung ist nachfolgend beschrieben.

Der Schlamm wird im Tank 103 mit der gewünschten Zusammensetzung aufbereitet und dann kontinuierlich über die Leitung 101 durch die Pumpe 230 in die Satellit-Tanks 10 gepumpt. Von dort erfolgt die Umwälzung über eine Überfließ-Leitungsanordnung 231» die mit der Rückleitung 102 verbunden ist.

Das Schlammgewicht im Tank 103 wird kontinuierlich oder periodisch durch die Kraftmeßzelle 105 gemessen, und wenn ein Abfall auf einen festgesetzten Wert eingetreten ist, wird ein Warnsignal abgegeben.

Der Schlamm in den Tanks 10 wird durch die Pumpe 16 kontinuierlich gemischt und durch den Kreislauf, Leitung 15» Pumpe 16, Leitung 132, Ventil 134 im Nebenstrom, Ventil 135 im Nebenstrom und Leitung 133 gepumpt.

609818/0998

Eine Platte aus Materialröhrchen, die auf den stromleitenden Seelen angeordnet sind und für die verwendete obere Klammer und untere Klammer geeignete Abmessungen besitzen, wird in einen Füll-Verteiler, z.B. 136, eingesetzt. Anschließend werden die obere Klammer und die untere Klammer geschlossen. Hierauf wird die Pforte 150 geschlossen, und wenn die automatische Anordnung in Betrieb ist, stellt der Zylinder 141 das Ventil 134 so, daß die Pumpe 16 mit dem Füll-Verteiler 136 verbunden ist. Die Platte füllt sich, der Druck in dem Verteilerhohlraum 161 steigt an und löst bei Erreichen des festgelegten Wertes den Druckmesser 148 aus, der seinerseits den Zylinder 141 betätigt, der dann das Ventil 134 zurück auf Nebenstromsteilung stellt.

Sobald die Pforte 150 geschlossen ist, kann eine andere Platte in den Verteiler 137 eingesetzt werden. Somit kann, sobald die erste Platte gefüllt ist, die Füllung der nächsten Platte, entweder vor oder nach Entfernung der ersten Platte, begonnen werden. Der Zyklus kann dann so lange fortgesetzt werden, bis ein Nachfüllen beim Tank 103 erforderlich ist, und dies kann gegebenenfalls durch eine andere Betriebsanlage erfolgen.

609818/0 99 8

Am Ende einer Arbeitsperiode oder wenn die Füllstation ruhen soll» ist es zweckmäßig, den Schlamm aus dem Tank 10 in den Tank 103 zurückzupumpen, die Füllstation gründlich zu reinigen und die dazugehörigen Leitungen mit Wasser auszuspülen.

Die Erfindung ist vorstehend mit Bezug auf d ie bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei der die Platten im wesentlichen in einer vertikalen Ebene angeordnet sind. Während diese vertikale Anordnung der Platten in den Figuren 1 bis 5 gezeigt ist, können in den Figuren 10 bis 19 und, wie in Figur 11 dargestellt, die Platten auch dann gut gefüllt werden, wenn sie um einen Winkel von etwa 5 Grad aus der Vertikalen abweichen.

Sofern der gleichmäßige Aufbau eines Bettes aus aktivem Material von dem dem Einlaßende entgegengesetzten Ende möglich ist, wobei der Hohlraum zwischen der Seele und der Umhüllung auf beiden Seiten im wesentlichen gleichmäßig gefüllt wird, so daß die elektrischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden, spielt der exakte Winkel der Plattenanordnung während der Filtrationsfüllung keine besondere Rolle.

Es ist somit zwar zweckmäßig, die Platte möglichst vertikal auszurichten; es bleibt jedoch genügend Raum für Abweichungen. Hierbei variiert der tolerierbare Winkel nach Maßgabe der Länge und des Durchmessers der Platte und der Größe der Seelen bzw. Ableiterstifte. Auch beim Füllen eines sehr engen Ringspaltes sind keine erheblichen nachteiligen Einflüsse auf die Gleichmässigkeit der Füllung zu erwarten, solange der maximale horizontale Abstand von Seite zu Seite über das geneigte Mantelrohr hinweg nicht ein Vielfaches, zum Beispiel über das Zehnfache, der minimalen transversalen Abmessung des Mantelrohrs oder der Umhüllung beträgt.

Somit mag es im allgemeinen möglich sein, die Füllung der Mantelrohre vorzunehmen, wenn sie eine Neigung von bis zu 60 Grad zur Vertikalen besitzen, obwohl Neigungen bis zu nur 20 Grad zur Vertikalen wahrscheinlich zweckmäßiger sind«

609818/0998

Die Erfindung erstreckt sich bezüglich des allgemeinen Erfindungsgedankens der Vorrichtung auf weitere zusätzliche Gesichtspunkte.

In einer Ausführungsform sind mindestens zwei Füllstationen für jede Pumpe und jeden Schlammvorratstank vorgesehen, und die Verteiler werden durch eine gemeinsame Zuleitung gespeist, die vom Auslaß der Pumpe zum Umwälzventil führt. Weiterhin sind Ventileinrichtungen zur selektiven Verbindung jedes Verteilers mit der Zuleitung vorgesehen.

In einer anderen Ausführungsform enthält der obere Backen eine fixierte gezahnte Fläche und eine bewegliche, hiermit zusammenwirkende gezahnte Fläche, die so angeordnet ist, daß sie von der fixierten Fläche entfernt werden kann, während sie, durch pneumatische oder hydraulische Einrichtungen, hierzu parallel gehalten wird. Darüber hinaus sind zur Unterstützung des Flüssigkeitsflusses aus den Röhrchen mindestens eine, und vorzugsweise beide, der gegenüberliegenden Flächen der unteren Kante des oberen Backens oder der Führungskante des unteren Backens, oder vorzugsweise beider Backen, abgeschrägt.

Die hintere Fläche des oberen Backens trägt vorzugsweise ein gerilltes bzw. geripptes Teil zur Erleichterung der Halterung einer Platte in dem Backen.

In einer weiteren Ausführungsform besitzt der untere Backen eine Vorderbackenfläche, die nach unten schwenkbar mit einer hinteren Backenfläche verbunden ist, wobei Einstelleinrichtungen vorgesehen und so angeordnet sind, daß die Vorderplatte entweder in geschlossene Stellung oder voll geöffnete Stellung gebracht wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Füllung von umhüllten Akkumulatorplatten, die eine zentrale Schlammaufbereitungsstation und mindestens eine Füllvorrichtung in Übereinstimmung mit vorstehender Beschreibung, sowie Einrichtungen für

609818/0998

die Schlammzufuhr aus der Zentralstation zu der Füllvorrichtung enthält.

Die Einrichtungen zur Schlammzufuhr umfassen vorzugsweise Einrichtungen für die kontinuierliche Schlammzufuhr zu der oder jeder Füllvorrichtung und Rückführeinrichtungen zur Rückführung des Schlamms zu der Zentralstation, wodurch der Schlamm kontinuierlich umgewälzt werden kann.

Die Schlammaufbereitungsstation enthält vorzugsweise einen Tank, Wiegeeinrichtungen zur Bestimmung des Tankgewichts, Rühreinrichtungen, um den Schlamm in Suspension zu halten, sowie Einrichtungen für die Zufuhr von aktivem Material· und Flüssigkeiten.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Wiegeeinrichtung um eine Kraftmeßdose, die unter dem Tank angebracht ist.

Bei der Rühreinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Rührer bzw. ein Rührblatt, das sich am Boden des Tanks dreht. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Anlage, wobei Schlamm kontinuierlich aus dem Zentralaufbereitungstank zu jeder Füllvorrichtung und zu dem Zentraltank zurück mit solcher Geschwindigkeit transportiert wird, daß der Inhalt des Schlammtanks der Füllvorrichtung zumindest stündlich, vorzugsweise mindestens jede halbe Stunde, insbesondere alle 5 bis 15 Minuten, ersetzt wird.

In einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) werden die drei Füllvorrichtungen (die um die zentrale Schlamraaufbereitungsstation herum angeordnet sind) in einer geraden Linie angeordnet, wobei sich die Zentralstation entweder am Ende der Linie oder in der Linie zwischen benachbarten Füllvorrichtungen befindet. Bis zu sechs Füllvorrichtungen können aus einer einzigen Zentralstation mit Schlamm gespeist werden. Die Speiseleitung bzw. Zuleitung 101 und die Rückleitung 102 sind in diesem Fall beide mit einer Pumpe (zum Beispiel Monopump) ausgerüstet,

609818/0998

wobei es sich um Schläuche oder Rohre mit 25 mm lichtem Durchmesser handeln kann.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

In den Beispielen (und in der Beschreibung) dienen Rotationsflügelviskosimeter-Drehmomentwerte zur Charakterisierung von leicht gießbaren Schlämmen mit niedriger Viskosität. Bei den in den Tabellen IV, VII, X und XV angegebenen Werten handelt es sich um die abgelesenen Werte und nicht um die Drehmomentwerte, die zur Charakterisierung der bevorzugten Schlämme verwendet werden. Zur Umrechnung der abgelesenen Drehmomentwerte der Tabellen IV, VII, X und XV auf die zur Definition verwendeten Drehmomentwerte ist der Üntergrundwert von 0,55 g«m (0,004 lbs. ft) von den gemessenen Werten abzuziehen. In bestimmten Beispielen, z.B. in den Beispielen 2 und 24 in Tabelle IV,und in den Beispielen 17, 26, 34, 54, 55 und 56 in Tabelle XV besitzt der Schlamm den gleichen Viskositätswert, wie der Untergrundwert. Somit ist der gemessene bzw. abgelesene Drehmomentwert nicht größer als der Untergrundwert bei der durchgeführten Messung, und diese Schlämme erfüllen somit die bevorzugten Viskositätseigenschaften, d.h. sie besitzen einen Drehmomentwert von unter 0,83 m»g (0,006 lbs.ft).

609818/0998

Beispiel 1

Dieses Beispiel beschreibt die Plattenherstellung unter Verwendung der in Figur 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung.

Es werden positive Platten mit jeweils 15 Mantelrohren von 22,9 cm Länge verwendet. Die Mantelrohre bestehen aus nicht-gewebten Polyäthylenterephthalatfasern. Die Herstellung ist wie folgt:

Eine dünne Lage (1,5 m breit) aus Fasern mit einer mittleren Länge von 11,4 cm wird nach der Krämpeltechnik hergestellt. Dann werden etwa 10 Lagen so aufeinandergelegt, daß ein endloses nicht-gewebtes Vlies (ebenfalls 1,5 m breit) entsteht.

Die Fasern erstrecken sich im allgemeinen in Längsrichtung in dem Vliesmaterial, das zickzackweise gefaltet wird, wenn es von einem Transportband, das in Längsrichtung des Vliesmaterials auf ein rechtwinklig hierzu laufendes Band zuläuft, abgenommen wird. Somit erstrecken sich die Fasern im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Vliesmaterials, infolge der Laufrichtung des zweiten Bandes sind jedoch die Fasern in benachbarten Schichten entgegengesetzt in kleinem Winkel zur Querrichtung geneigt.

Das erhaltene Material wird anschließend der Imprägnierung mit einem 50gewichtsprozentigen Polyacrylharzbindemittel unterworfen. Es besitzt eine Dicke von 0,5 bis 0,7 mm und wiegt 120 bis 160 g/cm .

Dieses Material wird dann zu einer Mantelrohranordnung verarbeitet, indem man zwei Schichten des Materials durch eine Mehrfachnähmaschine laufen läßt, um die Schichten entlang von parallelen Linien (zum Beispiel im Abstand von etwa 25 mm) miteinander zu

609818/0998

verbinden. Hierbei entstehen in herkömmlicher Weise Taschen bzw. Röhrchen.

Anschließend wird das Material in ein Phenolharz getaucht und dann getrocknet. Hierbei beträgt die Phenolharzaufnahme etwa 30 Prozent, bezogen auf das Trockengewicht des Vliesmaterials. Nach dem Schneiden des Materials auf Länge werden Dorne mit kreisförmigem Querschnitt von 7»3 mm Durchmesser zwischen die Stichreihen eingeführt, um die Taschen auszubilden. Das Material besitzt eine Luftdurchlässigkeit von 8,0 Liter/min/cm und eine Wasserdurchlässigkeit von 1,5 Liter/min/cm . Seine Struktur geht aus Figur 9 hervor.

Figur 9 zeigt, daß dieses Vliesmaterial aus statistisch verworrenen einzelnen Fasern besteht. Die Fasern besitzen einen Durchmesser von etwa 25 pi wobei der Bereich im allgemeinen von 20 bis 50 μ geht. Die Lücken zwischen einzelnen Fasern besitzen im allgemeinen eine Größe von unter 250 u, meistens unter 100 u. Darüber hinaus besitzt das Material mit einer Dicke von 0,5 bis 0,7 mm eine dreidimensionale Struktur, die das Überlappen zahlreicher Einzelfasern bei beliebigem Durchgang, von einer Seite zur anderen, durch das Vliesmaterial erlaubt. Dieses Material besitzt eine ausgezeichnete Filterwirkung für die Zwecke der Erfindung. Während es den Durchgang, sowohl von Flüssigkeiten als auch von Feststoffen in röhrenförmiger Gestalt erlaubt, füllt es sich rasch mit aktivem Material, wenn dieses unter der Schwerkraft in die Röhrchen eingebracht oder eingegossen wird.

Die Messung der Luftdurchlässigkeit geschieht wie folgt: Eine Probe von 2,8 cm Durchmesser (6,16 cm effektive Querschnittsfläche) wird in Position angeklammert. Dann wird die Zeit gemessen, die für den Durchgang von 50 Liter trockenem Stickstoff durch die Probe bei 20 ⁰C bei einer Druckdifferenz von 1,5 cm Wassersäule benötigt wird.

Wegen der hohen Durchlässigkeit ist das Material der Messung mittels der Quecksilberporosimetrie oder des Luftdurchflusses

609818/0998

- yf -

durch eine mit Alkohol gesättigte Probe nicht zugänglich.

Man weiß jedoch, daß die Luftdurchlässigkeit ein gutes Maß für das Piltervermögen eines Materials ist. Die erfindungsgemäß geeigneten Materialien können somit durch Messung ihrer Luftdurch— lässigkeit charakterisiert werden.

Die Messung der Wasserdurchlässigkeit erfolgt so. .daß die Zeit

mit 1 Liter volumen

gemessen wird, die eine anfänglich 42 cm hohe Wassersäule/benötigt, um unter der Schwerkraft durch die Probe hindurchzufließen.

Nachdem man das untere Ende der Säule unter der Probe abgeschirmt hat, wird Wasser über der Probe eingespeist, und dann wird das untere Ende unter der Probe gegenüber der Atmosphäre geöffnet.

Der in Beispiel 1 verwendete Schlamm stellt ein Gemisch aus 1 Gewichtsteil grauem Bleioxid (mittlere Teilchengröße 20 ja) und 2 Gewichtsteilen rotem Bleioxid (mittlere Teilchengröße 5 bis 1Op.), vermischt mit Wasser in einem Gewichtsverhältnis von 1,5 : 1 (Hauptmenge Wasser) dar.

Tank 10 enthält 150 kg Schlamm, der Rührer 11, 76,2 χ 3,8 cm, dreht sich mit 30 bis 70 U/min, um die Peststoffe in Suspension zu halten. Die Pumpe 16 wird so eingestellt, daß das Durchsatzvolumen 9,5 Liter/min, im allgemeinen 4 bis 10 Liter/min beträgt. Während der Umwälzung zeigt der Druckmesser 22 den Wert null an. Unter den gleichen Rühr- und Pumpbedingungen wird nun das Ventil 23 auf Füllstellung gebracht. Der Druckmesser 22 zeigt für eine Dauer von 5 Sekunden den Druck null, und einen Druck von 1,05 kg/cm nach einer weiteren Sekunde, wenn das Ventil 23 erneut auf Umwälzstellung gebracht wird. Das innere Volumen der Röhrchen beträgt 105 ml.

609818/099«

-46 -

Das durch die Platte transportierte Sohlammvolumen beträgt Oy8 Liter, das heißt das Verhältnis von Schlammvolumen zu innerem Plattenvolumen "beträgt 7»6 : 1.

Es wurde gefunden, daß Fließgeschwindigkeiten von unter 4 Liter/min ziemlich langsame Pullgeschwindigkeiten ergeben, wodurch die Produktivität des Verfahrens leidet. Bei Fließgeschwindigkeiten von über 13 Liter/min erhält man mit diesen bestimmten Zellen ziemlich niedrige Füllgewichte für die Platten.

Während somit der Schlamm in die oberen Enden der Mantelrohre eingebracht wird, füllen sich diese von unten nach oben, wobei sich im Mantelrohr eine gleichmäßige Oxidschicht aufbaut und Wasser und etwas Oxid durch das Rohrmaterial, hauptsächlich in Höhe der oberen Fläche des aktiven Materials im Rohr, austritt. Es tritt jedoch auch Flüssigkeit über die gesamte Füllhöhe des Mantelrohrs aus, und es ist davon auszugehen, daß weitere Flüssigkeit über die gesamte Länge des Mantelrohrs ausgepreßt wird, sobald der Aufbau des Gegendrucks einsetzt.

Nach dem Trocknen werden die Platten gewogen. Das Plattengewicht beträgt 450 i 20 Gramm. Die Platten werden dann in herkömmlicher Weise einer Beize (Pickling) unterworfen.

In der beschriebenen Weise werden zahlreiche Platten hergestellt. Einige werden auseinandergenommen und gewogen, wobei keine erhebliche Gewichtsabweichung zwischen dem oberen, mittleren und unteren Teil der Röhrchen besteht. Von anderen Platten werden die elektrischen Eigenschaften gemessen und mit aus dem gleichen aktiven Material nach dem Pulverrüttelverfahren hergestellten Platten verglichen. Diese Vergleichsplatten werden nachfolgend als Standardplatten bezeichnet.

Die erfindungsgemäß hergestellten Platten besitzen im wesentlichen die gleiche Entladungsdauer beim ersten und auch beim zehnten Entladen nach einem Standard-Ladungs/Entladungs-Verfah- ren, wie die Standardplatten.

609818/0998

Es können Flatten mit unterschiedlichem innerem Mantelrohrvolumen im Bereich von 50 bis 250 ml leicht gefüllt werden.

Wie vorstehend dargelegt, wurde gefunden, daß der Verdichtungsgrad und somit das gesamte Trockenfüllgewicht der Mantelrohre durch Steuerung des Drucks geregelt werden kann, den man nach Beendigung der Füllperiode aufbauen läßt.

Unter Verwendung des gleichen Schlamms und der gleichen Röhrchen, wie vorstehend beschrieben, wurde gefunden, daß man bei einem Ansteigenlassen des Drucks bis auf nur 0,35 oder 0,49 kg/cm das Gewicht 420 Gramm - 5 $ beträgt. läßt man den Druck bis auf 1,05 kg/cm ansteigen, so beträgt das Gewicht 450 Gramm - 5 $» und bei einem Druckanstieg bis auf 2,45 kg/cm beträgt das Gewicht 500 Gramm ί 5 ^

In sämtlichen Fällen sind die Röhrchen, ohne Schichtung, gleichmäßig gefüllt.

Bei einem Füllgewicht von 450 Gramm besitzt das aktive Material in den Röhrchen eine Dichte von 4,3 Gramm/ml.

Dieses Beispiel wird unter Verwendung einer Paste, die 3 Teile Oxid auf 1 Teil Wasser enthält (das Gemisch besitzt eine Dichte von 3»5 g/ml),wiederholt. Dieses Material wird im wesentlichen in die Röhrchen hineingepreßt, die sich in weniger als 1 Sekunde füllen. Hierbei tritt keine erhebliche Flüssigkeitsmenge durch die Röhrchen aus. Bei der Untersuchung zeigt sich, daß die erhaltenen Platten eine erhebliche Schichtung bezüglich der Dichte in den Röhrchen aufweisen.

Beispiele 2 bis 27

Diese Beispiele werden gemäß Beispiel 1 unter Anwendung der in den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt.

609818/09 9*8

Die Herstellung der Mantelrohre erfolgt gemäß Beispiel 1, wobei jedoch die Länge 36,9 (anstelle von 22,9) cm beträgt.

Diese nicht-gewebten Röhrchen des Beispiels 1 werden für bestimmte Beispiele verwendet. Hierauf ist in den nachfolgenden Tabellen I A und I B, sowie II A und II B durch die Buchstaben NW hingewiesen. Darüber hinaus finden zwei weitere Rohrmaterialien Verwendung.

Bei dem einen handelt es sich um ein spinngewebtes Material (in den nachfolgenden Tabellen I A und I B sowie II A und II B mit den Buchstaben SW bezeichnet), das eine Luftdurchlässigkeit (siehe Beispiel 1) von 6,0 Liter/cm /min besitzt.. Es enthält 17 Schußfäden/cm und 22 Kettfäden/cm. Die Kettfäden besitzen einen Durchmesser von etwa 250 p, und die Schußfäden einen Durchmesser von etwa 375 p. Die mikroskopische Untersuchung zeigt, daß die Lücken zwischen benachbarten Kettfäden und benachbarten Schußfäden maximal etwa 250 χ 250 ρ betragen. Diese Lücken werden jedoch von zahlreichen losen Pasern durchkreuzt, die aus den Fäden herausragen. Auf diese Weise wird das Filtervermögen des Materials stark verbessert.

Bei dem zweiten Material handelt es sich um ein gewebtes Material (in den nachfolgenden Tabellen I A und I B sowie II A und II B mit dem Buchstaben W bezeichnet), das eine. Luftdurchlässigkeit (siehe Beispiel 1) von 15,2 Liter/cm /min besitzt.

Es enthält 18 Schußfäden/cm und 22 Kettfäden/cm. Die Kett- und Schußfäden besitzen etwa 250 μ Durchmesser. Die mikroskopische Untersuchung zeigt, daß die Lücken zwischen benachbarten Kettfäden und benachbarten Schußfäden etwa 250 χ 250 ρ betragen und nicht von Fasern durchkreuzt bzw. unterteilt werden, die von den Fäden abstehen. Das Filtervermögen dieses Materials ist so mit wesentlich geringer als das des spinngewebten Materials.

Die verwendeten Massen sind in den Tabellen I A und I B sowie II A und II B angegeben.

609818/09 9-8

Der Schlamm wird aus Gemischen von grauem Bleioxid (mittlere Teilchengröße 20 μ) und rotem Bleioxid (mittlere Teilchengröße 5 bis 10 p.) hergestellt, die in verschiedenen Gewichtsverhältnissen mit Wasser (Hauptmenge) vermischt werden.

Von den Peststoffteilchen des Schlamms besitzen weniger als 1 Gewichtsprozent eine Größe von über 200 u, weniger als 1 Gewichtsprozent eine Größe von unter 0,001 u, und 95 Gewichtsprozent eine Größe von unter 50 p. Die Bestimmung dieser Teilchengrößen erfolgt mittels Siebanalyse.

Der Tank 10 enthält 150 kg Schlamm, der Rührer, 76,2 χ 3,8 cm, dreht sich mit 30 bis 70 U/min, um die Feststoffe· in Suspension zu halten. Die Pumpe 16 wird so eingestellt, daß die in den Tabellen I A und II A angegebenen Durchsatzvolumina erreicht werden. Während der Umwälzung zeigt der Druckmesser 22 einen Wert von null an. Unter Anwendung der gleichen Rühr- und Pumpbedingungen wird das Ventil 23 auf Füllstellung geschaltet. Die Zeitdauer, während der der Druckmesser 22 den Druck null anzeigt, wird vermerkt, und die Gesamtzeit, nach der das Ventil 23 erneut auf Umwälzstellung geschaltet wird und der Höchstdruck werden ebenfalls vermerkt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I A und II A angegeben. Das gesamte innere freie Volumen der Mantelrohre beträgt 170 ml.

In Tabelle III sind die Ergebnisse einiger Beispiele bezüglich der Schichtung der Füllung und der Messungen der Porosität des aktiven Materials angegeben.

In den Tabellen I bis III betrifft das Beispiel 7 das gewebte Röhrchen W. Die Beispiele 6, 9, 12, 15, 16, 19, 22 und 23 betreffen das spinngewebte Röhrchen SW, und die verbleibenden Beispiele das nicht-gewebte Röhrchen NW. Die Füllung der Röhrchen in allen Beispielen erfolgt in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, das heißt die Feststoffe werden herausgefiltert und das Niveau der Feststoffe steigt allmählich in den Röhrchen an, wobei die Hauptmenge der Flüssigkeit aus den

609818/0993

Röhrchen in Höhe des Feststoffniveaus austritt, das beständig nach oben wandert.

6 0 9 8 1 8 / 0 9 9^l8

Tabelle I A

O CD CO

Bei spiel	Grau	Fest stoff	Sulfa tie	Röhr chen-	NW	Pumpge- schwin—	Pump volu	Zeit bis zum Be	Berechnetes Pumpvolumen	Gesamtzeit bis zum	Dauer der	19	2327	35	16	Druck beim Schließen	2546688
		Flüs sig keit	rung des typ grauen Oxids	η	digkeit	men ml/ see	ginn des Druck aufbaus, see	bis zum Be ginn des Druckauf baus ml	Ende des Druckan stiegs, t2 see	Druck anwen dung t2- U1 see	17	2082	30	13	des Ventils, Überdruck kg/cm
2	33:67	1,49:1	O	tt	O	33	—	—	20	-	23	2817	33	10	0,56
3	η	1,46:1	O	η	O	tt	23	759	31	8	16	1960	24	8	1,61
4	"	1,44:1	O	SW	40	122,5	—	-	7	-	50	6125	65	15	0,28
VJl	η	1,42:1	O	W	η	η	8	980	12	4	27	3307	45	22	2,8
6	η	1,37:1	O	NW	tt	N	30	3675	40	10	65	7962	110	45	1,4
7	η	1,35:1	O	SW	η	keine Füllung, da Feststoffe nicht aus dem Schlamm herauseefiltert					-
8	tt	0,89:1	O	NW	π	122,5	JZ 2,45 C^
9	η	0,87:1	O	NW	ft	N	2,1
10	η	0,36:1	O	SW	tt	η	2,8
11	tt	0,71:1	O	NW	tt	π	2,8
12	η	0,70:1	O	NW	tt	η	0,49
13	ft	0,48:1	O		tt	η	2,38
14	It	0,31:1	O	ft	κ	1,05

Bei- Grau Rot spiel

Tabelle I B

Wasser Säure Feuchte Pa- PiItrat- Absitzen Halbwertszeit ste in der gewicht der Pro- der Proben-Platte be suspension

Absitzen Halbwertszeit des Pil- der Piltrattrats suspension

ml

3 4 5 6 7 8

S 9 cd 10

<b 11

12

13
14

18000 37000 55000

51784 50884 50189 48444 47634 47634 46708 45969 45049 44141 43505 20665

37000

35391

"

"

¹¹

"

53391

^M

"

63391

ⁿ

91391

67340

739 920 908 636 886 747

7,6

7 Tage)

23,1

(7 Tage)

CJ) CJ) CO CD

Tabelle II A

O CD CD OO

Bei spiel	Grau	Fest stoffe	Sulfa tie	Röhr- chen-	Pumpge— schwin-	Pump— volu	Zeit bis zum Be	Berechnetes Pumpvolumen	Gesamtzeit Dauer bis zum der	Druck anwen dung t2-t1 see	Druck beim Schließen	Ol
	EOT"	Flüs sig keit	rung des grauen Oxids %	■byp	digkeit	men ml / see	ginn des Druck aufbaus , see	bis zum Be ginn des Druckauf baus ml	Ende des Druckan stiegs, t2 see	6,0	des Ventils, Überdruck kg/cm	CO cn OO CD
15	66:34	2,49:1	mm	SW	40	122,5	2,0	245	8,0	-	2,1
16	66:34	2,45:1	-	SW	40	122,5	1,5	184	-	-	0,14
17	66:34	2,00:1	-	NW	40	122,5	3,0	368	-	-	0,07
18	66:34	1,97:1	-	NW	40	122,5	—	—	7,5	-	2,1
19	66:34	1,94:1	-	SW	40	122,5	-	-	7,0	-	2,1
20	66:34	1,11 :1	-	NW	40	122,5	6,0	735	10,5	-	2,45
21	66:34	1,08:1	—	NW	40	122,5	7,0	858	-	9	0,07 "£{
22	66:34	1,07:1	-	SW	40	122,5	12	1470	21	-	2,1
23	66:34	1,05:1	-	SW	40	122,5	11,7	1433	-	13	0,07
24	66:34	0,54:1	-	NW	40	122,5	14	1715	27	-	2,03
25	66:34	0,53:1	-	NW	40	122,5	11,7	1433	-	4,2	0,07
26	100:0	1,65:1	-	NW	40	122,5	4	490	8,2	-	2,45
27	100:0	1,60:1	-	NW	40	122,5	4	490	-		.0,P7
•

Bei- Grau Rot spiel

S g

Tabelle II B

Wasser Säure Feuchte Pa- Filtrat- Absitzen Halbwertszeit Absitzen Halbwertszeit ste in der gewicht der Pro- der Proben- des FiI- der Filtrat-Platte be suspension trats suspension

ml ml g g # min 4>

15
16
17

18

S 20

21

σ 23

co 24

25

26

27

64333 63427 61660

60025 59075 57240

54931

54269

53384

52751

51333

33000

30428

25879

25879

30879

30403

30403

51403

50758

50758

50758

97758

96929

20000

19005 ο

906 520 685 950 965 957 662 885 633 970

1009 120 284

332 747

1504

93

68

78

48

31

2,5

674	—
523	86
463	73

12

19

22

12

5,5

0,5

0,5

CD tD CO OO

	Grau	: 34	Peststoffe	Sulfa	oben	Tabelle III	unten	A-D	Mit- Abwei-	1	2	3	4	Mit	Abwei
Bei	ϊίοΤ"	: 34	flüssigkeit	tie		Schichtung	(Boden)		tel chung,					tel	chung,
spiel		: 34		rung	D	Mitte	A		i°						i°
		s 34		des
		: 34		grauen		C B
		ι 34		Oxids,	271		279
	66	ί 0	2,49 :	0	291		288	+ 8	274 + 2	272	280	279	276	277	+ 2
15	66		1,97 :	0	299	268 277	295	- 3	291 + 1	288	299	295	289	293	± 2
18	66		1,44 J	0	309	288 295	290	- 4	295 + 1,5	296	299	299	296	298	+ 0,7
19	66	1,11 i	0	278	290 294	276	- 19	299 + 3	299	302	307	298	302	± 1>7
20	66	1,07 i	0	314	305 293	289	- 2	279 + 1	280	281	282	282	281	+ 0,4
22	66	0,54 !	0	283	282 279	273	- 25	301 + 4	300	307	303	302	303	+ 1,3
24	100	1,65 J	0	304 296		- 10	279 + 2	280	282	281	280	281	+ 0,4
26				280 278
: 1
ι 1
ί 1
: 1
! 1
; 1
- 1

Bemerkungen zu den Tabellen I A und IB. II A und II B und III

1.) Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnisse

A) Das Gewicht der Feststoffe, das mit den Proben der Filtrate entfernt wird, ist vernachlässigt, da das Gewicht dieser Proben relativ gering ist und keine einfache Möglichkeit besteht, das Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit in den Filtraten zu bestimmen.

B) Bei der Berechnung der Verhältnisse ist die Flüssigkeitsmenge unberücksichtigt, die in der Paste in den Mantelrohren entfernt ist. Diese Verhältnisse bedeuten deshalb einen etwas zu kleinen Wert bezüglich des Feststoffgehaltes der Schlämme.

2.) Grau/Rot-Verhältnisse

Es wird die Annahme zugrundegelegt, daß das Verhältnis konstant bleibt, mit Ausnahme der Fälle, wo graues oder rotes Oxid zusätzlich zugesetzt wird.

3.. ) Nasse Paste in der Platte

Das Gewicht des Mantelrohres, der Bleiseelen und eines Bodenstabes beträgt 645 Gramm. Bei den angegebenen Werten handelt es sich um das Gewicht der feuchten, gefüllten Platte plus ein loser Bodenstab minus 645.

.4.), Absitzen der Probe (Prozent)

Es handelt sich hierbei um die Höhe A der Feststoffe im Behälter, dividiert durch die Höhe B der Flüssigkeit vom Boden des Behälters, ausgedrückt als Prozentsatz, nachdem die Probe 0,5 Minuten gründlich geschüttelt worden und dann in senkrechter Ausrichtung 24 Stunden stehengelassen worden ist.

Bei dem Behälter handelt es sich um ein Reagensglas mit rundem Boden und 1,5 cm lichtem Durchmesser. Die Schlammfüllung beträgt mindestens 9 cm.

5») Halbwertszeit der Suspension

Hierdurch wird die Zeit angegeben, die das Feststoffniveau der

609818/099B

- 4f-

Probe im Behälter, wie unter 4.) angegeben, benötigt, um auf die halbe Höhe zwischen B und A abzusinken.

Die Prüfung wird so durchgeführt, daß man ein Gummiband mit der unteren Kante an dem Halbwegniveau, das heißt (B + A)/2 cm vom Boden des Reagensglases anordnet, das Reagensglas heftig schüttelt für eine Dauer von mindestens 0,5 Minuten oder so lange, bis sämtliche Feststoffe vom Boden des Reagensglases entfernt sind, dann das Reagensglas ausrichtet und die Zeit von diesem Zeitpunkt bis zu demjenigen Zeitpunkt mißt, wenn das Licht unter dem Kautschukband zuerst sichtbar wird.

6.) Pump/Geschwindigkeit

Es handelt sich hierbei um einen reinen Einstellungswert. Hierbei wird das Schlammvolumen gemessen, das durch den Verteiler bei verschiedenen Einstellungen hindurchgepumpt wird, indem man den Schlamm sammelt, der aus dem Verteiler austritt. Für jede Pumpeneinstellung werden zwei Messungen durchgeführt. Hieraus wird das Schlammvolumen bestimmt.

Dann werden in Form einer graphischen Darstellung die Pumpenvolumeneinstellungswerte (0, 20, 30 und 40) unter Verwendung einer Stoppuhr gegen die Zeit in Sekunden aufgetragen. Hierbei erhält man eine zufriedenstellend gerade Linie.

7.) Zeit bis zum Beginn des Druckaufbaus, t..

Es handelt sich hierbei um die Zeitdauer zwischen der Öffnung des Einlaßventils und dem Zeitpunkt, wenn der Zeiger des Druckmessers tatsächlich anzuzeigen beginnt (und nicht nur flattert).

8.) Berechnetes Punrpenvolumen bis zum Beginn des Druckaufbaus Es handelt sich hierbei um die Zeit, die in der achten Spalte von links der Tabellen I A, II A, XI A, XII A und XIII A angegeben ist, multipliziert mit dem Volumenwert, der in der siebenten Spalte von links der vorgenannten Tabellen angegeben ist. Es handelt sich um einen rein rechnerischen Wert.

60981 8/099«

9.) Schichtung (Tabelle III)

Die Bestimmiong erfolgt so, daß man die Platten 6 Stunden in Schwefelsäure einer Dichte von 1,40 g/ml eintaucht (Pickling), und anschließend 12 Stunden bei 82 ⁰C trocknet.

Der Führungsstab und der Bodenstab werden dann von der Platte abgeschnitten; der Rest wird in vier gleiche waagrechte Streifen, nämlich A, B, C und D geschnitten, wobei der Streifen A vom unteren Ende der Platte herrührt. Anschließend werden die Streifen gewogen. Diese waagrechten Streifen werden dann in vier Abschnitte von drei Röhrchen geschnitten, wobei jedes vierte Röhrchen ausgelassen wird, die mit den Zahlen 1 bis 4 bezeichnet werden, wobei der Abschnitt 1 von der Fahnenseite der Platte herrührt. Dann werden die vier Abschnitte 1 jedes waagrechten Streifens gewogen; der Wert ist in Tabelle VI unter 1 angegeben. Die anderen vertikalen Abschnitte 2, 3 und 4 werden in gleicher Weise gewogen.

10.) Bleistiftporosität (Tabelle V)

Die Bestimmung dieses Wertes erfolgt mittels der bekannten Methode der Quecksilbereinführungsporosimetrie. Die Bestimmung wird an den gleichen Proben, wie in Tabelle III verwendet, durchgeführt. Einzelheiten dieser Methode sind in der GB-PS 1 331 257 zusammengestellt. Die Rotationsflügelviskosimeterwerte für einige der in den vorgenannten Beispielen verwendeten Schlämme sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Das verwendete Viskosimeter ist in den Figuren 6, 7 und 8 beschrieben.

Das Viskosimeter besteht aus einem Rahmen 110, mit einem Elektromotor 111, der eine Rühranordnung 120 über einen Getriebekasten 112 und einen Drehmomentwandler 119 antreibt. Die Geschwindigkeit in dem Getriebekasten 112 wird durch einen Tachogenerator 113 abgetastet, dessen Ausgangsleitung mit einem Digitalvoltmeter 113 A verbunden ist. Das von dem Drehmomentwandler erzeugte Spannungssignal wird in einen Schreiber 114 eingespeist,

609818/09 9*8

der mit veränderlicher Laufgeschwindigkeit und veränderlicher Skala ausgerüstet ist.

Ein Probenbehälter 130 befindet sich angeklammert auf einem justierbaren Tisch 115» der mittels eines pneumatischen Zylinders 117 auf Führungen 116 gehoben und gesenkt werden kann.

Der Probenbehälter 130 besitzt einen abnehmbaren Deckel 131, der oberhalb der Rühranordnung 120 angebracht ist. Der Deckel kann auf dem Behälter mittels eines äußeren Bajonettverschlusses (nicht dargestellt) befestigt werden.

Die Rühranordnung 120 ist lösbar an der Ausgangswelle 118 des Getriebekastens 112 befestigt, und besteht aus einem zentralen Stab 121 mit einem Vorsprung 122 am unteren Ende, der bei Gebrauch in ein Loch 132 am Boden des Behälters 130 eingreift. Der Stab 121 besitzt einen Durchmesser D 5 von 1,3 cm und trägt drei Rührerpaare 123, 124 und 125. Die Rührer 123 und befinden sich in der gleichen Ebene, und zwar in rechtem Winkel zu den Rührern 124. Alle Rührblätter der Rührer sind vertikal, und somit parallel zur Achse des Stabes 121 ausgerichtet. Die Rührer werden von Armen 126, 127 und 128 getragen. Der Abstand D 6 vom Zentrum des Arms 126 zu dem Vorsprung 122 betragt 6,5 cm, der Abstand D 7 vom Zentrmn r^eo Arms 1?7 zu dem Vorsprung 122 3»9 cm, und der Abstand vom Zentrum des Arms 128 zu dem Vorsprung 122 1,6 cm. Die Breite jedes Rührers D 3 beträgt 1,2 cm, bei einer Höhe D 2 von 1,2 cm und einer Dicke von 0,1 cm. Der Abstand D 4 von der Innenkante jedes Rührers zu der Oberfläche des Stabes 121 beträgt 1,5 cm.

Der Abstand D 1 zwischen den Außenkanten der Rührer in einem Rührerpaar beträgt 6,8 cm.

Die innere Höhe des Behälters 130 beträgt 8,2 cm bei einem inneren Durchmesser von 8,8 cm. Es gibt vier innere Leitbleche 135, die an den Durchmesserenden, jeweils in rechtem Winkel zueinander, angeordnet sind. Die Dicke D 10 jedes Leitblechs 135 be-

609818/09 98

trägt 0,30 cm, wobei diese Leitbleche um einen Betrag von D 9 = 0,5 cm nach innen ragen. Der Abstand D 11 der Leitbleche auf dem Durchmesser beträgt 7_f65 cm. Jedes Leitblech erstreckt sich über die volle Höhe des Behälters. Der Behälter und die Leitbleche bestehen aus glattem, nichtrostendem Stahl.

Der Gebrauch der Vorrichtung geschieht wie folgt: Der Behälter wird bis zu einer Tiefe von 8,2 cm mit dem zu prüfenden Material gefüllt, in Position gehoben, an den Tisch 115 angeklammert und mit dem Deckel 131 verschlossen.

Nachdem man den Schreiber 114 betätigt hat, wird der Motor 111 angestellt, wobei man mittels des Getriebes für eine niedrige Schergeschwindigkeit, zum Beispiel 6 U/min, sorgt. Das Ausgangsdrehmoment und das bestehende Drehmoment werden durch den Drehmomentwandler 119 bestimmt. Motor und Schreiber werden so lange betrieben, bis ein beständiger Drehmomentwert für eine Dauer von mindestens 2 Minuten registriert worden ist. Dies stellt dann den ständigen Drehraomentwert dar. Dieses Dauer-Drehmoment wird angegeben, und wenn ein anfänglicher Peak bestanden hat, wird diese Tatsache ebenfalls angegeben. Die Probe wird dann entfernt, geschüttelt, wobei die Menge des Materials gemessen wird, und dann wird der Behälter erneut gefüllt. Anschließend erfolgt eine Wiederholung der Messung bei einer höheren Schergeschwindigkeit, zum Beispiel von! 8 ü/min. Dieser Zyklus wird nach Maßgabe der gewünschten Schergeschwindigkeiten beliebig wiederholt.

Der Untergrund-Drehmomentwert, das heißt der bei leerem Behälter 130 gefunden wird, beträgt 0,55 g . m unter sämtlichen in Tabelle II angegebenen Schergeschwindigkeiten. Den gleichen Wert erhält man, wenn der Behälter mit Wasser gefüllt ist.

Bei dem hier definierten Rotationsflügelviskosimeter—Drehmo— mentwert handelt es sich um denjenigen Wert des Dauer-Drehmomentwertes der Probe, der in vorgenannter Weise mittels der vorgenannten Vorrichtung bei einer Schergeschwindigkeit von

6098 18/0 9 98

6 U/min bei Raumtemperatur (20 ⁰C) gemessen wird, abzüglich des üntergrundwertes bei 20 ⁰O.

609818/0998

. Beispiel

CD CD OO

Oxid, Feststoffe grau/rot Flüssigkeit

Tabelle IV

SuIfati erung des grauen Oxids, i>

Rotationsflügelviskosimeter

Vergleich., (Beispiel 1 der DT-AS 2 243 377)

17 24 26

75 33

66

66

100

25 67

34

34

2,90 :

1,49 :

2,00 :

0,54 :

1,65 :

Schergeschw., U/min

Drehmoment, g . m

Peak

107	ja
0,69	nein
0,55	nein
1,11	nein
0,55	nein
0,83	nein
0,69	nein
0,69	nein

bezüglich der Viskositätswerte siehe allgemeine Bemerkungen von Beispiel 1

CD O CO OO

CD CD CO GO

Beispiel	- 50	18
Poren,	- 25	Porosität
100 ·	- 12,5	0,9
50	- 6,4	0,8
25	- 3,2	0,2
12,5	- 1,6	0,2
6,4	- 0,8	0,1
3,2	- 0,4	0,4
1,6	- 0,2	0,2
0,8 .	- 0,1	1,3
0,4 ■	- 0,05	3,3
0,2 ■	- 0,035	5,5
0,1 ■	,035	3,3
0,05 -	Gesamtporosität	0,8
unter 0	scheinbare Dichte	2,1
	eff. Dichte	19,1
5,5
6,8

Tabelle V

20 24 bedingt durch Poren der angegebenen Größe

0,7 0,6

0,4 0,4

0,1 0,2

0,1 0,2

0,1 0,1 0,3

0,1 0,5

1.1 2,3 4,9 4,9 4,6 4,1

3.2 3,6 0,9 0,9 1,0 1,2

17,5
5,6
6,7

19,0 5,4 6,7

Es wurde gefunden, daß bei Verhältnissen von Oxiden zu Wasser von über 2,5 : 1 der Piltrationsprozeß nicht stattfindet, und darüber hinaus der Prozeß sehr viel schwieriger zu steuern ist. Es besteht somit eine Tendenz der Platten zur Überfüllung, übermäßigen Verdichtung und ungleichmäßigen Füllung der Mantelrohre, wobei es zur Bildung großer Taschen und Lücken kommen kann und weiterhin Bereiche niedriger Dichte ungleichmäßig über die Platte verteilt sind.

Bei Verhältnissen von Oxiden zu Wasser unterhalb von 0,4 ϊ 1 wird die zum Füllen der Platte erforderliche Zeit übermäßig lang, und das Oxidgewicht, das in die Mantelrohre eingebracht werden kann, fällt auf unannehmbar niedrige Werte, ab.

Es wird somit bevorzugt, daß das Gewicht der feuchten Paste in den in den Beispielen 2 bis 27 verwendeten Platten mindestens 800 Gramm, vorzugsweise 800 bis 950 Gramm, beträgt.

Wie aus Tabelle IV hervorgeht, sind die Viskositäten der erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Schlämme sämtlich sehr niedrig. Diese wässrigen Schlämme besitzen im Vergleich zu der Viskosität herkömmlicher Akkumulatorpasten und der in Beispiel 1 der DT-AS 2 243 377 beschriebenen Paste, praktisch die gleiche Viskosität wie Wasser. Im Vergleich zu einem Rotationsflügelviskosiraeter-Drehmomentwert für die Paste der DT-AS 2 243 377 von 107 g . m, besitzen typische gießbare, selbstverlaufende Schlämme der Erfindung Drehmomentwerte von unter 0,83 g · m, insbesondere nicht über 0,55 g . m.

Vergleichsbeispiele 28 bis 33

Es handelt sich hierbei um hochviskose Gemische, die nicht in den Rahmen der Erfindung fallen und lediglich zu Vergleichszwecken angegeben sind.

Verwendet werden Massen mit Rotationsflügelviskosimeter-Drehmomentwerten von 0,83 g . m und darüber. Die

6098 18/0998

Vergleichsbeispiele 28 bis 32 wurden mit der Vorrichtung der Figuren 1 bis 5 durchgeführt. Das Vergleichsbeispiel/wurde mit der Vorrichtung der Figuren 10 bis 19 durchgeführt. Letztere Vorrichtung unterscheidet sich von der zuerst genannten nur in der Fördergeschwindigkeit der Pumpe (Monopump), der Verwendung eines druckempfindlichen Vorwahlschalters, der die Schlamrazufuhr automatisch abschaltet, sobald der Druck in den Zufuhrleitungen zum Verteiler einen festgelegten Wert erreicht, und in bestimmten Durchführungsmerkmalen. Die verwendeten Mantelrohre besitzen ein gesamtes inneres freies Volumen von 105 ml.

Die Mengen bzw. Verhältnisse der Bestandteile und die in diesen Vergleichsbeispielen angewandten Bedingungen sind in den nachfolgenden Tabellen VI A und VI B angegeben.

Die Viskositäten der verwendeten Massen sind in der nachfolgenden Tabelle VII angegeben. Die Ergebnisse bei der Untersuchung bezüglich der Schichtung für das Beispiel 33 sind in Tabelle VIII zusammengestellt.

Keine der vorgenannten Massen läßt sich nach dem Filtrationsfüllverfahren einfüllen; es findet stets Füllung vom Einlaßende nach unten hin statt. Einige Massen, zum Beispiel wie in Beispiel 30, sind so dick, daß sie nicht in die Mantelrohre hineingepumpt werden können. In Beispiel 31 werden nicht alle ITantnlrohre ordmu-iß-H^cüiäß gefüllt. Wie aus Tabelle VIII hervorgeht, variiert die Dichte des aktiven Materials in der Platte des Beispiels 33 beträchtlich, nämlich um + 20 $, im Vergleich zu einer Maximalabweichung in Tabelle III von + 4 $·

Es wurde weiter gefunden, daß es bei Anwendung dieser höher viskosen Pasten leicht zu Problemen bezüglich gelegentlicher Verstopfungen in den verwendeten Maschinen bzw. Vorrichtungen kommt.

609818/0998

Tabelle VI A

Bei- Pest- Sulfa- Röhr- Pumpge- Pump- Zeit bis Berechnetes Gesamtzeit Dauer spiel Grau stoffe tie- chen
Rot Flüs- rung typ
sig- des
keit grauen
Oxids,
1°

schwin- volu- zum Be- Pumpvolumen bis zum
digkeit men ginn des bis zum Be- Ende des
Druck- ginn des Druckanaufbaus, Druckauf- stiegs,
t« baus t_o

ml/
see

see

ml

see

der

Druckanwen dung t₂ - t see

überdruck beim Schließen des Ventils

kg/cm*

	28	75:25	3 :1	O
	29	66:34	2,57:1	O
cn	30	75:25	2,86:1	3,75
O CO	31	75:25	0,70:1	9
OO	32	66:34	0,73:1	9
OO	33	100:0	0,9 :1	17
O
CD
CD
OC

122,5 1 bis 2 2,1

122,5 2 245 6,0 4,0 2,8

- zu dick, geht nicht ins Mantelrohr

- - 9 3,5

122,5 3 368 9 6 2,8

1 3 2 1,4

- 57 -

CD O CD OO

00 \ O CO CO OO

	Grau	66384	Rot	Wasser	Säure	Tabelle VI	B	*	Halbwerts zeit der Probensus pension	-	Absitzen des PiI- trats	Halbwertszeit der Piltrat- suspension
Bei spiel	g		g	ml	ml	Feuchte Faste in der Platte	Piltrat- Absitzen gewicht der Pro be	mm	min	7,5		min
		42388	_			β	g	98
28				25879	-		_		-			10
29	45000		15000	20000	1000	1089	228	nicht selbstver lauf end	-	—
30				58428	2000	—	-	-	-	-
31	35669		18266	71996	2000	567	-	76	-	-
32	87131		90900	7000	661	-	91	-	-
33				272	-

07

r-o cn .tr-(T)

cn

OO

CO

Beispiel

Oxid, Feststoffe grau/rot Flüssigkeit

Tabelle VII

SuIfati erung
des grauen
Oxids, <f°

Rotationsflügelviskosimeter

Schergeschw, U/min

Drehmoment, g . m

Peak

OO __i

"^ O CD CO

Vergleich, (Beispiel 1 der DT-AS 2 243 377) 28 29 30 31 32 33

25 25 34 25 25 34 0

2,90 3,30 2,57 2,86 0,70 0,73 0,90

12,6

3,75

9
17

107 1,94 2,36 9,15 1,66 1,39 1,39

nein

bezüglich der Viskositätswerte siehe
allgemeine Bemerkungen von Beispiel 1

	I	H	m	φ ca	νονό
		φ			T-CVJ
	•Η			CO CO ·Η
			O	Φ h M	+ I
					in
	■**■
				cr>
	ro			ro
				O
	CVJ			in
				o>
		ω		CJ
	•Η	§		ro
	Φ
	ο			in
		H		VO
	I	Φ
	•Η			COO
	S
	P •			+ I
	ι
		ti Φ		in
		α) »ϋ		in
		+* ο
		ti W	T- CVJ
—ι H H	α
;>
	-P	φ
Φ	γ{		in
H	O ,J	H	VO
H
Φ	O
	CO	ti	τ-
Ct)		Φ	VO
		O
			O
	ά	I tt£	in
	<Η	Φ C
		•Η 3
			«a-
	CO	P
		H
	φ	Φ
	«Η
	«Η		T-
	O
	-P	ca
	ca	ca
	•Ρ
	CQ	H	T-
	Φ
	Pm		··
		L
		fo	CT*
		ι-ί
		Φ	O
	I	•Η	O
	■Η	Ρ«	O
	Φ	ta	O
	PQ
			ro
			ro

25A6688

609818/0998

25Α6688

Wie bereits erwähnt, sind auch andere elektrochemisch aktive Stoffe neben aktivem Bleimaterial für das Verfahren der Erfindung geeignet.

Selbstverständlxch müssen die in solchen alternativen Ausführungsformen verwendeten Komponenten miteinander verträglich sein. Soll zum Beispiel alkalisches, negatives aktives Material verwendet werden, so bestehen die Seelen vorzugsweise aus einem Metall, das eine ausreichende chemische Korrosionsbeständigkeit in alkalischer Umgebung besitzt. Beispiele hierfür sind Stahlableiterstifte mit rundem oder streifenförmigem Querschnitt, die nickelplattiert sein können. Anstelle der Polyester-Mantelrohre können zum Beispiel Mantelrohre, aus Polyamiden bzw. Nylon verwendet werden. Bevorzugte Beispiele für alkalisches elektrochemisch aktives Material sind Nickelhydroxid für die positive Platte und Cadm'iumhydroxid für die negative Platte. Diese enthalten typischerweise einen Anteil an elektrisch leitendem Material, zum Beispiel ausreichende Mengen Graphit, um eine entsprechende Leitfähigkeit zu gewährleisten. Vorzugsweise werden etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent Graphit verwendet. Stahl kann als stromleitendes Element und in geeigneter poröser Form zur Gewährleistung der Piltrationsfüllung verwendet werden. Ein weiteres Beispiel für alkalisches elektrochemisch aktives Material ist Eisenoxid für das negative aktive Material. ^v

Das Nickelhydroxid kann auch Nickelteilchen oder -flocken in verteilter Form zur Verbesserung der Leitfähigkeit enthalten. Das Eisenoxid kann ebenfalls leitendes Material zur Verbesserung der Leitfähigkeit enthalten.

Als Elektrolyt wird typischerweise wässriges Kaliumhydroxid verwendet, das eine geringe Menge Lithiumhydroxid enthalten kann.

Eine Vielzahl von elektrochemisch aktivem Bleimaterial

ist bereits genannt, einschließlich graues Bleioxid und rotes

609818/0998

254668a

Bleioxid. Graues Bleioxid existiert in den verschiedensten Formen mit unterschiedlichen Gehalten an Blei und Bleimonoxid (PbO) und variierenden Teilchengrößen nach Maßgabe der Herstellungsmethode. Hardinge-Oxid, das durch Vermählen von Bleikörnern in einer Kugelmühle erhalten wird, besitzt einen Bleige— halt von etwa 20 bis 40 ?£, zum Beispiel 30 #, und einen PbO-Gehalt von etwa 80 bis 60 $, zum Beispiel 70 $.

Das Material wird anschließend einer Luftklassierung unterworfen, wobei die gröberen Teilchen in die Mahlung zurückgeführt werden. Das Material besitzt eine mittlere Teilchengröße von 15 bis 25 ja, vorzugsweise 20 α.

Bei Tudor-Oxid handelt es sich um ein weiteres Oxid, das durch Mahlung erhalten wird· Dieses Material wird jedoch keiner Luftklassierung unterworfen und besitzt eine mittlere Teilchengröße von 30 bis 50 p., vorzugsweise 40 u.

Nach dem Röstverfahren erhaltenes Oxid, zum Beispiel sogenanntes Barton-Oxid, besitzt eine mittlere Teilchengröße von 12 bis 15 u.

Erfindungsgemäß ist die Verwendung chemisch inerter Umhüllungen möglich. Dies schließt jedoch die Füllung der Mantelrohre mit metallischen Formen des aktiven Materials und ihre chemische oder elektrolytische Umwandlung in die elektrochemisch aktive Form innerhalb der Umhüllung nicht aus. Die Erfindung umfaßt somit auch solche Ausführungsformen.

Demzufolge umfaßt die Bezeichnung "aktive Masse" auch solches Material, das innerhalb der porösen Umhüllung, entweder vor oder nach dem Zusammenbau zu Plattensätzen, in die elektrochemisch aktive Form umgewandelt werden kann.

Es existieren zahlreiche andere elektrochemisch aktive Kombinationen, die zur Verwendung in Akkumulatoren geeignet sind.

609818/0998

Das Verfahren ist bisher in Zusammenhang mit Sekundär- oder wiederaufladbaren Systemen beschrieben. Es ist jedoch gleicher— malten auf primäre Akkumülatorsysteme anwendbar, wo die aktiven Materialien oder eines hiervon in einer porösen Umhüllung eingeschlossen und in die Umhüllung als flüssiger, suspendierter, vorzugsweise wässriger, Schlamm eingeführt werden kann.

Bei der als Suspendiermittel für den Schlamm verwendeten Flüssigkeit handelt es sich im einfachsten Fall um Wasser (bzw. wässrige Lösungen), das aus mehreren Gründen, wie Kosten, Sicherheit und Inertheit,deutlich bevorzugt ist. Wenn jedoch die Verwendung eines wässrigen Trägers Probleme mit sich bringen würde, könnte dieser durch einen anderen flüssigen Träger ersetzt werden, der für das verwendete aktive Material geeignet ist.

Beispiele für andere Batteriesysteme, für die das Verfahren der Erfindung Anwendung finden kann, sind in der nachfolgenden Tabelle IX zusammengestellt.

Die nachfolgend angegebenen aktiven Materialien werden teilchenförmig mit geeigneten Teilchengrößen verwendet, um eine Filtrationsfüllung mit der verwendeten porösen Umhüllung zu erreichen.

6 0 9 8 18/0998

Batterie- positive negative system Elektrode Elektrode

Tabelle IX Elektrolyt Primär

oder

Sekundär

Bemerkungen

^O. CD CD CD CD

Zink Zink

Zink

Kohle

Kohle,

katalysiert mit Edelmetallen oder Basismetallen, wie Kupfer

Manganoxid/Kohle-Gemische mit einer Kohlekollekt orlamelle

Ammoniumchlorid oder Kaliumhydroxid Primär

Ammoniumchlorid

Zink	η	Kai lumhydr oxi d
Zink-	Graphit, kataly siert mit Edelme tallen oder Basis metallen, wie Kupfer	η
Eisen	wie E	wie E
Cadmium	η	η
Magnesium	Mangandioxid/Kohle- Gemische mit einer Kohlekollekt orla- melle	Kaliumhydroxid Kaliumchromat Kaliumchlor at
Quecksil- ber-(I)- oxid (HgO)	Cadmium	wäßriges Kalium hydroxid

Sekundär
Primär

wie E

Durch die negative Elektrode wird Luft geschickt, wobei Ionisierung erfolgt,

wie E

It

Batterie- positive negative System Elektrode Elektrode

Tabelle IX, Fortsetzung Elektrolyt

Primär
oder

Sekundär

Bemerkungen

Nickel

Graphit, katalysiert mit Edelmetallen oder Basismetallen, wie Kupfer

Kaliumhydroxid

O CO CO OO Sekundär Die Elektroden befinden sich in einem fest verschlossenen Behälter, der mit Wasserstoff gas gesättigt ist. Die Elektroden verbrauchen Wasserstoff während des Entladens und setzen V/asserstoff frei während des Ladens.

cn

Durch Versuche wurde gefunden, daß nicht-gewebte Röhrchen nach dem Filtrationsfüllverfahren, entweder unter Verwendung von positivem alkalischem aktivem Material oder negativem alkalischem aktivem Material gefüllt werden können.

Es wurde gefunden, daß herkömmliches negatives alkalisches aktives Material (Zusammensetzung in Gewichtsprozent: 76 $ Cadmiumhydroxid, 5 i° metallisches Cadmium, 15 $ Eisenoxid, 2 $ Graphit'und 2 <fo Paraffin) unter der Schwerkraft allein in die gleichen, nicht-gewebten (NW) Mantelrohre eingeführt werden kann, wie in den Beispielen 2 bis 27 verwendet. Es wurde weiter gefunden, daß ein Verhältnis von aktivem Material zu Wasser im Bereich von 0,75 : 1 bis herab zu 0,2 : 1 zu Schlämmen führt, die eine Füllung vom unteren bzw. Bodenende der Mantelrohre nach oben zur Einlaßöffnung bewirken, wobei eine gute gleichmäßige Verteilung des aktiven Materials in den Mantelrohren erreicht wird. Die Feststoffe in diesen Schlämmen setzen sich relativ schnell ab, ähnlich wie die vorstehend beschriebenen Bleioxidschlämme. In allen Fällen handelt es sich um leicht gießbare Flüssigkeiten.

In ähnlicher Weise führen herkömmliche positive alkalische aktive Massen (die 85 Gewichtsprozent Nickelhydroxid und 15 Gewichtsprozent Graphit (ein Gemisch aus gepulvertem Graphit und Graphitflocken) enthalten)' bei ihrer Verwendung in gleichen Verhältnissen von Feststoffen zu Flüssigkeit zu Schlämmen, die eine Füllung vom unteren Ende der Mantelrohre nach oben zu den Einlaßöffnungen bewirken, wobei eine gute gleichmäßige Verteilung des aktiven Materials in den Mantelrohren erreicht wird.

Auch bei diesen Schlämmen kommt es zu einem relativ schnellen Absitzen der Feststoffe, ähnlich wie bei den vorstehend be-

oxxd
schriebenen Bleljschlämmen. Auch hier handelt es eich in allen

Fällen um leicht gießbare Flüssigkeiten.

Versuche mit der Anwendung von Druck auf den Schlamm haben gezeigt, daß die in die Mantelrohre eingeführte Menge an aktivem

609818/0998

--ββ -

Materiell durch Druckanwendung in ähnlicher Weise gesteigert werden kann, wie dies vorstehend in Zusammenhang mit aktivem Bleioxidmaterial beschrieben ist.

Ein anderer Gesichtspunkt, der berücksichtigt werden muß, wenn man eine erfolgreiche Filtrationsfüllung durchführen will, ist der Zusammenhang zwischen der Schlammteilchengröße und der Durchlässigkeit, Struktur und den Porenabmessungen, das heißt dem Filtervermögen, des Materials, aus dem die poröse Umhüllung besteht. So ist es zum Beispiel bei Verwendung einer hochporösen Umhüllung, wie die in Zusammenhang mit den Beispielen 2 bis 27, insbesondere Beispiel 7* beschriebene gewebte Umhüllung, und eines 33 J 67-Cremisches aus Hardinge-grauem Oxid und rotem Bleioxid, das eine relativ kleine Teilchengröße besitzt, bei einem Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnis von nur 1,35 : 1» wie in Beispiel 7, nicht möglich, die gewebten Mantelrohre zu füllen, da sich kein Bett aus aktivem Material innerhalb der Mantelrohre aufbaut. Verwendet man jedoch zu 100 i* graues Tudor-Oxid mit einer mittleren Teilchengröße von 40 u, so ist es bei Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen im Bereich von 2,5 : 1 bis 2,0 : 1 unter Verwendung dieser gewebten Mantelrohre (W) sehr wohl möglich, eine zufriedenstellende Filtrationsfüllung zu bewirken. Diese Mantelrohre können unter Anwendung dieser Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnisse auch zufriedenstellend unter Verwendung von Schlämmen gefüllt werden, bei denen das Verhältnis von Tudor-Oxid zu rotem Bleioxid zum Beispiel 80 : 20, 60 : 40, 40 : 60 oder 20 : 80 beträgt.

Diese Mantelrohre können bei diesen Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen auch mit Hardinge-Oxid und einem 80 : 20-Gemisch aus Hardinge-Oxid und rotem Bleioxid gefüllt werden.

Die Erfindung ist bisher in Zusammenhang mit säurefreiem aktivem Bleioxidmaterial beschrieben worden. Es kann jedoch auch aktives Bleioxidmaterial verwendet werden, dem Säure zugesetzt worden ist, um zumindest eine teilweise Sulfatierung zu bewirken.

609818/0 998

ta

Es wurde gefunden, daß die Zugabe von Säure einen ausgeprägten Effekt auf die Viskosität des Schlamms innerhalb bestimmter Sulfatierungsgrade ausübt.

Der Grund für diesen Effekt ist nicht mit Sicherheit bekannt. Ohne die Erfindung an eine bestimmte Theorie zu binden, wird angenommen, daß dies auf Veränderungen im Hydratationsgrad zurückzuführen ist und somit auf intramolekulare oder intrapartikulare Wechselwirkungen in Abhängigkeit von der Menge an Zwischen-Sulfatverbindungen, die in den mit Säure versetzten Schlämmen anwesend sein können. Die in der nachfolgenden Tabelle X angegebenen Zahlenwerte für das Rotationsflügelviskosimeter-Drehmoment zeigen deutlich diese Abhängigkeit der Viskosität von dem Sulfatierungsgrad.

609818/0998

cn σ co co

co co co

Tabelle X

Schlamm, Feststoff- Wasser- I^SO.-Volumen Feststoffe SuIfatie-Viskosität (g . m)

Beispiel gewicht Nr.

volumen _(1f4g/ml) ml ml

Flüssigkeit

rung,

bei 20 ⁰C

X = 6

und X ü/min
X = 24 X = 42

10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6

2000 2000 2000 2000 2000 2000

667	0
536	152
410	306
284	458
160	612
134	764

bezüglich der Viskositätswerte siehe allgemeine Bemerkungen von Beispiel 1 bei der zugegebenen Wassermenge ist das in der Schwefelsäure vorhandene Wasser und das durch Reaktion von HpSO₄ mit PbO unter Bildung von PbSO. entstehende Wasser berücksichtigt

3 :

3

3

3 i

3 !

3 "

, 1

: 1

ί 1

: 1

s 1

i 1

0	1,52
20	123
40	360
60	505
80	74,6
100	48,8

Peak

ja ja ja ja ja

" 254668a

Man muß somit darauf achten, ein System zu verwenden, in dem das Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnis ausreichend niedrig ist, so daß der angewendete Sulfatierungsgrad "bei Verwendung des bestimmten Umhüllungsmaterials keinen Fehlschlag bei der Filtra— tionsfüllung verursacht.

Es wurde weiterhin gefunden, daß zumindest "bei Verwendung des vorstehend beschriebenen nicht-gewebten Materials NW innerhalb eines breiten Bereichs von Bleioxidschlämmen, solche Schlämme, die einen Rotationsflügelviskosimeter-Drehmomentwert (siehe Beispiel 1) von unter 0,83 m.g bei 20 ⁰C besitzen, eine brauchbare Filtrationsfüllung ergeben, während Schlämme mit einem Drehmomentwert von 0,83 m-g und darüber für die Einspritzfüllung geeignet sind. Somit ist die Erfindung zwar nicht auf die Verwendung von Schlämmen mit Drehmomentwerten von unter 0,83 m»g beschränkt, die Verwendung dieser Schlämme ist jedoch besonders bevorzugt.

In den nachfolgenden Beiöpielen 34 bis 42 sind einige Rezepturen für säurehaltige Schlämme angegeben, die sich für die Filtrationsfüllung eignen.

1 Gramm graues Bleioxid erfordert 0,4 ml Schwefelsäure einer Dichte von 1,4 g/ml, um eine lOOprozentige Sulfatierung zu erreichen.

Bei Verwendung von grauem Bleioxid, das 30 %> Blei und 70 % Bleioxid enthält, ist der Sulfatierungsgrad, das heißt der prozentuale Gehalt an Bleisulfat, Y durch die Gleichung

Y _ 216,4 x Volumen H₃SO₄ (Dichte 1,4) in Liter

Gewicht des grauen Bleioxids in kg gegeben.

Beispiele 34 bis 42

Die Durchführung dieser Beispiele erfolgt unter Verwendung der in den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Vorrichtung.

609818/09 98

Die angewendeten Mengen bzw. Verhältnisse und Bedingungen, sowie die erhaltenen Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen XI A und XI B angegeben. In sämtlichen Beispielen werden lOOprozentiges Hardinge-Oxid bei Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen von 1,28 : 1 bis herab zu 0,43 s 1» und nicht-gewebte Mantelrohre verwendet.

Man sieht, daß man bei Verwendung dieser säurehaltigen Schlämme etwas niedrigere Werte für die nasse Paste in der Platte, im Vergleich zu den säurefreien Schlämmen der Beispiele 1 bis 27_y erhalt. Wie jedoch aus der nachfolgenden Tabelle XIV hervorgeht, ist dies lediglich auf eine geringere Dichte des aktiven Materials in den Mantelrohren zurückzuführen. Es liegt eine gute Verteilung und insbesondere keine schädliche Schichtung vor.

Die Viskositäten der in den Beispielen 34 und 38 verwendeten Schlämme sind in Tabelle XV angegeben.

609818/0996

Tatelle XI A

CD O CO OO

co co οό

Bei spiel	Grau	Fest stoffe	Sulfa tie	Röhr- chen-	Pumpge schwin	Pump volu	Zeit bis zum Be	Berechnetes Pumpvolumen	Gesamtzeit bis zum	Dauer der	Überdruck beim
	EOT"	Flüs sig keit	rung *	■typ	digkeit	men ml/ see	ginn des Druck aufbaus , see	bis zum Be ginn des Druckauf baus ml	Ende des Druckan stiegs, *2 see	Druck anwen dung see	Schließen des Ven tils kg/cm
34	100/0	1,28:1	1,5	NW	40	122,5	3	348	7	4	2,80
35	100/0	1,24:1	1,5	NW	40	122,5	3	368	-	-	0,07
36	100/0	0,82:1	1,5	NW	40	122,5	4	490	12	8	2,66
37	100/0	0,79:1	1,5	NW	40	122,5	4	490	—	—	0,07
38	100/0	0,47:1	1,5	NW	40	122,5	7	858	19	12	1,68
39	100/0	0,46:1	1,5	NW	20	78	12	936	30	18	2,10
40	100/0	0,44:1	1,5	NW	20	78	12	936	-	-	0,07
41	100/0	0,43:1	4,0	NW	40	122,5	6	735	14,5	8,5	2,45
42	100/0	0,42:1	4,0	NW	20	78	10	780	25	15	2,24

Bei- Grau spiel

Rot

Tabelle XI B

Wasser Säure Feuchte Filtrat- Absitzen Halbwerts- Absitzen Halbwertszeit

Paste gewicht der Pro- zeit der des FiI- der Filtratin der be Probensus- trats suspension Platte pension

ml

ml min

min

34
35
36
37
38
39
40

29796 27809 25181 24898 24374 2318O 22319 21826 20702

23005	200	892	-	79,6
22186	200	489	83	79,6
31313	200	883	-	68,4
31313	200	524	366	68,4
51313	200	779	-	57,6
50439	200	861	-'	57,6
50439	200	493	1948	57,6
50439	200	720	2190	59,6
49703	200	732	2156	_

56,0 47,6

32,8 25,0 29,3

Beispiele 43 bis 50

Diese Beispiele werden unter Verwendung der in den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Apparatur durchgeführt.

Die angewendeten Mengen bzw. Verhältnisse und Bedingungen sowie die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen XII A und XII B zusammengestellt. In diesen Beispielen werden hohe Anteile an rotem Blei bei Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen von etwa 1,6 : 1, sowie nicht-gewebte Mantelrohre NW verwendet.

Die Ergebnisse bezüglich der Schichtung sind in Tabelle XIV angegeben.

Die Viskositäten der in den Beispielen 44» 47» 48 und 50 verwendeten Schlämme sind in Tabelle XV zusammengestellt.

Der in Tabelle XII A angegebene Sulfatierungsgrad wurde einfach durch Ersatz des Gewichtes an grauem Blei durch das Gewicht an rotem Blei erhalten. Die Schlämme der Beispiele 47 bis 50 wurden durch Zusatz von grauem Bleioxid zu dem Schlamm des Beispiels 46 hergestellt.

609818/09 9^λ8

Beispiel Grau
SoF"

Pest- Sulfat Röhrstoffe tie- chentyp

Flüssig keit

rung

Tabelle XII A

Pumpge- Pump- Zeit bis Berechnetes Gesamt- Dauer schwin- voIu- zum Be- Pumpvolumen zeit bis der digkeit men ginn des bis zum Be- zum Ende Druck-Druck— ginn des des anwenaufbaus, Druckauf- Drucken- dung

- 74 -

Überdruck "beim

Schließen des Ventils

ml/ see

see

baus

ml

stiegs, *2	2	- *1	kg/c;
sec	sec		1,40
44,5	16,	5	-
26,5	—		0,35
66	22		1,05
47,5	30,	5	1,40
26,5	18,	5	2,10
12	7		2,10
12	7		2,80
15	_

CD CO 00

43
44
45
46

47 48

49
50

0/100
0/100
0/100
0/100

1,63:1 0,07

1,59:1 0,18

1,55:1 0,18

1,50:1 0,77

9,9/90,1 1,62:1 0,72 18,6/81,4 1,68:1 0,72 18,6/81,4 1,63:1 0,72 18,6/81,4 1,59:1 0,72

NW NW NW NW NW NW NW NW 40 40 40 40 40 40 40 40

122,5 122,5 *) 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5

3430

4165

2083

980

613

613

*) kein Druckaufbau

Bei- Grau spiel

Rot

Tabelle XII B

Wasser Säure Feuchte Piltrat- Absitzen Halbwerts- Absitzen Halbwertszeit
Paste gewicht der Pro- zeit der des Pil- der Filtratin der be Probensus- trats suspension
Platte pension

ml

ml

min

	43	—
	44	-
	45	-
cn O	46 47	3000
Um* CO	48	5799
_A OO	49	5241
O	50	5107
CO CO cö

31334	19263	10	882	-	62
30452	19263	25	528	—	-
28734	18509	25	799	-	-
27935	18509	100	717	-	-
27218	18509	100	788	3055	73
25398	18509	100	784	2202	87
22954	17186	100	723	—	—
22365	17186	100	818		_

9 15,7

Beispiele. 51 bis 56

Diese Beispiele werden unter Verwendung der in den Figuren 10 bis 19 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt.

Die verwendeten Mengen bzw. Verhältnisse und Bedingungen sowie die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen XIII A und XIII B zusammengestellt. In diesen Beispielen werden hohe Anteile an grauem Bleioxid und ein höherer Sulfatierungsgrad als in den Beispielen 34 bis 42 verwendet. Es kommen nicht-gewebte Mantelrohre zur Anwendung.

Die Ergebnisse bezüglich der Schichtung sind in Tabelle XIV zusammengestellt. Die Viskositäten der in den Beispielen 51» 54» 55 und 56 verwendeten Schlämme sind in Tabelle XV angegeben.

60981 8/099B

Tabelle XIII A

	Bei spiel	Grau	: 0	Pest stoffe	Sulfa tie	Röhr chen	Pumpge schwin	Pump volu	Zeit bis zum Be	Berechnetes Pumpvolumen	Gesamt zeit bis	Dauer der	überdruck beim
		EöT"	: 0	Flüs sig keit	rung	typ	digkeit	men	ginn des Druck aufbaus , *1	bis zum Be ginn des Druckauf baus	zum Ende des Druckan stiegs, 4.	Druck anwen dung *2-*1	Schließen des Ven tils
			: 0					ml/ see	see	ml	*2 see	see	kg/cm
	51	100	: 8	0,49:1	16,7	NW	40	200	—	—	5	5	1,40
cn	52	100	«15,	0,48:1	16,7	NW	20	150	4	600	6	2	1,54
co	53	100	:44,	0,48:1	16,7	NW	0	100	-	-	5-10	-	1,40
CD	54	92	0,50:1	16,6	NW	0	100		-	5-10	—	1,40
co	55	84,5	5 0,52:1	16,1	NW	0	100	-	-	5-10	—	1,40
O co co co	56	55,5	5 0,78:1	10,6	NW	0	100	5	—	7	2	1,40 -<- iß

r-o cn

CD OD CD

Bei- Grau spiel

Rot

Tabelle XIII B

Wasser Säure Feuchte Filtrat- Absitzen Halbwerts- Absitzen Halbwertszeit Paste gewicht der Pro- zeit der des Pil- der Filtratin der be Probensus- trats suspension Platte pension

ml ml i $

min

	51	44737	—	90900	3500	270
	52	43636	-	90900	3500	295
	53	43048	-	90900	3500	293
co	54	41857	3630	90900	3500	305
O CD	55	39685	7250	90900	3500	309
OO	56	39485	31645	90900	3500	356
OO
Ό998

73

72
72
66

CJ) CD CO OD

•η ω

■PH •rl Φ

ro

CO

•Η Φ

-PH -H Φ

CO CO

ιη

ιη

	T	ο	+15-	+3,5	+6-9	+5-6	T- VO	+3-4
	τ- VO CO	CO ιη CO	ιη CO	in C-	in	in C-	in CvJ
	CM	CO CM	CO CO	ιη ro	Vk ro	in ro	a	in in
	262	O ιη CO			in	in		in
	262	OO ιη CM	ιη CO	in ro	ro	ro ro	VO ro	CM in
	C- O	CO C-	Γ ΟΟ	in ro	ro	37,5	T- Vf	56,5
	ο	O τ-	ιη				in	in
	,63:	,59:	οο CM	vo ro	VO ro	C- ro	CM Vf	in in
		ιη		in		in	in
		CO ro	C- ro	VO ro	in ro	Vf	Vk in in
		τ-	+10-24	+15-26	+23-29	+14-19	+20-24
				in CM	in		in C-
			C- in	in in	ro in	C- in	Vf C-
ro τ—			CM	in	C- CO	cn	CvJ ro
243		ro	in in	vo in	in VO	in VO	Vf 00
244		C- Vf	ro VO	τ- VO	in VO	Vf VO	ro CO
240		C-	C- VO	ro VO	VO Vf	ro in	O C-
ο ro CJ		ro	ro		CO ro	VO Vf	C- in
O		C-	C-	C-	VO		VO
"*"		VO	VO	VO τ-	VO τ- τ-	ViT T- T-	O
CO		,49:	co	,48:	,50:	CM in	00 C- Vl

Or- T-OOOO O O

τ- ο ·· vf ο O O ·· in ·· in

·· O vo ·» ·· ·· ·· co in ·» in ·>

O *— ·"-■ O O O ·· »in »vf O "ooco OO OCO vft- invf T-Qr- T-r-T-CT\CO in N ro O T-COrOvftn

vfvfin ininininin

vo in

609818/0998

	Oxid,	Fest	Tabelle	Rotationsflügelviskosimeter .
Bei	grau/rot	stoffe	Sulfa	Schergeschw., Drehmoment, Peak
spiel		Flüs sig keit	tie	U/min g . m
		rung

100 : 1 1,28:1 1,5 6

29 42 100 : 1 0,47:1 1,5 6

24 42 100 : 1 0,43:1 4,0 6

24 42 0 : 100 1,59:1 0,18 6

24 42 9,9:90,1 1,62:1 0,72 6

24 42 18,6:81,9 1,68:1 0,72 6

24 42 100 : 0 0,49:1 16,7 6

24 42 92 : 8 0,50:1 16,6 6

24 42 84,5:15,5 0,52:1 16,1 6

24 42 55,5:44,5 0,78:1 10,6 6

24 42

1,11	nein
1,11	nein
0,97	nein
0,69	nein
0,69	nein
0,83	nein
0,55	nein
0,55	nein
0,55	nein
0,55	nein
0,69	nein
0,69	nein
0,55	nein
0,69	nein
0,69	nein
0,55	nein
0,55	nein
0,55	nein
0,69	nein
0,69	nein
0,69	nein
0,83	nein
0,55	nein
0,55	nein
0,97	nein
0,69	nein
0,69	nein
0,83	nein
0,69	nein
0,69	nein

^r) bezüglich der Viskositätsv/erte siehe allgemeine Bemerkungen von Beispiel 1

809818/0998

Durch einen Vergleich der Ergebnisse bezüglich der Schichtung in den Tabellen VIII und XIV wird deutlich, daß die mittels Filtrationsfüllung erhaltenen Platten (Tabelle XIV) einen erheblich geringeren Schichtungsgrad, als die durch Spritzfüllung (Tabelle VIII) erhaltenen Platten besitzen.

Bemerkungen zu den Tabellen XI A und XI B bis XIII A und XIII B 1.) Sulfatierung

Es wird angenommen, daß die gesamte Säure absorbiert wird und mit dem überschüssigen Oxid zu dem Zeitpunkt reagiert, wenn die erste Zugabe erfolgt. Somit bleibt die prozentuale Sulfatierung konstant, bis eine weitere Säurezugabe erfolgt, das heißt, ein Teil der Säure wird zusammen mit jeder entnommenen Pastenprobe entfernt.

2.) Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnis

Die Berechnung erfolgt unter Einbeziehung jeglicher Säure, die

als Flüssigkeit zugesetzt wird.

Der Effekt der Vorsulfatierung des aktiven Bleimaterials ist mit Bezug auf drei Bereiche des möglichen theoretischen Umfangs der Schlammzusammensetzungen beschrieben worden. Es handelt sich hierbei um 100 fo graues Oxid mit Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen von 1,3 s 1 bis 0,4 : 1 und Sulfatierungsgraden im Bereich von 1,5 bis 4,0 % (Beispiele 34 bis 42); 0 : 100-bis 20 : 80-Gemische von Grau zu Rot bei Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen im Bereich von 1,5 : 1 bis 1,7 : 1 und SuI-fatierungsgraden im Bereich von 0,05 bis 0,8 # (Beispiele 43 bis 50); und 100 : O-bis 55 : 45-Gemische von Grau zu Rot bei Feststoff/Flüssigkeit-Verhältnissen im Bereich von 0,4 : 1 bis 0,8 : 1 und SuIf at ierungsgraden von 10 bis 17 f<> (Beispiele 51 bis 56).

Es wird angenommen, daß es zahlreiche andere Rezepturen für vorsulfatiertes aktives Bleimaterial gibt, das für die Filtrationsfüllung geeignet ist. Dem Fachmann ist es aufgrund der

609818/0998

gemachten Angaben bezüglich des Einflusses der Säure auf die Viskosität und des Einflusses der Veränderung des Verhältnisses von Peststoffen zu Flüssigkeit, des Einflusses der Säure auf die Viskosität und des Einflusses der Veränderung der Verhältnisse von grauem Oxid zu rotem Oxid, sowie des Einflusses der Veränderung der Durchlässigkeit der porösen Umhüllungen leicht möglich, geeignete Rezepturen und geeignetes Material für die poröse Umhüllung auszuwählen.

Patentansprüche

6098 18/09 9 8

Claims (52)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Akkumulator-Panzerplatten

durch Einbringen einer aktiven, Flüssigkeit enthaltenden Masse in die poröse Umhüllung der Platte, wenn die Umhüllung auf dem stromleitenden Element der Platte angeordnet ist, dadurch gekennzei chnet, daß man eine aktive Masse mit einem solchen Flüssigkeitsgehalt verwendet, daß aktives Material durch die poröse Umhüllung herausgefiltert und ein Bett aus aktivem Material in der Umhüllung aufgebaut wird, wobei sich das Bett, ausgehend von dem der Einspeisung der Masse entgegengesetzten Ende, zurück zu dem Ende der Einspeisung der Masse aufbaut, und Flüssigkeit durch die Wände der Umhüllung während des Zeitraums des Bettaufbaus hindurchtritt.

2. Verfahren zur Herstellung von Akkumulator-Panzerplatten durch Einführen einer aktiven Masse in die poröse Umhüllung der Platte, wenn die Umhüllung auf dem stromleitenden Element der Platte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man die aktive Masse in die Umhüllung als wässrigem Schlamm einspeist, wenn die Umhüllung in im wesentlichen vertikaler Ebene ausgerichtet ist, so daß sich die Feststoffe zum Boden der Umhüllung hin unter der Schwerkraft absetzen können, wobei der wässrige Schlamm ein Gewichtsverhältnis von aktivem Material zu Wasser im Bereich von 0,4 : 1 bis 2,5 : 1 besitzt, das Material der Umhüllung so ausgewählt ist, daß es aktives Material herausfiltert, während Flüssigkeiten durchgelassen werden, wodurch die Feststoffe mindestens teilweise innerhalb der Umhüllung gehalten werden und die Flüssigkeit zumindest teilweise durch die Wände der Umhüllung auszutreten vermag, und man die Einspeisung des Schlamms in die Umhüllung so lange fortführt, bis die Umhüllung mit aktivem Material gefüllt ist, worauf man den Druck in der Zuführung zur Umhüllung auf

ρ ρ

einen Wert von über 0,35 kg/cm , jedoch nicht über 7 kg/cm , ansteigen läßt und danach eine Druckentspannung herbeiführt..

609818/09 9 8

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Umhüllung eine Anordnung von Mantelrohren verwendet, die nebeneinander auf einem
stromleitenden Element, jeweils ein Stift in jedem Mantelrohr, angeordnet sind.

4· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis von Schlammvolumen, das in die Mantelrohre
eingespeist wird, zu dem gesamten inneren freien Volumen der Mantelrohre in der Platte von mindestens 2 : 1 verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis von 3 : 1 bis 15:1 verwendet»

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wässrigen Schlamm verwendet, der ein wässriges Gemisch aus teilchenförmigen! aktivem Material und Flüssigkeiten darstellt, wobei das Gewichtsverhältnis der Feststoffe zu den Flüssigkeiten im
Bereich von 1 : 1 bis 1,8 : 1 liegt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlamm mit einer Dichte von unter 2,5 g/ml verwendet.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlamm mit einem Rota— tionsflügelviskosimeter-Drehmomentwert von unter

0,83 m . g bei 20 ⁰C verwendet.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Füllen der Umhüllung den Gegendruck in der Schlammzufuhr zur Umhüllung auf einen Wert im Bereich von 0,35 bis 3,5 kg/cm ansteigen läßt.

10. Verfahren nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zeitdauer, während der man den Druck ansteigen läßt,

6098 18/099 8

von 1/10 der Zeit, die man zum Pullen der Umhüllung benötigt, bis zu einer Zeit, die gleich der Füllzeit der Umhüllung ist, anwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umhüllung in 5 bis 15 Sekunden füllt und den Druck während einer Zeit von 1 bis 15 Sekunden ansteigen läßt.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Umhüllungsmaterial mit einer Stickstoffdurchlässigkeit im Bereich von 0,5 bis 20 Liter/cm /min verwendet.

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Umhüllungsmaterial mit einer Stickstoffdurchlässigkeit im Bereich von 3 bis 10 Liter/cm /min verwendet.

14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man als Umhüllungsmaterial ein nicht-gewebt es Material aus Polyesterfasern mit 0,5 bis 0,7 mm Dicke und einem Gewicht von 120 bis 160 g/cm , mit einer Stickstoffdurchlässigkeit von 8,0 Liter/cm /min und einer Wasserdurchlässigkeit von 1,5 Liter/cm /min verwendet.

15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man eine säurefreie Masse verwendet, die graues Bleioxid und rotes Bleioxid in Gewichtsverhältnissen von 66 : 34 bis 33 ^: 67 enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Peststoffen zu Flüssigkeit im Bereich von 2,0 : 1 bis 0,5 : 1 liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gewichtsverhältnis von Peststoffen zu Flüssigkeit im Bereich von 1,5 * 1 bis 0,7 : 1 anwendet.

17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß man als Umhüllungsmaterial ein

6098 18/099 8

. 25A6688

spinngewebtes Material mit 15 bis 25 Schußfäden/cm und

15 bis 25 Kettfäden/cm und einer Stickstoffdurchlässigkeit

von 5 Liter/cm /min verwendet.

18. Verfahren nach Anspruch 17_f dadurch gekennzeichnet, daß man einen säurefreien Schlamm verwendet, der graues Bleioxid
und rotes Bleioxid in Grewichtsverhältnissen von 66 : 34 bis 33 J 67 enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Peststoffen zu Flüssigkeit im Bereich von 2,5 ί 1 bis 0,9 : 1
liegt.

19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man als aktives Material ein aktives Bleimaterial verwendet, das vor der Einführung in die poröse Umhüllung der Platten zumindest teilweise einer Sulfatierung unterworfen worden ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß
man ein aktives Material mit einem Sulfatierungsgrad von
unter 17 Gewichtsprozent verwendet.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aktives Material mit einem Sulfatierungsgrad im Bereich von 0,05 bis 16,7 Prozent verwendet.

22. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß man als aktives Material graues Bleioxid mit einem Sulfatierungsgrad von bis zu 4 Prozent und ein Verhältnis von Peststoffen zu Flüssigkeit im Bereich von 1,3 : 1 bis 0,4 : 1
anwendet.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als aktives Material graues Bleioxid verwendet, das bis zu
45 Gewichtsprozent rotes Bleioxid enthält, und einen Sulfatierungsgrad im Bereich von 10 bis 17 Prozent, sowie ein
Verhältnis von Peststoffen zu Flüssigkeit von unter 0,8 : 1 anwendet.

609818/09 98

24· Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß man als aktives Material rotes Bleioxid verwendet, das bis zu 20 Gewichtsprozent graues Bleioxid enthält, und einen Sulfat ierungsgrad von bis zu 0,8 Prozent, sowie ein Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit von nicht über 1,7 ! 1 anwendet .

25· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aktives Material mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1 bis 100 ii verwendet.

26· Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aktives Material mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 5 bis 20 yu verwendet.

27· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umhüllung am oberen und unteren Ende anklammert, während man den Schlamm so in die Umhüllung einspeist, daß Flüssigkeit über die gesamte Fläche der Umhüllung austreten kann.

28. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlammvorrat während des Füllens kontinuierlich vermischt und einen kleineren Teil dieses kontinuierlich gemischten Vorrats in jede Plattenumhüllung einspeist.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß man ein GewichtsVerhältnis von aktivem Material in dem kontinuierlich gemischten Schlammvorrat zu dem einzelnen Füllgewicht im Bereich von 1300 : 1 bis 25 : 1 anwendet.

30. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlammvorrat aus einem gerührten Schlammvorrat in einem Lagertank durch eine Pumpe einem Füll-Verteiler zuführt, der eine Platte speist, wobei

609818/09 9 8

_ ββ - - ■

man eine Pumpe verwendet, die eine gleichmäßige Abgabe gewährleistet und den Schlamm in Suspension hält, und den Schlamm, während der Zeiträume zwischen der Einspeisung in eine umhüllte Platte über den Püll-Verteiler, vom Auslaß der Pumpe über eine Urawälzleitung, die mit dem Pumpenaus-

von dort

laß verbunden ist, zum Vorratstank und /über eine Zuführung zum Pumpeneinlaß umwälzt.

31. Vorrichtung zum Füllen von Akkumulator-Panzerplatten, gekennzeichnet durch mindestens eine Füllstation mit Einrichtungen zur Halterung der Umhüllung einer Platte, die auf dem stromleitenden Element in im wesentlichen vertikaler Ebene angeordnet ist, und eine Füll-Verteilereinrichtung zur Einspeisung von Schlamm in die Umhüllung einer Platte, die in der Halterung angeordnet ist, und weiterhin einen Schlammvorratstank mit Rühreinrichtungen zur Aufnahme eines Vorrats an aktivem Materialschlamm,sowie Abgabeeinrichtungen zur Abgabe des Schlamms aus dem Vorratstank zu der Verteilereinrichtung einer ausgewählten Füllstation.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeeinrichtungen Umwälzeinrichtungen zur Umwälzung des Schlamms zum Vorratstank enthalten, wenn der Schlamm nicht an eine Füllstation abgegeben wird.

33· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Verteilereinrichtungen führenden Abgabevorrichtungen eine Pumpe mit einer Zuführungsleitung, die mit dem Vorratstank in Verbindung steht, und Ventileinrichtungen enthalten, wobei ein Umwälzventil, das mit dem Pumpenauslaß in Verbindung steht, Schlamm vom Pumpenauslaß zu einer Füllstation leitet, oder den Schlamm zum Vorratstank umwälzt.

34· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 33» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Halterung der Platten als Halterung für Röhrchenplatten ausgebildet

60981 8/0998

sind und einen Rahmen enthalten, der fest mit der Füll-Verteilereinrichtung verbunden ist und obere und untere Greifbacken zum reversiblen Pestklemmen der Platten an dem Rahmen enthält.

35« Vorrichtung nach Anspruch 34» dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbacken gezahnt und dem äußeren Oberflächenprofil des unteren und oberen Endes der Röhrchenplatte angepaßt sind.

36. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 34 und 35» dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der obere Backen mit einem elastischen, abdichtenden Belag versehen ist.

37· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung zur Anpassung an die Verwendung von Röhrchenplatten eine Auslaßdüsenanordnung, bestehend aus starren Füllröhrchen, die in bestimmtem Abstand in einer geraden Linie angeordnet sind, enthält, wobei die Füllröhrchen bezüglich der Mantelrohre der Platte zentriert sind und äußere Durchmesser besitzen, die den inneren Durchmessern der Mantelrohre entsprechen.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, daß die Füllröhrchen durch eine elastische Dichtung hindurchgehen, wobei die Abmessungen des Rahmens in Relation zu der Platte so abgestimmt sind, daß das Ende der Platte zwangsläufig gegen und in die Dichtung gedrückt wird, und so eine Befestigung der Platte in der Halterung erfolgt.

39. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3I bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckempfindliches Ventil im Zusammenspiel mit der Einlaßseite jeder Füll-Verteilereinrichtung vorhanden ist.

40. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 39» dadurch gekennzeichnet, daß pro Pumpe und Schlammvorratstank

60 9818/0998

mindestens zwei Füllstationen vorgesehen sind, und das Umwälzventil ein Dreiwegventil ist.

41. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansp**üche 31 bis 39_f ' dadurch gekennzeichnet, daß pro Pumpe und Schlammvorratstank mindestens zwei Füllstationen vorgesehen sind,und die Verteilereinrichtungen durch eine gemeinsame Zuführung gespeist werden, die vom Auslaß der Pumpe zur Umwälzleitung führt, und Ventileinrichtungen zum selektiven Verbinden jeder Verteilereinrichtung mit der Zuleitung vorgesehen sind.

42. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 39 bis 41_f dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Ventil ein Druckverminderungsventil ist.

43« Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 39 bis 41» dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes druckempfindliche Ventil so angeordnet ist, daß eine automatische Umstellung des Umwälzventils oder der Ventileinrichtungen, die die oder jede Verteilereinrichtung mit der gemeinsamen Speiseleitung, verbinden, auf Urawälzsteilung stattfindet, und der Druck in der Speiseleitung auf die Platte weggenommen wird, sobald der festgesetzte Druck erreicht ist.

44. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe einen als eingängige Schraube ausgestatteten Rotor enthalt, der in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist, das als zweigängiger Schraubengang ausgebildet ist, wobei die Schraube des Gehäuses die doppelte Steigung wie die Rotorschraube besitzt, und der Rotor sich um seine eigene Achse in einer Richtung dreht, während die Achse des Rotors um die Achse des Zylindergehäuses mit gleicher Geschwindigkeit, jedoch entgegengesetzter Drehrichtung, herumkreist.

45. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 34 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Backen eine fixierte

609818/09 9 8

gezahnte Fläche und eine hiermit zusammenwirkende bewegliche gezahnte Fläche besitzt, die so angeordnet ist, daß sie von der fixierten Fläche entfernt werden kann, während sie, durch pneumatische oder hydraulische Einrichtungen, parallel hierzu gehalten wird.

46. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 34 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der gegenüberliegenden Flächen der unteren Kante des oberen Backens oder der oberen Kante des unteren Backens abgeschrägt ist.

47· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 34 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Fläche des oberen Backens ein gerillt es bzw. geripptes Teil zur Verbesserung der Plattenhalterung im Backen trägt.

48. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 34 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Backen eine Vorderbackenfläche besitzt, die nach unten schwenkbar mit einer hinteren Backenfläche verbunden ist, wobei Einstelleinrichtungen vorgesehen und so angeordnet sind, daß die Vorderplatte entweder in geschlossene Stellung oder voll geöffnete Stellung gebracht wird.

49. Vorrichtung zum Füllen von umhüllten Akkumulatorplatten, gekennzeichnet durch eine zentrale Schlammaufbereitungssta— tion und mindestens eine Fülleinrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 48, sowie Einrichtungen für die Schlammzufuhr aus der zentralen Station zu den Fülleinrichtungen.

50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Schlammzufuhr Einrichtungen für die kontinuierliche Schlammzufuhr zu der oder jeder Fülleinrichtung und Rückführeinrichtungen zur Rückführung des Schlamms zu der Zentralstation enthalten, wodurch der Schlamm kontinuierlich umgewälzt werden kann.

609818/0998

51. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 49 und 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammaufbereitungsstation einen Tank, Wiegeeinrichtungen zur Bestimmung des Tankgewichts, Rühreinrichtungen, um den Schlamm in Suspension zu halten, sowie Einrichtungen für die Zufuhr von aktivem Material und Flüssigkeiten enthält.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeeinrichtung aus einer Kraftmeßdose besteht, die unter dem Tank angebracht ist.

53· Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Rühreinrichtungen aus einem Rührer bzw. Rührblatt bestehen, das sich am Boden des Tanks dreht.

54· Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 53 zum Füllen von Akkumulator-Panzerplatten, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich Schlamm aus dem zentralen Aufbereitungstank zu jeder Fülleinrichtung und zu dem Zentraltank zurück mit solcher Geschwindigkeit transportiert, daß der Inhalt des Schlammtanks der Fülleinrichtung zumindest stündlich erneuert wird.

609818/0998

Leerseite