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Vorrichtung zum Elektropolieren
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Elektropolieren der die
Anode bildenden Innenwand von innenseitig zugänglichen Behältern, insbesondere von
mit Mannloch ausgestatteten Großraumtanks, mit im Elektrolyten eingetauchter Kathode.
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Um auf der metallenen Innenwand solcher Großraumtanks einen Glanz
zu erzeugen, ist es notwendig, die Rauhigkeit der Oberfläche zu vermindern.
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Dies geschieht dadurch, daß der Großraumtank entweder vollständig
oder teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt und eine Kathode in diesen eingetaucht
wird. Während des Elektropolierens erfolgt die Abtragung der Oberfläche durch anodische
Auflösung, bei der bevorzugt Spitzen und Erhebungen der Oberfläche angegriffen werden,
wodurch die gewünschte Einebnung stattfindet. Die Behandlung von Großraumtanks mittels
einer solchen Vorrichtung ist herstellungstechnisch aufwendig. Sobald die Abmessungen
solcher Behälter eine relativ niedrige Grenze übersteigen, wird das Elektropolieren
unwirtschaftlich, da die Menge des eingesetzten Elektrolyten, die Gleichrichterleistung,
die Kathodenkonstruktion und die Umwälzbewegung der Behälter die Kosten ins Untragbare
steigern.
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Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der vorausgesetzten Art so auszugestalten, daß das Elektropolieren innenseitig zugänglicher,
großvolumiger Behälter kostengünstiger durch führbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Kathode in einer an die
Innenwand ansåugbaren, mit dem Elektrolyten füllbaren Kammer angeordnet ist.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen im wesentlichen in dem kostensparenden
Elektropolieren der Innenwand solcher Großraumbehälter, insbesondere Großraumtanks.
Dies erweist sich insbesondere interessant für Kernkraftwerke, chemische Industrie,
Biotechnik, Pharmazeutische Industrie sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
Es ist nicht mehr erforderlich, den Großraumbehälter vollständig oder teilweise
mit dem Elektrolyten aufzufüllen. Die an die Innenwand ansaugbare, mit dem Elektrolyten
füllbare Kammer gestattet ein partielles Elektropolieren. Lediglich ist die Kammer
mit dem Elektrolyten zu füllen. Nach der Behandlung der von der Kammer abgedeckten
Innenwand läßt sich die Kammer ablösen und umsetzen, um danach erneut mit dem Elektrolyten
gefüllt zu werden. Der Elektrolytverbrauch hängt nur von der Behälterfläche ab ungeachtet
der Tatsache, welche Elektropoliermethode angewandt wird. Der Arbeitsaufwand und
die Kathoden kosten sind bei den üblichen Methoden erheblich größer. Die Kammer
ist im übrigen so beschaffen, daß sowohl Großraumbehälter mit gekrümmter als auch
mit ebener Behälterwandung behandelt werden können. Ferner ist die Kammer leicht
zu bewegen, und bei Bedarf können mehrere solcher Kammern gleichzeitig im selben
Behälter eingesetzt werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung ist darin zu sehen, daß die Kammer
einen Ansaugrand mit elastischer Ausgleichszone vor einem mit einem Sauganschluß
ausgestatteten Ringraum aufweist, welcher Ringraum gegabelt
vorstehende,
elastische Lippen besitzt. Hierdurch ist es möglich, den Anhafteffekt der Kammer
an der Innenwand zu verstärken, wozu über den Sauganschluß ein Unterdruck in dem
Ringraum erzielt wird. Die elastischen Lippen treten dann in eine innige Anlage
zur Innenwand und verhindern ein Austreten des Elektrolyten. Die elastische Ausgleichszone
gestattet dabei auch das Anbringen der Kammer nahe von Ecken oder stark gekrümmten
Bereichen solcher Großraumbehälter.
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Es erweist sich als günstig, daß die Ausgleichszone von harmonikaartig
angeordneten Ringrippen gebildet ist.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Ansaugrand an der
Stirn kante eines formstabilen, kappenförmigen Gehäuses sitzt, an welchem der Kathodenträger
und Zu- und Ablaufanschlüsse für den Elektrolyten angeordnet sind. Die Kammer teilt
sich demgemäß in zwei Zonen auf. Die eine dient zur Halterung der Kammer an der
Innenwand, während die andere, zum Beispiel aus entsprechendem Kunststoff geformte,
stabilere Zone Träger der entsprechenden Bauteile der Vorrichtung ist.
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Eine Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten ist dadurch erreicht,
daß der Kathodenträger relativ zum Ansaugrand verstellbar ist. Mittels an der Kathode
befestigter Distanzfinger kann dann leicht der erforderliche Abstand zwischen Kathode
und Behälterwand eingestellt werden, so daß ein optimales Abtragen gewährleistet
ist.
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Eine weitere Anpassung ist dadurch ermöglicht, daß die Kathode und/oder
der Kathodenträger auswechselbar sind. Bei ebenen Innenwandungen
eignet
sich bspw. eine Kathode ebener Form, während gekrümmt gestalteten Innenwänden entsprechend
gebogene Kathoden zugeordnet werden können. Für die Kathode! eignet sich dabei insbesondere
Titanstreckmetall.
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Sodann besteht ein weiterer Vorteil darin, daß der vor der Kathodenplatte
mündende Elektrolyten-Zulaufanschluß am unteren Gehäuserand und der Elektrolyten-Auslaufanschluß
am oberen Gehäuserand befestigt sind. Es kann daher stets eine besonders gute Zirkulation
des Elektrolyten und eine Evakuierung der Kammer erzielt werden, was das optimale
Elektropolieren unterstützt.
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Schließlich ist es noch von Vorteil, daß der Ansaugrand über einen
Wulst der Stirn kante des Gehäuses geklipst ist. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben,
nach etwaiger Ermüdung des Materiales im Bereich des Ansaugrandes eine schnelle
Auswechselbarkeit vorzunehmen, und zwar im Wege der Klipsverbindung. Diese ist so
beschaffen, daß die erforderliche Dichtigkeit vorliegt.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines elektrolytisch
zu polierenden Großraumtanks und Fig. 2 einen teilweisen Ausschnitt des Großraumtanks
mit an seiner Innenwand befindlicher Kammer.
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Der Großraumtank 1 ist oberseitig mit einem Mannloch 2 bestückt. Durch
dieses ist die Innenwand 3 des Großraumtanks 1 zugänglich. Im unteren Bereich befindet
sich am Großraumtank 1 ein Entnahmestutzen S.
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Zum Elektropolieren der Innenwand 3 dient eine Vorrichtung. Letztere
ist in Form einer Kammer 4 ausgebildet, welche sich aus einem formstabilen, kappenförmigen
Gehäuse 5 und einem aus flexiblem Material bestehenden Ansaugrand 6 zusammensetzt.
Dieser ist über einen Wulst 7 an der Stirn kante des Gehäuses 5 geklipst. Zu diesem
Zweck bildet der entsprechende Bereich 8 des Ansaugrandes 6 eine Klipsöffnung 9
aus. Die Verbindung zwischen Ansaugrand 6 und Gehäuse 5 könnte auch mittels einer
Vorrichtung erfolgen, wobei die Dichtigkeit gewährt ist. Auf der gegenüberliegenden
Seite formt der Ansaugrand einen mit einem Sauganschluß 10 ausgestatteten Ringraum
11, der gegabelt vorstehende, elastische Lippen 12 besitzt. Vor dem Ringraum 11,
also zwischen diesem und dem Bereich 8 des Ansaugrandes 6 erstreckt sich eine elastische
Ausgleichszone 13, die von harmonikaartig angeordneten Ringrippen 14 mit Hohlprofil
gebildet ist.
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In dem Boden des kappenförmigen Gehäuses sind Durchgangsöffnungen
15 und 16 für die Stäbe 17, 18 eines Kathodenträgers 19 vorgesehen. Die Stäbe 17,
18 sind innenseitig mit einer aus Titanstreckmetall bestehenden plattenartigen Kathode
20 bestückt, die mit parallelem Abstand durch Distanzfinger 23 zur Innenwand 3 liegt
und sich innerhalb der vom Ansaugrand 6 gebildeten Ringzone befindet. Die Stäbe
17, 18 gestatten eine versteltung der Kathodenplatte 20 zum Ansaugrand 6 bzwl der
Innenwand
3. An den einen Stab 17 ist der Minuspol einer Gleichstromquelle
ange-.
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schlossen Der Pluspol derselben ist verbunden mit der Innenwand 3
des Behälters, wodurch diese die Anode darstellt.
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Das partielle Elektropolieren der Innenwand 3 des Großraumtanks 1
geschieht dadurch, daß der Ansaugrand 6 gegen einen entsprechenden Bereich der Innenwand
3 gedrückt wird. Dann folgt das Evakuieren des Ringraumes 11 über den Sauganschluß
10. Danach kann über einen am unteren Gehäuserand befestigten Zulaufanschluß 21
Elektrolyt zugeführt werden, welcher Elektrolyten-Zulaufanschluß 21 unterhalb und
vor der Kathodenplatte 20, von dem Gehäuse 5 aus gesehen, mündet. Nach dem Füllen
der Kammer unter Erzielung einer guten Zirkulation erfolgt die Stromzufuhr, wobei
das Abtragen der Oberfläche der Innenwand 3 durch anodische Auflösung geschieht.
Die abgetragenen Metallionen lösen sich und werden vom Elektrolytenstrom mitgenommen.
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Nach Einstellen der Stromzufuhr und Auspumpen der Kammer werden die
erforderlichen Spülvorgänge durchgeführt und schließlich die Kammer entleert.
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Sodann erfolgt nach dem lokalen Elektropolieren das Umsetzen der Kammer.
Hierzu kann über den Sauganschluß 10 ein Luftdruckausgleich vorgenommen werden.
Die Kammer läßt sich ablösen und an eine andere zu behandelnde Stelle der Innenwand
ansetzen, worauf sich der zuvor geschilderte Vorgang wiederholt. Diese schematisch
geschilderten Vorgänge können vorteilhafterweise von einem vollautomatisch arbeitenden
Aggregat vollzogen werden, das mit Pumpen, Vakuumpumpe, Vorratsbehälter für
den
Elektrolyten, Spülwasserbehälter, Säurezufuhr, Elektroventilen usw.
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und Steuerung durch Mikroprozessoren bestückt ist. Zu bemerken ist
ferner, daß mehrere solcher Kammern gleichzeitig im selben Behälter eingesetzt werden
können, so-daß eine hohe Wirtschaftlichkeit und Leistung erreicht werden kann.
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Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten
neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht
ausdrücklich beansprucht sind.
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