DE4025253C2 - Stromzuleiter für eine Elektrode - Google Patents
Stromzuleiter für eine ElektrodeInfo
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stromzuleiter für eine Elektrode einer elektro
chemischen Zelle, der einen Kern aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff
aufweist, der von einem rohrförmigen Ventilmetallkörper flächenhaft berührend
umhüllt ist, wobei die dem Kern abgekehrte Oberfläche des Ventilmetallkörpers
mit der Elektrode verbunden ist und der Kern eine Ausnehmung zur Aufnahme
eines Kontakt-Bolzens aufweist.
Aus der DE-OS 30 11 643 ist eine Elektrolyse-Einrichtung mit vom Elektrolyten
durchströmten Zellenräumen bekannt, in denen Anoden als Platten-Pakete über
stromzuführende Mittel-Bolzen zwischen jeweils zwei Kathoden Platten-Paketen
angeordnet sind und wobei die gegeneinander versetzten Elektroden-Platten
jeweils in die gegenpoligen Platten-Spalten hineinragen, wobei die
Mittel-Bolzen aus einem Kern aus hochleitfähigem Kupfer mit einem aufgezogenen
Mantel aus Titan bestehen. Die Mittel-Bolzen weisen an ihrem Außenmantel Kon
takt-Laschen auf, die zur Befestigung der Anoden-Platten dienen und aus pla
tiniertem Titan bestehen. Der Kupfer-Kern der Mittel-Bolzen ist mit einer
Bohrung versehen, in welche ein zur Kontaktierung vorgesehener Schrauben-Kör
per eingebracht wird.
Eine weitere ähnliche Anordnung ist aus der US-PS 3940328 bekannt, in der ein
rohrförmiger Ventilmetallkörper einen hohlzylindrischen Kupferkern umschließt;
die Außenfläche des mantelförmigen Ventilmetallkörpers ist dabei durch Punkt
schweißung mit Verbindungselementen aus Streckmetall zu den ebenen dimensionsstabilen
aktiven Elektrodenteilen versehen.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen kann es im Verlaufe der Zeit dazu kommen,
daß der Verbund zwischen Kupfer und Titan sich verschlechtert, entweder durch
eindringende Luft und anschließende Erhitzung oder aber durch Erhitzung
mittels Überströmen oder aber mittels Erhitzung beim reaktivieren von Anoden
sowie durch Alterungsvorgänge; hieraus ergibt sich eine Vergrößerung des
Spannungsabfalls. Beim Überschreiten vorgegebener Grenzwerte des Spannungsab
falls war bisher ein verhältnismäßig kostspieliges Heraustrennen des Stromzu
leiters aus den aktiven Teilen der Elektrode erforderlich.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Verbesserung des Stromüberganges
zwischen Kern und Mantelleiter eines Stromzuleiters für Anoden zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Metall-Bolzen und die Bohrung
im Kern eine zylindrische Oberfläche auf, wobei der Durchmesser des
Metall-Bolzens dem der Bohrung entspricht. Der Metall-Bolzen ist dabei mittels
Paßsitz in der Bohrung befestigt.
Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Verbesserung des Strom
übergangs zwischen Kern und Ventilmetall-Körper sowohl beim Aufbau neuer
Stromzuleiter als auch in bereits montierten Elektroden, d. h. auch Repara
turen, möglich ist. Aufgrund der Vielzahl eingesetzter Elektrolysezellen bei
Großelektrolyse-Anlagen, wie
sie in der Praxis üblich sind, läßt sich somit auch nur bei geringfügiger
Verringerung des Spannungsabfalls pro Elektrode eine hohe Energieersparnis
erzielen.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figur näher erläu
tert. Die Figur zeigt einen teilweise im Längsschnitt dargestellten Stromzu
leiter.
Gemäß der Figur wird der Stromzuleiter aus einem zylinderförmigen Kern 1 aus
Kupfer gebildet, welcher mit einem aufgezogenen mantelförmigen Ventilmetall
körper 2 versehen ist. Der Ventilmetallkörper 2 besteht aus Titan und weist
aufgeschweißte Kontakt-Laschen 3 aus Titan auf, welche zur Verbindung mit den
hier nicht dargestellten Anoden-Platten dienen und beispielsweise mittels
Schraubvorrichtungen mit diesen elektrisch und mechanisch fest verbunden wer
den. Entlang der Längsachse des Kerns 1 befindet sich im oberen Teil des
Stromzuleiters ein Gewinde 4, in welches ein Schraubkörper 5 aus elektrisch
gut leitendem Material mit einer gegenüber dem Elektrolyten inerten Ober
flächenbeschichtung eingesetzt ist; der Schraubkörper 5 dient zum elektrischen
Anschluß des Stromzuleiters an das Stromversorgungssystem. Der den Stromzu
leiter in seinem oberen Bereich umfassende Flansch 6 dient im Zusammenhang mit
dem Flansch 7 des Schraub-Bolzens zur Abdichtung der Gewindeöffnung im Kupfer
kern.
Der Ventilmetallkörper 2 des Stromzuleiters weist im Bereich seiner beiden
Enden Öffnungen 8 auf, durch die zylindrische Metall-Bolzen 9 aus Titan in
Bohrungen 10 des Kerns 1 getrieben sind. Die Bolzen 9 befinden sich im Paßsitz
der Bohrung 10, so daß die gesamte Mantelfläche der Bolzen 9 der Stromübertra
gung dient. Die nach außen gerichteten Enden der Bolzen 9 sind im Bereich der
Öffnungen 8 des Ventilmetallkörpers 2 mit diesem hermetisch dicht verschweißt.
Auf diese Weise wird aus dem Bereich des Kerns der Strom über die Metall-Bol
zen 9 durch die Schweißpunkte im Bereich der Öffnung 8 auf den Ventilmetall
körper 2 geleitet und von dort an die Kontakt-Laschen 3 und an die Elektroden
weitergegeben.
Vor der Einbringung weist der Metall-Bolzen 9 einen geringfügig größeren
Durchmesser auf als die ihn aufnehmende Bohrung 10 im Kern 1. Der Metall-Bol
zen 9 wird durch Einhämmern in die Bohrung 10 eingebracht und nach Versenkung
des Bolzens 9 in der Öffnung 8 des Ventilmetallmantels 2 wird zwischen dem
Bolzen 9 und dem Rand der Öffnung 8 durch Schweißverbindung eine hermetisch
dichte Schweißverbindung hergestellt.
Claims (4)
1. Stromzuleiter für eine Elektrode einer elektrochemischen Zelle, der einen
Kern aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff aufweist, der von einem
rohrförmigen Ventilmetallkörper flächenhaft berührend umhüllt ist, wobei
die dem Kern abgekehrte Oberflache des Ventilmetallkörpers mit der Elek
trode verbunden ist und der Kern eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Kon
takt-Bolzens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmetallkörper
eine Öffnung (8) aufweist, durch die ein Metall-Bolzen (9) in eine Aus
sparung (10) des Kerns (1) eingebracht ist, wobei wenigstens dessen im einge
brachten Zustand der Öffnung (8) benachbarte Oberfläche aus Ventilmetall
besteht und der Rand der Öffnung (8) mit dem Metall-Bolzen (9) herme
tisch dicht verschweißt ist.
2. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Metall-Bolzen (9) vollständig aus Ventilmetall besteht.
3. Stromzuleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilmetallkörper (2) und die Ventilmetall-Oberfläche des
Metall-Bolzens (9) aus Titan, Tantal, Niob oder einer Legierung auf der
Basis eines dieser Metalle besteht.
4. Stromzuleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (1) aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung auf der Basis
eines dieser Metalle besteht.
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