DE68318C - Anode für elektrolytische Zersetzungsapparate - Google Patents

Description

PATENTAM

KAISERLICHES

Zum Zwecke der Elektrolyse von wässerigen Lösungen werden vielfach Anoden angewendet, welche in dem Bade unlöslich sind und meist aus Edelmetallen, speciell Platin bestehen.

Zu diesem Zwecke, werden der hohen Kosten wegen möglichst dünne Bleche oder siebartige Gebilde aus Draht verwendet, wobei insbesondere letztere wohl die nothwendige Oberfläche bei geringstem Materialaufwand ergeben; sie haben aber den Nachtheil geringer Leitungsfä'higkeit und führen zu grofsen Spannungsverlusten, insbesondere bei sehr langen Anoden.

Es erscheint daher geboten, einer solchen construirten Anode nicht auch die Stromzuführung aufzubürden, sondern nur die Stromvertheilung, was dadurch erreicht wird, dafs man die Stromzuführung einem besonderen Leitungssystem überträgt, das aus gut leitendem, billigerem und gegen den Angriff des Bades zu isolirendem Metall, z. B. aus Kupfer, besteht. An entsprechenden Punkten steht dann dieses Leitungssystem mit der eigentlichen Anode in Verbindung.

Eine solche neue Anode setzt sich aus vier Theilen zusammen:

1. aus einem Rahmen aus Kupfer oder irgend einem anderen gut leitenden Metall (a, Fig. 1), der dazu dient, den Strom gleichmäfsig über alle Theile der Elektrode zu vertheileri und ihr Festigkeit zu geben. Dieser Rahmen .bietet die günstigste Form für die Arbeit, für welche die Elektrode bestimmt ist;

2. aus einem oder mehreren Leitern A, die an vorgenanntem Metallrahmen befestigt oder aus einem Stück mit ihm hergestellt sind und welche . die Verbindung der Elektrodenplatten mit der Stromquelle herstellen;

3. aus.: dem bei der elektrolytischen Zersetzung unmittelbar wirkenden Metall, das Platin oder irgend ein anderes Metall oder eine Legirung sein kann, welches jedoch in dem Bade, für welches die Elektrode gemacht ist, für den Elektrolyten unangreifbar sein mufs und so die eigentliche Anode bildet; ^

4. endlich aus dem Isolirungsmittel c, welches das die Zuleitung besorgende Metall vollständig umschliefst (Fig. 4, 5 und 6).

Das wirkende Metall, Platin oder dergleichen, das als Draht in jeder Form, als Drahtgewebe oder blättrig, als ebenes, gewelltes, geriffeltes, gelochtes u. s. w. Blech angewendet werden kann, mufs sorgfältig auf die Umfassung α und die Querstäbe b des Metallrahmens gelöthet sein, so dafs jede Zelle einen kleinen Rahmen darstellt, zu welchem der Strom durch das ganze Rahmenwerk zugeleitet wird. In dem gewählten, in der Zeichnung näher erläuterten Beispiel sind die beiden Längs- und die beiden Quertheile des Rahmens α durch je zwei Querstäbe b verbunden; es entstehen auf diese Weise neun kleinere Rahmen.

Damit die Elektrode in ihrer beschriebenen Zusammensetzung benutzt werden kann, müssen alle Metalltheile, welche den Rahmen bilden und nur als Zuleiter dienen (Zuleiter A, Rahmen α und Querstäbe b) isolirt sein, so dafs sie mit dem Elektrolyten nicht in Berührung kommen. Selbstredend mufs auch der isolirende Stoff von letzterem unangreifbar sein und sind Risse, Brüche oder dergleichen peinlichst zu vermeiden. Es bilden also nur die

über die einzelnen, durch den Rahmen α und die Querstäbe b gebildeten Felder e gespannten Platin- oder dergleichen Drähte/eine metallene Oberfläche.

Das verwendete isolirende Mittel kann Ebonit, Guttapercha, Celluloid, Cellulose, Porcellan, Glas oder jeder andere Stoff sein, der diesen Zweck erfüllt und durch Aufstreichen, Giefsen, Pressen, Trocknen, Brennen oder auf irgend eine andere Weise, sei es einzeln oder mit einem der vorhergehenden zusammen, aufgebracht wird.

Wird z. B. Ebonit angewendet, erhält man dieses Ergebnifs durch Giefsen, Pressen und Erhitzen auf folgende Weise:

Der mit dem isolirenden Stoff zu überziehende Metallrahmen (α, Fig. i) wird, nachdem er mit dem entsprechenden, für den Elektrolyten unangreifbaren Metall oder solcher Legirung (/, Fig. 2) versehen ist, in eine zweitheilige Form gebracht, die an jenen Stellen, die das Ebonit aufnehmen sollen, ausgehöhlt ist. Fig. 3 zeigt eine solche Formhälfte und sind die ausgehöhlten Stellen mit d bezeichnet. Fig. 4 zeigt die zweite Hälfte mit eingelegtem, mit den Platindrähten bespanntem Rahmen a. Wie daraus ersichtlich, bleibt in den Aushöhlungen d der Form zwischen dem Rahmen und der Form noch ein leerer Raum (c, Fig. 4), in welchem sich beim Zusammenschrauben der Formhälften der zwischengelegte Kautschuk einprefst, nach dem Vulcanisiren erhärtet und sich in Ebonit verwandelt. Der Rahmentheil a, die Querstäbe b, sowie der Zuleiter A sind auf diese Weise an allen Stellen gleich stark' mit der isolirenden Schicht überzogen.

Das Bekleiden des Metallrahmens α mit isolirender Masse, in diesem Falle Kautschuk, wird in folgender Weise bewerkstelligt:

Auf die Innenseite einer Formhälfte (Fig. 3) wird eine Kautschukplatte gelegt, fest angeprefst, wodurch sich die Erhöhungen der Form g fest in die Kautschukplatte eindrücken. Die so markirten Stellen werden hierauf aus der Kautschukplatte ausgeschnitten, so. dafs sich dieselbe, nachdem dies geschehen, vollkommen in die Vertiefungen d der Form einlegt. Auf diese Kautschukplatte kommt dann der mit den Platindrähten f und den Zuleitungsstreifen A versehene Metallrahmen α zu liegen. Auf diesen wird wieder eine zweite in der gleichen Weise zugerichtete Kautschukplatte gelegt und auf diese endlich die zweite Formhälfte. Das Ganze wird mittelst Schraubenbolzen, welche durch die Löcher 1, 2, 3 ... der Form gehen, fest zusammengehalten. Fig. 7 zeigt den Querschnitt durch eine so montirte Form.

Die so vorbereitete Form wird nun in bekannter Weise vulcanisirt, wobei sich die Kautschukplatfen durch die einwirkende Hitze erhärten, also sich in Ebonit verwandeln. Ist diese Behandlung beendigt, so läfst man die Anode in der Form erkalten, hebt sie dann aus derselben heraus, worauf alle Theile (ausgenommen die Platin- oder dergleichen Drähte/, welche sich während des Vulcanisirens zwischen den Erhöhungen g der Form befinden und so geschützt sind) vollkommen gleichmäfsig mit Ebonit überzogen sind.

Die vorbeschriebene Bauart der Anode gestattet, den Rahmen aus Kupfer, Messing oder irgend einem anderen gut leitenden Metall herzustellen , wodurch der Strom, den die Elektrode aufnehmen soll, gleichmäfsig auf sämmtliche Abtheilungen oder Zellen vertheilt wird.

Das unangreifbare Metall von grofsem Widerstand wird bei diesem Verfahren gänzlich als Elektrode und nicht als Leiter benutzt, die Zuleitung wird von dem Kupferrahmen α und den einzelnen Querstäben b besorgt; daraus folgt, dafs bei gleichem Platingewicht eine derartig zusammengesetzte Elektrode die elektromotorische Kraft wesentlich verringert, welche bei einer anderen Einrichtung . des Rahmens nothwendig ist. Das folgende Beispiel zeigt diesen Erfolg in erschöpfender Weise:

Vergleicht man die Vertheilung eines Stromes auf zwei Elektroden gleicher Gröfse (Fig. 5 und 6), welche z.B. 30 Ampere aufnehmen sollen und von denen die eine (Fig. 5) ihr unangreifbares Metall auf dem Leiter nur auf der oberen Seite (der Metallrahmen α mit den Querstäben b ist hier in Wegfall gedacht) und die andere das gleiche Metall auf einem Rahmen nach eben beschriebener Construction befestigt hat (wie bei Fig. 6 gezeigt), so sieht man, dafs in Fig. 5 der gesammte auf die dritte Reihe der Zellen vertheilte Strom die erste und die zweite Reihe ebenso durchströmen mufs, wie der der zweiten auch die erste Reihe durchlaufen mufs. Wenn in dieser Elektrode die Stromvertheilung eine gleichmäfsige sein soll, so müssen durch die erste Zellenreihe 30 Ampere, durch die zweite 20 Ampere und durch die dritte 10 Ampere gehen. Im Gegensatz dazu wird bei der Elektrode, welche den Gegenstand dieser Erfindung bildet und bei welcher der Rahmen a, sowie die Querstäbe b einen beträchtlichen Querschnitt haben, jede Reihe Zellen 10 Ampere erhalten und auch von so viel durchflossen werden.

Andererseits wird, da bei gleicher Zahl der Drähte aus unangreifbarem Metall jede Reihe Zellen nur 10 Ampere, statt dafs die eine 30, die andere 20 und die dritte 10 erhält, die elektromotorische Kraft, welche nothwendig ist, um den inneren Widerstand der Elektrode zu überwinden, in dem Verhältnifs vermindert werden. Die Anwendung derartig construirter Anodenplatten gestattet sowohl die elektromotorische Kraft, als die Menge des unangreif-

baren Metalls zu vermindern, im Gegensatz zu den Elektroden, die nicht mit Rahmen versehen sind.

Endlich kann diese Menge unangreifbaren Metalls noch verringert werden, wenn man es wie in Fig. 2 anordnet, da die Länge, des zu durchströmenden Metalls in diesem Falle in der Richtung der Breite des. Rahmens oder der Zellen viel kürzer, ist, als in der Richtung der Höhe.

Durch die oben beschriebene gleichmäfsige Bedeckung wird die Elektrode vollständig und sicher vor Zerstörung bewahrt.

Die beschriebene Zusammenstellung erlaubt aufserdem, die Elektroden in Gröfse und Gestalt beliebig zu machen und dabei einer regelrechten Vertheilung sicher zu sein.

Die Gestalt und Gröfse der Anode, der oder die Punkte, wo der Leiter auf dem Rahmen befestigt ist, der Querschnitt des unangreifbaren Metalls (Draht, Gewebe oder Blech) sind natürlich von dem Gefäfs, für welches sie gemacht worden, und von der Stärke des Stromes, welcher mit ihr vertheilt werden soll, abhängig.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Anode für elektrolytische Zersetzungsapparate, bestehend aus einem gegen das Bad isolirten Rahmen aus gut leitendem Material, welcher zur Stromleitung dient, und aus in diesem Rahmen befestigten Drähten aus unangreifbarem gut leitenden Material, welche zur Bildung der Anodenoberfläche dienen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.