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"Electriode perfectionnée pour éléments électrolytiques".
Cette invention est relative à la construction et à la disposition des électrodes dans les éléments électrolytiques et a trait aux électrodes du type constitué par deux plaques ou parois espacées et ouvertes en haut et en bas. Son but est de réduire la résistance électrique et d'améliorer la circula-, tien de 'électrolyte sur leurs surfaces tout en assurant une économie dans l'énergie électrique qui est nécessaire pour la décomposition d'une quantité donnée d'éleotrolyte.
Les électrodes à double paroi fabriquées et employées jusqu'à présent sont assez rapprochées,le plus souvent de 6.3 millimètres seulement. Ce faible espacement ne permet pas
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d'obtenir tout l'avantage qu'on retire de la circulation électrolytique par suite du dégagement des gaz soue forme de tulles.
Le mouvement circulaire vers le bas cet trop rapide et au lieu que le gaz s'échappe des électrodes et gagne les cellecteurs places au-dessus d'elles, il est évacué en bas; une certaine quantité de gaz pause même quelquefois sous les diaphragmes séparateurs en amiante ou matière analogue,ce qui se traduit par un faible degré de pureté du gaz recueilli et par d'autres inconvénients qui se manifestent au cours du fonc- tionnement. conformément à l'invention, la distance entre les faces internes des deux plaques de l'électrode perfectionnée %et égale ou supérieure à la distance entre les faces externes de
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1 aQll chaque jMM/at le diaphragma ad3aeent,
de telle sorte que la débit d'écoulement de l'électrolyte vers le bas à l'intérieur de l'électrode est pins lent (de préférence de moitié) que le débit de son écoulement vers le haut entre les faces externes des plaques et les diaphragmas et qu'une libre séparation des gaz hors de l'électrolyte est permise.
Il est préférable que chaque paroi se compose de deux plaques placées l'une au-dessus de l'autre et séparées par un faible espace dans lequel l'éleotrolyte peut passer pour gagner les surfaces externes des parois de l'électrode. En outre, les barres conductrices s'étendent jusqu'en bas de l'électrode ou sensiblement sur toute sa hauteur bien que ce détail ne caractérise par à proprement parler l'invention. Ces barres conductrices maintiennent les parois espacées; il est préférable d'en utiliser deux par électrode,mais il n'y a rien là, d'essentiel.
Dans la partie supérieure de ohaque barre est fixée une tige conductrice en cuivre ou autre matière convenable,par exemple au moyen de soudure,par encastrement dans un évidement pratiqué dedans. Un tube en acier ou en fer engaine,de préférence,la tige conductrice à laquelle il est assujetti,sauf à l'endroit
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où se trouve la connexion avec l'arrivée du courant.
Une construction convenable de l'électrode perfection selon l'invention est représentée dans le dessin annexé.
La figure 1 en est nne vue en élévation.
La figure 2 en est une vue en plan, en supposant les écrous enlevas.
La figure 3 en est une vue en coupe par la ligne brisE 3-3 de la figure 1.
Selon le mode de réalisation représenté, chaque électr comporte deux parois séparées a et b (figure 2). Chacune de parois se compose de deux ;Plaques: une plaque supérieure s une plaque inférieure! , avec un intervalle ¯eurent par e ple 6,25 mm. de profondeur entre elles. les plaques c et d fixées à demeure par rivetage,, soudure ou autre moyen méaan à des barres conductrices e en fer ou acier à section oblong L'épaisseur de ces barres.! ne doit pas être inférieure à d@ fois la distance dont les plaques sont séparées du disphrag@ enveloppant (non représenté) de façon que les plaques scient suffisamment espacées pour permettre le mouvement de descent désiré relativement lent de l'électrolyte.
A titre d'exemple, on peut indiquer ici que les plaques ou parois d'une électrode établie pour un élément prenant 50 ampères à travers chaque électrode et dont la surface des p1 que. est distante de 6,25 mm des diaphragmes doivent être sé rées par des barres @ ayant une épaisseur de 18,75 mm. Les plaques ayant une épaisseur de 3 mm environ, par exemple, son soudées à ces barres.
Une des barres est voisine d'une extrémité de l'ensemble de l'électrode,tandis que l'autre barre est espacée d'une cea taine distance de l'autre extrémité de l'électrode, comme repr sente* Sauf la présence de la barre dans le voisinage de chaq extrémité. les bords de l'ensemble de l'électrode à double pa sont béants* Ceci est également vrai du bas de 1'électrode sa
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que,comme représenté en pointillé dans la figure 3, une plaque f formant chicane peut être fixée au-dessous du fond. au moyen de barres coudées aux plaques de distance en distance.
Au-dessus de la plaque ou des plaques,la barrer se prolonge vers le haut sous la forme d'un tube & dans lequel est fixée pour faire offioe de noyau une tige conductrice éleotri- que oonvenable h établie ,par exemple, en cuivre. La barre est,de préférence, fixée par des points de soudure aux plaques c,d en un certain nombre de points sur ses deux larges côtés.
La partie tubulaire supérieure g peut être perforée à même la barre pleine pour donner naissance au tube recevant le noyau h en cuivre on autre matière. Ou encore un tube en aoier ou en fer peut être soudé au sommet de la barre et celle-ci peut être alésée sur une faible distance au-dessous du manchon, comme figuré en j (Figures 1 et 3) de façon que le noyau descende oarrément dans la barre tout en étant fixée au manchon par de la soudure ou autrement.
Le noyau en cuivre h se prolonge au-dessus du tube.!. pour assurer le contact avec les conducteurs amenant le courant.
Il peut être fileté,comme représenté,pour que ces conducteurs soient attachés de la manière usuelle entre des écrous filetés k. Ces conducteurs peuvent aussi être agrafés sur ce noyau au moyen de plaquettes ou boulons convenables le traversant hori- zontalement.
Les plaques c et d peuvent être perforées de place en place ou plue ou moins dans toute leur étendue mais,de préfé- rence, tout le long de leurs régions inférieures, comme le met en évidence la partie droite de la figure 1.
S'il s'agit d'un élément à électrode multiple, les électrodes situées vers l'extérieur et dans le voisinage des parois de l'élément n'ont pas besoin des doubles parois car les parois externes seraient dénuées d'efficacité. Aussi les électrodes
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sitars vers l'extérieur comportent-elles une ou plusieurs plaques fixées sur un côté seulement de la barre ou des bar e.
Une particularité importante de cette électrode 0 'est l'espace notable ménagé enta les surfaces internes clos pls de façon que la surface externe effective soit rapprochée d diaphragme séparateur et provoque un écoulement rapide de l'électrolyte vers le haut lorsque l'élément est en oharge un écoulement de retour lent de l'électrolyte vers le bas e@ les plaques de abaque électrode. Oet écoulement de retour ne doit pas, de préférence, s'étendre sur toute la hauteur jusq bas;
une partie considérable doit passer et s'échapper par 1 espaces ménagée entre les plaquas et/ou les perforations des plaques, de façon à maintenir l'électrolyte exempt de gaz plu ou moins réparti sur la surface externe efficace.
Les surfaces de la plaque d'électrode doivent être auss plates que possible, mais elles peuvent présenter des ondulat pour permettre la dilatation pendant le soudage ou pour d'au raisons, Une construction convenable consiste à ménager une ondulation ou nervure interne m régnant verticalement de haut bas de la plaque dans le voisinage de chacun des bords de la barre conductrice e formant étrésillon à section rectangulai@ On empêche ainsi le gauchissement au moment où l'en soude la plaque contre les barres, ibis ces ondulations n'ont pu leur raison d'être si les plaques sont rivées aux barres.
REVENDICATIONS.
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"Improved electrode for electrolytic elements".
This invention relates to the construction and arrangement of electrodes in electrolytic elements and relates to electrodes of the type consisting of two plates or walls spaced apart and open at the top and bottom. Its purpose is to reduce the electrical resistance and improve the flow of electrolyte on their surfaces while providing a saving in the electrical energy which is required for the decomposition of a given amount of electrolyte.
The double-walled electrodes manufactured and used so far are fairly close together, most often only 6.3 millimeters. This small spacing does not allow
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to obtain all the advantage which one obtains from the electrolytic circulation as a result of the evolution of gases in the form of tulles.
The circular movement downwards is too rapid and instead of the gas escaping from the electrodes and reaching the cells placed above them, it is evacuated at the bottom; a certain amount of gas even sometimes pauses under the separator diaphragms made of asbestos or the like, which results in a low degree of purity of the gas collected and in other drawbacks which are manifested during operation. according to the invention, the distance between the internal faces of the two plates of the improved electrode% and equal to or greater than the distance between the external faces of
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1 aQll each day / at the diaphragm ad3aeent,
such that the rate of flow of the electrolyte downward inside the electrode is more slow (preferably half) than the rate of its upward flow between the outer faces of the plates and the plates. diaphragmas and free separation of gases from the electrolyte is permitted.
It is preferable that each wall consists of two plates placed one above the other and separated by a small space in which the electrolyte can pass to gain the external surfaces of the walls of the electrode. In addition, the conductive bars extend to the bottom of the electrode or substantially over its entire height, although this detail does not, strictly speaking, characterize the invention. These conductive bars keep the walls spaced; it is better to use two per electrode, but there is nothing essential there.
In the upper part of each bar is fixed a conductive rod made of copper or other suitable material, for example by means of soldering, by embedding in a recess made therein. A steel or iron tube preferably sheaths the conductive rod to which it is attached, except where
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where is the connection with the incoming current.
A suitable construction of the perfection electrode according to the invention is shown in the accompanying drawing.
Figure 1 is a view in elevation.
Figure 2 is a plan view, assuming the nuts removed.
Figure 3 is a sectional view through the broken line 3-3 of Figure 1.
According to the embodiment shown, each electr has two separate walls a and b (Figure 2). Each wall consists of two; Plates: an upper plate s a lower plate! , with an interval ¯eurent by e ple 6.25 mm. deep between them. the plates c and d permanently fixed by riveting, welding or other means meaan to conducting bars e made of iron or steel with oblong section The thickness of these bars.! should not be less than d @ times the distance by which the plates are separated from the enveloping disphrag (not shown) so that the plates are spaced sufficiently apart to allow the desired relatively slow descent movement of the electrolyte.
By way of example, we can indicate here that the plates or walls of an electrode established for an element taking 50 amperes through each electrode and whose surface of the p1 that. is separated by 6.25 mm from the diaphragms must be secured by bars @ having a thickness of 18.75 mm. Plates having a thickness of about 3 mm, for example, are welded to these bars.
One of the bars is adjacent to one end of the electrode assembly, while the other bar is spaced a distance from the other end of the electrode, as shown * Except for the presence of the bar in the vicinity of each end. the edges of the whole double pa electrode are gaping * This is also true of the bottom of the sa electrode
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that, as shown in dotted lines in Figure 3, a baffle plate f can be fixed below the bottom. by means of bars bent to the plates from distance to distance.
Above the plate or plates, the bar extends upward in the form of a tube & in which is fixed as a core a suitable electrically conductive rod made, for example, of copper. The bar is preferably fixed by welding points to the plates c, d at a number of points on its two wide sides.
The upper tubular part g can be perforated directly from the solid bar to give rise to the tube receiving the copper core h or other material. Or a steel or iron tube can be welded to the top of the bar and the bar can be bored a short distance below the sleeve, as shown in j (Figures 1 and 3) so that the core descends oarrement in the bar while being secured to the sleeve by solder or otherwise.
The copper core h extends above the tube.!. to ensure contact with the conductors carrying the current.
It can be threaded, as shown, so that these conductors are attached in the usual way between threaded nuts k. These conductors can also be stapled to this core by means of suitable plates or bolts passing horizontally through it.
Plates c and d may be perforated from place to place or more or less throughout their extent, but preferably all along their lower regions, as evidenced by the right part of Figure 1.
If it is a multiple electrode element, the electrodes located outwardly and in the vicinity of the walls of the element do not need the double walls because the outer walls would be ineffective. Also the electrodes
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sitars to the outside have one or more plates fixed to one side only of the bar or bars e.
An important feature of this electrode 0 'is the significant space provided between the closed internal surfaces pls so that the effective external surface is brought closer to the separator diaphragm and causes a rapid flow of the electrolyte upwards when the element is in Charges a slow return flow of electrolyte down through the electrode chart plates. The return flow should preferably not extend over the entire height to the bottom;
a considerable part must pass and escape through the spaces formed between the plates and / or the perforations of the plates, so as to keep the electrolyte free of gas, more or less distributed over the effective external surface.
The surfaces of the electrode plate should be as flat as possible, but they may have corrugations to allow expansion during welding or for other reasons. A suitable construction is to provide an internal corrugation or rib m ruling vertically. top bottom of the plate in the vicinity of each of the edges of the conductive bar e forming a strut with rectangular section @ Warping is thus prevented when the plate is welded against the bars, ibis these undulations could not have their reason to be if the plates are riveted to the bars.
CLAIMS.
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