Узел крепления расходуемого электрода и электролитическое устройство, включающее в себя этот узел

Изобретение относится к контактирующему с электролитом узлу крепления расходуемого электрода, содержащему первую трубу, в которой протекает электролит; вторую трубу, которая выполнена из изоляционного материала и обеспечивает возможность протекания электролита; блок цилиндрического расходуемого электрода, размещенный между первой трубой и второй трубой так, чтобы обеспечить возможность протекания электролита, и включающий в себя расходуемый электрод, который контактирует с электролитом; первое трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения первой трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом; и второе трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения второй трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом. Также изобретение относится к двум вариантам электролитического устройства. Предлагаемое решение позволяет легко заменять расходуемый электрод и наблюдать за его состоянием. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к узлу крепления расходуемого электрода и электролитическому устройству, включающему в себя этот узел.

Уровень техники

[0002] В металлическом электролизере, используемом в установке по производству различного рода химических продуктов или оборудовании водоподготовки, может образовываться токовая цепь, в которой часть протекающего к электроду постоянного тока возвращается в электрод через часть электролизера и вспомогательное устройство электролизера. В этом случае электролизер или вспомогательное устройство могут подвергаться коррозии.

[0003] В качестве способа подавления такой коррозии известно присоединение расходуемого электрода к каналу подвода и каналу отвода электролита.

[0004] В зависимости от применения электролизера расходуемый электрод может быть израсходован за короткий период времени. Поэтому может возникнуть потребность в замене расходуемого электрода. В патентном документе 1 раскрыт узел крепления расходуемого электрода, в котором можно выполнить замену. В таком узле крепления внутренняя резьба выполнена в магистральной трубе, образующей канал протекания электролита, и в эту внутреннюю резьбу ввинчивается наружная резьба, выполненная на концевой части расходуемого электрода.

Перечень цитируемой литературы

Патентная литература

[0005] Патентный документ 1: CN 202519349 U

Сущность изобретения

Техническая задача

[0006] В узле крепления расходуемого электрода, раскрытом в патентном документе 1, резьбовой участок c наружной резьбой расходуемого электрода и внутренняя резьба магистральной трубы подвержены воздействию электролита. Поэтому электролит может попадать на границу раздела между наружной резьбой и внутренней резьбой, и их витки и их окрестность могут корродировать. В случае, когда наружная резьба и внутренняя резьба схватываются друг с другом из-за продукта коррозии, или в случае, когда наружная резьба или внутренняя резьба подвергаются эрозии и не могут сохранять свою первоначальную форму, замена расходуемого электрода становится затруднительной. Кроме того, так как в узле крепления расходуемого электрода, раскрытом в патентном документе 1, расходуемый электрод введен в магистральную трубу, образующую канал протекания электролита, визуально проверить состояние расходуемого электрода снаружи нельзя.

Решение технической задачи

[0007] Настоящее изобретение предлагает узел крепления расходуемого электрода и включающее его электролитическое устройство, в которых можно легко установить состояние истощения (степень израсходования) расходуемого электрода и можно легко заменить расходуемый электрод.

[0008] Узел крепления расходуемого электрода согласно настоящему изобретению представляет собой контактирующий с электролитом узел крепления расходуемого электрода и включает в себя: первую трубу, в которой протекает электролит; вторую трубу, которая выполнена из изоляционного материала и обеспечивает возможность протекания электролита; блок цилиндрического расходуемого электрода, размещенный между первой трубой и второй трубой так, чтобы обеспечить возможность протекания электролита, и включающий в себя расходуемый электрод, который контактирует с электролитом; первое трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения первой трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом; и второе трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения второй трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом.

[0009] В вышеописанной конструкции расходуемый электрод, который контактирует с электролитом, предусмотрен в блоке цилиндрического расходуемого электрода, и блок расходуемого электрода разъемно присоединен первым трубным соединением к первой трубе, соединенной с электролизером. Кроме того, блок расходуемого электрода разъемно присоединен ко второй трубе вторым трубным соединением. Поэтому в случае замены расходуемого электрода эти трубные соединения разъединяют, и использованный блок расходуемого электрода отсоединяют и отделяют от первой трубы и второй трубы, а затем между первой трубой и второй трубой устанавливают новый блок расходуемого электрода и фиксируют его трубными соединениями. Таким образом, расходуемый электрод легко заменяется. Вторая труба выполнена из изоляционного материала и тем самым предохранена от коррозии под действием электролита, и расходуемый электрод легче заменить.

[0010] Предпочтительно, вторая труба выполнена из материала, через который расходуемый электрод можно визуально проверить снаружи. При этой конструкции состояние вставленного во вторую трубу блока расходуемого электрода можно визуально проверить снаружи трубы. Другими словами, так как можно легко визуально установить степень расходования расходуемого электрода, легко составить план замены расходуемого электрода, и, кроме того, можно подавить коррозию и выход из строя электролитического устройства, вызванные недопустимым израсходованием расходуемого электрода.

[0011] Согласно другому аспекту настоящего изобретения весь блок расходуемого электрода представляет собой расходуемый электрод. При этой конструкции, так как весь блок расходуемого электрода выполнен из материала расходуемого электрода, может быть продлен тот период, в течение которого блок расходуемого электрода может служить в качестве расходуемого электрода. Таким образом, срок замены блока расходуемого электрода может быть продлен.

[0012] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения первая труба может быть выполнена из электропроводного материала, а блок расходуемого электрода может быть отделен от первой трубы. Так как блок расходуемого электрода отделен от первой трубы, даже в том случае, когда блок расходуемого электрода деформируется из-за коррозии, отсоединение от первой трубы выполняется легко.

[0013] В этом случае, предпочтительно, узел крепления дополнительно включает в себя прокладку, охваченную первым трубным соединением и выполненную из изоляционного материала, размещенного между блоком расходуемого электрода и первой трубой. Прокладкой можно обеспечить промежуток между блоком расходуемого электрода и первой трубой.

[0014] В случае, когда первая труба выполнена из электропроводного материала, а блок расходуемого электрода отделен от первой трубы, блок расходуемого электрода и первая труба могут быть электрически соединены проводом, выполненным из электропроводного материала. При этой конструкции, так как блок расходуемого электрода и первая труба электрически соединены проводом, выполненным из электропроводного материала, ток утечки, протекающий между блоком расходуемого электрода и первой трубой, проходит через этот провод. Поэтому в случае измерения тока утечки необходимо измерять ток, протекающий через участок провода. Таким образом, можно легко измерить ток утечки.

[0015] Предпочтительно, первая труба выполнена из титана или титанового сплава. Так как титан или титановый сплав имеет высокую коррозионную стойкость, облегчается замена расходуемого электрода.

[0016] Предпочтительно, блок расходуемого электрода включает в себя стержневую часть и фланцевую часть, выполненную на концевой части стержневой части и простирающуюся радиально наружу, первое трубное соединение включает в себя цилиндрическую основную стенку и торцевую стенку, расположенную на концевой части основной стенки и выступающую радиально внутрь, на внутренней периферийной поверхности основной стенки выполнена внутренняя резьба, на концевой части первой трубы выполнена наружная резьба, на торцевой стенке выполнено сквозное отверстие, стержневая часть блока расходуемого электрода вставлена в сквозное отверстие торцевой стенки, фланцевая часть блока расходуемого электрода размещена внутри основной стенки, и наружная резьба на концевой части первой трубы ввинчена во внутреннюю резьбу основной стенки. В этом случае расходуемый электрод можно легко отсоединить от первой трубы путем ослабления завинченного состояния между концевой частью первой трубы и основной стенкой.

[0017] Согласно другому аспекту настоящего изобретения первое трубное соединение может включать в себя: соединительный патрубок, обладающий гибкостью, выполненный из изоляционного материала и вставленный в таком состоянии, что первая труба и блок расходуемого электрода разнесены друг от друга, и крепежное средство, размещенное вокруг соединительного патрубка и выполненное с возможностью фиксации соединительного патрубка на первой трубе и блоке расходуемого электрода путем радиального обжатия соединительного патрубка. В этом случае расходуемый электрод можно легко отсоединить от первой трубы, манипулируя крепежным средством.

[0018] Предпочтительно, вторая труба выполнена из гибкого материала, а блок расходуемого электрода вставлен во вторую трубу. В этом случае расходуемый электрод можно легко отсоединить от второй трубы путем вытягивания блока расходуемого электрода из второй трубы.

[0019] Второе трубное соединение может включать в себя крепежное средство, размещенное вокруг второй трубы и выполненное с возможностью фиксации второй трубы на блоке расходуемого электрода путем радиального обжатия второй трубы. В этом случае расходуемый электрод можно легко отсоединить от второй трубы, манипулируя крепежным средством.

[0020] Электролитическое устройство согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя электролизер, предназначенный для осуществления электролиза электролита, причем первая труба в вышеописанном узле крепления расходуемого электрода соединена с или выполнена заодно с электролизером. При этой конструкции можно добиться электролитического устройства, в котором можно легко заменить расходуемый электрод.

[0021] Электролитическое устройство согласно еще одному аспекту настоящего изобретения включает в себя: электролизер, предназначенный для осуществления электролиза электролита; и множество соединенных с электролизером каналов электролита, причем в канале электролита предусмотрены один или более описанных выше узлов крепления расходуемого электрода. Так как один или более описанных выше узлов крепления расходуемого электрода предусмотрены в канале электролита, электролизер надлежащим образом защищен, и, кроме того, в случае соединения коллектора с электролизером посредством множества каналов электролита, электролизер и коллектор надлежащим образом защищены, как будет описано позже. В дополнение, так как в этих блоках расходуемого электрода применяется узел крепления расходуемого электрода согласно настоящему изобретению, расходуемый электрод можно легко заменить.

Преимущественные эффекты изобретения

[0022] Согласно настоящему изобретению можно предложить узел крепления расходуемого электрода и включающее его электролитическое устройство, в которых можно легко визуально определить состояние истощения (степень израсходования) расходуемого электрода и можно легко произвести замену.

Краткое описание чертежей

[0023] На фиг.1 показан вид в перспективе электролитического устройства, включающего в себя узел крепления расходуемого электрода согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 показан вид в перспективе канала подвода электролита электролитического устройства.

На фиг.3 показан вид в разрезе узла крепления расходуемого электрода, предусмотренного в канале подвода электролита электролитического устройства.

На фиг.4 показан вид в перспективе канала отвода электролита электролитического устройства.

На фиг.5 показан вид в разрезе узла крепления расходуемого электрода, предусмотренного в канале отвода электролита электролитического устройства.

На фиг.6 показан вид в перспективе электролитического устройства, включающего в себя узел крепления расходуемого электрода согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

[0024] Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи.

[0025] На фиг.1 показан вид в перспективе электролитического устройства 1, включающего в себя узел крепления расходуемого электрода согласно настоящему варианту осуществления. Электролитическое устройство 1 включает в себя раму 2 корпуса и электролизер 3, поддерживаемый рамой 2 корпуса. В электролизере 3 содержится электролит. Электролизер 3 включает в себя: множество анодных блоков 3А, каждый из которых включает внутри себя анод; и множество катодных блоков 3B, каждый из которых включает внутри себя катод. Анодные блоки 3А и катодные блоки 3B размещаются поочередно, а их внутренние пространства сообщаются друг с другом таким образом, чтобы электролит мог протекать через эти блоки.

[0026] За пределами рамы 2 корпуса предусмотрены коллектор 4 подвода электролита и коллектор 5 отвода электролита. Коллектор 4 подвода электролита соединен с каждым из блоков 3А, 3B электролизера 3 через множество каналов подвода электролита (на фиг.1 не показаны). Коллектор 5 отвода электролита соединен с каждым из блоков 3А, 3B электролизера 3 через множество каналов отвода электролита (на фиг.1 не показаны).

[0027] Электролит подается снаружи в коллектор 4 подвода электролита. Электролит, поданный в коллектор 4 подвода электролита, подается в каждый из блоков 3А, 3B электролизера 3 через каналы подвода электролита. В электролизере 3 осуществляется электролиз под напряжением, прикладываемым к электролиту. Использованный для электролиза электролит отводится из каждого из блоков 3А, 3B в коллектор 5 отвода электролита через каналы отвода электролита. Электролит, отведенный в коллектор 5 отвода электролита, снова подается в коллектор 4 подвода электролита после применения различных видов обработки, таких как отделение образовавшегося при электролизе продукта, охлаждение и пополнение вещества, потребляемого при электролизе. Не только электролит внутри электролизера 3, но и электролит внутри коллектора 4 подвода электролита и коллектора 5 отвода электролита содержат также ионы, образовавшиеся при электролизе.

[0028] На фиг.2 показан вид в перспективе канала 10 подвода электролита, соединяющего коллектор 4 подвода электролита с электролизером 3. На фиг.2 для упрощения показан только один канал 10 подвода электролита, но фактически предусмотрено множество каналов 10 подвода электролита для каждого из множества блоков 3А, 3B, и каждый канал 10 подвода электролита имеет аналогичную конструкцию.

[0029] В каждом канале 10 подвода электролита предусмотрены два блока 22 расходуемого электрода. Более конкретно, один блок 22 расходуемого электрода предусмотрен на концевой части канала 10 подвода электролита со стороны электролизера 3, а другой блок 22 расходуемого электрода предусмотрен на концевой части канала 10 подвода электролита со стороны коллектора 4 подвода электролита. В случае соединения коллектора 4 подвода электролита с электролизером 3 множеством каналов 10 подвода электролита ток течет от элемента с высоким потенциалом к элементу с низким потенциалом. Например, подаваемым электролитом вызывается протекание тока от анода внутри электролизера 3 к каналу 10 подвода электролита и коллектору 4 подвода электролита. Поэтому следует учитывать коррозию не только в электролизере, но и в коллекторе 4 подвода электролита. Так как два блока 22 расходуемого электрода предусмотрены в каждом из каналов 10 подвода электролита со стороны электролизера 3 и со стороны коллектора 4 подвода электролита, электролизер 3 и коллектор 4 подвода электролита защищены должным образом.

[0030] Далее будет более подробно описана конструкция канала 10 подвода электролита. Патрубок (первая труба) 14 присоединен(а) к разъему подвода электролита коллектора 4 подвода электролита с помощью гайки 11. В настоящем варианте осуществления труба, присоединенная к коллектору 4 подвода электролита, представляет собой патрубок 14.

[0031] Патрубок 14 присоединен к блоку 22 расходуемого электрода первым трубным соединением 23. Блок 22 расходуемого электрода присоединен к еще одной трубе (второй трубе) 13 вторым трубным соединением 24. Труба 13 выполнена из прозрачного или полупрозрачного гибкого изоляционного материала, такого как фторопласт перфторалкоксил (PFA).

[0032] Кроме того, труба 13 присоединена к другому блоку 22 расходуемого электрода другим вторым трубным соединением 24. Блок 22 расходуемого электрода присоединен к еще одному патрубку (первой трубе) 15 другим первым трубным соединением 23. Патрубок 15 представляет собой трубу, соединенную с или выполненную заодно с электролизером 3.

[0033] Таким образом, канал 10 подвода электролита включает в себя – в указанном порядке со стороны коллектора 4 подвода электролита – патрубок 14, первое трубное соединение 23, блок 22 расходуемого электрода, второе трубное соединение 24, трубу 13, второе трубное соединение 24, блок 22 расходуемого электрода, первое трубное соединение 23 и патрубок 15, расположенный со стороны электролизера 3. В канале 10 подвода электролита предусмотрены два узла 20 крепления расходуемого электрода для двух блоков 22 расходуемого электрода. Труба 13 может считаться совместно используемой двумя узлами 20 крепления расходуемого электрода.

[0034] Фиг.3 показывает вид в разрезе, взятом вдоль линии A-A на фиг.2, и иллюстрирует узел 20 крепления расходуемого электрода, предусмотренный в канале 10 подвода электролита электролизера 3. Узел 20 крепления расходуемого электрода на фиг.3 представляет собой узел крепления со стороны электролизера 3 на фиг.2 и включает в себя патрубок 15. Узел 20 крепления со стороны коллектора 4 подвода электролита на фиг.2 является в основном таким же, как и этот узел крепления, за исключением того, что патрубок 15 заменен на патрубок 14.

[0035] Узел 20 крепления расходуемого электрода включает в себя патрубок 15, трубу 13, блок 22 цилиндрического расходуемого электрода, первое трубное соединение 23 и второе трубное соединение 24. Первое трубное соединение 23 непроницаемо для жидкости соединяет патрубок 15 с блоком 22 расходуемого электрода разъемным образом. Второе трубное соединение 24 непроницаемо для жидкости соединяет трубу 13 с блоком 22 расходуемого электрода разъемным образом.

[0036] Патрубок 15 предусмотрен в каждом из блоков 3А, 3B электролизера 3. Патрубок 15 выполнен из высокостойкого к коррозии электропроводного материала, такого как металл, более конкретно, титан или титановый сплав. Патрубок 15 включает в себя стержневую часть 15a и головную часть 15b, и эти стержневая часть 15a и головная часть 15b выполнены заодно. Стержневая часть 15a выполнена цилиндрической формы и присоединена к электролизеру 3. Другими словами, внутреннее пространство электролизера 3 сообщается с внутренним пространством стержневой части 15a.

[0037] Головная часть 15b является практически цилиндрической и предусмотрена на концевой части стержневой части 15a с противоположной стороны от электролизера 3 и имеет больший внешний диаметр, чем внешний диаметр стержневой части 15a. Наружная резьба выполнена на внешней периферийной поверхности головной части 15b.

[0038] Блок 22 расходуемого электрода включает в себя стержневую часть 22a, фланцевую часть 22b и расходуемый электрод 22c. Стержневая часть 22a выполнена цилиндрической формы и расположена соосно с патрубком 15. Стержневая часть 22a имеет внешний диаметр и внутренний диаметр, практически равные внешнему диаметру и внутреннему диаметру трубы 13.

[0039] Фланцевая часть 22b простирается радиально наружу от концевой части стержневой части 22a со стороны патрубка 15. Стержневая часть 22a и фланцевая часть 22b выполнены заодно из электропроводного материала, такого как металл. Фланцевая часть 22b имеет немного меньший внешний диаметр, чем внешний диаметр патрубка 15.

[0040] На фиг.3 расходуемый электрод 22c является цилиндрическим элементом, соосно вставленным в концевую часть стержневой части 22a со стороны трубы 13. Расходуемый электрод 22c выполнен из материала, обладающего высокой долговечностью при электролизе. Например, (1) только металл платиновой группы (платина, рутений, родий, палладий, осмий, иридий), (2) сплав двух или более видов металлов платиновой группы, (3) сплав металла платиновой группы и другого металла, (4) смешанный оксид или сложный оксид, включающий в себя в качестве составляющих элементов металл платиновой группы и вентильный металл, такой как титан/тантал, (5) металлический стронций, (6) металлическое железо, металлический никель, (7) металлический свинец, диоксид свинца, (8) кремний, (9) алмаз или графит, (10) оксиды, такие как глинозем, муллит и диоксид циркония, (11) карбид, такой как SiC, (12) нитрид, такой как AlN, (13) один только вентильный металл, такой как титан, тантал и цирконий. В качестве альтернативы, расходуемый электрод 22c может быть получен путем формирования слоя катализатора на подложке. В этом случае в качестве подложки можно применять титан, цирконий, алюминий, тантал, ниобий, железо, никель, свинец по отдельности или их сплав, углерод, кремний, керамику или т.п. В качестве катализатора можно применять вещество, приведенное в качестве примера в вышеуказанных пунктах (1)-(12) и выполняющее каталитическую функцию. Расходуемый электрод 22c можно сформировать путем обработки элемента пластинчатой формы из вышеупомянутого материала до цилиндрической формы, или же можно сформировать с цилиндрической формой на стадии производства. В этом случае, как показано на фиг.3, сам расходуемый электрод 22c функционирует в качестве канала протекания электролита.

[0041] В качестве альтернативы, расходуемый электрод может быть получен путем обработки пластинчатого элемента с сеткой или отверстиями, такого как перфорированный листовой металл, до цилиндрической формы. В случае использования элемента с отверстиями в качестве расходуемого электрода, расходуемый электрод 22c вставляется в цилиндрический опорный элемент (например, цилиндр, выполненный из металла, такого как титан, или смолы трубчатой формы), не имеющий отверстий, а затем вставляется в стержневую часть 22a. Расходуемый электрод не обязательно нужно постоянно обрабатывать до цилиндрической формы, и, например, пластинчатый элемент можно вставить в опорный элемент в изогнутом состоянии так, чтобы он имел форму буквы С в поперечном сечении, или сохранять в форме плоской пластины. В случае, когда расходуемый электрод выполнен из металла, опорный элемент и расходуемый электрод могут быть соединены сваркой или т.п. для того, чтобы предотвратить выпадение расходуемого электрода. Когда во время вставки концевая часть расходуемого электрода выступает из концевой части опорного элемента, состояние расходуемого электрода можно визуально проверить снаружи трубы 13, как описано ниже.

[0042] В случае, когда расходуемый электрод выполнен из металла, можно также использовать элемент, полученный путем непосредственного прикрепления расходуемого электрода к концу стержневой части 22a со стороны трубы 13 сваркой или т.п. В этом случае расходуемый электрод также не обязательно нужно постоянно обрабатывать до цилиндрической формы, и пластинчатый элемент присоединяется к стержневой части 22a в изогнутом состоянии или сохраняется в форме плоской пластины.

[0043] Материал расходуемого электрода 22c может быть материалом, аналогичным материалу стержневой части 22a и фланцевой части 22b. Другими словами, весь блок 22 расходуемого электрода можно использовать в качестве расходуемого электрода. В этом случае, так как весь блок 22 расходуемого электрода выполнен из материала расходуемого электрода, может быть продлен тот период, в течение которого блок 22 расходуемого электрода может служить в качестве расходуемого электрода.

[0044] Расходуемый электрод 22c также вставляется в концевую часть трубы 13. Таким образом, блок 22 расходуемого электрода вставляется между патрубком 15 и трубой 13. При вставке в трубу 13 концевая часть расходуемого электрода 22c с противоположной стороны от стержневой части 22a расположена со стороны дальше вглубь (на противоположной стороне от концевой части трубы 13), чем положение крепления второго трубного соединения 24. Так как труба 13 выполнена из прозрачного или полупрозрачного изоляционного материала, специалист может визуально проверить состояние расходуемого электрода 22c снаружи трубы 13. Внутреннее пространство патрубка 15, внутреннее пространство стержневой части 22a блока 22 расходуемого электрода, внутреннее пространство расходуемого электрода 22c и внутреннее пространство трубы 13 используются в качестве каналов протекания электролита L.

[0045] Патрубок 15 и блок 22 расходуемого электрода непроницаемо для жидкости соединены первым трубным соединением 23 разъемным образом. Первым трубным соединением 23 можно манипулировать снаружи. Детали первого трубного соединения 23 не ограничены, но могут быть в качестве примера проиллюстрированы следующим образом. Пример первого трубного соединения 23 включает в себя цилиндрическую основную стенку 23a и торцевую стенку 23b, расположенную на конце основной стенки 23a и выступающую радиально внутрь. На внутренней периферийной поверхности основной стенки 23a выполнена внутренняя резьба. Например, первое трубное соединение 23 представляет собой металлическую накидную гайку.

[0046] В отличие от обычной накидной гайки, на торцевой стенке 23b выполнено сквозное отверстие 23c. Стержневая часть 22a блока 22 расходуемого электрода вставляется в сквозное отверстие 23c, а фланцевая часть 22b блока 22 расходуемого электрода размещается внутри основной стенки 23a.

[0047] Наружная резьба, выполненная на головной части 15b патрубка 15, ввинчивается во внутреннюю резьбу на внутренней периферийной поверхности основной стенки 23a. Таким образом, первое трубное соединение 23 присоединяется к патрубку 15.

[0048] Между головной частью 15b патрубка 15 и фланцевой частью 22b блока 22 расходуемого электрода вставлена кольцевая прокладка 21a, выполненная из изоляционного материала (например, политетрафторэтилена). Кроме того, между фланцевой частью 22b блока 22 расходуемого электрода и торцевой стенкой 23b первого трубного соединения 23 также вставлена кольцевая прокладка 21b, выполненная из изоляционного материала (например, политетрафторэтилена). Эти прокладки 21a и 21b размещены внутри основной стенки 23a первого трубного соединения 23. Стержневая часть 22a блока 22 расходуемого электрода вставлена в сквозное отверстие прокладки 21b.

[0049] Когда первое трубное соединение 23 присоединено к патрубку 15, прокладка 21a, фланцевая часть 22b блока 22 расходуемого электрода и прокладка 21b прижимаются к торцевой стенке 23b первого трубного соединения 23 головной частью 15b патрубка 15. Таким образом, патрубок 15 присоединяется непроницаемым для жидкости образом к блоку 22 расходуемого электрода с помощью первого трубного соединения 23.

[0050] Прокладка 21a, выполненная из изоляционного материала, предусмотрена для того, чтобы обеспечить промежуток между патрубком 15, выполненным из электропроводного материала, и блоком 22 расходуемого электрода, выполненным из электропроводного материала. Так как блок 22 расходуемого электрода отделен от патрубка 15, даже в том случае, когда блок 22 расходуемого электрода деформируется из-за коррозии, отсоединение от патрубка 15 осуществляется легко.

[0051] По этой причине в случае, когда первое трубное соединение 23 выполнено из электропроводного материала, внешний диаметр фланцевой части 22b выполнен меньшим, чем внутренний диаметр основной стенки 23a, так что предотвращается контактирование фланцевой части 22b блока 22 расходуемого электрода с внутренней периферийной поверхностью основной стенки 23a первого трубного соединения 23.

[0052] В случае, когда первое трубное соединение 23 выполнено из электропроводного материала, предусмотрена выполненная из изоляционного материала прокладка 21b для того, чтобы обеспечить промежуток между торцевой стенкой 23b первого трубного соединения 23 и блоком 22 расходуемого электрода, выполненным из электропроводного материала. Так как блок 22 расходуемого электрода отделен от торцевой стенки 23b первого трубного соединения 23, предотвращается протекание тока из патрубка 15 к блоку 22 расходуемого электрода через первое трубное соединение 23, и даже в том случае, когда блок 22 расходуемого электрода деформируется из-за коррозии, отсоединение от трубного соединения 23 осуществляется легко.

[0053] Однако в случае, когда первое трубное соединение 23 выполнено из изоляционного материала, прокладка 21b не является неизбежной. В этом случае блок 22 расходуемого электрода может контактировать с первым трубным соединением 23, и фланцевая часть 22b блока 22 расходуемого электрода может быть прижата способом, обеспечивающим контакт с торцевой стенкой 23b первого трубного соединения 23.

[0054] Блок 22 расходуемого электрода и труба 13 непроницаемо для жидкости соединены вторым трубным соединением 24 разъемным образом. Вторым трубным соединением 24 может манипулировать снаружи. Детали второго трубного соединения 24 не ограничены, но могут быть в качестве примера проиллюстрированы следующим образом. Как описано выше, расходуемый электрод 22c блока 22 расходуемого электрода вставляется в концевую часть трубы 13, выполненной из гибкого материала. Пример второго трубного соединения 24 включает в себя крепежное средство, размещенное вокруг трубы 13, выполненной из гибкого материала и предназначенной для фиксации концевой части трубы 13 на расходуемом электроде 22c путем радиального обжатия концевой части трубы.

[0055] Пример второго трубного соединения 24 включает в себя соединительный патрубок 24a, два хомута 24b, 24c, размещенных на внутренних сторонах с обоих концов соединительного патрубка 24a, и две гайки 24d, 24e, размещенные на внешних сторонах с обоих концов соединительного патрубка 24a. Соединительный патрубок 24a и хомуты 24b, 24c выполнены из изоляционного материала, такого как политетрафторэтилен. Гайки 24d, 24e выполнены из изоляционного материала, такого как фторопласт перфторалкоксил (PFA).

[0056] Каждый из обоих концов имеет больший внутренний диаметр, чем диаметр оставшейся части на внутренней периферийной поверхности соединительного патрубка 24a, и хомуты 24b и 24c, которые являются трубками, вставлены с обоих концов. Кроме того, на обоих концах соединительного патрубка 24a выполнены наружные резьбы, и на эти резьбы навинчиваются соответственно две гайки 24d, 24e.

[0057] Хомут 24b и гайка 24d размещены вокруг стержневой части 22a блока 22 расходуемого электрода. Хомут 24b на внутренней его стороне радиально обжимается и фиксируется на стержневой части 22a при завинчивании гайки 24d на концевую часть соединительного патрубка 24a.

[0058] Хомут 24c и гайка 24e размещены вокруг участка перекрытия расходуемого электрода 22c и трубы 13. Хомут 24c на его внутренней стороне радиально обжимается и фиксируется на трубе 13 при завинчивании гайки 24e на концевую часть соединительного патрубка 24a. В то же время концевая часть трубы 13 радиально обжимается и фиксируется на расходуемом электроде 22c. Таким образом, труба 13 присоединена непроницаемым для жидкости образом к блоку 22 расходуемого электрода с помощью второго трубного соединения 24. Соединительный патрубок 24a, хомут 24c и гайку 24e можно рассматривать в качестве крепежных средств, предназначенных для фиксации концевой части трубы 13 на расходуемом электроде 22c.

[0059] Узел 20 крепления расходуемого электрода снабжен механизмом электрического соединения блока 22 расходуемого электрода, патрубка 14 и патрубка 15. В последующем описании узел 20 крепления расходуемого электрода, включающий в себя патрубок 15, приведен в качестве примера, но узел 20 крепления расходуемого электрода, включающий в себя патрубок 14, является также аналогичным, и при необходимости патрубок 15 следует рассматривать как патрубок 14. В частности, участок 25 крепления провода, выполненный из металлической пластины, присоединен к внешней периферийной поверхности стержневой части 15a патрубка 15. Аналогичным образом, участок 26 крепления провода также присоединен к внешней периферийной поверхности стержневой части 22a блока 22 расходуемого электрода. Провод 27, выполненный из электропроводного материала, имеет два конца, присоединенные к участкам 25, 26 крепления провода.

[0060] Ток утечки, протекающий между блоком 22 расходуемого электрода и патрубком 15, проходит через провод 27. Поэтому в случае измерения тока утечки необходимо измерять ток, протекающий через провод 27. Таким образом, ток утечки можно легко измерить.

[0061] На фиг.4 показан вид в перспективе канала 30 отвода электролита, предназначенного для присоединения коллектора 5 отвода электролита к электролизеру 3. На фиг.4 для упрощения показан только один канал 30 отвода электролита, но фактически предусмотрено множество каналов 30 отвода электролита для множества блоков 3А, 3B электролизера 3, и каждый канал 30 отвода электролита имеет аналогичную конструкцию.

[0062] В каждом канале 30 отвода электролита предусмотрены два блока 42 расходуемого электрода. Более конкретно, один блок 42 расходуемого электрода предусмотрен на концевой части канала 30 отвода электролита со стороны электролизера 3, а другой блок 42 расходуемого электрода предусмотрен на концевой части канала 30 отвода электролита со стороны коллектора 5 отвода электролита. В случае соединения коллектора 5 отвода электролита с электролизером 3 множеством каналов 30 отвода электролита, ток течет от элемента с высоким потенциалом к элементу с низким потенциалом. Например, отводимым электролитом образуется путь тока, проходящий через канал 30 отвода электролита и коллектор 5 отвода электролита от анода внутри электролизера 3. Поэтому следует учитывать коррозию не только в электролизере, но и в коллекторе 5 отвода электролита. Так как каждый из каналов 30 отвода электролита снабжен двумя блоками 42 расходуемого электрода со стороны электролизера 3 и со стороны коллектора 5 отвода электролита соответственно, электролизер 3 и коллектор 5 отвода электролита защищены надлежащим образом.

[0063] Далее будет описана более подробно конструкция канала 30 отвода электролита. Патрубок (первая труба) 34 присоединен(а) к разъему отвода электролита коллектора 5 отвода электролита с помощью гайки 31. В настоящем варианте осуществления трубой, соединенной с коллектором 5 отвода электролита, является патрубок 34.

[0064] Патрубок 34 присоединен к блоку 42 расходуемого электрода первым трубным соединением 43. Блок 42 расходуемого электрода присоединен к другой трубе (второй трубе) 33 вторым трубным соединением 44. Труба 33 выполнена из прозрачного или полупрозрачного гибкого изоляционного материала, такого как фторопласт перфторалкоксил (PFA) или т.п.

[0065] Кроме того, труба 33 присоединена к другому блоку 42 расходуемого электрода другим вторым трубным соединением 44. Блок 42 расходуемого электрода присоединен к еще одному патрубку (первой трубе) 35 другим первым трубным соединением 43. Патрубок 35 представляет собой трубу, соединенную с или выполненную заодно с электролизером 3.

[0066] Таким образом, канал 30 отвода электролита включает в себя – в указанном порядке со стороны коллектора 5 отвода электролита – патрубок 34, первое трубное соединение 43, блок 42 расходуемого электрода, второе трубное соединение 44, трубу 33, второе трубное соединение 44, блок 42 расходуемого электрода, первое трубное соединение 43 и патрубок 35, расположенный со стороны электролизера 3. В канале 30 отвода электролита предусмотрены два узла 40 крепления расходуемого электрода для двух блоков 42 расходуемого электрода. Трубу 33 можно рассматривать как совместно используемую двумя узлами 40 крепления расходуемого электрода.

[0067] Фиг.5 показывает вид в разрезе, взятом вдоль линии B-B на фиг.4, и иллюстрирует узел 40 крепления расходуемого электрода, предусмотренный в канале отвода электролита электролизера 3. Узел 40 крепления расходуемого электрода на фиг.5 представляет собой узел крепления, расположенный со стороны электролизера 3 на фиг.4, и включает в себя патрубок 35. Узел 40 крепления со стороны коллектора 5 отвода электролита на фиг.4 является в основном таким же, как и этот узел крепления, за исключением того, что патрубок 35 заменен на патрубок 34.

[0068] Узел 40 крепления расходуемого электрода включает в себя патрубок 35, трубу 33, блок 42 цилиндрического расходуемого электрода, первое трубное соединение 43 и второе трубное соединение 44. Первое трубное соединение 43 непроницаемо для жидкости соединяет патрубок 35 с блоком 42 расходуемого электрода разъемным образом. Второе трубное соединение 44 непроницаемо для жидкости соединяет трубу 33 с блоком 42 расходуемого электрода разъемным образом.

[0069] Патрубок 35 предусмотрен в каждом из блоков 3А, 3B электролизера 3. Патрубок 35 выполнен из высокостойкого к коррозии электропроводного материала, такого как металл, более конкретно, титан или титановый сплав. Патрубок 35 выполнен цилиндрической формы и присоединен к электролизеру 3. Другими словами, внутреннее пространство электролизера 3 сообщается с внутренним пространством патрубка 35.

[0070] Блок 42 расходуемого электрода включает в себя стержневую основную часть 42a и расходуемый электрод 42c. Стержневая основная часть 42a выполнена цилиндрической формы и расположена соосно с патрубком 35. Стержневая основная часть 42a имеет внешний диаметр и внутренний диаметр, практически равные внешнему диаметру и внутреннему диаметру патрубка 35. Внешний диаметр стержневой основной части 42a практически равен внутреннему диаметру трубы 33. Стержневая основная часть 42a изготовлена, например, из цилиндра, выполненного из металла, такого как титан, или смолы трубчатой формы. Стержневая основная часть 42a вставляется в трубу 33.

[0071] Расходуемый электрод 42c представляет собой элемент, соосно вставленный в концевую часть стержневой основной части 42a со стороны трубы 33. Расходуемый электрод 42c выполнен из материала, обладающего высокой долговечностью во время электролиза. В частности, применяется такой же материал, как и материал расходуемого электрода 22c (вышеупомянутые материалы (1)-(13)). В качестве альтернативы, аналогично расходуемому электроду 22c, расходуемый электрод 42c можно также получить путем формирования слоя катализатора на подложке. Расходуемый электрод 42c можно сформировать путем обработки элемента пластинчатой формы из вышеупомянутого материала до цилиндрической формы, или же можно выполнить цилиндрической формы на стадии производства. В качестве альтернативы, расходуемый электрод 42c можно получить путем обработки пластинчатого элемента с сеткой или отверстиями, такого как перфорированный листовой металл, до цилиндрической формы или изогнутой C-образной формы. Кроме того, расходуемый электрод 42c может представлять собой плоскую пластину. В случае, когда расходуемый электрод 42c выполнен из металла, опорный элемент и расходуемый электрод можно соединить сваркой или т.п. для того, чтобы предотвратить выпадение расходуемого электрода. Когда во время вставки концевая часть расходуемого электрода 42c выступает из концевой части стержневой основной части 42a, состояние расходуемого электрода можно визуально проверить снаружи трубы 33, как описано ниже.

[0072] В случае, когда расходуемый электрод выполнен из металла, в качестве блока 42 расходуемого электрода можно также использовать элемент, полученный путем непосредственного присоединения расходуемого электрода к концу стержневой основной части 42a со стороны трубы 33 сваркой или т.п. В этом случае расходуемый электрод также не обязательно нужно обрабатывать до цилиндрической формы, и пластинчатый элемент присоединяется к стержневой основной части 42a в изогнутом состоянии или сохраняя форму плоской пластины.

[0073] В качестве альтернативы, стержневую основную часть 42a можно исключить, и сам расходуемый электрод 42c может составлять блок 42 расходуемого электрода. В этом случае, когда расходуемый электрод 42c обработан до цилиндрической формы, может быть достигнута непроницаемость для жидкости, и расходуемый электрод может также служить каналом протекания электролита.

[0074] Материал расходуемого электрода 42c отличается от материала стержневой основной части 42a. Другими словами, концевая часть блока 42 расходуемого электрода со стороны трубы 33 является расходуемым электродом 42c, а его оставшаяся часть выполнена из металла, который отличается от материала расходуемого электрода 42c.

[0075] Однако материал расходуемого электрода 42c может быть материалом, аналогичным материалу стержневой основной части 42a. Другими словами, весь блок 42 расходуемого электрода можно использовать в качестве расходуемого электрода. В этом случае, так как весь блок 42 расходуемого электрода выполнен из материала расходуемого электрода, может быть продлен тот период, в течение которого блок 42 расходуемого электрода может служить в качестве расходуемого электрода.

[0076] Расходуемый электрод 42c вставляется в концевую часть трубы 33. Таким образом, блок 42 расходуемого электрода вставляется между патрубком 35 и трубой 33. При вставке в трубу 33 концевая часть расходуемого электрода 42c расположена со стороны дальше вглубь (на противоположной стороне от концевой части трубы 33), чем положение крепления второго трубного соединения 44. Так как труба 33 выполнена из прозрачного или полупрозрачного изоляционного материала, специалист может визуально проверить состояние расходуемого электрода 42c снаружи трубы 33. Внутреннее пространство патрубка 35, внутреннее пространство стержневой основной части 42a блока 42 расходуемого электрода, внутреннее пространство расходуемого электрода 42c и внутреннее пространство трубы 33 используются в качестве каналов протекания электролита L.

[0077] Патрубок 35 и блок 42 расходуемого электрода непроницаемо для жидкости соединены первым трубным соединением 43 разъемным образом. Первым трубным соединением 43 можно манипулировать снаружи. Детали первого трубного соединения 43 не ограничены, но могут быть в качестве примера проиллюстрированы следующим образом. Пример первого трубного соединения 43 включает в себя соединительную трубу 41 и крепежное средство 48. Соединительная труба 41 обладает гибкостью и выполнена из изоляционного материала. Концевая часть патрубка 35 и концевая часть стержневой основной части 42a блока 42 расходуемого электрода вставлены в соединительную трубу 41, с сохранением промежутка между ними. Крепежное средство 48 размещено вокруг соединительной трубы 41 и предназначено для фиксации соединительной трубы 41 на патрубке 35 и стержневой основной части 42a путем радиального обжатия соединительной трубы 41.

[0078] В случае, когда соединительная труба 41 выполнена из гибкого материала и достаточно надежно фиксируется в таком состоянии, что концевая часть патрубка 35 вставлена в соединительную трубу 41, постоянно использовать крепежное средство 48 не требуется.

[0079] Как показано на фиг.4, крепежное средство 48 включает в себя: кольцевой элемент 48a, охватывающий соединительную трубу 41 по всей окружности, и блокирующий механизм 48b, выполненный с возможностью поддержания такого состояния, что длина окружности кольцевого элемента 48a вокруг соединительной трубы 41 уменьшена. Блокирующий механизм 48b может быть, например, механизмом, использующим винты или другие крепежные детали.

[0080] Как показано на фиг.5, крепежное средство 48 размещено вокруг участка перекрытия соединительной трубы 41 и патрубка 35. Крепежное средство 48 также размещено вокруг участка перекрытия соединительной трубы 41 и блока 42 расходуемого электрода. Так как длина окружности кольцевого элемента 48a вокруг соединительной трубы 41, показанной на фиг.4, уменьшается, соединительная труба 41 радиально обжимается и фиксируется на патрубке 35 и стержневой основной части 42a. Таким образом, блок 42 расходуемого электрода присоединяется непроницаемым для жидкости образом к патрубку 35 с помощью первого трубного соединения 43.

[0081] Блок 42 расходуемого электрода и труба 33 непроницаемо для жидкости соединены вторым трубным соединением 44 разъемным образом. Вторым трубным соединением 44 можно манипулировать снаружи. Детали второго трубного соединения 44 не ограничены, но могут быть в качестве примера проиллюстрированы следующим образом. Как описано выше, блок 42 расходуемого электрода вставляется в концевую часть трубы 33, выполненной из гибкого материала. Пример второго трубного соединения 44 включает в себя крепежное средство 49А. Второе трубное соединение 44 размещено вокруг трубы 33, выполненной из гибкого материала, и фиксируется на блоке 42 расходуемого электрода путем радиального обжатия концевой части трубы 33.

[0082] В случае, когда труба 33 выполнена из гибкого материала и достаточно надежно закреплена в таком состоянии, что концевая часть блока 42 расходуемого электрода вставлена в соединительную трубу 33, нет необходимости постоянно использовать крепежное средство 49А.

[0083] Аналогично крепежному средству 48 первого трубного соединения 43, крепежное средство 49А включает в себя блокирующий механизм 49b и кольцевой элемент 49a, как показано на фиг.4. Кольцевой элемент 49a охватывает всю окружность трубы 33. Блокирующий механизм 49b поддерживает состояние, при котором длина окружности кольцевого элемента 49a вокруг трубы 33 уменьшается. Блокирующий механизм 49b может быть, например, механизмом, использующим винт или другие крепежные детали.

[0084] Как показано на фиг.5, крепежное средство 48 размещено вокруг участка перекрытия трубы 33 и блока 42 расходуемого электрода. Так как длина окружности кольцевого элемента 49a вокруг трубы 33, показанной на фиг.4, радиально уменьшается, труба 33 обжимается и фиксируется на блоке 42 расходуемого электрода. Таким образом, блок 42 расходуемого электрода присоединяется непроницаемым для жидкости образом к трубе 33 с помощью второго трубного соединения 44.

[0085] Узел 40 крепления расходуемого электрода снабжен механизмом для электрического соединения блока 42 расходуемого электрода, патрубка 34 и патрубка 35. В последующем описании узел 40 крепления расходуемого электрода, включающий в себя патрубок 35, приведен в качестве примера, но узел 40 крепления расходуемого электрода, включающий в себя патрубок 34, также является аналогичным, и при необходимости патрубок 35 следует рассматривать как патрубок 34. В частности, участок 45 крепления провода, выполненный из металлической пластины, присоединен к внешней периферийной поверхности патрубка 35. Аналогичным образом, участок 46 крепления провода также присоединен к внешней периферийной поверхности стержневой основной части 42a блока 42 расходуемого электрода. Провод 47, выполненный из электропроводного материала, имеет два конца, подсоединенные к участкам 45, 46 крепления провода.

[0086] Ток утечки, протекающий между блоком 42 расходуемого электрода и патрубком 35, проходит через провод 47. Поэтому в случае измерения тока утечки необходимо измерять ток, протекающий по проводу 47. Таким образом, можно легко измерить ток утечки.

[0087] Между тем, в настоящем изобретении конструкции по фиг.4 и 5 могут быть применены вместо конструкций по фиг.2 и 3 в качестве узла крепления расходуемого электрода в канале подвода электролита. Аналогичным образом, конструкции по фиг.2 и 3 могут быть применены вместо конструкций по фиг.4 и 5 в качестве узла крепления расходуемого электрода в канале отвода электролита.

[0088] Далее, со ссылкой на фиг.2 и фиг.3, будет описан способ замены расходуемого электрода 22c в узле 20 крепления расходуемого электрода на стороне подвода электролита электролизера 3. В последующем описании узел 20 крепления расходуемого электрода, включающий в себя патрубок 15, приведен в качестве примера, но способ замены расходуемого электрода 22c в узле 20 крепления расходуемого электрода, включающем в себя патрубок 14, является аналогичным, и при необходимости патрубок 15 следует рассматривать как патрубок 14.

[0089] Так как труба 13 выполнена из материала, через который расходуемый электрод можно визуально проверить снаружи, можно визуально установить степень израсходования расходуемого электрода 22c, предусмотренного внутри трубы 13. Например, в случае, когда при осуществленном специалистом визуальном осмотре определено, что расходуемый электрод 22c необходимо заменить, блок 22 расходуемого электрода заменяют следующим образом после прекращения работы электролитического устройства 1.

[0090] Сначала специалист отворачивает гайки 24d, 24e второго трубного соединения 24 в отношении соединительного патрубка 24a в том направлении, в котором затянутое состояние ослабляется, разблокируя заблокированное состояние с помощью хомутов 24b, 24c. Затем блок 22 расходуемого электрода отделяют от трубы 13. Блок 22 расходуемого электрода можно легко отсоединить от трубы 13, манипулируя крепежным средством, включающим в себя соединительный патрубок 24a, хомут 24c и гайку 24e.

[0091] Далее специалист отделяет провод 27 от участка 26 крепления провода. Кроме того, осуществляют выведение из завинченного состояния между внутренней резьбой внутренней периферийной поверхности основной стенки 23a и наружной резьбой внешней периферийной поверхности головной части 15b патрубка 15 путем отворачивания первого трубного соединения 23. Затем блок 22 расходуемого электрода отделяют от патрубка 15. Блок 22 расходуемого электрода можно легко отсоединить от патрубка 15 путем выведения из завинченного состояния между головной частью 15b, расположенной на концевой части патрубка 15, и основной стенкой 23a. Таким образом, использованный блок 22 расходуемого электрода, первое трубное соединение 23, второе трубное соединение 24 и участок 26 крепления провода отделяют от трубы 13 и патрубка 15.

[0092] После этого стержневую часть 22a нового блока 22 расходуемого электрода вставляют в сквозное отверстие прокладки 21b и сквозное отверстие 23c первого трубного соединения 23, и участок 26 крепления провода присоединяют к стержневой части 22a. Кроме того, присоединяют хомут 24b и гайку 24d второго трубного соединения 24 к стержневой части 22a.

[0093] После этого первое трубное соединение 23 поворачивают таким образом, чтобы прокладка 21a располагалась между головной частью 15b патрубка 15 и фланцевой частью 22b блока 22 расходуемого электрода. Другими словами, наружную резьбу внешней периферийной поверхности головной части 15b патрубка 15 свинчивают с внутренней резьбой внутренней периферийной поверхности основной стенки 23a, и прокладку 21a, фланцевую часть 22b и прокладку 21b надежно зажимают между головной частью 15b и торцевой стенкой 23b. Таким образом, патрубок 15 и блок 22 расходуемого электрода соединяют с помощью первого трубного соединения 23.

[0094] Кроме того, хомут 24c и гайку 24e второго трубного соединения 24 прикрепляют к концевой части трубы 13. Затем наворачивают гайку 24d на одну концевую часть соединительного патрубка 24a второго трубного соединения 24, и хомут 24b фиксируют на блоке 22 расходуемого электрода заворачиванием гайки 24d. Кроме того, гайку 24e наворачивают на другую концевую часть соединительного патрубка 24a второго трубного соединения 24, и хомут 24c фиксируют на трубе 13 заворачиванием гайки 24e. Таким образом, трубу 13 присоединяют к блоку 22 расходуемого электрода с помощью второго трубного соединения 24. Наконец, присоединяют провод 27 к участку 26 крепления провода.

[0095] Далее, со ссылкой на фиг.4 и 5, будет описан способ замены расходуемого электрода 42c в узле 40 крепления расходуемого электрода на стороне отвода электролита электролизера 3. В последующем описании узел 40 крепления расходуемого электрода, включающий в себя патрубок 35, приведен в качестве примера, но способ замены расходуемого электрода 22c узла 20 крепления расходуемого электрода, включающего в себя патрубок 34, является аналогичным, и при необходимости патрубок 35 следует рассматривать как патрубок 34.

[0096] Так как труба 33 выполнена из материала, через который расходуемый электрод можно визуально проверить снаружи, можно визуально установить степень израсходования расходуемого электрода 42c, предусмотренного внутри трубы 33. Например, в случае, когда при этом визуальном осмотре определено, что расходуемый электрод 42c необходимо заменить, блок 42 расходуемого электрода заменяют следующим образом после прекращения работы электролитического устройства 1. В случае измерения тока утечки, протекающего через провод 47 между блоком 42 расходуемого электрода и патрубком 35, плотность тока можно получить из тока утечки и эффективной электролитической площади расходуемого электрода. Если предварительно получены данные, относящиеся к скорости расхода расходуемого электрода 42c в зависимости от плотности тока, по измеренному току утечки можно определить уровень расхода расходуемого электрода.

[0097] Сначала специалист выводит из закрепленного состояния крепежное средство 48А, манипулируя блокирующим механизмом 48b крепежного средства 48А, предусмотренным на участке перекрытия соединительной трубы 41 и блока 42 расходуемого электрода, из крепежного средства 48 первого трубного соединения 43. Кроме того, осуществляют выведение крепежного средства 49А из закрепленного состояния, манипулируя блокирующим механизмом 49b крепежного средства 49А второго трубного соединения 44.

[0098] Далее специалист отделяет провод 47 от участка 46 крепления провода. Кроме того, блок 42 расходуемого электрода отделяют от патрубка 35, а также отделяют блок 42 расходуемого электрода от трубы 33. Блок 42 расходуемого электрода можно легко отсоединить от патрубка 35, манипулируя крепежным средством 48 первого трубного соединения 43. Кроме того, блок 42 расходуемого электрода можно легко извлечь из трубы 33, манипулируя крепежным средством 49А второго трубного соединения 44. Таким образом, использованный блок 42 расходуемого электрода и участок 46 крепления провода отделяют от трубы 33 и соединительной трубы 41.

[0099] После этого, одну концевую часть нового блока 42 расходуемого электрода вставляют в соединительную трубу 41, а другую концевую часть нового блока 42 расходуемого электрода вставляют в трубу 33. Затем манипулируют соответствующими блокирующими механизмами 49b, 48b крепежного средства 48А и крепежного средства 49А, предусмотренных на участке перекрытия соединительной трубы 41 и блока 42 расходуемого электрода. Следовательно, блок 42 расходуемого электрода присоединяют к патрубку 35 с помощью крепежного средства 48А, и присоединяют блок 42 расходуемого электрода к трубе 33 с помощью крепежного средства 49А. Наконец, провод 47 присоединяют к участку 46 крепления провода.

[0100] Как видно из приведенного выше описания, согласно настоящему варианту осуществления, так как используются первые трубные соединения 23, 43 и вторые трубные соединения 24, 44, предназначенные для разъемного присоединения труб к блокам 22, 42 расходуемого электрода, легко заменить не только блоки 22, 42 расходуемого электрода, но и расходуемые электроды 22c, 42c. Трубы 13 и 33 выполнены из изоляционного материала и не подвержены коррозии под действием электролита, и замена блоков 22, 42 расходуемого электрода облегчается.

[0101] Согласно настоящему варианту осуществления первое трубное соединение 23 или 43 соединяет патрубок 15 (или 14) или 35 (или 34) с блоком 22 или 42 расходуемого электрода за счет операции, выполняемой снаружи, и такое соединение разъединяется за счет операции, выполняемой снаружи. Второе трубное соединение 24 или 44 соединяет трубу 13 или 33 с блоком 22 или 42 расходуемого электрода за счет операции, выполняемой снаружи, и такое соединение разъединяется за счет операции, выполняемой снаружи. Таким образом, можно подавить вызванное коррозией ухудшение трубных соединений 23, 24, 43, 44 из-за воздействия электролита L и сопровождающее такую коррозию ухудшение функционирования трубных соединений 23, 24, 43, 44, и поэтому можно легко заменить расходуемый электрод 22c, 42c.

[0102] Согласно настоящему варианту осуществления, так как трубы 13, 33 выполнены из прозрачного или полупрозрачного материала, состояния расходуемых электродов 22c, 42c, вставленных в трубы 13, 33, можно визуально проверить снаружи труб 13, 33. Другими словами, так как степени израсходования расходуемых электродов 22c, 42c можно легко визуально установить, легко составить план замены расходуемых электродов 22c, 42c. Кроме того, можно подавить коррозию и выход из строя электролитического устройства 1, вызванные недопустимым израсходованием расходуемых электродов 22c, 42c.

[0103] Фиг.6 иллюстрирует узел 60 крепления расходуемого электрода согласно модифицированному примеру настоящего изобретения. Узел 60 крепления расходуемого электрода является модифицированным примером узла 20 крепления расходуемого электрода, предусмотренного в канале 10 подвода электролита.

[0104] В этом узле 60 крепления расходуемого электрода не предусмотрены участки 25, 26 крепления провода и провод 27. Кроме того, не предусмотрены прокладки 21a, 21b, и торец фланцевой части 22b блока 22 расходуемого электрода непосредственно контактирует с торцом головной части 15b патрубка 15, и фланцевая часть 22b непосредственно контактирует с торцевой стенкой 23b первого трубного соединения 23.

[0105] В модифицированном примере блок 22 расходуемого электрода контактирует с патрубком 15, выполненным из электропроводного материала. Однако, так как контактная поверхность раздела является плоской, даже в том случае, когда поверхность раздела и ее окрестность корродируют, блок 22 расходуемого электрода легко отсоединяется от патрубка 15.

[0106] В этом модифицированном примере, предпочтительно, первое трубное соединение 23 выполнено из изоляционного материала. Так как первое трубное соединение 23 выполнено из изоляционного материала, даже в том случае, когда блок 22 расходуемого электрода корродирует, блок 22 расходуемого электрода легко отсоединяется от патрубка 15.

[0107] Аналогично этому модифицированному примеру, участки 45, 46 крепления провода и провод 47 могут быть не предусмотрены, и торцевая поверхность блока 42 расходуемого электрода может непосредственно контактировать с торцевой поверхностью патрубка 35 в узле 40 крепления расходуемого электрода, показанном на фиг.5. Так как в этом случае контактная поверхность раздела также является плоской, даже в том случае, когда поверхность раздела и ее окрестность корродируют, блок 42 расходуемого электрода легко отсоединяется от патрубка 35.

[0108] В модифицированном примере, показанном на фиг.6, расходуемый электрод 22c является цилиндрическим элементом, соосно присоединенным к концевой части стержневой части 22a со стороны трубы 13. Расходуемый электрод 22c имеет внешний диаметр и внутренний диаметр, практически равные внешнему диаметру и внутреннему диаметру стержневой части 22a. Расходуемый электрод 22c имеет более короткую длину, чем длина стержневой части 22a.

[0109] В этом модифицированном примере предусмотрено второе трубное соединение 64 вместо второго трубного соединения 24. Второе трубное соединение 64 представляет собой гайку, в которой выполнена внутренняя резьба на ее внутренней периферийной поверхности. Наружная резьба, свинчиваемая с внутренней резьбой второго трубного соединения 64, выполнена на внешней периферийной поверхности концевой части трубы 13.

[0110] Концевая часть блока 22 расходуемого электрода, включающего в себя расходуемый электрод 22c, вставлена в концевую часть трубы 13. Второе трубное соединение 64 размещено вокруг концевой части трубы 13, и внутренняя резьба второго трубного соединения 64 свинчена с наружной резьбой трубы 13, тем самым фиксируя концевую часть трубы 13 на блоке 22 расходуемого электрода путем радиального обжатия концевой части трубы 13. Другими словами, второе трубное соединение 64 служит в качестве крепежного средства.

[0111] Хотя выше были описаны варианты осуществления и модифицированный пример настоящего изобретения, следует отметить, что такое описание не предназначено для ограничения настоящего изобретения, и различные модифицированные примеры, включая удаление, добавление и замену составляющих элементов, можно рассматривать входящими в технический объем настоящего изобретения.

[0112] Например, в вышеописанном варианте осуществления и модифицированном примере узел 20 или 60 крепления расходуемого электрода, показанный на фиг.3 или 6, предусмотрен на стороне подвода электролита, а узел 40 крепления расходуемого электрода, показанный на фиг.5, предусмотрен на стороне отвода электролита. Однако узел 40 крепления расходуемого электрода может быть предусмотрен на стороне подвода электролита, а узел 20 или 60 крепления расходуемого электрода может быть предусмотрен на стороне отвода электролита.

[0113] В вышеописанном варианте осуществления узлы крепления расходуемого электрода предусмотрены как на стороне подвода, так и на стороне отвода электролита, но узел крепления расходуемого электрода можно также предусмотреть только на стороне подвода электролита или на стороне отвода электролита.

[0114] В вышеописанном варианте осуществления и модифицированном примере два узла 20, 40 или 60 крепления расходуемого электрода предусмотрены в каждом канале электролита. В частности, первая труба 15 или 35 одного узла 20, 40 или 60 крепления расходуемого электрода в каждом канале электролита соединена с электролизером 3 или выполнена заодно с ним, и первая труба 14 или 34 других узлов 20, 40 или 60 крепления расходуемого электрода в каждом канале электролита соединена с коллектором 4 или 5 или выполнена заодно с ним. Однако в каждом канале электролита можно предусмотреть один узел 20, 40 или 60 крепления расходуемого электрода только со стороны электролизера 3 или со стороны коллектора 4 или 5.

[0115] Как проиллюстрировано на фиг.3 и 6, патрубок 15, блок 22 расходуемого электрода и труба 13 являются прямолинейными и взаимно соосными в вышеописанном варианте осуществления и модифицированном примере. Кроме того, как показано на фиг.5, патрубок 35, блок 42 расходуемого электрода и труба 33 являются прямолинейными и взаимно соосными. Однако, любой из вышеупомянутых элементов или все они могут быть частично изогнутыми, или любой из вышеперечисленных элементов может быть эксцентрическим по отношению к другим элементам. В частности, в вышеописанном варианте осуществления и модифицированном примере, так как трубы 13, 33 и соединительная труба 41 выполнены из гибкого материала, эти элементы могут быть фактически частично изогнутыми.

[0116] Материал каждого элемента может быть образован из материала, который отличается от вышеупомянутых материалов, в пределах диапазона, не выходящего за пределы объема настоящего изобретения.

[0117] Перечень ссылочных позиций

L - электролит

1 - электролитическое устройство

3 - электролизер

4 - коллектор подвода электролита

5 - коллектор отвода электролита

10 - канал подвода электролита

13, 33 - труба (вторая труба)

14, 15, 34, 35 - патрубок (первая труба)

15a - стержневая часть

15b - головная часть

20, 40, 60 - узел крепления расходуемого электрода

21a, 21b - прокладка

22, 42 - блок расходуемого электрода

22a – стержневая часть

22b - фланцевая часть

22c, 42c - расходуемый электрод

23, 43 - первое трубное соединение

23a - основная стенка

23b - торцевая стенка

23c - сквозное отверстие

24, 44, 64 - второе трубное соединение

24a - соединительный патрубок

24b, 24c - хомут

24d, 24e - гайка

25, 26, 45, 46 - участок крепления провода

27, 47 - провод

30 - канал отвода электролита

41 - соединительная труба

42a - стержневая основная часть

48, 49A - крепежное средство

48a, 49a - кольцевой элемент

48b, 49b - блокирующий механизм

1. Контактирующий с электролитом узел крепления расходуемого электрода, содержащий:

первую трубу, в которой протекает электролит;

вторую трубу, которая выполнена из изоляционного материала и обеспечивает возможность протекания электролита;

блок цилиндрического расходуемого электрода, размещенный между первой трубой и второй трубой так, чтобы обеспечить возможность протекания электролита, и включающий в себя расходуемый электрод, который контактирует с электролитом;

первое трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения первой трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом; и

второе трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения второй трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом.

2. Узел крепления расходуемого электрода по п.1, в котором вторая труба выполнена из материала, через который можно визуально проверить снаружи расходуемый электрод.

3. Узел крепления расходуемого электрода по п.1 или 2, в котором весь блок цилиндрического расходуемого электрода состоит из расходуемого электрода.

4. Узел крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-3, в котором первая труба выполнена из электропроводного материала, и блок расходуемого электрода отделен от первой трубы.

5. Узел крепления расходуемого электрода по п.4, дополнительно содержащий прокладку, охваченную первым трубным соединением и выполненную из изоляционного материала, проложенного между блоком расходуемого электрода и первой трубой.

6. Узел крепления расходуемого электрода по п.4 или 5, в котором блок расходуемого электрода и первая труба электрически соединены проводом, выполненным из электропроводного материала.

7. Узел крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-6, в котором первая труба выполнена из титана или титанового сплава.

8. Узел крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-7, в котором

блок расходуемого электрода включает в себя стержневую часть и фланцевую часть, выполненную в концевой части стержневой части и простирающуюся радиально наружу,

первое трубное соединение включает в себя цилиндрическую основную стенку и торцевую стенку, расположенную на концевой части основной стенки и выступающую радиально внутрь,

на внутренней периферийной поверхности основной стенки выполнена внутренняя резьба,

на концевой части первой трубы выполнена наружная резьба,

на торцевой стенке выполнено сквозное отверстие,

стержневая часть блока расходуемого электрода вставлена в сквозное отверстие торцевой стенки,

фланцевая часть блока расходуемого электрода размещена внутри основной стенки, и

наружная резьба на концевой части первой трубы ввинчена во внутреннюю резьбу основной стенки.

9. Узел крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-7, в котором первое трубное соединение включает в себя:

соединительный патрубок, обладающий гибкостью, выполненный из изоляционного материала и вставленный в таком состоянии, что первая труба и блок расходуемого электрода разнесены друг от друга, и

крепежное средство, размещенное вокруг соединительного патрубка и выполненное с возможностью фиксации соединительного патрубка на первой трубе и блоке расходуемого электрода путем радиального обжатия соединительного патрубка.

10. Узел крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-9, в котором

вторая труба выполнена из гибкого материала, а

блок расходуемого электрода частично вставлен во вторую трубу.

11. Узел крепления расходуемого электрода по п.10, в котором

второе трубное соединение включает в себя крепежное средство, размещенное вокруг второй трубы и выполненное с возможностью фиксации второй трубы на блоке расходуемого электрода путем радиального обжатия второй трубы.

12. Электролитическое устройство, содержащее электролизер, предназначенный для осуществления электролиза электролита, причем с электролизером соединена с или выполнена заодно с ним первая труба в узле крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-10.

13. Электролитическое устройство, содержащее:

электролизер, предназначенный для осуществления электролиза электролита; и

множество соединенных с электролизером каналов электролита,

причем в канале электролита предусмотрены один или более узлов крепления расходуемого электрода по любому из пп.1-10.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу разложения воды на кислород и водород и устройству для его осуществления. Способ осуществляют путем воздействия на воду, протекающую по межэлектродным полостям, электрическим и магнитным полями.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении композитов, электрохимических и электрофизических устройств. В электролите, содержащем источник углерода, размещают электроды.

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в производстве поликристаллического кремния. Способ включает получение хлористого водорода из хлора и водорода; получение трихлорсилана в реакторе кипящего слоя металлургического кремния с катализатором с использованием синтезированного хлористого водорода и оборотного хлористого водорода из системы конденсации после водородного восстановления трихлорсилана с образованием парогазовой смеси 1, содержащей хлорсиланы и водород; конденсацию хлорсиланов из парогазовой смеси 1 с получением конденсата 1 и с отделением водорода; ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 1 и их очистку; переработку тетрахлорида кремния в трихлорсилан; водородное восстановление очищенного трихлорсилана в реакторах осаждения с получением поликристаллического кремния и парогазовой смеси 2, содержащей хлорсиланы, водород и хлористый водород; конденсацию хлорсиланов из парогазовой смеси 2 с получением конденсата 2 и с отделением водорода и хлористого водорода; ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 2 и их очистку; переработку кремнийсодержащих отходов с получением диоксида кремния и раствора хлорида натрия, при этом для получения хлора используют электролиз раствора хлорида натрия, полученного при переработке кремнийсодержащих отходов, с одновременным получением водорода, который направляют на получение хлористого водорода, и раствора гидроксида натрия, который направляют в систему переработки отходов; для получения хлористого водорода используют неосушенные хлор и водород из системы электролиза хлора и дополнительный водород из водородной станции, причем процесс синтеза хлористого водорода ведут с одновременной абсорбцией его водой и дальнейшим выделением газообразного хлористого водорода на колонне отгонки - стриппинга, с одновременным получением соляной кислоты, которую направляют в систему переработки отходов; прямой синтез трихлорсилана и переработку тетрахлорида кремния в трихлорсилан ведут совместно в реакторе, в который, кроме металлургического кремния с катализатором и хлористого водорода, подают водород, выделенный из парогазовой смеси 1, часть водорода, выделенного из парогазовой смеси 2, водород из водородной станции, очищенный после ректификационного разделения конденсата 1 тетрахлорид кремния и основную часть тетрахлорида кремния после ректификационного разделения конденсата 2; в процессе водородного восстановления кремния в реактор подают трихлорсилан, очищенный после ректификационного разделения хлорсиланов из конденсата 1, трихлорсилан, очищенный после ректификационного разделения хлорсиланов из конденсата 2, и оборотный водород из системы конденсации 2, при этом температурный градиент в пространстве от зоны охлаждения стенки реактора до нагревателей снижают до 250-300°С за счет введения композиционных тепловых экранов; дихлорсилан после ректификационного разделения конденсата 1 и ректификационного разделения конденсата 2 выводят в систему конверсии дихлорсилана в трихлорсилан, из которой трихлорсилан затем возвращают на ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 1 и их очистку.

Изобретение относится к электродному элементу, состоящему из цельного электрода, содержащего два отдельных каталитических компонента, размещенных в единственной отдельно стоящей детали, содержащему: подложку из вентильного металла; первый каталитический компонент, нанесенный на упомянутую подложку, причем упомянутый первый каталитический компонент пригоден для выделения кислорода из водного раствора при анодной поляризации; второй каталитический компонент, пригодный для образования диоксида хлора из раствора хлората в кислой среде; причем упомянутые первый и второй каталитические компоненты электрически изолированы друг от друга.

Изобретение относится к способу электроокисления ионов церия (III), включающему обработку исходного раствора, содержащего ионы церия (III), в электролизере с установленными в нем анодом и катодом, разделенными пористой наноструктурированной керамической диафрагмой на анодную и катодную камеры, каждая из которых имеет ввод и вывод, при этом ввод и вывод каждой камеры снабжены циркуляционными контурами, подачу исходного раствора в анодную камеру электролизера, подачу вспомогательного электролита в катодную и проведение электролиза при поддержании необходимых температуры и давления.
Настоящее изобретение относится к способу электрохимического окисления спиртов, включающему приготовление реакционной смеси, состоящей из окисляемого спирта, воды, органического растворителя, в качестве которого используется хлористый метилен, йодида калия, нитроксильного радикала ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидин с добавкой пиридина, после чего проводят электролиз при температуре 25-30о С и заканчивают его после пропускания 2 F электричества.

Изобретение относится к устройству получения обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды. Устройство содержит диэлектрический корпус с отверстием для входа воды и вентилями для выхода обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения микрокристаллического порошка кремния, включающему электролиз расплава, содержащего хлорид, фторид и фторсиликат калия, диоксид кремния.

Изобретение относится к способу электролиза с электролизной ячейкой, проводимого в диапазоне температур от 300°С до 1500°С. Способ включает: подвод реактанта к электролизной ячейке, причем на катоде электролизной ячейки образуется газообразный продукт (Н2, СО), а на аноде электролизной ячейки кислород (О2), по меньшей мере, частичный вывод кислорода (О2) посредством, по меньшей мере, одного подводимого к электролизной ячейке первого промывающего агента, причем, по меньшей мере, первый промывающий агент инертен по отношению к кислороду (О2), по меньшей мере, частичное разделение смеси промывающего агента и кислорода (60-О2) в разделительном устройстве на составные части - кислород (О2) и по крайней мере первый промывающий агент, рециркуляцию путем повторного подвода отделенного, по меньшей мере, первого промывающего агента в электролизную ячейку и выведение из процесса отделенного кислорода (О2).

Группа изобретений относится к способу формирования твердооксидных топливных элементов с металлической опорой. Способ формирования твердооксидного топливного элемента с металлической опорой включает нанесение на металлическую подложку из фольги слоя зеленого анода, содержащего оксид никеля и оксид церия, легированный редкоземельным элементом; предварительный обжиг слоя анода в условиях невосстановительной среды для формирования композитного материала; обжиг композитного материала в восстановительной среде для формирования спеченного металлокерамического материала; обеспечение электролита и обеспечение катода.

Изобретение относится к созданию эластичной алюмооксидной наномембраны на основе анодированного алюминия. Способ включает подготовку поверхности образцов путем термообработки в течение 30 мин при температуре 450°С и анодирование в многокомпонентном электролите 50 г/л щавелевой кислоты + 100 г/л лимонной кислоты + 50 г/л борной кислоты + 100 мл/л изопропилового спирта в гальваностатическом режиме при температуре 20°С и плотности тока 25 мА/см2. Удаление барьерного слоя проводят снижением напряжения анодирования в электролите анодирования до 0 В с одновременным уширением пор. Изобретение обеспечивает получение эластичной мембраны большой площади с коэффициентом проницаемости 80%. 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к контактирующему с электролитом узлу крепления расходуемого электрода, содержащему первую трубу, в которой протекает электролит; вторую трубу, которая выполнена из изоляционного материала и обеспечивает возможность протекания электролита; блок цилиндрического расходуемого электрода, размещенный между первой трубой и второй трубой так, чтобы обеспечить возможность протекания электролита, и включающий в себя расходуемый электрод, который контактирует с электролитом; первое трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения первой трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом; и второе трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения второй трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом. Также изобретение относится к двум вариантам электролитического устройства. Предлагаемое решение позволяет легко заменять расходуемый электрод и наблюдать за его состоянием. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх