184717. lajstromszámú szabadalom • Vezetékelrendezés sorbakapcsolt elektrolizáló kádak vezetékei által gerjesztett mágneses tér szimmetrizálására
1 184.717 2 Ha tehát az a célunk, hogy a vertikális mágnesteret az elektrolizáló kád rövidebb oldalánál lévő sarkokon módosítsuk, javítsuk, akkor a vezetéket úgy helyezzük el, hogy az a kád alatt haladva, ebben a tartományban maximális kompenzáló hatást fejtsen ki. Az 1. ábrán kiegyenlítő (kompenzáló) vezeték C metszetét látjuk, míg az M ponttal azt a pontot jelöljük, ahol a kompenzálandó mágneses tér intenzitása a legnagyobb; h pedig a vezeték C metszete és az M pont közötti távolság. Az a szög azt a szöget jelenti, amely meghatározza a kompenzáló vezetékek és az M ponton átmenő síknak a függőlegessel bezárt szögét. Ha a kompenzáló vezetékben folyó áram intenzitása I, akkor a H mágneses térerősség az M pontban:’ 21 H =------cosa h A H mágneses tér az önmagában ismert B=juH összefüggés alapján a B mágneses indukcióval szintén Jellemezhető. Ha mármost a mágneses tér M pontjáíoz húzott Bz függőleges komponenst is figyelembevesszük, akkor Bz = B.sina Bz = 1 /h . 2 cosasina Bz = 1/h . sin 2a. Bz maximális értéke sin 2a = 1, vagyis a = 45 fok. A kompenzáló vezetéket, tehát amint a 2. ábrán látható, úgy kell elhelyezni, hogy a vezeték és az anód-elektróda külső éle által meghatározott sík a függőlegessel 45 fokos szöget záijon be. A 2. ábrán függőleges irányú metszetben látható az elektrolizáló kád egyik cellájának végén az 1 anód-elektróda, a megolvadt állapotú 2 elektrolit, a folyékony 3 alumínium, a 4 katód-elektróda, továbbá az anód 6 külső élén és a 7 vezetékhurkon átmenő síknak a függőlegessel bezárt 5 szöge, ahol a függőleges irányú mágnestér - amelyet kompenzálni kell — értéke a legnagyobb. A 3. ábrán vázlatosan látjuk egy elektrolizáló kád végét térbeli ábrázolásban. Ezen az ábrán világosan látható a kiegyenlítő 7 vezetékhurok .(vagy kompenzáló vezeték) elrendezése, illetve a vezeték útja. A negatív kapocsra csatlakozó 9 külső vezetékszakaszból függőlegesen ágazik le egy rövid 8 vezetékszakasz, amely a 10 kád alsó határolólapjánál lejjebb ér, innen halad tovább egy vízszintes 11 vezetékszakasz a 10 kád alatt, a kád fenekével párhuzamosan a 10 kád túlsó, rövidebb 12 határolófelülete felé, majd a felület és a fenék élénél ismét felfelé egy másik függőleges 13 vezetékszakaszban folytatódik; ez a vezetékszakasz a negatív kapocsra csatlakozó külső 14 gyűjtővezeték szintjéig ér (a térbeli rajzon ez kissé torzítva látszik) és lényegében a 14 gyűjtővezeték és a 10 kád között húzódik, majd vízszintesen, a 10 kád 16 hosszabbik oldalfelületével párhuzamos 15 vezetékszakaszban folytatódik és rácsatlakozik a 9 külső vezetékre. A kis nyilakkal jelöltük azt a vezetékhurkot, amely a kiegyenlítő mágneses teret gerjeszti. Vastagított vonallal a 17 katód elektródákat ábrázoljuk vázlatosan. A 4. ábrán a kádsorok hosszanti tengelyére szimmetrikusan, a kád másik végén kialakított, s a fent leírt módon elrendezett vezetékhurkot látjuk vázlatosan. Ha például egy olyan elektrolizáló kádsorból indulunk ki, amelyben az egyes kádak között 14 méter távolság van és a rajtuk átfolyó áram erőssége 90 kA, akkor a fentiek szerinti hurokrendszert alkalmazhatjuk. Az (1) összefüggés alapján: Ii = kb. 9 kA le = kb. 22,5 kA Ezen sorbakapcsolt elektrolizáló kádak mágneses terel a kádak sarkainál a következő értékeknek meg- - felelően alakulnak (a B mágneses indukcióval jellemezve): Bzj =3,1 . 10'3 T Bz3» 3.10'3T Bz2 =-4.10"3 T Bz4 =-4.10~3 T A mágneses tér szimmetriáját tehát kielégítően lehet megvalósítani. Ha ugyanezt a kád-sort vesszük alapul — de kiegyenlítés nélkül —, akkor a sarkokon mért, függőleges irányú mágneses terek értékei rendre: Bzj =5,5.10”3 T Bz3 = 1,5.10'3 T Bz2 = -2,5 . 10~3 T Bz4 = -7,5 . 10"3 T. Látható, hogy az utóbbi esetben nincs "egyensúly", így az elektrolizáló kádak üzemét a nem kelégítő Faraday-hatás kedvezőtlenül befolyásolja. Szabadalmi igénypontok 1. Vezetékelrendezés sorbakapcsolt elektrolizáló kádak vezetékei által gerjesztett mágnestér szimmetrizálására, azaz a kádak sorára merőleges irányú erőtér-komponensek kiegyenlítésére, ahol a mágnesterek abszolút értéke az elektrolizáló kádak sarkain azonos, továbbá amely vezetékelrendezés a sor elején lévő elektrolizáló kád anód-elektródájára csatlakozó vezetékhez, valamint a sorban hátrább lévő szomszédos elektrolizáló kád katód-elektródájára csatlakozó vezetékhez az elektrolizáló kádak két-két végén az adott elektrolizáló kád rövidebb határoló felülete melletti sarkokon azonos intenzitású mágneses teret indukáló egy-egy vezetékhurok van elhelyezve, azzal jel* 1 e m e z v e , hogy egy-egy vezetékszakaszból (8,11, 13) kialakított kiegyenlítő vezetékhurok (7) az elektrolizáló kád (10) rövidebb határolólapjai alatt helyezkedik el. 2. Az 1. igénypont szerinti vezetékelrendezés kiviteli alakja, azzaljellemezve, hogy kiegyenlítő vezetékhurok (7) a sorban előbb álló elektrolizáló kád (10) hosszabb határoló lapja alatt van elhelyezve, és hátrább álló kód gyűjtővezetékére (14) van csatlakoztatva. 3. az 1. vagy 2. igénypont szerinti vezeétkelrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kiegyenlítő vezetékhurkot (7) képező vezetékszakasz (11) a kád alatti legmagasabb vízszintes helyzetben a kád rövidebb határolólapjával párhuzamosan van elhelyezve, ahol a kád belső és külső vezetékén átmenő sík, valamint a kád rövidebb határolólapjánál és a kádon belül lévő anód-elektróda (1) belső élen átmenő sík a függőlegessel 45 fokos szöget zárnak be. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 db ábra 4
