146616. lajstromszámú szabadalom • Elektrolizáló cella, különösképpen alumínium finomítására

2 146.616 vény között. Az alumíniumfinomító celláknál a folyékony fémelektróda magasságában a cella oldalfalán elektrolitkéregből és egyéb szennyezésekből álló tapadókok képződnek. Egyrészt ez, másrészt a köráramlás által a csatornába sodort szennyezések az áramvezető keresztmetszetet csökkentik, ezek időnkénti eltávolítása elkerülhetetlen; ezen munkálatoknál a cella hőegyensúlya rendszerint megbomlik. A cella falazata az elektrolit beszívódása miatt a munkatér felé eső részen erősen emelkedik, s a belső kis keresztmetszetű szelvényt részben elzárhatja. A szelvény bármely okból való csökkenése következtében oly nagy elektromágneses erőhatás keletkezhet, hagy a csatornában levő fém kettéválik, és az áramvezetés megszakad. Jelen találmány célja az elektrolizáló kádaké olvadt fémből való elektródájához az elektromos áramnak közvetlenül fémmel való bevezetését úgy biztosítani, hogy sem az elektromágneses erő, sem az idegen anyagok lerakódása, sem pedig a cella falának elmozdulása ne okozzon zavarokat. Az említett célok elérése érdekében a jelen találmány szerint a fémes árarmbevezetést a folyékony elektródához több részre osztott csatornarendszerrel oldjuk meg. Több csatorna esetén az egy-egy csatornában folyó áramerősség tört része I2 lesz a cella áramerősségének, így a p = k 10 5 összefüggésből adódó elektromágneses erőhatás, vagy ennek egy állandó kis értéken tartása mellett a szükséges áramvezető keresztmetszet csökken. Pl. egy cellánál, melynek áramerőssége I amper, a megengedhető legnagyobb elektroimágneses erőhöz tartozó csatornakeresztmetszet egy csatorna esetén q cm2, négy csatornát alkalmazva a csatornák keresztmetszete egyenként, minthogy egy csatornában a cella áramerősségének negyed része halad, az említett képlet alapján számolva: q Az összes csatornák keresztmetszete: q 4 A csatornák számának növelésével az elektromágneses erőhatás egy bizonyos értéke mellett a szükséges áramvezető keresztmetszet lineárisan csökken. Ezenkívül az egymás mellett futó csatornák mágneses tereinek egymásra hatása is kedvezően befolyásolja az elektromágneses erőhatás kialakulását. Minthogy a csatornák összkeresztmetszete csökken, a osatornákban az áramvezető sínhez kapcsolódó fém szilárdan tartása kisebb hőelvonással oldható meg. Az elektromágneses erőhatásnak a csatornák ceEa felé eső végén való további csökkentése és a köráraimok káros hatásának (megszüntetése érdekében a csatornákba azoknak a cella felé eső végén a csatorna tengelyével párhuzamos nyílásokkal ellátott áramlásgátlót merítünk a fémbe, ezáltal a több csatornára vonatkozó kedvező hatások sokszorozódnak, s a folyékony árambevezetés üzembiztosabb. A találmány egy példaképpeni kiviteli alakját a mellékelt rajz szemlélteti. Az 1. ábra egy említett típusú cella azon végének felülnézete, ahol a folyékony elektródához az elektromos áramot vezetjük, a 2. ábra a cella végének az egyik csatorna tengelyén keresztülmenő függőleges metszete. A cella —1— folyékony elektródja az —5— csatornában levő folyékony és —4— tartályban levő szilárd fém révén áramvezető összeköttetésben van a —3— áramvezető sínekkel, melyek a következő cellához, ill. az elektromos áramforráshoz kapcsolódnak. Az —5— csatornák egymással párhuzamosan, a cella azon részein nyernek elhelyezést, ahol a cella —2— oldalfalainak függőleges irányú deformációja a legkisebb, például négyszög alakú cellánál a sarkokon. Az —5— csatornák a cella munkaterétől megfelelő távolságra a —4— tartályban egyesülnek és az itt már szilárd fém a —3— áramvezető sínekhez kapcsolódik. A —3— sínek felerősítése a —4— tartályban levő fémre hegesztéssel vagy bármely más ismert módon történhet, s ezek olyan elhelyezésűek, hogy üzemközben hűtőbordaként is működnek. A —4— tartályban levő szilárd fém magassága megszabja a cella munkaterében a folyékony elektródaként szereplő fém legmagaáabb helyzetét. Üzemközben a folyékony fém általában ennél valamivel alacsonyabban helyezkedik el. A —6— áramlásgátlók az —5— csatornákból tisztítás céljából kiemelhetők, de helyzetük egyébként rögzített. Könnyebb cseréjük érdekében az —5— csatornákat felfelé gyengén szélesedő trapézszelvénnyel képezhetjük ki. Egyébként az —5— csatornákban a folyékony fém szélességi és magassági mérete hasonló legyen. Az —5— csatornák olyan hosszúak legyenek, hogy bennük a fém megfagyása elkezdődjék. A cella felső hőszigetelésére szolgál a —7— fedél, melyet alkalmas tűzálló anyagból készítünk és a celláról leemelhető. A cella üzembehelyezése ismert módon ideiglenesen a cella fölé helyezett s az áramvezető sínhez kapcsolt grafittömbökkel történik. Indítás előtt az —5— csatornákba és a —4— tartályba a —3— sínhez kapcsolt, a tartály és a csatornák alakjának megfelelő szilárd fémtömböt helyezünk, melynek az —5— csatornákban levő részei a cella munkaterébe nyúlnak. Indítás után az —1— folyékony fémelektróda kialakításakor létrejön a kapcsolat az —1— folyékony fémelektróda és az —5— osatornákban és —4— tartályban elhelyezett fémtömb között, ennek ellenállása a grafittömbös áramvezető rendszerhez képest lényegesen kisebb lévén, a cella áramának nagy része ezen halad át. Az —5— csatornákban levő fém fokozatosan leolvad bizonyos távolságig, melyet a méretek és a hőelvonás szab meg. A —6— áramlásgátlók a már olvadt fémbe felülről helyezhetők be tetszés szerinti időpontban. Amikor az —1— folyékony fémelektróda és az —5— csatornákban, valamint —4— tartályban levő fémtömb között a megfelelő elektromos kapcsolat létrejött, az ideiglenes felső vezetősín a grafittömlbökkel együtt eltávolítandó és a —7— hőszigetelő fedél a cella fölé helyezendő.