148996. lajstromszámú szabadalom • Berendezés nagy áramerősséggel dolgozó elektrolikus cellákban megömlesztett fém szinthullámzásának csökkentésére vagy kiküszöbölésére

2 148.996 •tése végett javasolták a cellán kívüleső vezetők•nek a fémtől távol elhelyezett, lehetőleg nagyszámú és köpenyszerűen elrendezett kisebb vezetőre való megosztását. Evégből a katódból kivezető acélrudakat függőlegesen rendezik el cs vezetők útján mindegyiküket a következő cellához csatlakoztatják. Ugyanekkor ügyelni kell arra, hogy a csatlakoztató vezetékek ellenállása lehetőleg azonos legyen. Ennek biztosítása végett el lehet járni úgy, hogy a legtávolabb eső katódos rudakat a következő cella anódszerelvényének legközelebb eső végével kötik össze és megfordítva. Minthogy azonban e csatlakoztató vezetékek hossza szükségképpen különböző, azonos ellenállásuk biztosítása végett keresztmetszetük is különböző nagyságúra választható. Ily módon a viszonyok észrevehetően megjavulnak, előfordulhat azonban, hogy az ilyen elrendezések zavarják a kezelőszemélyzet munkáját. Mágneses mezők elnyomása végett javasolták végül a vezetőknek a folyékony fémtől nagyon távol való elhelyezését és az áramtól egymással ellentétes értelemben átjárt vezetőknek egymás mellett való elrendezését. Ennek a megoldásnak hátránya azonban a vezetékekkel járó befektetési költségek és az energiaveszteségek túlságos megnövekedése. A találmány, amely Jacques Bocquentin és Jean Givry kutatásainak eredménye, e hátrányok kiküszöbölését, egyben a nagy áramerősséggel dolgozó elektrolitikus cellák kielégítő és stabil üzemét még akkor is lehetővé teszi, ha a cellák hosszában vannak elrendezve, vagyis egy négyszög alakú cella hosszabb oldalai az áram keringésének irányába tekintve a .megelőző és a következő négyszög alakú cella hosszoldalainak meghosszabbításába esnek. Az 1. ábra vázlatos távlati kép, amely az elektrolitikus cella olvasztótégelyének fenekén elhelyezkedő folyékony fém térfogatát tünteti fel. A 2. ábrán azonos intenzitású árammal a nyíl értelmében átjárt cellák egymás hosszában vannak elrendezve. A 3. ábra a cella 1 olvasztótégelyének a cella hosszabb oldalára merőlegesen vett metszete. 2,2 a megelőző cellából távozó áramot bevezető és a cella anódrendszerére elosztó szerelvényt jelöl. 3,3 a cella hosszirányával párhuzamosan elrendezett ún. oldalsó vezetők középhelyzetét tünteti fel. A 4. ábra a 3. ábra szerinti cellát felülnézetben tünteti fel. 3', 3' a megelőző celláiból távozó áramot összegyűjtő vezetők végét jelölik: ezek villamosan a 2.2 szerelvénnyel vannak összekötve, amely itt egyik vége felől kap áramot. Az 5. ábra hosszirányban tekintve egymás után elrendezett két cella oldalnézete egyik végén táplált 2 szerelvénnyel. A 6. ábrán két ugyanolyan cella látható, mint az 5. ábrán, a 2 szerelvény azonban mindkét végén kap áramot. A megelőző cellából a 3' vezetőn át kivezetett áram ekkor két részre oszlik és a 2 szerelvény másik végéhez a 3 vezetővel párhuzamos 4 vezető csatlakozik. Ez esetben a 3. és 4. ábrán feltüntetett 3 vezetők a 6. ábrán látható 3 és 4 vezetők középhelyzeitét tüntetik fel. A vezetők középhelyzete azt jelenti, hogy célszerű egy vezetőnek több kisebb keresztmetszetű vezetővel való helyettesítése. így például, ha egymástól azonos távolságban bárom vagy öt vezetőt helyezünk el, a ,,3" hivatkozási számmal jelölt helyzet a középső vezető helyzete. E 3 és 4 vezetők az eddig javasoltaiknál kisebb mére.tű vezetőkből köpenyszerűen is elrendezhetők. A 7. ábra a 3. ábra szerinti elektrolitikus cella metszetét tünteti fel oly görbékkel, amelyeknek egymással való metszése lehetővé teszi az oldalsó vezetők találmány szerinti helyzetének meghatározását. Az elektrolitikus cellák egymás hosszában való elrendezése igen gyakori, minthogy takarékosan bánik a hellyel és megkönnyíti a munkát, a mágneses hatások azonban különösen jelentékenyek lehetnek. A találmány szerinti eljárás célja a mágneses hatásoknak az elektrolitikus cella olvasztótégelyének O középpontjában való megszüntetése. E hatások ekkor a cella felületének többi részén megmaradnak, a O középpont szomszédságában azonban igen gyöngék és értékük gyakorlatilag e pontra vonatkoztatva bizonyos szimmetriát tüntet fel, ami biztosítja az elektrolitikus cella működésének kielégítő stabilitását. A cella közelében elrendezett vízszintes vezetők által létesített mező függőleges Bz összetevője a szimmetria következtében zérus. Az áram harántirányú Jy összetevője a cella középpontjában a szimmetria következtében zérus, ugyanúgy mint a Jx összetevő; statikus eredetű mágneses hatások tehát nincsenek. A dinamikus eredetű hatások oly R rotációs vektor nagyságától függnek, amely a Bx, By, Bz összetevők és a Jx, Jy, Jz áramsűrűségek, valamint parciális differenciál-hányadosaik segítségével kiszámítható. Az R vektor Ox, Oy és Oz tengelyek irányába eső összetevőinek matematikai kifejezései a következők: Rx: dJx dJx dJx Bx f- By ~f- Bz dx Rz = Bx dx dJz dx Ry = Bx —— + By Bydy dJy dy dJz dy + Bz dz dJy Bzdz dJz dz x dBx Jx dx • dBx -Jy dy dBx — Jz dz , dBy Jx dx T dBy - Jy dy T dBy — Jz dz T dBz Jx T dBz — Jy dBz — Jz dx dy dz