165629. lajstromszámú szabadalom • Galvánelem nagy hőrmésékletű folyadékok vagy gázok oxigéntartalmának meghatározásához

3 165629 4 és zsugorodhat oly nagy üzemi hőmérséklet esetén, mint amilyen pl. acél vizsgálatánál lép fel, amikor is az acél hőmérséklete kb. 1500 C°—1600 C° körüli értékű. Ezenkívül az alapelektróda anyaga rázsugorodik arra az elektromos 5 érintkező rúdra, amely ezen az alapelektróda anyagon hatol át, annak érdekében, hogy a szilárd elektrolittel érintkezzen. Ez a zsugorodás azonban megszüntetheti az elektrolittel létesített elektromos érintkezést, ami arra vezet, hogy az 10 elektromotoros erőt rövid ideig lehet csak leolvasni, azonkívül néha hamis értékű elektromotoros erőt lehet leolvasni. A találmány elé kitűzött cél oxigént érzékelő készülékben alkalmazott olyan galvánelem léte- 15 sítése, amelynek előállításánál, ill. a szilárd elektrolitnak csőben történő rögzítésénél nem szükséges ezeket a részeket olvasztással összeerősíteni, vagy hirtelen lehűteni. A fenti célt nagy hőmérsékletű folyadékok 20 oxigéntartalmát meghatározó olyan találmány szerinti galvánelemmel érjük el, amelynél tűzálló cső egyik végében szilárd oxid elektrolit tömb helyezkedik el úgy, hogy a tömb egy részét a cső szabadon hagyja a folyadékkal történő 25 érintkezéshez, míg a tömb másik vége a csőben van, de érintkezik az alapelektródával. Ebbe a alapelektródába érintkező rúd nyílik. A találmány szerinti galvánelem meghatározója, hogy az elektrolit tömb tűzálló csőben elfoglalt helyzetének 30 rögzítésére az elektrolit tömb és a cső belső felülete között tűzálló kötőanyagot alkalmazunk. Annak következtében, hogy a tűzálló kötőanyag az elektrolit tömböt a tűzálló csőben rögzítve tartja, nem szükséges a hagyományosan 35 ismert egybeolvasztást, vagy hirtelen lehűtést végrehajtani. Ezenkívül elhagyhatók az olvasztásnál fellépő hőrepedések miatti felülvizsgálatok a galvánelem használata előtt. Olyan szervetlen kötőszert használunk, amely 40 nem eredményez nagyobb gázáteresztő képességű záróanyagot, mint a példakénti tömörré szintereit cirkónium elektrolit-henger. A szilárd elektrolit henger belső vége csonka kúp alakú, így amikor az alapelektróda anyaga a szintereléskor fel- 45 melegszik, összesül és zsugorodni kezd, az elektrolittal tömör, gyűrűszerű érintkezést hoz létre. Az elektromos érintkező rudat az elektrolittal nem érintkező módon helyezzük el, így csupán az alapelektróda fémpor anyaga érintkezik 50 elektromosan az elektrolittal és az érintkező rúd hőkiterjedése segíti az összesülő alapelektróda tömegét abban, hogy az elektrolittal elektromos érintkezés jöjjön létre úgy, hogy az alapelektróda tömegét az elektrolit felé eltolja. Ennek ered- 55 menyeként az elektromotoros erő értékei egyenletesebbek és hosszabb időtartamban leolvashatók lesznek. A találmány szerinti megoldást az alábbiakban ábrák segítségével részletesebben ismertetjük: 60 — az 1. ábra a találmány szerinti galvánelem egy kiviteli példájának részmetszete, — a 2. ábra a találmány szerinti galvánelem egy másik, kiviteli példájának^ részmetszete, 65 — a 3. ábra csonka kúp nélküli elektrolittal rendelkező találmány szerinti galvánelem elektromotoros erő-idődiagrammja, végül — a 4. ábra csonka kúp alakú véggel rendelkező elektrolitét magábafogadó találmány szerinti galvánelem elektromotoros erő-idődiagrammja. Az 1. ábrán látható kiviteli példában 2 tűzálló cső tartja a szilárd 4 elektrolit tömböt. A 2 tűzálló cső körkeresztmetszetű lehet, kvarcból készülhet és belső átmérője kb. 3,30 mm, külső átmérője pedig kb. 5,84 mm. A 4 elektrolit tömb tömörré szintereit henger, mésszel állandósított cirkóniumból kb. 4,57 mm hosszban és kb. 3^05 mm átmérőben. Az elektrolit henger átmérője kb. 0,25 mm-rel legyen kisebb, mint a 2 tűzálló cső belső átmérője. A 4 elektrolit tömböt helyzetében 6 tűzálló kötőanyag tartja. A cső belsejében fémből és annak oxidjából pl. Cr—Cr?03-ból álló 8 alapelektróda helyezkedik el, amelynek rögzítését 10 biztosító lemez végzi. Ez a 10 biztosító lemez tűzálló gyapjúból áll, pl. a Babcock and Wilcox Co. cég által gyártott „Kaowool"-ból. Molibdénből álló 12 érintkező rúd 10 biztosító lemezen és 8 alapelektródán halad át. A 2 tűzálló cső felső vége és így 12 érintkező rúd felső vége is az ábrán nem látható tartó szerkezethez csatlakozik* amellyel ezeket az elemrészeket olvadt fémbe vagy forró gázba helyezzük és létrehozzuk az elektromotoros erő létrejöttéhez és leolvasásához szükséges körülményeket. Az 1. ábrán látható találmány szerinti galvánelem előállításánál olyan kötőanyagot alkalmazunk, amely kalcium aluminát tűzálló anyagból vízzel képezett híg pép, mint pl. az Alumínium Company of America - cég által gyártott CA-25 típusú kötőanyag. A kötőanyag névleges szemnagysága 75 mikronnál kisebb. Egyéb alkalmas kötőanyag pl. az United States Steel Corporation Universal Atlas Cement Division — részlege által gyártott „Lumnite" és „Refcon" — anyag, amelyeket lajstromozott védjegy is oltalmaz. A 4 elektrolit tömb végeit szabadon hagyjuk, de a tömb oldalait 6 tűzálló kötőanyaggal burkoljuk és az anyagtöbbletet eltávolítjuk, különösen a 4 elektrolit tömb végéről. Amikor a kötőanyag már megkötött, és légnedves állapotba került, a szerelvényt 100 C°-on néhány órán át szárítjuk és ezzel a még meglevő nedvesség többletet eltávolítjuk. Ezután a 8 alapelektróda anyagát a 2 tűzálló csőbe helyezzük, tömködjük, majd 12 érintkező rudat és 10 biztosító lemezt helyezzük a már előszerelt egységbe. Biztosító lemez alkalmazása helyett a 12 érintkező rúddal biztosíthatjuk az alapelektróda helyzetét és ehhez ugyanazt a kötőanyagot használhatjuk, amely a 4 elektrolit tömböt a 2 tűzálló csőhöz köti. Ezt az anyagot 8 alapelektróda felső végén és 12 érintkező rúd körül helyezzük el. Amikor a kötőanyag már megszilárdult, az elemet ismét szárítjuk és így a nedvesség többletet kihajtjuk. Gyakorlati vizsgálatok tanúsága szerint a 6 tűzálló kötőanyag legalább olyan gáztömör, mint a tömörré szintereit és mésszel állandósított cirkó-2