Brevet FR2066836A1 — publié le 19710813

La présente invention concerne un dispositif pour le montage d'électrolyseurs, et plus particulièrement un gabarit pour le montage d* électrolyseurs prévu pour la mise en place des chevilles d'alignement sur les plaques des électrolyseurs 5 et des bancs lors du montage aes capuchons de cathode avec diaphragmes. On connaît déjà des gabarits comportant une pièce en forme de plaque percée de. trous destinés à recevoir les éléments à aligner (anodes, cathodes). Pendant le montage des électroly-10 seurs, on utilise plusieurs gabarits de ce type. Le montage en série d'électrolyseurs en utilisant les gabarits précités, reste encore- assez compliqué; il demande une hautej précision pour la pose des pièces de 1*électrolyseur, et l'opération nécessite un travail onéreux ainsi qu'un temps 15 considérable. Il en résulte une augmentation du prix de revient des électrolyseurs. Les gabarits utilisés antérieurement pour le montage des électrolyseurs ne permettent pratiquement pas d'obtenir une mise en place précise de la grille dans lfespace entre les électrodes, surtout lors du remplacement du capuchon 20 avec une grille, quand cette dernière est plongée dans une matière en fusion. Lors du montage du diaphragme sous -une couche d'éleetrolyte, la position de celui-ci ne peut être contrôlée et a fortiori corrigée avec une précision suffisante pour assurer la stabilité du processus d'électrolyse. 25 C'est pourquoi le montage des électrolyseurs en utili sant les gabarits connus nécessite un usinage de précision des pièces de 1'électrolyseurs, par exemple des capots d'après lesquelles on réalise l'alignement. Il en résulte une disposition désaxée du diaphragme dans l'espace entre les électrodes et une 30 répartition irrégulière du courant électrique, ce qui provoque à son tour, par exemple au cours de la production du sodium métallique, .la formation d'un dépôt de calcium sur la cathode ainsi que la formation de ponts de calcium entre la cathode et le diaphragme, donc une réduction notable de la productivité 35 par rapport au courant. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. D'autres buts et avantages de l'invention seront mis en évidence par la description qui va suivre. 69 30147 2 2066836 L'invention a pour but de fournir un gabarit, comportant un élément assemblé à la pièce, assurant vui montage rapide, précis et identique de séries d1électrolyseurs et ne nécessitant à cet effet qu'un nombre moins important de pièces à usinage 5 précis dans l1électrolyseur . Ce but ©at atteint par un gabarit pour le montage d'électrolyseurs comportant, conformément à l'invention, une pièce ayant des orifices pour le montage de chevilles d* alignement sur les plaques de 1'électrolyseur et un banc pour le montage d'un ea-10 puchon de cathode portant un diaphragme, rigidement assemblée à un élément dont la forme est conjuguée se®lie de l'électrode de l'électrolyseur et .au modèle de cette «IsçtrQde. sur le oanc, et dont Tes dimensions assurent 1*adhérence des surfaces d« travail de. l'élément aux surfaces d'alignement de 1ty l'électrode de l'électrolyseur et du modèle de l'électrode sur le banc lors de la mise en coïncidence .consécutive avec ceux-ci. Il est préférable que l'élément du gabarit.soit réalisé sous, la forme d'un tube ou tuyau avec une bride fixée à un montant raccordé à la pièce qui est réalisée sous la forme de bar-20 res entrecroisées avec des orifices destinés à recevoir le3 chevilles. C_e tube peut présenter un diamètre externe de 0,1 à 5mm inférieur au diamètre interne de l'a cathode, et le. diamètre interne de la bride sera de 0,1 à 5 mm supérieur au diamètre ex-25 terne du modèle de l'électrode sur le banc. oir Le gabarit peut comporter un-élément doté de plusieurs tubes fixés sur line bride communè, le nombre de tubes étant alors choisi en fonction de la quantité d'électrodes du même nom de 1'électrolyseur. 30 Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple; • la Fig. 1 est une vue de dessus du gabarit* .la Fi g. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. i; la Fig. 3 est une vue en coupe -verticale du gabarit sur 35 - le banc ; - - la Fig. 4 réprésente, en coupe verticale, le gabarit sur 1'électrolyseur; . la Fig. 5 est un schéma de montage de 1'électrolyseur en utilisant le gabarit de l'invention; . -^ la Fig. 6. représente, vu de dessous, un gabarit avec un 69 30147 3 2066836 élément constitué par quatre tuyaux; et la -B'ig. 7 représente le gabarit' de la Fig. 6 en coupe longitudinale. Les exemples suivants illustrent l'invention en se réi'e-5 rant au dessin. Exemple 1 Un gabarit pour le montage d'un électrolyseur coiiiporte une pièce 1 (Fig.l et 2) réalisée sous la forme de barres entrecroisées qui, pour des raisons de rigidité, sont assemblées à 10 un cadre et dans lesquelles sont percés des orifices 2 destinés à recevoir des chevilles d'alignement 3 (Fig.3). La pièce 1 est fixée à un montant 4 qui est, à son tour, solidaire d'un élément 5 constitué par un tube 6 avec une bride 7 * Le diamètre externe du tube est de 5 mm inférieur au diamètre interne d'une cathode 15 8 (Fig.4), tandis que le diamètre interne de la bride 7 est de 5mm supérieur au diamètre externe du modèle 9 de l'électrode (sabots) (Fig.3) du banc. L'électrolyseur est monté de la façon suivante: Bans assurer l'ajustage aux pièces extérieures, il faut essentielle-20 ment respecter deux cotes: la distance entre pôles et la distance entre le bord supérieur de la cathode et -les supports à vis portant le cadre du capuchon de cathode, dur une embase 10 (Fig.5a), on place un bloc anodique à contact 11, puis on abaisse dessus un capot 12 de 1'électrolyseur ; ce dernier e;jt assem-25 blé à des supports 13 (-E'ig^b) sur lesquels on abaisse la cathode 8 (Fig. 5c), et, à l'aide de vis 14 (Fig. 5b), on fixe la cathode 8 de telle façon que sa surface de travail soit disposée verticalement. Après la cathode 8 on procède au montage d'une anode 15 (Fig.4) en coulant du plomb 16 dans le bloc de contact 30 11. Ensuite, on garnit le capot 12 de 1'électrolyseur de briques réfractaires, puis on coule du béton réfractaire dans les traversées de courant. Après quoi on recouvre 1'électrolyseur par une dalle 17. 35 Après le montage de la cuve de 1'électrolyseur, on pro cède à la mise en coïncidence /ce dernier avec le banc pour le montage du capuchon, ce qui s'effectue de la manière suivante: Pour le montage d»un capuchon 19 (Fig.5e) avec grille, on abaisse sur les sabots 9 (Fig.3) d'un cylindre 18 (Fig.5d) 69 30147 4 2066836 du banc, l'élément 5 (Fig» 3) de telle façon que celui-ci soit maintenu par la bride 7 sur les sabots 9 et soit au contact des surfaces in cernes de ceux-ci. On applique alors la pièce 1 sur la dalle en béton armé 17 soutenue par des supports 20 (Fig.5d). Ensuite, dans les orifices 2.(Fig.4). du gabarit, on pose les .chevilles d'alignement 3 qui seront soudées aux plaquettes métalliques de la dalle 17, tandis que le gabarit est retiré du banc. De cette façon, les chevilles d'alignement sont dégagées sur le banc au cours du montage, et pendant l'exploitation, on peut vérifier périodiquement leur position. A l'aide de ce même gabarit des chevilles d'alignement seront placées sur chaque électrolyseur. A cet efiet, le gabarit (Fig. 5 f) est abaissé dans 1'électrolyseur de telle façon que la partie cylindrique de celui-ci s'engage à l'intérieur de la cathode 8 (Fig. 4 et 5g), et que la bride 7 s'applique sur le bord supérieur (la face) de la cathode 8. La pièce 1 se pose alors sur la dalle 17. Ensuite on engage les- chevilles d'alignement 3 dans les orifices 2 pour les souder aux plaquettes métalliques de la dalle 17. Après quoi le gabarit est extrait de 1'électrolyseur. Ainsi, sur chaque électrolyseur, les chevilles d'alignement seront disposées d'une façon identique par rapport à l'axe vertical du cylindre de cathode, et de la même façon que les chevilles du banc par rapport à l'axe du cylindre du banc, c'est -à-dire qu'après la mise en place des chevilles, les électrolyseurs seront absolument identiques entre eux ainsi que par rapport au banc. Le montage d'un capuchon de cathode avec diaphragme sur le banc s'opère de la façon suivante. Sur le cylindre 18 (Fig. 5d ) on engage un diaphragme 21 (Fig. 5h ) de telle façon que la face supérieure de celui-ci se trouve au-dessous du bord supérieur (face) du cylindre, et on met en place les sabota 9 (Fig.3). Sur les sabots 9 du cylindre 18 on abaisse le capuchon de cathode 19 (Fig,5e ) portant des tringles. Un cadre 22 est posé sur la dalle 17 (Fig. 5k), et on y fixe dessus les tringles du capuchon de cathode 19 auquel est fixé le diaphragme 21 (Fig.5h). 69 30147 5 2066836 Un, accessoire de levage', et de montage 23 (Fig.5 e ) est abaissé de telle façon que, dans les orifices de ses pattes d' alignement s'engagant les chevilles d'alignement 3 du "banc (Fig. 5d). Ensuite, le cadre de l'accessoire de levage et de montage sera assemblé à un cadre 22 (Fig. 5k), et l'ensemble sera rapporté sur 1'électrolyseur. L'accessoire de levage et de montage 23 (Fig.5h) est placé sur 1'électrolyseur de telle façon que dans les orifices de ses pattes d'alignement s'engagent les chevilles 3, puis on abaisse le capuchon avec le diaphragme dans .1*électrolyseur; ensuite le dispositif de levage;^ et de montage du capuchon est séparé pour être retiré de 1'électrolyseur. On met ensuite en place des collecteurs 24 et 25 \Fig.5n) pour la réception du chlore et du sodium. Après quoi le montage de 1'électrolyseur, est terminé. Exemple 2 Le gabarit pour le montage de l1électrolyseur comporte une pièce 26 (Figs. 6 et 7) réalisée sous forme de barres entra-croisées qui, pour des raisons de rigidité sont assemblées à un cadre, et qui comportent des orifices 27 destinés à recevoir les chevilles d'alignement mentionnées à l'exemple 1. La pièce 26 est. soudée à un montant 28 qui, à son tour, est solidaire d'un élément conçu sous forme de quatre tubes29 fixés à une bride commune 30. Le nombre de tubes correspond au nombre de cathodes de 1'électrolyseur. Le diamètre externe de chaque tube est de 0,1 mm inférieur au diamètre interne de chacune des cathodes de 1'électrolyseur, et le diamètre interne de la bride 30 est de 0,1 mm supérieur au diamètre externe du modèle de l'électrode des sabots 9 (Fig.3) du banc. Le montage de 1'électrolyseur à l'aide du gabarit décrit dans cet exemple s'effectue de la même façon- que dans l'exemple 1, avec la seule différence que les tubes sont respectivement montés sur les cathodes, et qu'il est prévu un banc avec les modèles de ces quatre cathodes(non représenté au dessin). Par suite de l'utilisation d'un même gabarit sur tous les électrolyseurs, les séries de chevilles sont montées d'une façon identique, et cela permet à l'aide d'un même dispositif 69 30147 6 2066836 de levage . e-^ montage, de procéder au montage du capuchon et du diaphragme avec précision dans l'espace entre les électrodes concentriquement aux surfaces anodique et cathodique. L'alignement décrit est réalisé par rapport à une ou à plusieurs cathodes de 1'électrolyseur, mais le gabarit peut être également utilisé pour procéd 69 30147 7 2066836 ÇJLy_^_5_5_ï_8JL3LJ-2_8_§ 1. Un gabarit pour le montage d'électrolyseurs, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce ayant des orifices pour le montage de chevilles d'alignement sur les plaques de 1'élec-lyseur et un banc pour le montage d'un capuchon de cathode por- 5 tant un diaphragme, la pièce étant solidaire d'un -élément dont la forme est conjuguée à celle de l'électrode de 1'électrolyseur et au modèle de cette électrode sur le banc,et dont les dimensions assurent l'adhérence des surfaces de travail de cet élément sur les surfaces d'alignement de 1'électrode de 1'électrolyseur 10 et du modèle de l'électrode sur le banc lors de la mise en coïncidence consécutive avec ces derniers. 2. Un gabarit suivant la revendication 1,caractérisé en ce que l'élément est réalisé sous la forme d'un tube avec une fixe bride qui est/à un montant solidaire de la piece, celle-ci étant 15 réalisée sous la forme de barres entrecroisées ayant des orifices pour recevoir les chevilles. 3. Un gabarit suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre externe du tube est de 0,1 à 5 mm inférieur au diamètre interne de la cathode et le diamètre interne de 20 la bride est de 0,1 à 5mm supérieur au diamètre externe du modèle de l'électrode sur le banc. 4. Un gabarit suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dit élément comporte plusieurs tubes fixés sur une bride commune et le nombre des tubes est choisi en fonc- 25 tion du nombre des électrodes de même nom de 1'électrolyseur.