Токосъемное устройство

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.1079 (21) 2831205/24-07

«и 866624 (51)М. Кл

Н 01 R 39/30 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 2309.81. Бюллетень N9 35

Дата опубликования описания 230981 (53) УДК 621.3.047. . 69 (088. 8) 1 1Жфъ:

Ю.И.Мячин,Ю.Н.Нагорный,Е.P.Рейну и М.А.СокоМ6Ь1

) Л-7>„ К :с ъг

4,с. е Эб, . ) с

И(м3()),о у;р ... е .... (» +» -.(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электрохимическому приспособлению и предназначено для. электрохимических .исследований, в которых используется вращающийся электрод, например дисковый электрод, дисковый электрод с кольцом и т.д.

Наиболее близким техническим решением является токосъемное устройство, содержащее механический контакт, выполненный, например, в виде неподвижных щеток и коллектора, закрепленного на вращающемся валу с рабочим электродом на конце и емкостной элемент, шунтирующий механический токосъемник, содержащий вращающийся электрод, выполненный в виде полого цилиндра, жестко закрепленного на вращающемся валу, неподвижный электрод и инертный электролит (11.

Недостатком токосьемного устройства, содержащего емкостной элемент указанной конструкции, является недостаточная надежность его и ограниченный диапазон скоростей вращения электрода, вызванные наличием турбулентности в слое электрода при больших скоростях вращения электрода, Это обуславливает необходимость введения-в конструкцию высоконадеж» 30

»ого узла герметизации, предотвращающего разбрызгивание электролита. Ограничение диапазона скоростей вращения электрода сужает круг задач, решаемых электрохимическими методами.

Цель изобретения — стабилизация гидродинамического режима электролита в межэлектродном слое, расширение диапазона скоростей вращения и, как следствие, расширение возможностей электрохимических методов исследования, а также повышение надежности токосъемного устройства и улучшение

его эксплуатационных характеристик. указанная цель достигается тем, что оно снабжено центрирующим элементом, установленным на валу, на котором укреплен неподвижный и вращающийся электрод„ неподвижный электрод выполнен в виде двух цилиндров, концентрично расположенных между собой и с рабочими поверхностями вращающегося электрода, причем указанные цилиндры образуют замкнутую полость, в которой расположен указанный инертный электролит, а концентрично расположенные рабочие поверхности подвижного и неподвижного электродов образуют капиллярные по866624

В устройстве использовано известное явление в электрохимии образование на границе раздела элект" род-электролит двойного электрического слоя, по многим свойствам уподобляемого плоскому конденсатору.

Одной из обкладок его служит поверхность электрода-, другой - плоскость, которую условно можно провести через центры ионов раствора, нах>эдящихся на расстоянии максимального

S0 лости. Центрирующий элемент выполнен в виде радиального подшипника.

На чертеже изображен один из вариантов конструкции токосъемного устройства.

Устройство содержит механический контакт, состоящий из коллектора 1, запрессованного через изоляционную .втулку 2 на валу 3 вращающегося внутри электролизера 4 рабочего электрода 6, контакта 6, например, злектрощетки, и шунтирующий его емкостной элемент — жидкостную электролитическую систему, содержащую вращающийся электрод 7 с развитой цилиндрической рабочей поверхностью, электрически соединенный с коллектором 1 и закрепленный на внутреннем кольце 8 радиального шарикоподшипника, неподвижных электродов 9 и 10 также с развитой рабочей поверхностью, электрически соединенных со щетками 6. 2Q

Неподвижный электрод 10, закрепленный на внешнем кольце 11 радиального шарикоподшипника через кольцевую изоляционную прокладку 12, представляет собой кольцеобразный сосуд с 75 внешней цилиндрической стенкой 13 в который введена цилиндрическая стенка вращающегося электрода 7, не доходящая до дна, Электрод 9 имеет ту же форму, но размещен вверх дном в электроде 10, так что его внутренняя цилиндрическая стенка 14 огибает снаружи, также не доходя до дна, цилиндрическую стенку вращающегося электрода 7, а внешняя стенка соединена или выполнена всплощь, с внешней стенкой 13 электрода 10.

Расстояния между внутренней стенкой

1S электрода 10, цилиндрической стенкой электрода 7 и внутренней стенкой 14 электрода 9 таковы, что обра- 40 зующиеся кольцеобразные в сечении полости 16 обладают капиллярными свойствами. Наличие радиального шарикоподшипника позволяет конструктивно выделить емкостной элемент в отдельный легкосъемный узел, который через изоляционную прокладку

1/ крепится на валу 3. В качестве прокладки 17 может быть использована удлиненная конструкция втулки 2. 5g

В сосуд 10 залит инертный электролит.

Работа устройства происходит следующим образом.

1 сближения с поверхностью электрода.

В момент, когда разорвалась цепь между коллектором 1 и контактом 6, будет происходить заряд емкости двойного электрического слоя, образованный рабочей поверхностью вращающегося кольцевого электрода 7, рабочими поверхностями неподвижных и кольцевых электродов 9 и 10 и ионами раствора инертного электролита, находящегося в ме>кэлектродном пространстве. В момент закорачивания коллектора 1 и контакта 6 емкость двойного электрического слоя будет разряжаться через,его малое сопротивление, В обоих случаях падение напряжения на переходном сопротивлении контактов будет близко к нулю.

Образование в межэлектродном пространстве за счет выполнения в ука" занном виде рабочих поверхностей электродов кольцеобразных цилиндрических полостей 16, обладающих капиллярными свойствами, обуславливает то, что во всем диапазоне скоростей вращения перемешиванию подвержен только очень тонкий (узкий) слой инертного электролита, разделяющий в капиллярных зазорах две приэлектродные зоны электролита, которые за счет межмолекулярных сил сцепления удерживаются на поверхности электродов 7, 9, 10 и не подвержены перемешиванию. Это стабилизирует гидродинамический режим и устраняет разбрызгивание электролита. При эксплуатации устройства для восполнения потерь электролита вследствие испарения предусмотрена постоянная подпитка межэлектродного капиллярного пространства электролитом через соединительные каналы из емкости сосуда.

Расположение вращающегося и неподвижного электродов на подвижной и неподвижной частях подшипника делает конструкцию автономной, легкосъемной, при этом гарантируется центровка цилиндрических электродов с высокой точностью.

Таким образом, выполнение неподвиж ного электрода емкостного элемента в виде двух цилиндрических поверхностей, концентричных с рабочими поверхностями вращающегося цилиндрического электрода и образующих с последним кольцеобразные в сечении полости, обладающие капиллярными свойствами, сообщающиеся с сосудом с инертным электролитом, укрепление неподвижного и вращающегося электродов на центрирующем элементе и выполнение центрирующего элемента в виде шарикоподшипника позволяет повысить надежность токосъемного устройства, расширить диапазон скоростей вр щения рабочего электрода и, следовательно, расширить возможности электрохимических методов

866624

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 8088/74 Тираж 637 Подписное

Филиал ЛПП "Патент "., г. Ужгород, ул. Проектная, 4 исследований с вращающимися электродами путем стабилизации гидродинамического режима в межэлектродном пространстве.

1 ° Токосъемное устройство, содержащее механический контакт, выполненный, например, в виде неподвижных щеток и коллектора, закрепленного на вращающемся валу с рабочим электродом на конце, и емкостной элемент, шунтирующий механический токосъемник, содержащий вращающийся электрод, выполненный s виде полого цилиндра, жестко закрепленного на вращающемся валу, неподвижный электрод и инертный электролит, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения

:надежности токосъемного устройства и расширения диапазона скоростей вращения электрода путем стабилизации гидродинамического режима электролита емкостного элемента и устранения разбрызгивания электролита, оно снабжено центрирующим элементом, установленным на валу, на котором укреплен неподвижный и вращающийся электроды, неподвижный электрод выполнен в виде двух цилиндров, концентрично расположенных между собой и с рабочими поверхностями вращающегося электрода, причем указанные цилиндры образуют замкнутую полость, в которой расположен указанный инертный электролит, а концентрично расположенные рабочие поверхности подвижного и неподвижного электродов образуют капиллярные полости.

2. Устройство по и. 1, в котором центрирующий элемент выполнен в виде радиального подшипника.

Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2152369/07, кл. Н 01 R 39/64, 1976.