Устройство для регулирования концентрации ионов водорода

 

Изобретение может быть использовано цля регулирова.ния величины кислотности электролита в гальванических ванных (в) технологического оборудования. Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства . В устройстве сжатый воздух поступает в эжектор 9, где создается разрежение, и электролит из В1 через распределитель 7 потока поступает в датчик 3 кислотности, а затем - в эжектор 9. Здесь он захватывается воздушной струей и через сифон 8 стекает в В 1 с электролитом. Епок управления (БУ) 2 измеряет зна-, чение кислотности и срабнивает его с заданным. Если значение кислотности выйдет за установленные пределы, то БУ. выдает сигнал подачи в В 1 корректирующих добавок из В 16. При достижении в В 1 заданного .значения кислотности БУ 2 вьщает команду включения распределителя 7 потока. Промывной раствор из В 6 поступает в датчик 3 кислотности. После полной смены электролита промывным раствором БУ 2 вьгаисляет алгебраическую разность между заданным значением кислотности промывного раствора и измеренным. Если абсолютное значение разности меньше заданной. БУ 2 корректирует результат измерения с учетом знака, если же больше, то БУ 2 вырабатывает сигнал неисправ- .ности устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. больше, то БУ 2 вырабатывает сигнал неисправности устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (С (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

<511 4 G 05 D 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4306394/24-24 (22) 06.07.87 (46) 28.02.89. Бюл. Мд 8 (72) А.П. Вдовиченко, С.Д. Венцеславский, А.К. Яновицкий, А.Х. Маламуд и В.С. Голованов (53) 621.646.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 608130, кл. С 05 D 21/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ ВОДОРОДА (57) Изобретение может быть использовано для регулирования величины кислотности электролита в гальванических ванных (В) технологического оборудования. Цель изобретения — по. вышение надежности и точности устройства. В устройстве сжатый воздух поступает в эжектор 9, где создается разрежение, и электролит из Â1 через распределитель 7 потока поступает в датчик 3 кислотности, а затем — в эжектор 9. Здесь он захватывается воздушной струей и через си„„80„„1462271 А1 фон 8 стекает в В 1 с электролитом.

Блок управления (БУ) 2 измеряет значение кислотности и сравнивает его

1 с заданным. Если значение кислотности выйдет за установленные пределы, то БУ. выдает сигнал подачи в В 1 корректирующих добавок из В 16. При достижении в В 1 заданного. значения кислотности БУ 2 выдает команду включения распределителя 7 потока.

Промывной раствор из В 6 поступает в датчик 3 кислотности. После полной смены электролита промывным раствором БУ 2 вычисляет алгебраическую разность между заданным значением кислотности промывного раствора и измереHHblM, Если абсолютное значение разности меньше заданной.

БУ 2 корректирует результат измерения с учетом знака, если же больше, то БУ 2 вырабатывает сигнал неисправ. ности устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. больше, то БУ 2 вырабатывает сигнал неисправности устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1462271

Изобретение относится к регулированию концентрации ионов водорода в растворах и может быть использовано преимущественно для регулирбвания величины кислотности электролита в гальванических ваннах технологического оборудования.

Цель изобретения — повышение надежности и точности устройства. 10

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на фиг.2 — структурная схема блока управления.

Устройство для регулирования концентрации ионов водорода содержит 15 ванну 1 с электролитом, блок 2 уп-, равления, датчик 3 кислотности с помещенными в него чувствительными элементами . рабочим и вспомогательным электродами (на фиг.1 не пока- 20 заны), всасывающую трубу 4 электролита, всасывающую трубу 5 промывно.

ro раствора, ванну 6 с промывным раствором, распределитель 7 потока, сифон 8 слива электролита, эжектор

9, всасывающую трубу 10 эжектора, нагнетающую трубу 11, всасывающую трубу 12 датчика 3 кислотности, электромагнитный клапан 13, блок 14 подачи корректирующего раствора, 30 трубопровод 15 подачи сжатого воздуха.

Блок 14 подачи корректирующего раствора содержит ванну 16 с корректирующим раствором, эжектор 17, электромагнитный клапан 18,всасывающую трубу 19 и нагнетающую трубу

20 эжектора 17, трубу 21 слива корректирующего раствора.

Распределитель 7 потока содержит 40 два электромагнитных клапана 22 и

23. Клапан 22 в обесточенном состоянии закрыт, а клапан 23 — открыт, т.е. ванна 1 с электролитом отключена, а ванна 6 с промывным раствором подключена к датчику 3 кислотности.

При подаче напряжения на обмотку" клапанов 22 и 23, ванна 6 с промывным раствором отключается, а ванна 1 с электролитбм подключается к датчику 3 кислотности.

Блок 2 управления содержит преобразователь 24 ЭДС чувствительных элементов активности ионов водорода, аналого-цифровой преобразователь 25, микроЭВМ 26 и усилители 27, 28, 29, 36... М.МикроЭВМ 26 может состоять из устройства 30 ввода-вывода,пос.тоянного запоминающего устройства

31, оперативного запоминающего уст-, ройства 32, адресного селектора 33, процессора 34, соединенного шиной управления с устройством 30 вводавывода, а шиной адреса — с постоянным запоминаюар м устройством 31 (ПЗУ), оперативным запоминающим устройством 32 (ОЗУ) и через адресный селектор 33 - с устройством 30 вводвывод, шиной данных — С ПЗУ 31, ОЗУ 32 и устройством 30 ввода-вывода.

В зависимости от состава рабочего электролита в ванне 1, технологического процесса и закона регулирования кислотности электролита, устройство может содержать один, два или более блоков подачи корректирующих растворов (например блоки 35...N) °

При пвчхпозипионном регулировании (больше, меньше) и одном корректирующем растворе, устройство содержит один блок 14 подачи корректирующего раствора.

При трехпозиционном регулировании (меньше, норма, больше) и двух корректирующих растворах устройство содержит два блока 14 и 35 подачи корректирующего раствора.

Возможна корректировка электролита подачей нескольких корректирующих растворов (блоки 35...N).

Перед началом работы устройства емкость 6 заполняют промывным раствором. В качестве промывного раствора, в зависимости от необходимой точности. регулирования, может быть использована водопроводная вода,дистиллированная вода, электролит со стабильным значением рН и т.д. Дополнительное требование к промывному раствору: неагрессивность по отношению к чувствительным электродам.

Датчик 3 кислотности заполняют промывным раствором из ванны 6 (через открытый клапан 23). Трубопровод

15 подключают к магистрали сжатого воздуха.

Рассмотрим работу устройства при двухпозиционном регулировании кислотности и одном корректирующем растворе.

Емкость 16 заполняют корректирующим раствором. В ПЗУ 31 записывается алгоритм работы устройства и постоянные величины: рНр - заданное значение кислотности промывного раствора, рН „ „,, рН „„:н — соответст венно верхнее и нижнее значения пределов регулирования кислотности элек тролита в ванне 1, Л pH „— допустимое заданное значение погрешности измерения кислотности промывного раствора, Т, — время, необходимое для смены промывной жидкости в датчике 3 кислотности электролитом, отсчитываемое от момента включения клапана 13 до момента установления стабильного значения измерения рН электролита, Т вЂ” время, необходимое для смены электролита в датчике 3 кислотности промывным раствором,отсчитываемое от момента включения распределителя 7 потока до момента установления стабильного значения измерения рН промывного раствора.

Временные интервалы Т и Т определяются экспериментально при настройке устройства. По команде "ПУСК" блок 2 управления формирует команду измерения кислотности. Измеренное преобразователем 24 значение кислотности промывного раствора рН поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 25, а с его выхода в виде двоичного кода через порт А устройства 30 ввода-вывода и шину данных — в процессор 34.

Процессор 34 вычисляет значение йрН, равное и рН = рНр — рН.

Если 14рН f>dpH „, то блок 2 управления формирует сигнал 1Неисправностьв.

Если f6ðÍ f dpH „, то значение рН с учетом знака заносится в ячейку ОЗУ 32, и блок 2 управления формирует команды включения клапана 13 (Вых.1) и переключения распределителя 7 (Вых.2). Сжатый воздух через включенный клапан 13 и трубу 11 поступает в эжектор 9, где создается . разрежение, и электролит из ванны 1 по трубе 4 через распределитель 7 (открытый клапан 22), по трубе 12 поступает в датчик 3 кислотности и далее, через всасывающую трубу 10— в эжектор 9, где захватывается воздушной струей и через сифон 8 стекает в ванну 1. В датчике 3 кислотности происходит замена промывной жидкости электролитом.

По истечении времени Т„, когда промывной раствор в датчике 3 кислотности полностью заменяется электролитом, код измеренного значения

462271

4 кислотности электролита рН через порт A поступает в процессор 34,который вычисляет значение рн„,„= pH рН, где рН„ — измеренное с учетом поправки +рН значение

10 концентрации электроли. та, и сравнивают его с рН

Если рНи9м ср „„„, то блок 2 управления формирует команду (Вых. 3) включения клапана 18 блока 14 подачи корректирующего раствора. Сжатый воздух через открытый клапан 18 и через трубу 20 поступает в эжектор

17, где создается разрежение. Корректирующий раствор из ванны 16, через всасывающую трубу 19, эжектор 17 и трубу 21 слива поступает в ванну с электролитом. Величина рН электролита повышается..

25 При достижении рНиэм 7 рН„„„блок

2 управления снимает команды включения с "Вых.1" и "Вых.2", т ° е. клапан

18 и распределитель 7 потока отключаются.

10 Подача корректирующего раствора из ванны 16 прекращается,- а.в датчик

3 кислотности из ванны 6 с промывным раствором через трубу 5, клапан 23 и трубу 12 поступает промывный раствор, который через всасывающую тру35 бу 10, эжектор 9 и сифон 8 сливается в ванну 1 с электролитом.

По истечении времени Т, когда электролит в датчике 3 кислотности полностью заменяется на промывной раствор, цикл измерения и регулирования повторяется с момента измерения рН промывного раствора и вычисления LlрН = рНр — рН.

При трехпозиционном регулировании кислотности электролита, при

pH»„< рН „„включается блок подачи корректирующего раствора, повышаю.щий рН электролита, например блок 14.

При рН „,„7 рН„„включается другой блок подачи корректирующего раствора, например блок 35, снижающий рН электролита. Необходимый алгоритм функционирования устройства записывается в ПЗУ 31 микроЭВИ.

При необходимости корректировки электролита двумя или несколькими корректирующими растворами, блоки подачи корректирующих растворов

14б2271 (, 35...N) вклкиаются поочередно или вместе, в зависимости от заданного алгоритма корректировки.

Таким образом, в устройстве за счет введения корректировки результата измерения повышается точность регулировки кислотности, а за счет того, что чувствительный элемент

Датчика 3 большую часть времени, в 10 том числе и нерабочее время, находится в промывном растворе, повышается

Надежность устройства. Повышение точйости регулирования кислотности обеспечивает снижение расхода корректи- 15 снующих растворов, повышение произВодительности оборудования и качестsa изделий.

Формула изобретения 20

1. Устройство для регулирования концентрации ионов водорода, содержащее сифон, один конец которого погружен в ванну с электролитом, трубопро- 25 йод подачи сжатого воздуха, на котором последовательно установлены кла,пан и эжектор, к выходному отверстию которого подключен другой конец сифона, а всасывающее отверстие соеди- 30 мено трубой с выходным отверстием датчика кислотности, выход которого подключен к входу блока управления, первый выход которого соединен с входом управления клапана, о т л и ч а- 35 ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности и точности устройства, в него введены распределитель ., потока, ванна с промывным раствором, соединенная трубопроводом с одним из q0 входных отверстий распределителя потока, другое входное отверстие которого подсоединено трубопроводом к ванне с электфолитом, а выходное соединено трубопроводом с входным отверстием датчика кислотности, один или несколько параллельно соединенных блоков подачи корректирующих растворов, входные отверстия которых подключены трубопроводами к магистралии сжат or о воздуха, а выход ные— трубопроводами к ванне с электролитом, причем второй, третий.. .N-й выходы блока управления соединены со- ответственно с входом управления распределителя потока и соответствующи- ми входами управления блоков подачи корректирующих растворов.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления состоит из последовательно соединенных преобразователя ЭДС,чувствительных элементов, аналого-цифрового преобразователя, микроЭВИ и усилителей, причем вход преобразователя ЭДС чувствительных элементов подключен к входу, а выходы усилителей — к выходам блока управления, 3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок подачи корректирующего раствора состоит из ванны с корректирующим раствором, клапана, входное отверстие которого соединено трубопроводом с входным отверстием блока подачи корректирующего раствора, эжектора,выходное отверстие которого подключено трубопроводом к выходному отверстию блока подачи корректирующего раствора, входное — трубопроводом к выходному отверстию клапана, а всасывающее трубопроводом подключено к ванне с корректирующим раствором, причем вход управления клапана подключен к входу управления блока подачи корректирующего раствора.

1462271

Составитель Н. Гондаксазова

Техред М.Дидык Корректор М. Лемчик

Редактор И. Касарда Заказ 710/45 Тираж 788 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101