Устройство для регулирования состава формовочных растворов

 

(11) ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 21.07.71 (21) 1685962/18-24 (51) M. Кл. G 05d 11/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нэооретений и открытий (З2) Приоритет—

Опубликовано 05.05.74. Бюллетень ¹ 17 (53) УДК 621.555.6 (088.8) Дата опубликования описания 17.01.75 (72) Автор изобретения

Е. А. Синебоков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА

ФОРМОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к устройствам для контроля и регулирования состава формовочных растворов вискозных и кордных производств.

Устройства для определения и регулирования концентрации серной кислоты в формовочных растворах вискозно-кордных производств путем прямых прецизионных измерений рН формовочных растворов известны.

Однако на процесс формования в значительной степени оказывает влияние содержание сульфата цинка в формовочном растворе.

Попытки измерять концентрацию сульфата цинка в формовочных растворах путем кондуктометрии не дали положительных результатов.

Избирательное измерение концентрации ионов цинка (по их активности в растворе) осуществимо пока только в слабокислых средах (до

РН4), Проведенные исследования показали, что 20 существует зависимость между величиной о кисл ител ьн о- во оста новител ьного )потенци ал а формовочных растворов вискозно-кордных производств и содержанием сульфата цинка в растворе. Существует также зависимость между окислительно-восстановительным потенциалом этих формовочных растворов и содержанием серной кислоты в растворе.

Предлагаемое устройство для регулирования состава формовочных растворов вискознокордных производств позволяет комплексно решить задачу полной автоматической регенерации формовочных растворов и тем существенно улучшить процесс формования вискозно-кордных волокон и пленок.

Сущность изобретения состоит в избирательном измерении и регулировании концентрации серной кислоты в осадительной ванне и параметрическом измерении и регулировании концентрации сульфата цинка по рН и

rH формовочного раствора.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для регулирования состава формовочных растворов вискозно-кордных производств.

Устройство состоит из стеклянно-платиновых измерительных электродов 1 и 2, первый из которых является эталонным и токоотводящим, а второй — индикаторным и служит для определения текущих значений рН и rH формовочного раствора. Эталонный электрод

1 погружен в эталонный формовочный раствор, заполняющий сосуд 3, индикаторный электрод 2 — в рабочий формовочный раствор, находящийся в буферном сосуде 4. Электрическая цепь электродов 1, 2 замкнута посредством электролитическото ключа 5.

Потенциал стеклянной измерительной мембраны эталонного электрода 1 подается на высокоомный потенциометрический усилитель

427320 б, измерительная цепь которого замкнута непосредственно эталонным раствором сосуда 8 с помощью платино вого покрытия стеклянного корпуса электрода 1. Одновременно потенциал платинового покрытия электрода 1 подается на вход rH-регулятора 7. ,Потенциал стеклянной измерительной мембраны индикаторного электрода 2 подается на высокоомный вход поте|щиометрического усилителя 8, для которого электродом сравнения служит шасси высокоомного потенциометрического усилителя б, потенциал которого практически точно повторяет потенциал стеклянной измерительной мембраны электрода 1. Так как шасси усилителя б гальванически связано с эталонным раствором сосуда 3 посредством платинового покрытия электрода

1, электрическая измерительная цепь усилителя 8 оказывается замкнутой через электролитический ключ 5. Потенциал платинового покрытия корпуса стеклянного и".ìåðHTåëbHoro электрода 2 подан,на второй вход rH-регулятора 7.

Потенциальный (или токовый) выходной сигнал высокоом ного потенциометрического усилителя 8, пропорциональный содержанию серной кислоты в исследуемом растворе, является задатчиком для рН-регулятора 9. Выходной сигнал рН-регулятора 9 подается на .исполнительный механизм 10, .дозирующий концентрированную серную кислоту для регенерируемой осадительной ванны, находящейся в смесителе 11. «Ноль» rH-регулятора 7—

«плавающий» и устанавливается с помощью рН-регулятора 9, для чего на оси показывающего устройства рН-регулятора 9 закреплен дополнительный реохорд. Выход рН-регулятора 9 соединен с исполнительным механизмом

12, дозирующим концентрированный раствор сульфата цинка для регенерируемого формовочного раствора, находящегося в смесителе.11.

Работает система регулирования состава формовочных растворов следующим образом.

При всех технологических изменениях состава исследуемого раствора состав эталонного формовочного раствора, находящегося под избыточным давлением в сосуде 8, остается постоянным. Следовательно, постоянными остаются потенциалы стеклянной измерительной мембраны эталонного электрода 1, платинового покрытия его корпуса, а также потенциал шасси высокоомного потенциометрического усилителя б. Поэтому при любых технологических изменениях состава измеряемого, раствора опорный потенциал высокоомпого потенциометрического усилителя 8, гальванически связанный с исследуемым раствором посредством электролитического ключа 5, остается постоянным. Диффузионного, потенциала на границе раздела фаз эталонного и измеряемого растворов не возникает, так как природа электролитов одинакова. Образуется лишь концентрационная э. д. с. вследствие неравенства ионных концентраций некоторых компонентов в эталонном и исследуемом растворах, однако она имеет исчезающе малую величину (имеются в виду изменения концентрации компонентов, допускаемые технологическим регламентом).

Предположим, что концентрация сульфата цинка в анализируемом растворе изменилась.

Изменяется и окислительно-восстановительпый потенциал формовочного раствора, а следовательно, и потенциал платинового покры65

Допустим, изменился температурнын рстия стеклянного корпуса индикаторного электрода 2. rH-регулятор 7 отслеживает разность потенциалов платиновых покрытий индикаторного 2 и эталонного 1 электродов. Выходной сигнал rH-регулятора 7, пропорциональный рассогласованию концентраций сульфата цинка в эталонном и измеряемом растворах, поступает на исполнительный механизм 12, который изменяет количество дозируемого концентрированного раствора сульфата цинка, 20 поступающего в смеситель ll, что приводит к изменению концентрации сульфата цинка в буферном сосуде 4. После выравнивания концентраций сульфата цинка в эталонном и измеряемом растворах процесс регулирования прекращается. Коэффициент взаимосвязи контура регулирования сульфата цинка и серной кислоты при практических испытаниях системы регулирования оказался достаточно мал и не превысил 0,.1, поэтому вводить дополниЗО тельные связи по .возмущению не потребовалось.

Допустим, что концентрация серной кислоты в исследуемом растворе изменилась. Это приводит к изменению потенциала измерительной мембраны индикаторного электрода

2. Высокоомный потенциометрический усилитель 8, повторяя потенциал стеклянной измерительной мембраны индикаторного электрода 2, изменяет ток в цепи обратной связи, в результате чего изменяется его выходной сигнал. Окислительно-восстановительный потенциал раствора, а следовательно, и потенциал платинового покрытия стеклянного корпуса индикаторного электрода 2 также изменяются. rH- я рН регуляторы 7 и 9 начинают отслеживать возникший сигнал рассогласования. Однако в данном случае перемешение регистрирующего устройства rH-регулятора 7 нежелательно, так как опо вызовет возмущение по концентрации сульфата цинка в регенерируемом формовочном растворе. Чтобы избежать этого, постоянную времени гН-регулятора по каналу измерения принимают существенно большей, чем постоянная времени рНрегулятора по каналу измерения.

Таким образом, рН-регулятор 9 значительно раньше выходит на установившееся значение, определяемое новой величиной потенциала измерительной мембраны индикаторного .электрода 2, чем rl-1-регулятор 7.

Возмущающее воздействие па контур измерения и регулирования концентрации сульфата цинка в растворе от изменения рН-раствора прекращается.

427320

Предмет изобретения

Подписное

Заказ 1721/474 Изд. М 806 Тираж 760

Ц1-1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб, д, 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент».жим процесса формования, и температура раствора в буферной емкости изменяется.

Потенциалы измерительной мембраны и платинового покрытия индикаторного электрода

2 также будут изменяться. Это приводит к появлению динамической температурной ошибки измерения концентрации серной кислоты и сульфата цинка в растворе. По мере про; рева эталонного раствора потенциалы стеклянной измерительной мембраны и платинового покрытия электрода 1 также изменяются. Электроды по своей конструкции идентичны, поэтому после выравнивания температур измеряемой среды и эталонного раст вора в сосуде 8 температурная погрешность измерения исчезает. Однако постоянная времени изменения температуры эталонного раствора в 10 — 15 раз меньше постоянной времени изменения температуры в буферной емкости 4, т. е. практически во всех переходных режимах изменения температуры в буферном сосуде 4, температура эталонного раствора соответствует температуре исследуемого раствора и динамическая температурная ошибка измерения пренебрежимо мала (имеются в виду изменения температуры, допускаемые технологическим регламентом и не превышающие 2 С).

Кроме того, изменение концентрации сульфата натрия в анализируемом растворе в пределах технологического регламента не вызывает изменения рН и rH формовочного раствора, следовательно, концентрационная ошибка измерения по сульфату натрия отсутствует, Устройство для регулирования состава формовочных растворов, содержащее потен5 циометрические усилители, рН-регулятор и первый исполнительный механизм, эталонный и индикаторный электроды, сосуд с эталонным формовочным раствором, сообщающийся через электролитический ключ с регулируе10 мым формовочным раствором в буферном сосуде, причем эталонный электрод установлен в сосуде с эталонным формовочным раствором, а индикаторный электрод и сосуд с эталонным формовочным раствором установле15 ны в буферном сосуде, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно содержит rH-регулятор, подключенный к его выходу второй исполнительный механизм и смеситель, со входом которого соединены рН- .и rH-регуляторы, а выход смесителя соединен с буферным сосудом, корпус электродов, покрытый слоем высокопроводящего материала, например платины, подключен к первому и второму входам rHрегулятора, с третьим входом которого соединен выход рН-регулятора, индикаторный и эталонный электроды подключены ко входам соответственно первого и второго потенциометрических усилителей, выход второго по30 тенциометрического усилителя соединен со вторым входом первого потенциометрического усилителя, выход которого подключен ко входу рН-регулятора, а ко второму входу второго потенциометрического усилителя подклю35 чен корпус эталонного электрода.