Устройство для управления процессом электроосаждения металлов с использованием тока переменной полярности

 

патентно.те;:нчческая б.".о,: ко1е: а <.l 5 4

Союз Советских

Социалистических

Республик 696О67 к ааторСкОМ СВИДВтИЛЬСте (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кд. (22) Заявлено 12,05,76 (21) 2360540/22-02

I с присоединением заявки РЙ

С 25 D 21/12

Гааударстванньй намнтет

СССР на делам нзабратаннй н атнрнтнй (23) ПриоритетОпубликовано 05, 1 1. 79, Бюллетень, М 41 (53) УДК62 1.357. (088.8) Дата опубликования описания 10,11.79

Г. М. Гусельников, И. М. Розеншток, И. И. Девчич, О. А. Хан и Н. И. Фульман (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОБЕССОМ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ

МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОКА ПЕРЕМЕННОЙ ПОЛЯРНОСТИ

1 2 .i .

/

Изобретение относится к производству Известно, что обеспечение максимальI металлов путем электролиза и может быть, ного выхода металла по току и минимальиспользовано при автоматизации процессов ного расхода электроэнергии на его полуэл ектроосаждения. чение требует оптимальной величины дли.5 тельности анодного периода в процессе

Наиболее близким к изобретению но электроосаждения, что ведет к ухудшению технической сущности и достигаемому ре- технико-экономических показателей проэультату является устройство для управ - цесса электролиза. ления процессом электроосаждения с ис-,: Б ью изобретения является увеличение пользованиемтокапеременнойполярности j1)>< " выхода меч алла по току и снижение расПродолжительность анодного периода в хода электроэнергии. этом устройстве задается схемой управ Бель достигается тем, что устройство пения произвольно или на основании ре- дополнительно содержит блок для региэультатов электролиза — по минимальному страции тока и блок регистрации напрярасходу электроэнергии, максимальной ве- жения и потенциалов электролизера, перличине выхода металла по току и качеств вый вход которого соединен с анодом и ву катодного осадка, — и во время цикла катодом электролизера, второй — с перэлектроосаждения не изменяется. Коррек- вым выходом программного блока, а тирование длительности анодного периода выход — с первым входом блока управлев зависимости от изменяющихся условий и ния; од и вход блока регистрации тока электролиза состава раствора, темперану- переходного процесса на электролизере ры, величины плотности тока и др. осу- подключен к шунту, другой — Ko второму . ществляется также по результатам элек- выходу программного блока, а выход— тролиза. ко второму входу блока управления.

696067 4 жима работы устройства. В первом режиме блок 5 управления определяет режим работы тиристорных источников 2 и 3, при котором они включаются поочередно согласно токовой диаграмме (фиг. 4).

Катодный ток 1< протекает черезэлектролизер в течение времени 1„, назйваемого катод периодом. По истечении этого времени блок 5 управления совмест

10. но с фазоимпульсными блоками 6 и 7 отключает источник 2 к1 включает источник 3 анодного тока 1С, . Анодный ток протекает в течение времени т, „называемого айодным периодом. По данной !

5 диаграмме (фиг. 4) устройство работает до момента, пока блок 4 управления не, выдаст команду на реализацию второго режима работы устройства. По этой команде после прерывания катодного тока . источйик -анодного тока не включается, и на электродах электролизера начинает» ся переходный процесс.

Блок 4 управления подает команду на блоки 9 и 10 для регистрации переходных процессов, возникающих на электро25 лизере после прерыванна катодного тока

1, .С выхода усилителя 1 6 (фиг. 3) в блок 5 управления выдается сигнал, пропорциональный времени h.4, в течение которого протекает обратный ток 1 вр.

Этот сигнал в блоке 5 сравнивается с сигналом выхода (фиг. 3), который про- .

3

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления процес:сом электроосаждения металлов с использованием тока переменной полярности; на фиг. 2 - структурная схема блока регистрации напряжения и потенциалов электролизера; на фиг. 3 - структурная схьма регистрации тока на электролизере; .,нафиг. 4-токовая диаграмма предлагае, мого устройства; на фиг. 5-ocuaanorpaMмы тока, напряжения и потенциалов ано-да и-катода.

Устройство для управления процессом электроосаждения мет аллов с использова1 йиеЫ тока переменной полярности состоит из электролиэера 1 с электродами и раствором, тиристорных источников 2 и 3 постоянного тока (источник 2 служит дла питания электролиэера.катодным током, а источник 3 — анодным током).

Регулирование выходных параметров и защита от аварийных .режимов анодного и катодного токов осуществляется системой управления и защиты преобразователя. Система управления включает программный блок 4, блок 5 управления, фаэоимпульсные блоки 6 и 7. Защита преобра-. зователей от аварийных режимов осуществлается блоком 8 -защиты. Блок 9 регистрации напряжения и потенциалов и блок 10 регистраций тока предназначены для выбора оптимальной длительности анодного периода.

Ссновным узлом блока 9 регистрации напряжения и потенциалов электродов является измерительная цепь. Измеритель- ная цепь, образована электродами 11 сравнения (фиг. 2), погруженными в раствор, электролитическими ключами 1 2, элек- тролитом электролизера 1, анодом 13 и

40 катодом 14. Электроды сравйения имеют устойчивйе и восйроиэводимые потенциалы. Разность потенциалов электрохймичес кой ячейки электрод сравнения - электрод электролизера пропорциональна величине

45 потенциала анода или катода. Эта разность потенциалов поступает на вход усилителя 15 напряжения. Выходы усилителя 15 пропорцйональны потенциалам анода, катода и напряжению электролизера

50 и подаются на соответствующие входы блока 5 управления.

Устройство дла- управления процессом электроосаждения металлов с использованием тока переменной полярности рабо55 тает следующим образом.

Программный блок 4 через определенные промежутки времени задает два репорционален продолжительности анодного периода 1,„. По результатам сравнения этих сигналов блок 5 управления выдает команду, по которой блок 6 отрабатывает продолжительность анодного периода согласно условию C+ = At ° После этого программный блок 4 вновь выдает команду на реализацию режима работы устройства согласно токовой диаграмме (фиг. 4) но уже с откорректированной величиной анодного периода.

Переходные процессы на аноде и катоде качественно могут быть различны, что подтверждают например, осциллограммы потенциалов анода 9о и катода 9К (фиг. 5) цинковой элекфолитной ванны.

Кривые Ч с и 4 показывают, что продолжительность переходного процесса на свиндовом аноде больше, чем на катоде, т. е. постоянная времени анода больше, чем катода, „> Г

Лля регулирования продолжительности анодного периода в зависимости от условий работы анода или катода с выхода усилителя 15 (фиг. 2) снимается сигнал, пропорциональный длительности переходно696067 гопроцесса нааноде, а с выхода- сигнал, пропорциональнйй длительности переходно. го процесса на катоде. Эти сигналы подаются на один из входов блока 5 управления, который корректирует продолжительность анодного периода 4< . Gagee п роцесси повторяются. Гаким образом, увеличение выхода по току и снижение расхода электроэнергии в предлагаемом устройстве достигается за счет введения блока 10 регистрации тока и блока 9 регистрации напряжения и потенциалов, которые осуществляют выбор оптимальной длительности анодного периода тока переменной полярности, что приводит к сокращению продолжита бйоб== ти анодного периода по сравнению с существующими устройствами. го

Формула изобретения

Устройство для управления процессом электроосаждения металлов с ис- .

25 !

6 пользованием тока переменной полярности, содержащее электролизер с электродами, шунт, соединенный последовательно с од ним из электродов, тиристорные источники анодного и катодного токов, фазоимпульсные блоки, блок защичъГ, блок управления и программный блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода металла по току и снижения расхода энектроэнергии, оно дополнительно- содержит блок регистрации тока и блок регистрации напряжения и потенциалов электролизера, первый вход которого соединен с анодом и катодом электролизера, второй — с первым выходом программного блока, а выход — с первым входом блока управления, один вход блока регистраиии тока соединен с шунтом, другой — со вторым выходом программного блока, .а выход.— со вторым входом блока управления.

Источники ив юрмаыии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 343259, кл, 5 05 F 1/22, 28.04.69.