Устройство для автоматического управления работой электролизера Советский патент 1983 года по МПК C25B15/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

1

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления работой электролизера и может быть использовано в электрохимической промышленности.

Известно устройство для автоматического управления работой электролизера с ртутным катодом, содержащее анодную раму с индивидуальным сервоприводом в каждой камере электролизера, закрепленный на каждой анодной раме переключатель, установленный на силовой шине и электрически связанный с сервоприводом через исполнительное реле, предохранитель, включенный между указанным реле и ртутным катодом, и реле времени, подключенное к сервоприводу 1 .

Однако в указанном устройстве после токовой перегрузки в соответствуюш,их камерах электролизера могут сработать соответствуюш,ие предохранители, на поиск и восстановление которых уйдет некоторое время, в течение которого анодная рама будет находиться в поднятом состоянии и соответствующая камера электролизера не будет находиться в работе. Если же реле времени даст сигнал на опускание анодной рамы, то аноды до восстановления предохранителей окажутся без защиты. Такое устройство вызывает необходимость в размещении на анодной раме переключателя, что. при использовании большого числа электролизных камер создает пропорциональна воз5 растающие аппаратурные затраты. Кроме того, наличие переключателя снижает надежность защиты анодов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для автоматического управления работой электролизера с ртутным катодом, содержащее сервопривод для каждой группы анодов, измерительное сопротивление, установленное в каждой линии анодов и подключенное к входам пред15 усилителя, дополнительное и регулируемое сопротивления, включенные параллельно измерительному сопротивлению и последовательно по отношению одно к другому, измерительный прибор, установленный параллельно дополнительному сопротивлению,

20 блок разделения и регулятор порога срабатывания по току 2.

Известное устройство недостаточно надежно в работе, так как в нем в каждой анодной линии имеется отдельный переключатель. Такое устройство не обеспечивает также оптимальное использование электроэнергии для электролиза, так как сервопривод связан с регулируемым источником питания, вследствие чего он лишь постепенно снижает нагрузку на аноды вместо того, чтобы поднять их, что важно при коротком замыкании, когда снижение нагрузки не устраняет короткое замыкание между анодами и ртутью и не защищает аноды от разрушения, а продукты э тектролиза от загрязнения.

Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства за счет обеспечения защиты анодов от короткого замыкания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит операционный усилитель, суммирующий усилитель, сигнальный блок и взаимосвязанные инвертор и логический блок, при этом операционный усилитель одним из своих входов связан с измерительным прибором, другим - с регулятором порога срабатывания по току, а выходы - с блоком разделения, подключенным к сигнальному и логическим блокам, выполненным в виде последовательно установленных разделительных диодов и параллельно им другого диода, а также тиристора, связанного с этим диодом.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит ванну 1 с анодами 2 и ртутным катодом 3 в качестве объекта управления. Аноды 2 объединены на анодной раме 4, кинематически связанной с сервоприводом 5. Аноды 2 подключены к силовой шине 6, а катод 3 - к силовой шине 7. Между анодами 2 в силовой шине 6 предусмотрено измерительное сопротивление 8. Концы измерительного сопротивления 8 соединены с соответствующими входами предусилителя 9, к первому выходу 10 которого подключено регулируемое сопротивление 11, служащее для регулирования активной поверхности ртутного катода 3, а к второму - дополнительное сопротивление 12, предотвращающее короткое замыкание выходов предусилителя 9 и установку активной поверхности ртутного катода на нуль, что могло бы вызвать бесконечно больщую плотность тока. Параллельно с дополнительным сопротивлением 12 подключен измерительный прибор 13, например килоамперметр.

В устройстве предусмотрен общий для всех анодных линий суммирующий усилитель 14, с входом которого через входное сопротивление 15 соответствующей анодной линии связан первый выход 10 предусилителя этой анодной линии (на чертеже для простоты показана только одна анодная линия). Сигнал на выходе суммирующего усилителя 14 можно регулировать с помощью подключенного к нему регулируемого сопротивления 16, выполняющего функции регулятора порога срабатывания. Этот сигнал

через диод 17 и олерВЦионный усил};тель

18подключен к входу блока 19 разделения. Первый канал этого блока, содержащий разделительные диоды 20 и 21, соединен с одним из входов логического блока ИЛИ-НЕ 22, другие входы которого через соответствующие первые каналы блоков разделения соединены с остальными анодными линиями. Таким образом, логический блок 22 является общим для всех анодных линий. Выход логического блока ИЛИ-НЕ 22 через буфер-инвертор 23 и исполнительное реле 24 связан с сервоприводом 5. Второй канал блока разделения, содержащий диод 25, через тиристор 26 подключен к сигнальной лампе 27, которая для удобства

оператора может быть выведена на центральный пульт управления (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Анодный ток от измерительного сопротивления 8 на силовой щине 6 попадает на входы предусилителя 9. откуда сигнал с первого выхода 10 попадает на измеритель 13 тока, например, килоамперметр, и через входное сопротивление 15 на вход суммирующего усилителя 14. Одновременно сигнал идет и через регулируемое сопротивление I1 на прямой вход операционного усилителя 18, усиливающего разность между измеренным и опорным сигналами. При этом опорный сигнал представляет собой сигнал о внещней характеристике электролизной 0 ванны. Он вырабатывается при поступлении на суммирующий усилитель 14 анодных токов от всех анодных линий электролизной ванны и пропорционален общему анодному току электролизной ванны.

От суммирующего усилителя 14 через регулируемое сопротивление 16 сигнал поступает на инверсный вход операционного усилителя 18, устанавливая порог срабатывания по уровню анодного тока. Когда аноды 2 приблизятся к ртутному катоду 3 на расстояние, меньшее заданного, анодный ток превысит порог срабатывания и на выходе операционного усилителя 18 создается скачок напряжения, который через разделительный диод 25 второго канала блока

19разделения включит тиристор 26, а вместе с ним и сигнальную лампу 27, по которой оператор устанавливает анодную линию, где произошло увеличение анодного тока больще заданного уровня.

Одновременно сигнал проходит по первому каналу блока 19 разделения через аноды 20 и 21 на один из входов логического блока 22, на другие входы которого поступают сигналы от остальных анодных линий. Когда на логический блок 22 поступает хотя бы один сигнал о превышении уровня анодного тока, он проходит через буферинвертор 23 на исполнительное реле 24 и включает соответствующий сервопривод 5, поднимающий анодную раму 4 с анодами 2

и тем самым предотвращающий короткое замыкание анодов на ртутный катод.

Применение предлагаемого устройства позволяет при использовании меньщего количества логических и других элементов обеспечить большую надежность защиты анодов от короткого замыкания.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления работой электролизера с ртутным катодом, содержащее сервопривод для каждой группы анодов, измерительное сопротивление, установленное в каждой линии анодов и подключенное к входам предусилителя, дополнительное и регулируемое сопротивления, включенные параллельно измерительному сопротивлению и последовательно по отнощению одно к другому, измерительный прибор, установленный параллельно дополнительному регулируемому сопротивлению, блок разделения и регулятор порога срабатывания по току, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности в работе устройства за счет обеспечения защиты анодов от короткого замыкания, оно дополнительно содержит операционный усилитель, суммирующий усилитель, сигнальный блок и взаимосвязанные инвертор и логический блок, при этом операционный усилитель одним из своих входов связан с измерительным прибором, другим - с регулятором потока срабатывания по току, а выходом - с блоком разделения, подключенным к сигнальному и логическому блокам, выполненным в виде последовательно установленных разделительных диодов и параллельно им другого диода, а

также тиристора, связанного с этим диодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 1671431, кл. С 25 В 15/02, 1976.

2. Патент ФРГ № 2016449, кл. С 25 В 15/02, 1980.