Устройство для мгновенного включения и разрыва тока в электролитической ячейке Советский патент 1986 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к устройствам электрохимической обработки материалов и может быть использовано при оптимизации электрохимических процессов, Б частности для определения и регулирования режимов активации и пассивации поверхности электродов в условиях их поляризации периодическим током с обратным .импульсом при нанесении гальванических покрытий, а также при элект- роко агуляционной очистке сточных вод.

Цель изобретения - повьппение эффективности процесса оптимизации электрохимических режимов путем включения и раз.рьша периодического тока и с обратным импульсом в задан ный момент времени от начала периода тока. - .

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок питания 1, в одну из обмоток силового тран- сформатора которого подключен формирователь 2 остроконечных импульсов, имеющий выход на одновибратор 3, в цепь которого включен регулятор 4 длительности импульсов, а выход од- новибратора подключен к базам транзисторного ключа 5 и транзисторного ключа 6, последовательно подключенного к одновибратору через инвертор 7, коллекторы ключей соединены между собой и подключены к выходу силового вьтрямителя 8, а эмиттеры ключей, также соедиенныегмежду собой подключены к вспомогательному электроду i 2 ячейки 9, основной электрод 13 которой соединен с вторым выходом вьтрямителя 8 и электролитическим ключом 10 с электродом сравнения. Фиксирование форм тока и моментов его включения и выключения производится осициллографом 1, соединенным с выходами формирователя 2 импульсов, эмиттеров ключей 5 и 6, и электродом сравнения электролитического ключа 10, электрохимическая ячейка 9 имеет вспомогательный электрод 12 и основной электрод 3, к которому проводится капилляр электролитического ключа 14, образующий замкнутую электрическую цепь с электродом сравнения 10,

Устройство работает следующим образом.-

to

15

20

204650 , 2

Формирователь импульсов 2 получает напряжение синусоидальной формы от одной из обмоток силового трансформатора блока питания 1 и преоб- 5 разует его в импульсы остроконечной формы длительностью 3-5.мс с крутым передним фронтом, необходимые для запуска одновибратора 3 и, одновременно, развертки осциллографа 11. .

Одновибратор 3 вырабатывает один импульс отрицательной полярности прямоугольной формы, длительность которого может регулироваться с помощью регулятора 4 от 5 до 50 мс. Передним фронтом импульса одновибратора 3 (в момент начала развертки осциллографа) включается транзисторные ключи прямого 5 и обратного 6 импульсов тока и через них соединяется вспомогательный электрод 12 ячейки 9 с выходом выпрямителя 8, Для согласования выхода одновибратора 3 с выходом транзисторного ключа 6, требующего положительную полярность сигнала, применен инвертор 7,

Задним фронтом импульса одновибратора 3 закрьшаются транзисторные ключи прямого 5 и обратного 6 импуль сов тока и прерьшается ток на вспо- , могательный электрод 12 ячейки 9. Значения потенциала поверхности основного электрода 13 снимается с помощью электролитического ключа с электродом сравнения 10.

При работе с предлагаемым устройством синхронизации развертки осциллографа 11 должна быть включена в режим работы внешняя синхронизация ждущей развертки.

Таким образом, момент прерьшания тока всегд;а может быть точно выбран в зависимости от ширины импульса одновибратора с помощью регулятора 4. Устройство позволяет многократно воспроизвести импульс тока и разрыв его в заданный момент времени с обеспечением запуска развертки осциллографа в точно выбранной части периода тока.

25

30

35

40

45

50

5S

Это дает возможность включать и разрьшать цепь тока вспомогательного электрода в любой заданный момент от начала периода выбранной кривой формы тока,а также многократно воспроиз- . вести изменение тока и потенциала по- .верхности электрода на двухлучевом

3

осциллографе типа С1-16 или анапотт ных типов.

Мгновенное включение и разрьш тока в регулируемьй точно заданный и многократно регистрируемый на экране осциллографа момент времени изменения развертки кривой тока в . период протекания электрохимического процесса приводит к спаду потециала поверхности электрода, который изменяется с задержкой во вре мейи, постепенно достигая своего стационарного значения. Время установления стационарного потенциала, фиксируемое на экране осциллографа, Охарактеризует состояние активной поверхности в период электролиза, а также скорость пассивационных процессов на поверхности электродов .

При применении устройства для мгновенного включения тока в момент запуска развертки происходит ска- . чок потенциала, величина которого связана с состоянием активной поверх ности электрода .до включения тока. .Время спада потенциала до установившегося значения при заданной плотности тока характеризует пассиваци- онные процессы во время электролиза

Периодический разрьш и включение тока через разные наперед заданные промежутки времени позволяет количественно оценить состояние актив- ной { поверхности электрода в процессе электролиза и оптимизировать условия протекания электрохимических процессов.

Таким образом, критерием оптимальности режимов и условий электролиза является максимальная степень активности поверхности электродов, определяемая по кривым изменения потенциала при включении и выключении поляризующего го ка. При этом степень активности поверхности может регулироваться изменением величины или длительности обратного импульса тока.

Эффективность процесса оптимизации электрохимических режимов в от- пичие от известного, где момент включения и разрьта поляризующего тока и соответствующее изменение скачки потенциала электрода при этом носит случайный характер, по данному решению обеспечивается точной воспроизводимостью результатов из04650

мерений тока и потенциала во времени.

.Установление оптимальных режимов электролиза иутем регулирования 5 обратного импульса тока позволяет проводить электрохимические процессы в активационном режиме, что способствует интенсификации этих процес сов путем повышения рабочей плотнос- 10 ти тока, улучшить качество гальванических покрытий, повысить выход металла по току, снизить затраты электроэнергии и металла электродов

при Электрохимической (электрокоа- 15 гуляционной) очистке сточных вод.

Положительньш эффект, связанный ;С повьшением эффективности процесса оптимизации электрохимических ; режимов по отношению к прототипу, 20 .достигается за счет следующего,

В отличие от известного где разрью электрической цепи во времени- периода тока носит случайный характер, данное устройство обеспечивает запуск

25 развертки осциллографа и выбор времени разрыва тока в зависимости от поставленных задач исследования,

Данное устройство бесконтактное, электронное, быстродействующее, с неограниченным сроком переключений, что устраняет ряд отрицательных явлений, присущих устройствам с электромагнитным реле по известному устройству, таких как дребезжание контактов, дуга между ними

и задержка времени срабатьшания контактов, их подгоранию и т.д. Данное устройство может быть применено для мгновенного разрыва цепи тока, или его включения после различных периодов времени с обеспечением точного повторения заданного режима, причем оно может быть применено для использования как периодического многофазного тока с

обратным импульсом, так и постоян- него тока.

Экономический эффект от применения данного устройства при оптимизации режимов электрохимических про50 цессов с использованием периодического тока с обратным импульсом достигается за счет улучашния качества гальванических покрытий и их сцепление с основной благодаря определению

55 ,и устранению причин, приводящих к пассивации поверхностиэлектродов; юптимизаций условий для повышения выхода по току и интенсификации про30

40

цесса нанесения катодных гальванических покрытий; обеспечения условий анодного растворения металлов в активационном режиме при электрохимической (электрокоагуляционной) очистке сточных вод путем предотвращения зашламления и повьшения коэффициента использования металла

1204650«

электродов; снижения непроИзводителы ного расхода электроэнергии за счет НИЗКОГО напряжения на электродах .в условиях предотвращения пассива- 5 ции их поверхности.

Экономический эффект от внедрения -данного устройства составляет 6,2 тыс. руб.

fO

fffomeft tattrmpejtumie