Устройство для получения солей металлов Советский патент 1990 года по МПК C25B15/00 G05D27/00 

Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимущественно для получения солей металлов платиновой группы.

Целью изобретения является обеспечение оптимального режима синтеза солей металлов,

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для получения солей металлов; на фиг. 2 - блок-схема индивсато- ра уровня электролита в электролизере; на фиг. 3 - таблица истинности программируемой логической матрицы. (

Устройство для получения солей металлов содержит электролизер 1 с установленными в нем металлическими электродами 2 и 3, подключенными к блоку А питания, и щупом 5, подключенным к вторичному преобразователю 6, первую и вторую резервные емкости 7 и 8, соединенные через первый и второй электромагнитные клапаны 9 и 10 и первую и вторую трубки 11 и 12 с объемом электролизера 1, соединенного третьей трубкой 13 -с вертикально установленным в объеме цилиндрической емкости 14 патрубком 15, верхний срез которого установлен на уровне зеркала электролита в электролизере 1, нагреватель 16, установленный в донной части цилиндрической емкости 14, с крышкой 17, соединен- . ной с объемом электролизера 1 четвертой трубкой 18, на которой установлен холодильник 19. На выходе трубки 18 из холодильника расположен накопитель 20 с установленным в нем датчиком 21 концентратомера, подключенным к измерительному блоку 22, выход которого соединен с входом порогового устройства 23. Кроме того, в объеме цилиндрической емкости 14 установлен щуп 24 с подключенным к нему втор«чнь:1м преобразователем 25. К выходам первого и второго вторичных преобразователей 6 и 25 и порогового устройства 23 подключена соответственно перЕ1Ым, вторым и третьим входами программируемая логическая матрица (ПЛМ) 26, к первому и второму выходам которой соответственно через первый и второй усилители мощности 27 и 28 подключены первый и второй электромагнитные Клапаны 10.

Индикатор уровня электролита в Электролизере (фиг. 2) содержит металлический щуп 29, последовательно

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

с которым включены контактная группа 30 геркона 31, катушка 32 управления. которого подключена к генератору 33 электрических импульсов с регулируемой скважностью, балластный резистор 34, первичная обмотка импульсного трансформатора 35 и диод 36, соеди- ненньй катодом с выходом блока 4 питания электролизера, при этом к вторичной обмотке импульсного трансформатора 35 подключен компаратор 37, к выходу которого через транзисторный ключ 38 подключен накопительный конденсатор 39, образующий с резистором 40 зарядовую RC-цепочку, к выходу которой своим входом подключен регенеративный коьшаратор 41, выход которого является выходом индикатора уровня.

Устройство для получения солей (металлов работает следующим об разом.

Предварительно электролизер 1 и цилиндрическую емкость 14 заполняют электролитом оптимальной концентрации до уровней, задаваемых щупами 5 и 24. Кроме того , электролитом той же концентрации заполняют первую резервную емкость 7, а электролитом повышенной концентрации - вторую резервную емкость 8. ,

При включении нагревателя 16 электролит в цилиндрической емкости 14 начинает испаряться. В четвертой трубке 18 с холодильником пар конденсируется. После заполнения накопителя 20 электролит поступает в объем электролизера 1, из которого электролит самотеком через третью трубку 13 и патрубок 15 вновь поступает в испаритель-накопитель.

Таким образом, осуществляется непрерывная циркуляция электролита в системе. При этом соединения, образующиеся при электрохимическом растворении металлических электродов 2 и 3, вместе с электролитом выносятся из электролизера 1 в цилиндрическую емкость 14, в которой в процессе выпаривания накапливается соль металла.

При понижении уровня электролита в электролизере 1 или в цилиндрической емкости 14 на выходе по крайней мере одного из вторичных преобразователей 6 и 25 формируется уровень логической единицы. При этом, если концентрация электролита, замеряемая с помощью концентратомера в накопителе

20, выше или равна заданной, на первом выходе ПЛМ 26 формируется уровень логической единицы, с поступлением которого на вход первого усилителя 27 мощности открывается первый электромагнитный клапан 9 и из первой резервной емкости 7 в электролизер 1 начинает поступать электролит заданной .концентрации.

По достижении заданных уровней электролита в электролизере 1 и цилиндрической емкости 14 на выходах вторичных преобразователей формируются уровни логических нулей. При этом на первом и втором выходах ПЛМ 26 также формируются -уровни логических нулей, поэтому, оба электромагнитных клапана 9 и 10 находятся в закрытом состоянии.

Если же концентрация электролита в накопителе 20 ниже заданной, то на выходе порогового устройства 23 формируется уровень логической единицы. В этом случае при понижении уровня электролита в электролизере 1 и/или цилиндрической емкости 14 уже на 1 второмовыходе ПЛМ формируется уровень логической единицы, при этом открывается второй электромагнитный клапан 10 и в объем электролизера 1 из резервной емкости 8 начинает поступать электролит- повышенной концентрации.

Таким образом, в цилиндрической емкости 14 испарителя-накопителя . -. поддерживается постоянный уровень электролита, а в электролизере 1 - постоянньш уровень электролита и его концентрация, что позволяет непрерывно вести процесс синтеза солей металлов в оптимальном режиме.

Таблица истинности программируемой логической матрицы (фиг-. 3) поясняет ее работу в составе предлагаемого устройства.

Б таблице приняты следующие обозначениям Х1 - логический уровень на первом входе ПЛМ; Х2 - логический уровень на втором входе ПЛМ; ХЗ - отогический уровень на третьем входе ПЛМ; Q1 - логический уровень на первом выходе ПЛМ5 Q2 - логический уровень на втором выходе ПЛМ. Индикатор уровня электролита в электролизере работает следующим образом.

Предварительно подключают катодом диод 36 К минусу источника 4 питания электролизера. С помощью генератора

5

0

5

С

33 задают частоту следования, и скважность импульсов, а с помощью балластного резистора 34 - величину тока, при котором щуп 29s, изготовленный из того же металла 5 что и электроды 2 к 3, практически не растворяется электрохимически.

При коммутации электрической цепи с помощью контактов 30 геркона 31 на вторичной обмотке импульсного трансформатора 35 формируются короткие импульсы лишь в том случаеS если щуп- 29 касается электролита. При этом на выходе компаратора 37 формируются и шульсы, с помощью которых отпирается транзисторньш ключ 38, закорачивающий конденсатор 39.

Как только щуп перестает контактировать с электролитом, т.е. электрическая цепь щупа 29 разорвана, на вторичной обмотке трансформатора 35 и компаратора 37 перестают формироваться импуЛьсы и транзисторный ключ при этом постоянно закрыт.

При этом конденсатор 39 через резистор 40 заряжается до потенциала срабатывания регенеративного компаратора 41, на выходе которого формируется соответствующий сигнал, указывающий на понижение уровня электролита в электролизере 1.

Формула

изобрете. ния

5

0

5

5

1. Устройство для получения солей металлов, содержащее электролизер с установленными в нем первым и вторым металлическими электродами, подключенными к блоку питания, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оптимального режима синтеза солей металлов, в его состав дополнительно введены программируемая логическая матрица, первые и вторые усилители мощности, электромагнитные, клапаны резервные емкости и вторичные измерительные преобразователи соответственно, измерительный блок5 пороговое устройство, холодильник, герметичная цилиндрическая ем- кость J, накопитель и датчики уровня электролита в электролизере и цилиндрической емкости, датчик концентрации электролита в накопителе, измерительный блок и пороговое устройство,, при этом выход датчика уровня электролита в электролизере соединен с, первым входом первого измерительного

преобразователя, второй вход которого соединен с первым электродом, выход датчика электролита в герметичной цилиндрической емкости соединен с входом второго измерительного преобразователя, выход датчика концентрации электролита в накопителе соеди-, ней с входом второго и змерительного преобразователя, выход .датчика кон- ц нтрации электролита в накопителе сбединен через измерительный блок ci входом nopQroBoro устройстваS пер- , второй и третий входы программи:- матрицы соединены соответст- с выходами первого и второго в(горич1шх измерительных преобразова- т|елей и порогового устройства, первый и второй выходы программируемой логической матрицы соединены через первый И второй усилители мощности соответ- С|Твенно с управляющими входами перво- г1о и второго электромагнитного клапа- н|ов, при этом выходы первой и второй 1 езервных емкостей соединены трубо- 1 ровода да с установленными на них г1ервым и вторым электромагнитными фтапанами соответственно с объемом з|лектролизера, нижняя часть которого соединена трубопроводом с патрубком, йерхний срез которого расположен на уровне зеркала электролита в электролизере, при этом патрубок установлен вертикально в герметичной цилиндри- ческой емкости, снабженной нагрева- tencM в донной части, верх которой Соединен трубопроводом через после

0 0 5

5

довательно соединенные холодильник и накопитель с объемом электролизера.

2, Устройство по п. 1, о т л и г- чающееся тем, что индикатор уровня электролита в электролизере содержит металлический электрод, герконное реле с размыкающим контактом, ограничительный резистор, диод, генератор электрических импульсов с регулируемой частотой и скважностью, импульсный трансформатор, транзисторный ключ, накопительный конденсатор, балластньй резистор и регенеративный компаратор, причем металлический электрод через последовательно включенные размыкающий контакт герконово- го реле, балластный резистор, первичную обмотку импульсного трансформатора и обратносмещенный диод соединен с плюсовой шиной блока питания, равляющая обмотка герконового реле соединена с генератором электрических импульсов с регулируемой частотой и скважностью, вход транзисторного ключа через компаратор соединен с первым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, второй вывод которой соединен с земляной шиной, выход транзисторного ключа соединен с входом регенеративного компаратора и первыми выводами накопительного конденсатора и ограничительного резистора, вторые выводы которых соединены соответственно с земляной шиной и плюсовой шиной источника питания.

Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимущественно для получения солей металлов платиновой группы. Целью изобретения является обеспечение оптимального режима синтеза солей металлов. Устройство для получения солей металлов в своем составе содержит электролизер 1, металлические электроды 2 и 3, блок питания 4, щуп 5, вторичный преобразователь 6, резервные емкости 7 и 8, электромагнитные клапаны 9 и 10, трубки 11-13, цилиндрическая герметичная емкость 14, патрубок 15, нагреватель 16, крышку 17 емкости 14, трубку 18, холодильник 19, накопитель 20, датчик 21 концентрации, измерительный блок 22, пороговое устройство 23, щуп 24 уровня электролита, вторичный измерительный преобразователь 25, программируемая логическая матрица 26, усилители 27 и 28 мощности. Вторичный измерительный преобразователь 6 в своем составе содержит щуп, контактную группу геркона с катушкой управления, генератор электрических импульсов с изменяемой частотой и скважностью, балластный резистор, импульсный трансформатор, диод, компаратор, транзисторный ключ, накопительный конденсатор, ограничительный резистор и регенеративный компаратор. 2 ил.

ffj

Jfr

J2

7 J( 3

,29

Фиг.г

Фиг.З