Устройство для электрохимического растворения металлов Советский патент 1991 года по МПК C25D21/12 G05D27/00 

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

Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей предлагаемого устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для электрохимического растворения металловJ на фиг.-2 - временная диаграмма.

Устройство содержит блок 1 сетевой синхронизации с подключенным к его выходу блоком 2 формирования логических уровней, к прямому выходу которого подключены входом синхронизации программируемый таймер 3, счетным входом программируемый делитель 4 частоты с блоком 5 задания коэффициента деления и входом Установка нуля первый счетчик 6, а к инверсному выходу формирователя 2 логических уровней 2 входом Установка нуля подключен второй счетчик 7, причем счетчики 6 и 7 своими счетными входами через делитель 8 частоты соединены с выходом опорного генератора 9, а к их информационным выходам через первое 10 и второе 11 наборные поля подключены первая 12 и вторая 13 схемы И, к выходам которых вторыми входами подключены соответственно первая 14 и вторая 15 схемы ЗИ, соединенные выходами через блок 16 запуска тиристоров с блоком 17 тиристоров, третьими входами схемы ЗИ 12 и 13

5

0

5

подключены к выходу RS-триггера 18, соединенного первым входом с выходом программируемого делителя 4 частоты, а вторым - с выходом Перенос второго счетчика 7, первыми входами первая и вторая схемы ЗИ подключены соответственно к четвертому и пятому выходам программируемого таймера 3, соединенного тактируемым входом с выходом опорного генератора 9, причем последовательно с блоком 17 тиристоров подключены электролизер 19 и электромагнит 20 с установленным на нем магнитоэлектрическим преобразователем 21, к выходу которого подключены последовательно прецизионный выпрямитель 22, аналого-цифровой преобразователь 23 и преобразователь код - код 24 с подключенными к его информационным выходам входами управления делителем 25 частоты с изменяемым коэффициентом деления, который соединен счетным входом с 5 выходом схемы ИЛИ 26, подключенной первым и вторым входами соответственно к выходу опорного генератора 9 и к первому выходу программируемого таймера 3, а к выходу делителя 25 частоты с изменяемым коэффициентом деления подключены счетными входами третий 27 и четвертый 28 счетчики, к информационным выходам которых подключен цифровой дисплей 30, причем к информационным выходам четвертого счетчика 27 он подключен непосредственно, а к информационным выходам третьего счетчика 28 - через регистр 29 памяти, соединенный входом

0

0

5

51

Выборка-хранение с вторым выходом программируемого таймера 3, к третьему выходу которого подключен входом Установка нуля четвертый счетчик 28.

Устройство для электрохимического растворения металлов работает следующим образом.

На выходе блока 1 сетевой синхронизации формируются прямоугольные импульсы, длительность которых равна длительности полупериода сетевого напряжения.

При этом на прямом и инверсных выходах блока 2 формирования логических уровней формируются в противо- фазе логические уровни.

При поступлении уровня О, например, с прямого выхода блока 2 формирования логических уровней программируемым счетчиком 4 производится досчет импульса и запуск программируемого таймера 3.

На инверсном выходе блока 2 формирования логических уровней формируется уровень 1, с помощью которого второй счетчик 7 будет обнулен и заблокирован на время, равное длительности полупериода сетевого напряжения , а первый счетчик 6 в течение этого времени будет осуществлять счет импульсов, поступающих на его счетный вход через делитель 8 частоты с выхода опорного генератора 9.

При поступлении на счетный вход пер вого счетчика 6 заданного с помощью первого наборного поля 10 числа импульсов на выходе первой схемы И 12 формируется уровень 1.

Если при этом на ее первом и третьем входах имеют место уровни 1, то на выходе схемы ЗИ 14 также формируется уровень 1, с помошью которого блок 16 осуществляет отпирание соответствующего тиристора в блоке 17.

Если хотя бы на одном из входов схемы ЗИ 14 при поступлении на ее второй вход уровня 1 имеет место уровень О, то на ее выходе также сохраняется О и при этом отпирание тиристора в блоке 17 не происходит.

С поступлением очередного полупе- риода сетевого напряжения на блок 1 сетевой синхронизации на прямом выходе блока 2 формирования логических уровней формируется 1, а на инверсном- - О.

976

При этом первый счетчик обнулен и заблокирован, а второй счетчик 7 начнет счет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода делителя 8 частоты.

С поступлением на его счетный вход заданного с помощью второго наборного поля 11 числа импульсов

на выходе второй схемы И 13 формируется уровень 1.

Если при этом на первом и третьем входах схемы ЗИ 15 в этот момент имеют место уровни 1, то на

5 ее выходе формируется также уровень 1, с поступлением которого на вход блока 16 открывается соответствующий тиристор в блоке 17.

Если на одном из входов второй

схемы ЗИ 15 имеет место уровень О, то отпирание второго тиристора в блоке 17 не происходит.

Таким образом, с помощью первого 6 и второго 7 счетчиков, первого

5 Ю и второго 11 наборных полем, а также первой 12 и второй 13 схем осуществляется независимое задание углов отпирания каждого из тиристоров в блоке 17 при поступлении соотQ ветствующего полупериода сетевого напряжения.

После того, как на счетный вход программируемого делителя 4 частоты поступит заданное с помощью блока 5 задания коэффициента число импуль$ сов, на первый вход RS-триггера 18 поступит короткий импульс и ол перейдет в состояние, при котором на его выходе сформируется уровень 1, поступающий на третьи входы сх ем ЗИ 14 и 15.

По окончании периода сетевого напряжения на выходе Перенос второго счетчика 7 формируется уровень О, с поступлением которого на второй вход RS-триггера 18 последний переходит в состояние, при котором на его выходе имеет место уровень О, сохраняющийся в течение времел ни, кратного числу периодов, заданного с помощью блока 5.

На это время на выходах схем ЗИ 14 и 15 сохраняются уровни О, благодаря чему тиристоры в блоке 17 остаются закрытыми.

Изменением пропуска заданного числа периодов сетевого напряжения осуществляется регулирование рассеиваемой на электролизере 19 мощности

0

без изменения единичной мощности импульсов сетевого напряжения, что позволяет оптимизировать процесс получения солей металлов.

С помощью сигналов на четвертом и пятом выходах программируемого таймера 3 осуществляется управление реверсом тока.

Если, например, на четвертом выходе программируемого таймера 3 имеет место уровень 1, а на пятом - уровень О, то при этом один из тиристоров в блоке 17 будет закрыт в течение заданного времени, а другой тиристор будет пропускать импульсы одной полярности.

После того, как на четвертом выходе программируемого таймера 3 сформируется уровень О, а на пятом - уровень 1, то при этом остается закрытым первый тиристор в блоке 17, а второй начинает пропускать импульсы противоположной полярности.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно независимо задавать углы отпирания тиристоров в блоке 17, число пропусков периодов сетевого напряжения, а также время реверса тока.

Измерение электрического заряда и среднего значения тока, протекающего через электролизер 19, осуществляется следующим образом.

При пропускании тока через последовательно включенные с блоком тиристоров 17 электролизер 19 и электромагнит 20 с сердечником из магнито- мягкого материала, на нем формируется магнитное поле, пропорциональное мгновенному значению тока.

С помощью магнитоэлектрического преобразователя 21 формируется электрический сигнал, пропорциональный напряженности магнитного поля электро- ма гнита 20, поступающий на вход прецизионного выпрямителя 22, с выхода которого спрямленный сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 23, преобразующего спрямленный сигнал в цифровой код.

С помощью преобразователя код- код 24, в качестве которого использовано ППЗУ, осуществляется линеализация сигнала, поступающего с выхода магнитоэлектрического преобразователя 21,,

При изменении числа на выходе лреобразователя код - .код 24 соответ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ственно изменяется коэффициент деления делителя 25 частоты.

При этом с ростом тока, протекающего через электролизер 19, пропорционально возрастает число импульсов, поступающих на счетные входы третьего 27 и четвертого 28 счетчиков.

Третий счетчик осуществляет подсчет импульсов нарастающим итогом и при этом несет информацию о количестве электрического заряда, прошедшего через электролизер 19 за наблюдаемый промежуток времени.

С помощью четвертого счетчика 28 осуществляется определение среднего значения тока на заданном с помощью программируемого таймера 3 промежутке времени.

В конце заданного временного промежутка интегрирования, на первом выходе программируемого таймера 3 формируется уровень 1 на время, равное трем тактам.

В течение этого времени на втором и третьем выходах программируемого таймера 3 формируются последовательно два тактовых импульса.

При поступлении уровня 1 с первого выхода программируемого таймера на второй вход схемы ИЛИ 26 импульсы с выхода тактового генератора 9 прекращают поступать на счетный вход делителя 25 частоты, а также на счетные входы третьего 27 и четвертого

28счетчиков.

С поступлением с второго выхода программируемого таймера тактового импульса информация из четвертого счетчика 28 переписывается в регистр

29памяти.

Тактовым импульсом, поступающим с третьего выхода программируемого таймера 3, четвертый счетчик 28 обнуляется.

Таким образом, в регистре 29 памяти хранится информация о текущем значении среднего тока в электролизере 19.

Информация на выходах третьего счетчика 27 и регистра 29 памяти отображается на цифровом дисплее 30.

Оптимизация технологического процесса может осуществляться с помощью микроконтроллера, подключенного своими портами ввода к информационным выходам третьего счетчика 27 и регистра 29 памяти, а управляющим выходом в место блока 5 - к управляющим

входам программируемого делителя 4 частоты.

Формула изобретения

Устройство для электрохимического растворения металлов, содержащее электролизер, блок сетевой синхронизации, выход которого соединен с входом блока формирования логических уровней, прямой и инверсный выходы которого соединены с входами сброса первого и второго счетчиков, информационные выходы которых через первый и второй задатчики двоичного кода соединены с входами первой и второй схем И соответственно, а также опорный генератор, выходы блока запуска тиристоров соединены с соответствующими входами блока тиристоров, отличающееся тем, что, с цель расширения эксплуатационных и технологических возможностей, в его тав дополнительно введены делитель частоты, программируемый таймер, логический элемент 2ИЛИ, первый и второй логические элементы ЗИ, RS- триггер, датчик тока, блок задания коэффициента деления, прецизионный выпрямитель, преобразователь код - код, первый и второй делители частоты с изменяемым коэффициентом деления, третий и четвертый счетчики, дисплей и регистр памяти, при этом счетные входы первого и второго счетчиков соединены через делитель частоты с выходом опорного генератора, выход которого также соединен с тактируемым входом программируемого таймера, вход синхронизации которого соединен с прямым выходом блока формирования логических уровней и с первым входом логического элемента 2ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом программи

10

15

20

25

30

35

40

45

7Ю

руемого таймера, задающие входы первого делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления соединены с выходами блока задания коэффициента деления, положительная шина источника питания связана с его отрицательной шиной через последовательно соединенные электролизер, блок тиристоров и датчик тока, выход датчика тока через последовательно соединенные прецизионный выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь и преобразователь код - код связан с входами управления второго делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента 2ИЛИ, а выход соединен со счетными входами третьего и четвертого счетчиков, вход сброса четвертого счетчика соединен с вторым выходом программируемого таймера, информационные выходы четвертого счетчика через регистр памяти соединены с первыми информационными входами дисплея, вторые информационные входы которого соединены с информационными выходами третьего счетчика, вход выборки и хранения регистра памяти соединен с третьим выходом программируемого таймера, четвертый и пятый выходы которого соединены с первыми входами первого и второго логических элементов ЗИ, вторые входы которых соединены с выходами первой и втором схем И, а третьи входы первого и второго логических элементов ЗИ соединены с выходом RS-триггера, первый вход которого соединен с выходом первого делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления, счетный вход которого соединен с прямым выходом блока формирования логических уровней, второй вход RS-триггера соединен с выходом Перекос второго счетчика.

Вых.2

Д

Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимущественно для получения солей металлов платиновой группы. Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей устройства для электрохимического растворения металлов. Устройство содержит блок 1 сетевой синхронизации, формирователь 2 логических уровней, к прямому и инверсному выходам которого подключены соответственно входом синхронизации программируемый таймер 3, счетным входом программируемый делитель 4 частоты с блоком 5 задания коэффициента деления и входом Установка нуля первый счетчик 6 и второй счетчик 7, кроме того, устройство содержит делитель 8 частоты, опорный генератор 9, первое и второе наборные поля 10 и 11, первую и вторую схемы И 12 и 13, первую и вторую схемы ЗИ 14 и 15, соединенные через блок 16 запуска тиристоров с блоком 17 тиристоров, RS-триггер, подключенные последовательно с блоком 17 тиристоров электролизер 19 и электромагнит 20 с установленным на нем магнитоэлектрическим преобра- зователем 21, к Которому последова

Вых.

Фиг. 2

Редактор Т.Лазоренко

Составитель А.Прусковцов

Техред М.Дндык . Корректор М.Максимишинец

Заказ 1126

Тираж 408

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

п .

Подписное