Устройство для приготовления электролита заданной плотности Советский патент 1992 года по МПК G05D11/02 

Ё

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин и может быть использовано для приготовления, регулирования и поддержания заданной концентрации электролита. Цель изобретения - повышение точности приготовления электролита заданной плотности. Для этого в устройство введены третий датчик 12 плотности, установленный в сосуде 13 малого объема с эталонным электролитом заданной плотности и расположенный в рабочем резервуаре 1, а также два ключа 16, 17 и третий блок 10 управления. Изобретение позволяет приготовить электролит заданной плотности с высокой точностью с учетом изменения температуры электролита, что делает устройство универсальным. 1 ил.

VI

О 4 О 00

VI

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин и может быть использовано для приготовления, регулирования и поддержания заданной концентрации электролита.

Целью изобретения является повышение точности приготовления электролита заданной плотности.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит рабочий резервуар 1 и насос 2 с приводом 3, соединенные трубопроводами А и 5 в замкнутый контур,1 первый сумматор б, первый 7 и второй 8 входы которого соединены соответственно через первый 9 и третий 10 блоки управления с первым 11 и третьим 12 датчиками плотности, причем третий датчик находится в сосуде 13 с эталонным электролитом, а первый 14 и второй 15 выходы сумматора б соединены соответственно через первый 16 и второй 17 ключи с первым 18 и вторым 19 исполнительными механизмами, установленными на первом 20 и втором 21 трубопроводах подвода реагентов к рабочему резервуару; второй сумматор 22, первый 23 и второй 24 входы которого соединены соответственно через первый 9 и второй 25 блоки управления с первым 11 и вторым 26 датчиками плотности, а выход 27 - с приво- дом 3 насоса 2 и с первым 16 и вторым 17 ключами. Третий датчик плотности 12, помещенный в сосуд 13 с эталонным электролитом, установлен в рабочем резервуаре; первый 11 и второй 26 датчики плотности установлены в трубопроводах 4 и 5 соответственно. В трубопроводе 4 установлен фильтр 28.

Устройство работает следующим образом.

8 исходном состоянии резервуар 1, трубопроводы 4 и 5 заполнены электролитом примерно заданной плотности любым до- ступным способом, насос 2 работает с ми- нимальной производительностью, обеспечивая циркуляцию электролита. Уровни сигналов от датчиков 11, 12 и 26 соответствуют значению плотности электролита, в котором они установлены. Блоки 9, 10 и 25 настроены так, что при одинако- вых уровнях сигналов с датчиков 11, 12 и 26 сигналы на выходах блоков 9,10 и 25 имеют одинаковый уровень по абсолютной величине, но при этом сигнал на выходе блока 9 противоположен по знаку сигналам на вы- ходе блоков 10 и 25.

Исполнительные механизмы 18 и 19 при отсутствии сигнала с выходов 14 и 15 сумматора 6 закрыты.

Сигналы с датчиков 11 и 26 через блоки 9 и 25 соответственно поступают на входы сумматора 22, а сигнал с датчике 11, кроме того, через блок 9 поступает на вход 7 сумматора 6. Сигнал сдатчика 12, находящегося в сосуде 13 с эталонным электролитом, через блок 10 поступает на вход 8 сумматора 6.

В худшем из возможных случаев электролит в контуре не однороден и его плотность не равна заданной. Тогда уровни сигналов с блоков 9, 10 и 25 не равны по абсолютной величине. Выходной сигнал сумматора 22 равен модулю суммы значений входных сигналов и описывается следующим выражением:

, Y- /YI + YiV,

где Y- сигнал на выходе второго сумматора;

YI-сигнал на первом входе 23 сумматора 22Y2 - сигнал на втором входе 24 сумматора 22.

Следовательно, выходной сигнал сумматора 22 больше нуля, т.е. скорость циркуляции увеличивается, при любой степени неоднородности электролита в контуре и происходит ускоренное выравнивание плотности электролита в контуре. Одновременно выходной сигнал сумматора 22 подается на ключи 16 и 17, которые перерывают линии связи выходов 14 и 15 сумматора 6 с исполнительными механизмами подачи реагентов 18 и 19, исключая тем самым открытие исполнительных механизмов во время выравнивания плотности электролита в контуре. При полном выравнивании плотности электролита в контуре сигналы от блоков 9 и 25 становятся равными по абсолютной величине, выходной сигнал сумматора 22 становится равным нулю, насос переходит на минимальную производительность, ключи 16 и 17 восстанавливают связь между выходами сумматора 6 и исполнительными механизмами подачи реагентов.

В случае, если плотность однородного электролита в контуре не равна плотности эталонного электролита, уровни выходных сигналов блоков управления не равны по абслютной величине и на выходах сумматора 6 возникают сигналы.

Сигналы на выходах 14 и 15 сумматора 6 описываются соответственно следующими системами уравнений; jYi - 0 при Yi + Ya 0. lYi Yi + Y3 npnYi + , fYi-O npnYi+Y3 0, {Ya-Yi + Ya npnYi + , где Ya - сигнал на втором входе 8 сумматора 6;

YI -сигнал на первом выходе 14 сумматора 6;

Y2 - сигнал на втором выходе 15 сумматора 6.

При наличии сигнала на выходах 14 и 15 сумматора б соответствующий исполнительный механизм дозирования реагента 18 или 19 открывается, и путем подачи реагентов обеспечивается корректировка плотности. Подача реагентов прекращается, когда плотности электролита в трубопроводах 4 и 5 станут различными, т.е. датчики 11 и 26 покажут неоднородность электролита, на выходе сумматора 22 возникнет сигнал, а ключи 16 и 17 прерывакл линии связи выхо- дов сумматора б с исполнительными механизмами 18 и 19. Скорость циркуляции увеличивается, и начинается процесс выравнивания плотности электролита по всему контуру. Таким образом, последовательное повторение циклов выравнивания плотности электролита и подачи реагентов обеспечивают приготовление электролита с заданной плотностью, которая ограничена лишь погрешностями со- ставных элементов устройства и особенностями конкретной конструкции.

Изобретение позволяет приготовить электролит заданной плотности с высокой точностью, с учетом изменения температуры электролита при перемешивании реа- гентов что делает устройство универсальным.

Формула изобретения Устройство для приготовления электролита заданной плотности, содержащее рабочий резервуар и насос с приводом, соединенные трубопроводами в замкнутый контур, первый сумматор, соединенный первым входом с выходом первого блока управления, второй сумматор, выход которого соединен с входом привода, а первый и второй входы соответственно через первый и второй блоки управления - с первым и вторым датчиками плотности, установленными соответственно на выходном и входном трубопроводах рабочего резервуара, и фильтр.установленный на выход ном трубопроводе рабочего резервуара перед первым датчиком плотности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности приготовления электролита заданной плотности, в него введены третий датчик плотности, установленный в сосуде малого объема с эталонным электролитом заданной плотности, расположенном в рабочем резервуаре, два ключа и третий блок управления, соединенный входом с выходом третьего датчика плотности, а выходом - с вторым входом первого сумматора, первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго исполнительных механизмов на соответствующих трубопроводах подвода реагентов через соответственно первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены с выходом второго сумматора.