УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ Советский патент 1966 года по МПК G01N21/83 

Предлол енлое устройство предназначается для автоматизации процессов гидрометаллургического производства цинка н других металлов, где необходимо регулировать содержание в растворах закисного железа (или других металлов).

Известно устройство для автоматического поддержания заданной концентрации ионов элементов в производственных растворах. Это устройство основано на примененин системы автоматического непрерывного титрования с обратной связью через объект без измерения концентрации регулируемого параметра. Известное устройство включает пробоотборный насос, дозирующие устройства непрерывного действия для подачи пробы и титранта, титровальную ячейку с переливом, в которую опущены электроды (блок титрования непрерывного действия), рН-метр со вторичным прибором, имеющим задатчик (блок отработки конечной точки титрования непрерывного действия), регулирующий блок, испол}1ительный механизм к регулирующий орган. Каждый блок непрерывного дозирования пробы и титранта включае ротаметрические расходомеры, регуляторы, ис т;ол11нтель ;ые меха низмы, регулирующие клапаны.

творах заданную концентрацию ионов закнсного железа или других метал; О15 (без Нт мерения их KOHHeHTpaHMH). Оно отлнчает я тем, что в нем нри.енемь фотометрнческ п датчик непрерывного дei cтn;iя, воздействующий на фазочувствнтельную cxe.iy ненрерыпной отработки конечной точк::. титрования, п также простые дозирующие устройства (HICстереггчатые насосы).

На фиг. 1 H3o6pa Keiio предложенное устройство; на фиг. 2 показ;п1 фотометжч ский датчик.

Устройство включает бло;-: отбора проб с фильтром 1, дозирующий блок 2 ностоянной производительности, фотометрг ческий датчнк 3 с титровальной ячейкой проточного типа (с переливом), дозирующий блок 4 неременной производительпостм, задатчнк произ: одительности 5 (для дозирующего блок;; 4, блок непрерывной отработки :;к«1 взлент1 ой точки титрования 6, регулирующий блок 7, нспол ;птельный механизм 8. регулирующ:г : орган (клплап; 9.

Отфильтрованная нроба (определяемый раствор) из пробоотборкого блока 1 на выходе нз окислительного пачука ностунает с номощью дозирующего блока 2 ностоянной нронзводителыюсти в тнтровальную ячейку фотометрического датчика 3. С помощью того же блока 2 в датчик S подается также необходимое количество фона (смеси серной и фосфорной кислот) из сосуда 10 и индикатора из сосуда //.

С помощью дозирующего блока 4, производительность которого задается задатчиком 5, в датчик 3 поступает также титрант (стандартный раствор бихромата калия) из сосуда 12.

Датчик 3 (фиг. 2) имеет один источник света 13, конденсорные линзы 14, общий светофильтр (желто-зеленый) 15, титровальную ячейку 16 с рабочей кюветой 17 с переливом и сравнительной кюветой 18, сравнительный светофильтр (пурпурный) J9, собирающие линзы 20, вибратор со шторкой 21, светочувствнтельный элемент 22 (фотосопротивление ФСК-1).

В сравнительную кювету датчика наливают раствор, спектральные характеристики которого близки к спектральным характернстикам определяемого раствора до окончания реакции титрования. Спектральная характеристика сравнительного светофильтра 19 близка к спектральной характеристике определяемого раствора после титрования. Фотосопротивление питается -, постоянным током. Шторка вибратора колеблется с частотой 100 ги.

Слегка зеленоватый (до начала титрования) отфильтрованный прозрачный определяемый раствор, содержащий ионы двухвалентного железа, цинка, трехвалентного железа, меди, хлора, мышьяка, сурьмы и других элементов, а также серную кислоту, непрерывно поступает из пробоотборпого блока R рабочую кювету 17 титровальной ячейки с помощью дозирующего блока 2 (например, шестеренчатого насоса) постоянной производительности. Туда же непрерывно подаются фон (водный раствор серной и фосфорной кислот) и индикатор (водный раствор дифениламиносульфоната натрия). В эту же кювету с помощью дозирующего блока 4 (например, шестеренчатого насоса), производительность которого устанавливается задатчиком 5 (например, изменением скорости привода насоса), поступает титрант (водный раствор бихромата калия). Производительность дозирующего блока 4 соответствует той концентрации закисного железа в пачуке, которую необходиМО автоматически поддерживать.

Если концентрация закисного железа в определяемом растворе (пробе) превысит заданную, реакция титрования за время пребывания этого раствора в кювете 17 не будет закончена, цвет раствора не изменится (бесцветная, восстановленная форма индикатора). Если концентрация закисного железа в пробе будет ниже заданной, реакция титрования успеет .пройти, и цвет раствора в пробе станет темно-пурпурным, что соответствует окисленной форме индикатора. Вследствие наличия в устройстве сравнительного светофильтра 19 со спектральной характеристикой и оптической плотностью, соответствующей спектральной характеристике и плотности раствора в момент подхода последнего к эквивалентной точке титрования, выходящий из датчика электрический сигнал переменного тока, снимаемый с фотосопротивления 22, меняет амплитуду и фазу в зависимости от преобладания в рабочей кювете 17 титровальной ячейки 16 датчика окислеиной или восстановленной формы индикатора, или, что то же самое, в зависимости от концентрации закисного железа в титровальной ячейке (больше или меньше заданной), и направляется на блок непрерывной отработки эквивалентной точки титрования 6, где усиливается и, если нужно, преобразуется.

Сигнал из блока 6 поступает на регулирующий блок 7. Последний управляет с помощью исполнительного механизма 8 и регулирующего клапана 9 подачей окислителя (МпОа) в пачук из бака, тем самым поддерживая концентрацию закисного железа в пачуке на заданном уровне.

Предмет изобретения

Устройство автоматического поддержания заданной концентрации ионов элементов в производственных растворах, позволяющее осуществлять непрерывное титрование j обратной связью через объект без измерения концентрации регулируемого параметра, включающее блок пробоотбора, блоки непрерывного дозирования пробы раствора и реагентов, блок отработки конечной точки титрования непрерывного действия, блок регулирования исполнительного механизма, регулирующий орган, сосуды для реактивов, отличающееся тем, что, с целью упрощения аппаратурного оформления и осуществления автоматического поддержания заданной концентрации ионов закисного железа или других металлов, в нем применен фотометрический датчик непрерывного действия, воздействующий на фазочувствительную схему непрерывной отработки конечной точки титрования, а в качестве дозаторов непрерывного действия применены шестеренчатые насосы.

1 f JM/lo

ЩГ11

Г /4 /5

/J

fS

IS

21

-,H/

.2

X 2S