УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА ФОРМОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ Советский патент 1974 года по МПК G05D11/02 

1

Изобретение относится к устройствам для контроля и регулирования состава формовочных растворов вискозных и кордных производств.

Устройства для определения и регулирования концентрации серной кислоты в формовочных растворах вискозно-кордных производств путем прямых прецизионных измерений рН формовочных растворов известны.

Однако на процесс формования в значительной степени оказывает влияние содержание сульфата цинка в формовочном растворе. Попытки измерять концентрацию сульфата цинка в формовочных растворах путем кондуктометрии не дали положительных результатов. Избирательное измерение концентрации ионов цинка (по их активности в растворе) осуществимо пока только в слабокислых средах (до ,рН-4).

Проведенные исследования показали, что существует зависимость между величиной ски слительнонвоюстановительного /потенциала формовочных растворов вискозно-кордных производств и содержанием сульфата цинка в растворе. Существует также зависимость между окислительно-восстановительным потенциалом этих формовочных растворов и содержанием серной кислоты в растворе.

Предлагаемое устройство для регулирования состава формовочных растворов вискознокордных производств позволяет комплексно решить задачу полной автоматической регенерации формовочных растворов и тем существенно улучшить процесс формования вискозно-кордных волокон и пленок.

Сущность изобретения состоит в избирательном измерении и регулировании концентрации серной кислоты в осадительной ванне и параметрическом измерении и регулировании концентрации сульфата цинка по рН и гП формовочного раствора.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для регулирования состава формовочных растворов вискозно-кордных производств.

Устройство состоит из стеклянно-платиновых измерительных электродов / и 2, первый из которых является эталонным и токоотводящим, а второй - индикаторным и служит для определения текущих значений рН и гН формовочного раствора. Эталонный электрод / погружен в эталонный формовочный раствор, заполняющий сосуд 3, индикаторный электрод 2 - в рабочий формовочный раствор, находящийся в буферном сосуде 4. Электрическая цепь электродов /, 2 замкнута посредством электролитического ключа 5.

Потенциал стеклянной измерительной мембраны эталонного алектрода / подается на

высокоомныи потенциометрическии усилитель

6, измерительная цепь которого замкнута непосредственно эталонным раствором сосуда 3 с 1помощью платинового покрытия стеклян«ого корпуса электрода /. Одновременно потенциал платинового покрытия электрода 1 подается на вход гН-регулятора 7.

Лотенциал стекля.н.ной измерительной мембраны индикаторного электрода 2 подается на вь1сокоомиый вход потенцнометрического усилнтеля 8, для которого электродом сравнения служит шасси высокоомного потепциометрического усилителя 6, потенциал которого практически точно повторяет потенциал стеклянной измерительной мембраны электрода /. Так как шасси усилителя 6 гальванически связано с эталонным раствором сосуда 3 посредством платинового покрытия электрода /, электрическая измерительная цепь усилителя 8 оказывается замкнутой через электролитический ключ 5. Потенциал платинового покрытия корпуса стеклянного измерительного электрода 2 ноааи .на второй вход гН-регулятора 7.

Потенциальный (или токовый) выходной сигнал высокоомного потенциометрического усилителя 8, пронорцнональный содержанию серной кислоты в исследуемом растворе, является задатчиком для рН-регулятора 9. Выходной сигнал рН-регулятора 9 подается на .исполнительный механизм 10, дозирующий концентрированную серную кислоту для регенерируемой осадительной ванны, находящейся в смесителе 11. «Ноль гН-регулятора 7 - «плавающий и устанавливается с помощью рН-регулятора 9, для чего на оси показывающего устройства рН-регулятора 9 закреплен дополнительный реохорд. Выход рН-регулятора 9 соединен с исполнительным механизмом 12, дозирующим концентрированный раствор сульфата цинка для регенерируемого формовочного раствора, находящегося в смесителе.//.

Работает система регулирования состава формовочных растворов следующим образом. При всех технологических изменениях состава исследуемого раствора состав эталонного формовочного раствора, находящегося под избыточным давлением в сосуде 3, остается постоянным. Следовательно, постоянными остаются потенциалы стеклянной измерительной мембраны эталонного электрода /, платинового покрытия его корпуса, а также потенциал щасси высокоомного потенциометрического усилителя 6. Поэтому при любых технологических изменениях состава измеряемого .раствора опорный потенциал высокоомного потен-циометрического усилителя 5, гальвани.чески связанный с исследуемым раствором посредством электролитического ключа 5, остается постоянным. Диффузионного потенциала на границе раздела фаз эталонного и измеряемого растворов не возникает, так как природа электролитов одинакова. Образуется лищь концентрационная э. д. с. вследствие неравенства ионных концентраций некоторых компонентов в эталонном и исследуемом растворах, однако она имеет исчезающе малую величину (имеются в виду изменения концентрации компонентов, допускаемые технологическим регламентом).

Предположим, что концентрация сульфата цинка в аиализируемом растворе изменилась. Изменяется и окислительно-восстановительный потенциал формовочного раствора, а следовательно, и потенциал платинового покрытия стеклянного корпуса индикаторного электрода 2. гН-регулятор 7 отслеживает разность нотенциалов платиновых покрытий индикаторного 2 и эталонного 1 электродов. Выходной сигнал гН-регулятора 7, пропорциональный рассогласованию концентраций сульфата цинка в эталонном и измеряемом растворах, поступает на исполнительный механизм 12, который изменяет количество дозируемого концентрированного раствора сульфата цинка, поступающего в смеситель 11, что приводит к изменению концентрации сульфата цинка в буферном сосуде 4. После выравнивания концентраций сульфата цинка в эталонном и измеряемом растворах процесс регзлирования прекращается. Коэффициеит взаимосвязи контура регулирования сульфата цинка и серной кислоты при практических испытаниях системы регулирования оказался достаточно мал и не превысил 0,.1, поэтому вводить дополнительные связи по .возмущению не потребовалось.

Допустим, что концентрация серной кислоты в исследуемом растворе изменилась. Это приводит к изменению потенциала измерительной мембраны индикаторного электрода 2. Высокоомный потенциометрический усилитель 8, повторяя потенциал стеклянной измерительной мембраны индикаторного электрода 2, изменяет ток в цепи обратной связи, в результате чего изменяется его выходной сигнал. Окислительно-восстановительный потенциал раствора, а следовательно, и потенциал платинового покрытия стеклянного корпуса индикаторного электрода 2 также изменяются. гП- и рНчрегуляторы 7 и 9 начинают отслеживать возникший сигнал рассогласования. Однако в данном случае перемеш,енне регистрирующего устройства гН-регулятора 7 нежелательно, так как оно вызовет возмущение по концентрации сульфата цинка в регенерируемом формовочном растворе. Чтобы избежать этого, постоянную времени гП-регулятора по каналу измерения принимают существенно большей, чем постоянная времени рНрегулятора по каналу измерения.

Таким образом, рН-регулятор 9 значительно раньше выходит на установивщееся значение, определяемое новой величиной потенциала измерительной мембраны индикаторного электрода 2, чем гП-регулятор 7. Возмущающее воздействие на контур измерения и регулирования концентрации сульфата цинка в растворе от изменения рП-раствора прекращается.

Допустим, изменился температурный ре