Устройство для управления электроионитовым аппаратом Советский патент 1977 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к установкам для электрохимической обработки жидкостей методом электродиализа с использованием ионоселективных мембран, в частности к устройствам для управления электроионитовым аппаратом.

Известны устройства для управления электроионитовым аппаратом, содержащие переключатель полярности и клапаны переключения трактов диализата и концентрата. В этих аппаратах процесс деионизации жидкости, осуществляемый пропусканием постоянного электрического тока между электродами через разделенные ионоселективными мембранами чередующиеся камеры деионизации и концентрирования, сопровождается образованием и отложением на поверхности анионитовых мембран со стороны камер концентрирования плохо растворимых солей и других веществ, а также - в катодной камере. Рост отложений обуславливает повышение электрического и гидравлического сопротивлений электроионитового аппарата, изменение параметров процесса, вследствие чего со временем процесс становится неэкономичным. Для удаления отложений из аппарата устройство.м для управления осуществляется периодическое реверсирование полярности с одновременной сменой трактов диализата и концентрата - камер деионизации и концентрирования. После реверсирования полярности из аппарата удаляются те хмешающие процессу вещества, кототые осели на его поверхностях во предыдущего цикла работы 1. Наиболее близКИМ к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для управления электроионитовым аппаратом, содержащее последовательно включенные переключатель полярности и

ключ, реле времени и клапаны трактов диализата и концентрата 2. Реверсирование полярности происходит автоматически через заранее установленный промежуток времени, по истечении которого по сигналу реле вре.мени

срабатывают клапаны, переключающие тракты диализата и концентрата, и переключатель полярности. В этих известных устройствах темны роста отложений в электроионитовом аппарате и, соответственно, эффективности ироцесса деионизации зависят от концентрации и температуры исходной жндкости, величины плотности тока в аппарате и др. С изменением параметров процесса ири эксплуатации продоллхительность работы аппарата до наступления предельного состояния, при котором процесс деионизации становится малоэффективным, неэкономичным, может изменяться. Поэтому при реверсировании полярности через заданный интервал времени, меньший, че.м время наступления предельного соетояния процесса, количество реверсов с последующим выведением аппарата на рабочий режим увеличится и, соответственно, сокращается время полезной работы аппарата, т.е. его фактическая производительность; при реверсировании полярности через заданный интервал врелмени, больший, чем время наступления предельного состояния процесса, процесс деионизации становится неэкономичным и увеличивается продолжительность растворения и удаления отложений и выведения аппарата на рабочий режим. Целью изобретения является повыщение точности управления. В описываемом устройстве это достигается тем, что оно содержит триггер, логические элементы ИЛИ и «Запрет и датчик контролируемого параметра (например, датчик расхода концентрата), выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, разрешаюидим входом элемента «Запрет и входом реле времени, соединенного своим выходом с запрещающим входом элемента «Запрет и вторым входом элемента ИЛР1, выход которого соединен с ключом, а выход элемента «Запрет через триггер соединен с переключателем полярности и клапанами трактов диализата и концентрата. На чертеже представлена функциональная блок-схема описываемого устройства. Оно состоит из ключа 1 и переключателя 2 полярности последовательно включенных в цепь питания электроионитового аппарата 3 от источника 4 электропитания, клапанов 5, 6, 7 и 8, установленных на трактах диализата и концентрата, датчика 9 контролируемого параметра, взаимосвязанных реле времени 10, триггера 11 и логических элементов ИЛИ 12 и «Запрет 13. Электроионптовый аппарат 3 включает в себя электродные камеры 14 и расположенные между ними чередующиеся, разделенные ионоселективными мембранами, камеры 15 и 16 концентрирования и деионизации. Часть исходной жидкости подается в электроионитовый аппарат 3 в камеры 16, вьшолняющие функцию камер концентрирования, и направляется через клапан 6 на промывку электродных камер 14, после чего сбрасывается. Другая часть исходной жидкости подается в камеры 15, выполняющие функцию камер деионизации, в которых деионизируется, и затем через клапан 8 подается потребителям. Деионизация происходит при пропускании через электроионитовый аппарат 3 постоянного электрического тока от источника 4 электропитания. Процесс деионизациц сопровождается, как указывалось выше, образованием и отложением на поверхности анионитовой мембраны со стороны камер концентрирования и в. катодной камере плохо растворимых солей. При достижении, вследствие этого, одним из параметров процесса заданного предельного значения (например, снижении расхода концентрата) датчик 9 контролируемого параметра (например, датчик расхода) подает сигнал на вход реле времени 10, первый вход логического элемента ИЛИ 12 и разрешающий вход логического элемента «Запрет 13. Сигнал от элемента ИЛИ 12 поступает на ключ 1, который размыкает цепь питания электродов электроионитового аппарата 3. Сигнал от элемента «Запрет 13 поступает на вход триггера 11, который преобразовывает входной единичный сигнал поочередно в единичный и нулевой сигналы и подает команду на переключатель 2, реверсирующий полярность электродов и, тем самым, направление тока в электроионитовом аппарате, и на клапаны 5, 6, 7 и 8, изменяющие свое положение. Ири этом жидкость, которая проходила в течение предыдущего цикла работы через камеры 15, выполнявшие функцию камер деионизации, и направлялась через клапан 8 к потребителю, теперь направляется через клапан 5 в электродные камеры 14 и затем - на сброс, а камеры 15 выполняют функцию камер концентрирования. Функция камер 16 также изменяется, и они ста овятся камерами деионизации, а жидкость из камер 16 ианравляется уже не через клапан 6 на сброс, а через клапан 7 - к потребителям. Одновременно со срабатыванием переключателя 2 полярности и клапанов 5, 6, 7 и 8 сигнал с реле времеии 10 поступает на второй вход элемента Р1ЛИ 12 и запрещающий вход элемента «Запрет. Это необходимо для того, чтобы на органы управления не поступало ложных сигналов при колебаниях контролируемого параметра, после отключения электропитания и при переключении гидравличееких трактов. По истечении заданного времени, достаточного для стаоилизации процесса в электроионитовом аппарате 3, и прекращении единичного сигнала от датчика 9 контролируемого параметра, сигнал на выходе реле времени 10 пропадает, вследствие чего срабатывает ключ 1, включая электроды в цепь питания источника 4 электропитания, а триггер 11 остается подготовленным к срабатыванию и обратной перемене знака при очеедном реверсировании полярности. После этого рабочий цикл повторяется. В результате осуществления реверсироваия полярности электроионитового аппарата ри достижении контролируемым параметром редельного значения повышается точность правления и вследствие этого повышается адежность работы и экономичность установи, обусловленная увеличением ее средней роизводительности. Фор м у л а изобретения Устройство для управления электроионитоым аппаратом, содержащее последовательно ключенные переключатель полярности и люч, реле вре.мени и клапаны трактов диалиата и концентрата, отличающееся тем, то, с целью повышения точности управления, но содержит триггер, логические элементы ЛИ и «Запрет и датчик контролируемого араметра, например датчик расхода концентрата, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, разрешающим входом элемента «Запрет и входом реле времени, соединенного своим выходом с запрещающим входом элемента «Запрет и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с ключом, а выход элемента «Запрет через триггер соединен с переключателем полярности и клапанами трактов диализата и концентрата..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Патент США № 3043768, кл. 204--301, опубл. 1962.

2.Патент США № 2863813, кл. 204-180, опубл. 1958.

/Vfl с5рос

Исходная жидкость