Устройство для регулирования состава формовочных растворов

Союз Советских Социвлистицеских Республик(22) Заявлено 21.07.71 (21) 1685962/18-24 1) М. Кл, 6 05 с 1 11/02 с присоединением заявки Лев(32) Приоритет -Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам нэооретенийи открытий Опубликовано 05.05.74. Бюллетень М 1Дата опубликования описания 17.0.75Я РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВАЧНЫХ РАСТВОРОВ Изобретение относится к устройствам дляконтроля и регулирования состава формовочных растворов вискозных и кордцых производств.Устройства для определения и регулирования концентрации серной кислоты в формовочных растворах вискозцо-кордных производствпутем прямых прецизионных измерений рНформовочных растворов известны.Однако на процесс формования в значи Отельной степени оказывает влияние содержание сульфата цинка в формовочном растворе,Попытки измерять концентрацию сульфатацинка в формовочных растворах путем кондуктометрии не дали положительных результатов.Избирательное измерение концентрации ионовцинка (по их активности в растворе) осуществимо пока только в слабокислых средах (дорн),Проведенные исследования показали, что 20существует зависимость между величинойокисл ительно ивоастановительного )потенциал аформовочных растворов вискозно-кордныхпроизводств и содержанием сульфата цинкав растворе. Существует также зависимостьмежду окислительно-восстановительным потенциалом этих формовочных растворов и содержанием серной кислоты в растворе.Предлагаемое устройство для регулирования состава формовочных растворов вискозцокордных производств позволяет комплексно решить задачу полной автоматической регенерации формовочных растворов и тем существенно улучшить процесс формования вискозно-кордцых волокон и пленок.Сущность изобретения состоит в избирательном измерении и регулировании концентрации серной кислоты в осадительцой ванне и параметрическом измерении и регулировании концентрации сульфата цинка по рН и гН формовочного раствора.На чертеже приведена принципиальная схема устройства для регулирования состава формовочных растворов вискозно-кордцыхпроизводств.Устройство состоит из стеклянно-платиновых измерительных электродов 1 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 1 погружен в эталонный формовочный раствор, заполняющий сосуд 3, индикаторный электрод 2 - в рабочий формовочный раствор, находящийся в буферном сосуде 4. Электрическая цепь электродов 1, 2 замкнута посредством электролитическото ключа 5,Потенциал стеклянной измерительной мембраны эталонного электрода 1 подается на высокоомный потенциометрический усилительб, измерительная цепь которого замкнута непосредственно эталонным раствором сосуда Л с помощью платинового покрытия стеклянного корпуса электрода 1. Одновременно потенциал платинового покрытия электрода 1 подается на вход гН-регулятора 7.,Потенциал стеклянной измерительной мембраны индикаторного электрода 2 подается на высокоомный вход потещиометрического усилителя 8, для которого электродом сравнения служит шасси высокоомного потенциометрического усилителя б, потенциал которого практически точно повторяет потенциал стеклянной измерительной мембраны электрода 1. Так как шасси усилителя б гальванически связано с эталонным раствором сосуда 3 посредством платинового покрытия электрода 1, электрическая измерительная цепь усилителя 8 оказывается замкнутой через электролитический ключ 5. Потенциал платинового покрытия корпуса стеклянного измерительного электрода 2 подан,на второй вход гН-регулятора 7.Потенциальный (или токовый) выходной сигнал высокоомного потенциометрического усилителя 8, пропорциональный содержанию серной кислоты в исследуемом растворе, является задатчнком для рН-регулятора 9. Выходной сигнал рН-регулятора 9 подается на исполнительный мехапизм 1 О, дозирующий концентрированную серную кислоту для регснерируемой 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.11,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 1, платинового покрытия его корпуса, а также потенциал шасси высокоомного потенциометрического усилителя б, Поэтому при любых технологических изменениях состава измеряемого . раствора опорный потенциал высокоомпого потенциометрического усилителя 8, 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 лишь концентрационная э. д, с. вследствие неравенства ионных концентраций некоторых компонентов в эталонном и исследуемом раст ворах, однако она имеет исчезающе малую величину (имеются в виду изменения концентрации компонентов, допускаемые технологическим регламентом),Предположим, что концентрация сульфата цинка в анализируемом растворе изменилась. Изменяется и окислительно-восстановительпый потенциал формовочного раствора, а следовательно, и потенциал платинового покры 65 Допустим, изменился температурньш рстия стеклянного корпуса индикаторного электрода 2. гН-регулятор 7 отслеживает разность потенциалов 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, 20 поступающего в смеситель 11, что приводитк изменению концентрации сульфата цинка в буферном сосуде 4. После выравнивания концентраций сульфата цинка в эталонном и измеряемом растворах процесс регулирования 25 прекращается. Коэффициент взаимосвязи контура регулирования сульфата цинка и серной кислоты при практических испытаниях системы регулирования оказался достаточно мал и не превысил 0,1, поэтому вводить дополниЗ 0 тельные 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. гН- я рНрегуляторы 7 и 9 начинают отслеживать возникший сигнал рассогласования, Однако в данном случае перемешение регистрирующего устройства гН-регулятора 7 нежелательно, так как опо вызовет возмущение по концентрации сульфата цинка в регенерируемом формовочном растворе. Чтобь избежать этого, постоянную времени гН-регулятора по каналу измерения принимают существенно большей, чем постоянная времени рН- регулятора по каналу измерения,Таким образом, рН-регулятор 9 значительно раньше выходит на установившееся значение, определяемое новой величиной потенциала измерительной мембраны индикаторного электрода 2, чем гН-регулятор 7.Возмущающее воздействие на контур измерения и регулирования концентрации сульфата цинка в растворе от изменения рН-раствора прекращается.427320 Изд. Ъв 306 сударственного комитета С по делам изобретений и Москва, Ж, Раушская.жим процесса формования, и температура раствора в буферной емкости изменяется. Потенциалы измерительной мембраны и платинового покрытия индикаторного электрода 2 также будут изменяться. Это приводит к появлению динамической температурной ошибки измерения концентрации серной кислоты и сульфата цинка в растворе. По мере про; рева эталонного раствора потенциалы стеклянной измерительной мембраны и платинового покрытия электрода 1 также изменяются. Электроды по своей конструкции идентичны, поэтому после выравнивания температур измеряемой среды и эталонного раствора в сосуде 3 температурная погрешность измерения исчезает. Однако постоянная времени изменения температуры эталонного раствора в 10 - 15 раз меньше постоянной времени изменения температуры в буферной емкости 4, т. е. практически во всех переходных режимах изменения температуры в буферном сосуде 4, температура эталонного раствора соответствует температуре исследуемого раствора и динамическая температурная ошибка измерения пренебрежимо мала (имеются в виду изменения температуры, допускаемые технологическим регламентом и не превышающие 2 С),Кроме того, изменение концентрации сульфата натрия в анализируемом растворе в пределах технологического регламента не вызывает изменения рН и гН формовочного раствора, следовательно, концентрационная ошибка измерения по сульфату натрия отсутствует,Предмет изобретения Устройство для регулирования составаформовочных растворов, содержащее потен циометрические усилители, рН-регулятор ипервый исполнительный механизм, эталонный и индикаторный электроды, сосуд с эталонным формовочным раствором, сообщающийся через электролитический ключ с регулируе мым формовочным раствором в буферном сосуде, причем эталонный электрод установлен в сосуде с эталонным формовочным раствором, а индикаторный электрод и сосуд с эталонным формовочным раствором установле ны в буферном сосуде, отличающееся тем,что, с целью повышения точности регулирования, оно содержит гН-регулятор, подключенный к его выходу второй исполнительный механизм и смеситель, со входом которого 20 соединены рН- и гН-регуляторы, а выходсмесителя соединен с буферным сосудом, корпус электродов, покрытый слоем высоко- проводящего материала, например платины, подключен к первому и второму входам гН регулятора, с третьим входом которого соединен выход рН-регулятора, индикаторный и эталонный электроды подключены ко входам соответственно первого и второго потенциометрических усилителей, выход второго по тенциометрического усилителя соединен совторым входом первого потенциометрического усилителя, выход которого подключен ко входу рН-ретулятора, а ко второму входу второго потенциометрического усилителя подклю чен корпус эталонного электрода.