Устройство для электрохимического растворения металлов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ельство СССР 21/12, 1984. ство СССР 21/12, 28 . 10. 8(54) УСТРОЙСТВО ГО РАСТВОРЕНИЯ (57) Изобретени химии и предназ но для получени тииовой группы, ляется расширен технологических ства для электр ДЛЯ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕТАЛЛОВотносится к электроачено преимущественсолей металлов нлаЦелью изобретения яве функциональных и возможностей устрой- химического раствореоваГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТОО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химич еских р еакт вов и особо чистых химических веще (72) Г.А.Андрианов, В.С.Дунаев, В,А.Михалев и А.И.Рязанов(51)5 С 25 Р 21 12 6 05 0 27 00 ния металлов. Устройство содержитблок 1 сетевой синхронизации, формирователь 2 логических уровней, к прямому и инверсному выходам которогоподключены соответственно входомсинхронизации программируемый таймер 3, счетным входом программируемый делитель 4 частоты с блоком 5заданиякоэффициента деления и входом "Установка нуля" первый счетчик6 и второй счетчик 7, кроме того,устройство содержит делитель 8 частоты, опорный генератор 9, первое ивторое наборные поля 10 и 11, первуюи вторую схемы И 12 и 13, первую ивторую схемы ЗИ 14 и 15, соединенныечерез блок 16 запуска тиристоров сблоком 17 тиристоров, ВБ-триггер,подключенные последовательно с блоком 17 тиристоров электролизер 19 иэлектромагнит 20 с установленнымна нем магнитоэлектрическим преобразователем 21, к которому послед164189 7 510 тельно подключены прецизионный выпрямитель 22, аналого-цифровой преобразователь 23 и преобразователькод - код 24 с подключенными к немувходами управления делителя 25частоты с изменяемым коэффициентомделения, соединенный счетным входомс выходом схемы ИЛИ 26, гричем к информационным выходам третьего счетчика 27 подключен цифровой дисплей30 непосредственно, а к информационным выходам четвертого счетчика 28через регистр 29 памяти, соединенный Изобретение относится к электрохимии и предназначено для получениясолей преимущественно металлов платиновой группы,Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей предлагаемого устройства.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для электрохимическогорастворения металлов, на фиг. 2 -временная диаграмма,Устройство содержит блок 1 сетевой синхронизации с подключенным кего выходу блоком 2 формирования логических уровней, к прямому выходукоторого подключены входом синхронизации программируемый таймер 3,счетным входом программируемый делитель 4 частоты с блоком 5 задания коэффициента деления и входом "Установка нуля" первый счетчик 6, а кинверсному выходу формирователя 2логических уровней 2 входом "Установка нуля" подключен второй счетчик7, причем счетчики 6 и 7 своимисчетными входами через делитель 8частоты соединены с выходом опорного генератора 9, а к их информационным выходам через первое 10 и второе 11 наборные поля подключеныпервая 12 и вторая 13 схемы И, квыходам которых вторыми входами подключены соответственно первая 1.4и вторая 15 схемы ЗИ, соединенныевыходамичерез блок 16 запуска тиристоров с.блоком 17 тиристоров,третьими входами схемы ЗИ 12 и 13 25 30 35 40 45 50 55 входом "Выборка-хранение" с вторымвходом программируемого таймера 3, ктретьему выходу которого подключенвходом "Установка нуля" четвертыйсчетчик 28, а к четвертому и пятомувыходам подключены первыми входамисоответственно первая и вторая схемы ЗИ 14 и 15, подключенные третьимивходами к выходу КЯ-триггера 18,подключенного первым и вторым входами к выходу программируемого делителя 4 частоты и выходу "Перенос"второго счетчика 7. 2 ил,подключены к выходу КБ-триггера 18, соедин енног о п ер вым входом с выходом программируемого делителя 4 частоты, а вторым - с выходом "Перенос" второго счетчика 7, первыми входами первая и вторая схемы ЗИ подключены соответственно к четвертому и пятому выходам программируемого таймера 3, соединенного тактируемым входом с выходом опорного генератора 9, причем последовательно с блоком 17 тиристоров подключены электролизер 19 и электромагнит 20 с установленным на нем магнитоэлектрическим преобразователем 21, к выходу которого подключены последовательно прецизионный выпрямитель 22, аналого-цифровой преобразователь 23 и преобразователь код - код 24 с подключенными кЬего информационным выходам входами управления делителем 25 частоты с изменяемым коэффициентом деления, который соединен счетным входом с выходом схемы ИЛИ 26, подключенной первым и вторым входами соответственно к выходу опорного генератора 9 и к первому выходу программируемого таймера 3, а к выходу делителя 25 частоты с изменяемым коэффициентом деления подключены .счетнымн входами третий 27 и четвертый 28 счетчики, к информационным выходам которых подключен цифровой дисплей 30, причем к информационным выходам четвертого счетчика 27 он подключен непосредственно, а к информационным выходам третьего счетчика 28 - через регистр 29 памяти, соединенный входом"Выборка-хранение" с вторым выходомпрограммируемого таймера 3, к третьему выходу которого подключен входом "Установка нуля четвертый счетчик 28,Устройство для электрохимическогорастворения металлов работает следующим образом.На выходе блока 1 сетевой синхро -низации формируются прямоугольныеимпульсы, длительность которых равна длительности полупериода сетевогонапряжения.При этом на прямом и инверсныхвыходах блока 2 формирования логических уровней Формируются в противофазе логические уровни.При поступлении уровня "0", например, с прямого выхода блока 2 формирования логических уровней программируемым счетчиком 4 производитсядосчет импульса и запуск программируемого таймера 3,На инверсном выходе блока 2 формирования логических уровней формируется уровень "1", с помощью которого второй счетчик 7 будет обнулени заблокирован на время, равное длительности полупериода сетевого напряжения, а первый счетчик 6 в течение этого времени будет осуществлятьсчет импульсов, поступающих на егосчетный вход через делитель 8 частоты с выхода опорного генератора 9,При поступлении на счетный входпервого счетчика 6 заданного с помощью первого наборного поля 10 числаимпульсов на выходе первой схемыИ 12 формируется уровень "1".Если при этом на ее первом итретьем входах имеют место уровни"1", то на выходе схемы ЗИ 14 такжеформируется уровень "1", с помощьюкоторого блок 16 осуществляет отпирание соответствующего тиристорав блоке 17,Если хотя бы на одном из входовсхемы ЗИ 14 при поступлении на еевторой вход уровня "1" имеет местоуровень "О", то на ее выходе такжесохраняется "О" и при этом отпирание тиристора в блоке 17 не происходитеС поступлением очередного полупериода сетевого напряжения на блок1 сетевой синхронизации на прямомвыходе блока 2 формирования логических уровней формируется "1", а наинверсном - фО 1. 189 7 50 ни кратного числу периодов заданного с помощью блока 5,На это время на выходах схемЗИ 14 и 15 сохраняются уровни "О",благодаря чему тиристоры в блоке 17остаются закрытыми.Изменением пропуска заданного числа периодов сетевого напряженияосуществляется регулирование рассеиваемой на электролизере 19 мощности20 30 40 да магнитоэлектрич еского пр еобразователя 21,При изменении числа на выходе преобразователя код в ,код 24 соответбез изменения единичной мощностиимпульсов сетевого напряжения, чтопоз воляет оптими зиро вать процесс получения солей металлов.5С помощью сигналов на четвертоми пятом выходах программируемоготаймера 3 осуществляется управлениереверсом тока,Если, например, на четвертом выходе программируемого таймера 3 имеетместо уровень "1", а на пятом - уровень "0", то при этом один из тиристоров в блоке 17 будет закрыт в течение заданного времени, а другойтиристор будет пропускать импульсыодной полярности.После того, как на четвертом выходе программируемого таймера 3 сформируется уровень 0", а на пятом -уровень "1", то при этом остаетсязакрытым первый тиристор в блоке 17,а второй начинает пропускать импульсы противоположной полярности,Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно независимозадавать углы отпирания тиристоровв блоке 17, число пропусков периодовсетевого напряжения, а также времяреверса тока.Измерение электрического зарядаи среднего значения тока, протекающего через электролнзер 19, осуществляется следующим образом.При пропускании тока через последовательно включенные с блоком тиристоров 17 электролизер 19 и электромагнит 20 с сердечником из магнитомягкого материала, на нем формируется магнитное поле, пропорциональноемгновенному значению тока.С помощью магйитоэлектрическогопреобразователя 21 формируется электрический сигнал, пропорциональный на-пряженности магнитного поля электроФмагнита 20, поступающий на вход прецизионного выпрямителя 22, с выходакоторогоспряипенный сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 23, преобразующегоспрямпенный сигнал в циФровой код. 50С помощью преобразователя кодкод 24, в качестве которого использовано ППЗУ, осуществляется линеали-зация сигнала, поступающего с выхоственно изменяется коэффициент деления делителя 25 частоты,При этом с ростом тока, протекающего ч ер ез эл ектролизер 19, пропорционально возрастает число импульсов, поступающих на счетные входытретьего 27 и четвертого 28 счетчиков.Третий счетчик осуществляет подсчет импульсов нарастающим итогоми при этом несет информацию о количестве электрического заряда, прошедшего через электролизер 19 за наблюдаемый промежуток времени.С помощью четвертого счетчика28 осуществляется определение среднего значения тока на заданном с помощью программируемого таймера 3 промежутке времени.В конце заданного временного промежутка интегрирования, на первомвыходе программируемого таймера 3формируется уровень "1" на время,равное трем тактам.В течение этого времени на второми третьем выходах программируемоготаймера 3 формируются последовательно два тактовых импульса.При поступлении уровня "1" с первого выхода программируемого таймерана второй вход схемы ИЛИ 26 импульсыс выхода тактового генератора 9 прекращают поступать на счетный входделителя 25 частоты, а также на счетные входы третьего 27 и четвертого28 счетчиков,С поступлением с второго выходапрограммируемого таймера тактовогоимпульса информация из четвертогосчетчика 28 переписывается в регистр29 памяти,Тактовым импульсом, поступающимс третьего выхода программируемоготаймера 3, четвертый счетчик 28обнуляется,Таким образом, в регистре 29 памяти хранится информация о текущемзначении среднего тока в электролизере 19.Информация на выходах третьегосчетчика 27 и регистра 29 памятиотображается на цифровом дисплее.30,Оптимизация технологического процесса может осуществляться с помощьюмикроконтроллера, подключенного своими портами ввода к информационным выходам третьего счетчика 27 и регистра 29 памяти, а управляющим выходом в место блока 5 - к управляющим9 164входам программируемого делителя 4частоты,Формула изобретенияУстройство для электрохимического растворения металлов, содержащее электролизер, блок сетевой синхронизации, выход которого соединен с входом блока формирования логических уровней, прямой и инверсный выходы которого соединены с входами сброса первого и второго счетчиков, информационные выходы которых через первый и второй задатчики двоичного кода соединены с входами первой и второй схем И соответственно, а также опорный генератор, выходы блока запуска тиристоров соединены с соответствующими входами блока тиристоров, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения эксплуатационных и технологических возможностей, в его сос тав дополнительно введены делитель частоты, программируемый таймер, логический элемент 2 ИЛИ, первый и второй логические элементы ЗИ, К 8- триггер, датчик тока, блок задания коэффициента деления, прецизионныйФвыпрямитель, преобразователь код - код, первый и второй делители часто ты с изменяемым коэффициентом деления, третий и четвертый счетчики, дисплей и регистр памяти, при этом счетные входы первого и второго счетчиков соединены через делитель частоты с выходом опорного генератора, выход которого также соединен с тактируемым входом программируемого таймера, вход синхронизации которого соединен с прямым выходом блока формирования логических уровней и с первым входом логического элемента 2 ИЛИ, второй вход которого еоединеи с первым выходом программи 189 7 1 О выходом КБ-триггера, первый вход 40которого соединен с выходом первого делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления, счетный вход которого соединен с прямым выходом блока 51015 20 25 30 35 руемого таймера, задающие входы первого делителя частоты с изменяемымкоэффициентом деления соединены свыходами блока задания коэффициентаделения, положительная шина источника питания связана с его отрицательной шиной через последовательно соединенные электролизер, блок тиристоров и датчик тока, выход датчикатока через последовательно соединенные прецизионный выпрямитель,аналого в цифров преобразователь ипреобразователь код - код связан свходами управления второго делителячастоты с изменяемым коэффициентомделения, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента2 ИЛИ, а выход соединен со счетнымивходами третьего и четвертого счетчиков, вход сброса четвертого счетчика соединен с вторым выходом программир уемого таймера, информационные выходы четве 11 того счетчика черезрегистр памяти соединены с первымиинформационными входами дисплея, вторые информационные входы которого соединены с информационными выходамитретьего счетчика, вход выборки ихранения регистра памяти соединен стретьим выходом программируемого таймера, четвертый и пятый выходы которого соединены с первыми входамипервого и второго логических элементов ЗИ, вторые входы которых соединены с вьходами первой и второй схемИ, а третьи входы первого и второго логических элементов ЗИ соединены с Формирования логических уровней, второй вход КЯ-триггера соединен с вы-. ходом "Перенос" второго счетчика.ственного комитет 113035, Москва,изо5, Р тениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., д. 4/5