Устройство для мгновенного включения и разрыва тока в электролитической ячейке

 

COOS СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

\ (19) (11) (51) 4 С 25 D 21/12

" t с

4 -.Р, ь г

° t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ теля.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21)3732789/22-02 (22) 08,02.84 (46) 15.01.86.Бюл. У 2 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт по электробытовым машинам и приборам (72) В.В.Ковалев, С.А.Сейдер и О.В.Ковалева (53) 621.357.77 (088.8) (56) Ваграмян А.Т..Соловьева З.А, Методы исследования электроосаждения металлов. — М.: Изд.АН .СССР, 1960, с.91-101.

Косов В.П. и др. Тиратронное реле, применяемое при осциллографическом изучении электродных процессов. — Электронная обработка материалов, изд.АН МССР, 1965, В 5-6, с, с.183-184. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МГНОВЕННО О .. ВКЛЮЧЕНИЯ И РАЗРЫВА ТОКА В ЭЛЕКТРОЛИТИ ЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКЕ, включающее основйой и ,вспомогательный электроды, блок питания с силовым трансформатором, реле пуска развертки;осциллографа, Реле с тиратроном для разрыва тока в ячейке, контакт включения реле пуска и силовой выпрямитеяь, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса оптимизации злектрохимических режимов путем .включения и разрыва периодического тока с обратным импульсом в заданный момент времени от начала периода тока, оно снабжено транзисторными ключами, инвертором, формирователем остроконечных импульсов, подключенHblM к одной из обмоток силового трансформатора, одновибратором с регулятором длительности импульса, причем вход одновибратора соединен с выходом формирователя остроконечных импульсов и входом пусковой цепи 9 развертки осциллографа, а выход .одновибратора подключен одновременно к базе одного из транзистор-,. С ных ключей и к инвертору, \ выход которого соединен с базой другого . транзисторного ключа, эмиттеры ключей соединены между собой и подключены к вспомогательному электроду ячейки, а коллекторы ключей соединены между собой и подключены к выходу силового выпрями"

1204650

10

Изобретение относится к устройствам электрохимической обработки материалов и может быть использовано при оптимизации электрохимических процессов, в частности для определения и регулирования режимов активации и пассивации поверхности . электродов в условиях их поляризации периодическим током с обратным ,импульсом при нанесении гальвани.ческих покрытий, а также при электрокоагуляционной очистке сточных вод.

Цель изобретения — повьппение эффективности процесса оптимизации электрохимических режимов путем включения и разрыва периодического тока и с обратным импульсом в задан ный момент времени от начала периода тока.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок питания

1, в одну из обмоток силового трансформатора которого подключен формирователь 2 остроконечных импульсов, имеющий выход на одновибратор 3, в цепь которого включен регулятор 4 длительности импульсов, а выход одновибратора подключен к базам транзисторного ключа 5 и транзисторного ключа 6, последовательно подключенного к одновибратору через инвертор 7, коллекторы ключей соединены между собой и подключены к выходу силового выпрямителя 8, а эмиттеры ключей, также соедиенные между собой, подключены к вспомогательному электроду 12 ячейки 9, основной электрод 13 которой соединен с вторым выходом выпрямителя 8 и электролитическим ключом 10 с электродом сравнения. Фиксирование форм тока и моментов его включения и выключения производится осициллографом !1, соединенным с выходами формирователя

2 импульсов, эмиттеров ключей 5 и 6, и электродом сравнения электро" литического ключа 10, электрохимическая ячейка 9 имеет вспомогательный электрод 12 и основной электрод 13, к которому проводится капилляр электролитического ключа 14, образующий замкнутую электрическую цепь с электроцом сравнения 10„

Устройство работает следующим образом. У!

Формирователь импульсов 2 получает напряжение синусоидальной формы от одной из обмоток силового трансформатора блока питания 1 и преобразует его в импульсы остроконечной формы длительностью 3-5 мс с крутым передним фронтом, необходимые для запуска одновибратора 3 и, одновременно, развертки осциллографа 11.

Одновибратор 3 вырабатывает один импульс отрицательной полярности прямоугольной формы, длительность которого может регулироваться с помощью регулятора 4 от 5 до 50 мс.

Передним фронтом импульса одновибратора 3 (в момент начала развертки осциллографа) включается транзисторные ключи прямого 5 и обратного

6 импульсов тока и через них соединя. ется вспомогательный электрод 12 ячейки 9 с выходом выпрямителя 8.

Для согласования выхода одновибратора

3 с выходом транзисторного ключа 6, требующего положительную полярность сигнала, применен инвертор 7.

Задним фронтом импульса одновиб" ратора 3 закрываются транзисторные ключи прямого 5 и обратного 6 импуль сов тока и прерывается ток на вспомогательный электрод 12 ячейки 9.

Значения потенциала поверхности основного электрода 13 снимается с помощью электролитического ключа с электродом сравнения 10.

При работе с предлагаемым устройством синхронизации развертки осциллографа ll должна быть включена в режим работы внешняя синхронизация ждущей развертки.

Таким образом, момент прерывания тока всегда может быть точно выбран в зависимости от ширины импульса одновибратора с помощью регулятора 4.

Устройство позволяет многократчо воспроизвести импульс тока и разрыв его в заданный момент времени с обеспечением запуска развертки осциллографа в точно выбранной части периода тока.Это дает возможность включать и разрывать цепь тока вспомогательного электрода в любой заданный момент от начала периода выбранной кривой формы тока,а также многократно воспроизвести изменение тока и потенциала по" верхности электрода на двухлучевом з 1204650 осциллографе типа Cl-lб или аналогич-!. ных типов

Мгновенное включение и разрыв тока в регулируемый точно заданный и многократно регистрируемый на экране осциллографа момент времени изменения развертки кривой тока в . период протекания электрохимического процесса приводит к спаду потенциала поверхности электрода, который изменяется с задержкой во времейи, постепенно достигая своего стационарного значения. Время установления стационарного потенциала, фиксируемое на экране осциллографа, ,характеризует состояние активной

I поверхности в период электролиза, а также скорость пассивационных процессов на поверхности электродов .

При применении устройства для мгновенного включения тока в момент запуска развертки происходит ска- . чок потенциала, величина которого связана с состоянием активной поверх ности электрода до включения тока.

Время спада потенциала до установившегося значения при заданной плотности тока характеризует пассивационные процессы во время электролиза, Периодический разрыв и включение тока через разные наперед заданные промежутки времени позволяет количественно оценить состояние активной поверхности электрода в процессе электролиза и оптимизировать условия протекания электрохимических процессов.

Таким образом, критерием оптималь ности режимов и условий электролиза является максимальная степень активности поверхности электродов, определяемая по кривым изменения потен" циала при включении и выключении поляризующего тока. При этом степень активности поверхности может регулироваться иЗменением величины или длительности обратного импульса тока.

Эффективность процесса оптимизации электрохимических режимов в отличие от известного, где момент включения и разрыва поляризующего гока и соответствующее изменение скачки потенциала электрода при этом носит случайный характер, по данному решению обеспечивается точной воспроизводимостью результатов Hs5

50 мерений тока и потенциала во времени °

Установление оптимальных режимов электролиза путем регулирования обратного импульса тока позволяет проводить электрохимические процессы в активационном режиме, что способствует интенсификации этих процес сов путем повышения рабочей плотности тока, улучшить качество гальванических покрытий, повысить выход металла по току, снизить затраты электроэнергии и металла электродов при электрохимической (электрокоагуляционной) очистке сточных вод.

Положительный эффект, связанный

;с повышением эффективности процесса оптимизации электрохимических режимов по отношению к прототипу,,достигается за счет следующего.

В отличие от известного,где разрыв электрической цепи во времени периода тока носит случайный характер, данное устройство обеспечивает запуск развертки осциллографа и выбор времени разрыва тока в зависимости от поставленных задач исследования °

Данное устройство бесконтактное, электронное, быстродействующее, с неограниченным сроком переключений, что устраняет ряд отрицательных явлений, присущих устройствам с электромагнитным реле по известному устройству, таких как дребезжание контактов, дуга между ними и задержка времени срабатывания контактов, их подгоранию и т.д.

Данное устройство может быть применено для мгновенного разрыва цепи тока, или его включения после различных периодов времени с обеспечением точного повторения заданного режима, причем оно может оыть применено для использования как периодического многофазног0 тока с обратным импульсом, так и постоянного тока.

Зкономический эффект от применения данного устройства при оптимизации режимов электрохимических процессов с использованием периодического тока с обратным импульсом достигается за счет улучшения качества гальванических покрытий и их сцепление с основной благодаря определению.и устранению причин, приводящих к пассивации,поверхности. электродов; оптимизации условий для повышения выхода по току и интенсификации проФ

Составитель С.Пономарев.

Редактор Л.Авраменко Техред.А.Ач Корректор M.Лаксимншинец

Заказ 8493/26 Тираж 636

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Подписное

<Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

5 1 цесса нанесения катодных гальванических покрытий; обеспечения условий анодного растворения металлов в активационном режиме при электро химической (электрокоагуляционной) очистке сточных вод путем предотвращения эашламления и повышения коэффициента использования металла

204650 б электродов; снижения непроизводитель ного расхода электроэнергии эа счет, низкого напряжения на электродах ,в условиях предотвращения пассивации их поверхности, Экономический эффект от внедрения данного устройства составляет

6,2 тыс. руб °