Устройство для электрохимического растворения металлов

 

Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимущественно для получения солей металлов платиновой группы. Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей устройства для электрохимического растворения металлов. Устройство содержит блок 1 сетевой синхронизации, формирователь 2 логических уровней, к прямому и инверсному выходам которого подключены соответственно входом синхронизации программируемый таймер 3, счетным входом программируемый делитель 4 частоты с блоком 5 задания коэффициента деления и входом Установка нуля первый счетчик 6 и второй счетчик 7, кроме того, устройство содержит делитель 8 частоты , опорный генератор 9, первое и второе наборные поля 10 и 11, первую и вторую схемы И 12 и 13, первую и вторую схемы ЗИ 14 и 15, соединенные через блок 16 запуска тиристоров с блоком 17 тиристоров, RS-триггер, подключенные последовательно с блоком 17 тиристоров электролизер 19 и электромагнит 20 с установленным на нем магнитоэлектрическим преобразователем 21, к Которому последова

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

FI0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР (21) 4426080 /26 (22) 16.05.88 (46) 15.04,91. Вюл. к- 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химич еских р еактивов и особо чистых химических веществ (72) Г.А.Андрианов, В.С.Дунаев, В.А.Михалев и А.И.Рязанов (53) 66.052-12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1094869, кл. С 25 D 21/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Н - 1560629, кл. С 25 D 21/12, 28.10.88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимущественно для получения солей металлов платиновой группы. Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей устройства для электрохимического растворе„.Я0„„1641 97 А1 (51)5 С 25 D 21 12 G 05 D 27 00

2 ния металлов. Устройство содержит блок 1 сетевой синхронизации, формирователь 2 логических уровней, к прямому и инверсному выходам которого подключены соответственно входом синхронизации программируемый таймер 3, счетным входом программируемый делитель 4 частоты с блоком 5 задания коэффициента деления и входом "Установка нуля" первый счетчик

6 и второй счетчик 7, кроме того, устройство содержит делитель 8 частоты, опорный генератор 9, первое и второе наборные поля 10 и 11, первую и вторую схемы И 12 и 13, первую и вторую схемы ЗИ 14 и 15, соединенные . через блок 16 запуска тиристоров с блоком 17 тиристоров, RS-триггер, подключенные последовательно с блоком 17 тиристоров электролизер 19 и электромагнит 20 с установленным на нем магнитоэлектрическим преобра- зователем 21, к которому последоваС

164189 7

10

Изобретение относится к электрохимии и предназначено для получения солей преимущественно металлов платиновой группы.

Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей предлагаемого устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для электрохимического растворения металлов, на фиг. ° 2— временная диаграмма.

Устройство содержит блок 1 сетевой синхронизации с подключенным к его выходу блоком 2 формирования логических уровней, к прямому выходу которого 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 к инверсному выходу формирователя 2 логических уровней 2 входом "Установка нуля" подключен второй счетчик

7, причем счетчики 6 и 7 своими счетными входами через делитель 8 частоты соединены с выходом опорного генератора 9, а к их информационным выходам через первое 10 и второе 11 наборные поля подключены первая 12 и вторая 13 схемы И, к выходам которых вторыми входами подключены соответственно первая 1.4 и вторая 15 схемы ЗИ, соединенные выходами через блок 16 запуска тиристоров с .блоком 17 тиристоров> третьими входами схемы ЗИ 12 и 13 тельно подключены прецизионный выпрямитель 22, аналого-цифровой преобразователь 23 и преобразователь код — код 24 с подключенными к нему входами управления делителя 25 ° частоты с изменяемым коэффициентом деления, соединенный счетным входом с выходом схемы ИЛИ 26, гричем к информационным выходам третьего счетчика 27 подключен цифровой дисплей

30 непосредственно, а к информационным выходам четвертого счетчика 28 через регистр 29 памяти, соединенный

55 входом "Выборка-хранение" с вторым входом программируемого таймера 3, к третьему выходу которого подключен входом "Установка нуля" четвертый счетчик 28, а к четвертому и пятому выходам подключены первыми входами соответственно первая и вторая схемы ЗИ 14 и 15, подключенные третьими входами к выходу RS-триггера 18, подключенного первым и вторым входами к выходу программируемого делителя 4 частоты и выходу "Перенос" второго счетчика 7. 2 ил. подключены к выходу RS-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 к

М

его 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

5 164

"Выборка-хранение" с вторым выходом программируемого таймера 3, к третьему выходу которого подключен входом "Установка нуля четвертый счетчик 28.

Устройство для электрохимического растворения металлов работает следующим образом.

На выходе блока 1 сетевой синхро— низации формируются прямоугольные импульсы, длительность которых равна длительности полупериода сетевого напряжения.

При этом на прямом и инверсных выходах 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 производится

-досчет импульса и запуск программируемого таймера 3.

На инверсном выходе блока 2 формирования логических уровней формируется уровень "1", с помощью которого второй счетчик 7 будет обнулен и заблокирован на время, равное длительности полупериода сетевого напряжения, а первый счетчик 6 в течение этого времени будет осуществлять счет импульсов, поступающих на его счетный вход через делитель 8 частоты с выхода опорного генератора 9.

При поступлении на счетный вход первого счетчика 6 заданного с помощью первого наборного поля 10 числа импульсов на выходе первой схемы

И 12 формируется уровень "1".

Если при этом на ее первом и третьем входах имеют место уровни

"1", то на выходе схемы ЗИ 14 также формируется уровень "1", с помошью которого блок 16 осуществляет отпирание соответствующего тиристора в блоке 17.

Если хотя бы на одном из входов схемы ЗИ 14 при поступлении на ее второй вход уровня "f" имеет место уровень "0", то на ее выходе также сохраняется "0" и при этом отпирание тиристора в блоке 17 не происходит °

С поступлением очередного полупериода сетевого напряжения на блок

1 сетевой синхронизации на прямом выходе блока 2 формирования логических уровней формируется "1", а на . инверсном. — "0".

189 7

При этом первый счетчик обнулен и заблокирован, а второй счетчик 7 начнет счет импульсов, поступающих

5 на его счетный вход с выхода делителя 8 частоты.

С поступлением на его счетный вход заданного с помощью второго наборного поля 11 числа импульсов на выходе второй схемы И 13 формируется уровень "1

Если при этом на первом и третьем входах схемы ЗИ 15 в этот момент имеют место уровни "1", то на ее выходе формируется также уровень

"1", с поступлением которого на вход блока 16 открывается соответствующий тиристор в блоке 17.

Если на одном из входов второй

20 схемы ЗИ 15 имеет место уровень "0", то отпирание второго тиристора в блоке 17 не происходит.

Таким образом, с помощью первого

6 и второго 7 счетчиков, первого

10 и второго 1 f наборных полей, а также первой 12 и второй 13 схем осуществляется независимое задание углов отпирания каждого из тиристоров в блоке 17 при поступлении соответствующего полупериода сетевого напряжения.

После того, как на счетный вход программируемого делителя 4 частоты поступит заданное с помощью блока 5 задания коэффициента число импульсов, на первый вход RS-триггера 18 поступит короткий импульс и он перейдет в состояние, при котором на

его выходе сформируется уровень 1, поступающий на третьи входы схем ЗИ 14 и 15.

По окончании периода сетевого напряжения на выходе "Перенос второго счетчика 7 формируется уровень

"0", с поступлением которого на вто"5 рой вход RS-триггера 18 последний переходит в состояние, при котором на его выходе имеет место уровень

"0", сохраняющийся в течение време о ни, кратного числу периодов, заданного с помощью блока 5.

На это время на выходах схем

ЗИ 14 и 15 сохраняются уровни "0", благодаря чему тиристоры в блоке 17 остаются закрытыми.

Изменением пропуска заданного числа периодов сетевого напряжения осуществляется регулирование расселваемой на электролизере 19 мощности

164189 7

30

40 да магнитоэлектрич еского пр еобразователя 21 .

При изменении числа на выходе преобразователя код — код 24 соответбез изменения единичной мощности импульсов сетевого напряжения, что поз воляет оптими зиро вать процесс получ ения солей ме талл ов.

С помощью сигналов на четвертом и пятом выходах программируемого таймера 3 осуществляется управление реверсом тока.

Если, например, на четвертом выхо- 10 де программируемого таймера 3 имеет место уровень "1", а на пятом — уровень "0", то при этом один из тиристоров в блоке 17 будет закрыт в течение 3agaHHoro времени, a ppyroH тиристор будет пропускать импульсы одной полярности.

После того, как на четвертом выходе программируемого таймера 3 сформируется уровень "0" а на пятом— ур.овень "1", то при этом остается закрытым первый тиристор в блоке 17, а второй начинает пропускать импульсы противоположной полярности.

Таким образом, с помощью предла- 25 гаемого устройства можно независимо задавать углы отпирания тиристоров в блоке 17, число пропусков периодов сетевого напряжения, а также время реверса тока.

Измерение электрического заряда и среднего значения тока, протекающего через электролнзер 19, осуществляется следующим образом.

При пропускании тока через последовательно включенные с блоком тирис- 35 торов 17 электролизер 19 и электромагнит 20 с сердечником из магнитомягкого материала, на нем формируется магнитное поле, пропорф ональное мгновенному значению тока.

С помощью магйитоэлектрического преобразователя 21 формируется электрический сигнал, пропорциональный на- пряженности магнитного попа электроl магнита 20, поступающий на вход прецизионного выпрямителя 22, с выхода которого спряипенный сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 23, преобразующего спрямпенный сигнал в цифровой код. 50

С 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 через электролизер 19, пропорционально возрастает число импульсов, поступающих на счетные входы третьего 27 и четвертого 28 счетчиков.

Третий счетчик осуществляет подсчет импульсов нарастающим итогом и при этом несет информацию о количестве электрического заряда, прошедшего через электролизер 19 за наблюдаемый промежуток времени.

С помощью четвертого счетчика

28 осуществляется определение среднего значения тока на заданном с помощью программируемого таймера 3 промеж утк е вр емени .

В конце заданного временного промежутка интегрирования, на первом выходе программируемого таймера 3 формируется уровень "1" на время, равное трем тактам.

В течение этого времени на втором и третьем выходах программируемого таймера 3 формируются последовательно два тактовых импульса.

При поступлении уровня "1" с первого выхода программируемого таймера на второй вход схемы ИЛИ 26 импульсы с выхода тактового генератора 9 прекращают поступать на счетный вход делителя 25 частоты, а также на счетные входы третьего 27 и четвертого

28 счетчиков, С поступлением с второго выхода программируемого таймера тактового импульса информация из четвертого счетчика 28 переписывается в регистр

29 памяти.

Тактовым импульсом, поступающим с третьего выхода программируемого таймера 3, ч етвертый счетчик 28 обнуляется.

Таким образом, в регистре 29 памяти хранится информация о текущем значении среднего тока в электролизере 19.

Информация на выходах третьего счетчика 27 и регистра 29 памяти отображается на цифровом дисплее.30.

Оптимизация технологического процесса может осуществляться с помощью микроконтроллера, подключенного своими портами ввода к информационным выходам третьего счетчика 27 и регистра 29 памяти, а управляющим выходом в место блока 5 - к управляющим. °

9 164 входам программируемого делителя 4 частоты.

Формула изобретения

Устройство 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 2ИЛИ, первый и второй логические элементы ЗИ, RSтриггер, датчик тока, блок задания коэффициента деления, прецизионный

Ф выпрямитель, 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 2ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом программи189 7 l0 выходом RS-триггера, первый вход

40 которого соединен с выходом первого делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления, счетный вход которого соединен с прямым выходом блока

35 руемого таймера, задающие входы первого делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления соединены с выходами блока задания коэффициента деления, положительная шина источника питания связана с его отрицательной шиной через последовательно соединенные электролизер, блок тиристоров и датчик тока, выход датчика тока через последовательно соединенные прецизионный выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь и преобразователь код — код связан с входами управления второго делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента

2ИЛИ, а выход соединен со счетными входами третьего и четвертого счетчиков, вход сброса четвертого счетчика соединен с вторым выходом программируемого таймера, информационные выходы четве11того счетчика через регистр памяти соединены с первыми информационными входами дисплея, вторые информационные входы которого соединены с информационными выходами тр етьег о сч етчика, вход выборки и хранения регистра памяти соединен с третьим выходом программируемого таймера, четвертый и пятый выходы которого соединены с первыми входами первого и второго логических элементов ЗИ, вторые входы которых соединены с выходами первой и BTopoË схем

И, а третьи входы первого и второго логических элементов ЗИ соединены с формирования логических уровней, второй вход RS-триггера соединен с вы-. ходом "Перенос" второго счетчика.

164! 897

Ввк. I

Внх.2

Вых.

Фиг. 2

Составитель А.Прусковцов

Редактор T.Ëàýoðåíêî . Техред И.Дидык . КорРектоР N.Ìàêcèìèøèíåö

Заказ 1126

Тираж 408

Подписное

ИЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101