Гальваническая ванна
Использование: в гальваническом и химическом производствах при электрическом нагреве растворов ванн. Сущность изобретения: гальваническая ванна, содержащая емкость 1, трубчатые электронагреватели 2, 3 и приспособпения 5, 6 для их крепления, дополнительно снабжена датчиком загрузки, двухпредельным сигнализатором 8 уровня жидкости, устройствами 9. 10 коммутации напряжения питания трубчатых электронагревателей по числу последних и блоком 12 автоматического контроля и управления защитой трубчатых электронагревателей от перегрева. При этом в устройство введены новые связи, а сами трубчатые электронагреватели отличаются формой и расположением в ванне. 3 ип. &/Г/Ъ1/1 Г) faff /ос г 4о/ с.
Формула изобретения
//г/ Г Изобретение относится к нанесению гальванических, химических и анодизационных покрытий, в частности к гальваническим ваннам. Целью предполагаемого изобретения является снижение вероятности перегрева трубчатых электронагревателей при различных режимах работы ванны, увеличение полезного объема емкости для обработки деталей, упрощение конструкции ванны и снижение эксплуатационных затрат на ее обслуживание. На фиг. 1 представлена структурная схема гальванической ванны, емкость показана в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид с торцовой стороны емкости; на фиг. 3 - структурная-схема блока автоматического контроля и управления защитой ТЭНов от перегрева Гальваническая ванна содержит емкость 1, ТЭНы 2, 3, 4, приспособления 5, 6 для их крепления, датчик 7 загрузки, ловители (на фиг. 2 не обозначены) приспособления с деталями (на фиг. 1, 2 не показаны), двухпредельный сигнализатор 8 уровня жидкости, устройства 9, 10, 11 коммутации напряжения питания ТЭНов и блок 12 автоматического контроля и управления защитой ТЭНов от перегрева. Выход датчика 7 соединен с первым входом блока 12, второй и третий входы которого соединены с выходами сигнализатора 8, а выходы - с управляющими входами устройств 9, 10,11. ТЭНы 2, 3,4 выполнены U-образными Г -образного; профиля, расположены с торцевых сторон емкости 1 и соединены с соответствующими устройствами 9, 10 и 11 с внешних торцевых стенок емкости 1. Блок 12 содержит схемы 13, 14, 15, 16 выделения переднего фронта, схемы 17,18, 19, 20 выделения заднего фронта, таймеры 21, 22, 23, схемы 24, 25 запрета, элемент 26 задержки, RS-триггеры 27, 28, 29,30, 31, 32, логические элементы (ЛЭ) И 33, 34, 35, логические элементы ИЛИ 36, 37, 38. 39, усилитель 40 мощности и элемент 41 сигнализации . Гальваническая ванна работает следующим образом. Перед началом эксплуатации в емкость 1 устанавливают ТЭНы 2, 3, 4, закрепляют их с помощью приспособлений 5, 6, соединяют с устройствами 9, 10, 11 и заливают обрабатывающий раствор до значения его оптимального уровня (см. фиг, 1), который может поддерживаться с помощью , например, поплавкового регулятора уровня прямого действия (не показанного на фиг. 1, 2) или непосредственно обслуживающим персоналом. При этом на выходах сигнализатора 8 присутствуют сигналы, например, с уровнем логического нуля (лог. О), поступающие на второй и третий входы блока 12 соответственно на вход схемы 18, первый вход схемы 25, второй вход ЛЭ И 33, первый вход ЛЭ И 34 и на второй вход ЛЭ ИЛИ 38. На второй вход таймера 21 блока 12 подан сигнал, характеризующий время (уставка TI), в течение которого анализируется понижение уровня раствора в емкости 16, вызванное началом выгрузки из последней деталей, ниже оптимального уровня, что может приводить к понижению уровня раствора в емкости 1 ниже границы активной части ТЭНов 2, 3, 4 после полной выгрузки деталей из ванны. На второй вход таймера 22 блока 12 подан сигнал, характеризующий максимально возможное время (уставка Т2) для восстановления уровня раствора в емкости 1 до оптимального уровня после выгрузки из последней. На второй вход таймера 23 блока 12 подан сигнал, характеризующий максимально возможное время (уставка Тз) для восстановления уровня раствора в емкости 1 до оптимального уровня в процессе выхода ванны на температурный режим и при гальванической обработке деталей. В ловителях емкости 1 отсутствует приспособление с обрабатываемыми деталями, в связи с чем на выходе датчика 7 отсутствует сигнал с уровнем логической единицы (лог. 1), поступающий на первый вход блока 12, на вход схемы 13 и схемы 17 (на их входах присутствуют сигналы с уровнем лог. О). В связи с вышеизложенным, на выходе усилителя 40 отсутствуют сигналы для управления отключением напряжения питания ТЭНов 2, 3, 4 через посредство устройств 9, 10, 11. Тем самым, на ТЭНы 2, 3, 4 подано напряжение питания и они нагревают раствор. В процессе гальванической обработки деталей и ее выхода на температурный режим, блоком 12 осуществляется контроль за уровнем раствора в емкости 1. В случае понижения уровня раствора в емкости 1 до значения меньшего оптимального (см. фиг. 1), на первом выходе сигнализатора 8 появляется сигнал с уровнем лог. 1й, поступающий на второй вход блока 12, на второй вход ЛЭ И 33, первый вход ЛЭ И 34, вход схемы 18 и первый вход схемы 25, на выходе которой появляется (поскольку отсутствует сигнал с уровнем лог. 1 на ее втором, инверсном входе, поступающий с выхода RS-триггера 27, так как он находился в нулевом состоянии) сигнал с уровнем лог. 1, поступающий: - на вход элемента 26 задержки (величина которой равна времени срабатывания схемы 14 и RS-триггера 30), на выходе которого, через время задержки, появляется сигнал с уровнем лог. -1. поступающий на второй вход ЛЭ И 35; - на вход схемы 14. на выходе которой появляется импульс, поступающий на вход R установки в ноль RS-триггера 30 (и устанавливающий последний в нулевое состояние ) и на вход таймера 23, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1 и длительностью, определяемой величиной уставки Тз, по окончании которого, на выходе схемы 20 появляется импульс, поступающий на вход S RS-триггера 30 и устанавливающий последний в единичное состояние, сигнал с уровнем лог. 1, с выхода которого поступает на первый вход ЛЭ И 35. При этом, если в течение длительности уставки Тз сигнал с уровнем лог/1 на первом выходе сигнализатора 8 сохранится (суть не произойдет восполнения уровня раствора в емкости 1 до оптимального уровня ),.то на выходе ЛЭ И 35 появляется сигнал с уровнем лог. 1, поступающий на вход схемы 16, на выходе которой появляется импульс, поступающий: - на третий вход ЛЭ ИЛИ 36, на выходе которого появляется импульс с уровнем лог. 1, устанавливающий RS-триггер 28 в единичное состояние, что приводит к появлению на первом входе и выходе ЛЭ ИЛИ 38 сигнала с уровнем лог. 1, поступающего на вход усилителя 40, с выхода которого, усиленный по мощности сигнал, поступая на управляющие входы устройств 9, 10, 11, производит отключение ТЭНов 2. 3, 4 от источника питающего их напряжения; - на вход S установки в единичное состояние RS-триггера 32, сигнал с уровнем лог. 1, с выхода которого поступает на второй вход ЛЭ ИЛИ 39, на выходе которого также появляется сигнал с уровнем лог. 1, обеспечивающий, с помощью элемента 41, сигнализацию состояния Авария восполнения уровня. При восстановлении оптимального уровня раствора в емкости 1, например, обслуживающим персоналом или загрузкой (в случае, если температура раствора не успела понизиться ниже минимального значения) деталей, сигнал с уровнем лог. 1 на первом выходе сигнализатора 8 уменьшается до нуля, что приводит к исчезновению сигналов с уровнем лог. 1 на втором входе ЛЭ И 34, первом входе схемы 25 и входе схемы 18, на выходе которой появляется импульс, поступающий: - на входы R установки в нулевое состояние RS-триггера 27, RS-триггера 29, RS- триггера 31 и RS-триггера 32, переводя последний в нулевое состояние, что, в свою очередь, приводит к исчезновению сигналов с уровнем лог. 1 на выходе ЛЭ ИЛИ 39, втором, инверсном входе схемы 24, и сигнализации состояния Авария восполнения уровня ; - на второй вход ЛЭ ИЛИ 37, с выхода которого он обеспечивает перевод RS-триггера 28 в нулевое состояние, исчезновение сигнала с уровнем лог. 1 на выходе ЛЭ ИЛИ 38 и мощного сигнала на выходе усилителя 40, тем самым обеспечивая подключение (через устройства 9. 10, 11) ТЭНов 2, 3, 4 к источнику питающего их напряжения. При этом, в случае загрузки ванны деталями и наличия в емкости 1 оптимального уровня, сигналы с уровнем лог. 1, поступая на вход схемы 13 с выхода датчика 7 и вызывая на ее выходе импульса, поступающего на первый вход схемы 24, приводит к появлению (поскольку отсутствует сигнал с уровнем лог. 1 на ее втором, инверсном входе) на выходе последней импульса, поступающего на первый вход ЛЭ ИЛИ 37, с выхода которого он поступает на вход R установки в нулевое состояние RS-триггера 28. Если же оптимальный уровень раствора в емкости по какой-то причине не был восстановлен (присутствует сигнал Авария восполнения уровня и RS-триггер 28 находится в единичном состоянии), а в ванну производится загрузка деталей (например, из-за необходимости доведения до конца начатого процесса гальванообработки деталей ), причем после ее окончания оптимальный уровень не восстановлен, а уровень раствора в емкости 1 превышает границу активно части ТЭНов 2, 3, 4, то импульс с выхода схемы 13, поступая на вход схемы 24, приводит к появлению (поскольку отсутствует сигнал с уровнем лог. 1 на ее втором , инверсном входе, поступающий со второго выхода сигнализатора 8) импульса на ее выходе, который, поступая, через ЛЭ ИЛИ 37, на вход R RS-триггера 28, обеспечивает перевод последнего в нулевое состояние и подключение ТЭНов 2, 3, 4 к источнику питающего их напряжения. При этом, в результате аварии восполнения уровня раствора или в процессе обработки деталей уровень раствора в емкости 1 станет ниже границы активной части ТЭНов 2, 3, 4 (например, при сливе раствора из емкости 1), то на втором выходе сигнализатора 8 возникает сигнал с уровнем лог. 1, поступающий: - на второй, инверсный входы схемы 24 для запрета подключения ТЭНов 2, 3, 4; - на второй вход ЛЭ ИЛИ 38, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1, поступающий на вход усилителя 40, на выходе которого появляется усиленный по мощности сигнал, поступающий на управляющие входы устройств 9, 10, 11 и производящий, с помощью последних, отключение ТЭНов 2.-3, 4 от источника питающего их напряжения. После окончания процесса обработки деталей в емкости 1 производится их выгрузка. При этом, поскольку в процессе обработки деталей происходило испарение (или вынос бортовой вентиляцией) раствора , а, например, поплавковый, регулятор уровня не работал, так как значение уровня раствора превышало оптимальное значение последнего, уровень раствора постепенно понижался, в частности до границы оптимального уровня, что, в свою очередь, может приводить к тому, что при полном выходе деталей из емкости 1 уровень раствора в последней может скачкообразно снизиться до значения меньшего, нежели граница активной части ТЭНов, и, как следствие, к перегреву последних и выходу их из строя. В противном случае необходимо искусственно увеличивать разницу (Д) между значениями оптимального уровня раствора и границы активной части ТЭНов, что снижает эффективность нагрева, увеличивает (по высоте) габариты емкости 1 и время неработоспособного состояния ванны по критерию ее постоянства электрических характеристик при электролитической обработке деталей.. В другом случае, например, при загрузке в емкость 1 деталей типа колпак (суть при большом количестве раствора, например , воды привнесенной деталями из предшествующей ванны) и сравнительно малом времени обработки (5-10 мин), даже после их выгрузки из емкости 1 уровень в последней может или превышать или быть равным оптимальному уровню раствора в ней, то есть нет необходимости в отключении ТЭ- Нов 2, 3, 4. 8 заявленном устройстве, при начале выгрузки деталей из емкости 1 на выходе датчика 7 исчезает сигнал с уровнем лог, 1, поступающий на вход схемы 17 и схемы 13 блока 12 (см. фиг, 1, 3), что приводит к появлению на выходе схемы 17 импульса, поступающего: - на вход S установки в. единичное состояние RS-триггера 27, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1, поступающий на второй, инверсный вход схемы 25, запрещая, тем самым, анализ выполнения уровня раствора в емкости 1 при выгрузке из последней деталей; - на вход таймера 22, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1. длительность которого определяется величиной уставки Та, поступающий на вход схемы 19; - на вход таймера 21, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1, длительность которого определяется величиной уставки Ti, поступающий на первый вход ЛЭ И 33, на второй вход которого поступает сигнал со второго выхода сигнализатора 8. При этом, если за время длительности сигнала (устэвка TI) на выходе таймера 21 произойдет понижение уровня раствора в емкости 1 ниже его оптимального значения (на первом выходе сигнализатора 8 возникнет сигнал с уровнем лог. 1), то на выходе ЛЭ И 33 появится импульс, поступающий на первый вход ЛЭ ИЛИ 36, с выхода которого он поступает на вход S установки в единичное состояние RS-триггера 28, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1, поступающий на первый вход ЛЭ ИЛИ 38, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1, поступающий на вход усилителя 40, на выходе которого появляется усиленный по мощности сигнал, поступающий на управляющие входы устройства 9, 10, 11 и обеспечивающий отключение подачи питания на ТЭНы 2, 3, 4. После окончания длительности сигнала на выходе таймера 22, на выходе схемы 19 появляется импульс, поступающий на вход S установки в единичное состояние RS-триггера 29, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. 1, поступающий на второй вход ЛЭ И 34. В этом случае если за время длительности сигнала на выходе таймера 22 не произошло восполнение уровня раствора в емкости 1 до его оптимального значения (на первом выходе сигнализатора 8 продолжает например, присутствовать сигнал с уровнем лог. 1),то на выходе ЛЭ И 34 появляется сигнал уровнем лог. 1, поступающий на вход схемы 15, на выходе которой появляется импульс, поступающий: - на второй вход ЛЭ ИЛИ 36, с выхода которого он поступает на вход S установки , в единичное состояние RS-триггера 28 для последующего отключения питания ТЭНов 2, 3, 4 описанным выше образом; - на вход S установки в единичное сотояние RS-триггера 31, на выходе которого появляется сигнал с уровнем лог. Г, поступающий на первый вход ЛЭ ИЛИ 39. на выходе которого также появляется сигнал с уровнем лог. 1, обеспечивающий с помощью элемента 41, сигнализацию состояния Авария восполнения уровня. После устранения этого состояния, вызванного , например, прерыванием подачи раствора через поплавковый регулятор уровня или обслуживающим персоналом, сигнал с уровнем лог. 1, на первом выходе сигнализатора 8 исчезает, что приводит к исчезновению сигналов с уровнем лог. 1 на втором входе ЛЭ И 33, первом входе ЛЭ И 34, первом входе ЛЭ И 34, первом входе 25 и входе схемы 18, на выходе которой появляется импульс, поступающий непосредственно или через ЛЭ ИЛИ 37 на входы R установки в ноль RS-триггеров 27, 28, 29, 31, 32 и обеспечивающий прекращение сигнализации состояния Авария восполнения уровня и подключение, через устройства 9, 10, 11, ТЭНов 2, 3, 4 к источнику питающего их напряжения. Если же за время длительности импульса на выходе схемы 13 не произошло понижение уровня раствора ниже его оптимального значения (например, из-за малого времени обработки деталей, незначительного количества испарений и т.п.), то на первом выходе сигнализатора 8 не появляется (за время длительности уставки Ti) сигнал с уровнем лог. Г, поступающий на второй вход ЛЭ И 33, и вышеописанный процесс защиты ТЭНов 2. 3, 4 от перегрева не производится. Этим обеспечивается исключение возможности понижения уровня раствора в емкости 1 до значения меньшего границы активной части ТЭНов 2, 3, 4 при полной выгрузке деталей из ванны при включенных ТЭНах 2, 3, 4, вызванного погрешностью сигнализатора 8, количеством жидкости привнесенным деталями из предшествующей ванны и др., при одновременном обеспечении наиболее эффективного размещения ТЭНов 2, 3, 4 в растворе емкости 1. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным, выбранным в качестве прототипа, позволяет: - существенно снизить вероятность перегрева электронагревателей при различных режимах работы ванны, за счет обеспечения возможности прогнозирования аварийного изменения уровня раствора при выгрузке деталей и отключения питания ТЭНов как при выгрузке деталей и в процессе обработки деталей, так и при сливе раствора; - значительно, на 10-20%, увеличить полезный объем емкости для обработки деталей , необходимый для размещения, например , электродов располагаемых вдоль длинных сторон емкости; - упростить конструкцию ванны, за счет исключения необходимости наличия гибких силовых проводников, поплавков и направляющих; - снизить эксплуатационные затраты на обслуживание ванны, за счет облегчения замены вышедших из строя ТЭНов, изменения места их подключения к источнику питания. Реализация предлагаемого устройства не встречает принципиальных затруднений. В качестве датчика загрузки в устройстве , в зависимости от условий его реализации , могут быть, например, использованы бесконтактные путевые переключатели типов БВК 201-24, КВД-25 (автоматические и автоматизированные гальванические линии), либо токовый выход источника питания ванны, в частности, электролитической обработки (участки стационарных гальванических ванн). В качестве сигнализатора уровня в устройстве могут быть использованы устройства с маятниковым движением поплавка или электрические регуляторы-сигнализаторы уровня типа ЭРСУ-3. В качестве устройств коммутации напряжения питания ТЭНов в устройстве могут быть использованы магнитные пускатели типа ПМЕ. Блок автоматического контроля и управления защитой ТЭНов от перегрева может быть реализован на интегральных микросхемах серий 155,164,176,561,564, а также транзисторов, реле, сопротивлениях, конденсаторах и светодиоде. Формула изобретения 1. ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ ВАННА, содержащая емкость, трубчатые электронагреватели и приспособления для их g крепления, отличающаяся тем, что, с целью снижения вероятности перегрева трубчатых электронагревателей при различных режимах работы ванны, увеличения полезного объема емкости для работки деталей, упрощения конструкции ванны и снижения эксплуатационных затрат на ее обслуживание, она снабжена датчиком загрузки по крайней мере двухпредельным сигнализатором уровня жидкости, устройствами коммутации напряжения питания трубчатых электронагревателей по числу последних и блоков автоматического контроля и 2 управления защитой трубчатых электронагревателей от перегрева, причем выход датчика загрузки соединен с первым входом блока автоматического контроля и управления защитой трубча- 2 тых электронагревателей от перегрева, .15 О 0 5 5 второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами сигнализатора уровня жидкости, а выходы - с управляющими входами устройств коммутации напряжения питания трубчатых электронагревателей, а сами трубчатые электронагреватели выполнены U-образными Г-образного профиля, расположены с торцовых сторон емкости и соединены с соответствующими устройствами коммутации напряжения питания с внешних торцовых стенок последней. 2. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что блок автоматического контроля и управления защитой трубчатых электронагревателей от перегрева выполнен в виде соединенных четырех схем выделения переднего фронта, четырех схем выделения заднего фронта, трех таймеров , двух схем запрета, элемента задержки , шести RS-триггеров, трех логических элементов И, четырех логических элементов ИЛИ, усилителя мощности и элемента сигнализации.пг) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к патенту Российской Федерации
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам
{21) 4930066/26 (22) 22.04.91 (46) 20.09.95 Бюп. Na 26 (71) Пензенский приборостроительный завод (72) Алексеев А.Н. (73) Фирма Тальфитек" (Гальваноунд Фильтер— техник Гюнтерсберге ГмбХ) (56) Оборудование цехов электрохимических покрытий: Справочник под ред. П.М.Вячеславова. — Л.: Машиностроение, 1987, сб1,62, рис.1-48.
Авторское свидетельство СССР N 1502667, кп. С 25D 17/02, 1987. (54) ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ ВАННА (57) Использование в гальваническом и химичес— (19) R 1 (11) 1817487 (13) (: (51) 6 С 25 0 17 ОО 21 12 ком производствах при электрическом нагреве растворов ванн. Сущность изобретения: гальваническая ванна, содержащая емкость 1, трубчатые электронагреватели 2, 3 и приспособления
5, 6 для их крепления, дополнительно снабжена датчиком загрузки, двухпредельным сигнализатором 8 уровня жидкости, устройствами 9, 10 коммутации напряжения питания трубчатых электро— нагревателей по числу поеледних и блоком 12 автоматического контроля и управления защитой трубчатых электронагревателей от перегрева.
При этом в устройство введены новые связи, а сами трубчатые электронагреватели отличаются формой и расположением в ванне. 3 ип.
1817487
Изобретение относится к нанесению гальванических, химических и анодизационных покрытий, в частности к гальваническим ваннам.
Целью предполагаемого изобретения 5 является снижение вероятности перегрева трубчатых электронагревателей при различных режимах работы ванны, увеличение полезного объема емкости для обработки деталей, упрощение конструкции ванны и 10 снижение эксплуатационных затрат на ее обслуживание.
На фиг. 1 представлена структурная схема гальванической ванны, емкость пока- зана в разрезе; на фиг. 2 — то же, вид с торцовой стороны емкости; нэ фиг. 3— структурная. схема блока автоматического контроля и управления защитой ТЭНов от перегрева
Гальваническая ванна содержит ем- 20 кость 1, ТЭНы 2, 3, 4, приспособления 5, 6 для их крепления, датчик 7 загрузки, ловители (на фиг. 2 не обозначены) приспособления с деталями (на фиг. 1, 2 не показаны), двухпредельный сигнализэтор 8 уровня жидкости. устройства 9, 10, 11 коммутации напряжения питания ТЭНов и блок 12 автоматического контроля и управления защитой ТЭНов от перегрева, Выход датчика 7 соединен с первым 30 входом блока 12, второй и третий входы которого соединены с выходами сигнализатора 8, в выходы — с управляющими входами устройств 9, 10, 11. ТЭНы 2, 3, 4 выполнены
U-образными Г -; профиля, рас- 35 положены с торцевых сторон емкости 1 и соединены с соответствующими устройствами 9, 10 и 11 с внешних торцевых стенок емкости 1.
Блок 12 содержит схемы 13, 14, 15, 16 40 выделения переднего фронта, схемы 17, 18, 19, 20 выделения заднего фронта, таймеры
21, 22, 23, схемы 24, 25 запрета, элемент 26 задержки, RS-триггеры 27, 28, 29, 30, 31, 32, логические элементы (ЛЭ) "И" 33, 34, 35, 45 логические элементы "ИЛИ" 36, 37, 38. 39, усилитель 40 мощности и элемент 41 сигнализации.
|Гальваническая ванна работает следующим образом. Перед началом эксплуатации 50 в емкость 1 устанавливают ТЭНы 2, 3, 4, закрепляют их с помощью приспособлений
5, 6, соединяют с устройствами 9, 10, 11 и заливают обрабатывающий раствор до значения его оптимального уровня (см. фиг. 1), 55 который может поддерживаться с помощью, например, поплавкового регулятора уровня прямого действия (не показанного на фиг. 1, 2) или непосредственно обслуживающим персоналом, .При этом на выходах сигнализатора 8 присутствуют сигналы, например, с уровнем логического нуля ("лог. 0"), поступающие нэ второй и третий входы блока 12 соответственно на вход схемы 18, первый вход схемы
25, второй вход ЛЭ И 33, первый вход ЛЭ И
34 и на второй вход ЛЭ ИЛИ 38.
Ха второй вход таймера 21 блока 12 подан сигнал, характеризующий время (уставка Т1), в течение которого анализируется понижение уровня раствора в емкости 16, вызванное началом выгрузки из последней деталей, ниже оптимального уровня, что может приводить к понижению уровня раствора в емкости 1 ниже границы активной части
ТЭНов 2, 3, 4 после полной выгрузки деталей из ванны.
На второй вход таймера 22 блока 12 подан сигнал, характеризующий максимально возможное время (уставка Тг) для восстановления уровня раствора в емкости
1 до оптимального уровня после выгрузки из последней.
На второй вход таймера 23 блока 12 подан сигнал, характеризующий максимально возможное время (уставка Тз) для восстановления уровня раствора в емкости
1 до оптимального уровня в процессе выхода ванны на температурный режим и при гальванической обработке деталей.
В ловителях емкости 1 отсутствует приспособление с обрабатываемыми деталями, в связи с чем на выходе датчика 7 отсутствует сигнал с уровнем логической единицы ("лог, 1"), поступающий на первый вход блока 12, на вход схемы 13 и схемы 17 (на их входах присутствуют сигналы с уровнем
"лог. 0").
В связи свышеизложенным,,на выходе усилителя 40 отсутствуют сигналы для управления отключением напряжения питания ТЭНов 2, 3, 4 через посредство устройств 9, 10, 11. Тем самым, на ТЭНы 2, 3, 4 подано напряжение питания и они нагревают раствор.
В процессе гальванической обработки деталей и ее выхода на температурный режим, блоком 12 осуществляется контроль за уровнем раствора в емкости 1.
В случае понижения уровня раствора в емкости 1 до значения меньшего оптимального (см. фиг. 1), на первом выходе сигнализатора 8 появляется сигнал с уровнем "лог.
1", поступающий на второй вход блока 12, на второй вход ЛЭ "И" 33, первый вход ЛЭ
"И" 34, вход схемы 18 и первый вход схемы
25, нэ выходе которой появляется (поскольку отсутствует сигнал с уровнем "лог. 1" на ее втором, инверсном входе, поступающий с выхода RS-триггера 27, тэк как он находил1817487 ся в нулевом состоянии) сигнал с уровнем
"лог. 1", поступающий: — на вход элемента 26 задержки (вели.чина которой равна времени срабатывания схемы 14 и RS-триггера 30), на выходе которого, через время задержки, появляется сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на второй вход ЛЭ И 35; — на вход схемы 14, на выходе которой появляется импульс, поступающий на вход
R установки в ноль RS-триггера 30 (и устанавливающий последний в нулевое состояние) и на вход таймера 23, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог.
1" и длительностью, определяемой величиной уставки Тз, по окончании которого, на выходе схемы 20 появляется импульс, поступающий на вход S RS-триггера 30 и устанавливающий последний в единичное состояние, сигнал с уровнем "лог..1", с выхода которого поступает на первый вход ЛЭ
И 35.
При этом, если в течение длительности уставки Тз сигнал с уровнем "лог; 1" на первом выходе сигнализатора 8 сохранится (суть не произойдет восполнения уровня раствора в емкости 1 до оптимального уровня),.то на выходе ЛЭ "И" 35 появляется сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на вход схемы 16, на выходе которой появляется импульс, поступающий: — на третий вход ЛЭ ИЛИ 36, на выходе которого появляется импульс с уровнем
"лог. 1", устанавливающий RS-триггер 28 в единичное состояние, что приводит к появлению на первом входе и выходе ЛЭ ИЛИ
38 сигнала с уровнем "лог. 1", поступающего на вход усилителя 40, с выхода которого, усиленный по мощности сигнал, поступая на управляющие входы устройств 9, 10, 11, производит отключение ТЭНов 2, 3, 4 or источника питающего их напряжения; — на вход S установки в единичное состояние RS-триггера 32, сигнал с уровнем
"лог, 1", с выхода которого поступает на второй вход ЛЭ ИЛИ 39, на выходе которого также появляется сигнал с уровнем "лог. 1", обеспечивающий, с помощью элемента 41, сигнализацию состояния "Авария восполнения уровня".
При восстановлении оптимального уровня раствора в емкости 1, например, обслуживающим персоналом или загрузкой (в случае, если температура раствора не успела понизиться ниже минимального значения) деталей, сигнал с уровнем "лог. 1" на первом выходе сигнализатора 8 уменьшается до нуля, что приводит к исчезновению сигналов с уровнем "лог. 1" на втором входе
ЛЭ И 34, первом входе схемы 25 и входе
20 схемы 18, на выходе которой появляется импульс, поступающий: — на входы R установки в нулевое состояние RS-триггера 27, RS-триггера 29, RSтриггера 31 и RS-триггера 32, переводя последний в нулевое состояние, что, в свою очередь, приводит к йсчезновению сигналов с уровнем "лог. 1" на выходе ЛЭ ИЛИ 39, втором, инверсном входе схемы 24, и сигнализации состояния "Авария восполнения уровня"; — на второй вход ЛЭ ИЛИ 37, с выхода которого он обеспечивает перевод RS-триггера 28 в нулевое состояние, исчезновение сигнала с уровнем "лог. 1" на выходе ЛЭ
ИЛИ 38 и мощного сигнала на выходе усилителя 40, тем самым обеспечивая подключение (через устройства 9, 10, 11) ТЭНов 2, 3, 4 к источнику питающего их напряжения.
При этом, в случае загрузки ванны деталями и наличия в емкости 1 оптимального уровня, сигналы с уровнем "лог. 1", поступая на вход схемы 13 с выхода датчика 7 и вызывая на ее выходе импульса, поступающего на первый вход схемы 24, приводит к появлению (поскольку отсутствует сигнал с уровнем "лог. 1" на ее втором, инверсном входе) на выходе последней импульса. поступаю30 щего на первый вход ЛЭ ИЛИ 37, с выхода которого он поступает на вход R установки в нулевое состояние RS-триггера 28.
Если же оптимальный уровень раствора в емкости по какой-то причине не был восстановлен (присутствует сигнал "Авария восполнения уровня и RS-триггер 28 находится в единичном состоянии), а в ванну производится загрузка деталей (например, из-за необходимости доведения до конца
40 начатого процесса гальванообработкидеталей), причем после ее окончания оптимальный уровень не восстановлен, а уровень раствора в емкости 1 превышает границу активно части ТЭНов 2, 3, 4, то импульс с
45 выхода схемы 13, поступая на вход схемы
24, приводит к появлению (поскольку отсутствует сигнал с уровнем "лог, 1" на ее втором, инверсном входе, поступающий со второго выхода сигнализатора 8) импульса
50 на ее выходе, который, поступая, через ЛЭ
ИЛИ 37, на вход R RS-триггера 28, обеспечивает перевод последнего в нулевое состояние-и подключение ТЭНов 2, 3, 4 к источнику питающего их напряжения.
55 При этом, в результате аварии восполнения уровня раствора или в процессе обработки деталей уровень раствора в емкости 1 станет ниже границы активной части ТЭНов
2, 3, 4 (например, при сливе раствора из емкости 1), то на втором выходе сигнализа1817487
50 тора 8 возникает сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий; — на второй, инверсный входы схемы 24 для запрета подключения ТЗНов 2, 3, 4; — на второй вход ЛЗ ИЛИ 38, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог.
1", поступающий на вход усилителя 40, на выходе которого появляется усиленный по мощности сигнал, поступающий на управляющие входы устройств 9, 10, 11 и производящий, с помощью последних, отключение
ТЗНов 2, 3, 4 от источника питающего их . напряжения.
После окончания процесса обработки деталей в емкости 1 производится их выгрузка. При этом, поскольку в процессе обработки деталей происходило испарение (или вынос бортовой вентиляцией) раствора, а, например, поплавковый, регулятор уровня не работал, так как значение уровня раствора превышало оптимальное значение последнего, уровень раствора постепенно понижался, в частности до границы оптимального уровня, что, в свою очередь, может приводить к тому, что при полном выходе деталей иэ емкости 1 уровень раствора в последней может скачкообразно снизиться до значения меньшего, нежели граница активной части ТЭНов, и, как следствие, к перегреву последних и выходу их иэ строя.
В противном случае необходимо искусственно увеличивать разницу (ф между значениями оптимального уровня раствора и границы активной части ТЗНов, что снижает эффективность нагрева, увеличивает (по высоте) габариты емкости 1 и время неработоспособного состояния ванны по критерию ее постоянства электрических характеристик при злектролитической обработке деталей.
В другом случае, например, при загрузке в емкость 1 деталей типа "колпак" (суть при большом количестве раствора, например, воды привнесенной деталями из предшествующей ванны) и сравнительно малом времени обработки (5-10 мин), даже после их выгрузки из емкости 1 уровень в последней может или превышать или быть равным оптимальному уровню раствора в ней, то есть нет необходимости в отключении ТЭНов 2, 3,4.
В заявленном устройстве, при начале выгрузки деталей,из емкости 1 на выходе датчика 7 исчезает сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на вход схемы 17 и схемы 13 блока 12 (см. фиг, 1, 3), что приводит к появлению на выходе схемы 17 импульса, поступающего: — на вход S установки в единичное состояние RS-триггера 27, на выходе которого
35 появляется сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на второй, инверсный вход схемы
25, запрещая, тем самым, анализ выполнения уровня раствора в емкости 1 при выгрузке из последней деталей; — на вход таймера 22, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог. 1", длительность которого определяется величиной уставки Тг, поступающий на вход схемы 19; — на вход таймера 21, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог. 1", длительность которого определяется величиной уставки Т>, поступающий на первый вход ЛЭ И 33, на второй вход которого поступает сигнал со второго выхода сигнализатора 8.
При этом, если за время длительности сигнала (уставка Т1) на выходе таймера 21 произойдет понижение уровня раствора в емкости 1 ниже его оптимального значения (на первом выходе сигнализатора 8 возникнет сигнал с уровнем "лог. 1"), то на выходе
ЛЭ И 33 появится импульс, поступающий на первый вход ЛЭ ИЛИ 36, с выхода которого он поступает на вход $ установки в единичное состояние RS-триггера 28, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог.
1", поступающий на первый вход ЛЭ ИЛИ
38, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на вход усилителя 40, на выходе которого появляется усиленный ло мощности сигнал, поступающий на управляющие входы устройства 9, 10, 11 и обеспечивающий отключение подачи питания на ТЗ Н ы 2, 3, 4
После окончания длительности сигнала на выходе таймера 22, на выходе схемы 19 появляется импульс, поступающий на вход
S установки в единичное состояние RS-триггера 29, на выходе которого появляется сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на второй вход ЛЭ И 34.
В этом случае если за время длительности сигнала на выходе таймера 22 не произошло восполнение уровня раствора в емкости 1 до его оптимального значения (на первом выходе сигнализатора 8 продолжает например, присутствовать сигнал с уровнем
"лог. 1"),то на выходе ЛЭ И 34 появляется сигнал уровнем "лог, 1", поступающий на вход схемы 15, на выходе которой появляется импульс, поступающий: — на второй вход ЛЭ ИЛИ 36, с выхода которого он поступает на вход S установки, в единичное состояние RS-триггера 28 для последующего отключения питания ТЭНов
2, 3, 4 описанным выше образом; — на вход S установки в единичное состояние RS-триггера 31, на выходе которого
1817487
10 появляется сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на первый вход ЛЭ ИЛИ 39, на выходе которого также появляется сигнал с уровнем "лог. 1", обеспечивающий с помощью элемента 41, сигнализацию состоя- 5 ния "Авария восполнения уровня".
После устранения этого состояния, вызванного, например, прерыванием подачи раствора через поплавковый регулятор уровня или обслуживающим персоналом, 10 сигнал с уровнем "лог. 1", на первом выходе сигнализатора 8 исчезает, что приводит к исчезновению сигналов с уровнем "лог. 1" на втором входе ЛЭ И 33, первом входе ЛЭ
И 34, первом входе ЛЭ И 34, первом входе 15
25 и входе схемы 18, на выходе которой появляется импульс, поступающий непосредственно или через ЛЗ ИЛИ 37 на входы
R установки s ноль RS-триггеров 27, 28, 29, 31, 32 и обеспечивающий прекращение сиг- 20 нализации состояния "Авария восполнения уровня" и подключение, через устройства 9, 10, 11; ТЭ Нов 2, 3, 4 к источнику питающего их напряжения.
Если же за время длительности импуль- 25 са на выходе схемы 13 не произошло понижение уровня раствора ниже его оптимального значения (например, иэ-за малого времени обработки деталей, незна-чительного количества испарений и т.п.), то 30 на первом выходе сигнализатора 8 не появляется (за время длительности уставки Т ) сигнал с уровнем "лог. 1", поступающий на второй вход ЛЭ И 33, и вышеописанный процесс защиты ТЭНов 2, 3, 4 от перегрева 35 не производится.
Этим обеспечивается исключение возможности понижения уровня раствора в емкости 1 до значения меньшего границы активной части ТЭНов 2, 3, 4 при полной 40 выгрузке деталей иэ ванны при включенных
ТЭНах 2, 3, 4, вызванного погрешностью сигналиэатора 8, количеством жидкости привнесенным деталями из предшествующей ванны и др„при одновременном 45 обеспечении наиболее эффективного размещения ТЭНов 2, 3, 4 в растворе емкости
1.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным, выбранным в 50 качестве прототипа, позволяет: — существенно снизить вероятность перегрева электронагревателей при различных режимах работы ванны, эа счет обеспечения возможности прогнозирования аварийного изменения уровня раствора при выгрузке деталей и отключения питания
ТЭ Нов как при выгрузке деталей и в процессе обработки деталей, так и при сливе раствора; — значительно, на 10 — 20, увеличить полезный объем емкости для обработки деталей, необходимый для размещения, например, электродов располагаемых вдоль длинных сторон емкости; — упростить конструкцию ванны, эа счет исключения необходимости наличия гибких силовых проводников, поплавков и направляющих, — снизить эксплуатационные затраты нэ обслуживание ванны, за счет облегчения замены вышедших из строя ТЭНов, изменения места их подключения к источнику питания.
Реализация предлагаемого устройства не встречает принципиальных затруднений.
В качестве датчика загрузки в устройстве, в зависимости от условий его реализации, могут быть, например, использованы бесконтактные путевые переключатели типов БВК 201 — 24, КВД-25 (автоматические и автоматизированные гальванические ли" нии), либо токовый выход источника питания ванны, в частности, электролитической обработки (участки стационарных гальваничес ких ванн).
В качестве сигнализатора уровня в устройстве могут быть использованы устройства с маятниковым движением поплавка или электрические регуляторы-сигнализаторы уровня типа ЭРСУ-З.
В качестве устройств коммутации напряжения питания ТЭНов в устройстве могут быть использованы магнитные пускатели типа ПМЕ.
Блок автоматического контроля и управления защитой ТЭНов от перегрева может быть реализован на интегральных микросхемах серий 155, 164, 176, 561, 564, а также транзисторов, реле, сопротивлениях, конденсаторах и светодиоде.
1817487
Формула изобретения
1, ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ ВАННА, содержащая емкость, трубчатые электронагреватели и приспособления для их 5 крепления, отличающаяся тем, что, с целью снижения вероятности перегрева трубчатых электронагревателей при различных режимах работы ванны, увеличения полезного объема емкости для об-1О работки деталей, упрощения конструкции ванны и снижения эксплуатационных затрат на ее обслуживание, она снабжена датчиком загрузки по крайней мере двухпредельным сигнализатором 15 уровня жидкости, устройствами коммутации напряжения питания трубчатых электронагревателей по числу последних и блоков автоматического контроля и управления защитой трубчатых электронагревателей от перегрева, причем вы. ход датчика загрузки соединен с первым входом. блока автоматического контроля и управления защитой трубча- 25 тых электронагревателей от перегрева, второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами сигнализатора уровня жидкости, а выходы - с управляющими входами устройств коммутации напряжения питания трубчатых электронагревателей, а сами трубчатые электронагреватели выполнены U-образными Г-образного профиля, расположены с торцовых сторон емкости и соединены с соответствующими устройствами коммутации напряжения питания с внешних торцовых стенок последней.
2. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что блок автоматического контроля и управления защитой трубчатых электронагревателей от перегрева выполнен в виде соединенных четырех схем выделения переднего фронта, четырех схем выделения заднего фронта, трех .таймеров, двух схем запрета, элемента задержки, шести RS-триггеров, трех логических элементов И, четырех логических элементов ИЛИ, усилителя мощности и элемента сигнализации.
1В174Н7
I
I
1
I
I
1
I
Составитель А,Алексеев
Редактор Е.Полионова Текред М,Моргентал Корректор М.Керецман
Заказ 837
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгооод, ул.Гагарина, 101
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
I !
l !
I
1
)Ч Ъ !
I
I
I
1 !
