Способ регулирования состава формовочного раствора

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (I1)605811

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено170573 (21) 1919148/23-2б с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 050578,Бюллетень Эй 17 (51) М. Кл.

С 08 В 9/00

С 05 Б 21/00

С 05 D 27/00

Гецдаретееннмй ноантет

Совета Мнннатров СССР ае денна наооретеннС н отнрытн(( (па) УЛК бб.012 — 52 (088.8) (45) Лата опубликования описания 15. G< ) 8 (72) Авторы изобре-.ения

Е.А.Синебоков и A.З.Грищенко (71) Заявитель

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА ФОРМОВОЧНОГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов химических производств, а именно к способу контроля и регулирования состава формовочного раствора вискозно-кордного 5 производства.

Известен способ регулирования состава формовочного раствора путем контроля величины его рН jl) .

По технической сущности к предлага- lO емому способу близок способ контроля и регулирования концентрации сульфата цинка, серной кислоты в формовочном растворе путем изменения расхода упаренного раствора осадительной ван- 15 ны по величине плотности формовочного раствора, расхода концентрированной серной кислоты.,по ее концентрации в формовочном растворе, вычисленной путем измерения его плотности и электробюро ) водности, и маточного раствора осадитеЛьной ванны 2 .

Недостаток известных способов сос.тоит в том, что индикаторные электроды, чувствительные к окислительно-вис- 5 становнтельному потенциалу данной системы, отравляются некоторыми типами поверхностно-активных веществ, которые добавляют в некоторых случаях в формовочные растворы для снижения их поверхностного натяжения. В результате понижается точность регулирования качественных показателей этого раствора.

С целью повышения точности регулирования по предлагаемому способу определяют кослотность формовочного раствора по концентрации серной кислоты и активности концентрации ионов водорода в нем и по разности между полученными величинами регулируют расход маточного раствора осадительной ванны.

Ь интервале требуемых. концентраций серной кислоты в формовочном растворе (1-2 моль) при отсутствии солей в нем количество недиссоциированных молекул этой кислоты ничтожно мало;практически серная кислота полностью диссоциирует в растворе по первой ступени. Диссоциация бисульфат-иона при этом идет не полностью. Степень диссоциации по второй ступени приблизительно 0,3.

° При введении в водный раствор ñåðной кислоты нейтральных солей сульфатов диссоциация бисульфат-иона значительно затрудняется, что сдви""àåò равновесие диссоциации влево. Ионный состав раствора при этом значительно изменяется. Механизм диссоциации сульфатов натрия и цинка в промышленных фор605811 мовочных растворах различен. Если сульфат натрия диссоциирует с образованием ионов натрия, активность которых при- мерно равна активности ионов водорода в растворе:

Ыа 8О4-Н О +n80< 2%a + 20304 + Н20 что не вызывает сколько-нибудь за10 метного изменения кислотности формовочного раствора, то сульфат цинка диссоциирует с образованием комплексного иона, мало подвижного в раство е:

l5

Zn ООО+ Н10 «НООО +НОО

Еп (04) 2 + 2Н О что приводит к существенному изменению кислотности формовочного раствора.

Эти выводы подтверждаются экспериментально. Например, в четырехкомпо нентной системе: вода — серная кислотасульфат натрия — сульфат цинка функция кислотности формовочного раствора (при концентрации серной кислоты 132,3 и 0,1 г/л и температуре 25 С), при концентрации сульфата цинка, равной нулю, и концентрации сульфата натрия соответственно 0;100;200 и 240 г/л равна — 0,454, -0,459, -0,456, -0,456, т.е. практически не изменяется. При концентрации серной кислоты в формовоч-86 ном растворе 132,3 0,1 г/л, концентрации сульфата натрия в нем 240й1 г/л, температуре формовочного раствора.

25 0,02 С и содержании сульфата цинка в нем соответственно 0;40;80 и 120 г/л Ю функция кислотности имеет следующие ,значения: — 0,456, -0,496,- 0,597 и

-0,683, т.е. изменяется на существенную величину при изменении концентрации сульфата цинка. 45

Таким образом, разность между функцией кислотности формовочного раствора, измеренной инструментально, и функцией кислотности формовочного раствора, которая вычислена аналитически по 60 концентрации серной кислоты в формовочном растворе без учета влияния растворенных в нем сульфатов, характеризует концентрацию сульфата цинка в этом растворе. 55

На чертеже изображена схема устройст для реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Из технологической. линии формовочный раствор поступает в датчики 1-3 соответственно плотности, электропроводности кислотности этого раствора (например, датчик рН). Выход датчика

1 подключен к входу вторичного прибо.ра 4. Выходной унифицированный преобразователь этого прибора, измеряющего и регулирующего плотность формовочного раствора. соединен с входом вторичного прибора 5, на суммирующий вход которого поступает также выходной сигнал датчика 2. Выход прибора 4 подключен к управляющему входу исполнительного механизма 6 регулирующему подачу в смеситель упаренного раствора. Вы-. ходной унифицированный преобразователь прибора 5, измеряющего и регулирующего концентрацию серной кислоты в осадительной ванне, соединен с одним из входов вычислительного устройства

Выход прибора 5, измеряющего и регулирующего концентрацию серной кислоты в формовочном растворе, подключен к управляющему входу исполнительного механизма 8, регулирующему подачу в смеситель концентрированной серной кислоты. Выход датчика 3 соединен с входом высокоомного потенциометрического усилителя 9, выходной унифицированный сигнал которого поступает на второй вход устройства 7. Выход этого устройства подключен к входу вторичного прибора 10, измеряющего и регулирующего концентрацию сульфата цинка в формовочном растворе. Выход регулятора прибора 10 соединен с управляющим входом исполнительного механизма 11,регулирующим подачу в смеситель маточного раствора осадительной ванны.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, при неизменных концентрациях серной кислоты и сульфата цинка в формовочном растворе изменяется в нем концентрация сульфата натрия.

Поскольку при этом функция кислотности формовочного раствора не изменяется, выходной сигнал датчика 3 также остается прежним. Выходной сигнал усилителя 9, поступающий на управляющий вход устройства 7, продолжает оставаться на прежнем уровне.

Выходной сигнал датчика 1 при изменении концентрации сульфата натрия в формовочном растворе изменяется .(изменение концентрации сульфата натрия в формовочном растворе вискознокордного производства на 1 г/л приводит к изменению плотности этого раствора примерно на 0,8 г/л). Выходной сигнал прибора 4, поступающий на суммирующий вход прибора 5, также изменяется.

Одновременно изменяется и выходной сигнал датчика 2 (изменение концентрации сульфата натрия или сульфата цинка в формовочном растворе вис-. козно-кордного производства на 1 г/л примерно эквивалентно. изменению элект ропроводности формовочного раствора и изменению концентрации серной кисло605811 ты в нем на 0,2 г/л). Поскольку выходные сигналы датчика 2 и прибора 4 слагаются с противоположными знаками при соответствующих коэффициентах пропорциональности, показания прибора 5 при изменении концентрации сульфата цинка или натрия в формовочном растворе (в диапазоне регламентных значений) остаются прежними. Выходной сигнал прибора 5, который поступает на управляющий вход устройства 7, также не изменяется. Выходной сигнал устройства 7 при этом остается на прежнем уровне, показания прибора 10 не измес няются. 15

Предположим, что при неизменных концентрациях сульфатов цинка и натрия в формовочном растворе изменяется концентрация серной кислоты.

Поскольку изменение концентрации этой кислоты в формовочном растворе приводит к изменению всех его основных характеристик, в частности плотности, электропроводности и кислотности, изменяются выходные сигналы датчиков 1-3. Изменение выходного сигнала датчика 1 вызывает изменение показаний прибора 4, что, в свою очередь, приводит к изменению управляющего сигнала, который поступает на вход механизма 6 и на вход прибора 5. 30

Разность между выходными сигналами датчика 2 и прибора 4, определяемая на приборе 5, характеризует новое значение концентрации серной кислоты в формовочном растворе. Выходной сигнал 35 прибора 5, поступающий на управляющий вход механизма 8 и на вход устройства

7, также изменяется. Выходной сигнал устройства 7 при этом не изменяется.

Показания прибора 10 остаются прежни- 40 ми.

Предположим теперь, что при неизменных концентрациях серной кислоты и сульфата натрия в формовочном растворе изменяется концентрация сульфата 46 цинка.

При этом изменяются плотность,электропроводность и.кислотность формовоч ного раствора, а следовательно, и выходные сигналы датчиков 1-3. Поскольку при этом выходные сигналы датчика

2 и прибора 4 слагаются на суммирующем входе прибора 5 с противоположными знаками, а относительные коэффициенты приращений плотности и электропроводности формовочного раствора при изменениях концентрации сульфата цинка в нем близки к относительным коэффициентам приращений плотности и злектропроводности формовочного раствора при изменениях концентрации сульфата натрия в нем, показания прибора 5 остаются прежними. На вход устройства 7 поступает выходной сигнал прибора 5 с прежним значением.

В то же время, поскольку выходной сигнал датчика 3 изменился, изменяется и выходной сигнал усилителя 9, поступающий на один из управляющих входов устройства 7. Выходной сигнал этого устройства изменяется, что приводит к изменению показаний прибора 10. Регулятор этого прибора изменяет величину выходного сигнала, поступающего на управляющий вход механизма 11, который перемещаясь, обеспечивает заданное значение концентрации сульфата цинка в формовочном растворе.

Формула изобретения

Способ регулирования состава формовочного раствора вискозно-кордного производства путем изменения расхода упаренного раствора осадительной ванны по величине плотности формовочного раствора, расхода концентрированной серной кислоты по ее концентрации в формовочном растворе, вычисленной путем измерения его плотности и электропроводности, и маточного раствора осадительной ванны, о т л и ч а ю шийся тем, что с целью повышения точности регулирования, определяют кислотность формовочного раствора по концентрации серной кислоты и активности концентрации ионов водорода в нем и по разности между полученными величинами регулируют расход маточного раствора осадительной ванны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 427320,кл. С 05 2 11/02, 1971.

2. Каталог приборов, средств авто матизации и систем управления

ЦНИИТЭИприборостроения, т. 5, 1969.

605811

Составитель Э.Склярский

Техред Е.Давидович Корректор Д.Мельниченко

Редактор З.Бородкина

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2334/16 Тираж .641 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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