Устройство для анализа состава многокомпонентных электролитных систем

Устройство для анализа состава многокомпонентных электролитных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам автоматического контроля состава многокомпонентных электролитных систем. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства. Устройство содержит электродиализную ячейку 1, камеры 23, 24, 27 которой совместно с промежуточными емкостями 15-17 образуют замкнутые контуры. Слив и заполнение контуров осуществляются с помощью клапанов 10-14, управляемых блоком 22, получающим сигнал о концентрации раствора с блока контроля 21, связанного с первичным измерительным тгреобразователем 18. 2 ил. 1 3.п. ф-лы. с ф 1СЛ . Риг. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3954192/24-24 (22) 16.09.85 (46) 23.09,87, Бюл. N - 35 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) E.Â.Çoñèìoâ, Т.П.Приемченко, Б.А.Покровский и Л.А.Юрков (53) 621-525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 584237, кл. G 01 N 27/02, 1976.

Штрауде 3. К вопросу об использовании электродиализа для разделения комплексов тяжелых металлов, — Forshungs besichte des Landes Nordheim—

Nestfalen, 198 1, разд. 3.2 и 3.3., с. 22-25. (5)) 4 G 06 D 3 00 G 01 М 27/02

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СОСТАВА

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к устройствам автоматического контроля состава многокомпонентных электролитных систем. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства. Устройство содержит электродиализную ячейку 1, камеры 23, 24, 27 которой совместно с промежуточными емкостями 15-17 образуют замкнутые контуры. Слив и заполнение контуров осуществляются с помощью клапанов 10-14, управляемых блоком 22, получающим сигнал о концентрации раствора с блока контроля

21, связанного с первичным измерительным .преобразователем 18. 2 ил.

1 з.п. ф-лы.

1339538

Изобретение относится к устройствам для автоматического контроля состава многокомпонентных электролит-. ных систем и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промьпнленности.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик. 10

На фиг.1 приведена схема предлагаемого. устройства, на фиг,2 — схема блоков управления и контроля.

Устройство содержит электродиализную ячейку 1, источник 2 электрическо-15

ro питания, к выходным клеммам которого подключены амперметр 3, вольтметр 4 и электроды 5 и 6 электродиализной ячейки 1, насосы 7-9, клапаны

10 и 11 заполнения промежуточных емкостей, клапаны 12-14 слива из контуров, промежуточные емкости 15-17, первичный измерительный преобразователь (концентратомер) 18, вторичный преобразователь (прибор) 19 с проме- 25 жуточным преобразователем 20, блок

21 контроля экстремального значения, блок 22 управления, обеспечивающий выполнение заданного алгоритма измерения. ЭО

Электродиализная ячейка 1 состоит из трех камер: электродных 23 и 24 образованных электродами 5 и 6 и мем- бранами 25 и 26, и средней камеры 27, заключенной между мембранами 25 и

26.

Емкости 15-17 совместно с камерами 23, 24 и 27 электродиализной ячейки .1 образуют замкнутые контуры, в которых установлены насосы 7-9, Блок 22 управления состоит из тригrepoB 28 и 29 с раздельными входами, реле 30-32 запрета, регулируемых дросселей 33-37, пневмоемкости 38, пневмокнопки 39 и пневмоклапанов

40 и 41.

Блок 21 контроля состоит из элемента 42 сравнения, пневмоклапана 43, пневмоемкости 44 и регулируемых дросселей 45 и 46, Устройство работает следующим образом.

Включают насосы 7-9, которые непрерывно работают, осуществляя потоки анализируемого раствора через приэлектродные камеры 23 и 24 и дистиллированной воды через среднюю камеру

27 электродиалиэной ячейки 1 по замкнутым контурам: промежуточная емкость — насос — камера — промежуточная емкость. В контуре средней камеры

27 находится первичный измерительный преобразователь 18, связанный с вторичным прибором 19.

Включают блок 22 управления и вторичный прибор 19 с промежуточным преобразователем 20. Командами с блока

22 управления включаются клапаны 1214 слива, при этом происходит слив растворов предыдущей пробы из контуров циркуляции в сборную емкость (не показана), клапаны 10и 11 заполнения, при этом через промежуточные емкости

15 и 17 происходит заполнение контуров приэлектродных камер 23 и 24 анализируемым раствором и контура средней камеры 27 через промежуточную емкость 15 дистиллированной водой.

Излишние объемы растворов сливаются через сливные трубки до заданного уровня в промежуточных емкостях, после чего включается источник 2 электрического питания.

Под действием разности потенциалов, прилагаемых к электродам 5 и 6,. в электродиализной ячейке 1 происхо1 дит перенос ионов анализируемого компонента из приэлектродных камер 23 и 24 через мембраны 25 и 26 в среднюю камеру 27 с образованием в ней бинарного раствора (идет электродиализ) .

Первичный измерительный преобразователь 18 отрабатывает электрический сигнал, соответствующий концентрации раствора в средней камере 27, на вторичный прибор 19, шкала которого отградуирована в единицах концентрации.

С промежуточного преобразователя

20 вторичного прибора 19 пневматический сигнал поступает в блок контроля 21, По мере протекания процесса электродиализа в средней камере 27 происходит нарастание концентрации анализируемого компонента, Моментом полного вьщеления анализируемого компонента из сложной электролитной системы является достижение концентрацией в средней камере 27 максимальной величины. При этом первичный измерительный преобразователь 18 отрабатывает выходной сигнал по величине, соответствующей максимальной концентрации анализируемого компонента в средней камере 27, который поступает во вторичный прибор 19. Как только с промежуточного преобразователя 20 вторич3

1339 ного прибора 19 в блок 21 контроля поступает выходной сигнал экстремаль- . ного значения, блок 22 управления от— ключает источник 2 электрического пи5 тания, прекращая электродиализ. Затем весь цикл заданного алгоритма измерения повторяется для следующей пробы и т.д.

Содержание анализируемого компонен.10 та в исследуемой электролитной системе определяют по максимальному значению концентрации в средней камере 27 по кривой измерения концентрации во времени, записанной на вторичном при- 15 боре 19.

Блоки 22 управления и 21 контроля выполнены на элементах УСЭППА, соединенных по схеме, приведенной на фиг.2.

Блок управления работает следующим образом.

Переключение триггеров происходит только при поочередном появлении единичных сигналов на единичном 47 и ну- 25 левом 48 входах триггера 29 и аналогичных входах 49 и 50 триггера 28.

Повторное появление единичного сигнала на том же входе не меняет состояния триггера. Входы 47 и 49 используются для переключения триггеров, а входы 48 и 50 — для возврата в исходное состояние. При появлении сигнала на входе 47 переключения и на входе

49 этот сигнал проходит через откры35 тое сопло на выходы 51 и 52, в результате чего на выходах триггеров появляется сигнал, который присутствует до тех пор, пока не появляется командное давление на нулевых входах 48 и 50, после этого давление на выходе

51 стравливается через пневмокнопку

39, а давление на выходе 52 — через камеру с пружиной реле 30 запрета, связанную с атмосферой.

При появлении сигнала на входе 53 реле 32 запрета открыто, сигнал на выходе 54 отсутствует, Появление разрешающего сигнала на входе 55 и от сутствие сигнала запрета на входе 56 вызывает появление на выходе 54 единичного сигнала. Этот сигнал присутD ствует до тех нор, пока на входе 56 не появляется сигнал запрета, осуществляющий запрет прохождения сигнала с входа 55. В реле 30 и 31 запрета на входы 57 и 58 подается разрешающий сигнал, на входы 59 и 60 — сигнал за538 прета. Выходной сигнал снимается с общего входа 61 и входа 62.

Клапаны 40, 41 и 43 коммутируют непрерывные пневматические сигналы в схеме. На входы 63, 64 и 65 соответственно подается командный сигнал, а с выходов 66, 67 и 68 снимается.

Элемент сравнения осуществляет сравнение двух непрерывных сигналов.

В исходном состоянии на входе 69 присутствует единичный сигнал, мембранный блок занимает верхнее положение.

Как только на входе 70 элемента сравнения появляется сигнал, равный по величине сигналу на входе 69 задания, мембранный блок занимает нижнее положение, на выходе 71 появляется единичный сигнал. Если сигнал на входе

70 становится меньше сигнала на входе 69, мембранный блок меняет свое положение, и на выходе 71 сигнал стравливается через камеру элемента, связанную с атмосферой.

Регулируемые дроссели 33-37, 45 и

46 и пневмоемкости 38 и 44 осуществляют временные задержки в схеме.

Блоки 21 контроля и 22 управления в устройстве работают следующим образом.

При нажиме кнопки 39 единичный сигнал поступает на вход 47, в результате чего на выходе триггера 29 появляется непрерывный единичный сигнал, который одновременно поступает на вход 62- реле 31, вход 59 реле 30, вход 53 реле 32, входы 63 и 64 пневмоклапанов 40 и 4 1 соответственно, регулируемые дроссели 35, 36 и 34 и к клапанам 12, 13 и 14. Наличие единичного сигнала на входе 62 не вызывает изменений в положении мембранного блока реле 31. Появление единичного сигнала на входе 59 не вызывает перемещения мембранного блока реле

30. Сигнал на входе 53 реле 32 перебрасывает мембранный блок в левое крайнее положение и открывает сопло, связанное с.атмосферой. На его выходе

54 и в линии к клапанам 10 и 11 сигнал стравливается, клапаны 10 и 11 заполнения промежуточных емкостей 1517 закрываются. Наличие сигнала на входе 63 вызывает перемешение мембранного блока пневмоклапана 40 в нижнее положение, и сообщающееся с атмосферой сопло закрывается. Аналогично сигнал на входе 64 пневмоклапана 4 1 перебрасывает его мембранный блок в

1339538 верхнее положение и закрывает сопло, связанное с атмосферой. Появившийся единичный сигнал открывает клапаны

12-14 слива растворов предыдущей про5 бы из замкнутого контура циркуляции.

Спустя время выдержки, обусловленное регулируемым дросселем 35, единичный сигнал поступает на вь|ход 67 пневмо-. клапана 41 и на вход 55 реле 32. Раз- 10 решающий сигнал перемещает его мембранный блок в крайнее правое положение, в результате чего закрывается сопло, сообщающееся с атмосферой, и на выходе 54 появляется единичный сигнал, открываются клапаны 11 и 10 заполнения промежуточных емкостей.

Причем заполнение промежуточных емкостей происходит с несколько большим расходом,чем слив. По истечении времени выдержки, определяемого регулируемым дросселем 37, на вход 56 реле

32 поступает единичный сигнал, вследствие чего мембранный блок смещается в крайнее левое положение, открывает- 25 ся сообщающееся с атмосферой сопло, сигнал на вьжоде 54 стравливается, клапаны 10 и 11 заполнения закрываются, т.е. прекращается заливка свежих растворов. По мере заполнения пневма- 30 тической емкости 38, что зависит от проводимости регулируемого дросселя

34, плавно нарастает давление на входе 48 триггера 29 и на выходе 66 пневмоклапана 40.

С учетом проводимости регулируемо35 го дросселя 36 на вход 57 с реле 30 поступает единичный сигнал, который не вызывает перемещения мембранного блока, так как на входе 59 присутствует сигнал запрета. Как только сигнал на входе 48 триггера 29 достигает единичного уровня, его мембранный блок перебрасывается в верхнее положение, триггер возвращается в исходное

45 состояние, воздух на выходе 51 стравливается. Одновременно воздух стравливается на входе 62 реле 3 1, входе

53 реле 32, входах 63 и 64 пневмоклапанов 40 и 4 1 соответственно.

Исчезновение сигнала на входе 62 реле 31 на положении его мембранного блока не сказывается. Отсутствие единичного сигнала на входе 53 реле 32 не изменяет положения мембранного блока. Отсутствие единичного сигнала на входе 64 пневмоклапана 41 вызывает перемещение его мембранного блока в нижнее положение, в результате чего открывается сопло., связанное с атмосферой. Сигнал на выходе 67, и на входе 55 реле 32 стравливается, Отсутствие сигнала на входе 63 пневмоклапана 40 вызывает перемещение его мембранного блока в верхнее положение, вследствие чего открывается связанное с атмосферой сопло, стравливается врздух на выходе бб.пневмоклапана 40, на входе 48 триггера 29 и в пневмоемкости 38. Клапаны 12-14 слива закрываются. Отсутствие сигнала запрета на входе 59 реле 30 при наличии сигнала разрешения на входе 57 вызывает перемещение мембранного блока реле 30 в верхнее положение, в результате чего закрывается сопло, связанное с атмосферой, и на общем выходе 61 появляется единичный сигнал, который поступает на вход 49 триггера 28, в результате чего мембранный блок последнего занимает верхнее положение и на его выходе 52 появляется непрерывный единичный сигнал.

Сигнал на входе 57 реле 30 через некоторое время, обусловленное проводимостью регулируемого дросселя 36, стравливается через выход 51 триггера 29, вход 47 и пневмокнопку 39.

Мембранный блок реле 30 возвращается в исходное состояние. Единичный сигнал с выхода 52 одновременно поступает на вход 60 реле 31, регулируемый дроссель 33, в пневмолинию 72, на вход 73 блока 21 контроля и вход 74 промежуточного преобразователя 20.

Наличие сигнала запрета на входе 60 реле 31 при отсутствии разрешающего сигнала на входе 58 перемещения мембранного блока не вызывает. Единичный сигнал включает блок электропитания, идет электродиалиэ.

С входа 73 блока 21 контроля сигнал поступает на регулируемый дроссель 46 и вход 65 пневмоклапана 43.

Мембранный блок последнего перемещается в крайнее левое положение и закрывает сообщающееся с атмосферой сопло. При поступлении единичного сигнала на вход 74 промежуточного преобразователя 20 последний отрабатывает пневматический сигнал, пропорциональный концентрации раствора в средней камере 27 электродиализной ячейки 1. Так как, в процессе электродиализа концентрация раствора нарастает, а достигнув максимальной величины, находится на одном уровне, 1339538 соответствующим образом меняется давление на выходе 75. Сигнал с выхоца

75 промежуточного преобразователя 20 поступает на вход 69 элемента 42

Ь сравнения и на регулируемый дроссель

45. Как только концентрация раствора становится максимальной, а следовательно„ сигнал на выходе 75 достигает единичного уровня, заполняется пневмо-)p емкость 44, и сигнал на входе 70 элемента сравнения становится равен сигналу на входе 69, элемент сравнения срабатывает, т,е. его мембранный блок смещается в нижнее положение, сопло, 15 связанное с атмосферой, закрывается, а открывается сопло, связанное через

- регулируемый дроссель 46 с входом 73 блока 21 контроля, На выходе 71 элемента 42 сравнения появляется единич- 2р ный сигнал, который поступает на вход

50 триггера 28. Его мембранный блок занимает исходное состояние.

Сигнал на выходе 52, а следовательно, в пневмолинии 72, на входе 73 25 блока 21 контроля, на входе 74 промежуточного преобразователя 20 и на входе 60 реле 31 стравливается. Стравливание сигнала в пневмолинии 72 отключает блок электропитания 2, элек- 30 тродиализ заканчивается. Отсутствие сигналов на входах 73 и 74 отключает соответственно блок 21 контроля и промежуточный преобразователь 20, Спустя время выдержки, определяемое проводимостью регулируемого дросселя

33, на входе 58 разрешения реле 31 появляется единичный сигнал. При отсутствии сигнала запрета на входе 60 реле 3 i разрешающий сигнал на входе

58 перебрасывает мембранный блок реле

3 1 в нижнее положение, открывает сопло, сообщающееся с линией питания.

На входе 62 появляется единичный кратковременный сигнал, который перебра- 4 сывает триггер 29, в результате чего на выходе появляется непрерывный пневматический сигнал и т.д. Через определенное время, обусловленное проводимостью регулируемого дросселя 33, сигнал на входе 58 и в глухой камере реле 3 1 стравливается через выход 52, вход 49, вход 61, и открытое сопло.

Далее цикл повторяется.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для анализа состава многокомпонентных электролитных систем, содержащее электродиализную ячейку с источником электрического питания, промежуточные емкости, включенные в замкнутые контуры с камерами электродиализной ячейки, насосы, установленные в замкнутых контурах, клапаны заполнения промежуточных емкостей, клапаны слива, установлен ные на линиях слива из контуров, первичный измерительный преобразователь, например концентратомер, связанный с вторичным преобразователем, включающим промежуточный преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик устройства, оно содержит блок управления, состоящий из двух триггеров с раздельными входами, трех реле запрета, регулируемых дросселей, пневмоклапаны, пневмоемкости и пневмокнопки, и блок контроля экстремального значения сигнала, вход которого соединен с выходом промежуточного преобразователя, канал питания — с выходом первого триггера с раздельными входами, а выход — с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого реле запрета, а выход — с запрещающим входом второго реле запрета и через первый дроссель с входом второго реле запрета, выход которого соединен с выходом второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом пневмокнопки,нулевой вход — с пневмоемкостью, соединенной с выходом первого пневмоклапана, через второй регулируемый дроссель — с выходом второго триггера, с запрещающим входом первого реле запрета, с входом третьего реле запрета, с управляющими входами первого и второго пневмоклапанов и входами клапанов слива, а через третий регулируемый дроссель с разрешающим входом третьего реле запрета и выходом второго пневмоклапана, вход первого реле. запрета через четвертый регулируемый дроссель соединен с запрещающим входом данного реле, выход третьего реле запрета через пятый регулируемый дроссель соединен с запрещающим входом данного реле и с управляющими входами клапанов заполнения промежуточных емкостей, выход первого триггера с раздельными входами соединен с включающим входом электрического источника питания.

1339538

МППОНМ

ЯУ,Я

Ф " .Р

Составитель О.Гудкова

Техред М.Ходанич

КоРРектоР С.Шекмар

Редактор И.Горная

Подписное

Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5456

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок контроля экстремального значения сигнала состоит из элемента сравнения, регулируемых дросселей, пневмоемкости и пнев = моклапана, причем первый вход элемента сравнения, а второй через первый регулируемый дроссель соединены с вхо-дом блока, выход которого соединен с выходом элемента сравнения, второй вход элемента сравнения соединен с пневмоемкостью и выходом пневмоклапа1 на, управляющий вход которого соединен с каналом питания блока и через второй регулируемый @россель с каналом питания элемента сравнения.