Устройство для электрохимического растворения металлов

Устройство для электрохимического растворения металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство для электрохимического растворения металлов относится к электрохимии и предназначено преимущественно для исследования кинетики процессов растворения. Цель изобретения - повышение надежности, расширение функциональных возможностей.Устройство содержит регулятор температуры 1 с датчиком температуры 2, установленным на электролизере 3, который подключен первым входом непосредственно, а вторым входом через транзисторный коммутатор к биполярному источнику напряжения 6, соединенному с тиристорным регулятором напряжения 4, опорный генератор 8, к которому подключены тиристорный регулятор напряжения непосредственно и через делитель частоты 9 счетными входами счетчики 10 и 11, к информационным выходам которых через кнопочные переключатели 12 и 13 подключены схемы И 14 и 15, соединенные своими выходами с входами статического триггера 16, к прямому выходу которого подключены входом установки нуля счетчик 10 и первым входом схема 2И-2ИЛИ 21, а к инверсному выходу - входом установки нуля счетчик 11, третьим входом схемы 2И-2ИЛИ и счетным входом счетчик 17 с подключенным к нему дешифратором - мультиплексором 18, к выходам которого через многопозиционный переключатель 19 подключен входом установки нуля счетчик 17 и счетный триггер 20, соединенный прямым выходом с вторым, а инверсным - с третьим входом схемы 2И-2ИЛИ, к выходу которой через блок согласования 22 подключен управляющим входом транзисторный коммутатор. Расширение функциональных возможностей и повышение надежности достигается введением в данное устройство регулятора температуры с датчиком, биполярного источника питания, транзисторного коммутатора, блока согласования, опорного генератора, делителя частоты, трех счетчиков, двух схем И, двух кнопочных переключателей, статического триггера, дешифратора - мультиплексора, многопозиционного переключателя, счетного триггера, схемы 2И-2ИЛИ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i9) SUI)I) Ai (51)4 С 25 D 21 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг! 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4314928/23-02 (22) 10 ..09, 87 (46) 30.04,89. Бюп. й- 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (72). Г.А. Андрианов, A.È. Рязанов, В.А. Михалев, Г.А. Коннова и В.С. Дунаев (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1094869, кл. С 25. D 21/12, 1982.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 831883, ил. С 25 D 21/12, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ.. (5?) Устройство для электрохимического растворения металлов относится к электрохимии и предназначено преимущественно для исследования кинетики процессов растворения. Цель изобретения — повышение надежности расширения функциональных возможностей. Устройство содержит регулятор температуры 1 с датчиком температуры 2, установленным на электролизере 3, который подключен первым входом непосредственно, а вторым вхо1475993 дом через транзисторный коммутатор к биполярному источнику напряжения 6, соединенному с тиристорным регулятором напряжения 4, опорнь»й генератор 8, к которому подключены тиристорный регулятор напряжения непосредственно и через делитель частоты 9 счетными входами счетчики 10 и 11, к информационным выходам которых через кнопочные переключатели 12 и 13 подключены схемы И 14 и 15, соединенные своими выходами с входами статического триггера 16, к прямому выходу которого подключены входом установки нуля счетчик 10 и первым входом схема 2И-2ИЛИ 21, а к инверсному выходу - входом установки нуля счетчик 11, третьим входом схема 2И-2Н 3f и счетным входом счетчик 17 с подключенным к нему дешифратором-мультиплексором 18, к выходам которого

Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимуществен-. но для исследования кинетики электрохимического растворения металлов.

Цепью изобретения является повы. шение надежности и расширение функцио- . нальных возможностей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для электрохимического растворения металлов; на фиг.2— блок-схема тиристорного регулятора напряжения; на фиг. 3 - диаграмма напряжений на электролизере.

Устройство для электрохимического растворения металлов содержит регулятор 1 температуры с термопарой 2, установленной на электролизере 3, тиристорный регулятор 4 напряжения, силовой трансформатор 5, биполярный источник б питания, транзисторный коммутатор 7, опорный генератор 8, делитель 9 частоты, первый 10 и второй 11 счетчики, первый 12 и второй

13 кнопочные переключатели, первую

14 и вторую 15 схемы, статический триггер 16, третий счетчик 17, дешифратор-мультиплексор 18, многопозиционный переключатель 19, счетный триггер 20, схему 2И-2ИЛИ 21 и блок

22 согласования, представпяющыФ собой

30 через многопозиционный переключатель

19 подключен входом установки нуля счетчик 17 и счетный триггер 20, соед»»ненньп» прямым выходом с вторым, а инверсным — с третьим входом схемы 2И-2ИЛИ, к выходу которой через блок согласования 22 подключен управляют»»»м входом транзисторный коммутатор. Расширение функциональных возможностей и повышение надежнос ги достигается введением в данное уст" ройство регулятора температуры с датчиком, биполярного источника питания, транзисторного коммутатора, блока согласования, опорного генератора, делителя частоты, трех счетчиков, двух схем И, двух кнопочных переключателей, статического триггера, дешифратора-мультиплексора, многопозиционного переключателя, счетного триггера, схемы 2И-2ИЛИ. 2 з.п.ф-лы.у

3 ил.

2 усилитель напряжения, работающий в ключевом режиме. При этом тиристорный регулятор напряжения (фиг ° 2) содержит блок 23 сетевой синхронизации, состоящий из диодного моста 24, к которому последовательно подключены балластный резистор 25, тиристор

26, между анодом и управляющим электродом включен опорный диод 27, и первичная обмотка импульсного трансформатора 28, к вторичной обмотке которого через диод 29 подключен блок 30 формирования логических уровней, представляющий собой усилитель-ограничитель, выход которого является выходом блока сетевой синхронизации, к которому входом установки. нуля подключен четвертый счетчик 31, соединенный счетным входом с выходом опорного генератора 8. К информационным выходам четвертого счетчика и аналого-цифрового преобразователя 32 (АЦП), соединенного аналоговым входом с выходом регулятора 1 температуры, подключен блок 33 сравнения кодов, выход которого через одновиб,.ратор 34 соединен с входом блока 35 опгронных тиристоров, состоящего из двух пар встречно параллельно включейных оптронных тирис горов, с по1475993 мощью которых биполярный источник 6 питания, состоящий из двух диодных мостов с конденсаторными фильтрами, соединен с вторичными обмотками силового трансформатора 5. При этом

5 к выходу опорного генератора 8 через делитель 9 частоты счетным входом подключены первый 10 и второй 11 счетчики, к информационным выходам которых через кнопочные переключатели 12 и 13 подключены соответственно первая 14 и вторая 15 схемы И, к выходам которых первым и вторым входами подключен статический триггер 16, к прямому выходу которого подключен входом установки нуля первый счетчик

10 и первым входом схема 2И-2ИЛИ 21, а к инверсному выходу подключены

BxogoM gcTRHoBKH eyes второй счетчик 11, третьим входом схема 2И-2ИЛИ .21 и счетным входом третий счетчик 17 с дешифратором-мультиплексором 18, соединенным через многопозиционный ."переключатель 19 с входом счетного триггера 20, к прямому и инверсному выходам которого соответственно вто.рым и четвертым входами подключена схема 2И-2ИЛИ 21, к выходу которой через блок 22 согласования, который представляет собой биполярный усилитель постоянного тока, работающий в ключевом режиме, подключен гранзисторный коммутатор 7, соединенный коллекторами транзисторов и-р-и-типа и р--и-р-типа соответетвенно с прло35 жительным и отрицательным полюсом биполярного источника 6 питания, а эмиттерами — с первым входом электролиэера 3, второй вход которого соединен с общей шиной биполярного источника 6 питания, Устройство для электрохимического растворения металлов работает следующим образом.

С выхода биполярного источника 6 питания через открытый транзистор коммутатора 7 ток поступает на электролизер 3, температура в котором контролируется с помощью установлен50 ной на нем термопары 2 (датчик температуры) .регулятора 1 температуры, с выхода которого сигнал управления поступает на аналоговый вход АЦП 32, О цифровой вход которого сравнивается с цифровым кодом на информационном выходе четвертого счетчика 31 с помощью блока 33 сравнения кодов.

На счетный вход четвертого счетчика 31 импульсы поступают непосредственно с выхода опорного генератора 8, При этом с помощью блока 23 сетевой синхронизации, вырабатывающего короткий импульс в начале каждого полупериода сетевого напряжения, осуществляется обнуление четвертого счетчика 31.

Блок сетевой синхронизации работает следуню им образом.

С диодного моста 24, подключенного к силовой сети, спрямленное напряжение поступает на запертый тиристор 26. Как только напряжение на аноде тиристора превысит напряжение зеноровского пробоя опорного диода 27 ток, протекающий через управляющий электрод, возрастает.и тиристор 26 открывается. При этом на выходе импульсного трансформатора 28 формируется короткий импульс, который через диод 29 и блок 30 формирования логического уровня поступит на вход установки нуля четвертого счетчика

31, осуществляющего счет импульсов в течение каждого полупериода сетевого напряжения, поступающих непосредственно с выхода опорного генератора 8.

Как только цифровой код на выходе четвертого счетчика 31 становится равным цифровому коду на выходе

АЦП 32, на выходе блока 33 сравнения кодов формируется уровень "1" ° запускающий одновнбратор 34, с выхода которого импульс поступает на управляющий вход блока 35 оптронных тиристоров.

При этом открываются соответствующие тиристоры и подключают источник 6 биполярного питания, состоящий из двух выпрямителей с конденсаторными фильтрами, к вторичным обмоткам силового трансформатора на время, задаваемое углом отпирания оптрокйых тиристоров 35.

С повышением температуры в злаку ролизере 3 повышается потенциал на выходе регулятора 1 температуры, а сОответственно возрастает и код на выходе АЦП 32.

Таким образом, с ростом температуры равенство кодов на выходе АЦП

32 и четвертого счетчика 3 1 наступает при большем количестве импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода опорного генератора 8 °

475993 6

Пусть, например, на прямом выходе счетного триггера 20 имеет место уровень "1" и соответственно на инверсном — уровень "0".

При этом управление схемой 2И-2ИПИ

21 осуществляется по ее первому входу о

С приходом на ее первый вход уровня "1", на выходс также формируется уровень "1". При этом транзистор п-р-п-типа коммутатора 7 открывается до насыщения н подключает электролнзер 3 к положительному полюсу биполяр15 ного источника 6 питания.

С приходом "0" на первый вход схемы 2И-2KIH, на ее выходе сформируется уровень "0 .

При этом открывается до насыщения транзистор р-и-р-типа коммутатора 7 и подключает элекгролизер к отрицательному полюсу биполярного источника напряжения.

После того, как на инверсном вы25.ходе счетного триггера 20 сформируется уровень "1", унравление схемой

2И-2ИЛИ 21 осуществляется с помощью статического триггера 16 уже по ее третьему входу.

При этом с поступлением с инверсного выхода статического триггера 16 уровня "1", электролизер подключается с помощью транзистора и-р-птипа коммутатора 7 к положительному полюсу биполярного источника 6 питания, а

35 уровня 0 — к отрицательному полюсу.

Таким образом, с помощью данного устройства можно задавать независимо длительность импульсов и нх число в цикле, а также осуществлять инверсию длительности импульсов положитель-., ной и отрицательной полярности.

В изготовленном макете данного устройства длительность импульсов мож45 но изменять от 10- до 0 4 с а чисt ло импульсов в цикле от 1 до 15.

Благодаря применению в коммутаторе транзисторов большой мощности ток в электролизере может достигать 20 А.

При замене контактных переключателей на цифровые коммутаторы устройство может управляться, например, с помощью микроконтроллера по заданной программе.

5 1 благодаря чему увеличивается угол отпирания оптронных тиристоров 35, что приводит к снижению напряжения на биполярном источнике 6 питания, благодаря чему снижается рассеиваемая на электролизере мощность.

Одновременно с выхода опор ног о генератора 8 через делитель 9 частоты импульсы поступают на счетные вхо ды первого 10 и второго 11 счетчиков

Допустим, что на прямом выходе статического триггера 16 имеет место уровень "1" и соответственно уровень

"0" на инверсном выходе.

При этом первый счетчик 10 обнулен и заблокирован, а второй счетчик

11 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход, нарастающим итогом.

Как только на второй счетчик 11 поступит заданное с помощью второго кнопочного переключателя 13 заданное число импульсов, на выходе второй схемы И 15 формируется уровень "1".

При этом статический триггер 16 изме няет свое состояние и на его прямом выходе формируется уровень "0", а на инверсном — ypor;ëíü "1", благодаря чему второй счетчик 11 будет обну лен и заблокирован, а первый счетчик 10 начнет счет импульсов.

После набора первым счетчиком 10 заданного с помощью первого кнопочного переключателя 12 заданного числа импульсов, на выходе первой схемы И 14 формируется уровень "1", который переводит статический триггер

16 в исходное состояние и весь описанный цикл работы повторяется.

С помощью цервого 12.и второго 13 кнопочных переключателей задаются независимо длительности импульсов

Т н Т в цикле Т ч (ем.диаграмму на фиг. 3}.

Число импульсов в цикле .задается с помощью многопозиционного переключателя 19. При этом третий счетчик 17 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход с инверсного выхода статического триггера 16.

После набора многопозиционным переключателем 19 заданного числа импульсов на соответствующем выходе дешифратора-мультиплексора 18 формируется уровень "1", обнуляющий третий счетчик 17, а счетный триггер 20 переходит в новое состояние.

Формула изобретения

1. Устройство для электрохнмического растворения металлов, содер1475993 жащее электролизер, силовой трансформатор и тиристорный регулятор напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено регулятором температуры с датчиком температуры, биполярным источником питания, транзисторным коммутатором, блоком согласования, опорным генератором, делителем частоты, первым, вторым и третьим счетчиками, первой и второй схемой И, первым и вторым кнопочными переключателями, статичес- 15 ким триггером, дешифратором, многопозиционным переключателем, счетным триггером и схемой 2И-2ИЛИ, причем к выходу опорного генератора подключены тиристорный регулятор напряжения непосредственно и через делитель частоты счетным входом первый и второй счетчики, к информационным выходам которых соответственно через первый и второй кнопочные переключате- 25 ли подключены первая и вторая схемы И, к выходам которых соответственно первым и вторым входами подключен статический триггер, к прямому выходу которого подключен вход установки gp нуля первого счетчика и первый вход схемы 2И-2ИЛИ, а к инверсному выходу подключен вход установки нуля второго счетчика, третий вход схемы

2И-2ИЛИ и счЕтный вход третьего счет35 чика с подключенным к его информационным выходам дешифратором, к информационным выходам которого через многопозиционный переключатель подключен счетнь|й триггер к прямому 40 и инверсным выходам которого соответственно вторым и четвертым входами подключена схема 2И-2БТИ, соединенная своим выходом через блок согласован" с транзисторн перею ателем. 45 соединенным с биполярным источником напряжения и электролизером, на котором установлен датчик температуры, соединенный с регулятором температуры, к выходу которого управляющим входом подключен тиристорный регулятор напряжения, соединенный с биполяр-. ным источником напряжения и силовым трансформатором.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что тиристорный регулятор напряжения выполнен в виде блока сетевой синхронизации, четвертого счетчика, блока. сравнения кодов, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), одновибратора и блока оптронных тиристоров, причем четвертый счетчик входом установки нуля подключен к выходу блока сетевой синхронизации, а счетным входомк опорному генератору, при этом к информационному выходу четвертого счетчика и аналого-цифрового преобразователя подключен блок сравнения кодов, к выходу которого через одновибратор управляющим входом подключен блок оптронных тиристоров, выход которого является выходом тиристорного регулятора напряжения.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сетевой синхронизации выполнен в виде диодного моста, балластного резистора, тиристора, опорного диода, импульсного трансформатора, диода,,блок формирования логических уровней, причем к диодному мосту подключены последовательно балластный Резистор, тиристор, между анодом и управляющим электродом котарого включен опорный диод, и первичная обмотка импульсного трансформатора, к вторичной обмотке которого через диод подключен блок формирования логических уровней, выход которого является выходом блока сетевой синхронизации.

1475993

Фиг. 2

Фиг. 3

Составитель С. Пономарев

Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Редактор Т. Лазоренко

Заказ 2128/25 Тираж 60б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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