Dispositif de détection de niveau de liquide, notamment pour cuve d'électrolyse,
utilisation de ce dispositif
La présente invention concerne un dispositif de détection de niveau de liquide, notamment pour cuve d'électrolyse, comprenant des moyens de préparation et d'opération d'une commutation, reliés à une entrée destinée à être connectée à une sonde d'immersion, et qui sont agencés pour coopérer avec cette dernière de manière à provoquer, lors du passage de celle -ci d'un état au moins partiellement immergé à un état non immergé, une commutation d'au moins un contact qu'ils comportent, une prise d'alimentation en énergie pour fournir l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement desdits moyens de préparation et d'opération, et des points de connection de sortie reliés au dit contact.
L'invention concerne également une utilisation de ce dispositif, dans une installation d'électrolyse préexistante, comportant une cuve munie d'un thermostat à contact intercalé dans un circuit qui commande l'enclenchement d'un contacteur de puissance et équipée d'au moins un corps de chauffe alimenté en puissance par l'intermédiaire de ce contacteur de puissance commandé par le thermostat.
Le problème de la détection du niveau de liquide (ou d'électrolyte) dans les installations d'électrolyse se pose avec acuité dans le cas des installations d'électrolyse dont les cuves comportent des corps de chauffe enclenchés automatiquement; ces corps de chauffe sont'souvent enclenchés automatiquement au moyen d'une horloge à contact quelques heures avant que le travail commence, chaque matin, dans cette installation; ceci afin que l'électrolyte ait atteint la température voulue au moment où les cuves d'électrolyse doivent commencer à travailler. On a naturellement alors un thermostat, réglé pour couper l'alimentation des corps de chauffe dès que la température désirée est atteinte, et pour rétablir l'alimentation de ces corps de chauffe au cas où l'électrolyte se refroidirait, en cours de travail, au-dessous de cette température.
Ce thermostat est plongé dans l'électrolyte en général par l'intermédiaire d'une douille étanche et bonne conductrice de la chaleur; la première condition devant être remplie pour que ce thermostat puisse fonctionner et couper le chauffage au moment voulu est naturellement que la cuve soit remplie d'électrolyte. Il peut se produire parfois qu'une cuve munie d'un tel dispositif de chauffage par corps de chauffe commandé par thermostat ne contienne pas d'électrolyte au moment où les corps de chauffe sont enclenchés (soit que la cuve ait été volontairement vidée, soit qu'une fuite se soit produite). Le corps de chauffe est alors enclenché et le thermostat, n'étant plus plongé dans l'électrolyte, ne subit pas l'élévation de température qui le ferait fonctionner et donc ne coupe pas le corps de chauffe.
Un corps de chauffe fonctionnant ainsi dans une cuve non remplie de liquide atteint relativement rapidement une température élevée et, indépendamment du fait qu'il pourrait subir luimême une détérioration, risque fort de détériorer premièrement la cuve d'électrolyse, notamment dans le cas où celle-ci est munie d'un revêtement en matière plastique.
Il serait donc très avantageux qu'un dispositif de détection de niveau de liquide puisse être adjoint aux installations d'électrolyse du type sus-mentionné.
On se heurte cependant à une difficulté notable lorsque l'on cherche à adjoindre un dispositif détecteur de niveau de liquide à une installation d'électrolyse existante qui n'en comportait pas encore. Cette difficulté réside dans le fait que, pour des raisons de commodité et de propreté, l'alimentation électrique des cuves d'électrolyse est en général faite à partir d'un panneau principal qui n'est pas situé à proximité immédiate de la cuve d'électrolyse, une conduite électrique, de préférence gainée pour être protégée de l'action des acides, reliant la cuve d'électrolyse à ce panneau. Cette conduite comporte en général une ligne d'alimentation en courant alternatif triphasé pour les corps de chauffe plus une ligne auxiliaire pour le raccordement du thermostat.
S'il s'avère nécessaire, pour l'installation après coup, d'un dispositif détecteur de niveau de liquide, de tirer une ligne électrique supplémentaire entre la cuve et le panneau, cela provoque des complications et des frais supplémentaires notables, vu notamment des prescriptions très sévères qui régissent les installations électriques dans les locaux où sont installées des cuves d'électrolyse.
Du fait que l'on dispose déjà de la ligne auxiliaire du thermostat, on en vient immédiatement à l'idée que le contact d'alarme du dispositif détecteur de niveau pourrait être branché sur cette même ligne auxiliaire, ci qui éviterait de tirer une ligne spéciale pour ce contact d'alarme. Le raccordement du contact d'alarme n'est cependant, dans le cas d'un tel dispo sitif détecteur de niveau, pas le seul raccordement à établir; en effet, du fait qu'il n'est pas possible pour des raisons techniques, d'installer un détecteur de niveau à action directe sur une cuve d'électrolyse, on doit prévoir dans le dispositif détecteur de niveau de liquide des moyens à relais qui servent d'intermédiaire entre une sonde d'immersion et le contact d'alarme précité.
Ces moyens à relais doivent naturellement être alimentés en énergie, et cette énergie ne saurait leur être délivrée par la ligne auxiliaire du thermostat. On dispose bien du câblage d'alimentation des corps de chauffe, mais comme justement cette alimentation doit être coupée lorsque soir le thermostat, soit le dispositif détecteur de niveau de liquide le requiert, il ne serait pas possible d'alimenter un dispositif détecteur de niveau muni de moyens à relais classiques par l'intermédiaire de la ligne d'alimentation des corps de chauffe.
Cela signifie que l'établissement d'une ligne électrique supplémentaire pour l'alimentation en énergie des dits moyens à relais ne pourrait pas dans ce cas être évitée, ce qui constitue un notable inconvénient notamment du point de vue des frais et des complications entraînés par l'adjonction d'un tel dispositif de détection de niveau de liquide sur une cuve d'électrolyse dans une installation existante.
Le but de l'invention est de fournir un dispositif de détecteur de niveau de liquide ne présentant pas les inconvénients sus-mentionnés, c'est-à-dire un dispositif détecteur de niveau de liquide qui, tout en étant muni des moyens relais nécessaires pour un fonctionnement avec une sonde d'immersion trempant dans l'électrolyte d'une cuve d'électrolyse, puisse être disposé à proximité immédiate d'une telle cuve sans nécessiter l'établissement, jusqu'à l'endroit où il est disposé, d'une ligne d'alimentation permanente en énergie.
Le dispositif détecteur de niveau de liquide, de type susmentionné, est; conformément à l'invention, caractérisé en ce que lesdits moyens de préparation et d'opération comprennent au moins un relais électromécanique commutant d'une première position à une seconde sous l'effet d'une stimulation électrique d'un premier type déterminé, commutant de la seconde position à la première sous l'effet d'une stimulation électrique d'un second type déterminé différent du premier, et restant indifféremment dans l'une ou l'autre desdites positions en l'absence de stimulation électrique.
Conformément à l'invention, l'utilisation de ce dispositif, dans une installation d'électrolyse préexistante, comportant une cuve munie d'un thermostat à contact intercalé dans un circuit qui commande l'enclenchement d'un contacteur de puissance et équipée d'au moins un corps de chauffe alimenté en puissance par l'intermédiaire de ce contacteur de puissance commandé par le thermostat, est caractérisée en ce que, la dite sonde étant placée dans la cuve à hauteur du niveau de liquide à détecter et étant connectée à la dite entrée du dispositif, la dite prise d'alimentation est connectée en parallèle sur l'alimentation en puissance du dit corps de chauffe, et la portion de circuit formée par les dits points de connection de sortie est raccordée conjointement avec le thermostat sur le même circuit que celui-ci.
Avantageusement lesdits moyens relais sont constitués par un tube à cathode froide dont le tronçon principal, anodecathode, est branché en série, par l'intermédiaire d'une diode, avec un relais à rémanence, cet ensemble série étant alimenté par une source de tension alternative dont la dite diode ne laisse passer qu'une alternance, I'électrode de commande du tube à cathode froide étant connectée, dans un circuit à haute impédance, avec ladite sonde d'immersion. Avantageusement cette dernière est une sonde à fonctionnement direct comportant deux électrodes, qui, immergées dans le liquide, se trouvent directement reliées entre elles, en impédance relativement
élevée, par ledit liquide, et qui, non immergées dans un liquide, ne se trouvent pas reliées directement entre elles.
S'il utilise un tel relais à rémanence, le dispositif détecteur de niveau de liquide comportera encore avantageusement des moyens temporisés permettant le passage d'un courant alternatif dans le relais à rémanence, pour autant qu'un certain temps se soit écoulé depuis l'instant où, par l'intermédiaire du dit tube à cathode froide et de la diode, un courant redressé lui a été fourni. Le passage d'un courant continu ou redressé dans le relais à rémanence constituera donc une stimulation d'un premier type, dit d'attraction , qui fera attirer ce relais, tandis que le passage dans ce même relais d'un courant alternativ constituera une stimulation d'un second type, dit de relâchement , qui le fera retomber, le relais à rémanence restant indifféremment soit attiré soit retombé, en fonction de la dernière stimulation qu'il a reçu, lorsqu'il n'est traversé par aucun courant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif détecteur de niveau de liquide selon l'invention et il illustre, également à titre d'exemple, une utilisation de ce dispositif dans une installation d'électrolyse; dans ce dessin:
la fig. 1 représente le schéma du dispositif détecteur de niveau de liquide et
la fig. 2 représente le schéma pour une installation d'électrolyse sur une cuve de laquelle le dispositif selon la fig. 1 est monté.
Sur la fig. 1 on voit que le dispositif, désigné par le signe de référence général 1, est monté avec une sonde d'immersion 2 placée dans une cuve d'électrolyse 3 contenant un électrolyte dont le niveau doit être détecté. Cette sonde 2 comprend deux électrodes 2a qui trempent ou non dans l'électrolyte selon le niveau de ce dernier. Le dispositif représenté comprend un transformateur 4 dont l'enroulement primaire est raccordé à deux bornes 25 destinées à l'alimentation du dispositif en courant alternatif. L'enroulement secondaire de ce transformateur 4 comporte quatre prises 4sa, 4sb, 4sc, et 4sd, la tension fournie entre les prises 4sa et 4sd étant approximativement 220 Volts.
Entre ces deux prises se trouve branché, par l'intermédiaire de différents composants de circuit qui seront examinés plus loin, un relais à rémanence 10 qui se distingue par le fait qu'il ne comporte qu'un seul enroulement apte à provoquer l'attraction de l'armature du relais lorsque celui-ci est traversé par un courant continu ou alternatif redressé Trend, et à provoquer le relâchement de cette armature lorsque le relais est traversé par un courant alternatif Ialt. Lorsqu'un courant continu ou redressé Ired traverse ce relais à rémanence 10 il commence à provoquer la magnétisation de l'armature de celui-ci, ensuite de quoi, sous l'effet de cette magnétisation, le relais tire son armature qui reste ensuite en position tirée, par l'effet de la magnétisation rémanente,
même si le courant continu ou redressé cesse de traverser son enroulement. Ce fonctionnement en deux temps , tout d'abord magnétisation de l'armature sans mouvement de celle-ci, puis attraction de l'armature lorsqu'elle est magnétisée, permet de faire fonctionner le relais en lui délivrant un courant continu ou redressé même par l'intermédiaire d'un contact de repos de ce même relais (lorsque ce contact de repos rompt le circuit, la magnétisation a déjà eu lieu.)
Une des extrémités de l'enroulement du relais 10 est connectée à la prise du transformateur 4sd tandis que l'autre
extrémité de cet enroulement est connectée au point commun d'un contact de commutation 10a de ce relais. Lorsque ce
contact de commutation est au repos, il commute le relais, par
l'intermédiaire d'une diode 9, sur l'anode 5a d'un tube à
cathode froide 5.
La cathode 5k de ce tube à cathode froide est
reliée, par l'intermédiaire du contact de travail d'un contact de
commutation 13a d'un relais temporisé 13, à la prise 4sa du transformateur 4. Ce relais temporisé 13 est branché en parallèle sur le primaire du transformateur 4 de sorte que lorsque ce dernier est alimenté, après écoulement d'une période égale à la temporisation du relais 13, ce dernier vient dans la position où son armature est attirée (sur la fig. 1 ce relais 13 est dessiné dans la position où son armature est relâchée).
Si l'on admet que la période de temporisation (environ 30 secondes) du relais 13 s'est déjà écoulée depuis l'instant où l'on a branché un courant alternatif aux bornes d'alimentation 25 du primaire du transformateur 4, et si l'on admet que le relais à rémanence 10 est dans la position où son armature est relâchée, on a donc un circuit, recevant une alimentation d'environ 220 Volts prélevée entre les prises 4sa et 4sd du transformateur 4, qui se trouve établi par le relais à rémanence 10, le contact 10a au repos, la diode 9, le tronçon anode 5a cathode 5k du tube à cathode froide 5, et le contact 13a en position de travail.
Ce tube à cathode froide 5 est dimensionné pour fonctionner en relais sous une tension de 220 Volts, c'est-à-dire que sous une telle tension son tronçon anodecathode ne se ionise pas de lui-même, c'est-à-dire ne devient pas de lui-même conducteur, mais peut être ionisé, c'est-à-dire rendu conducteur, sous l'action d'une tension contre la cathode apparaissant sur son électrode de commande 5g: Si l'on admet qu'aucune tension de commande n'est encore apparue sur cette électrode de commande, le circuit susindiqué ne sera traversé par aucun courant et le relais à rémanence 10 restera dans la position où son armature est relâchée.
Les deux prises intermédiaires 4sb et 4sc du transformateur 4, qui portent respectivement des tensions alternatives d'approximativement 50 Volts et 170 Volts par rapport à la prise 4sa, alimentent un circuit de commande du tube à cathode froide 5. Ce circuit comprend, outre la partie de l'enroulement secondaire du transformateur correspondant aux prises 4sb et 4sc, une résistance variable 6, de l'ordre d'un mégohm, et les deux électrodes 2a de la sonde 2, reliées à ce circuit aux bornes 8. Lorsque la sonde 2 est immergée, une voie de passage de courant, d'une impédance d'environ 10 kilo-ohms, se trouve établie entre les deux électrodes 2a.
Relativement à la valeur proche de 1 mégohm de la resistance 6, cette résistance de 10 kilo-ohms est faible, c'est-à-dire que le point dudit circuit de commande situé entre cette résistance 6 et une des électrodes de la sonde 2 sera approximativement à la même tension que la prise intermédiaire du transformateur reliée à l'autre électrode de cette sonde, à savoir la prise 4sb. Si les électrodes de la sonde sont fortement immergées dans l'électrolyte, la voie de passage du courant entre elles sera encore à plus faible impédance, mais la tension sur ce point intermédlaire restera toujours approximativement celle de la prise 4sb du transformateur. Ainsi donc, tant que les électrodes de la sonde sont immergées (très faiblement, par leurs pointes, ou fortement, sur une grande partie de leur hauteur) la tension à ce point intermédiaire sera toujours approximativement celle de la prise 4sb.
Si par contre, les électrodes 2a de la sonde 2 cessent totalement d'être immergées, plus aucune voie de passage du courant n'existera entre ces électrodes, et le dit point intermédiaire sera porté, à travers la résistance 6 d'approximativement 1 mégohm, à la tension de la prise 4sc du transformateur 4. Ce point intermédiaire est connecté à l'électrode de commande 5g du tube à cathode froide, un condensateur de faible capacité 7 étant par ailleurs branché entre cette électrode de commande 5g et la cathode 5k de ce tube à cathode froide, ceci afin de fournir l'impulsion d'énergie nécessaire lors de l'amorçage du tube à cathode froide (selon ce qui est généralement connu de ces tubes).
On voit donc que lorsque les électrodes de la sonde sont immergées, même très faiblement, on aura entre l'électrode de commande 5g et la cathode 5k du tube à cathode froide 5 une tension alternative d'approximativement 50 Volts (la cathode 5k du tube 5 étant reliée à la prise 4sa du transformateur), tandis que lorsque les électrodes de la sonde ne seront pas immergées du tout, on aura entre cette électrode de commande et cette cathode du tube à cathode froide une tension alternative d'approximativement 170 Volts. La tension d'amorçage électrode de commande-cathode du tube à cathode froide 5 se situe approximativement à 110 Volts. Ainsi le passage de la sonde 2 de l'état immergé à l'état non immergé provoquera l'amorçage du tube à cathode froide 5.
A l'instant où il est amorcé, ce tube 5 établit une voie conductrice entre son anode Sa et sa cathode 5k, et une alternance du courant alternatif peut passer depuis la prise 4sd du transformateur à travers le relais à rémanence 10, la diode 9, et le tronçon anode-cathode du tube à cathode froide 5, jusque sur la prise 4sa du transformateur. Un tel courant Ired constituera une stimulation électrique provoquant l'attraction de l'armature du relais à rémanence 10, lequel sera donc amené à fonctionner de manière à faire passer de l'état de repos à l'état de travail trois contacts de commutation 10a, 10b, et 10c, qu'il présente.
Dès que le relais à rémanence 10 aura ainsi fonctionné, son contact de commutation 10a coupera le circuit passant par la diode 9 et le tube à cathode froide 5 et établira un autre circuit passant par une résistance 12 pour aller jusqu'à la prise 4sa du transformateur, en passant cependant par un contact de repos 13a du relais temporisé 13. Ainsi lorsque le relais à rémanence sera dans la position où son armature est attirée, le tube à cathode froide cessera d'être alimenté, mais aucun courant ne pourra cependant traverser le circuit constitué par l'enroulement du relais à rémanence 10, le contact de travail 10a de ce dernier, et la résistance 12, du fait que le contact de commutation 13a du relais temporisé 13 sera toujours en position de travail et empêchera le passage du courant à travers la résistance 12 en série avec laquelle il se trouve.
Une commutation du relais à rémanence 10 se produit lorsque une absence de liquide (électrolyte) est signalée dans la cuve d'électrolyse 3, c'est-à-dire lorsqu'il y a lieu de couper l'alimentation d'un corps de chauffe branché pour chauffer l'électrolyte qui devrait se trouver dans cette cuve. Un des contacts 10b ou 10c du relais à rémanence 10 est, d'une manière qui sera examinée en détail plus loin, branché pour provoquer le déclenchement des corps de chauffe exactement comme cela se produirait lorsqu'un thermostat aurait signalé le fait que l'électrolyte est suffisamment chaud et qu'il n'est plus nécessaire de le chauffer. Ainsi donc lorsque le relais à rémanence 10 aura commuté, l'énergie électrique alternative cessera d'être fournie au corps de chauffe.
Il y a lieu de remarquer comme cela sera indiqué en liaison avec la fig. 2, que l'alimentation du transformateur 4 par les bornes 25 est faite sur la ligne même qui alimente les corps de chauffe. I1 s'ensuit que dès la commutation d'attraction de l'armature du relais à rémanence 10, le transformateur n'est plus alimenté et le relais temporisé 13 ne l'est plus non plus.
Ce dernier, à partir de l'instant où il cesse d'être alimenté, reste encore dans sa position de travail durant un temps égal à sa période de temporisation, puis il revient en position de repos. Dès que ce relais temporisé 13 est retombé, son contact de repos 13a se ferme et la résistance 12 se trouve reliée à la prise 4sa du transformateur. Cependant comme aucun courant ne passe plus d'un roulement primaire de ce transformateur, aucun courant ne pourra passer non plus dans le 'circuit maintenant fermé constitué par le relais à rémanence 10, le contact de commutation 10a de ce dernier en position d'attraction de son armature, la résistance 12, et le contact de commutation 13a du relais temporisé 13 en position de repos. Tant qu'aucune tension alternative ne sera rétablie sur les bornes 25, le relais à rémanence 10 restera donc dans la position où son armature est attirée.
Si par la suite, après avoir par exemple réhaussé le niveau d'électrolyte signalé comme déficient, on réenclenche un courant sur les bornes 25, le circuit précédemment mentionné ne sera pas immédiatement rompu par le contact 13a du relais 13, puisque celui-ci n'est actionné qu'avec un certain retard sur l'enclenchement du courant qui le fait fonctionner. Ainsi donc à ce moment là, un courant pourra traverser le circuit précé demmentmentionné (comprenant la résistance 12) et le relais à rémanence 10 sera parcouru par un courant alternatif Ialt prélevé entre les prises 4sa et 4sd du transformateur 4. Ce courant alternatif provoquera le relâchement de l'armature du relais à rémanence.
Dès son relâchement, ce dernier, par l'intermédiaire de son contact 10a, sera à nouveau branché sur le tube à cathode froide, mais aucun courant ne pourra toutefois passer tout d'abord à travers celui-ci avant que ne se soit écoulé le temps nécessaire au relais temporisé 13 pour faire commuter son contact 13a. Ce temps est d'approximativement 30 secondes. Après l'écoulement de ces 30 secondes le circuit se retrouvera exactement dans la situation qu'on avait tout au début, et si effectivement le niveau du liquide dans la cuve 3 est maintenant suffisant, le tube à cathode froide 5 ne sera pas réamorcé de sorte que l'armature du relais à rémanence restera relâchée.
Si par contre le niveau du liquide est toujours déficient, le tube à cathode froide 5 sera réamorcé dès l'écoulement dudit délai de 30 secondes, et l'armature du relais à rémanence 10 sera à nouveau attirée, signalant que la tension d'alimentation des corps de chauffe doit à nouveau être coupée. Ainsi un réenclenchement intempestif du courant dans le corps de chauffe, alors que les conditions voulues pour cela ne sont pas remplies, durera au maximum 30 secondes (ou le temps déterminé par la temporisation du relais 13) en suite de quoi ce courant sera à nouveau coupé.
Il y a lieu de noter que l'utilisation d'une sonde d'immersion fonctionnant à haute impédence s'impose dans le cas du contrôle du niveau de liquide d'une cuve d'électrolyse, car, vu la constitution particulière de l'électrolyte, tout courant qui ne serait pas insignifiant entre les électrodes de la sonde pourrait perturber le fonctionnement de la cuve d'électrolyse; de plus il est avantageux de faire fonctionner cette sonde sous courant alternatif, par cette mesure l'action chimique non totalement nulle qui se produit durant une alternance du courant entre les électrodes est neutralisée par l'action chimique inverse qui se produit durant l'alternance suivante.
Il faut noter également que des moyens à relais, ou plus exactement des moyens de préparation et d'opération de la commutation comprenant comme composants principaux autre chose qu'un tube à cathode froide et un relais à rémanence, pourraient être utilisés pour obtenir un effet semblable à celui décrit ci-dessus;
l'utilisation de ce tube à cathode froide et de ce relais à rémanence s'avère cependant particulièrement avantageuse du fait qu'elle est très simple (et donc peu coûteuse), un relais à cathode froide étant un organe convenant parfaitement pour un circuit de commande à haute impédance et pour un circuit principal (commandé) à courant continu ou redressé (même en l'absence de la diode 9 le tube à cathode froide fournirait un effet de redressement du courant le traversant, mais cet effet pourrait en certains cas ne pas être parfait, des allumages en sens contraire étant parfois possible dans les tubes à cathode froide).
D'autre part un relais à rémanence tel que le relais 10 convient parfaitement pour fonctionner en coopération avec un tube à cathode froide, il est relativement simple du fait qu'il ne comporte qu'un seul enroulement, et son fonctionnement bistable avec attraction de l'armature sous courant continu ou redressé et relâchement de celle-ci sous courant alternatif est des plus simple à réaliser dans le cas d'un dispositif comme celui décrit.
Le relais temporisé 13 pourrait être un relais temporisé d'un type quelconque, pour des raisons de simplicité et d'économie on a prévu un relais temporisé à fonctionnement thermique par lame bimétallique, lequel donne entière satisfaction en l'occurence (aucune exigence de précision ne frappant la temporisation du relais 13 dans le dispositif ci-décrit).
Sur la fig. 2 qui représente une installation d'électrolyse complète dans laquelle le dispositif détecteur de niveau selon la fig. 1 est monté, on voit d'abord un ensemble 15, en général monté sur un panneau qui est le panneau de commande électrique de la cuve d'électrolyse. Ce panneau reçoit une alimentation en courant triphasé sur ses bornes d'entrée R,S,T,N, bornes qui sont reliées par l'intermédiaire de trois fusibles 16 et de trois contacts de travail respectivement 17a, 17b, 17c, d'un contacteur 17, à des bornes de sortie R, S, T et N, à partir desquelles sont alimentés les corps de chauffe Ch de la cuve d'électrolyse
Dans une installation sans détecteur de niveau de liquide, le fonctionnement du contacteur 17 est commandé uniquement en fonction d'un thermostat comme le thermostat 19,
la commande du contacteur 17 à partir du thermostat étant faite par l'intermédiaire d'un relais de thermostat 18, le sens de fonctionnement du thermostat 19 et le courant maximum admissible dans celui-ci nécessitant généralement le recours à un tel relais intermédiaire 18. En effet, le thermostat 19 est la plupart du temps un thermostat à aiguille qui, lorsque la température pour laquelle il est réglé est atteinte, actionne un contact de travail susceptible de laisser passer seulement un courant relativement faible. En variante, cet organe pourrait être un thermostat pour courant fort, dans ce cas un contact de repos de ce thermostat pourrait être branhcé directement de manière à interrompre lui-même le circuit d'alimentation du contacteur 17, sans passer par l'intermédiaire d'un relais 18.
Sur la fig. 2 on voit qu'un dispositif détecteur de niveau de liquide 1, semblable à celui qui est représenté à la fig. 1, est branché avec ses bornes d'alimentation 25 directement en parallèle sur un des corps de chauffe, entre des points reliés respectivement à la borne de sortie T et à la borne de sortie
N du panneau 15. D'autre part, deux connexions de sortie du dispositif 1, les connexions îîc et 11t entre lesquelles s'intercale le contact de travail 10b du relais à rémanence 10, sont branchées en parallèle sur le contact (de travail) du thermostat 19. On voit également sur la fig. 2 la sonde 2, avec ses électrodes 2a, connectées au dispositif 1.
Le circuit de commande du contacteur 17 comporte un interrupteur principal 10 qui doit être fermé pour que ce contacteur 17 puisse fonctionner. Lorsque cet interrupteur 20 est fermé, le relais intermédiaire 18 du thermostat étant relâché, le contacteur 17 tire et ferme ses trois contacts de travail 17a, 17b, 17c, ce qui provoque l'amenée de la tension triphasée sur les corps de chauffe connectés aux sorties, S', T et N' du panneau 15.
S'il se trouve que, soit le thermostat 19, soit le dispositif détecteur de niveau 1, a son contact fermé, ceci signifiant que, soit pour des raisons de température trop élevée, soit pour des raisons d'absence d'électrolyte ou de niveau d'électrolyte trop faible, l'alimentation des corps de chauffe doit être coupée, le relais intermédiaire 18 tirera du fait que son bobinage 18e est parcouru par une courant provenant de la phase T par l'intermédiaire de l'interrupteur principal 20 et du contact fermé soit du thermostat 19, soit du détecteur de niveau de liquide 1.
Si c'est par suite de foncionnement du détecteur de niveau de liquide que le relais 18 a tiré, il restera tiré après que le contacteur 17 ait coupé l'alimentation des corps de chauffe et par là-même l'alimentation des bornes 25 du dispositif détecteur de niveau de liquide, puisque le contact 10b de ce dispositif qui a provoqué l'attraction du relais 18 est un contact d'un relais à rémanence, donc un contact qui conserve sa position même lorsque le relais qui le porte cesse d'être traversé par un courant.
Pour que le contact de travail 10b cesse d'établir un pont
nitre les bornes 1 tic et 1 vît, il faut qu'une alimentation en tension alternative soit à nouveau fournie sur les bornes 25 du détecteur de niveau de liquide, c'est-à-dire qu'il faut que le contacteur 17 tire à nouveau au moins un instant. Ceci peut être obtenu de deux manières:
ou bien on utilise un contact auxiliaire 21 (dessiné en traits pointillés sur la fig. 2) qui ponte le contact 18a ouvert du relais 18,
ou bien on coupe au moins un instant le circuit par l'intermédiaire de l'interrupteur principal 20, ce qui fait retomber le relais 18, lequel relais, lorsque l'interrupteur 20 rétablira son contact, se trouvera à l'état retombé (la bobine 18e ne l'actionnant qu'avec un certain retard), situation qui permettra une attraction du contacteur 17.
Dès que ce dernier aura fonctionné, la tension sera rétablie aux bornes 5 du dispositif détecteur de niveau de liquide, et, comme on l'a vu en liaison avec la fig. 1, un courant alternatif traversera le relais à rémanence 10, lequel provoquera l'interruption de son contact de travail 10b; du fait de cette interruption le courant cessera de passer dans le bobinage 18e du relais 18, et le contact de repos 18a de ce relais restera fermé jusqu'à ce qu'une nouvelle commutation du relais à rémanence 10 (ou du thermostat 19) vienne faire fonctionner à nouveau ce relais 18 de manière à faire retomber le contacteur 17 et à supprimer l'alimentation des corps de chauffe.
Lorsqu'une déficience de niveau d'électrolyte aura été signalée, il faudra toujours un certain temps pour réparer cette déficience et en général l'opérateur coupera le circuit des corps de chauffe au moyen de l'interrupteur 20 pour effectuer la mise en état (remplissage) de la cuve d'électrolyse. Il est clair que cette remise en état nécessitera un temps bien supérieur à celui qu'il faut au relais temporisé 13 pour fair retomber son contact à partir du moment où son alimentation a été coupée.
Ainsi donc, lorsque l'on rétablira le contact de l'interrupteur principal 20 on aura un début de fonctionnement tout à fait normal du détecteur de liquide 1 et il ne sera pas nécessaire de faire usage d'un contact à bouton poussoir auxiliaire comme le contact 21. Dans le cas toutefois où le retard à l'attraction du relais intermédiaire 18 serait trop faible pour provoquer le réenclenchement automatique du contacteur 17, on pourra avoir recours à un contact auxiliaire à bouton poussoir comme le bouton poussoir 21.
On devrait d'une manière obligatoire avoir recours à un tel contact auxiliaire à bouton poussoir dans le cas où l'on n'aurait pas de relais intermédiaire 18 actionné par un thermostat à contact de travail mais où on aurait un thermostat à contact de repos intercalé directement sur le circuit de commande du contacteur 17. Dans un tel cas le contact de sortie du dispositif détecteur de niveau de liquide 1 ne serait pas à connecter en parallèle avec le contact du thermostat, mais devrait être connecté en série avec celui-ci, d'autre part ce contact de sortie devrait être un contact de repos et non pas un contact de travail du relais à rémanence 10.
Ce contact de repos pourrait fort bien être par exemple le contact de repos du contact de commutation 10b, situé entre les bornes de sortie 1 tic et 1 ir représentées à la fig. 1, il pourrait être également le contact de repos d'un second contact de commutation 10c du relais à rémanence 10, présent à titre de réserve, et branché entre les connections de sortie 11cS et llr.
De préférence l'exécution pratique du dispositif détecteur de niveau de liquide comportera au moins trois bornes de sortie, une borne de point commun de contact, une borne de contact de travail avec le point commun, et une borne de contact de repos avec le point commun, cette dernière possibilité étant représentée en pointillé dans le bloc du dispositif 1 sur la fig. 2.
Un des avantages d'une utilisation du dispositif selon ce qui est représenté à la fig. 2 consiste dans le fait que pour adjoindre un dispositif détecteur de niveau de liquide sur une installation préexistante, on n'a nullement besoin de tirer une ligne supplémentaire pour l'alimentation des moyens à relais, c'est-à-dire des moyens de préparation et d'opération d'une commutation, compris dans le dispositif, malgré le fait que ce dernier est monté directement sur la cuve d'électrolyse. Cet avantage est bien visible sur la fig. 2 où l'on voit que toutes les liaisons existantes entre la cuve avec ses accessoires et le panneau 15 sont tout aussi nécessaires en l'absence d'un dispositif détecteur de niveau de liquide qu'en présence d'un tel dispositif.
Liquid level detection device, in particular for an electrolytic cell,
use of this device
The present invention relates to a liquid level detection device, in particular for an electrolytic cell, comprising means for preparing and operating a switch, connected to an input intended to be connected to an immersion probe, and which are arranged to cooperate with the latter so as to cause, during the transition of the latter from an at least partially submerged state to a non-submerged state, a switching of at least one contact which they comprise, a power supply to provide the electrical energy necessary for the operation of said preparation and operation means, and output connection points connected to said contact.
The invention also relates to a use of this device, in a pre-existing electrolysis installation, comprising a tank provided with a contact thermostat interposed in a circuit which controls the engagement of a power contactor and equipped with at least a heating body supplied with power via this power contactor controlled by the thermostat.
The problem of detecting the level of liquid (or electrolyte) in electrolysis installations arises acutely in the case of electrolysis installations whose tanks include heating bodies which are activated automatically; these heating elements are often started automatically by means of a contact clock a few hours before work begins, each morning, in this installation; this is so that the electrolyte has reached the desired temperature when the electrolysis cells are to start working. There is naturally then a thermostat, set to cut off the power supply to the heating bodies as soon as the desired temperature is reached, and to restore the power supply to these heating bodies in the event that the electrolyte cools down, during work, below this temperature.
This thermostat is generally immersed in the electrolyte via a sealed socket which is a good conductor of heat; the first condition that must be fulfilled for this thermostat to be able to operate and cut off the heating at the desired time is naturally that the tank be filled with electrolyte. It may sometimes happen that a tank fitted with such a thermostatically controlled heating device does not contain electrolyte when the heating elements are switched on (either because the tank has been intentionally emptied, or that a leak has occurred). The heating body is then switched on and the thermostat, no longer immersed in the electrolyte, does not undergo the rise in temperature which would make it operate and therefore does not cut the heating body.
A heating body operating in this way in a tank not filled with liquid reaches a high temperature relatively quickly and, independently of the fact that it could itself suffer deterioration, there is a high risk of first damaging the electrolysis tank, especially in the case where that -ci is provided with a plastic coating.
It would therefore be very advantageous for a liquid level detection device to be able to be added to electrolysis installations of the above-mentioned type.
However, one comes up against a notable difficulty when one seeks to add a liquid level detector device to an existing electrolysis installation which did not yet include one. This difficulty lies in the fact that, for reasons of convenience and cleanliness, the power supply to the electrolytic cells is generally made from a main panel which is not located in the immediate vicinity of the cell. 'electrolysis, an electrical conduit, preferably sheathed to be protected from the action of acids, connecting the electrolysis cell to this panel. This pipe generally comprises a three-phase alternating current supply line for the heating bodies plus an auxiliary line for connecting the thermostat.
If it becomes necessary, for the after-installation of a liquid level detection device, to draw an additional electrical line between the tank and the panel, this causes significant additional complications and costs, particularly in view of the very strict regulations governing electrical installations in rooms where electrolysis cells are installed.
Since we already have the auxiliary line of the thermostat, we immediately come to the idea that the alarm contact of the level detector device could be connected to this same auxiliary line, which would avoid drawing a line. special for this alarm contact. However, in the case of such a level detector device, the connection of the alarm contact is not the only connection to be established; in fact, because it is not possible for technical reasons to install a level detector with direct action on an electrolytic cell, relay means must be provided in the liquid level detector device. which serve as an intermediary between an immersion probe and the aforementioned alarm contact.
These relay means must naturally be supplied with energy, and this energy cannot be delivered to them by the auxiliary line of the thermostat. The power supply wiring for the heating units is available, but as this power supply must be cut off when the thermostat or the liquid level detector device requires it, it would not be possible to supply a level detector device. provided with conventional relay means via the supply line of the heating bodies.
This means that the establishment of an additional electric line for the power supply of said relay means could not in this case be avoided, which constitutes a notable drawback particularly from the point of view of the costs and complications caused by the addition of such a liquid level detection device on an electrolytic cell in an existing installation.
The aim of the invention is to provide a liquid level detector device which does not have the aforementioned drawbacks, that is to say a liquid level detector device which, while being provided with the necessary relay means for operation with an immersion probe immersed in the electrolyte of an electrolytic cell, can be placed in the immediate vicinity of such a cell without requiring establishment, up to the place where it is placed, a permanent power supply line.
The liquid level detector device, of the aforementioned type, is; in accordance with the invention, characterized in that said preparation and operation means comprise at least one electromechanical relay switching from a first position to a second under the effect of an electrical stimulation of a first determined type, switching from the second position to the first under the effect of an electrical stimulation of a second determined type different from the first, and remaining indifferently in one or the other of said positions in the absence of electrical stimulation.
According to the invention, the use of this device, in a pre-existing electrolysis installation, comprising a tank fitted with a contact thermostat interposed in a circuit which controls the engagement of a power contactor and equipped with at least one heating body supplied with power via this power contactor controlled by the thermostat, is characterized in that, said probe being placed in the tank at the level of the liquid level to be detected and being connected to the said input of the device, said power outlet is connected in parallel to the power supply of said heating body, and the portion of the circuit formed by said output connection points is connected jointly with the thermostat on the same circuit than this one.
Advantageously, said relay means are constituted by a cold cathode tube, the main section, anodecathode, of which is connected in series, by means of a diode, with a remanence relay, this series assembly being supplied by an alternating voltage source. of which said diode allows only one half-wave to pass, the control electrode of the cold cathode tube being connected, in a high impedance circuit, with said immersion probe. Advantageously, the latter is a probe with direct operation comprising two electrodes, which, immersed in the liquid, are directly connected to each other, in relatively impedance.
high, by said liquid, and which, not immersed in a liquid, are not directly connected to each other.
If it uses such a remanence relay, the liquid level detector device will also advantageously comprise time-delayed means allowing the passage of an alternating current in the remanence relay, provided that a certain time has elapsed since the instant when, through said cold cathode tube and the diode, a rectified current has been supplied to it. The passage of a direct or rectified current in the remanence relay will therefore constitute a stimulation of a first type, called attraction, which will attract this relay, while the passage through this same relay of an alternating current will constitute a stimulation of a second type, called release, which will cause it to drop again, the remanence relay remaining indifferently either attracted or dropped, depending on the last stimulation it received, when it is not crossed by any current.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the liquid level detector device according to the invention and it illustrates, also by way of example, a use of this device in an electrolysis installation; in this drawing:
fig. 1 shows the diagram of the liquid level detector device and
fig. 2 shows the diagram for an electrolysis installation on a tank of which the device according to FIG. 1 is mounted.
In fig. 1 it can be seen that the device, designated by the general reference sign 1, is mounted with an immersion probe 2 placed in an electrolytic cell 3 containing an electrolyte whose level must be detected. This probe 2 comprises two electrodes 2a which may or may not soak in the electrolyte depending on the level of the latter. The device shown comprises a transformer 4 whose primary winding is connected to two terminals 25 intended for supplying the device with alternating current. The secondary winding of this transformer 4 comprises four taps 4sa, 4sb, 4sc, and 4sd, the voltage supplied between the taps 4sa and 4sd being approximately 220 volts.
Between these two sockets is connected, via various circuit components which will be examined later, a remanence relay 10 which is distinguished by the fact that it has only one winding capable of causing the attraction. of the armature of the relay when the latter is crossed by a rectified direct or alternating current Trend, and to cause the release of this armature when the relay is crossed by an alternating current Ialt. When a direct or rectified current Ired passes through this remanence relay 10, it begins to cause the magnetization of the armature thereof, then, under the effect of this magnetization, the relay draws its armature which then remains in pulled position, by the effect of remanent magnetization,
even if direct or rectified current stops flowing through its winding. This two-stage operation, first of all magnetization of the armature without movement thereof, then attraction of the armature when it is magnetized, allows the relay to operate by delivering it a direct current or rectified even by the intermediary of a closed contact of the same relay (when this closed contact breaks the circuit, magnetization has already taken place.)
One end of the coil of the relay 10 is connected to the socket of the transformer 4sd while the other
end of this winding is connected to the common point of a switching contact 10a of this relay. When this
switching contact is at rest, it switches the relay, by
through a diode 9, on the anode 5a of a tube with
cold cathode 5.
The 5k cathode of this cold cathode tube is
connected, through the make contact of a
switching 13a of a time delay relay 13, to the socket 4sa of transformer 4. This time delay relay 13 is connected in parallel to the primary of transformer 4 so that when the latter is supplied, after expiry of a period equal to the time delay relay 13, the latter comes to the position where its armature is attracted (in fig. 1 this relay 13 is drawn in the position where its armature is released).
If it is assumed that the time delay period (approximately 30 seconds) of relay 13 has already elapsed since the moment when an alternating current was connected to the supply terminals 25 of the primary of transformer 4, and if it is assumed that the remanence relay 10 is in the position where its armature is released, we therefore have a circuit, receiving a power supply of about 220 volts taken between the sockets 4sa and 4sd of the transformer 4, which is established by the remanence relay 10, the contact 10a at rest, the diode 9, the anode section 5a cathode 5k of the cold cathode tube 5, and the contact 13a in the working position.
This cold cathode tube 5 is dimensioned to operate as a relay under a voltage of 220 volts, that is to say that under such a voltage its anodecathode section does not ionize itself, that is to say does not itself become a conductor, but can be ionized, that is to say made conductive, under the action of a voltage against the cathode appearing on its control electrode 5g: If we admit that no control voltage has yet appeared on this control electrode, the above-mentioned circuit will not be traversed by any current and the remanence relay 10 will remain in the position where its armature is released.
The two intermediate taps 4sb and 4sc of the transformer 4, which respectively carry alternating voltages of approximately 50 volts and 170 volts with respect to the tap 4sa, supply a control circuit for the cold cathode tube 5. This circuit comprises, in addition to the part of the secondary winding of the transformer corresponding to sockets 4sb and 4sc, a variable resistor 6, of the order of one megohm, and the two electrodes 2a of probe 2, connected to this circuit at terminals 8. When the probe 2 is submerged, a current flow path, with an impedance of about 10 kilo-ohms, is established between the two electrodes 2a.
Relative to the value close to 1 megohm of resistor 6, this resistance of 10 kilo-ohms is low, that is to say that the point of said control circuit located between this resistor 6 and one of the electrodes of probe 2 will be approximately at the same voltage as the intermediate tap of the transformer connected to the other electrode of this probe, namely the 4sb tap. If the electrodes of the probe are strongly immersed in the electrolyte, the current flow path between them will be even lower impedance, but the voltage on this intermediate point will always remain approximately that of the 4sb tap of the transformer. Thus, as long as the electrodes of the probe are immersed (very weakly, by their points, or strongly, over a large part of their height) the voltage at this intermediate point will always be approximately that of the socket 4sb.
If, on the other hand, the electrodes 2a of the probe 2 completely cease to be immersed, no more path for the passage of the current will exist between these electrodes, and the said intermediate point will be carried, through the resistance 6 of approximately 1 megohm , to the voltage of the socket 4sc of the transformer 4. This intermediate point is connected to the control electrode 5g of the cold cathode tube, a low-capacity capacitor 7 being moreover connected between this control electrode 5g and the cathode 5k of this cold cathode tube, in order to provide the necessary energy pulse during the ignition of the cold cathode tube (according to what is generally known of these tubes).
It can therefore be seen that when the electrodes of the probe are immersed, even very slightly, there will be between the control electrode 5g and the cathode 5k of the cold cathode tube 5 an alternating voltage of approximately 50 volts (the 5k cathode of the tube 5 being connected to the socket 4sa of the transformer), while when the electrodes of the probe are not immersed at all, there will be between this control electrode and this cathode of the cold cathode tube an alternating voltage of approximately 170 volts. The control electrode-cathode ignition voltage of the cold cathode tube 5 is approximately 110 volts. Thus the passage of the probe 2 from the submerged state to the non-submerged state will cause the ignition of the cold cathode tube 5.
At the moment when it is started, this tube 5 establishes a conductive path between its anode Sa and its cathode 5k, and an alternating current can pass from the socket 4sd of the transformer through the remanence relay 10, the diode 9 , and the anode-cathode section of the cold cathode tube 5, up to the socket 4sa of the transformer. Such an Ired current will constitute an electrical stimulation causing the attraction of the armature of the remanence relay 10, which will therefore be caused to operate so as to change three switching contacts 10a from the rest state to the working state. , 10b, and 10c, which he presents.
As soon as the remanence relay 10 has thus operated, its switching contact 10a will cut the circuit passing through the diode 9 and the cold cathode tube 5 and will establish another circuit passing through a resistor 12 to go to the socket 4sa of the transformer, however passing through a rest contact 13a of the time delay relay 13. Thus when the remanence relay is in the position where its armature is attracted, the cold cathode tube will cease to be supplied, but no current will however be able to flow through the circuit formed by the winding of the remanence relay 10, the working contact 10a of the latter, and the resistor 12, because the switching contact 13a of the time delay relay 13 will always be in the working position and will prevent the passage of the current through resistor 12 in series with which it is located.
A switching of the remanence relay 10 occurs when an absence of liquid (electrolyte) is signaled in the electrolytic cell 3, that is to say when it is necessary to cut off the power supply to a body. heater plugged in to heat the electrolyte that should be in this tank. One of the contacts 10b or 10c of the remanence relay 10 is, in a manner which will be discussed in detail later, wired to cause the heating bodies to trip exactly as would happen when a thermostat would have signaled that the electrolyte is hot enough that it is no longer necessary to heat it. So when the remanence relay 10 has switched, the alternating electric energy will cease to be supplied to the heating body.
It should be noted, as will be indicated in conjunction with FIG. 2, that the supply of transformer 4 via terminals 25 is made on the same line which supplies the heating bodies. It follows that as soon as the attraction switching of the armature of the remanence relay 10, the transformer is no longer supplied and the time delay relay 13 is no longer supplied either.
The latter, from the moment it ceases to be supplied, still remains in its working position for a time equal to its time delay period, then it returns to the rest position. As soon as this time delay relay 13 has dropped, its rest contact 13a closes and resistor 12 is connected to the plug 4sa of the transformer. However, as no current passes more than one primary bearing of this transformer, no current can pass either in the 'now closed circuit constituted by the remanence relay 10, the switching contact 10a of the latter in the attracting position. of its armature, the resistor 12, and the switching contact 13a of the time delay relay 13 in the rest position. As long as no AC voltage is re-established on terminals 25, remanence relay 10 will therefore remain in the position where its armature is attracted.
If subsequently, after having for example raised the level of electrolyte indicated as deficient, a current is re-engaged on terminals 25, the previously mentioned circuit will not be immediately broken by contact 13a of relay 13, since the latter is not 'is actuated with a certain delay on the switching on of the current which makes it operate. So at this time, a current can flow through the previously mentioned circuit (including resistor 12) and remanence relay 10 will be traversed by an alternating current Ialt taken between the taps 4sa and 4sd of transformer 4. This alternating current will cause the release of the remanence relay armature.
As soon as it is released, the latter, via its contact 10a, will again be connected to the cold cathode tube, but no current will however be able to pass first through it before the time required for time delay relay 13 to switch its contact 13a. This time is approximately 30 seconds. After these 30 seconds have elapsed, the circuit will find itself exactly in the situation we had at the very beginning, and if indeed the level of the liquid in the tank 3 is now sufficient, the cold cathode tube 5 will not be restarted. so that the armature of the remanence relay will remain loose.
If, on the other hand, the level of the liquid is still deficient, the cold cathode tube 5 will be re-ignited as soon as said 30 seconds have elapsed, and the armature of the remanence relay 10 will be attracted again, signaling that the supply voltage heating elements must be switched off again. Thus an untimely re-engagement of the current in the heating body, when the conditions required for this are not fulfilled, will last a maximum of 30 seconds (or the time determined by the time delay of relay 13) after which this current will again be chopped off.
It should be noted that the use of an immersion probe operating at high impedence is necessary in the case of monitoring the liquid level of an electrolytic cell, because, given the particular constitution of the electrolyte, any current which is not insignificant between the electrodes of the probe could disrupt the operation of the electrolysis cell; moreover, it is advantageous to operate this probe under alternating current, by this measurement the not totally zero chemical action which occurs during an alternation of the current between the electrodes is neutralized by the reverse chemical action which occurs during the alternation next.
It should also be noted that relay means, or more exactly means for preparing and operating the switching comprising as main components other than a cold cathode tube and a remanence relay, could be used to obtain an effect. similar to that described above;
the use of this cold cathode tube and this remanence relay is however particularly advantageous because it is very simple (and therefore inexpensive), a cold cathode relay being a member perfectly suitable for a control at high impedance and for a main circuit (controlled) with direct current or rectified (even in the absence of diode 9 the cold cathode tube would provide a rectifying effect of the current passing through it, but this effect could in some cases not not be perfect, ignitions in the opposite direction being sometimes possible in cold cathode tubes).
On the other hand, a remanence relay such as relay 10 is perfectly suitable for operating in cooperation with a cold cathode tube, it is relatively simple due to the fact that it has only one winding, and its bistable operation with attraction of the armature under direct current or rectified and release of the latter under alternating current is the simplest to produce in the case of a device such as that described.
The timing relay 13 could be a timing relay of any type, for reasons of simplicity and economy a timing relay with thermal operation by a bimetallic strip has been provided, which is entirely satisfactory in this case (no requirement of precision. affecting the time delay of relay 13 in the device described).
In fig. 2 which shows a complete electrolysis installation in which the level detector device according to FIG. 1 is mounted, we first see an assembly 15, generally mounted on a panel which is the electrical control panel of the electrolytic cell. This panel receives a three-phase current supply on its input terminals R, S, T, N, terminals which are connected by means of three fuses 16 and three work contacts respectively 17a, 17b, 17c, of a contactor 17, at output terminals R, S, T and N, from which the heating elements Ch of the electrolytic cell are supplied
In an installation without a liquid level detector, the operation of contactor 17 is controlled only as a function of a thermostat such as thermostat 19,
the control of the contactor 17 from the thermostat being made by means of a thermostat relay 18, the direction of operation of the thermostat 19 and the maximum admissible current therein generally requiring the use of such an intermediate relay 18. In fact, the thermostat 19 is most of the time a needle thermostat which, when the temperature for which it is set is reached, actuates a work contact capable of allowing only a relatively small current to pass. As a variant, this member could be a thermostat for high current, in this case a rest contact of this thermostat could be wired directly so as to itself interrupt the supply circuit of the contactor 17, without going through the intermediary of 'a relay 18.
In fig. 2 it can be seen that a liquid level detection device 1, similar to that shown in FIG. 1, is connected with its supply terminals 25 directly in parallel on one of the heating bodies, between points connected respectively to the output terminal T and to the output terminal
N of panel 15. On the other hand, two output connections of device 1, connections îîc and 11t between which the working contact 10b of remanence relay 10 is inserted, are connected in parallel with the (working) contact. of the thermostat 19. It can also be seen in FIG. 2 the probe 2, with its electrodes 2a, connected to the device 1.
The control circuit of the contactor 17 comprises a main switch 10 which must be closed for this contactor 17 to operate. When this switch 20 is closed, the intermediate relay 18 of the thermostat being released, the contactor 17 pulls and closes its three work contacts 17a, 17b, 17c, which causes the supply of the three-phase voltage on the heating bodies connected to the outputs, S ', T and N' of panel 15.
If it happens that either the thermostat 19 or the level 1 detector device has its contact closed, this signifying that, either for reasons of too high temperature, or for reasons of absence of electrolyte or of electrolyte level too low, the power supply to the heating elements must be cut, the intermediate relay 18 will draw because its winding 18th is carrying a current coming from phase T via the main switch 20 and from the closed contact of either thermostat 19 or liquid level detector 1.
If it is as a result of the operation of the liquid level detector that the relay 18 has pulled, it will remain pulled after the contactor 17 has cut off the power supply to the heating bodies and thereby the power supply to terminals 25 of the liquid level detector device, since the contact 10b of this device which caused the attraction of the relay 18 is a contact of a remanence relay, therefore a contact which maintains its position even when the relay which carries it ceases to operate. be crossed by a current.
For the work contact 10b to stop establishing a bridge
nter terminals 1 tic and 1 vît, it is necessary that an alternating voltage supply is again supplied to the terminals 25 of the liquid level detector, that is to say that the contactor 17 must pull out. again for at least a moment. This can be achieved in two ways:
or an auxiliary contact 21 is used (drawn in dotted lines in fig. 2) which bridges the open contact 18a of relay 18,
or else the circuit is cut for at least a moment by means of the main switch 20, which drops relay 18, which relay, when switch 20 restores contact, will be in the de-energized state (the coil 18 activating it only with a certain delay), a situation which will allow contactor 17 to be attracted.
As soon as the latter has operated, the voltage will be reestablished at the terminals 5 of the liquid level detector device, and, as seen in connection with FIG. 1, an alternating current will flow through the remanence relay 10, which will cause the interruption of its working contact 10b; due to this interruption, the current will stop flowing in the coil 18e of relay 18, and the normally-open contact 18a of this relay will remain closed until a new switching of the remanence relay 10 (or of the thermostat 19) comes operate this relay 18 again so as to drop the contactor 17 and remove the power to the heating elements.
When an electrolyte level deficiency has been signaled, it will always take some time to repair this deficiency and in general the operator will cut the circuit to the heating bodies by means of switch 20 to carry out the repair ( filling) of the electrolytic cell. It is clear that this restoration will require a much longer time than that required for the time delay relay 13 to drop its contact from the moment its power supply has been cut.
Thus, when the contact of the main switch 20 is re-established, there will be a completely normal start of operation of the liquid detector 1 and it will not be necessary to use an auxiliary push-button contact such as the contact 21. However, in the event that the delay in the attraction of the intermediate relay 18 is too low to cause the automatic reclosing of the contactor 17, an auxiliary push-button contact such as the push-button 21 can be used.
Such a push-button auxiliary contact should obligatorily be used in the event that there is no intermediate relay 18 actuated by a working contact thermostat but where there is a closed contact thermostat. interposed directly on the control circuit of the contactor 17. In such a case the output contact of the liquid level detection device 1 would not be connected in parallel with the contact of the thermostat, but should be connected in series with the latter. , on the other hand this output contact should be a break contact and not a work contact of the remanence relay 10.
This rest contact could very well be, for example, the rest contact of the switching contact 10b, located between the output terminals 1 tic and 1 ir shown in FIG. 1, it could also be the break contact of a second switching contact 10c of remanence relay 10, present as a reserve, and connected between the output connections 11cS and llr.
Preferably the practical execution of the liquid level detector device will have at least three output terminals, a common point contact terminal, a working contact terminal with the common point, and a rest contact terminal with the point. common, the latter possibility being shown in dotted lines in the block of the device 1 in FIG. 2.
One of the advantages of using the device according to what is shown in FIG. 2 consists in the fact that in order to add a liquid level detector device to a pre-existing installation, there is no need to draw an additional line for the supply of the relay means, that is to say of the relay means. preparation and operation of a switching, included in the device, despite the fact that the latter is mounted directly on the electrolytic cell. This advantage is clearly visible in FIG. 2 where it can be seen that all the existing connections between the tank with its accessories and the panel 15 are just as necessary in the absence of a liquid level detection device as in the presence of such a device.