CS248176B1

CS248176B1 - Connection for automatic connection of a spare power supply in galvanoplasty

Info

Publication number: CS248176B1
Application number: CS443984A
Authority: CS
Inventors: Milos Pechman; Vaclav Landa
Original assignee: Milos Pechman; Vaclav Landa
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Zapojení pro automatické připojení náhradních nouzových napájecích akumulátorů do anodových okruhů při výpadku elektrické energie při dvou- nebo vícesložkovém elektrochemickém nanášení kovů v určitém poměru, Náhradní akumulátorové baterie jsou připojeny k přísluš-. ným anodám přes výkonové tranzistory, jejichž báze jsou přes rozpínací kontakty, například elektromagnetického relé, připojeny na středy regulačních potenciometrů pro nastavení žádaného poměru anodových proudů.Connection for automatic connection of spare emergency power batteries to anode circuits in the event of a power failure during two- or multi-component electrochemical deposition of metals in a certain ratio. Spare batteries are connected to the respective anodes via power transistors, the bases of which are connected via break contacts, for example of an electromagnetic relay, to the centers of regulating potentiometers for setting the desired ratio of anode currents.

Description

Vynález se týká zapojení pro automatické připojení náhradního napájecího zdroje v galvánoplastice při výpadku elektrické energie, a to zejména u vícesložkového elektrochemického vylučování kovů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to circuitry for the automatic connection of a replacement power supply in galvanoplasty in the event of a power failure, in particular for multi-component electrochemical deposition of metals.

Na technologické zařízení pro galvanoplastické vylučování tlustých vrstev kovů se oproti běžné galvanotechnice kladou zvláštní požadavky: provoz musí být dlouhodobý, nepřetržitý, spolehlivý a bezporuchový, aby byla zaručena rovnoměrně vyloučená kvalitní kovová vrstva.There are special requirements for galvanoplastic deposition of thick metal layers compared to conventional galvanic engineering: operation must be long-term, continuous, reliable and trouble-free in order to guarantee a uniformly excluded quality metal layer.

Z toho důvodu je nutné zajistit provoz technologického zařízení i v případě, že nastane náhlý i dlouhodobější výpadek dodávky elektrické energie v příslušném provozu.For this reason, it is necessary to ensure the operation of the technological equipment even if there is a sudden and long-term power outage in the respective operation.

V současné době se takovýto havarijní stav řeší v důležitých provozech tak, že potřebná minimální elektrická energie se kryje z náhradních nouzových zdrojů, at už se jedná o akumulátorové baterie, například u nouzového osvětlení a podobně, nebo při výpadku sítě nastartuje automaticky náhradní motorgenerátor, ze kterého je kryta potřebná elektrická energie k udržení důležitých technologických zařízeni v nouzovém provozu, aby nedošlo k případným závažným hospodářským škodám.Currently, such an emergency situation is solved in important operations so that the required minimum electrical energy is covered from spare emergency sources, whether they are accumulator batteries, for example in emergency lighting and the like, or in the event of a power failure, which covers the necessary electrical energy to keep important technological equipment in emergency operation in order to avoid possible economic damage.

Způsob řešení pomocí náhradního motorgenerátoru je sice Ideální, avšak pro některé účely nadměrně nákladný a někdy i zbytečný. Proto se běžně v galvanoplastice řeší výpadek elektrické energie tak, že se potřebný stejnosměrný proud dodávaný do anodových okruhů v galvanizační lázni kryje z pomocných akumulátorových baterií, které se automaticky připojí přes výkonové diody.The solution using a replacement motor generator is ideal, but for some purposes it is excessively expensive and sometimes unnecessary. Therefore, in the electroforming industry, a power failure is normally solved by covering the required direct current supplied to the anode circuits in the galvanizing bath from auxiliary accumulator batteries, which are automatically connected via power diodes.

Tím je zajištěn elektrochemický proces v galvanizační lázni, i když napájecí stejnosměrné zdroje jsou přechodně bez proudu, a tedy nedojde ke znehodnocení pokovovaného drahého modelu nebo vzorku.This ensures an electrochemical process in the galvanizing bath, even if the DC power supplies are temporarily de-energized, and thus the metallized expensive model or sample is not degraded.

Tohoto způsobu lze použít v galvanoplastice bez problému tehdy, jedná-li se o takzvané jednosložkové elektrolytické vylučováni kovu, kupříkladu niklu při výrobě forem a podobně. Jiná situace však nastává, pokud se na model-katodu elektrochemicky vylučuje více kovových složek. V nej jednodušším případě se vylučuje dvojsložkově například nikl a železo. Přitom však platí další požadavek, aby z důvodu kvalitního vylučování obou kovů na katodě byl zachován určitý poměr obou anodových proudů, kupříkladu : ip_e =6:1.This method can be used in electroplating without a problem if it is a so-called one-component electrolytic deposition of metal, for example nickel in the production of molds and the like. However, another situation arises when more metal components are electrochemically deposited on the cathode model. In the simplest case, for example, nickel and iron are excreted in two components. However, there is a further requirement that, due to the good deposition of both metals at the cathode, a certain ratio of the two anode currents be maintained, for example: ip _e = 6: 1.

Tento poměr obou proudů se nastaví podle údajů ampérmetrů měřících proud ze stejnosměrných regulačních zdrojů do obou anodových okruhů, a to podle požadované proudové hustoty a podle velikosti plochy pokovovaného modelu. Přitom poměr napájecích napětí je jiný a mění se případ od případu, podle velikosti pokovovaného modelu.This ratio of the two currents is set according to the ammeter data measuring the current from the DC control sources to both anode circuits, according to the required current density and the surface area of the metallized model. The ratio of supply voltages is different and varies from case to case depending on the size of the metallized model.

V takovém případě nelze vůbec připojit k anodovým okruhům náhradní akumulátorové zdroje ani přes diody, neboř napětí náhradních akumulátorů pevně daná počtem v sérii zapojených článků se liší od napájecích napětí nastavených na napájecích usměrňovačích. Po připojení těchto baterií dochází k vyrovnávacím proudům, a tím k porušení požadovaného poměru :In this case, no spare battery packs can be connected to the anode circuits at all, even through diodes, since the voltage of the spare batteries given by the number of connected cells is different from the supply voltages set on the supply rectifiers. When these batteries are connected, the balancing currents occur, thereby breaking the required ratio:

: i . 6 : 1. To má za následek znehodnoceni galvanoplastického procesu. Z toho důvodu nelze chránit galvanizační proces proti výpadku elektrické energie běžným připojením náhradních baterií.: i. 6: 1. This results in degradation of the galvanoplastic process. For this reason, it is not possible to protect the galvanizing process against power failure by routine connection of replacement batteries.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle předmětného vynálezu, které umožňuje automatické připojení náhradních akumulátorů do anodových okruhů napájecích zdrojů při dvou- nebo vícesložkovém elektrochemickém nanášení kovů v určitém poměru při výpadku elektrické energie.These disadvantages are overcome by the circuitry of the present invention, which allows the automatic connection of replacement accumulators to the anode circuits of power supplies in two- or multi-component electrochemical deposition of metals at a certain rate in the event of a power failure.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že náhradní akumulátory jsou připojeny kladným pólem k příslušným anodám galvanizační vany přes výkonové tranzistory. Báze tranzistorů jsou přes rozpínací kontakty elektromagnetického relé zapojeny na středy regulačních potenciometrů paralelně připojených k pólům akumulátorových baterií.The principle of the invention is that the replacement accumulators are connected by a positive pole to the respective anodes of the galvanizing tank via power transistors. The transistor bases are connected to the centers of the control potentiometers connected in parallel to the poles of the accumulator batteries via the break contacts of the electromagnetic relay.

Společný záporný pól obou náhradních akumulátorů je současně připojen ke katodě galva3 nizační vany. Rovněž oba stejnosměrné regulační zdroje jsou svými zápornými póly připojeny ke katodě a jejich kladné póly jsou připojeny na příslušné anody.The common negative pole of both spare batteries is simultaneously connected to the galvanizing tank cathode. Also, both DC control sources are connected to the cathode with their negative poles and their positive poles are connected to the respective anodes.

Výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že i když jsou oba náhradní akumulátory trvale připojeny na příslušné anody obou složkových kovů, kupříkladu niklu a železa, je možné nastavit za normálního galvanizačního procesu ze stejnosměrných regulačních zdrojů žádané anodové proudy, kupříkladu i_Ni : =6:1, aniž by došlo k porušení tohoto poměru, neboř napětí náhradních akumulátorů se na anodách vůbec neuplatňuje a tyto jsou zcela bez proudu, protože oba tranzistory jsou uzavřeny.The advantage of the circuitry according to the invention is that even if both replacement accumulators are permanently connected to the respective anodes of both the component metals, for example nickel and iron, the desired anode currents, for example also _Ni , can be set from DC control sources in normal galvanizing process. 1, without breaking this ratio, since the voltage of the spare batteries is not applied at all to the anodes and they are completely de-energized since both transistors are closed.

Teprve při výpadku sítě, kdy zdroje přeruší dodávku proudu, připojí sířový rozpínací prvek, například střídavné relé, báze obou tranzistorů na středy regulačních potenciometru. Oba tranzistory otevřou a dodávají anodový proud do galvanizační lázně v takovém poměru, jak byly nastaveny regulační potenciometry. Tím je kryta nouzová dodávka proudu do anodových obvodů z náhradních akumulátorů, aniž by se porušila jakost galvanizačního procesu i pokovovaného vzorku.It is only in the event of a mains failure that the power supply interrupts the power supply that the network expansion element, such as an AC relay, attaches the bases of both transistors to the centers of the control potentiometers. Both transistors open and supply the anode current to the galvanizing bath at the ratio set by the control potentiometers. This covers the emergency power supply to the anode circuits from the spare accumulators without compromising the quality of the electroplating process and the metallized sample.

Příkladné provedení zapojení podle vynálezu je schematicky vyznačeno na připojeném obrázku, kde je vyznačena galvanizační vana Ί_ s katodou 17, dvěma anodovými okruhy s Ni-anodou 15 a Fe-anodou 16 a s příslušnými stejnosměrnými regulačními zdroji 2 a 10.An exemplary embodiment of the circuit according to the invention is shown schematically in the attached figure, where a galvanizing bath 7 with a cathode 17, two anode circuits with a Ni-anode 15 and a Fe-anode 16 and corresponding DC control sources 2 and 10 are indicated.

V galvanizační vaně 7 je v elektrolytu zavěšen pokovovaný model, který tvoří katodu 17 a dvě anody: Ni-anoda 15 a Fe-anoda 26. Každá anoda spolu s katodou 17 jsou připojeny k příslušným stejnosměrným regulačním zdrojům: Ni-anoda 15 ke stejnosměrnému regulačnímu zdroji 9. a Fe-anoda 16 ke stejnosměrnému regulačnímu zdroji 10 a tvoří tak příslušné anodové napájecí okruhy.In the electroplating bath 7, a metallized model is suspended in the electrolyte, which comprises a cathode 17 and two anodes: Ni-anode 15 and Fe-anode 26. Each anode together with cathode 17 are connected to respective DC control sources: Ni-anode 15 to DC control the source 9 and the Fe-anode 16 to the DC control source 10 and thus form the respective anode supply circuits.

Pro požadovaný poměr anodových proudů 2_n£ ^: ip_e = 6 : 1 je na stejnosměrných regulačních zdrojích 2' IQ nastaveno příslušné napětí u^ a tu,. Tím je zajištěn normální galvanizační proces ze sítě. Současně jsou však také připojeny náhradní akumulátory 2 ^a 2 svým společným záporným pólem na katodu 17 a jejich kladné póly jsou připojeny na příslušné anody: k Ni-anodě 15 přes ampérmetr 11 a tranzistor 2 ^a k Fe-anodě 16 přes ampérmetr 12 a tranzistor 2·For a desired anode current ratio of 2 ^: 6 ^: ip _e = 6: 1, the appropriate voltage u and _t is set at the DC control sources 20 '. This ensures a normal galvanizing process from the grid. At the same time, however, spare accumulators 2 ^and 2 are also connected with their common negative pole to cathode 17 and their positive poles are connected to respective anodes: to the Ni-anode 15 via ammeter 11 and transistor 2 ^and to Fe-anode 16 via ammeter 12 and transistor 2 ·

Paralelně k akumulátorům 2* 2 jsou připojeny potenciometry 2 ^a 2* 3 ejichž středy jsou zapojeny na příslušné báze tranzistorů 2 ^a Z přes rozpínací kontakty 13 a 14 elektromagnetického relé 2 napájeného ze sítě.The potentiometers 2 ^and 2 * 3 are connected in parallel to the accumulators 2 * 2, the centers of which are connected to the respective bases of transistors 2 ^and Z via the normally-closed normally open contacts 13 and 14 of the electromagnetic relay.

Funkce zapojení podle vynálezu je velmi jednoduchá, neboř oba proudové okruhy - hlavní, ze stejnosměrných regulačních zdrojů 9_, 10 i náhradní, z náhradních akumulátorů 2' 2 ” jsou na sobě naprosto nezávislé a navzájem se neovlivňují.The function of the circuit according to the invention is very simple, since both the main circuits, from the DC control sources 9, 10 and the spare ones, from the spare 2 '2 ”accumulators are completely independent of each other and do not influence each other.

Před zahájením vlastní galvanizace nastaví se při vypnuté síti požadovaný anodový proud i^ z náhradního akumulátoru 2 měřený ampérmetrem 11 pomocí jezdce potenciometru 2 ^na žádanou velikost, neboř kontakt 13 je sepnut, tranzistor 2 3^e otevřen a dodává anodový proud 2χ do Ni-anody 15. Obdobně se nastaví žádaný anodový proud ±₂ z náhradního akumulátoru 2 pomocí jezdce potenciometru 2 tak, aby jeho velikost byla v žádaném poměru vůči anodovému proudu 2}·Before starting the galvanization is set when it is off the network desired anode current i ^ from the replacement of the battery 2 measured by the ammeter 11 using the slider of the potentiometer 2 ^{to a} desired size, monoperoxycarbonate or contact 13 is closed, the transistor 2 3 ^e is opened and supplying anode current 2χ to Ni anode 15 Similarly, set the desired anode current of ± ₂ from the replacement battery 2 using the slider of the potentiometer 2 so that its size is in the desired ratio to the anode current 2}.

Po připojení k síti se rozpojí rozpínací kontakty 13 a 14 elektromagnetického relé 2/ a tím se odpojí i příslušné báze tranzistorů 2 ^a Z' takže tranzistory 2 ^a Z ^se uzavřou a odpojí náhradní akumulátory 2 ^a 2 ^o<a příslušných anod, Ni-anody 15 a Fe-anody 22· ^T^^m 3^enáhradní proudový okruh náhradních akumulátorů 2/ 2 ^zcei^a bez proudu a v pohotovostním režimuUpon connection to the mains, the break contacts 13 and 14 of the electromagnetic relay 2 are opened and the corresponding bases of transistors 2 ^and Z 'are disconnected, so that transistors 2 ^and Z ^are closed and the spare accumulators 2 ^and 2 ^{o and} corresponding anodes, Ni-anodes 15 and Fe-anodes 22 · ^T ^ ^m 3 ^e spare current circuit of spare batteries ^{2/2 strings} ^and without current and in standby mode

Zbytkový inverzní proud uzavřených křemíkových tranzistorů je tak nepatrný, že nemůže galvanizační proces nijak ovlivnit. Po zapnutí sítě se nastaví anodové proudy 2^ ^a Z2 ^v hlavním proudovém okruhu nastavením příslušných napětí u^ a u₂ ze stejnosměrných regulačních zdrojů 9 ^a 12» které odpovídají žádané hustotě proudu při dané velikosti modelu a zvoleném poměru obou anodových proudů ΐ₂ dvousložkové galvanoplastice. Obdobným způsobem lze realizovat i zapojení pro galvanizaci vícesložkovou.The residual inverse current of closed silicon transistors is so small that it cannot influence the galvanizing process. When the AC power is set anode current 2 ^ ^and Z2 ^{in the} main current circuit by adjusting the respective voltage u ^ and u ₂ from the DC regulating sources 9 ^and 12 »which correspond to the desired current density for a given size of the model and the selected ratio of the two anode currents ΐ _two binary electroforming. In a similar way it is possible to realize wiring for multi-component galvanization.

Claims

Wiring for the automatic connection of a spare power supply in galvanoplasty in the event of a power failure in multi-component electrochemical metal deposition characterized in that the spare accumulator batteries (5, 6) are connected to the respective anodes (15, 16) of the galvanizing tank (7) via power transistors. (1, 2), wherein the transistor bases are connected via the break contacts (13, 14) of the electromagnetic relay (8) to the centers of the control potentiometers (3, 4) connected in parallel to the battery terminals (5, 6). of both batteries (5, 6) connected to the cathode (17) of the galvanizing tank (7).