DE1621437A1

DE1621437A1 - AEtzmittelregenerierung

Info

Publication number: DE1621437A1
Application number: DE19671621437
Authority: DE
Inventors: Thomas John P
Original assignee: Chemcut Corp
Current assignee: Chemcut Corp
Priority date: 1967-02-13
Filing date: 1967-12-19
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1621437B2; GB1192111A; DE1796323A1; US3526560A; FR1549721A

Description

dr. MÜLLER-BORE DiPLWNG. GRALFS 1621437

DfPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPU.-CHEM. DH. DEUFEL PATENTANWÄLTE

München, den 19. Dezember 1967 Bol/S - G 865

CHEDiGUT GOBPOEAiIOU

500 Science Park Road, State College, Pennsylvania, U.S.A.

Ät zmitt eIregeneri erung

Die Erfindung betrifft eine vollautomatische Begenerationsvorrichtung für ein metallätzendes Ätzmittel, welches in einer Sprühätzeinrichtung für industrielle Gegenst_ande verwendet wird, Die Vorrichtung weist- einen Injektor zum injizieren von elementarem Halogen in das Ätzmittel, um es von dem Oxydationszustand ihres erschöpften Zustandes· in den voll oxydierten Zustand ihres frischen Zustandes zu regenerieren, ein Gewichtsdichte-Schwimmerventil zum Zuführen von Wasser in das Ätzmittel, um eine konstante Ätzrate aufrechtzuerhalten, und ein schwimmergesteuertes Überflussventil auf j um den sich ansammelnden Überschuss an Ätzmittel, welcher fortlaufend erzeugt wird durch das Ätzmittelregenerationsverfahren, abzuziehen und als Nebenprodukt in einem Speichertank zu speichern.

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen ähnlichen Gegenstand wie die deutsche Patentanmeldung^ 58 852 VIb/48d², auf dessen Beschreibung hier Bezug genommen wird. Diese ältere Anmeldung

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behandelt einen Gesichtspunkt der Regenerierung von Ätzmitteln zur Verwendung in einer inü]dstriellen Ätz einrichtung und "bezieht sich hauptsächlich auf Halogenierungsvorrichtungen zur Regenerierung des Ätzmittels in den voll oxydierten Zustand seines frischen Zustandes und auf automatische Steuerungen

oder zur zuverlässigen und genauen Erfassung/Messung des relativen Oxydationszustandes des Ätzmittels zu jeder Zeit und zur Aktivierung der Halogenierungsvorrichtung sobald und so lange das Ätzmittel eine Reoxydation erfordert.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung die alle Phasen des komplexen gesamtchemischen Verfahrens der Ätzmittelregeneration vollständig, fortlauf ad. und vollautomatisch handhabt, durchführt und überwacht.

Bei industriellen Ätzmittelregenerierungsvorgängen, unabhängig davon, ob die tatsächliche Reoxydation automatisch durchgeführt wird oder nicht, besteht das Problem, dass die chemischen Prüfungen oder Untersuchungen und Beimischungen, das Abziehen, die Verdünnungen und andere während des Verfahrens vorzunehmenden Einstellungen und Änderungen der Ätzmittellösung, falls überhaupt, grösstenteils durchgeführt wurden entsprechend der Zweckmässigkeit, Schicklichkeit und Verfügbarkeit der Bedienungsperson. Daher gab es keine zeitliche oder systematische Folgesteuerung gemäss bisheriger Praktiken und die fortlaufend oder periodisch notwendigen vollständigen Untersuchungen der zirkulierenden Lösung und

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des erwünschten aufrechterhaltenen festen Verhältnisses oder Gemisches der Bestandteile oder Vorgänge wurde weniger durch System oder streng angewandter Lehre, sondern mehr durch Augenschein oder Beobachtung der Bedienungsperson oder anderer Schätzungen durchgeführt und jenachdem wie die Zeit es gestattete.

Durch die Erfindung soll das vorerwähnte Problem im wesentlich überwunden werden durch Aufstellung eines System genauer Steuerungen und wobei im wesentlichen die Möglichkeiten einer Unterlassung oder eines Fehlers der Bedienungsperson verringert wird, wie noch im folgenden erläutert wird. Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung hervor; in dieser zeigen:

Figur 1 ein elektrisch-hydraulisches Schaltdiagramm einer Sprühätzeinrich.tung, welche eine erfindungsgemässe Regenerierung aufweist,

Figur 2 einen elektrischen Schaltplan, in der die elektrische Schaltung nach Fig. 1 im einzelnen dargestellt ist, und

Figur $ ein elektrischer Schaltplan, in der ein Teil der Fig. genauer dargestellt ist.

Nach Figur 1 weist eine mit einer Fördereinrichtung versehene Sprüheinrichtung 10 Sätze von nach unten sprühende obere Düsen 12₍ Sätze von nach oben sprühende untere Düsen 14 und einen fort-

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laufend angetriebenen horizontalen Rollentisch zwischen den Sprühdüsensätzen auf, der eine in Längsrichtung angeordnete Fördereinrichtung 16 in der Ätzeinrichtung "bildet, um durch diese hindurch eine fortlaufende Reihe von zu ätzenden Gegenständen zu "bewegen.

Beim Betrieb der Ätzeinrichtung wird eine Ätzmittellösung von den oberen Düsen oder von den oberen und unteren Düsen zusammen gegen die zugewandten Metallflächen der Gegenstände ^l gesprüht, ohne dass eine Wirkung auf gewählten Bereichen der Gegenstände eintritt, die die sogenannten Bild- oder Abbildungsbereiche sind, welche mit einem organischen ÄtzSchutzmittel überzogen sind, um das Metall gegen einen Angriff zu schützen. Die verbleibenden oder Nlchtabbildbereiche der Gegenstände liegen jedoch frei und sind den unter Druck stehenden Sprühstrahlen ausgesetzt und somit wird das Metall von diesen entfernt und geht in Lösung in das Ätzmittel ein, wodurch das Ätzmittel dichter wird, wenn dessen Metallgehalt ansteigt* Zum Ausgleich oder zur Kompensation für die fortlaufende Zufügung von Metall zu dem^tzmittel ist die Ätzeinrichtung mit mehreren äusseren Betriebs- oder Hilfsanschlüssen versehen.

Während die Ätz einrichtung 10 in Betrieb ist, wird Wasser, welches durch eine Leitung 18 zugeführt wird, einem Ätzmitteltank 20 in dem unteren !Teil der Ätz einrichtung hinzugefügt, wodurch das Ätzmittel in dem Tank verdünnt wird, so .dass das spezifische Gewicht durch den sich vergrössernden Metallgehalt nicht zu hoch wird „und so das,s_wa:Lp.e gleichförmige Ätzrate oder

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-geschwindigkeit aufrechterhalten wird. Von Zeit zu Zeit fliesst also Wasser in einer Bahn, die von dem Rohr 18 durch ein Wassersolenoidventil 22 und in den Tank 20 führt, wodurch zeitweilig der Ätzmittelpegel in dem Tank erhöht wird.

Als wertvolles chemisches Nebenprodukt wird überschüssiges Ätzmittel, welches während des Betriebes desferstems erzeugt wird, in Intervallen abgezogen und in einen Vorratsbehälter 24 gepumpt. Das Ätzmittel fliesst folglich in einer Bahn, die von einem Regenerierungskreislauf 26, durch eine erste Kreislaufleitung 28, dann durch ein Nebenproduktsolenoidventil 30 und zur Speicherung in den Tank 24 führt.

Beim Dauerbetrieb der Ätzeinrichtung wird ein oxydierendes Gas automatisch und fast ständig dem Ätzmittel zugeführt, um dem erschöpften Anteil in den hohen Qxydationszustand seines frischen Ätzzustandes zurückzuregenerieren. Ein zu diesem Zweck als Halogenierungsquelle vorgesehener Kreislauf 32 führt das Gas über eine Bahn zu, die von einer Reihe von Druckgaszylindern 34, durch dn Gasrohr 36, eine Steuerung 38 einschliesslich Druck- und.Strömungsregulatoren, ein mit der Steuerung 38 geschaltetes Solenoidventil 40 und dann durch ein Rohr 42 in einen Gas- Flüssigkeits-Injektor 44 führt. Die Steuerung 38 reagiert auf Vakuum, welches in den Injektor gesogen wird aufgrund des Flüssigkeitsstromes durch diesen und arbeitet in üblicher Weise, um das Gas nur verfügbar zu machen, wenn das Ventil 40 geöffnet ist und Ätzmittel durch den Injektor fliesst. Anderenfalls blockiert die Steuerung 38 den Strom, um au

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vermeiden, dass unerwünschtes Gas in den Injektor 44 eintritt ,, wahrend er leer ist, und daraufhin in die Ätz einrichtung eintritt und von dieser nach aussen entweicht.

Eine Zwischenverbindungsleitung leitet den Gasdruck von dem Gasrohr 36 zu der Kapsel eines Druckschalters 46, der in die geschlossene Stellung betätigt sein muss, welche einen ausreichenden Gasdruck anzeigt, bevor das System den Betrieb beginnt.

über die Zuleitungen 48 wird Dreiphasenstrom der elektrischen Steuereinheit 50 &es Systems zugeführt.

Das System weist einen Hauptätzmittelkreislauf 52 und den Regenerationskreislauf 26 auf.

In dem Hauptkreislauf 52 ist eine Pumpeneinheit 54 niit einer Hauptpumpe und einem Elektromotor zum Antrieb derselben vorgesehen, welche ihre Energie von einem Anschluss 56 erhält,, der von der Steuereinheit 50 wegführt. Die Pumpeneinheit 54 saugt Ätzmittel von dem Tank 20 der Ätz einrichtung an und der Pumpenausstoß flieset hauptsächlich zu den Düsen 12 oder den Düsen 12 und 14 zusammen, von denen unter Druck stehende Strahlen auf die Gegenstände auf treffen und von denen abfliesst und sich dann in dem Tank sammelt.

Ein kleiner Teil des Pumpenausstosses kehrt zu dem Tank 20 in einer Zweigbahn zurück, die von einer Auslaßzweigleitung

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über ein Messventil 60 und dann durch, eine auf die Gewichtsdichte ansprechende Steuerung 62 führt, von der der Anteil des Ätzmittels zu dsm Tank zurückfliesst. Die Steuerung 62 hat einen elektrischen Anschluß 64, der von der elektrischen Steuereinheit 50 wegführt und einen anderen Anschluß 65, der zu dem Wassersolenoidventil 22 führt, welches "bewirkt, dass Wasser der Ätzeinrichtung zugeführt wird, in Abhängigkeit davon, dass das Ätzmittel eine hohe Wichte oder ein hohes spezifisches Gewicht hat.

In dem Regenerationskreislauf 26 ist eine RegeneratioEpumpeneinheit 66 vorgesehen, welche den Kreislauf erzeugt und eine angetriebene Pumpe hat, sowie ein Elektroantriebsmotor.w^sH ^ der einen Anschlußsatz 68 zu der elektrischen Steuereinheit 50 aufweist zur Zuleitung der Energie zum Antrieb der Pumpe. Der Kreislauf 26 an der Pumpenausgangsseite teilt sich in drei. Wege, die erste Zweigleitung 28, eine zweite Zweigleitung 70 und eine dritte Zweigleitung 72. Das Ätzmittel in der zweiten Zweigleitung 70 tritt in eine Oolorimeterzelle 74 ein, die darin vorgesehen ist, und fliesst von der Zelle in ein Regenerationsrückleitungsrohr 75» welches an den Ätzeinrichtungstank 20 angeschlossen ist.Die Zelle 74 misst den Oxydationszustand des Ätzmittels durch Messung der Trübe oder Lichtdurchlässigkeit, und der Ausgang der Zelle ist an die elektrische Steuereinheit durch eine Zwischenleitung angeschlossen. In der dritten KreislaufZweigleitung 72 tritt das Ätzjnittel in den Qasinjektor 44 ein, nimmt Gas auf, falls es verfügbar ist, und reagiert chemisch mit diesem und strömt

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in das Rückleitungsrohr 75» welches an die Ätz einrichtung angeschlossen ist. Die elektrische Steuereinheit 50 und das Solenoidventil 40 haben einen Zwischenanschluss 78, der das Ventil steuert, um es dem Gas zu ermöglichen, zu dem Injektor 44· zu strömen.

Die elektrische Steuereinheit 50 und das Überstrom- oder TJmgehungssolenoidventil 30 sind durch eine elektrische Leitung 80 untereinander verbunden, welche einen schwimmergesteuerten Schalter 82 aufweist und über die das Ventil betätigt wird, um überschüssiges Ätzmittel dem Speichertank 24 zuzuleiten. Der Schalter 82 ist Teil einer Schwimmereinrichtung 84.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung/stellen keine Einschränkung dar. Chlorgas wird als elementares Halogen verwendet. Chlor und Ghlorierungseinrichtungen und Steuerungen sind weit verbreitet und leicht im Handel verfügbar. Es wird eine wässerige Ätzmittellösung benutzt, in der das Ätzmittel überwiegend ein vielwertiges Metallchlorid des zu ätzenden Metalls ist.

Beispiel 1

Die zu ätzenden Gegenstände sind Eisengegenstände oder zumindest Eisenflächen aufweisende Gegenstände, in den Gaszylindern ist Chlor und das bevorzugte Ätzmittel ist daher wässerige Ferri (Fe Cl,)-Ferro(Fe Cl₂)-Chloridlösung. Die

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sich einstellende Redox-Reaktion erzeugt fortlaufend mehr Eisenchlorid:

Hoher Oxy- Niedriger Hoher Oxy- niedriger dationsgrad Oxydations- dationsgrad Oxydationsseine s fri- grad seines usw. grad usw. sehen Zu- erschöpften
Standes ZustandLes

Ein allgemeines Material, welches geätzt wird, ist Stahlblech, und die Erzeugnisse, welche dabei hergestellt werden, sind "beispielsweise dünne Stahlnetzwerke oder Stahlgitter und fla&B Stahlfedern. Einzelheiten werden %ά nicht aufgeführt, da sie aus der Betrachtung des nachfolgenden genau erläuterten Beispiels 2 hervorgehen.

Beispiel 2

Die geätzten Gegenstände sind Kupfergegenstände oder wenigstens mit Eupferflachen versehene Gegenstände, das Gas ist Chlor und das bevorzugte Ätzmittel ist daher eine wässerige KupferChloridlösung. Me sich einstellende Redox-Reaktion erzeugt fortlaufend mehr Kupferchlorid:

£- t/lXO'X ρ UUO X λ (JUO X Q

. . CuCIg

Hohe Oxy- Niedrige Hohe Oxyda- Niedrige Oxy- Hohe Oxydation Oxydation tion dation dation

Ein grossvolumiges Erzeugnis ist das gedruckte, geätzte Schaltbrett, dessen Rohling aus einem dünnen Kupferlaminat besteht,

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welches auf einer oder auf beiden Seiten eines Schichtträgers, wie z.B. einem rechteckigen zusammengesetzten Isolierbrett angebracht ist.

Vorzugsweise wird ein niedriger Säurepegel in dem Ätzmittel aufrechterhalten um zu verhindern, dass das Öuprochlorid (GuCl) ausfällt oder sich niederschlägt. Es ist eine Pumpe 86

Chlorwasserstoffsäure (Fig. 1) vorgesehen, um/von einem Tank 88 in das gemeinsame Rückführrohr 75 zu pumpen. Durch einen Leiter 90, der von der Steuereinheit 50 wegführt, wird elektrische Energie der Pumpe 86 zugeleitet, die einen Elektroantriebsmotor und eine Säuremeespumpeneinrichtung kleiner Verdrängung aufweist.

Fach Hg. 2, ein Startschaltkreis, der einen Startschalter 92 und zwei elektrische Eingangs leitungen 94- und 96 aufweist, steuert einen Primärschaltkreis mit zwei Eingangsleitungen 98 und 100, steuert einen Sekundärs ehalt kr eis mit zwei Eingangsleitungen 102 und 104 und steuert einen dritten Schaltkreis mit drei Eingangsleitungen 106, 108 und 110.

Start- oder Anlaßstromkreis

Die Leitungen 94 und 96 dieser Schaltung liegen in Reihe mit einem Steuerrelais" CR-I, dem Startscnalter 92, mit dem ein erster Satz CR-Ia von Kontakten des Steuerrelais in Parallelschaltung liegt, und einem Stopschalter 112,der an die Leitung angeschlossen ist. Energie wird den Anlaßkreiseingarigsleitungen

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94 und 96 durch, die Kraft leitungen 48, einen Dreipolschalter und einen Er ansformat or T-I zugeführt.

Die elektrische Steuereinheit 50 wird von dem Anlaßstromkreis

beätigt.

Genauer gesagt wird die Einheit 50 in Betrieb gesetzt durch Drücken des Anlaßstromkreisschalters 92, der Anlaßkreis ist verriegelt oder wird mitgenommen (locked in) aufgrund eines Verriegelungs- oder Mitnahmeeffekts, hervorgerufen durch die Relaiskontakte GR-Ia, und die elektrische Steuereinheit wird stromlos gemacht durch Drücken des Stopschalters 112, um den Schaltkreis zu öffnen-und das Re_-lais CR-I stromlos zu machen.

Primärstromkreis

Die Eingangsleitungen 98 und 100 dieses Stromkreises liegen in Reihe mit dem ersten Komponenten, einem Triac zweiseitig gerichtetem Trioden-Thyristorschalter 116, welcher ein SO 4OB Halbleiterschalter ist, der eine Gatterelektrode 118 aufweist. Die anderen in Reihe mit dem Schalter 116 liegenden Komponenten sind in Parallelschaltung die elektrisch betätigte ßäuremeßpumpe 86, welche von dem Leiter 90 mit Strom versorgt wird, und das elektrisch betätigte Chlor- Solenoidventil 40, welches den getrennten Zwischenanschluß 78 hat.

Die auf das spezifische Gewicht ansprechende Steuerung 62 weist

, eine Photozelleneinheit 119 auf, welche zwischen d©n Eingangs-

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leitungen 98 und 100 angeschlossen ist. Die Einheit 119 wird mit Strom versorgt über den Anschluß 64 und wirkt als Schalter zur Zuführung eines Teiles des Stromes durch den Anschluß 65 , das Wassersolenoidventil 22 und dann zu dem Leiter 100. Eine Lampe 120 in der Einheit 119 sendet Licht auf eine Photozelle PC-1, um ein Öffnen des Ventils 22 zu verhindern. Ein Säuremesser 122, welcher in einem Ätzmittelbad 123 schwimmt, ist so angeordnet, dass er in die Lichtbahn eindringt und diese unterbricht. Das Ätzmittel 123 wird ständig ergänzt mit einer dosierten Rate, die von dem Ventil 60 gesteuert wird und der Pegel bleibt konstant In der Wichtesteuerung 62. Bei steigendem spezifischem Gewicht, welches eine höhere Metallkonzentration in dem Ätzmittel anzeigt, steigt der Säuremesser 122 , blocMert das Licht und bewirkt, dass sich das Ventil 22 öffnet, wodurch Wasser dem Ätzmittel zugefügt wird, und das sich ansammelnde Metall verdünnt wird. Die Dichte verringert sich, der Schwimmer fällt und der Wasserstrom wird unterbrochen, bis der Säuremesserschwimmer seine' angehobene Stellung wieder erreicht und der Zyklus wiederholt wird.

Der schwimmergesteuerte Schalter 82 ist durch eine Todgangverbindung 124· an einem Schwimmerarm 126 angeschlossen, der an der Oberfläche des Ätzmittels 128 in dem Tank der Ätzeinrichtung 10 schwimmt. Eine Erhöhung in dem Pegel des Ätzmittels bewirkt, dass der ansteigende Arm 126 die Todgangverbindung 124 betätigt, wodurch der Schalter 82 geschlossen wird. Der Schalter 82 schliesst die elektrische Leitung 80, welche das Nebenprodukt-Soleniodventil 30 an die Eingangs-

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leitungen 98 und 100 anschliesst. Das Ventil 30 öffnet sich und schliesst die Regenerierungspumpe 66, den Kreis. 26 und die erste KreisZweigleitung 28 an den Tank 24 an.

Wenn der Schalter 82 geschlossen und das Ventil 30 geöffnet ist, fällt der Pegel des Ätzmittels 128 allmählich in den It ζ einrichtungstank at>, bis der langsam fallende Arm 126 jeden Todgang aus der Verbindung 124 entfernt und daraufhin den Schalter 82 öffnet. Das Nebenprodukt-Solenoidventil 30 schliesst sich, wodurch eine weitere Speicherung des Ätzmittels unterbrochen wird, bis der Schwimmerarm wieder öeine angehobene Stellung einnimmt und der Zyklus sich wiederholt.

Energie wird den Leitungen 98 und 100 zugeführt über die Eingangsleitungen 94 und 96, die beiden Sätze OR-Ib der Kontakte des Steuerrelais CR-1 und durch leiter, die zu den Leitungen 98 und 100 führen.

Sekundärkreis

Der Sekundärkreis ist ein gefilterter 48 Volt e Gleichstromkreis , dessen Plus-EingangsleitungieÄ 102 über ein positives Potentiometer P-1 an Erde angeschlossen ist. Die andere Eingangsleitung 104, ein Minusleiter, ist über ein negatives Potentiometer P-2 an Erde angeschlossen. Eine Bezugsphoto-' zelle PG-2 in der Golorimeterzelle 74 ist zwischen einer normalerweise O-Volt-Photozellenverbindungsstelle 130 und einem Schieber an dem positiven Potentiometer P angeschlossen,

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und eine Proben-Beobachtungs-Photozelle PC-3 ist zwischen der Photozellenverbindungsstelle 130 und dem negativen Potentiometer P-2 angeschlossen. Durch eine Lampe 132 wird Licht den jeweiligen Photozellen in einer zweiten Bahn und einer dritten Bahn zugeleitet. Die Lampe wird mit Strom von dnem Transformator T-3 versorgt, dessen Primärwicklung an die Eingangsleitungen 98 und 100 angeschlossen ist.

Das Ätzmittel in der zweiten KreisZweigleitung 70 fliesst durch einen transparenten Kunststoffabschnitt des Rohres 134-welcher in der dritten Lichtbahn zwischen der Aampe 132 und der Photozelle PC-3 liegt. Ein ansteigender Cuprochloridgehalt verdunkelt das Ätzmittel und reduziert das Licht, welches auf die Photozelle PC-3 fällt, die ein Photowiderstand ist. Demgemäss erhöht sich der Widerstand, wodurch das Potential an der Verbindungsstelle 130 sich von Q-VoIt auf plus 0,1 Volt oder höher ändert.

Umgekehrt, wenn das chlorinierte Ätzmittel in dem Rohr 134-ein höheres Verhältnis an Cuprichlorid (CuCl ) aufweist und

somit leichter oder heller wird aufgrund der relativ verringerten Cuproionkonzentration, bewirkt die Photozelle PC-3, dass sich die Spannung an der Verbindungstelle 130 von G-VoIt auf minus 0,1 Volt· oder grosser ändert.

Eine Filterplatte 136 von vorbestimmter Dunkelheit oder Schwärzung ist in der zweiten Lichtbahn angeordnet und bewirkt,

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dass die Photozelle PC-2 einen Bezugslichtwert empfängt. Die Schieber an den jeweiligen Potentiometern P-1 und P-2 sind auf so einen Punkt eingestellt, dass, wenn das Ausmaes der Dunkelheit oder der Schwärzungsgrad des Bezugsfilters gleich dem Ausmass der Dunkelheit oder dem Schwärzungsgrad des Ätzmittels in dem Rohr 134 ist, die Spannung an der Verbindungsteile 130 den erwünschten O-Wert in Bezug auf Erde annimmt.

Die Zwischenverbindung 76 führt die Photozellenspannung von der Verbindungsstelle 130 zu einer Verbindungsstelle 138, die an eine Null-Detektoreinheit NDU-1 direkt und an eine zweite Kuli-Detektoreinheit NDU-2 über eine Diode 140 angeschlossen ist.

Vier Verbindungen 142, 144, 146 und 148 führen von den jeweiligen Einheiten NDU-I und NDU-2 zu einem Relaiskasten zur Betätigung von Steuer- und Abschaltrelaisschaltern, die noch beschrieben werden. Ein Steuerrelaisschalter 152 ist zwischen der Eingangsleitung 98 und der Gatterelektrode des Triacschalters 116 angeschlossen und tritt in iDät^ikeit, wenn er elektromagnetisch geschlossen wird, um den Triacschalter zu schliessen, wodurch eine gleichzeitige Betätigung ,des Ghlorsolenoidventils 40, welches er öffnet, und der Säuremesspumpe 86 hervorgerufen wird, die er in Betrieb setzt.

Ein Abschaltrelaisschalter 154 in dem Kasten 15O und der Chlordruckschalter 46 sind Teil eines Serienstromkreises, . der weiterhin Sätze von ÜberlastungsrelaiskontaktölOR-Ia

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und 0R-2a und ein Pumpenmotorrelais 156 aufweist und der zwischen den Eingangsleitungen 98 und 100 des Sekundärkreisea angeschlossen ist. Der Relaisschalter 154 ist unter allen Bedingungen geschlossen, mit Ausnahme der Notbedingungen einer Abschaltung oder ausser Betriebsetzung und der Druckschalter 4-6 wird geschlossen gehalten durch den Chlorgasdruck, .wenn Betriebsgasdruk in der Leitung herrscht.

Die Einheiten NDTJ-1 und NDU-2 haben eine gemeinsame plus 5 Volt-Leitung 157, die ihnen eine positive Vorspannung zuführt. Zwei' Leiter 158 schliessen NDTJ-1 zwischen den jeweiligen Zuleitungen 102 und 104 an und zwei Leiter 160 schliessen NDU-2 zwischen den Jeweiligen Zuleitungen 102 und 104 an. Ein Zwischenverbindungsleiter 162 liefert -24 Volt Gleichstrom von der Minuseingangsleitung 104 zu dem Relaiskasten 150.

Energie wird den Eingangsleitungen 102 und 104 des Sekundärkreises zugeführt in einer elektrisch gekoppelten Bahn,die von den Eingangsleitungen 94 und 96 über die Sätze der Relaiskontafcte OR-Ib einen Transformator T-2, der einen Halbleiterclipper 164 aufweist., welcher dessen Primärwicklung überbrückt, einen Vollweggleichrichter 166, ein Filternetzwerk, welches eine Reihe von Widerständen 168 und einen Kondensator 170 aufweist und zwei Begrenzungszehnerdioden 172 hat, die zwischen Erde und den Jeweiligen positiven und negativen Seiten des Netzwerkes geschaltet sind, und dann zu den positiven und Minusleitungen 102 und 104 führt.

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Zur Zuführung oder Erzeugung eines Yorstromes (bias current) wird durch- einen Widerstand 174 und ein in Seihe geschaltetes Potentiometer 176 die positive Zuleitung 102 an Erde geschaltet und der Schieber des Potentiometers 176 koppelt die plus 3 Vblt-G-leichstromvörspannleitung 157 an einen Punkt der Spannung an dem Potentiometer. ;

Dritter Kreis

Die Wechselbeziehung dieses Kreises zu dem Torher beschriebenen zweiten Kreis wird dadurch veräeutlioh^, da-as. ctieser Kreis in Serienschaltung zwischen, einer Gruppe von Eingangs leitungen 106, 108 und 110 und dem §ätz; von Begenera-fcionspumpenanschlüssen 68, eine Gruppe von drei Sätzen.von Kontakten a, b und c des Pumpenmotorrelais 156 und eine Gruppe von zwei Motorüberlastungsrelais OR-1 und OR-2 aufweist, die die Säte£ von Relaisfcontakfcen OH-Ia und OR-2a betätigen, welche in dem Sekundärkreis vorgesehen sind. Aufgrund dieser Wechselbeziehung wird die Regenerationspumpe 66 abschalten, da sie von dem Pumpenmotorrelais 156 stromlos gemacht wird, entweder, wenn der Abschaltrelaisschalter 154 automatisch tätig wird, um die Schaltung zu dem Relais 156 zu öffnen oder wenn ein Abfall des Chlordruckes den Druckschalter 46 öffnet oder wenn OR-1 oder OR-2 automatisch die Überlastungskontakte OR-Ia oder 0R-2a betätigen, um den Kreis zu dem Relais 156 zu öffnen.

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NDU-1 Steuerspannung (ffJRur 3)

In dieser Hüll^-Detektor einheit empfängt ein Emitterfolgetransistor TR-3 die Photozellensignalspanming, welche als Eingang an die Verbindungsstelle 138 gelegt wird. Die Emitterfolgeeinrichtung ist notwendig, um ein. laden der Photozelle zu verhindern, die die Stelle des Signals sind. Ein Trigger-Transistor TR-1 in einer ersten Schmitt-Triggerschaltung hat einen Basisanschluss 178, durch den er an den Emitter des Transistors TR-3 gekoppelt ist·

Der erste Trigger-Transistor TR-1 ist über dessen Kollektoranschlußstelle 18Q und einen Widerstand 182 an die Basiselektrode eines nächsten Trigger-Transistors TR-2 in dem ersten Schmitt-Trigger gekoppelt. Ein gemeinsamer Widerstand 184 schliesst die Emitterelektroden heider Trigger-Transistoren TR-1 und TR-2 an Erde, so dass sie emittergekoppelt sind.

Der nächste Trigger-Transistor TR-2 ist über dessen Kollektoranschlußstelle 186 und einen Widerstand 188 an die Bsaselektrode eines leistungsverstärkertransistors TR-4 gekoppelt. Der Ausgang erscheint an einer Endkollektoranschlußstelle 190 von TR-4-, an den der Start.-Stop-Anschluß 14-2 angeschlossen ist,

Eine zweite Schmitt-Triggerschaltung weist einen Trigger-Transistor TR-Ia und einen nächsten Trigger-Transistor TR-2a auf. Die Kopplungen zwischen diesen Transistoren in der zweiten

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Schmitt-Triggerschaltung und zwischen anderen Transistoren in dem Kreis werden im nachfolgenden beschrieben. Ausgänge erscheinen an einer Bndkollektoranschlußstelle 204 eines Inverter-Transistors TR-5a, an den der Abschaltanschluß 144 angeschlossen ist. Kurz gesagt bewirkt ein positiver Photozellensignaleingang bei einem oder oberhalb einem vorbestimmten Wert, dass eine -12 Steuerspannung an dem Start-Stop-Anschluß 142 erscheint, und ein negativer Photozellensignaleingang bewirkt, dass eine -12 Absehaltspannung an dem Anschluß 144 erscheint.

Genauer gesagt ist οede Photozellenausgangsspannung, die an die Verbindungsstelle 138 gelegt wird, ein Triggersignal zu den ersten und zweiten Schmitt-Triggerschaltungen, falls sie plus .1 Volt oder mehr oder falls sie -.1 Volt oder mehr erreicht. Null-Spannung und jede angelegte Spannung, die kleiner ist als plus, .1 Volt und kleiner ist als -.1 Volt lässt die beiden iriggerschaltungen ungetriggert.

Bei ungetriggerter Bedingung oder im ungetriggerten Zustand befindet sich der erste Schmitt-Trigger-Transistor TB-1 in einem Blockier- oder Sperrzustand, der nächste Trigger-Transistor TR-2 in der ersten Schmitt-Triggerschaltung befindet sich in einem leitenden Zustand und der Leistungsverstärkertransistor TR-4 befindet sich in einem leitenden Zustand. Die Spannung an der Anschlußstelle 178 "folgt" der Photozellenausgangsspannung aufgrund der Funktion des Emitterfolgetran-• sistors TR-3, folglich wird eine kleine Spannung, z.B. zwischen

0 Volt iind plus .1 Volt, die an den Transistor TR-3 gelegt ist, in dem Ausgang des Transistors TR-3 als zu kleiner positiver Vorstrom, erscheinen, um zu bewirken, dass der Transistor TR-I- leitet» Die Spannung an der Verbindungsstelle 180 hat einen hohen Wert und folglich liefert der Widerstand einen positiven Vorstrom (biasing current) an den Trigger-Transiator TE-2,* welches seinen leitenden Zustand erklärt. Die Spannung an der Verbindungsstelle 186 hat einen verringerten positiven Wert aufgrund des Stromflusses durch den Transistor TR2 und folglich gestattet der Widerstand 188, dass ein negativer Basisvorstrom zu dem Transistor TR4- fliesst, welches seinen leitenden Zustand erklärt. Folglich ist die Spannung an der Endausgangsanschlußstelle 190 0 Volt aufgrund des Stromflusses durch den Transistor TR4- von Erde.

Die ungetriggerte Null-Ausgangsspannung in dem Start-Stop-Anschluß 14-2 stoppt die Eegeneriaiingstätigkeit durch Stoppen des Flusses des Qhlorgases und der Säurelösung.

Ein Triggersii^gal, z.B. irgendein Eingangssignal der Photozellenspannung von 0,1 Volt oder grosser wird von dem Emitterfolgetransistor TR3 anp-ie Verbindungsstelle 178 gelegt, welches den Transistor TR1 mit ausrechend positivem Basisstrom vorspannt, um den Transistor TR1 von dem Sperrzustand in den leitenden Zustand zu triggern. Es tritt eine positive Regenerierung ein. Erstens, die positive Spannung der Verbindungsstelle 180 verringert sich von dem hohen Wert auf

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plus 8 Volt aufgrund des Stromflusses durch den !Transistor TR1 .und der Widerstand 182 liefert reduzierten Basisvorstrom an den nächsten Triggertransistor TR2, der daher geringer leitet. Zweitens die folgende Verringerung oder Abnahme des"Stromes durch den Emitterwiderstand 184, in den sich die beiden ürigger-Transistoren TR1 und TR2 teilen, erhöht die Basis-Emitter-Spannung des Transistors TR1, da dessen Emitter weniger positiv wird, und der Trigger-Transistor TR1 sättigt sich, während der nächste Trigger-Transistor TR2 in den Blockierzustand übergeht. Es ist aus dem folgenden zu ersehen, dass jede Schmitt-Triggerschaltungγ wenn sie durch ein Signal mit einem, algebraischen Vorzeichen getriggert wird, ein Ausgangssignal (z.B. an der Anschlußstelle 186) von'8 Volt erzeugt, welches dasselbe algebraische Vorzeichen hat als das Triggersignäl.

Die Spannung adder Anschlußstelle 186, welche den vorerwähnten reduzierten positiven Wert hat, steigt auf plus 8 Volt an aufgrund des blockierten Triggertransistors TR2, und der Widerstand 188 gestattet nicht länger, dass ein ausreichend negativer Basisvorstrom zu dem Leistungstransistor TR4- fliesst, der daher aufhört zu leiten und blockiert. Die Spa&ng an der Endausgangsanschlußstelle 190 ändert sich folglich von 0 Volt auf -12 Volt.

Die getriggerte -12 Ausgangsspannung in dem Start-Stop-An- * Schluß 142 startet die Regenerierungstätigkeit, wobei das Chlorgas und die Säurelösung fliessen und fortfahren zu fliessen, so lange die Photozelleneingangsspannung nicht unter plus .1 Volt abfällt. . BAD ORIGINAL

Eine Verringerung des Eingang_j3s durch, die Photozellen zu weniger als plus .1 Volt bewirkt die WiaLerher st ellung der ungetriggerten Hull-Ausgangssparmng, welches die Regenerierung stogfc; danach wird der Start-Stop-Zyklus in dem Start-Stop-Anschluß 142 wiederholt.

ITDiT-I Abschaltung (Figur 3)

Ein entgegengesetztes Triggersignal, z.B. irgendeine Eingangsspannung von den Photozellen von oder grosser äLs -.1 Volt wird von dem Emitterfolgetransistor TRJ an die Anschlußstelle 178 gelegt; diese negative Spannung hat keine Wirkung auf den Transistor TR1 (npn-Typ und folglich unbeeinflusst), sie spannt jedoch den pnp-Typ-Trigger-Transistor TR1a der zweiten Schmitt-Triggerschaltung mit ausreichendem negativem Basisstrom vor, um den Transistor TR1a von einem Blockierzustand in den leitenden Zustand zu triggern. Der nächste . Transistor TR2a der zweiten Schmitt-Schaltung wechselt von · seinem vorherigen leitenden Zustand in einen Blockierzustand und die Spannung an der benachbarten KoIl ekt or ans chluß st eile 196 ändert sich von O Volt auf -8 Volt aufgrund der Tatsache, dass der Anschluß 192 weniger negativ ist und der Widerstand 194· nicht langer einen ausreichend negativen Basisvorstrom . liefert, um den Transistor TR2a in den vorherigen leitenden Zustand anzutreiben und zu halten. Die Wechselwirkung zwischen den emittergekoppelten Trigger-Transistoren TR1a und TR2a erzeugt eine positive Regenerierung als Mittel zur Durchführung der vorhergehenden- Resultate j die Art und Weise dar Durchführung

dürfte jetzt klar sein.

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Die so getriggerten -8 Volt an der Kollektoranschlußstelle 195, welche dasselbe algebraische Vorzeichen wie der Eingang und auch das rechte (richtige) algebraische Vorzeichen (negativ) für die erwünschten Betriebszwecke hat, ist trotzdem zu niedrig in der Spannung und mit zu kleiner Impedanz verfügbar, als dass sie benutzt werden könnten als Relaisbetätigungsquelle. Daher wird ein Iieistungsverstärker-Transistor TE4a, da vorgesehen ist, sofort tätig, so dass er sich sättigt, da er an die Verbindungsstelle 196 durch einen Basiselektrodenwiderstand 198 gekoppelt ist, und ein Phasenumkehrtransistor TR^a, der vorgesehen ist, wird sofort wirksam, um zu blockieren, da er durch einen Basiselektrodenwiderstand 202 an die Kollektoranschluß-stelle 20Ö des TR4a gekoppelt ist. ER5a kehrt daher das verstärkte Signal um, so dass der Ausgang an der Endkollektoranschlußstelle 204 die erwünschten getriggerten -12 Volt sind.

Die Anschlußstelle 144 liefert die Spaming als -12 Abschaltsparmung an das Abschaltrelais 154> wodurch die Systempumpe aussei? Betrieb gehalten wird, bis der Zustand korrigiert ist

sich
und die Spannung/von. -12 Volt auf 0 Volt ändert.

-2 Abschaltung (Figur 3)

Eine dritte Schmitt-Triggerschaltung arbeitet in derselben Weise wie der erste Schmitt-Trigger mit der Ausnahme, dass ein höherer«* positiver Spannungsausschlag (voltage swing), der an einen Emitterfolge transistor TR3b gelegt wird,

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derlich ist. Die dritte Schmitt-Triggerschaltung wird folglicli nur tätig nach einem Betrieb des ersten Schmitt-Triggers, jedoch nicht notwendigerweise jedesmal nachdem der erste Schmitt-Trigger tätig wird. Genauer gesagt, muss der positive Spannungsausgang von den Photozellen ausreichend über plus .1 Volt ansteigen damit die sich ergebende umgekehrte Vorspannung an der Diode 14-0 bewirkt, dass ein umgekehrter Strom oder Rückwärtsstrom beginnt, durch die Diode 14-0 zu fliessen. In diesem Fall erscheint ein -12 Volt Ausgang an einer Endkollektoranschlußstelle 205 des Leistungstransistors TR4-b in der dritten Schmitt-Triggerschaltung.

Es sind keine Ausnutzungs- oder Verwendungsmittel in dem Ausgang einer dargestellten vierten Schmitt-Triggerschaltung vorgesehen, da die Schaltung nicht erforderlich ist für sofortige Zwecke der Beschreibung. Es ist zu ersehen, dass die Ausgangsspannung einer jeden der vier Schmitt-Triggerschaltungen -24- Volt sein wird, wenn sie unbelastet ist, und dass durch Anschluß der vorhandenen Relais als Last oder Verbraucher in deren Ausgang sofort jede Schaltung belastet, so dass der getriggerte Ausgang, wie erwünscht, -12 Volt ist.

Ausser wo es anders angegeben ist, sind alle Transistoren pnp-Typ 2N527 Transistoren. Die Ausnahmen sind die Transistoren TRI, TR1b, TR2 und TR2b, die ewed2N388A.Transistoren des npn-Typs sind.

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Obgleich sie hier als Schmitt-Trigger bezeichnet sind und diese Bezeichnung im weiten Sinn richtig ist, bilden die Transistoren TR1, TR2, TR1a tasd usw. tatsächlich im technischen Sinne bistabile Schaltungen analog der Schmitt-k'atodengekappelten-Triggerschaltung» Einzelheiten des Betriebs der Transistorversion der Schmittschaltung sind in dem Aufsatz "Transistor Circuits in Electronics", von. Hakim und Barrett, New Xork Hayden Book Co., Ine», Hew York 1964, Seiten 245-249 beschrieben.

Relaiskasten 150 CFigur 3)

Die -12 Start- oder Anlaßspannung von'dem Start-Stop-Anschluß 142 wird als Vorspannung in Schlußrichtung oder Durchlaßvor-■ spannung über eine Diode D2 und dann über einen Widerstand an die Basiselektrode eines Transistors TR6 gelegt, welcher dadurch leitet. Der Transistor TR6 befindet sich sonst in seinem Blockier- oder Sperrzustand wegen eines positiven Zustandes der Basis aufgrund der kleinen"positiven Spannung, die über den Anschluß 148 und einen Widerstand 208 angelegt . wird, und folglich sind die ReIaissehalter__kontakte 152 in ihrem normalerweise offenen Zustand, da das transistorgesteuerte Steuerrelais 210, welches die Kontakte betätigt, stromlos ist.

Die -12 Absehaltspannung wird über den Anschluß 144 als Vorspannung in Durchlaßrichtung über eine Diode D4 und dann über einen Widerstand 212 an die BaBiselektrode ©ines Transistors TR7 gelegt, der dadurch leitet. Der Transistor TR7

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befindet sich, sonst in seinem Blockier- oder Sperrzustana. da die· Basiselektrode leicht positiv gehalten wird durch die kleine Spannung, die an sie angelegt wird durch die Anschlußstelle 148 und einen Widerstand 214; folglich befinden sich die Heiaiskontakte 154 eines Abschaltrelais 216 in ihrem normalerweise geschlossenen Zustand. Das heisst, der Transistor TR7, der das Abschaltrelais 216 steuert, ist in dem Blockier- oder Sperrzustand und hält das Relais stromlos.

Die andere -12 Ab schalt spannung wird über den Anschluß 146 als Vorspannung in Durchlaßrichtung über eine Diode D5 angelegt , welche an den Transistor TR7 gekoppelt ist, der das Abschaltrelais 216 betätigt, dadurch werden dessen normalerweise geschlossene Eontakte 154 geöffnet.

Venn irgendeines der vorerwähnten -12 Volt Potentiale angelegt wird, wird die entsprechende Diode in Vorwärtsrichtung oder Durchlaßrichtung vorgespannt, so dass sie leitet und den Betrieb eines oder beider Relais 210 und 216 bewirkt. Genauer gesagt stellt die -12 Start- oder Anlaßspannung von dem Start-Stop-Leiter 142 die Regenerierung her, indem sie das Schliessen der S^euerrelaisschalterkontakte 152 bewirkt, so dass das Chlor und die Salzsäure zu fliessen beg±nen.^: Die -12 Abschaltspannung von dem Anschluß 144 beiirirkt das öffnen der Kontakte 154, so dass die Regenerierungspumpe abgeschaltet wird, wenn die negative Eingangs spannung übermässig wird.

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Die -12 Ab schalt Spannung von dem Anschluß 146 bewirkt das Öffnen der Relaisschalterkontakte 15>4, um die Regenerierungspumpe abzuschalten, wenn- die positive Photozelleneingangsspannung übermässjg wird.

Eine oder mehrere Verwendungseinrichtungen sind somit in der vorerwähnten Vorrichtung vorgesehen für jede gemessene oder aufgespürte Eigenschaft oder Charakteristik der Ätzmittellösung und des Gases. Die Gassteuerung 58» spricht in geeigneter Weise auf einen unzureichenden oder unangemessenen Ätzmittelfluss in dem Regenerierungskreis an und der Druckschalter 46 und das Pumpenmotorrelais Ϊ46 sprechen auf niedrigen Gasdruck an. Das Wasserventil 22 spricht auf hohe Ätzmitteldichte an und das Nebenproduktventil 30 spricht auf hohen Ätzmittelpegel an. Die Säurepumpe und das Gassolenoidventil 40 sprechen auf massige Veränderungen der Ätzmittelfarbe an und das Pumpenmotorrelais 156 spricht auf ein übermässig leichtes oder helles oder übermässig dunkles Ätzmittel an.

Wenn die Ätzeinrichtung angelassen wird für die Bearbeitung oder eine Fertigungsserie von Gegenständen kann normalerweise angenommen werden, dass das Ätzmittel die richtige Stärke und , richtigen Eigenschaften hat und es zu jeder Zeit automatisch in demselben im allgemeinen frischen Zustand gehalten wird. Wenn die Ätzeinrichtung zum ersten Mal gefüllt wird wenn sie zuerst in Betrieb gesetzt wird, ist natürlich die Zusammensetzung der Ätzmittellösung aus Zweckniäss_igkeitsgründen vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise das geeignete Metall-

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halogenid in seinem voll oxydierten oder frischesten Zustand, ä-sfc und der Rest Wasser. Dann bewirkt fast unmittelbar danach das sich auflösende Metall die Bäumeanzeige (Baume reading) und -etete^sich die Farbe des Ätzmittels beginnt- zu verändern.

Der GeBamtarbeitsablauf des Systems bzw. das erfindungsgemässe'Verfahren umfasst in sich überlappenden Perioder" Hinzufügen oder Stopen des oxydierenden Gases, Hinzufügen von Wasser, um den Metallgehalt in dem Ätzmittel zu verdünnen und Abführen des'überschüssigen Ätzmittels, welches sich während des Eedoxprozesses ansammelt, in eine Speichereinrichtung. Der Arbeitsablauf oder das Verfahren umfasst weiterhin eine Notabschaltung, falls, und wenn erforderlich, und ausserdem das wahlweise hinzufügen von Salzsäure, wenn ein potentieller Niederschlag oder eine potentielle Ausfällung vorhanden ist.

Wasser wird hinzugefügt, so dass beim automatischen Betrieb der spezifischen Gewichteteuerung 62 ein Bereich von 32° und 38° Baume aufrechterhallai wird, wobei der bevorzugte Bereich 33 - 35 Baume ist. Der zweckmässigste Bereich in dem Tank bei den -Betriebsbedingungen einer kontinuierlichen Ätzeinrichtung 10 mit einer Kapazität von 50 Gallonen war ein Ätzmittelpegel zwischen 35/6 cm (14 Zoll) und 4-0,6 cm (16 Zoll), wobei die Ätzmittelübertragung anfing, wenn der Pegel in dem Tank 4-0,6 cm (16 Zoll) oder mein? betrug und unterbrochen wurde bei 35v6.cm (14- Zoll) oder weniger.

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Allgemein gesagt war bei Eisenchlorid oder Kupferchlorid das Ziel» die Itzlösung laufend oder jeweils so zu verschneiden oder zu verdünnen, dass innerhalb von etwa 1/4 Ühze (oz.) in beiden Eichtungen αρθ» eine ungefähre Konzentration an Metall in dem Ätzbad voxi 1/4 Unze (oz,) pro Gallone aufrechterhalten wird.

Die Verwendung einer Bezugsphotozelle PC2 und einer Probenphotozelle PCj5 hat verschiedene Vorteile und trägt zur Flexibilität oder vielseitigen Anwendungsmöglichkeit der Maschine bei. Wenn die Lichtquelle dunkler wird, stellen sich beide Zellen in gleicher Weise darauf ein ohne Fehler. Es benötigt nicht mehr als die Einsetzung einer richtigen Filterplatte in der Colorimeterzelle 74-> ^m eine besondere Art von aufgelöstem Metall aufzunehmen oder sich diesem anzupassen und den erwünschten Frisch- Erschöpft-Bereich herzustellen. Es wird bevorzugt, zu Jeder Zeit ein hohes Verhältnis des Metallchlorids in dem volloxydierten Zustand seines frischen Zustandes zu halten, und im Vergleich dazu wurde das Metallchlorid in dem oxydierten Zustand seines erschöpften Zustandes" unten gehalten in dem Bereich von beispielsweise' etwa 0,8 Gew.% und 1,8 Gew.%, wenn Kupferchlorid verwendet wurde.'

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird grün gefärbtes Plexiglas eingesetzt, wenn Kupferchirid chioriniert wird, und die Dunkelheit der grünen Färbung bestimmt den maximalen Anteil oder das maximale Verhältnis von Cuproion (cuprous ion)

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welches gestattet, sich in der Lösung zu konzentrieren, "bevor die Chlorinierung beginnt. Ein braun gefärbtes Plexiglasfilter wird verwendet für Eisenchlorid, wobei die Relation oder das Verhältnis vorzugsweise in jedem Fall so ist, dass die Filterfarbe dieselbe spektrale Empfindlichkeitsverteilung oder Farbempfindlichkeit hat wie das besondere Ätzmittel. Kupferchlorid ist im wesentlichen grün und Eisenchlorid ist im wesentlichen braun. Die Einhaltung enger Grenzen an Konzentration gelösten Metalls und eines hohen Verhältnisses von frischem zu erschöpften\ Metallchlorid gewährleistet eine gleichförmige Ätzrate in der Maschine.

Die Notfall- Abschalt-Bedingung tritt ein, wenn das Ätzmittel übermässig dunkel wird, welches anzeigt, dass ein übermässiger Anteil an Metallionen in dem oxydierten Zustand seines erschöpften Zustandes vorhanden ist, oder wenn das Ätzmittel übermässig leicht oder hell in der Farbe wir dm'-welches anzeigt, dass ein übermässiger Anteil an Metallionen in dem oxydierten Zustand, seines frischen Zustandes vorhanden ist, oder wenn der Gasdruck übermässig niedrig abfällt, gemessen durch den Druckschalter 4-6, oder wenn das Motorüberlastungsrelais 1-56 stromlos wird. Die Gassteuerung 38 spürt die Abschaltbedingung auf wegen des Anhaltens der Regenerierungspumpe; wenn der Itzmittelfluss in dem Regenerierung__skreis stoppt, stoppt der Gasfluss folglich ebenfalls. Die Abschaltung der Pumpe macht die Bedienungsperson aufmerksam und sie schaltet den übrigen Teil der Vorrichtung ab, bis die Abschaltbedingung korrigiert

oder richtiggestellt wurde.

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Die im vorhergehenden erwähnte automatische Regenerierung gestattet es, dass die Ätzeinrichtung kontinuierlich arbeitet; dieses ist ein tresentlicher wirtschaftlicher Vorteil gegenüber der Ätzeinrichtung, die chargenweise oder partieweise arbeitet , bei der eine Abschaltung oder Stillegung erforderlich ist, um erschöpftes Ätzmittel'bei jeder frischen Charge oder Partie zu ersetzen.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Ätzen -für mit Metallf lachen, versehene Gegenstände, welche einen Vorrat von Ätzmittel hat, welches ein wässeriges mehrwertiges Metallhalogenid des zu ätzenden Metalls enthält, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um das Ätzmittel in einem hohen Verhältnis in dem Oxydationsgrad seines frischen Zustandes aufrechtzuerhalten durch Regenerierung mittels Halogenierung von Ätzmittel, welches 'in dem Vorrat vorhanden ist, das sich in dem Qxydationsgrad seines erschöpften Zustandes befindet, Einrichtungen, um das spezifische Gewicht des Ätzmittels innerhalb eines vorbestimmten Bereiches aufrechtzuerhalten durch automatische Zuführung von Wasser in den. Vorrat oder die Versorgung und Einrichtungen, um den Pegel des Ätzmittelvorrats ,innerhalb eines vorbestimmten Bereiches aufrechtzuerhalten, indem das sich ergebende, ein hohes Verhältnis aufweisende frische Ätzmittel gesteuerten spezifischen Gewichts von dem Vorrat automatisch abgeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierungseinrichtungen einen Anschluß oder eine Verbindung zu dem Ätzmittelvorrat aufweisen und eingerichtet sind zum Zuführen von elementarem Halogen in de_Ji Vorrat, um erschöpftes Ätzmittel zu reoxydieren.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet

' durch Einrichtungen zum Zuführen und Aufrechterhalten, ohne eine vorbestimmte Grenze zu überschreiten, einer effektiven Konzentration von Halogenwasserstoffsäure in dem Vorrat zur Verhinderung einer Ausfällung oder Abscheidung*

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierungseinrichtungen und Ansäuerungseinrichtungen (acidifying means) eine miteinander verbindende Steuerung aufweisen, welche eine konzertierte iätigkeit oder Betriebsweise hervorruft, so dass das elementare Halogen und die Säure, wenn sie zugeführt werden, stets gleichzeitig dem Vorrat zugeführt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge ken η ζ eich-η e t , dass die Ansäuerungseinrichtungen eine Heßpumpe aufweisen, die die S¹IuBr ate der zugeführten Halogenwasserstoffsäure steuert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennz e i c h n e t , dass die reagierenden Materialien aus einer Gruppe gewählt werden, welche im wesentlichen aus Kupfer-Metall und Verbindungen und Chlorgas und Verbindungen besteht.

7» Vorrichtung nach Anspruch. 2, gekennzeichnet durch Meß- oder Aufspüreinrichtungen zum Messen oder Aufspüren einer Eigenschaft des Ätzmittels in dem Vorrat und Ausnutzungs- oder Verwendungseinrichtungen (40,86,156,46,22,30)

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welche in dem Ausgang der Meß- oder Aufspr^Leinrichtungen angeschlossen und von der letzteren gesteuert werden in Abhängigkeit von der gemessenen oder aufgespürten Eigenschaft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeich-■ net, dass die Ausnutzungs- oder Verwendungseinrichtung ein Ventil in dem Anschluß aufweist, welches von der Meß- oder
Auf spür einrichtung in Abhängigkeit von der Eigenschaft geöffnet und geschlossen werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet., dass die Meß- oder Aufspüreinrichtung eine Photozelleneinrichtung zum Messen oder Aufspüren einer optischen
Eigenschaft des Ätzmittels aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Photozelleneinrichtung die Farbdunkelheit
des Ätzmittels im Vergleich zu einem Bezugswert überwacht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1G, dadurch gekennzeichnet, dass die Photozelleneinrichtung eine Bezugsphotoζeile aufweist, die an der einen Seite eines Filters angeordnet ist und auf diesen anspricht, wobei der Filter eine Bezugsdunkelheit hat, und dass eine Probenphotozelle an der einen Seite
einer Probe des Ätzmittels angeordnet ist und auf den Dunkelheitsgrad der Probe anspricht. -,

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12. Vorrichtung nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugs- und Probenphotozellen Lampeneinrichtungen an den anderen Seiten des Filters und der Ätzmitelprobe aufweisen, die eine gemeinsame Beleuchtungsquelle für die Photozelleneinrichtungen darstellt.

13· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter gefärbt ist in einer Bezugsfarbe zu dem Bezugsgrad an Dunkelheit.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennz eichn e t , dass die Bezugsfärbung oder Bezugsfarbton des Filters nahe genug in der Farbe zu dem Ätzmittel ist, um im wesentlichen dieselbe spektrale Empfindlichkeitsverteilung zu geben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die ^wischenverbindungssteuerung eine auf das Ätzmittel ansprechende Betriebsschalteinrichtung aufweist, die an die Halogenierungs- und Ansäuerungs-Einrichtungen angeschlossen ist und den Betrieb oder die Betätigung derselben in Abhängigkeit von Änderungen in einer gemessenen oder aufgespürten Eigenschaft des Ätzmittels bewirken.

16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnutzungs- oder Verwendungaeinrichtung eine Regenerierungspumpe zum Zirkulieren des Ätzmittels durch die

* Halogenierungs einrichtung und eine auf das Ätzmjjbbel ansprechende Pumpenbetätigungseinriclitung aufweist, die an die Regene-

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rierungspumpe angeschlossen ist und die Betätigung oder den Betrieb derselben in Abhängigkeit von Änderungen in einer gemessenen oder aufgespürten Eigenschaft des Ätzmittels bewirkt .

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenbetätigungseinrichtung einen Abschaltdruckschalter aufweist, der in Abhängigkeit von einem Mangel oder einem Defizit an elementarem Halogen in der Halo.genierungseinrichtung betätigbar ist zum Abschalten der Eegenerierungspumpe, wobei das Halo genfeas unter Druck aufweist»

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, dass die Pumpenbetätigungseinrichtung eine Leitungsoder Schaltungsvorrichtung aufweist, die in Abüängigkeit von dem Oxydationsgrad oder -zustand, des Ätzmittels betätigbar ist zum Öffnen der Schaltung oder Schaltkreises und zum Abschalten der Eegenerierungspumpe, wenn der Oxydationszustand oder -grad eine Grenze erreicht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungs- oder Schaltungseinrichtung einen betätigbaren Schalter aufweist, der eine Abschaltung hervorruft bei einem Übermass in dem hohen Verhältnis des Ätzmittels in dem Oxydationsgrad seines frischen Zustandes.

2Oo Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungs- oder Schaltungseinrichtung einen

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betätigbaren Schalter aufweist, der eine Abschaltung bewirkt .bei einem Mangel in dem hohen Verhältnis des Ätzmittels in dem Oxydationsgrad seines frischen Zustandes.

21, Vorrichtung nach Anspruch 7 ·> dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnutzungs- oder Verwendungseinrichtung einen Schalter aufweist zum steuern derselben, wobei Mittel vorgesehen sind zur Betätigung des Schalters und dass die Betätigungsmittel eine Schmitt-Triggerschaltung aufweisen, die mit Kopplungsmittel versehen ist, um einen Signaleingang von den Meßoder Aufspüreinrichtungen der Schmitt-Triggerschaltung zuzuleiten, welche ein grosses Ausgangssignal erzeugt zum Schalten in Abhängigkeit von einem kleinen Eingangssignal.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennz eich-Ii e t , dass die Kopplungsmittel eine Emitterfolgeeinrichtung auf v/ei sen, die der Schmitt-Triggerschaltung ein Signal zuleiten, welches dasselbe algebraische Vorzeichen hat wie das Signal, welches von der Emitterfolgeeinrichtung empfangen wird.

2'ό. Vorrichtung nach Anspruch 21 ,■ dadurch gekennzeichnet , dass der Schalter einen Abschaltrelaissclialter aufv/eir.b und dasc die Ausnutzungs- oder Verwendungseinrichtung ar. dem Abschal brelai s schalt er angeschlossen und von diesem

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24-. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennz eichn e t ·, dass die Ausnutzungs- oder Verwendungseinrichtung ein Pumpennrotorrelais aufweist, welches sich öffnet, wenn es betätigt wird.

25. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennz eichn e t , dass der Schalter einen Steuerrelaisschalter aufweist und dass die Ausnutzungs- oder Verwendungseinrichtung; ein Solenoidventil aufweist, welches an den Steuerrelaisschalter angeschlossen und von diesem betätigbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Steuerschaltern und Schmitt—Triggerschaltungen in den Schaltbetätigungseinrichtungen und Dioden, welche die Sehalter und Triggerechaltungen koppeln, so dass von einer Anzahl der Schalter jeder betätigbar ist bei einer Anzahl von" Triggerschaltungen.

· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e ^n η ζ e i c h net, da3s die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung des spezifischen Gewichtes eine erste Verbindung oder einen ersten Anschluß zu der Ätzinittelversorgung aufweisen zum Zuführen des Wassers.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennz e i c Ii η e t , dass die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung des Versorgungspegelt.5 eine Speichereinrichtung und einen zweiten Anschluß oder eine zweite Verbindung von der Ätzmittelversorgung zu der Speichereinrichtung aufweisen zum Speichern des abgezogenen oder abgeführten Ätzmittels, BADORiGWAL

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, ge kenn ze i c h η e t durch eine Einrichtung^ die so eingerichtet und ausgelegt ist,' dass sie in dem Ätzmittel schwimmt, und Ventileinrichtungen in wenigstens einer der ersten und zweiten Anschlüsse oder Verbindungen, die von der Schwimmereinrichtung steuerbar sand, so dass sie in Abhängigkeit von deren Pegelbewegung täiiig worden.

JO. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch .g e k e^:7in ζ ei c h net, dass die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung des spezifischen Gewichtes und zur Aufrechterhaltung des Vorratspegel s getrennte oder individuell© schwimmergesteuerte Ventileinrichtungen in üireü geweiligen ersten und zweiten Verbindungen oder Anschlüssen, aufweisen und dass die Schwimmereinrichtung, welche die Ventileinrichtung in dem ersten Anschluß oder der ersten Verbindung steuert, ein -Hydrometer aufweist. - , "■:..-. ■ ^l ■ - · ·

$Ί·. J.t ζ einrichtung für Gegenstände, deren A4jzlös-ung ein Kittel· ' aufweist, welches: ein 'mehrwertiges Metallhalögenid desselben „ "■* Hetalls ist, welches vöii: den" Gegenständen· geätzt^ wird, g e k e nn ζ e i c h η © t·^; durcü Einrichtung en zum Verdünnen der Lösung gemäss oder entspree^söä· einer aufgespürten cfer gemessenen iügenschaft derselben, *welche 5 falls sie nicht durch richtige Verdünnung' gehalten.- oder^: aufrecht-. erhalten Tiird, eine ni-öht gleiehfb'rmige^ JLtzrate bewirken wird, ■Einrichtungen zum-Halogöiiieren der - lösung gemäss. öder ^:;ln"tibereinstimmung mit einer aufgespürteM: oder gemessenen^>;Mgens<;liaft

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derselben, welche, falls sie nicht in dem richtigen Grad erhalten oder aufrechterhalten wird, eine nicht gleichförmige . Itzrate hervorrufen wird, und Einrichtungen zum Abziehen oder· Abführen der Losung gemäss oder in Übereinstimmung mit einer auf gespielten oder gemessenen !Eigenschaft derselben zur Verwendung als Nebenprodukt mit richtiger Verdünnung und HaIogenierungsgrad, wie vorerwähnt. " ·

32. Vorrichtung nach Anspruch 31» dadurch g e k en η ζ ei c h η e tjdass die Einrichtungen jeweils eine Steuerung aufweisen zum Messen oder Aufspüren einer unterschiedlichen Eigenschaft der Itzlosung.. . -

33· Vorrichtung, nach Anspruch 32» dadurch g e k e η η ζ eich-η et,, dass die Verdünnungseinrichtung eine spezifische Gewichtssteuerung aufweist,-die wirksam wird, um Wasser der Lösung zuzuführen, wenn die Konzentrat ion des aufgelösten Metalls eine Grenze überschreitet, dass die Halogenierungseinrichtung, eine colorimetergesteuerte Oxydierungsvorrichtung aufweist, zum Eegenerieren der Itzlösung, wenn das hohe . Verhältnis des Mittels in dem voll oxydierten Zustand seines frischen.Zustandes, verglichen mit dem Rest des Mittels_s welches in dem; oxydierten Zustand seines erschöpften Zustandes verbleibt, eine Verarmungsgrenze überschreitet, und dass die Abfuhr- oder Äbzugseinriciitung eine schwimmerbetätigte Über*- tragungssteuerung aufweist zum Speichera der Iiösung in ihren Zustand gesteuerten holieii ¥erhältnisses und gesteuerten spezifischen .Gewichts, wenn der !Pegel der Lösung in der A"tzein-

• ,j.- ' * „~ ^ , '. j. " BADORiQiNAL

richtung eine Grenze überschreitet.

34.'Vorrichtung nach Anspruch 31,gekennzeichnet durch Mittel zur Ansäuerung der Ätzlösung gemäss oder in Übereinstimmung mit einer aufgespürten oder gemessenen sich verändernden Eigenschaft derselben,, welche, falls sie nicht gleichmässig kompensiert oder ausgeglichen wird, es dem Mittel ermöglicht, eine unerwünschte Änderung des Zustandes in der Lösung durchzumachen oder zu erleiden«

35» t von Gegenständen, bei der ein Mittel in der Ätz·-* lösung vorliegt, welches ein mehrwertiges Metallhalogenid desselben Metalls ist, welches von den Gegenständen geätzt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Behandlungsschritte der Lösung:

Automatische Halogenierung gemäss .oder in Übereinstimmung mit einer gemessenen oder aufgespürten Eigenschaft der Lösung, welche, falls sie. nicht gleichförmig erhalten oder aufrechterhalten wird, eine nicht gleichförmig Ätzrate bewirken wird, automatische Verdünnung gemäss oder in Übereinstimmung mit einer aufgespürten oder gemessenen Eigenschaft der Lösung, welche, falls sie nicht gleichförmig erhalten oder aufrechterhalten wird, eine nicht gleichförmige Ätzrate bewirken wird, und automatische Abführung oder Abziehung gemäss oder in Übereinstimmung mit einer aufgespürten oder gemessenen Eigenschaft der Lösung, die kontinuierlich erzeugt wird in dem Gesamtverlauf der Behandlung.

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