SU1000475A1

SU1000475A1 - Device for automatically controlling operation of electrolyzer

Info

Publication number: SU1000475A1
Application number: SU813349030A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Ансов; Владимир Павлович Гусев; Петр Кириллович Добров; Георгий Константинович Ковалев; Геннадий Александрович Корсунский; Анатолий Александрович Мохов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1397
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1983-02-28

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА(54) DEVICE FOR AUTOMATIC OPERATION OF THE ELECTROLYZER

1one

Изобретение относитс к устройствам дл автоматического управлени работой электролизера и может быть использовано в электрохимической промышленности.The invention relates to devices for automatically controlling the operation of an electrolytic cell and can be used in the electrochemical industry.

Известно устройство дл автоматического управлени работой электролизера с ртутным катодом, содержащее анодную раму с индивидуальным сервоприводом в каждой камере электролизера, закрепленный на каждой анодной раме переключатель, установленный на силовой шине и электрически св занный с сервоприводом через исполнительное реле, предохранитель, включенный между указанным реле и ртутным катодом, и реле времени, подключенное к сервоприводу 1 .A device for automatically controlling the operation of an electrolytic cell with a mercury cathode, comprising an anode frame with an individual servo drive in each cell of the electrolyzer, a switch mounted on each anode frame, mounted on the power bus and electrically connected to the servo drive through the execution relay, a fuse connected between the specified relay and mercury cathode; and a time relay connected to a servo 1.

Однако в указанном устройстве после токовой перегрузки в соответствуюш,их камерах электролизера могут сработать соответствуюш ,ие предохранители, на поиск и восстановление которых уйдет некоторое врем , в течение которого анодна рама будет находитьс в подн том состо нии и соответствующа камера электролизера не будет находитьс в работе. Если же реле времени даст сигнал на опускание анодной рамы, то аноды до восстановлени предохранителей окажутс без защиты. Такое устройство вызывает необходимость в размещении на анодной раме переключател , что. при использовании большого числа электролизных камер создает пропорциональна воз5 растающие аппаратурные затраты. Кроме того, наличие переключател снижает надежность защиты анодов.However, in the specified device, after a current overload in the corresponding cell of the electrolyzer, the corresponding fuses can operate, and it will take some time to find and restore them, during which the anode frame will remain in a raised state and the corresponding cell of the electrolyzer will not be in operation . If the time relay gives a signal to lower the anode frame, the anodes will be unprotected until the fuses are restored. Such a device necessitates the placement on the anode frame of a switch that. when using a large number of electrolysis chambers, it creates proportional increasing hardware costs. In addition, the presence of a switch reduces the reliability of anode protection.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс устройство дл автоматического управлени работой электролизера с ртутным катодом, содержащее сервопривод дл каждой группы анодов, измерительное сопротивление, установленное в каждой линии анодов и подключенное к входам пред15 усилител , дополнительное и регулируемое сопротивлени , включенные параллельно измерительному сопротивлению и последовательно по отношению одно к другому, измерительный прибор, установленный параллельно дополнительному сопротивлению, The closest to the technical essence and the achieved effect to the proposed is a device for automatic control of the operation of the electrolyzer with a mercury cathode, containing a servo drive for each group of anodes, a measuring resistance installed in each line of the anodes and connected to the inputs of the amplifier 15, additional and adjustable resistance included parallel to the measuring resistance and consistently in relation to each other, a measuring device installed parallel to the complementary to resistance

20 блок разделени и регул тор порога срабатывани по току 2.20 separation unit and current threshold regulator 2.

Известное устройство недостаточно надежно в работе, так как в нем в каждой анодной линии имеетс отдельный переключатель . Такое устройство не обеспечивает также оптимальное использование электроэнергии дл электролиза, так как сервопривод св зан с регулируемым источником питани , вследствие чего он лишь постепенно снижает нагрузку на аноды вместо того, чтобы подн ть их, что важно при коротком замыкании, когда снижение нагрузки не устран ет короткое замыкание между анодами и ртутью и не защищает аноды от разрушени , а продукты э тектролиза от загр знени .The known device is not sufficiently reliable in operation, since there is a separate switch in each anode line. Such a device also does not provide an optimal use of electricity for electrolysis, since the servo drive is connected to an adjustable power source, as a result of which it only gradually reduces the load on the anodes instead of raising them, which is important during a short circuit, when reducing the load does not eliminate a short circuit between the anodes and mercury and does not protect the anodes from destruction, and the electrolysis products from contamination.

Цель изобретени - повышение надежности в работе устройства за счет обеспечени защиты анодов от короткого замыкани .The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by protecting the anodes from short-circuiting.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дополнительно содержит операционный усилитель, суммирующий усилитель , сигнальный блок и взаимосв занные инвертор и логический блок, при этом операционный усилитель одним из своих входов св зан с измерительным прибором, другим - с регул тором порога срабатывани по току, а выходы - с блоком разделени , подключенным к сигнальному и логическим блокам, выполненным в виде последовательно установленных разделительных диодов и параллельно им другого диода, а также тиристора , св занного с этим диодом.The goal is achieved in that the device additionally contains an operational amplifier, a summing amplifier, a signal unit and an interconnected inverter and logic unit, with the operational amplifier connected to the measuring device by one of its inputs, the other to the current threshold regulator, and outputs - with a separation unit, connected to the signal and logic blocks, made in the form of successively installed isolation diodes and parallel to them another diode, as well as a thyristor connected to this Tim diode.

На чертеже изображена функциональна схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит ванну 1 с анодами 2 и ртутным катодом 3 в качестве объекта управлени . Аноды 2 объединены на анодной раме 4, кинематически св занной с сервоприводом 5. Аноды 2 подключены к силовой шине 6, а катод 3 - к силовой шине 7. Между анодами 2 в силовой шине 6 предусмотрено измерительное сопротивление 8. Концы измерительного сопротивлени 8 соединены с соответствующими входами предусилител 9, к первому выходу 10 которого подключено регулируемое сопротивление 11, служащее дл регулировани активной поверхности ртутного катода 3, а к второму - дополнительное сопротивление 12, предотвращающее короткое замыкание выходов предусилител 9 и установку активной поверхности ртутного катода на нуль, что могло бы вызвать бесконечно больщую плотность тока. Параллельно с дополнительным сопротивлением 12 подключен измерительный прибор 13, например килоамперметр.The device comprises a bath 1 with anodes 2 and a mercury cathode 3 as a control object. The anodes 2 are combined on an anode frame 4, kinematically connected with a servo drive 5. The anodes 2 are connected to the power bus 6, and the cathode 3 is connected to the power bus 7. Between the anodes 2, the power bus 6 is provided with a measuring resistance 8. The ends of the measuring resistance 8 are connected to the corresponding inputs of the preamplifier 9, to the first output 10 of which an adjustable resistance 11 is connected, which serves to regulate the active surface of the mercury cathode 3, and to the second - an additional resistance 12, which prevents the outputs from short-circuiting preamplifier 9 and the installation surface of the mercury cathode active at zero, which would cause infinitely bolschoy current density. In parallel with the additional resistance 12, a measuring device 13 is connected, for example, a kiloammeter.

В устройстве предусмотрен общий дл всех анодных линий суммирующий усилитель 14, с входом которого через входное сопротивление 15 соответствующей анодной линии св зан первый выход 10 предусилител этой анодной линии (на чертеже дл простоты показана только одна анодна лини ). Сигнал на выходе суммирующего усилител 14 можно регулировать с помощью подключенного к нему регулируемого сопротивлени 16, выполн ющего функции регул тора порога срабатывани . Этот сигналThe device has a summing amplifier 14, common for all anode lines, with an input through which the first output 10 of the preamplifier of this anode line is connected via the input resistance 15 of the corresponding anode line (only one anode line is shown in the drawing for simplicity). The signal at the output of summing amplifier 14 can be adjusted by means of an adjustable resistance 16 connected to it, which performs the function of adjusting the threshold of operation. This signal

через диод 17 и олерВЦионный усил};тельthrough the diode 17 and oolvtsionny amplifier}; tel

18подключен к входу блока 19 разделени . Первый канал этого блока, содержащий разделительные диоды 20 и 21, соединен с одним из входов логического блока ИЛИ-НЕ 22, другие входы которого через соответствующие первые каналы блоков разделени соединены с остальными анодными лини ми . Таким образом, логический блок 22 вл етс общим дл всех анодных линий. Выход логического блока ИЛИ-НЕ 22 через буфер-инвертор 23 и исполнительное реле 24 св зан с сервоприводом 5. Второй канал блока разделени , содержащий диод 25, через тиристор 26 подключен к сигнальной лампе 27, котора дл удобства18 is connected to the input of the separation unit 19. The first channel of this block, containing the separation diodes 20 and 21, is connected to one of the inputs of the logical block OR-HE 22, the other inputs of which are connected to the remaining anode lines through the corresponding first channels of the separation blocks. Thus, logic block 22 is common to all anode lines. The output of the logical block OR-NOT 22 through the buffer-inverter 23 and the executive relay 24 is connected to the servo drive 5. The second channel of the separation unit, containing a diode 25, is connected to the signal lamp 27 through the thyristor 26, which for convenience

оператора может быть выведена на центральный пульт управлени (не показан).The operator can be brought to the central control panel (not shown).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Анодный ток от измерительного сопротивлени 8 на силовой щине 6 попадает на входы предусилител 9. откуда сигнал с первого выхода 10 попадает на измеритель 13 тока, например, килоамперметр, и через входное сопротивление 15 на вход суммирующего усилител 14. Одновременно сигнал идет и через регулируемое сопротивление I1 на пр мой вход операционного усилител 18, усиливающего разность между измеренным и опорным сигналами. При этом опорный сигнал представл ет собой сигнал о внещней характеристике электролизной 0 ванны. Он вырабатываетс при поступлении на суммирующий усилитель 14 анодных токов от всех анодных линий электролизной ванны и пропорционален общему анодному току электролизной ванны.The anode current from the measuring resistance 8 on the power bus 6 enters the inputs of the preamplifier 9. From where the signal from the first output 10 reaches the current meter 13, for example, kiloampere meter, and through the input resistance 15 to the input of the summing amplifier 14. At the same time, the signal goes through the adjustable resistance I1 to the direct input of the operational amplifier 18, amplifying the difference between the measured and reference signals. In this case, the reference signal is a signal about the external characteristic of the electrolysis bath. It is produced when the summing amplifier 14 receives anode currents from all the anode lines of the electrolysis cell and is proportional to the total anode current of the electrolysis cell.

От суммирующего усилител 14 через регулируемое сопротивление 16 сигнал поступает на инверсный вход операционного усилител 18, устанавлива порог срабатывани по уровню анодного тока. Когда аноды 2 приблиз тс к ртутному катоду 3 на рассто ние, меньшее заданного, анодный ток превысит порог срабатывани и на выходе операционного усилител 18 создаетс скачок напр жени , который через разделительный диод 25 второго канала блокаFrom summing amplifier 14, through adjustable resistance 16, the signal arrives at the inverse input of operational amplifier 18, and sets the threshold for triggering anode current. When the anodes 2 approach the mercury cathode 3 a distance less than the specified one, the anode current exceeds the response threshold and a voltage surge is generated at the output of the operational amplifier 18, which through the separation diode 25 of the second channel of the unit

19разделени включит тиристор 26, а вместе с ним и сигнальную лампу 27, по которой оператор устанавливает анодную линию , где произошло увеличение анодного тока больще заданного уровн .19 will turn on the thyristor 26, and with it the signal lamp 27, through which the operator installs the anode line, where the increase in the anode current is greater than a predetermined level.

Одновременно сигнал проходит по первому каналу блока 19 разделени через аноды 20 и 21 на один из входов логического блока 22, на другие входы которого поступают сигналы от остальных анодных линий. Когда на логический блок 22 поступает хот бы один сигнал о превышении уровн анодного тока, он проходит через буферинвертор 23 на исполнительное реле 24 и включает соответствующий сервопривод 5, поднимающий анодную раму 4 с анодами 2At the same time, the signal passes through the first channel of the separation unit 19 through the anodes 20 and 21 to one of the inputs of logic unit 22, to the other inputs of which signals from the remaining anode lines are received. When logic unit 22 receives at least one signal that the anode current level is exceeded, it passes through the buffer inverter 23 to the executive relay 24 and turns on the corresponding servo drive 5, raising the anode frame 4 with the anodes 2

и тем самым предотвращающий короткое замыкание анодов на ртутный катод.and thereby preventing shorting of the anodes on the mercury cathode.

Применение предлагаемого устройства позвол ет при использовании меньщего количества логических и других элементов обеспечить большую надежность защиты анодов от короткого замыкани .The application of the proposed device allows using a smaller number of logical and other elements to provide greater reliability of protection of the anodes from short circuits.

Claims

Invention Formula

A device for automatic control of the operation of a mercury cathode electrolyzer containing a servo drive for each group of anodes, a measuring resistance installed in each line of the anodes and connected to the preamplifier inputs, an additional and adjustable resistance connected in parallel to the measuring resistance and consistently relative to each other, a measuring device installed parallel to the additional adjustable resistance, a separation unit and a current threshold regulator, characterized in that, in order to increase the reliability of the device by providing protection of the anodes against short circuits, it further comprises an operational amplifier, summing amplifier, signal unit and interconnected inverter and logic unit, while the operational amplifier is connected to one of its inputs with a measuring device, the other with a flow controller for current operation, and the output with a separation unit connected to the signal and logic units made in the form of sequentially installed p separation diodes and parallel to them another diode, and

also the thyristor associated with this diode.

Sources of information taken into account during the examination 1. Patent of Germany No. 1671431, cl. From 25 to 15/02, 1976.

2. Patent of Germany No. 2016449, cl. From 25 to 15/02, 1980.