Двограничний сигналізатор рівня рідкого електроліту

Двограничний сигналізатор рівня рідкого електроліту, що містить електроди, нижній кінець одного з яких встановлений на нижньому, а нижній кінець другого - на верхньому допустимих рівнях електроліту, а також індикатор знака потенціалу, один з виводів якого підключений до електропровідного корпуса ємкості з електролітом, а другий підключений до провідника, який з'єднує електроди, при цьому електрохімічна активність матеріалу корпуса є проміжною по відношенню до електрохімічної активності матеріалів, з яких виготовлені електроди, який відрізняється тим, що електроди розміщені так, що вони віддалені один від одного по горизонталі, а провідник з'єднує верхні частини електродів і розташований над верхнім допустимим рівнем електроліту. Винахід відноситься до технології визначення рівня рідкого електроліту і може бути використаний при визначенні граничних рівнів електролітів, наприклад, в електролізерах, призначених для одержання фтору або водню. Відомий сигналізатор рівня електроліту [1], що містить електрод в місткості з електролітом. Електрод виготовлений із матеріалу з електрохімічною активністю, відмінною від електрохімічної активності металевого корпуса місткості. Цей сигналізатор містить також індикатор потенціалу, підключений одним кінцем до корпусу, а іншим - до верхнього кінця електрода. При досягненні електролітом рівня, на якому установлено нижній кінець електрода, електричне коло замикається, і індикатор потенціалу видає сигнал для виконуючого пристрою, який підтримує поверхню рідини на заданому рівні. Недоліком пристрою є те, що з його допомогою неможливо отримати сигнал про досягнення рідиною другого, нижнього граничного рівня, що абсолютно необхідно для електролізерів, де електроліт не повинен опускатися нижче за нижню кромку перегородки, що розділяє об'єми для роздільно отримуваних газів. Для отримання такого сигналу необхідно оснастити електролізер другим таким же пристроєм, що не завжди прийнятно, оскільки кожне ущільнення електричного виводу, що контактує з агресивним середовищем, знижує надійність електролізера. Відомий інший двохграничний сигналізатор рівня рідкого електроліту [2], який містить гальванічний датчик, що видає сигнали, які відкривають транзисторний ключ, запускаючий виконуючий механізм. Гальванічний датчик містить постійно занурений в електроліт електрод, що слугує анодом, і два електроди, які слугують катодами. Нижні кінці катодів розміщені на різних рівнях. Обидва катоди підключені до входу транзисторного ключа, причому нижній катод - через нормально розімкнутий контакт реле, який замикається при відкриванні транзисторного ключа. Завдяки цьому здійснюється контроль і підтримка рівня рідини у заданих межах. Недоліком пристрою є необхідність виготовлення в корпусі місткості отворів для трьох електричних виводів з ущільненнями, що знижує надійність герметизації робочих об'ємів. Крім того, конструкція пристрою складна і потребує зовнішнього джерела живлення. Найближчим до технічного рішення, що патентується, є дво хграничний сигналізатор рівня рідкого електроліту [3 ], який містить індикатор знака (19) UA (11) 83308 (13) C2 (21) a200613407 (22) 15.01.2007 (46) 25.06.2008, Бюл.№ 12, 2008 р. (72) КАПУСТІН ВІТАЛІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, МАРТИНЕНКО ВІКТОР ГРИГОРОВИЧ, U A, СЕМЕНОВ МИКОЛА ОЛЕКСАНДРОВИЧ, U A, ХОВАНСЬКИЙ МИКОЛА ОЛЕКС АНДРОВИЧ, UA, ШЕРЕМЕТ ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ, UA, ШИРОКОВ БОРИС МИ ХАЙЛОВИЧ, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР "ХАРКІВСЬКИЙ ФІЗИКО-ТЕХН ІЧНИЙ ІНСТИТУТ", UA (56) SU 345365, 14.07.1972 SU 315047, 21.11.1971 SU 605110, 25.04.1978 RU 2182389, 10.05.2002 US 3901079, 26.08.1975 US 2004149032, 05.08.2004 3 83308 потенціалу, один із виводів якого підключений до електропровідного корпусу місткості з рідиною, і електроди, електрично з'єднані між собою за допомогою провідника, підключеного до другого виводу індикатора знака потенціалу, причому нижній кінець одного з електродів установлений на нижньому, а нижній кінець другого - на верхньому допустимому рівнях рідини. При цьому електрохімічна активність матеріалу корпусу є проміжною по відношенню до електрохімічної активності матеріалів, з яких виготовлені електроди. Електроди підвішені один над одним уздовж вертикалі на ізольованому провіднику, що з'єднує вер хню частину електрода нижнього рівня з нижньою частиною електрода верхнього рівня. Поява на індикаторі негативного чи позитивного потенціалу при зміні рівня рідини сигналізує про те, що рівень рідини досягає одного з допустимих рівнів. Такий сигналізатор достатньо надійно працює при великій різниці граничних рівнів рідини. Недоліком цього сигналізатора рівня є недостатня достовірність визначення верхнього рівня електроліту в пристроях, у яких різниця граничних рівнів не перевищує кількох сантиметрів, наприклад, в електролізерах. У цьому випадку змочування провідника, що з'єднує електроди, яке відбувається у результаті попадання вируючого рідкого електроліту на його поверхню, може спотворити інформацію про істинне положення рівня. При зменшенні довжини провідника, що з'єднує електроди, на результат може впливати також змочування електролітом поверхні нижнього електрода ще до того, коли рівень електроліту підвищиться до відповідної відмітки. При цьому похибка визначення рівня дорівнює висоті зони змочування і порівнянна із різницею граничних допустимих рівнів. В основу запропонованого винаходу поставлена задача: удосконалити відомий двохграничний сигналізатор рівня рідкого електроліту шляхом зміни конструкції електродного вузла, щоб забезпечити підвищення достовірності визначення верхнього допустимого рівня електроліту. Поставлена задача вирішується у двохграничному сигналізаторі рівня рідкого електроліту, який патентується. Він так само, як і відомий сигналізатор містить електроди, нижній кінець одного з яких установлений на нижньому, а нижній кінець другого - на верхньому допустимих рівнях електроліту. В ньому також є індикатор знака потенціалу, один з виводів якого підключений до електропровідного корпуса місткості з електролітом, а другий - до провідника, який з'єднує електроди. При цьому електрохімічна активність матеріалу корпуса є проміжною по відношенню до електрохімічної активності матеріалів, з яких виготовлені електроди. На відміну від відомого сигналізатора, у запропонованому сигналізаторі рідкого електроліту електроди розміщені так, що вони віддалені один від одного по горизонталі, а провідник, який їх з'єднує, розташований над верхнім допустимим рівнем електроліту. Цей провідник з'єднує верхні частини обох електродів. Завдяки відмінним ознакам провідник, що з'єднує електроди, віддалений від вируючого рівня 4 електроліту. Це забезпечує чітке спрацьовування сигналізатора при досягненні електролітом нижніх кінців електродів. Змочування краплями вируючого електроліту електрода нижнього рівня не впливає на точність індикації верхнього рівня, оскільки електричне з'єднання електродів винесено за межі його досягнення, а самі електроди віддалені один від одного по горизонталі. Завдяки цьому сигнали з'являються тільки при досягненні поверхнею електроліту нижніх кінців електродів. Суть винаходу пояснюється принциповою схемою, зображеною на фігурі, запропонованого двохграничного сигналізатора рівня рідкого електроліту, який використовується в електролізері для отримання фтору. У місткість з металевим корпусом 1 (див. схему), яку заповнюють електролітом 2, опущено електроди 3, 4. Вони рознесені один від одного по горизонталі. їхні нижні кінці установлені на нижньому і верхньому допустимих рівнях електроліту. Електроди З, 4 виконані з матеріалів із електрохімічною активністю, відповідно, більшою та меншою, ніж електрохімічна активність металевого корпуса (електрод 3 - залізо, електрод 4 - мідь, корпус 1 - мідно-нікелевий сплав (монель)). Верхні кінці електродів 3, 4 електрично з'єднані між собою провідником, виконаним у вигляді обойми 5 і підключені до одного з виводів міліамперметра 6 із нульовою позначкою на середині шкали, який слугує індикатором знака потенціалу. Обойма 5 знаходиться вище рівня електроліту на відстані, достатній для запобігання попадання на неї його крапель. Другий вивід міліамперметра 6 підключений до корпуса 1. Сигналізатор працює таким чином. Корпус місткості 1 заповнюють електролітом 2. При підйомі рівня електроліту до нижнього кінця залізного електрода 3, замикається гальванічне коло "- електроліт - електрод нижнього рівня - гальванометр корпус - електроліт -", і стрілка міліамперметра 6 відхиляється від нульового положення. Після досягнення поверхнею електроліту нижнього кінця мідного електрода 4 стрілка міліамперметра відхиляється у протилежну сторону. Це є сигналом для припинення заливання електроліту, оскільки об'єм простору над електролітом не може бути меншим певної величини. При роботі електролізера рівень електроліту поступово знижується внаслідок виділення водню та фтору. При досягненні поверхнею рідини нижнього допустимого рівня гальванічне коло розривається, і стрілка міліамперметра встановлюється у н ульовому положенні. Це є сигналом дляпоповнення електроліту в електролізері. Провідник, що з'єднує верхні частини електродів, які рознесені по горизонталі, віддалений від поверхні рідини на відстань, що виключає попадання на нього електроліту. Таке конструктивне виконання електродного вузла виключає непередбачене шунтування електричного кола, і забезпечує надання достовірної інформації про істинне положення верхнього допустимого рівня електроліту. Таким чином, сукупність ознак, що характеризують винахід, забезпечує вирішення поставленої задачі, дозволяючи підвищити достовірність визначення істинного рівня електроліту. 5 83308 Поява різних сигналів при досягненні поверхнею електроліту нижнього і верхнього допустимих рівнів може бути використана для запуску виконуючого механізму, що підтримує рівень електроліту у необхідних межах. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР №345365, заявлено 29.06.1970, опубліковано 14.07. 1972. 2. Авторське свідоцтво СРСР №315047, заявлено 01.07.1969, опубліковано 21.09.1971. 3. Авторське свідоцтво СРСР №605110, заявлено, 01.09.1976 опубліковано 30.04.1978 (прототип). Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601