170661. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumíniumot termelő elektrolizáló cllában az alumíniumklorid koncentráciíjának szabályozására

9 170661 10 sokat küld az adagolókhoz, amikor az említett leolvasások a megengedettnél erősebben eltérnek attól az előírt értéktől, amely a cella alumíniumklorid koncentrációjának optimális üzemi szintjét jelenti. Az 5. ábra egy záró—nyitó típusú (vagyis kétállású) adagoló berendezés blokkvázlatát mutatja, amely alkalmazható a 4. ábra szerinti rendszerben. A 6. ábra egy folytonosan változtatható sebességű adagoló berendezés blokkvázlatát mutatja, amely szintén alkalmazható a 4. ábra szerinti rendszerben. A felsorolt ábrákon vázlatosan feltüntetett számítógépes szabályozó rendszer hagyományos alkatrészekből áll. Inkább azokat a módszereket kívánjuk bemutatni, amelyek segítségével egy számítógép felhasználható a cella áramának, feszültségének és ellenállásának leolvasására az alumíniumklorid-koncentrációnak a találmány szerinti szabályozása érdekében. A leolvasásokat előírt időközökben, például 5, 10 vagy 15 másodpercenként végezhetjük. Mindegyik leolvasás az előző időközben felhalmozódott mérések átlagértékét szolgáltatja. A sematikusan ábrázolt cellák a valóságban több rekeszből állnak, amelyek mindegyike egy bipoláris elektródrendszert tartalmaz. A bemenőjelek szűrését például egy másodperces időállandójú és a 4. ábrán látható RC áramkör segítségével végezhetjük. Az említett időállandó értékét változtatni is lehet, ha a szabályozás hatásosságának feltételei ezt megkívánják. Mindenegyes cella átlagos feszültségesésének és átlagos eredő ohmos ellenállásának sorrendben történő leolvasása az RC időállandóhoz képest jóval rövidebb időt igényel. így egy cellasoron belül mindegyik cella feszültségének és áramának leolvasása minden szempontból egyidejűnek tekinthető. Most rátérünk a 4. ábra szerinti szabályozó rendszer részletes ismertetésére. Itt az 1 digitális számítógépet használjuk a 2-vel, ill. 2n-nel jelölt elektrolizáló cellákon fellépő feszültségesések leolvasására, valamint a minden cellán átfolyó áramnak az erre a célra szolgáló 3 eszköz (sönt) segítségével történő mérésére. Az említett 3 eszközt sorbakapcsoljuk a cellák áramkörével. Mivel a cellák árama és feszültsége analóg jeleknek tekinthetők, ezek digitális megfelelőinek előállítása végett a 4 analóg-digitál átalakítót iktatjuk a számítógép elé. A 2 cellák és az árammérésre szolgáló 3 eszköz sarkaira ellenállásokból és kapacitásból álló (RC) áramköröket kapcsolunk. Ezek segítségével egyrészt megakadályozzuk, hogy túl erős elektromos zaj érje a számítógépet, másrészt pedig a számítógépnek küldendő áramot és feszültséget reprezentáló jeleket egy meghatározott időtartamra átlagoljuk a cellák mindenkori legújabb állapotának megfelelő súlyozással. Ezeket a jeleket az RC áramkörök kondenzátoraiban tároljuk, majd az analóg-digitál átalakító bemenetére kapcsoljuk az alábbiakban ismertetett módon. Az árammérésre szolgáló 3 eszköz RC áramköre két RÍ ellenállásból és egy Cl kondenzátorból áll, amelyek a 3 eszköz sarkaihoz csatlakoznak. Hasonlóképpen a 2 cellákhoz tartozó RC áramkörök az R2, és R4 ellenállásokból, valamint a C kondenzátorból állnak. Az R3 és R4 ellenállások a cellák feszültségeit a 4 átalakító számára használható szintre csökkentik. Amikor az árammérésre szolgáló 3 eszköz pl. millivolt nagyságrendű jelet szolgáltat, akkor a 4 átalakító bemenetét ilyen nagyságrendű jelek fogadására állítjuk be. Ha viszont az árammérésre szolgáló eszköz jele összemérhető az elektrolizáló cellákéval, akkor az átalakítót is nagyobb jelek feldolgozására tehetjük alkalmassá, és így az R3 és R4 ellenállások használata nem szükséges. A 4. ábra az SÍ... Sn kapcsolópárokat abban az állá-5 sukban tünteti fel, amelyben azok a Cl.. .Cn kondenzátorok mindegyikét az illetékes ellenállás-áramkörhöz kapcsolják. Ezek a kapcsolók sorrendben átkapcsolódnak az 1 számítógépből érkező utasítások hatására, és a kondenzátorokat egymásután összekötik a 4 átalakító 10 bemenetével. Az említett utasításokat a 4. ábrán az SC nyilak szimbolizálják. A kapcsolók csak egy pillanatig maradnak átkapcsolva, majd a számítógép utasítására visszabillennek. Amikor a kondenzátorok rákapcsolódnak az átalakítóra, a bennük tárolt feszültségek, amelyek 15 a cellák áramára, ill. feszültségeire jellemzőek, bejutnak az átalakítóba és a számítógépbe. A számítógép leolvassa ezeket a feszültségeket, és az így kapott adatokból, valamint az előzőleg leolvasott és azóta tárolt adatokból kiszámítja, hogy az egyes cellák eredő ohmos ellenállásai 20 (Rm

) és a velük összefüggésben levő alumíniumkloridkoncentrációk a megengedett tartományon belül vannak, illetve attól felfelé v. lefelé térnek el. Tételezzük fel, hogy az SÍ... Sn kapcsolók egymásutáni működése során az 1 számítógépbe küldött egyik 25 feszültségjel, illetve a belőle számított eredő ohmos ellenállás olyan alumíniumklorid koncentrációról informál, amely nem éri el az előírt optimális szintet. Ilyenkor a számítógép egy jelet küld a túl kis ellenállásúnak bizonyult cellához tartozó 6 adagolóba a megfelelő vezetéke-30 ken át, amelyeket a 4. ábrán csak egyetlen 5 vonallal jelképeztünk. Az adagoló a számítógépből érkező jel (utasítás) hatására alumíniumkloridot adagol, és ezzel a ceílaelektrolit alumíniumklorid koncentrációját és egyúttal az eredő ohmos ellenállását az előírt optimális 35 üzemi szintre állítja vissza. A 6 adagolók bármilyen típusúak lehetnek, feltéve, hogy képesek a cellákba alumíniumkloridot szállítani. Lehetnek például motorral hajtott csavaros adagolók, vagy gravitációs adagolók, amelyekben meghúzótekercs-40 csel működtetett pneumatikus szelepek adagokban vagy tömbökben engedik az aiumíniumkloridot egy csőalakú tartályból, vagy egyszerű szelepek, amelyek folyékony vagy gázalakú alumíniumkloridot engednek. Bár a 4. ábrán bemutatott számítógép digitális típusú, 45 és a találmány szerint ezt javasoljuk, de az alumínium^ klorid szintjének szabályozására analóg számítógép is felhasználható. Ebben az esetben természetesen nincs szükség analög-digitál átalakítóra, viszont nincs lehetőség bizonyos korrekciós logika alkalmazására, amelyet 50 csak a digitális számítógép tud nyújtani. Az 5. ábra egy záró—nyitó típusú vagy kétállású adagoló berendezés vázlatát tünteti fel. Ebben a berendezésben az 1 számítógép 10 közbenső egysége vezérli a 12 jelfogót, az utóbbi pedig az adagolót működtető 14 55 eszközt. A számítógép, amint már fentebb kifejtettük, a megadott képlet alapján kiszámítja a cella eredő ohmos ellenállását. Ha ez a kiszámított ellenállás az előírt optimális üzemi szinttől nem tér el jobban a megengedettnél, akkor a számítógép nem fejt ki semmiféle kor-60 rekciós tevékenységet. Ha azonban az 1 számítógép által kiszámított eredő ohmos ellenállás a megengedettnél kisebb értékű, akkor a 10 közbenső egységben levő 15 érintkezők egy jelet küldenek a 16 vezetéken át a 12 jelfogóba, amely teljesítménnyel látja el az adagolót rnű-65 ködtető 14 eszközt. Ez az eszköz pedig, amint a 6 ada-5