Устройство для регулирования процесса очистки воды Советский патент 1984 года по МПК G05D21/02 

Изобретение относится к оборудованию для промышленного и питьевого водоснабжения и может быть использовано в ряде других отраслей народного хозяйства в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами но мутности (прозрачности) жидкости.

Известен прибор для контроля прозрачности жидкости (воды), представляющий собой стеклянную трубу градуированную по высоте на сантиметры. На дне трубы помещается белый фарфоровый диск с черными линиями, образующими крест. Определение мутности производят при искусственном освещении, для чего применяют э„чектрическую лампу, установленную у дна трубы. Трубу наполняют исследуемой водой. Толщина слоя воды, выраженная в сантиметрах и отвечающая моменту видимости точек креста, характеризует прозрачность воды 1.

Однако здесь измерение осуществляется вручную, что связано с субъективными погрешностями, и кроме того, устройство не приспособлено для автоматического регулирования показателя прозрачности.

Известно также устройство для фототиндалеметрического определения мутности жидкости (воды), состоящее из верхней емкости с входной и сифонной трубками. Один из концов сифонной трубки опущен в нижнюю емкость, в которой установлены успокоительные ребра, а в выходное отверстие в дне вмонтирована насадка, и над ней расположен рабочий источник света в тубусе. Оси тубуса и выходного отверстия совпадают. Под насадкой вокруг оси выходного отверстия размещены фотоприемники, заключенные в светопроницаемый экран, в котором выполнены отверстия для фотоприемников и дополнительного источника света 2.

Однако, известное устройство для определения мутности жидкости (воды) не обеспечивает автоматического дистанционного измерения и регулирования прозрачности жидкости.

Цель изобретения - повьнпение точности устройства путем повыщения точност регулирования процесса очистки воды или ее прозрачности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования процесса очистки воды, содержащее емкость с установленными над ней источником света, фотоприемник, установленный на выходном патрубке емкости, первый исполнительный орган, установленный в трубопроводе подачи воды перед входным патрубком емкости, второй исполнительный орган, установленный перед осветлителем в трубопроводе подачи реагента, введены последовательно соединенные измерительный мост, магнитный усилитель, фазочувствительный усилитель, переключатель, электродвигатель, датчик угла поворота и регулятор, а также задатчик и релейный элемент, вход которого подключен к выходу фазочувствительного

усилителя, а выход - к входу первого исполнительного органа, выход фотоприемника соединен с входом измерительного моста, вход регулятора связан с выходом задатчика, а ВЬЕХОД - с входом второго исполнительного органа.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из емкости 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. На входном патрубке установлен первый исполнительный орган, выполненный в виде соленоидного клапана 4. В верхней части мерника над позрачной перегородкой 5 установлен источник б света. На выходном патрубке

3непосредственно при выходе анализируемой жидкости расположен фотоприемник

7, включенный в одно из плеч неуравнове ненного измерительного моста 8. В другое плечо моста включено калиброванное сопротивление 9, величина которого определяет заданную допустимую прозрачность жидкости. Магнитный 10 и фазочувствительный 11 усилители служат для преобразования и усиления напряжения разбаланса моста. Фазочувствительный усилитель управляет релейным элементом 12 и переключателем 13 полярности напряжения электродвигателя 14 постоянного тока. Релейный элемент 12 управляет исполнительным органом 4. Ось электродвигателя механически связана с ротором сельсин-датчика 15. Сельсин-приемник 16 служит для дистанционного контроля прозрачности. Угол поворота

оси электродвигателя 14 преобразуется в электрический сигнал в датчике 17 угла поворота и подается в регулятор 18. Заданное значение прозрачности устанавливается с помощью задатчика 19. Регулятор 18

управляет исполнительным органом 20. Исходная вода, подаваемая по трубопроводу 21, обрабатывается в осветлителе 22, куда поступает реагент из трубопровода подачи реагента 23 для очистки воды. Очищенная прозрачная вода, выходящая по трубопроводу 24 подачи воды, частично возвращается на анализ по импульсной линии 25.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемая жидкость (вода) при

открытом состоянии соленоидного клапана

4по входному патрубку поступает в емкость - мерник 1, который непрерывно опорожняется через выходной патрубок 3. Сечения входного и выходного патрубков подбираются таким образом, чтобы приток

жидкости в мерник 1 при полном открытии соленоидного клапана был больще, чем расход жидкости из мерника. При этом в квазистационарном состоянии в мернике

устанавливается некоторый уровень жидкости. Световой поток от источника 6 света, проходя через прозрачную перегородку 5 и слой анализируемой жидкости, падает на фотоприемник (фотосопротивление) 7, вызывая изменение его электрического сопротивления. При увеличении прозрачности световой поток, падающий на фотосопротивление, увеличивается, а при уменьшении прозрачности световой поток уменьшается. Требуемое значение прозрачности задается предварительно калиброванным сопротивлением 9.

При уменьшении прозрачности (степень осветления) в измерительной диагонали моста 8 постоянного тока появляется напряжение разбаланса, которое преобразуется и усиливается в магнитном 10 и фазочувствительном 11 усилителях. Сигнал от фазочувствительного усилителя подается на релейный элемент 12, который включает соленоидный клапан 3. Последний прерывает подачу анализируемой воды в мерник 1, в результате чего уровень воды в мернике уменьшается, а световой поток, падающий на фотосопротиБление 7, увеличивается и напряжение разбаланса моста 8 уменьшается. В некоторый момент световой поток увеличивается настолько, что полярность сигнала на входе релейного элемента 12 изменяется, что вызывает открытие клапана 4. Приток анализируемой воды в мерник 1 увеличивается. Таким образом уровень воды поддерживается на некотором значении, которое выраженное в сантиметрах, определяет текущую прозрачность. В квазиустановившемся состоянии каждому значению прозрачности соответствует одно определенное значение уровня воды в мернике 1

При отклонении прозрачности от заданного значения фазочувствительный усилитель одновременно через переключатель

13полярности управляет электродвигателем

14постоянного тока. Поэтому в квазистационарном состоянии положение оси вращения двигателя определяет значение текущей прозрачности воды, которое контролируется сельсин-датчиком 15 и сельсин- приемником 16. Шкала сельсин-приемника градуируется непосредственно в единицах показателя прозрачности.

Для автоматического регулирования значения прозрачности воды угол поворота оси электродвигателя преобразуется в электрический сигнал датчиком 17 угла поворота. Сигнал от датчика сравнивается с сигналом от задатчика 19 в регуляторе 18. Полученная разность преобразовывается в соответствии с выбранным законом регулирования, усиливается и подается в исполнительный орган 20 в виде регулирующего воздействия. Исполнительный орган в зависимости от знака разности между текущим и заданным значениями показателя прозрачности воды увеличивает или уменьшает расход реагента 23 в осветлитель 22.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным устройством для фототиндалеметрического определения .мутности жидкости повышает точность в измерении и регулировании прозрачности жидкости.

Технико-экономическая эффективность устройства связана со значительным уменьшением расхода реагента, что улучшает технологический режим и качество очищаемой воды.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащее емкость с установленным над ней источником света, фотоприемник, установленный на выходном патрубке емкости, первый исполнительный орган, установлен15 ;. ь,. . ный в трубопроводе подачи воды перед входным патрубком емкости, второй исполнительный орган, установленный перед осветлителем в трубопроводе подачи реагента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные измерительный мост, магнитный усилитель, фазочувствительный усилитель, переключатель, электродвигатель, датчик угла поворота и регулятор, а также задатчик и релейный элемент, вход которого подключен к выходу фазочувствительного усилителя, а выход - к входу первого исполнительного органа, выход фотоприемника соединен с входом измерительного моста, вход регулятора связан с выходом задатчика, а выход - с входом втос рого исполнительного органа. (Л 00 N5