Устройство для регулирования уровня осадка в отстойниках сточных вод Советский патент 1985 года по МПК G01F23/292 G05D9/02 

Изобретение относится к автоматическому контролю и регулированию уровня осадка в резервуарах с периодически изменяющимся в течение суток уровнем жидкости, в частности в вертикальных отстойниках сточных вод сельскохозяйственных, промышленных и бытовых очистных сооружений. Известны устройства для контроля уровня осадка по изменению светопропускания сточной воды, зависящего от концентрации в ней взвешенных частиц. Световой поток от источника света проходит через слой контролируемой жидкости и попадает на фотоприемник. Ири увеличении концентрации осадка в световом канале между источником света и фотоприемником проходящий световой поток ослабляется и устройство выдает сигнал о наличии осадка 1. Главный недостаток таких устройств - биообрастания оптических элементов датчиков, в результате чего снижается точность контроля вплоть до полного отказа прибора. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического регулирования уровня осадка, включающее установленный в отстойнике фотоэлектрический датчик и подключенный к его выходу электронный преобразователь, выход которого соединен с исполнительным органом на трубопроводе выпуска осадка из отстойника. В данном устройстве оптические элементы датчика помещены между электродами. Удаление биообрастаний с них производится при помощи электролиза с изменением интенсивности светового потока в зависимости от величины тока электролиза. Электролиз воды, происходящий вблизи поверхности защитных стекол датчика, сопровождается бурным выделением пузырьков и нагревом воды в зоне электролиза до 80-100°С. Это ведет к быстрому разрушению биопленки на поверхности защитных стекол и почти к полному восстановлению прозрачности светового канала. Однако с течением времени светопропускание светового канала уменьщается в связи с отложением на стеклах продуктов электролиза и других трудносмываемых загрязнений 2. Недостатками известного устройства являются низкая точность контроля уровня осадка из-з,а невысокой эффективности очистки стекол и невысокая надежность вследствие отсутствия информации о качестве очистки стекол и о работе датчи ка в целом. Цель изобретения - повыщение надежности и точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее фотоэлектрический датчик уровня осадка и подключенный к его выходу электронный преобразователь, состоящий из усилителя и подсоединенного к его выходу сигнального узла, выход которого соединен с исполнительным органом на трубопроводе выпуска осадка из отстойника, дополнительно содержит механизм очистки, выполненный в виде прозрачного калибровочного элемента, соединенного с поплавковым приводом, и средства очистки стекол датчика, выполненных в виде эластичных элементов, установленных соответственно на нижней поверхности прозрачного калибровочного элемента и в верхней части корпуса фотоэлектрического датчика уровня осадка неподвижно относительно его, электронный преобразователь дополнительно содержит пороговый узел, выход которого подключен к выходу усилителя, счетно-запоминающий блок, подключенный своим входом к выходу порогового узла, и блок аварийной индикации, вход которого соединен с выходом счетно-запоминающего блока, причем сигнальный узел дополнительно связан своим входом с выходом порогового узла, а выходом - с входом счетно-запоминающего блока. На фиг. 1 изображена схема вертикального отстойника с установленным в нем устройством для автоматического контроля уровня осадка; на фиг. 2 - узел Г на фиг. 1. Отстойник 1 имеет впускную трубу 2, служащую для подачи сточной воды в его приемную камеру 3. В нижней конусной части 4 отстойника 1 находится осадок, а в верхней цилиндрической части 5 - осветленная вода. Кольцевой лоток 6 и трубопровод 7 служат для сбора и отвода осветленной воды из отстойника 1. Фотоэлектрический датчик 8 уровня осадка, смонтированный в отстойнике 1 на щтанге 9, соединен с электронным преобразователем, включающим усилитель 10, пороговый узел 11, счетно-запоминающий блок 12, сигнальный узел 13 и блок 14 аварийной индикации, при этом выход датчика 8 соединен с входом усилителя 10, выход которого соединен с входом порогового узла 11, его выход соединен с входами счетно-запоминающего блока 12 и сигнального узла 13. На выходе счетно-запоминающего блока 12 подключен блок 14 аварийной индикации, второй вход сигнального узла 13 соединен с выходом усилителя 10, а выход - со счетно-запоминающим блоком 12. Второй выход сигнального узла 13 может быть использован для автоматического управления откачкой осадка из отстойника, например, исполнительным органом (электрифицированной задвижкой) 15, установленной на трубопроводе 16 выпуска осадка из отстойника 1 в последующие очистные сооружения. Закрытые задвижки 15 производит внешняя система автЬматического управления, например, по времени истечения осадка или по принципу объемного дозирования. Фотоэлектрический датчик 8 уровня осадка содержит два соосно расположенных полых цилиндра, в одном из которых находится источник 17 света, а в другом - фотоприемник 18. Внутренние торцы цилиндров закрыты защитными стеклами 19 и 20, между которыми образуется световой канал 21. Для очистки своих защитных стекол 19 и 20 от биообрастаний и прочих загрязнений фотоэлектрический датчик 8 уровня осадка снабжен механизмом очистки содержащим грузовую втулку 22, установленный на ней прозрачный калибровочный элемент 23 и средства очистки стекол. Средства очистки стекол выполнены в виде эластичных элементов, например, в виде очистительной прокладки 24, установленной на нижней поверхности прозрачного калибровочного элемента 23, и в виде накладок 25 и 26 для очистки прозрачного калибровочного элемента, установленные в верхней части корпуса фотоэлектрического датчика 8 уровня осадка неподвижно относительно его. Прозрачный калибровочный элемент 23 жестко соединен с грузовой втулкой 22 и щтоком 27.

Грузовая втулка 22, выполненная с возможностью вертикального свободного перемещения по направляющим датчика 8, подвешена тросиками 28 и 29 к поплавковому приводу 30 прозрачного калибровочного элемента 23.

В отстойник 1 по трубопроводу 2 непрерывно поступает сточная вода, которая в процессе отстаивания разделяется на осадок, скапливающийся в нижней части 4 отстойника 1, и на осветленную воду, которая, вытесняясь из отстойника 1, переливается в желоб 6 и отводится по трубопроводу 7 на дальнейшую обработку.

При накоплении осадка до определенного уровня, контролируемого фотоэлектрическим датчиком 8 уровня осадка, и заполнении осадком светового канала 21 интенсивность светового потока в нем резко снижается, фотоприемник 18 изменяет свои параметры и электронный преобразователь вырабатывает сигнал о наличии осадка. Задвижка 15 открывается и осадок выпускается из отстойника 1 по трубопроводу 16 в последующие очистительные сооружения. При этом у}5овень жидкости в отстойнике 1 снижается на 0,,35 м.

Для предотвращения образования биопленки на защитных стеклах 19 и 20 соответственно источника света 17 и фотоприемника 18, нарушающей их светопропускание и снижающей точность контроля, служит механизм для очистки заш,итных стекол 19 и 20, который работает следующим образом. При выпуске осадка из отстойника 1 уровень воды в последнем понижается и

поплавковый привод 30 вместе с грузовой втулкой 22 опускается вниз, проталкивая калибровочный элемент 23 с эластичной прокладкой 24 между защитными стеклами 19 и 20, при этом эластичная прокладка 24 счиш,ает с них образовавшийся налет, а эластичные накладки 25 и 26 очищают торцы прозрачного калибровочного элемента 23.

После выпуска осадка происходит наполнение отстойника 1 и уровень воды в нем поднимается, увлекая за счобой поплавковый привод и жестко соединенный с ним посредством штока 27 прозрачный калибровочный элемент 23 в исходное положение. Контроль за исправностью и качеством работы механизма очистки защитных стекол, за функционированием источника света и фотоприемника, а также контроль состояния светового канала, необходимый для

0 повышения точности работы устройства, осуществляется следующим образом.

В момент прохождения прозрачного элемента 23 с калиброванным светопропуска5 нием через световой канал 21 датчика 8 освещенность фотоприемника 18 резко возрастает и на выходе усилителя 10, подключенного своим входом к выходу фотоэлектрического датчика 8 уровня осадка соответствующим образом возрастает ам.0 плитуда сигнала (до определенной величины, обусловленной светопропусканием прозрачного калибровочного элемента).

В случае некачественной очистки стекол амплитуда калибровочного сигнала на выходе усилителя 10 снижается, и подключенный на выходе усилителя 10 пороговый узел 11 не срабатывает.

Каждый второй сигнал с выхода порогового узла свидетельствующий о том, что световой канал 21 чист и что калибровочный элемент 23 прошел через него два раза (вниз и вверх), запоминается в счетно-запоминающем блоке 12 и подключенный к его выходу блок 14 аварийной индикации свидетельствует о нормальной работе устройства. Сброс данного сигнала происходит подачей на управляющий вход счетно-запоминающего блока 12 дифференцированного сигнала (единичного импульса) с выхода сигнального узла 13, возникающего в момент перекрытия осадком светового канала 21.

В случае выхода из строя источника, 17 света, фотоприемника 18 или в случае застревания в световом канале 21 отдельных крупных включений на выходе сигнального узла 13 также появляется сигнал наличия 5 осадка, и на управляющий вход счетно-запоминающего блока 12 подается импульс сброса. При этом блок 14 аварийной индикации выдает сигнал аварии.

Для того, чтобы поплавковый привод 30 не мешал удалению всплывших частиц с поверхности отстойника и меньше подвергался коррозии, длину тросиков 28 и 2& принимают такой, чтобы поплавковый привод 30 при заполненном отстойнике находился в затолненном состоянии вблизи поверхности жидкости.

Оснаш.ение устройства для юнтроля н регулирования уровня осадка механизмом очистки стекол и автоматический контроль

за его работой, а также за работой всего устройства в целом приводит к улучшению эксплуатационных качеств устройства, повышает его надежность и точность регулирования путем исключения ложных срабатываний устройства, вызванных отказом элементов датчика и загрязнением светового канала. Повышение точности контроля уровня осадка приводит к стабилизации влажности удаляемых из отстойников масс

осадка, что оптимизирует работу последуюших устройств по его переработке.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ОСАДКА В ОТСТОЙНИКАХ СТОЧНЫХ ВОД, содержащее фотоэлектрический датчик уровня осадка и подключенный к его выходу электронный преобразователь, состоящий из усилителя и подсоединенного к его выходу сигнального узла, выход которого соединен с исполнительным органом на трубопроводе выпуска осадка из отстойника, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и точности устройства, оно содержит механизм очистки, выполненный в виде прозрачного калибровочного элемента, соединенного с поплавковым приводом, и средства очистки стекол датчика, выполненных в виде эластичных элементов, установленных соответственно на нижней поверхности прозрачного калибровочного элемента и в верхней части корпуса фотоэлектрического датчика уровня осадка неподвижно относительно его, электронный преобразователь дополнительно содержит пороговый узел, вход которого подключен к выходу усилителя, счетно-запоминающий блок, подключенный своим вхо(Л дом к выходу порогового узла, и блок аварийной индикации, вход которого соединен с выходом счетно-запоминающего блока, причем сигнальный узел дополнительно связан своим входом с выходом порогового узла, а выходом - с входом счетно-запоминающего блока. ел со 00

23

17

27

18