Устройство автоматического управления удалением осадка из отстойника Советский патент 1986 года по МПК B01D21/00 G05D27/00 

1

Изобретение относится к устройствам управления очисткой сточных вод крупных свиноводческих комплексов и ферм и может быть использовано на очис-гных сооружениях в сельском хозяйстве и других отраслях.

Известно устройство управления исполнительным механизмом для удапе- «ия осадка из горизонтального отстой

ника содержащее станцию управления, датчики начального, среднего и крайнего положений и механизм выгрузки осадка Cl3.

Недостатком данного устройства является то, что датчик среднего положения устанавливают на границе двух зон, определяют по максимальному значению концентрации взвешенных веществ в жидком навозе. Однако в течение суток концентрация взвешенных веществ колеблется в щироких пределах от 0,8 до 40,2 г/л, что приводит к избыточной энергоемкости технологического процесса удаления осадка из отстойника.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управления удалением осадка из отстойника, содержащее датчики начального и крайнего положений исполнительного механизма выгрузки осадка, выходы которых связаны с входами станции управления, а входы - с выходами исполнительного механизма, регистр первой паузы, выход которого соединен через блок совпадений и станцию управления с исполнительным механизмом, а входы .-с выходами блока счета времени и регистра счета коротких ходов, регистр второй паузы, выходы которого соединены с блоком счета времени и блоком совпадений, а входы - с выходами регистра счета коротких ходов, блока счета времени и датчика начального положения, дру- гик входы блока счета времени связаны с выходами датчика начального положения и регистра первой паузы, другой вход блока совпадений соединен с выходом регистра счета коротких ходов, другой выход регистра первой паузы связан с входом блока счета коротких ходов, выход которого соединен с входом регистра счета коротких ходов 1Г23.

В горизонтальных отстойниках осадок по длине рабочей зоны вьтадает

0

5

неравномерно - в .начале отстойника (месте подачи исходной жидкости) его выпадает значительно больше, чем в конце (месте удаления очищенной жидкости) . В известном устройстве с целью обеспечения работоспособности механизма удаления осадка при высокой концентрации взвешенных веществ в жидком свином навозе рабочая зона отстойника разделена на две зоны - зону большого накопления осадка, в пределах которой механизм выгрузки осадка в течение одного цикла работы перемещается несколько раз (короткие 5 хода), и зону малого накопления осадка, через которую механизм выгрузки осадка перемещается только один раз

(длинный ход).

Недостатком известного устройства является то, что датчик среднего положения устанавливают на границе двух зон, определяемой по максимальному значению концентрации взвешенных веществ в жидком навозе. В течение суток концентрация взвешенных веществ колеблется в широких пределах, например от 0,8 до 40,2 г/л, причём максимальная концентрация наблюдается в течение 6 ч. Поэтому в остальное время механизм выгрузки осадка работает в неоправданно интенсивном режиме, что Влияет на его длоговечность, надежность и энергоемкость технологического процесса.

Целью изобретения являе тся noBbmie- ниё надежности устройства и снижение энергоемкости процесса удаления осадка.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления удалением осадка из отстойника, содержащее датчики начального и крайнего положений исполнительного механизма выгрузки осадка, выходы которых связаны с входами станции управления, а входы - с выходами исполнительного механизма, регистр первой паузы, выход которого соединен через блок совпадений и станцию управления с исполнительным механизмом, а входы - с выходами блока счета времени и регистра счета коротких ходов, регистр второй паузы, выходы которого соединены с блоком счета времени и блоком совпа- 5 дений, а входы - с выходами регистра счета коротких ходов, блока счета времени и датчика начального положения, другие входы блока счета време0

5

0

5

0

ни связаны с выходами датчика начального положения и регистра первой паузы, другой вход блока совпадений соединен с выходом регистра счета коротких ходов., другой выход регистра пер- вой паузы связан с входом блока счета коротких ходов, выход которого соединен с одним входом регистра счета коротких ходов, другой вход которого связан с выходом датчика крайнего noложения, на исполнительном механизме его выгрузки и связанньй с входами блока счета коротких ходов и блока совпадений.

На фиг. 1 изображен горизонталь- ный отстойник, продольное сечение; на фиг. 2 - блок-схема устройства автоматического управления удалением осадка из отстойника.

Устройство содержит датчик 1 на- чального положения исполнительного механизма, датчик 2 уровня осадка в ( отстойнике, датчик 3 крайнего положения исполнительного механизма,, блок 4 счета времени, блок 5 счета корот- ких ходов, регистр 6 второй паузы, регистр 7 первой паузы, регистр 8 счёта коротких ходов, блок 9 совпадений, станцию 10 управления и испол- нительньй механизм 11.

Датчик 1 начального положения представляет собой конечный выключатель, фиксирующий положения исполнительного механизма выгрузки осадка типа Наличие, Отсутствие. Датчик 2 уровня осадка представляет собой ультразвуковой датчик, дающий сигналы типа Наличие, Отсутствие. Датчик 3 крайнего положения представляет собой конечный выключатель, фиксирующий положение Отсутствие исполни- тельного механизма выгрузки осадка. Блок 4 счета времени состоит из реле времени и логического элемента ЗАПРЕТ. Блок 5 счета коротких ходов состоит из реле счета импульсов и логического элемента И. Регистр 6 второй паузы состоит из реле промежуточного и логического элемента ИМПЛИКАЦИЯ-И. Регистр 7 первой паузы состоит из реле промежуточного и логического эле- мента ЗАПРЕТ. Регистр 8 счета коротких ходов состоит из реле промежуточного и логического элемента ЗАПРЕТ. Блок 9 совпадений состоит из логического элемента ИМПЛИКАЦИЯ-ИЛИ-И. Станция 10 управления включает в себя, блок управления содержащий выключатель автоматический и реверсивный

магнитный пускатель, обеспечивающий перемещение (вперед, назад) исполнительного механизма выгрузки осадка, а также логические элементы И с прямым и инверсными входами и ИЛИ-НЕ. Исполнительный механизм 11 состоит из электродвигателя перемещения механизма выгрузки осадка.

Устройство автоматического управления удалением осадка из отстойника работает следующим образом.

В исходном положении, когда исполнительный механизм выгрузки осадка находится в начале отстойника, сигнал Наличие от датчика 1 начального положения поступает на вход блока 4 счета времени. На других входах блока 4 счета времени сигналы от регистра 6 второй паузы и регистра 7 первой паузы отсутствуют и логический элемент ЗАПРЕТ дает разрешение на включение реле времени, происходит отсчет времени первой паузы. По истечении этого времени сигнал от блока 4 счета времени поступает на вход регистра 7 первой паузы. На втором входе регистра 7 первой паузы сигнал от регистра 8 счета коротких ходов отсутствует и логический элемент ЗАПРЕТ дает разрешение на включение реле промежуточного. Регистр 7 пер- эой паузы фиксируется во включенном состоянии и на его выходах появляются сигналы, один из которых поступает на вход блока 4 счета времени, сбрасывая его в исходное состояние, и блокируя через логический элемент ЗАПРЕТ возможность его включения, второй сигнал поступает на вход блока 5 счета коротких ходов, третий - на вход блока 9 совпадений. Сигнал Наличие от датчика 2 уровня осадка поступает на второй вход блока 9 совпадений. Эти два сигнала совпадают, поэтому на выходе блока 9 совпадений появляется сигнал,который поступает на второй вход станции 10 управления. На второй входы станции 10 управления поступает сигнал Отсутствие от датчика 3 крайнего положения. При совпадении этих сигналов логический элемент И станции 10 управления посылает сигнал на исполнительный механизм 11, который разрешает перемещение вперед. Таким образом, механизм выгрузки осадка начинает перемещение вперед. Сигнал Наличие от датчика 1 начального положения снимается с блока 4 счета времени, а сигнал Отсутствие от него поступает на входы регистра 6 второй паузы и станции 10 управления.

При достижении исполнительным ме- ханизмом 11 выгрузки зоны, где высота слоя оеадка меньше величины настройки датчика (условная граница раздела рабочей зоны отстойника), датчик 2 уровня осадка снимает сигнал На- личие с блока 9 совпадений и посылает сигнал Отсутствие в блок 5 счета коротких ходов. На входах блока 5 счета коротких ходов сигналы совпадают и логический элемент И дает раз- решение на счет одного импульса (короткого хода) реле счета импульсов. Блок 9 совпадений отключается и снимает сигнал со станции 10 управления, на других входах которой остшотся сигналы Отсутствие от датчиков 1 начального и 3 крайнего положений. Логические элементы станции 10 управления ИЛИ-НЕ снимают сигнал с исполнительного механизма 11, разрешающий перемещение вперед, и посылают сигнал, разрешаюпщй перемещение назад. Механизм выгрузки осадка начинает движение назад. При достижении зоны наличия осадка датчик 2 уровня осад- ка посылает сигнал Наличие на вход блока 9 Совпадений, который включает ся, и снимает сигнал Отсутствие с блока 5 счета коротких ходов. При этом условная граница раздела рабочей зоны отстойника передвинется ближе к началу отстойника.

При достижении механизмом выгрузки осадка начала отстойника исполнительный механизм 11 посьшае сигнал в датчик 1 начального положения. Преобразуясь в датчике 1, сигнал Наличие поступает в блок 4 счета времени, а сигнал Отсутствие снимается с регистра 6 второй паузы и станции 10 управле:ния. Логический элемент ЗАПРЕТ блока 4 счета времени не разрешает его включение, а логические элементы ИПИ-НЕ станции 10 управления снимают сигнал Назад с исполнительного механизма 11. На входах станции 10 упра влен«я сигналы от датчика 3 крайнего положения и блока 9 совпадений совпадают, и логический элемент 41 станции 10 управления посылает сигнал на исполнительный механизм. 11, разрешающий перемещение вперед. Механизм выгрузки осадка начинает перемещение вперед без выдержки паузы, совершив один короткий ход в зоне большого накопления осадка.

Дальнейшая работа устройства аналогична описанной до тех пор, пока не заполнится емкость счета реле счета импульсов. При этом граница раздела рабочей зоны отстойника будет приближаться к началу отстойника и длительность коротких ходов сокращаться .

При очередном достижении механизмом выгрузки осадка новой- границы раздела рабочей зоны отстойника датчик 2 уровня осадка посылает сигнал Отсутствие в блок 5 счета коротких ходов. Емкость счетчика реле счета импульсов заполняется и на выходе блока 5 счета коротких ходов появляется сигнал, который поступает на вход регистра 8 счета коротких ходов Логический элемент . ЗАПРЕТ включает реле промежуточное регистра 8 счета коротких ходов. На выходах регистра 8 счета коротких ходов являются сигналы, один из которых поступает в регистр 7 первой паузы и через логический элемент ЗАПРЕТ сбрасывает его в исходное состояние, блокируя возможность его повторного включения, второй - на вход регистра 6 второй паузы, подготавливая его к работе, и третий - на один из входов блока 9 совпадений. На входах блока 9 совпадений снимаются сигнал Наличие от датчика 2 уровня осадка и сигнал от регистра 7 первой паузы. Блок 9 совпадений отключается и снимает сигнал со станции 10 управления. В отличие от описанной работы устройства при движении механизма выгрузки осадка назад блок 9 совпадений не включается, так как на его входах отсутствуют сигналы от регистров 6 и 7 первой и второй пауз.

При достижении механизмом выгрузки осадка начала отстойника исполнительный .механизм 11 посылает сигнал в датчик 1 начального положения. Преобразуясь в датчике 1, сигнал Наличие поступает на вход блока 4 счета времени, а сигнал Отсутствие снимается с входов регистра 6 второй паузы и станции 10 управления. На других входах блока 4 счета врем ни сигналы от регистров 6 и 7 первой и второй пауз отсутствуют и логичес71230622

ий элемент ЗАПРЕТ дает разрешение а включение реле времени блока 4, роисходит отсчет времени второй пазы.

ру не

ки те в ра ви сч ра ст но ре вы ни ще да ет ро по Си на вл

По истечении этого времени сигнал от блока 4 счета времени поступает на вход регистра 6 второй паузы. На других входах регистра 6 второй паузы сигналы от регистра 8 счета коротких ходов и датчика 1 начального положения отсутствуют и логический элемент ИМПЛИКАЦИЯ-И дает разрешение на включение реле промежуточного.Регистр 6 второй паузы фиксируется во включенном состоянии и на его выходах появляются сигналы, которые поступают на входы блока 9 совпадений и блока 4 счета времени. Блок 4 счета времени сбрасьшается в исходное состоя- иве. Второй сигнал на вход блока 9 совпадений поступает от регистра 8 счета коротких ходов. Совпадение этих сигналов через логический элемент ИМШШКАЦИЯ-ИЛИ-И включает блок 9 совпадений, и на входе его появляется сигнал, который поступает в станцию 10 управления. Третий сигнал Отсутствие в станцию 10 управления поступает от датчика 3 крайнего.положения.зо счета подготавливая его к

Совпадение этих сигналов через логический элемент И станции 10 управления посылает сигнал на исполнитель- . ный механизм 11, который разрешает перемещение вперед. Механизм выгрузки осадка начинает перемещение вперед. Сигнал Наличие от датчика 1 начального положения снимается с блока 4 счета времени, а сигнал Отсутствие поступает на входы регистра 6 второй паузы и станции 10 управления. При этом появление сигнала Отсутствие от датчика 2 уровня осадка на входе блока 5 счета коротких ходов и сигнаработе, сигналы Отсутствие снимаются с регистра 6 второй паузы и ло гический элемент ИМППИКАЩ1Я-И сбрас вает их в исходное состояние и со

35 станции 10 управления, логические элементы И которой снимают сигнал, разрешающий перемещение назад. Таки образом, механизм выгрузки осадка з вершает цикл работы.

40 Дальнейшая работа устройства ана логична описанной.

Емкость реле счета импульсов и время пауз устанавливается оператором по данным химлаборатории очистн

Емкость реле счета импульсов и время пауз устанавливается оператором по данным химлаборатории очистных

ла Наличие на входе блока 9 совпа- сооружений, исходя из конкретных усдений не приведет к изменению их состояния, так как логический элемент ИЛИ блока 9 совпадений при наличии сигнала от регистра 8 счета коротких ходов не дает разрешения на отключение блока 9 совпадений и логический элемент И блока 5 счета коротких ходов при отсутствии сигнала от регистра 7 первой паузы не дает разрешения на счет импульса. Механизм выгрузки осадка продолжает движение вперед. Этим достигается возможность осуществления длинного хода механизма вы1-

.ловий технологического процесса утилизации навозных стоков.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность, долговечность и

50 снизить энергоемкость процесса удаления осадка из отстойника на 10-15% по сравнению с известным устройством в результате определения реальной границы раздела рабочей зоны отстойника

55 и сокращения длительности коротких ходов механизма выгрузки осадка при изменении концентрации взвешенных веществ в исходных стоках.

рузки осадка независимо от зон, где нет осаДка.

При достижении механизмом выгпуз- ки осадка конца отстойника исполнительный механизм 11 посылает сигнал в датчик 3 крайнего положения. Преобразуясь в датчике 3, сигнал Отсутствие снимается с вхоДоЙ регистра 8 счета коротких ходов и станции 10 управления. Это приводит к сбросу регистра 8 счета коротких ходов в исходное состояние, снятию сигнала Вперед и появленгео сигнала Назад на выходе станции 10 управления. Механизм выгрузки осадка начинает переме щение назад. Сигнал Отсутствие от датчика 3 крайнего положения появляется на входах регистра 8 счета коротких ходов и станции 10 управления подготавливая их к дальнейшей работе Сигналы от датчика 2 уровня осадка на работу устройства в этом случае влияния не оказывают.

При достижении механизмом выгрузки осадка начала отстойника исполнительный механизм 11 посыпает сигнал в датчик 1 начального положения.

Преобразуясь в датчике 1, сигнал Наличие поступает на вход блока 4

работе, сигналы Отсутствие снимаются с регистра 6 второй паузы и логический элемент ИМППИКАЩ1Я-И сбрасывает их в исходное состояние и со

станции 10 управления, логические элементы И которой снимают сигнал, разрешающий перемещение назад. Таким образом, механизм выгрузки осадка завершает цикл работы.

Дальнейшая работа устройства аналогична описанной.

Емкость реле счета импульсов и время пауз устанавливается оператором по данным химлаборатории очистных

сооружений, исходя из конкретных условий технологического процесса утилизации навозных стоков.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность, долговечность и

снизить энергоемкость процесса удаления осадка из отстойника на 10-15% по сравнению с известным устройством в результате определения реальной границы раздела рабочей зоны отстойника

и сокращения длительности коротких ходов механизма выгрузки осадка при изменении концентрации взвешенных веществ в исходных стоках.

Редактор К. Волощук

фиг. 2

Составитель Э. Склярский

Техред М.ХОданич Корректор А. Ференц,

Заказ 2474/8 Тираж 663Подписное

ВНИИПИ Государственного кокитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4