Устройство регулирования промывки осветлительного фильтра Советский патент 1986 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к устройствам регулирования осветлительных фильтров и может быть использовано при автоматизации промывки фильтров с зернистой загрузкой на стантдаях водоподготовки.

Цель изобретения - снижение расхода промывной воды.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства регулирования;, на фиг.2 - зависимость времени ut домывки фильтра от интенсивности СО подачи промывной воды; на фиг.З - зависимость изменения мутности U воды на выходе фильтра от времени при разной степени загрязнения фильтра (потеря напора дЬ, м, на фильтре перед промывкой 1-2,5j. 2-2,0 - 1,5, интенсивоность подачи промывной воды 20 ).

Устройство регулирования (фиг.О содержит мутномер 1, блок 2 определения времени промывки фильтра, реле 3 времени, датчик 4 расхода промывной воды, .блок 5 определения времени домывки, блок 6 автоматического управления исполнительным механизмом 7 задвижки подачи промывной воды на осветлительный фильтр 8.

Устройство регулирования промывки осветлительного фильтра работает следующим образом.

Заиливание оптических окон мутномера 1 , нестабильность параметров источника света и фотоприемника, дрейф электронных ; схем, изменение температуры окружающей среды вызывают аддитивную и мультипликативную составляющие погрешности измерения мутности. Вследствие этого идеальное уравнение измерения мутности

U(t)kM(t) (1) принимает вид

Up(t)(t)-Hka, (2) где UjjCt) - сигнал на выходе идеального мутномера

Up(t) - сигнал на выходе реального мутномера;

M(t) - мутность промывной воды; k const - коэффициент передачи

мутномера;

k - коэффициент, зачитывающий мультипликативную составляющую погрешности;, k - коэффициент, з хгитывающий аддитивную составляющую погрешности.

Коэффициенты k и k изменяются во времени только при продолжительной эксплуатации мутномера 1. Однако, так как время промывки фильтра 8 не превышает 10 мин, этим изменением в течение одной промывки можно пренебречь, т.е. kjj,const и kg const.

Абсциссы точек перегиба зависимости M(t) определяются решением уравнения:

dlK(t}

(3)

0. dt

Продифференцировав дважды уравнение (2) и приравняв результат нулю, получим

diy.(tL,,k .

(4)

dt

dt

Сопоставление соотношений (3) и (4) показывает, что абсцисси точек

перегиба функции M(t) совпадают с абсциссами точек перегиба сигнала Up(t), а следовательно, ни аддитивная, ни мультипликативная составляющие погрешности измерения мутности

не сказываются на положении по оси времени точек перегиба сигнала реального мутномера 1. Поэтому рационально эти точки использовать для управления процессом промывки фильтра 8.

0 Как следует из экспериментальных данных, до момента времени, соответствующего точке перегиба зависимости M(t), из фильтра 8 удаляется основная масса (до 80%) загрязнений. Оставшиеся после точки перегиба загрязнения домывают в течение времени fit, которое определяют по формуле

t,,(5)

где а,, а2 - постоянные, зависящие

„от физико-химических

свойств фильтрующего материала;

ы - интенсивность промывки. В процессе промывки фильтра 8 измеряют мутность промывной воды и определяют момент времени, соответствующий точке перегиба на.ниспадающем участке зависимости мутности М от времени t. После этого фильтр 8 домывают в течение времени At, значение

которого определяют- из соотношения (5).

Перед началом промывки фильтра 8 в блок 5 вводят значения коэффициен55 тов а, и ag. При выводе фильтра 8 на промывку включают двигатель исполнительного механизма 7 задвижки подачи промывной воды. Однойременно ав3Ттематически включается устройство ре гулирования промывки. В процессе про мывки- фильтра на выходе мутномера 1 получают сигнал Up(t), пропорциональ ньш мутности промывной воды. В момент времени, когда зависимость U(t) имеет точку перегиба, рло 2 включает реле 3 времени, которое по истечении интервала времени At . домывки подает сигнал на блок 6 автоматического управления 6 исполнительным механизмом 7 задвижки о прек ращении промывки. Интервал времени ii домьшкй определяется вторым вычис лительным блоком 5 на основании введенных в него коэффициентов а и а и сигнала датчика 4 расхода промьшной воды (со). Пример 1. Для определения времени fit домывки осуществляют серию промывок модельного песчаногб фильтра (диаметр зерен 0,8-1,8 мм) и снимают зависимость мутности промывной воды М от времени i при помощи самописца, подключенного к выходу мутномера. Интенсивность подачи промывной воды устанавливают равной 10,15,20,25 и 30 л/м с, потеря напора в фильтрующем слое перед каждой промывксзй 2,5 м Для каждого случая определяют длительность at домывки фильтра,- время от точки перегиба до момента времени когда мутность промывной воды снизится до заданного значения (10 мг/л). Это время равняется соответственно ,60,50,40,30 и 20 с. Строят график 934 , зависимости времени л t домывки фильтра от интенсивности СО подачи промывной воды (фиг.2) и по нему определяют значения коэффициентов а, и а. Для данной загрузки получено а,80 с, а, 2 и формула (5) приобретает вид - 2cj. (6) Иг приведенных экспериментальных данных (фиг.З) следует, что для данной загрузки и неизменной интенсивности подачи промьшной воды (20л/мС) fit практически не зависит от грязеемкости фильтра и равно 40 с. П-р и м е р 2. Модельный песчаный фильтр выводят на промывку при достижении потери напора в фильтрующем слое 2,5 м и осуществляют его промывку до тех пор, пока мутность отводимой промывной воды становится равной 10 мг/л. В первом случае промывку фильтра прекращают по показаниям мутномера, проработавшего до этого без подстройки и калибровки в течение 14 сут. Во втором случае сигнал на пртекращение промывки поступает от устройства, содержащего блок определения времени промывки фильтра, реле.времени, датчик расхода промывной воды и блок определения времени домывки. Данные о длительности промывки фильтра и количестве воды, расходуемой на промывку для обоих случаев, приведены в таблице.

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОМЫВКИ ОСВЕТЛИТЕЛЬНОГОФИЛЬТРА, содержащее мутномер, установленный на трубопроводе выхода промывной воды из фильтра, и реле времени, выход которого через блок управления связан с исполнительным механизмом задвижки, установленной на трубопроводе подачи промывной воды и фильтр, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода .промывной воды, устройство дополнительно содержит блок определения времени промьшки фильтра, блок определения времени домывки фильтра и датчик расхода проI мьшной воды, при этом вход блока оп(Л ределения времени домывки фильтра связан с выходом датчика расхода, а выход - с первым входом реле времени, выход мутномера соединен через блок определения времени промывки с вторым входом реле времени. 4

15

20

25

100 78

100 80

100 83