Устройство автоматической очистки воды Советский патент 1986 года по МПК G05D27/00 

управляющим задвижкой 22. Катушка 18 подключена к выходу управляемого источника 29 переменного напряжения, связанного с блоком 25. Блок измерения прозрачности воды после очистки выполнен в виде функционально взаимосвязанных призмы 30, световодов 31 и 32, осветителя 33, фотоприемника 34 и усилителя 35. t ил.

Изобретение относится к устройству для автоматической очистки воды, может быть использовано в угольной промышленности и позволяет повысить степень очистки воды. Устройство содержит трубопровод 1 с участком 2 из немагнитного материала, с двумя электромагнитными полосами для транспортировки ферромагнитного материала и врезанной в трубопровод 1 замкнутой цепью. Последняя состоит из последов.: тельно соединенных трубами 6 первого акк мулирующего сосуда 10, блока регенерации, выполненного в виде регенерационного бака (РБ) 13, снабженного вводной трубой 14 с задвижкой 15 и выводной трубой 16 с задвижкой 17. РБ 13 помещен внутрь горизонтальной катушки 18 индуктивности. В нижнюю часть РБ 13 вмонтирована труба 20 из немагнитного материала, другой конец которой соединен с вторым аккумулируюш,им сосудом 21. Обмотки 7 и 23 первого и второго электромагнитных насосов соединены свыходами управляемого генератора 24 трехФ фазного напряжения, связанного своим уп1СЛ равляющим входом с одним вь1ходом блока 25 управления. Другой выход блока 25 соединен с исполнительным механизмом 28, o ГС со ел

1

Изобретение относится к устройствам автоматической очистки шахтной оборотной воды от взвешенных.частиц и может быть ис-. пользовано на углеобогатительных и рудных фабриках с мокрым процессом обогащения,

Цель изобретения - повышение производительности и качества очистки.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства автоматической очистки воды.

Устройство автоматической очистки воды состоит из трубопровода I, имеющего участок 2 из немагнитного материала. В трубопроводе I находится неочищенная вода 3, зернистый материал 4 с ферромагнитными свойствами и очищенная вода 5. В основной трубопровод 1 врезана замкнутая цепь, состоящая из труб б из немагнитного материала, на которые надета (закреплена) обмотка 7 первого электромагнитного насоса. В трубах 6 находится регенерированный зернистый материал 8 и засоренный зернистый материал 9. Труба б с засоренным зернистым материалом 9 соедина с первым аккумулирующим сосудом 10, нижняя часть которого с помощью трубы 11 из немагнитного материала с клапаном 12 соединена с регенерационным баком 13, также Bbinojiненным из немагнитного материала. РегенераЦ ционный бак 13 снабжен вводной регенерационной трубой 14 с задвижкой 15, выводной регенерационной трубой 16 с задвижкой 17 и помещен внутрь горизонтальной катущки 18 индуктивности. В регенерационном баке 13 находится смесь 19, состоящая из засоренного зернистого материала с ферромагнитными свойствами и воды. В нижнюю часть регенерационного бака 13 вмонтирована труба 20 из немагнитного материала, другой конец которой соединен с вторым аккумулирующим сосудом 21. На трубе 20 имеется задвижка 22 и на нее надета обмотка 23 второго электромагнитного насоса. Обмотки 7 и 23 первого и второго электромагнитных насосов соединены с выходами управляемого генератора 24 трехфазного напряжения, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока 25 управления.

Регенрационная труба 14 соединена с управляемым источником 26 пульсирующего потока воды, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока 25 управления, к пятому выходу которого подключен исполнительный механизм 27 задвижек 15 и 17. К второму выходу блока 25 управления подключен исполнительный механизм 28, управляющий задвижкой 22. Катушка 28 индуктивности подключена к выходу управляемого источника 29 переменного напряжения, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока 25 управления, первый выход которого связан с генератором 25 трехфазного напряжения.

В выходной конец трубопровода 1, по которому проходит очищенная вода 5, врезана светопреломляющая призма 30, с которой сочленены осветительный гибкий световод 31 и информационный гибкий световод 32. световод 31 соединен с осветителем 33, а световод 32 - с фотоприемником 34, к выходу которого подключен усилитель 35. Призма 30, световоды 31 и 32, осветитель 33. фотоприемник 34 и усилитель 35 представляют собой блок измерения прозрачности воды после очистки, выход которого (выход усилителя 35) соединен с регулирующим входом управляемого генератора 24 трехфазного напряжения.

Устройство автоматической очистки воды работает следующим образом.

Неочищенную воду 3 пропускают через зернистый материал 4 с ферромагнитными свойствами. Засоренный зернистый материал 9 непрерывно отводят из зоны очистки воды И регенерируют. Аналогичное количество регенерированного зернистого материала 8 непрерывно подводят в зону очистки воды. Зернистый материал после регенерации уп.лотняют, например, путем естественного осаждения во втором аккумулирующем сосуде 21. Очищенный и уплотненный зернистый материал с ферромагнитными свойствами непрерывно перемещают навстречу потоку воды (сплошной линией с одинарной стрелкой показано направление перемещения зернистого материала, а сплошной линией с двойной стрелкой - направление перемещения воды). Перемещение, подвод и отвод зернистого материала осуществляют с помощью движущегося магнитного поля, создаваемого электромагнитным насосом (по трубам 6 и по участку 2 зеристый материал перемещается движущимся магнитным полем, создаваемым обмоткой 7 первого электромагнитного насоса, по трубе 20 зернистый материал перемещается движущимся магнитным полем, создаваемым обмоткой 23 второго электромагнитного насоса). Прозрачность очищенной воды 5 измеряют после очистки. В зависимости от полученного значения прозрачности изменяют напряженность и скорость движущегося магнитного поля (если степень очистки уменьшилась, увеличивают скорость движущегося магнитного поля, если степень очистки увеличилась, уменьщают скорость движущегося магнитного поля).

Регенерацию зернистого материала с ферромагнитными свойствами осуществляют одновременным воздействием на материал переменного магнитного поля, получаемого от управляемого источника 29 переменного напряжения через катушку 18 индуктивности, и пульсирующего потока воды, получаемого от управляемого источника 26.

При включении устройства сигналом с блока 25 управления трехфазное напряжение с выхода управляемого генератора 24 трехфазного напряжения подается ток в обмотку 7 первого электромагнитного насоса. При прохождении по обмотке 7 трехфазного тока внутри труб 6 и 11 из немагнитного материала возникает движущееся магнитное поле, которое перемещается зернистый материал 4 в зону очистки воды и одновременно отводит засоренный зернистый материал 9 из зоны очистки на регенерацию.

В это время навстречу зернистому материалу 4 движется неочищенная вода 3, которая очищается зернистым материалом от взвешенных в ней примесей и из зоны очистки выходит чистой.

От осветителя 33 световой поток по осветиteльнoмy световоду 31 подается в преломляющую призму 30. Свет из преломляющей призмы 30 проходит в очищенную воду 5, которая поглощает и отражает попавщий на нее свет. Чем сильнее засорена вода после очистки, тем она темнее и тем меньше свеа она отражает обратно в светопреломяющую призму 30. Чем грязнее вода в зоне очистки, тем меньще света попадает обратно в призму 30 и тем меньше его количество приходит по информационному гибкому световоду 32 к фотоприемнику 34, и соответственно, тем меньше, чем сигнал с фооприемника 34 подается на вход усилитея 35. При этом уменьшается сигнал на выходе усилителя 35, а при поступлении слабого сигнала на вход управляемого генераора 24 трехфазного напряжения на его выходе увеличивается напряжение и частота. Это приводит к увеличению количества захватываемого магнитным полем обмотки 7 электромагнитного насоса зернистого материала из второго аккумулирующего сосуа 21 и к более сильному уплотнению маериала в трубе 6 и на участке трубопровода 2, так как увеличилась напряженность движущегося магнитного поля, создаваемого обмоткой 7, и увеличилась скорость движун1егося магнитно1-о поля. Чем больше зернистого материала поступает в зону очистки воды, чем быстрее он двигается и чем больще уплотнен, тем труднее через него проходит вода и тем она лучше очи щается. Улучшение очистки воды продатжается до тех пор, пока ее прозрачность в зоне установки призмы 30 не достигнет заданного значения.

Если в зону очистки поступает очищен0 ная вода с прозрачностью выше оптимальной, то батыне света рассеется в воде и больше его попадает обратно в светопреломляющую призму 30. При этом увеличивается количество света и информационном гибком световоде 32, увеличивается сигнал с выхода

5 фотоприемника 34 и увеличивается сигнал с выхода усилителя 35. При поступлении больщего сигнала на вход управляемого генератора 24 трехфазного напряжения на его выходе уменьщаются напряжение и частота.

Это приводит к уменьщению количества захватываемого материала магнитным полем обмотки 7 из второго аккумулируюн1его сосуда 21 к более слабому уплотнению материала в трубе 6 и на участке 2 трубопровода, так как уменьшилась напряжен5 ность движущегося магнитного поля, создаваемого обмоткой 7, и уменьшилась скорость движущегося магнитного поля. Чем меньше зернистого материала поступает в зону очистки воды, чем медленее он двнгается и чем меньше он уплотнен, тем легче через него

0 проходит вода и тем меньше она очищается. Уменьшение степени очистки воды продолжается до тех пор, пока ее прозрачность в зоне установки призмы 30 снова не достигает заданного значения.

Если же прозрачность очищенной воды

5 в зоне установки призмы 30 находится в заданном пределе, то сигнал с выхода усилителя 35 на вход управляемого генератора 24 трехфазного напряжения соответствует номинальному и изменение напряжеQ ния или частоты на его выходе не происходит. При этом скорость, количество и уплотненность зернистого материала не изменяются и качество очистки (при неизменной прозрачности поступающей на очистку воды) остается постоянным.

5 Все это время задвижки 15, 17 и 22 закрыты. Засоренный зернистый материал 9 поступает в первый аккумулирующий сосуд 10, где под собственным весом уплотняется и из него в уплотненном виде по трубе II из немагнитного материала через

0 клапан 12 подается в регенерационный бак 13. Во время полуцикла очистки засоренный зернистый материал накапливается в регеиерационном баке 13, а регенерированный очищенный зернистый материал из второго аккумулирующего сосуда 21 подается в зону

5 очистки воды.

По истечении полуцикла очистки длительностью TI с блока 25 управления поступают сигналы, под действием которых

включается управляемый источник 26 пульсирующего потока воды, срабатывает исполнительный механизм 27 и открываются задвижки 15 и 17, включается управляемый источник 29 переменного напряжения и в горизонтальную катушку 1.8 поступает переменное напряжение, создающее в регенерационном баке 13 переменное магнитное папе, под действием которого вибрирует с частотой магнитного поля зернистый сыпучий материал с ферромагнитными свойствами. Одновременно с блока 25 управления на исполнительный механизм 28 поступает сигнал, под действием которого последний закрывает задвижку 22. Закрытие задвижки 22 и открытие клапана 12 регенерационного бака 13 не дают возможности загрязненному сыпучему материалу, находящемуся в нем, выходит в трубу 20 при его регенерации. Во время второго полуцикла на вибрирующий под действием магнитного поля катушки 18 зернистый материал от управляемого источника 26 подается промывочная вода. Одновременное действие на материал воды и магнитного поля ускоряет и повышает эффективность регенерации и, следовагельно, ускоряет и повыщает эффективность очистки воды. Во время второго полуцикла ггродолжает работать электромагнитный насос и его обмотка 7 продолжает перемещать навстречу потоку воды уплотненный регенерированный зернистый материал 8, т. е. очистка врды продолжается как и ранее. Во время второго полуцикла очистки сигнал с блока 25 управления, поступивщий на вход управляемого генератора 24 трехфазного напряжения, выключает обмотку 23 электромагнитного насоса и перекачка зернистого материала из регенерационного бака 13 во второй аккумулирующий сосуд 21 не происходит. Таким образом, во время второго псшуцикла продолжается очистка воды от взвещенных примесей и одновременно происходит регенерация засоренного зернистого материала в регенерационном баке 13.

По истечении второго полуцикла очист, ки длительностью сигналом с блока 25 упраа/тения производятся следующие переключения : выключается управляемый источник 26 пульсирующего потока воды, срабатывает исполнительный механизм и закрываются задвижки 15 и 17, выключается управляемый источник 29 переменного напряжения и в горизонтальную катущку 18 прекращается подача переменного напряжения, срабатывает исполнительный механизм 28 и открывается задвижка 22, поступает сигнал на управляющий вход управляющего генератора 24 трехфазного напряжения и трехфазное напряжение с второго его выхода снова, как и в первом полуцикле очистки, подается на обмотку 23 электромагнитного насоса.

Снова начинается первый полуцикл очистки воды. Загрязненная вода 3 по трубопроводу 1 поступает в зону очистки. Обмоткой 7 электромагнитного насоса уплотненный зернистый материал с ферромагнитными свойствами «вытягивается из второго аккумулирующего сосуда 21 и подется в зону

очистки воды, непрерывно перемещаясь навстречу потоку неочищенной воды 3. Загрязненный в процессе очистки воды зернистый материал 9 той же обмоткой 7 электромагнитного насоса подается из зоны очистки в

первый аккумулирующий сосуд 10, где происходит уплотнение зернистого материала путем его оседания. Той же обмоткой 7 зернистый материал по трубе 1 1 через клапан 12 подается в регенерационный бак 13, оседая сверху на находящийся в том же баке слой

5 регенерированного зернистого материала. Регулирования скорости движущегося магнитного поля и напряжения в обмотке 7, как и в первом полуцикле очистки, происходит под действием поступающего с выхода усилителя 35 напряжения. В начале первого (повторного) цикла очистки на время Тз« «Т| с второго выхода управляемого генератора 24 трехфазного напряжения в обмотку 23 второго электромагнитного насоса подается трехфазное напряжение повыщенной

5 частоты, под действием которого обмотка 23 за время Тз перекачивает регенерированный зернистый материал из регенерационного бака 13 во второй аккумулирующий сосуд 21, где он путем оседания уплотняется. По истечении времени Тз сигналом блока 25 управ0 ления выключается трехфазное напряженнее второго выхода генератора 24 трехфазного напряжения, отключается обмотка 23, срабатывает исполнительный механизм 28, закрывается задвижка 22. Первый полуцикл очистки воды продолжается как и ранее:

5 очищенный зернистый материал обмоткой 7 нз второго аккумулирующего сосуда 21 подается в зону очистки, засоренный зернистый материал 9 из зоны очистки обмоткой 7 подается в первый аккумулирующий сосуд

f, 10 и далее той же обмоткой 7 по трубе 11 через клапан 12 подается в регенерационный бак 13, где постепенно накапливается до следующего полуцикла регенерации. Скорость и уплотненность зернистого, материала регулируется сигналом блока измере5 ния прозрачности воды на управляемый генератор 24 трехфазного напряжения.

По истечении времени Ti снова начинается второй полуцикл, полностью аналогичный описанному. Полуциклы следуют один за другим непрерывно, осуществляя

0 непрерывную безостановочную очистку воды и непрерывную безостатовочную регенерацию зернистого материала. Качество очистки при этом остается постоянным. Изменение степени очистки происходит только при подаче на очистку воды с отличной от средней прозрачностью. В этом случае при подаче более темной воды увеличивается уплотненность и скорость движення зернистого материала для поддержания заданной прозрачности воды. При подаче в очистки более прозрачной воды уменьшается уплот-, ненность и скорость зернистого материала, увеличивается скорость очистки воды (вследствие снижения динамического сопротивления зернистого Материала потоку воды), а вода на выходе из зоны очистки поддерживается с заданной прозрачностью.

Для того, чтобы не происходил унос части зернистого материала с очищенной водой в верхней части трубопровода 1 необходимо, чтобы сила воздействия магнитного поля обмотки 7 на частицы зернистого материала в направлении его перемещения была больще, чем сила воздействия на частицы потоком очищающейся воды в направлении ее движения. Вторым условием, лимитирующим режим проведения второго полуцикла очист;ки ВОДЫ лри одновременной регенерации зернистого материала, является условие превышения давления воды в трубопроводе 14 от управляемого источника 26 давления воды в трубопроводе 1. При этом в момент открытия заслонки 22 закрывается клапан 12 и вода из трубы 14 не попадает в трубопровод 1.

Формула изобретения

Устройство йвтомэтической очистки воды;содержащее трубопровод с зернистым материалом с ферромагнитными свойствами в зоне очистки, двумя электромагнитными насосами для транспортировки ферромагнитного материала и врезанной в трубопрбво замкнутой цепью, составленной из последовательно соединенных трубами первого ак кумулирующего сосуда и блока регенерации, выполненною в виде регенерационного бака,

снабженного электромагнитной катушкой, подключенной к источнику переменного напряжения, и вводной и выводной регенерационными трубами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности

и качества очистки, оно снабжено генератором трехфазного напряжения, вторым аккумулирующим сосудом, установленным перед регенерационным баком, клапаном,установленным на выходе первого аккумулирующего сосуда, задвижками с исполнительными механизмами, установленными на входной и выходной регенерационных трубах регенерациониого бака и на трубе регенерированного зернистого материала, источником пульсирующего потока,

воды, блоком управления и блоком из|Мерения прозрачности, при этом выходы блока управления соединены с входами исполнительных механизмов, источника пульсирующего потока воды, источника переменного напряжения и генератора трехфазного напряжения, другой вход которого соединен с выходом блока измерения прозрачности воды, а выходы - с обмотками первого и второго электромагнитных насосов, при этом участок трубопровода в зоне очистки выполнен из немагнитного материала, а обмотки электромагнитных насосов размещены по всей длине.