Устройство для управления электродиализной установкой Советский патент 1989 года по МПК B01D13/02 

1

Изобретение относится к обработке жидкостей методом электродиализа с использованием ионоселективных мембран, в частности к устройствам для управления электродиализной установкой.

Цель изобретения - повьшение надежности работы установки и качества очистки жидкости.

Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено вторым измерительным сосудом, вторым, третьим И четвертым патрубками сифонного сброса, второй, третьей и четвертой пьезометрическими трубками, первым и вторым опрокидывающимися желобами и рычажно-весовой системой, причем первый и второй патрубки сифонного сброса и первая и вторая пьезометрические трубки размещены в первом измерительном сосуде, третий и четвер- тьй патрубки сифонного сброса и третья и четвертая пьезометрические трубки - во втором измерительном сосуде, погиби патрубков сифонного сброса расположены на высоте.отметки верхнего уровня в измерительных сосудах, свободные концы первых и четвертых патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок размещены на высоте отметки промежуточного уровня, свободные концы вторых и третьих .патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок - на высоте отметки нижнего уровня н в измерительных сосудах, а на выходных концах второго и четвертого патрубков сифонного сброса установлены калиброванные дроссели, верхние концы первой

и второй пьезометрических трубок сооб- щены с входами первых каналов управления, соответственно второго и первого гидропереключателей, вторые каналы

управления которых сообщены своими входами с верхними концами соответственно третьей и четвертой пьезометрических трубок, первый и второй опрокидывающиеся желоба установлены над

соответственно первым и вторым измерительными сосудами на шарнирных опорах с возможностью возвратно-поворотного движения и выполнень так, что центры масс каждого желоба в заполненном

водой и осушенном состояниях расположены по разные стороны относительно шарнирной опоры, а рычажно-весовая система выполнена в виде верхнего, расположенного над измерительными сосудами, и нижнего, расположенного под измерительными сосудами, рычагов, размещенных в одной плоскости, установленных своими осями в щарнирных опорах с возможностью вочвратно-поворотного движения и соединенных между собой двумя гибкими тягами, прикрепленными к концам рычагов, воронки, жестко закрепленной на оси верхнего рычага с возможностью размещения ее

узкого нижнего конца при крайних положениях верхнего рьтага поочередно над первым и вторым опрокидываю цнмися желобами и гидравлически сообиающей- ся своим расширенным верхним концом с выходом дозатора, а также первого и второго поддонов, закрепленных на противолежащих концах нижнего рычага под выходами патрубков сифонного IQ сброса из соответственно первого и второго измерительных сосудов и снабженных сточными отверстиями.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для управления 15 электродиализной установкой.

Устройство содержит первъпЧ 1 и второй 2 струйные гидропереключатели, выполненные в виде бистабильных струйных усилителей, первый 3 и вто- .20 рой 4 измерительные сосуды,электропереключатель 5, гидравлический дозатор 6, первый 7 и второй 8, третий 9 и четвертый 10 патрубки сифонного сброса, первую 11 и вторую 12, 2Ь третью 13 и четвертую 14 пьезометрические трубки, первый 15 и второй 16 опрокидываюпщеся желоба 15 и 16, установленные на шарнирах 17.и 18 и опирающиеся в крайних положениях зо на упоры 19,20 и 21,22, и рычажно- весовую систему. Патрубки 7 и 8 сифонного сброса и пьезометрические трубки 11 и 12 размещены в первом измерительном сосуде 3, а патрубки 9 и 10 сифонного сброса и пьезометрические трубки 13 и 14 - во втором измерительном сосуде 4, Погиби патрубков сифонного сброса расположены на отметке 23 верхнего уровня в из- 40 мерительных сосудах, свободные концы патрубков 7 и 10 сифонного сброса и пьезометрических трубок 11 и 14 - на отметке 24 промежуточного уровня.

35

второй 35 поддоны, В днищах поддонов выпотжены сточные отверстия со ответственно 36 и 37, Поддон 34 р положен под выходными концами перв го 7 и второго 8 патрубков сифонно сброса, а поддон 35 - под выходным концами патрубков 9 и 10 сифонного сброса. На верхнем рычаге 28 и соо но с ним закреплена воронка 38,вер ний расширенный конец которой расп ложен под стоком дозатора 6, а ниж ний узкий конец при крайних полож ниях рычагов 28 располагается пооч редно над первым 15 или вторым 16 опроггидывающимися желобами, Соосно верхним рычагом 28 на нем закрепле электропереключатель 5, вьтолненнь в виде ртутного замыкателя с двумя парами 39 и 40, включенными цепи управления реверсированием ло лярности преобразователя тока. Вер ние концы пьезометрических трубок общаются с каналами управления стр ных гидропереключателей, например верхние концы пьезометрических тру бок 11 и 12 - с первыми каналами у равления соответственно первого 1 второго 2 струйных гидропереключат лей, к вторым каналам управления к торых подключены соответственно пь зометрические трубки 13 и 14,

Устройство включено в состав Электродиализной установки, содерж щей, например, взаимосвязанные апе родиализатор 41 с электродами 42 и 43, рабочими трактами, выполняющим поочередно функции трактов обессол вания и концеитр.ирования, выходные трубопроводы 44 и 45 которых гидра лически связаны с входными каналам струйных гидропереключателей 1 и 2 К цепи питания электродов 42 и 43 электродиалияатора 41 подключен пр

50

а свободные концы патрубков 8 и 9 си- образователь 46 тока, содержащий, фонного сброса и пьезометрических трубок 12 и 13 - на отметке 25 нижнего уровня в измерительных сосудах. На выходнь х концах патрубков 8 и 9 сифонного сброса установлены калиброванные дроссели 26 и 27,

Рычажно-весовая система представляет собой верхний 28 и нижний 29 равноплечие рычаги, установленные своими осями в шарнирных опорах 30 и 31, Концы обоих рычагов соединены между собой гибкими тягами соответственно 32 и 33, На нижнем рычаге .установлены симметрично первый 34 и

55

например, параллельно и встречно включенные тиристорные выпрямители 47 и 48, причем клеммь 39 и 40 эле ропереключателя 5 включены в цепи равления соответствующего тиристор го выпрямителя последовательно с е управляющим электродом.

Устройство работает следующ11М о р аз ом,

При работе электродиализной уст новкой исходная жидкость, например природная соленая вода, поступает электродиализатор 41.Обрабатываем жидкость проходит через камеры, вы

Ь о 0

5

второй 35 поддоны, В днищах поддонов выпотжены сточные отверстия соответственно 36 и 37, Поддон 34 расположен под выходными концами первого 7 и второго 8 патрубков сифонного сброса, а поддон 35 - под выходными концами патрубков 9 и 10 сифонного сброса. На верхнем рычаге 28 и соос- но с ним закреплена воронка 38,верхний расширенный конец которой расположен под стоком дозатора 6, а нижний узкий конец при крайних положениях рычагов 28 располагается поочередно над первым 15 или вторым 16 опроггидывающимися желобами, Соосно с верхним рычагом 28 на нем закреплен электропереключатель 5, вьтолненньй в виде ртутного замыкателя с двумя парами 39 и 40, включенными в цепи управления реверсированием ло- лярности преобразователя тока. Верхние концы пьезометрических трубок сообщаются с каналами управления струйных гидропереключателей, например верхние концы пьезометрических трубок 11 и 12 - с первыми каналами управления соответственно первого 1 и второго 2 струйных гидропереключателей, к вторым каналам управления которых подключены соответственно пьезометрические трубки 13 и 14,

Устройство включено в состав Электродиализной установки, содержащей, например, взаимосвязанные апект- родиализатор 41 с электродами 42 и 43, рабочими трактами, выполняющими поочередно функции трактов обессоли- вания и концеитр.ирования, выходные трубопроводы 44 и 45 которых гидравлически связаны с входными каналами струйных гидропереключателей 1 и 2, К цепи питания электродов 42 и 43 электродиалияатора 41 подключен пре

образователь 46 тока, содержащий,

например, параллельно и встречно включенные тиристорные выпрямители 47 и 48, причем клеммь 39 и 40 электропереключателя 5 включены в цепи управления соответствующего тиристорно- го выпрямителя последовательно с его управляющим электродом.

Устройство работает следующ11М об- р аз ом,

При работе электродиализной установкой исходная жидкость, например природная соленая вода, поступает в электродиализатор 41.Обрабатываемая жидкость проходит через камеры, выполняющие поочередно (после реверсирования полярности) функции камер обессоливания и концентрирования, выходит ия электродиализатора по трубопроводам 44 и 45, а жидкость, промы- . вающая электродные камеры и расположенные в них электроды 42 и 43, направляется на сброс.

Пусть измерительный сосуд 3 заполнен водой вьше промежуточного уровня 24, в измерительном сосуде 4 вода достигает отметки не ниже уровня 25, а рычажно-весовая система наклонена так, что нижний узкий конец воронки 38 располагается над опрокидывающимся желобом 15, а электропереключатель 5 замыкает клеммы 40 в цепи управления тиристорного выпрямителя 47. Напряжение управляющего сигнала на управляющем электроде тиристорного выпрямителя 47 изменяет угол зажигания тиристора, последний открывается и на электроды электродиализа- тора подается напряжение вьтрямленно- го тока, причем электрод 43 становит- ся анодом, а электрод 42 - катодом. Под действием электрического поля выпрямленного тока жидкость в каме- pax обессоливания опресняется и по трубопроводу 45.поступает во входной канал 49 струйного гидропереключате- ля 2, а из камер концентрирования концентрат по трубопроводу 44 поступает во входной канал 50 струйного гидропереключателя 1. В то же время нижние концы пьезометрических трубок 11 и 12 находятся ниже уровня воды, а пьезометрических трубок 13 и 14 г- вьппе уровня воды, В струйных гидропереключателях 1 и 2, таким образом, каналы 51 и 52 управления перекрыты, каналы 53- и 54 управления сообщаются с атмосферой, выходящие из входных каналов 50 и 49 потоки воды вследствие эффекта Коанда отклоняются и выходят через выходные каналы 55 и 56,

Обессоленная вода направляется к потребителю по , каналу 57, а концентрат на сброс по каналу 58. Часть концентрата отбирается дозатором 6 и из него сливается через воронку 38 в опрокидывающийся желоб 15, По мере заполнения последнего центр его массы смещается влево относительно шарнирной опоры 17, желоб опрокидывается на упор 19 и порция воды сливается в измерительный

сосуд 3, Центр массы опорожненного желоба 15 расположен правее шарнирной опоры 17, благодаря чему желоб возвращается в исходное положение - на опору 20 и вновь заполняется водой. При повыгаении уровня воды в измерительном сосуде 3 до верхней отметки 23 вода в свободных концах

патрубков 7 и fi сифонного сброса достигает погиби, сифоны срабатьта- ют и вода из измерительного сосуда 3 начинает вытекать через патрубки 7 и 8 сифонного сброса в поддон 34,

Последний заполняется, поворачивая нижний рычаг 29 на щарнирной опоре 31 , ц увлекает за собой, посредством тяги 32 верхний рычаг 8, Последний, а вместе с ним воронка 38 и электропереклю чатель 5 поворачиваются на шарнирной опоре 30, Нижний узкий конец воронки 38 располагается над опрокидывающимся, желобом 6, направляя в него воду из дозатора 6. При повороте электропереключателя 5 размыкаются клеммы 40 и замыкаются клеммы 39, последовательно включенные в цепь управления тиристорного выпрямителя 48. Вследствие этого, тиристорный выпрямитель 47 закрывается, а ти- ристорный выпрямитель 48 открывается, пропуская ток в цепи питания электродов 42 и 43 электродиализатора 41 в противоположном направлении. Электрод 42 становится анодом, а электрод 43 - катодом. Вода из измерительного сосуда 3 быстро вытекает через патрубки 7 и 8 сифонного сброса и в то же время вода из дозатора 6 через

воронку 38 поступает в опрокидьгааю-, щийся желоб 16,

При понижении уровня в измерительном сосуде 3 до промежуточной отметки 24 и опрокидывании желоба 16 в

измерительный сосуд 4 свободный конец пьезометрической трубки 11 сообщается с атмосферой, а свободный конец пьезометрической трубки 3, оказывается ниже уровня воды. Вследствие

этого срабатывает струйный гидропереключатель 2, направляя поток воды из входного канала 49 через выходной канал 58 в трубопровод сброса концентрата. В этот период функции рабочих камер изменяются благодаря изменению полярности электродов, и из рабочих камер ставщих камерами обессоливания, вымываются образовавшиеся ранее осадки, а из рабочих камер.

ставших камерами концентрирования, выходит вода с повьшающейся концент- рацией солей. Поэтому направление обоих потоков на сброс предотвраща- ет возможность поступления к потребителю некондиционной воды. Дальнейший слив воды из измерительного сосуда 3 происходит только через патрубок 8 сифонного сброса, на свободном конце которого установлен калиброванный дроссель 26. Время снижения уровня в измерительном сосуде от промежуточной отметки 24 до нижней отметки 25, регламентируемое калиброванным дросселем 26, достаточно для указанной промывки рабочих камер от продуктов осадкообразования. Одновременно с этим вода из поддона 34 вытекает че рез отверстие 36.

Снижение уровня в измерительном сосуде 3 до нижней отметки 25 и повышение уровня в измерительном сосуде 4 до промежуточной отметки 24 сопровождается тем, что свободный конец пьезометрической трубки 12 сообщается с атмосферой, а свободный конец пьезометрической трубки 14 погружается в воду,. При этом срабатывает струйный гидропереключатель 1, направляя поток воды из рабочих камер, выполняющих функции камер обессоливания, и трубопровода 44 к потребителю. Постепенно вода из дозатора 6 поступает через воронку 38 и периодически опро- кидывающийся желоб 16 в измерительный сосуд 4 и заполняет его до отметки 23 верхнего уровня. Вследствие этого срабатывают патрубки 9 и 10 сифонного сброса и вода начинает вытекать через них из измерительного сосуда 4 в поддон 35, нижний рычаг 29 под тяжестью заполненного водой поддона 35 поворачивается на шарнирной опоре 31 и посредством гибкой тяги 33 поворачивает верхний рычаг 28 с укрепленными на нем воронкой 38 и электропереключателем 5, В дальнейшем устройство управляет работой электродиапизной установки аналогич- но указанному, осуществляя периодическое реверсирование полярности : электродиализатора и переключение его рабочих трактов.

Формула изобре.тения

1. Устройство для управления электродиапизной установкой, состоящей из взаимосвязанных электродиализатора с электродами и размещенными между ними разделенными ионоселектив- ными мембранйми чередующимися камерами обессоливания и концентрирования, преобразователя тока, связанного своими выходами с электродами электродиализатора, и трубопроводов дилюа- та и концентрата, содержащее первый и второй струйные гидропереключатели, кажда.1й из которых содержит входной канал, подключенный к выходу трубо- .проводов соответственно дилюата и концентрата, п-ервые и вторые каналы управления и выходные каналы, электропереключатель, установленньц в цепях управления полярностью преобразователя тока, гидравлический дозатор,пер- вьй измерительный сосуд, первый патрубок сифонного сброса и первую пьезометрическую трубку, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьппе- ния надежности работы установки,устройство дополнительно снабжено вторым измерительным сосудом, вторым, третьим и четвертым патрубками сифонного сброса, второй, третьей и четвертой пьезометрическими трубками, первыми и вторыми опрокидывающимися желобами и поддонами, калиброванными дросселями, воронкой и рычажно- весовой системой, при этом первые и вторые патрубки сифонного сброса и пьезометрические трубки размещены Б первом измерительном сосуде, третьи и четвертые патрубки сифонного сброса и пьезометрические трубки - во втором измерительном сосуде, по- гиби патрубков сифонного сброса расположены на высоте отметки верхнего уровня в измерительных сосудах, свободные концы первых и четвертых патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок размещены на высоте отметки промежуточного уровня,свободные концы вторых и третьих патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок - на высоте отметки нижнего уровня в измерительных сосудах, а, на выходных концах второго и третьего патрубков сифонного сброса установлены калиброванные дроссели, верхние концы первой и второй пьезометрических трубок сообщены с входами первых каналов управления соответственно второго и первого гидропереключателей, вторые каналы управления которых сообщены своими входами с

ферхними концами соответственно ретьей и четвертой пьезометрических рубок, первый и второй опрокидываю- 1иеся желоба установлены над соответственно первым и вторым измери- -ельными сосудами на шарнирных опорах с возможностью возвратнотпово- отного движения и вьшолнены таким фбразом, что центры масс каждого же- jjio6a в заполненном водой и осушен- юм состояниях расположены по разные ;тороны относительно шарнирной опоры, 1 рычажно-весовая система выполнена :з виде верхнего, расположенного над 15

10

измерительными сосудами, и нижнего, 5асположенного под измерительными сосудами, рычагов, размещенных в од- юй плоскости, установленных своими эсями в шарнирных опорах с возмож- юстью возвратно-поворотного движе- аия и соединенных между собой двумя гибкими тягами, прикрепленными к кон- дам рычагов, воронки, жестко закреп1А52542- °

ленной на оси верхнего рычага с возможностью размещения ее узкого нижнего конца при крайних положениях верхнего рычага поочередно над первым и вторым опрокидывающимися желобами и гидравлически сообщающейся своим расщиренным верхним концом с выходом дозатора, а также первого и второго поддонов, закрепленных на противолежащих концах нижнего рычага под выходами патрубков сифонного сброса из соответственно первого и второго измерительных сосудов и снабженных сточными отверстиями.

2. Устройство по п;, о т л и- чаю.щёеся тем, электропереключатель выполнен в виде ртутного замыкателя, жестко закрепленного на верхнем рычаге и снабженного двумя парами клемм, расположенных с возможностью их поочередного замыкания при крайних положениях верхнего рычага.

20

Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей электролитов методом электродиализа с использованием ионоселективных мембран. Цель изобретения - повысить надежность срабатывания устройства для управления электродиализной, установкой (ЭДУ) в режиме реверсироваНемднап жиЛквся

Редактор И.Горная

Составитель Г.Кротков Техред М.Дидык

Заказ 7111/3

Тираж 600

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,

Корректор С.Черни

Подписное