Система нейтрализации воды Советский патент 1991 года по МПК G05D21/02 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования величины рН в воде, подаваемой насосными станциями для орошения сельскохозяйственных культур, и может быть использовано на гидроме- лиоративных системах, использующих машинный подъем воды на орошение.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности системы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы: на фиг. 2 - схема блока управления электромагнитными клапанами.

Вода, содержащая щелочь, из водоисточника 1 подается на орошение насосной станцией 2 по коллектору 3 в открытый оросительный канал 4. Насосная станция содержит от одного до четырех-шести однотипных насосных агрегатов 5.

Система содержит также контакторы насосных агрегатов, замыкающие контакты 6-9 которых связаны с блоком 10 управления электромагнитными клапанами, катушки 11-13 электромагнитных клапанов 14- 16, реле 17 с замыкающими контактами 17i и 172 и размыкающим контактом 17з, задат- чик рН 18. регулятор 19. датчик рН 20, исполнительный механизм 21, регулирующий клапан 22, источник 23 питания, магнитные пускатели 24 и 25, размыкающий 24i и замыкающие 242-244 контакты магнитного пускателя 24, размыкающий 25i и замыкающие 252-254 контакты магнитного пускателя 25, источник 26 трехфазного переменного тока, концевые выключатели 27 и 28.

Блок 10 управления электромагнитными клапанами содержит элемент ИЛИ-НЕ 29. элемент ИЛИ 30. элемент И 31, элемент ИЛИ-НЕ 32. элемент ИЛИ 33, элемент НЕ 34, элемент И 35, группу элементов 361-364, группу элементов И 37i-37e, резервуар 38 и емкость 39.

О

о

00 Ч)

о о

Система работает следующим образом.

При включении любого из насосных агрегатов замыкается один из контактов 6-9. При этом на одну из входных шин блока 10 подается сигнал, срабатывает элемент 29 и подается питание на катушку 11 электромагнитного клапана 16 и катушку реле 17. Реле одним своим замыкающим контактом подает питание на датчик рН 20, другим контактом 17i подключает источник 23 питания к регулятору, третьим контактом 17з подключает цепи управления исполнительным механизмом 21 к работе.

На выходе датчика рН формируется сигнал, поступающий в регулятор, который выбран с пропорционально-интегральным законом регулирования. Сигналы отдатчика 20 и задатчика рН 18 поступают на сумматор (не показан) регулятора, где они сравниваются. В случае отклонения величины рН воды в канале от заданного значения сигнал разбаланса поступает на второй сумматор (не показан) и далее на трехпозиционный триггер (не показан) с зоной нечувствительности. При наличии сигнала разбаланса на входе второго сумматора, превышающего зону нечувствительности триггера, на его выходе формируется последовательность импульсов, полярность и скважность которых зависит от полярности и величины разбаланса сигнала, поступающего на второй сумматор. Эти импульсы подаются на усилитель мощности (не показан), который с помощью электронных ключей (не показаны) управляет катушками магнитных пускателей 24 и 25 и исполнительным механизмом В результате интегрирования выходных импульсов исполнительным механизмом с электроприводом постоянной скорости вращения формируется пропорционально-интегральный закон регулирования.

Поддержание задании и значения рН воды в оросительном канале достигается тем, что при включении любого из четырех насосных агрегатов для нейтрализации щелочи, содержащейся в воде, из резервуара 38 через емкость 39 и электромагнитный клапан 16 в воду подается кислота, например серная. Емкость 39 имеет поплавковый регулятор-дозатор (не показан), с помощью которого в ней поддерживается постоянный уровень кислоты.

Проходное сечение электромагнитного клапана 16 выбирается таким, что расхода кислоты через него достаточно для нейтра лизации щелочи, содержащейся в воде, подаваемой одним насосным агрегатом при минимальном значении рН воды в водоисточнике.

При включении одного насосного агрегата электромагнитный клапан скачком изменяет расход кислоты, а регулятор при этом осуществляет тонкую регулировку расхода кислоты с помощью регулирующего клапана 22. Достигается это следующим образом. Если значение рН воды выше заданного значения, формируется сигнал такой полярности, при котором срабатывает один

0 из ключей регулятора и питание подается на катушку магнитного пускателя 24, который размыкает свой контакт 24i в цепи управления питания катушки магнитного пускателя 25 и замыкает контакты 242-24$ в цепях

5 управления исполнительным механизмом, Исполнительный механизм открывает регулирующий клапан, плавно увеличивая расход серной кислоты до тех пор, пока рН воды в канале не станет равно заданному

0 значению. При этом сигнал с выхода триггера регулятора 19 равен нулю и электронный ключ регулятора 19, размыкаясь, обесточивает катушку магнитного пускателя 24, открытие регулирующего клапана

5 прекращается.

Наоборот, если значение рН воды ниже заданного значения, формируется сигнал такой полярности, что срабатывает другой электронный ключ, входящий в состав регу0 лятора, и на катушку магнитного пускателя 25 подается питание, при этом размыкается его контакт 25т в цепи магнитного пускателя 24 и замыкаются контакты 252-254 в цепях управления исполнительного механизма.

5Исполнительный механизм с помощью

привода прикрывает регулирующий клапан до тех пор, пока рН воды в канале не станет равно заданному значению.

При включении в работу двух любых на0 сосных агрегатов на ofa входа одного из шести элементов И 37i-37e блока 10 подается сигнал. При этом срабатывают элементы ИЛИ 30, И 31, ИЛИ-НЕ 32 и на катушку 12 электромагнитного клапана 15 подается

5 питание. Клапан, открывшись, скачком увеличивает расход кислоты. Проходное сечение клапана выбирается таким, что расхода кислоты через него достаточно для нейтрализации щелочи, содержащейся в воде, по0 даваемой включившимся насосным агрегатом при минимальном значении рН в водоисточнике.

Регулятор при этом осуществляет тонкую регулировку расхода кислоты так. чтобы

5 рН воды в оросительном канале оставалось на заданном уровне.

При включении трех насосных агрегатов на все три входа одного из четырех элементов И 361-364 блока 10 подаются сигналы, при этом срабатывают логические

элементы ИЛИ 33 и НЕ 34. На катушку 13 электромагнитного клапана 14 при этом подается питание, а катушка 12 электромагнитного клапана 15 обесточена, так как на одном из входов элемента 31 отсутствует сигнал. Проходное сечение клапана 14 выбирается таким, что расхода кислоты через него достаточно для нейтрализации щелочи, содержащейся в воде, подаваемой двумя насосными агрегатами при минимальном значении рН воды в водоисточнике, Регулятор при этом осуществляет тонкую регулировку расхода кислоты так, чтобы рН воды в канале оставалось на заданном уровне.

При включении четырех насосных агрегатов на всех четырех входах логического элемента И 25 присутствуют сигналы, при этом подается питание на катушку 12 электромагнитного клапана 15. который при этом открывается, катушка 13 остается под напряжением, а электромагнитный клапан 14 открыт. Регулятор, как и прежде, осуществляет тонкую регулировку подачи кислоты так, чтобы рН воды в оросительном канале оставалось на заданном уровне.

Для ограничения степени открытия, закрытия исполнительного механизма в цепи его управления включены концевые выключатели 27 и 28.

Отключение электромагнитных клапанов при отключении насосных агрегатов блока 10 осуществляется в обратном порядке. При отключении всех насосных агрегатов ни на одну из входных шин блока 10 не подается сигнал, поэтому снимается питание со всех катушек электромагнитных клапанов 11-13 и катушки реле 17. Реле 17. обесточиваясь своим размыкающим контактом 17з, включенным в цепи управления исполнительным механизмом, устанавливает его в закрытое положение, а другими контактами 172 и 17i снимает питание с датчика рН 20 и регулятора Система приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

1. Система нейтрализации воды, содержащая насосную станцию, установленную на коллекторе соединяющем водоисточник с оросительным каналом, датчик рН, установленный в оросительном канале и подключенный к первому входу регулятора, второй вход которого соединен с выходом задатчика рН, регулирующий клапан, установленный на первой линии подачи кислоты в оросительный канал и связанный входом с выходом исполнительного механизма, отличающаяся тем. что, с целью повышения точности и быстродействия системы, она содержит электромагнитные клапаны, уста- новленные на параллельных первой линии подачи кислоты второй, третьей и четвертой линиях подачи кислоты, магнитные пускатели, а также блок управления электромагнитными клапанами, входы которого соответственно через замыкающие контакты контакторов насосных агрегатов станции подключены к одной шине источника питания, а выходы соответственно через катуш0 ки электромагнитных клапанов и реле - к другой шине источника питания, первый выход регулятора через последовательно соединенные размыкающий контакт первого магнитного пускателя и катушку второго

5 магнитного пускателя соединен с первым полюсом источника питания, второй выход регулятора подключен к второму полюсу источника питания непосредственно, через размыкающий контакт реле - к третьему

0 выходу регулятора, а через последовательно соединенные размыкающий контакт реле, размыкающий контакт второго магнитного пускателя и катушку первого магнитного пускателя - к первому полюсу

5 источника питания, причем исполнительный механизм подключен к источнику трехфазного переменного тока через замыкающие контакты первого и второго магнитных пускателей с возможностью осу0 ществления реверса.

2, Система по п.1,отличающаяся тем, что блок управления электромагнитными клапанами в ней содержит первый элемент ИЛИ-НЕ, последовательно

5 соединенные первый элемент ИЛИ, первый элемент И и второй элемент ИЛИ-НЕ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и элемент НЕ. второй элемент И, первую группу элементов И, подключенных вы0 ходами к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, и вторую группу элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, входы первого элемента И второй группы

5 соединены с первым и вторым входами блока соответственно, входы второго элемента И второй группы соединены с первым и третьим входами блока соответственно, входы третьего элемента И второй группы

0 связаны с первым и четвертым входами блока соответственно, входы четвертого элемента И второй группы подключены к второму и третьему входам блока соответственно, входы пятого элемента И второй

5 группы подключены к второму и четвертому входам блока соответственно, а входы шестого элемента И второй группы соединены с третьим и четвертым входами блока, входы первого элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно к входам блока и к входам

второго элемента И, а выход - к первому и второму выходам блока, второй вход перво- го элемента И соединен с выходом элемента НЕ и с третьим выходом блока, второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу второго элемента И, а выход - к четвертому выходу блока, входы первого элемента И первой группы подключены к первому, второму и третьему входам блока соответственно, входы второго элемента И первой группы подключены к первому, второму и четвертому входам блока соответственно, входы третьего элемента И первой группы соединены с первым, третьим и четвертым входами блока соответственно, а входы четвертого элемента И первой группы связаны с вторым, третьим и четвертым входами блока соответственно.

Изобретение относится к системам автоматического регулирования величины PH в воде, подаваемой насосными станциями для орошения с/х культур, и может быть использовано на гидромелиоративных системах, использующих машинный подъем воды на орошение. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности. Цель достигается тем, что на линии подачи кислоты в воду для ее нейтрализации параллельно регулирующему клапану основного контура регулирования PH включены электромагнитные клапаны с различным проходным сечением и катушка реле, сигналы на включение которых подаются от замыкающих контактов контакторов включаемых в работу насосных агрегатов через блок управления электромагнитными клапанами, который осуществляет подключение клапанов с требуемым проходным сечением, а регулятор выбран с пропорционально-интегральным законом регулирования. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

-4Se55fl

S Ы4. I

-(/ 26

23t

«Г &

& « k

Lh ц-пв

гЭгй

в