Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из канализационных отстойников Советский патент 1980 года по МПК E03F7/00 G05D9/12 C02F11/00 C02F103/00 

Изойретение относится к области механической очистки сточных вод и может быть использовано для автоматического регулирования выпуск осадка из канализационных отстойников. Известно устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из первичных канализациоиных отстойников, содержащее программной регу- лятор и соединенные с ним электроприводы механизма вращения фермы, исполнительного механизма на линии выпуска осадка и насоса откачки осадка 1. Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, так как онО не может реагировать на изменение нагрузки по взвешенным веществам, выгрузка осадка не зависит от его накопления и производится по жестко за данной временной программе: после истечения заданного времени паузы програ 1.жый регулятор включает злектроприво механизма вращения фер «;после двух об ротов (ермы открывается исполиительный механизм на линии выпуска Осадка и включается насос откачки осадка; насос откачки осадка pai6oTaeT заданное время, затем отключается одновр менно закрывается исполнительный механизм на линни выпуска осадка и отключается электропривод механизма вращения фермы; начинается отсчет времени паузы следующего цикла. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из канализационных отстойников, включающее датчик уровня осадка, соединенный через измерительный блок и вход следящего регулятора с миогооборотным исполнительным механизмом перемещения датчика уровня осадка, насос откачки осадка, исполнительный механизм на линии выпуска осадка и электропривод механизма врав1ения фермы отстойника 2. Недостатке известного устройства :является то, что оно не обеспечивает надежную ,работу системы управления при автоматизации первичных канализационных отстойников. Цель изобретения является расширеиие функциональных возМокностей устройства за счет повышения надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулируемым эадатчиком, программным регулятором я датчиком положения многооборотного исполнительного механизма, срединенн с входами следящего регулятора, прог раммного регулятора и регулируемого эадатчика, выход которого связан с программным регулятором, при этом выходы программного регулятора соеди 1)ены с насосом откачки осадка, испол нительным механизмом на линии выпуск осадка, электроприводом механизма вр щения фермы отстойника и следящим ре гулятбром. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для автоматичёс .кого-регулирования выпуска осадка из канализационнного отстойника на фиг. 2 - принципиальная схема устрой ства для автоматического регулирования выпуска осадка из группы канализационных отстойников. Устройство для автоматического ре гулирования выпуска осадка из канализационного отстойника (см.фиг.1) содержит радиальный отстойник 1, с вращаюияейся фермой 2 которого связан окребки илоскреба 3, сгребающего оса док в центральный приемник 4. К центральному приемнику 4 подведена лини выпуска осадка 5 с исполнительным ме ханизмом 6 и насосом 7 откачки осадка, между которыми имеется приемная камера 8. На вращающейся ферме 2 установлен электропривод 9 механизма вращения фермы отстойника и многооборотный исполнительный механизм 10 на выходном валу которого закреплены шкив 11 и датчик положения 12. На шкиве 11 закреплен трос 13, на втором конце которого подвешен фотодатчик 14 уровня осадка , подключенный на вход измерительного блока 15. Выход измерительного блока 15 соединен с первым входом следящего регуля тора 16, второй вход которого соединен с выходом программного регулятора 17, третий вход - с первым выходом датчика положения 12 многооборот ного исполнительного механизма 10, а выходы - с входами программного ре гулятора 17 и многооборотного исполнительного механизма 10. Выходы программного регулятора 17 соединены с элек: роприводами исполнительного механизма б, насоса 7 откачки осадка и электроприводом 9 механизма вращения фермы,а также с регистратором уровня осадка 18. Второй выход датчика поло жения 12 подключен к входу программного регулятора 17 непосредственно третий выход - через регулируемый задатчик времени 19. Устройство для автоматического ре гулирования выпуска осадка из группа первичных канализационных отстойников (см.фиг.2) содержит блок синхронизации 20, через который замкнут связи программных регуляторов 17 (каждого радиального отстойника из входящих в группу) с общим насосом 7 от.качки осадка и индивидуальными исполнительными .анизмами 6 на линиях выпуска осадка 5, а также с общим регистратором 18 уровня осадка.Остальные обозначения на фиг. 2 аналогичны обозначениям фиг. 1. Устройство (см.фиг.1) работает следующим образом. При осветлении сточных вод в первичных канализационных отстойниках на Ьно последних оседают взвешенные вецества, образующие сырой осадок. Глубина слоя осадка на дне отстойника неодинакова . При малой гидравлической нагрузки большая часть взвешенных веществ оседает вблизи центрального приемника 4. С увеличением гидравлической нагрузки зона основного выпадения взвешенных веществ перемещается к борту отстойника. При периодическом или непрерывном вращении фермы 2 сырой остаток сгребается скребками илоскреба 3 к центральному приемнику 4 и удаляется из него по линии выпуска, осадка 5 с помощью исполнительного механизма 6 и насоса 7. В зависимости от технологического режима дальнейшей переработки сырого осадка, принятого на конкр1зтной очистйой станции, могут требоваться следующие режимы работы устройства: периодическое удаление осадка и периодическое вращение фермы отстойника;периодическое удаление осадка и непрерывное вращение фермы отстойника, непрерывное удаление осадка и непрерывное вращение фермы отстойника. Периодическое удаление осадка может осуществляться как по сигналу внешних устройств (например, системы управления загрузкой метантенков), так и независимо от них - по уровню осадка в отстойнике. Далее описана , работа устройства при периодическом удалении осадка по уровню его в отстойнике и при периодическом врещении фермы. В этом режиме работы устройство осуществляет повторяющиеся циклы измерения уровня осадка и выгрузку его при достижении заданного максимального уроэня. В начале ка хдого цикла Ърограммный регулятор 17 включает электропривод 9 механизма вращения фермы отстойника. Через 2-3 мин после того, как скребки илоскреба 3 обрабатывают всю поверхность днища радиального отстойника 1, программный регулятор 17 дает сигнал на второй вход следящего регулятора 16. При одноконсольном илоскребке время обработки зсей поверхности днища равно времени одного оборота фермы,при двухконсольном - времени полуоборота фермы и т.д. Следящий регулятор 16 включает измерительный блок 15 и фотодлтчик 14

уровня осадка. Затем .он растормаживает двигатель многооборотного исполнительного механизма 10 и в.ключает ег на опускание фотодатчика 14 уровня осадка. При опускании фотодатчика 14 уровня осадка на глубину 1,5 - 2 м на третий вход следящегорегулятора 16 подается сигнал с первого выхода датчика положения 12.

Если при этом на выходе Измерительного блока 15 включен сигнал грязно, измерение прекра11ается, двигатель многооборотного исполнительно :) механизма 10 реверсируется на подъем вверх фотодатчика 14 уровня осадка, а на диспетчерский пункт посылается сигнал неисправность лат,чика уровня. Электродвигатель многооборотиог исполнительного механизма 10 затормажвается при подъеме фотодатчика уровня осадка 14 в верхнем слое осветленной воды (по сигналу датчика полокения 12). Измерительный блок 15 и фотодатчик 14 уровня осадка при этом выключается.

Бели же на выходе измерительного блока 15 будет включен сигнал чисто, фотодатчик 14 уровня осадка продолжает опускаться вниз. Как только фотодатчик 14 уровня осгщка войдет в верхний слой сырого осадка, на выходе измерительяого блока 15 появится сигнал грязно, который через следящий регулЯТ9Р 16 затормаживает злектр двигатель многооборотного исполнительного механизма 10. Вращение фермы 2 отстойника и его илоскребов 3 продолжается.

Если в т-ечение мин на выходе измерительного блЬка 15 появится сигнал чисто фотодатчик 14 уровня осадка вновь опускается вниз до слоя сырого осадка и вновь затррмаживается на 2-3 мин и т.д. Как только фотодатчик уровня осадка 14 войдет в стационарный слой сырого осадка (то есть сигнал на выходе измерительного блока 15 не будет, изменяться в течение 2-3 мин), следяндай регулятор 16 сигнализирует об этом программному регулятору 17 и реверсирует электродвигатель миогро боротного исполнительного механизма 10, который поднимает фотодатчик 14 уровня осадка в верхний слой осветленной воды. Цикл измерения уровня сырого осадка за1сончен.

Дальнеглиий режим работы устройства зависит от величины измеренного уровня сырого осадка. Ecnif уровень осадка максимально-заданного, программный регулятор 17 останавливает электропривод 9 механизма вращения фермы отстойника и включает реле времени паузы между соседними циклами измерения уровня сырого осгшка. Одной из особенностей устройства является то, что длительность паузы между циклами измерения уровня сырого

осадка обратно пропорциональна его уровню при предыдущем измерении. Таким образом, чем выше уровень сырого осадка в отстойнике, тем ча1це он измеряется.

С этой целью программный регулято 17 снабжен регулируемым задатчиком времени 19, вход которого соединен с третьим выходом датчика положения 12. Установка регулируемого эадатчика времени 19 изменяется при достижении фотодатчиком 14 уровня осадка стационарного слоя сырого осадка.

После окончания паузы начинается новый цикл измерения уров.ня сырого осадка (с включением электропривода 9 механизма вращения фермы отстойника) . Циклы измерения уровня осадка (и паузы между ними) повторяются до тех пор, Пока уровень осадка в отстойнике не превысит максимгшьно Зс1данный. В этом случае программный регулятор 17 открывает исполнительный механизм 6 и включает электродвигатель насоса 7 откачки осадка. Во время удаления сырого осадка ферма 2 отстойника вращается, одно временно контролируется наличие осадка в приемной камере 8.

В зависимости от свойств сырого осадка конкретной очистноп станции устройство регулирует длительность работы насоса 7 либо по временной прогрг1Мме, либо по уровню осадка. В первом режнме уставка реле времени работы насоса 7 корректируется с помов ью регулируемого эадатчика времени 19 в зависимости от уровня осадка перед началом его выпуска. При работ во втором режиме устройство периодичски измеряет уровень осадка в ,процес се его удаления. При достижении минимально допустимого уровня осадка электродвигатель насоса 7 отключаетс а исполнительный механизм 6 закрывается.

: Работа измерителя уровня осадка при удалении осадка в основном аналогична его работе при накоплении осадка. Отличия состоят в следующем:

ферма отстойника вращается непрерыно, задержка времени на выравнивание слоя в осадка и сгребание его в центральный приемник не дается;

пци появлении неисправности фотйдатчика уровня во время удаления сырго осадка программный регулятор автоматически переключается на временной режим управления;

вьшержка времени при определении стационарности измеренного уровня ocajjKa уменьшена до 30-60 с;

зависимость между уровнем осадка и паузой между соседними циклами измерения уровня прямо пропорциональна

В обоих ;режимак выгрузки сырого осадка возможна повторно-периодическая работа насоса 7 с заданными вреMeHKUNtH интервалами между циклами (для ликглдации воронки рырого осад1(а в месте подсоединения отводящего трубопровода путем сгребйния и дополнительного уплотнения СЕФОГО осадка) После окончания йыгрузки осадка все элементы устройства возвращаются в исходное состояние/ начинается новый цикл.

Величина уровня осадка фиксируется с помощью регистратора 18/вход которого соединен со вторым выходом датчика положения 12 через программный регулятор 17. Подобная свя.эь позволяет регистрировать уровень сырого, осадка либо в. виде чередующихся пиков, повторяющих реальные перемещения фотодатчика 14 уровня осадка, либо в виде ступенчатой кривой,, высота ступеньки которой ооответртвуют уровню осадка при предыдущем J эмepeнии. При втором режиме записи и временной программе работы насоса 7 стрелка регистратора 18 уровня осадка фиксируется программным регулятором 17 в левом конце шкалы на все время выгрузки осадка. Затем стрелка перемещается вправо на 5-10% длины шкалы на вое время выгрузки осадка. Затем стре.лка перемещается йправо на 5-10% длины шкалы и остается в этом положении до первого измерения уровня осадка в новом цикле.

Вследствие того, что. фотодатчик уровня осадка почти все время находится в относительно чистой осветленной воде (90-95% от времени работы), а также вследствие его самоочищения при движении фермы, обеспечивается длительная работа устройства без проведения регламентных работ. В особо тяжелых случаях, когда адгезионные свойства осадка высоки, устройство дополняется баком, подвешенным к вращающейся ферме 2 под шкивом 11 и погруженными на 3/4 в осветленную воду .В бак залит слабый раствор кислоты или поверхностно-активного вещества. При подъемв; Лотодатчика уровня осадка 14 в верхнее положение он выходит из осветленной воды и по направляющим попадает в бак, где очищается. Перед началом измерения уровня осадка фотодатчик уровня осадка 14 поднимается и выводится из бака а затем опускаетс:я в отстойник. Остальные операции аналогичны описанным выше.

Если по требованиям технологии .устройство должно работать при непрерывном вращении фермьч и периодическим удалении осадка, то из описанног о выше цикла измерения уровня осадка исключаются операции включения и отключения электропривода 9 механизма вращения фермы, выдержка времени на обработку илоскребами всей поверхности днища отстойника и изменяется настройка регулируемого задатчика

времени 19. Устройство работает ана-, логично при. регулировании вертикальных и горизонтальных отстойников.

При непрерывном вращении фермы . и непрерывном удалении осадка в программу работы устройства также вносятся описанные выше изменения. Кроме того, полностью изменяется программа удаления осадка. В этом режиме насос 7 откачки осадка работает непрерывно и имеет лишь блокировку по уровню осадка в приемной камере 8. Исполнительный механизм б на линии выпуска осадка постоянно приоткрЬП и в процессе регулирования при каждом измерении уровня осадка либо приоткрывается, либо призакрывается. Программный регулятор 17 изменяет длительность управляющего импульса, посылаемого на исполнительный механизм б, в зависимости от приращения уровня, осадка между соседними цикле ми измерения. При этом используется запомина|ощее устройство, обеспечивающее запис уровня осадка в виде ступенчатой кривой.

При работе устройства с периоди-ческим удалением осадка по команде внешних систем регулирования режим выпуска осадка начинается независимо от его уровня после получения соответствующего сигнала. Если сигнал поступает во время между измерениями уровня, а удаление осадка осуществляется по временной програмj e, то перед началом цикла выпуска осадка измеряется его уровень. При . окончании выпуска осадка по его нижнему уровню дополнительного измерения (перед началом цикла выпуска осадка) не проводится. Во всех режимах длительность выпуску осадка зависит от его количества пёред выпуском.

Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из группы первичных канализационных отстойников (см. фиг. 2) содержит индивидуальные устройства регулирования для каждого отстойника, работающие аналогично описанному. При периодическом . удалении осадка в программные регуляторы 17 индивидуальных устройств добавляются цепи, запрещающие откачку осадка ,более чем из одного отстойника Ьри одном рабочем насосе 7 откачки осадка или более чем из двух отстойников при двух рабочих насосах откачки осадка. Координация выпуска осадка из группы отстойников осуществляется посредством блока синхронизации 10.

Применение устройства позволит повысить надежность его функционирования и использовать устройство в особо слоных условиях (например, при автоматизации первичных канализационных отстойников) .

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из канализациснных отстойников, включающее датчик урэвня осадка, соединенный измерительный блок иследящип регулятор с многооборотным исполнительным механизмом переметения датчика уровня осадка, насос откачки осадка, исполнительный механизм на линии выпуска осадка и электропривод механизма вращения формы отстойника ,отличающееся тем, что,.с целью расширения функциональных возмэжносгей устройства за счет повышения надежности его работы, устройство снабжено регулируемым задатчиком, программным регулятором и датчиком положения мнЬгообо4)Отного исполнительного механизма, соединенны со следящим регулятором, программным

регулятором и регулируемь 1 задатчиком связанным с программным регулятором, при этом программный регулятор соединен с яасосом откачки осадка, исполнительным механизмом на линии выпуска бсадка, электроприводом механизма ращения фермы отстойника и следящим регулятором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Типовой проект. Радиальные первичные отстойники диаметром 20 м для очистных канализационных станций, М., ГПИ Типрокоммунводоканал, 1963

с. 11.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке W 2162035/29-26,

кл. С 02 С 1/06, 11.08.75.