Устройство для автоматического регулирования кислородного режима сточных и природных вод Советский патент 1981 года по МПК C02F3/00 G05D27/00 

1

Изобретение относится к области очистки сточных и природных вод, в частности к устройствам для автоматического регулирования кислородного режима этих вод.

Известно устройство для автоматического регулирования кислородного режима сточных и природных вод,, состоящее из электрохимического датчика и измерительного и регулирующего блоков 1.

Однако конструктивные и схемные решения этого устройства не удовлетворяют в полной мере требованиям технологии очистки сточных и природных вод по надежности и диапазону функционального использования в производственных условиях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического регулирования кислородного режима сточных и природных вод, содержащее связанный с измерительным преобразователем и вторичным регулирующим прибором электромеханический датчик, состоящий из блока электродов и электролитной камеры 12.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность в работе, составляющая по наработке на отказ не более 1000 ч, а также невозможность использования устройства для автоматичехзкого регулирования кислородного режима вод с переменным гидродинамическим режимом по скорости потребления кислорода (СПК), био10химической потребности в кислороде (БПК) и общему количеству потребленного кислорода (КПК) применительно к лабораторным и производственным условиям.

15

Цель изобретения - повышение надежности в работе и расширение функциональных возможностей использования устройства.

20 Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок гидродинамической стабилизасши с регулятором скорости и блоки вертикального перемещения и подачи

25 анализируемой воды, а измерительный преобразовате 1Ь выполнен в виде взаимосвязанных блоков входного усиления и согласования, соединенных с электрохимическим датчиком, блока

30 аналогового преобразования, блоков управления, цифровой индикации и питания„ При этом электрохимический датчик снабжен регулируемым фиксатором положений блока электродов и электролитной камеры и компенсатором давления. На фиг. 1 представлена блок-схема пред;;лагаемого устройства; на фиг..2 конструкция электрохимического датч ка. Устройство содержит связанный с измерительным преобразователем 1 и вторичным регулирующим прибором 2 электрохимический датчик 3, который соединен с блоком 4 гидродинамической стабилизации, снабженным регулятором 5 скорости, с блоками 6 и 7 вертикального перемещения и подачи анализируемой воды, соответственно. Измерительный преобразователь 1 выполнен в виде взаимосвязанных блоков 8 и 9 входного усиления и согласования, соответственно,соединенных с датчиком 3, блока 10 аналогового преобразования, блоков 11, 12 и 13 управления, цифровой индикации и питания, соответственно. Электрохимический датчик 3 состои из блока 14 электродов и электролитной камеры 15 и снабжен регулируемым фиксатором 16 положений блока 14 и камеры 15, а также компенсатором 17 давления Блок 14 электродов состоит из сте лянной трубки 18 с герметично впаянной в нее платиновой проволокой (катодом) 19 торцевые части которых зашлифованы абразивным порошком,Трубка 18 вмонтирована в корпус 20, по наружной поверхности которого навит проволочный серебряный анод 21 и терморезисторы 22, закрытые втулкой 23. Kopnyt 20 с токоотводами 24 и 25 соответственно электродов 19 и 21 и терморезисторов 22 соединен с кабелЬ ным вводом 26 и через кольцо 27 с электролитной камерой 15. Пробка 28 и кольца 29 и 30 служат соответствен но для фиксации токоотвода 24 катода 19, трубки 18 и втулки 23. Внутренняя полость ввода 26 заливается герметиком 31, В торцевой части камеры 15 с помощью колец 32 и 33 закреплена полимерная газопроницаемая мембрана 34, а во внутреннюю полость камеры 15 заливается электролит 35. Фиксатор 16, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра с фигурной прорезью 36 в его верхней части и кольцевым,плоским уступом 37 в нижней части, соединяет блок 14 электродов и электролитную камеру 15 и регулирует их положение относитель но друг друга путем перемещения штиф та 38 в прорези 36 с опорой торцевой части камеры 15 на уступ 37. Штифт 39 служит для соединения с конусной пробкой 40 при установке датчика 3 в емкость со стандартным шлифом. Устройство работает следующим образом. Анализируемая сточная или природная вода подается блоком 7 к датчику 3, устанавливаемому в емкости со стандартным шлифом с помощью блока 6. Гидродинамический режим анализируемой воды стабилизируется блоком 4, управляемым регулятором 5, а перепад давления вне и внутри датчика 3, вызванный погружением последнего в воду, устраняется компенсатором 17. Молекулярный кислород избирательно диффундирует на фоне остальных газовых компонентов из анализируемой воды через полимерную мембрану 34 датчика 3 к катоду 19, на котором происходит его электровосстановление, В результате на выходе датчика 3 возникает ток электровосстановления, пропорциональный содержанию кислорода в анализируемой воде. Выходной сигнал датчика 3 поступает к блоку 8, в котором происходит его преобразование в пропорциональное напряжение постоянного тока. Далее в блоке 9 производятся выбор, рода и диапазона измерения, введение поправок на растворимость кислорода по отношению к дистиллированной воде и формирование стандартног выходного сигнала для прибора 2, а также коррекции выходного сигнала датчика 3 по температуре анализируемой воды, остаточному току датчика 3 и его статической характеристике. В блоке 10 аналогового преобразования с помощью блока 11 управления производится преобразование выходного сигнала блока 9 в пропорциональный интервал времени двухтактным интегрированием с последующим преобразованием этого интервала в дискретную форму и цифровой код, фиксируемый блоком 12. Прибором 2 производится подача егулируквдих сигналов OB САР очистныи сооружениями, в результате чего изменяется подача воздуха в эти сооружения и устанавливается оптимальный газовый режим по растворенному киелороду, СПК, ВПК и общему КПК. Использование изобретения обеспеивает значительное повышение надежности в- работе устройства по наработ ке на отказ (до 2500 ч) и расширение его функциональных возможностей при автоматическом регулировании по СПК, ПК и общему КПК, что, в свою очеедь ведет к росту производительности очистных сооружений сточных и природных вод и экономии энергоресурсов в лабораторных и производственных условиях.

Формула изобретения

,1, Устройство для азтоматического регулирования кислородного режима сточных и природных вод, содержащее связанный с измерительным преобразователем и вторичным регулирующим прибором электрохимический датчик, состоящий из блока электродов и электролитной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно дополнительно содержит блок гидродинамической стабилизации с регулятором скорости и блоки вертикального перемещения и подачи анализируемой воды, а измерительный преобразователь выполнен в виде взаимосвязанных блоков входного усиления и согласования, соединенных с электрохимическим датчиком, блока аналогового преобразования, блоков управления, цифровой индикации и питания.

2. Устройство по п. I, о т л ичающееся тем, что электрохимический датчик снабжен регулируемым , фиксатором положений блока электродов и электролитной камеры и компенсатором давления.

Источники информации, приня ые во внимание при экспертизе .

1, шимкович В.В, Приборы для автоматического контроля параметров сточных вод на очистных сооружениях нефтеперерабатывакгпей и нефтехимической промышленности. ЦНИИТЭНефтехим,

5 М., 1978, с. 47-49.

2. Манусова Н.Б. и др. Автоматизация процесс.ов очистки сточных вод в текстильной пpo вЛIшeннocти. М,, .Лёгкая индустрия ., 1979, с. 49-58.