Система управления процессом перемешивания навозных стоков

 

Изобретение от носится к сельскому хозяйству-к области промышленного живот

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4611258/15 (22) 01.12.88 (46) 28.02.91. Бюл.hL8 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина (72) А.П.Якименко и В.В.Головинов, . Ж,, 1630632 А1 (я)з А 01 С 3/OO,G 05 027/00 (53) 66.012,52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1286259, кл. G 05 0 27/00, 1985. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НАВОЗНЫХ СТОКОВ (57) Изобретение относится ксельскомухозяйству- к области промышленного живот1630632

20

30

50 новодства и может быть использовано в очистных сооружениях животноводческих ферм и комплексов. Цель изобретения — повышение экономичности процесса перемешивания навозных стоков за счет снижения потребления электроэнергии. Система для управления процессом перемешивания навозных стоков содержит блоки 21 — 28 усиления, блоки 32 — 38 сравнения, задатчик 31, блок 29 вычитания, регулирующий блок 30 скорости электродвигателя I9 центробежного перемешивающего насоса 17, датчики 1 — 8 плотности стоков, а также ультразвуковые датчики, расположенные в вертикальной плоскости по высоте резервуара 9 с одинаковым шагом между собой, Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к промышленному животноводству, и может быть использовано в очистных сооружениях животноводческих ферм и комплексов.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса перемешивания навозных стоков путем снижения потребления электроэнергии.

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемой системы; на фиг.2 — схема расположения перемешивающего трубопровода в приемном резервуаре очистного сооружения; на фиг,3 — пример выполнения аналогового коммутатора.

Ультразвуковые датчики 1 — 8 расположены в вертикальной плоскости с равным шагом между собой в приемном резервуаре 9, в который по подающему трубопроводу 10 навозные стоки поступают из здания животноводческого комплекса или фермы. В приемном резервуаре 9 размещен тупиковый перемешивающий трубопровод 11 с соплами 12-15, который установлен на опорную стойку 16. Напор в трубопроводе 11 создается центробежным перемешивающим насосом 17, имеющим всасывающий патрубак 18 и приводимым во вращение электродвигателем 19. Из резервуара 9 навозные стоки откачиваются по отводящему трубоп ро воду 20 на дальнейшую переработку, Каждый из датчиков 1 — 8 подключен соответственно к входам элементов 21-28 усиления ультразвуковых сигналов. Выход первого элемента 21 усиления соединен с первым входом блока 29 вычитания, а выход последнего связан с регулирующим блоком 30 скорости электродвигателя 19.

Задатчик 31 соединен с вторыми входами блоков 32-38 сравнения, первые входы и аналоговый коммутатор 39. Система позволяет устанавливать требуемую интенсивность перемешивания навозныхстоков в приемном резервуаре 9 в зависимости от уровня стоков и разности плотностей стоков в зонах входа в отводящий трубопровод и на уровне верхнего погруженного в стоки ультразвукового датчика плотности. Система обеспечивает сокращение энергозатрат на поддержание твердых частиц стоков во взвешенном состоянии и на предотвращение выпадения ихвосадок при наличии неравномерности в процессе поступления навозных стоков в приемный резервуар 9 очистного сооружения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.,1 табл. которых связаны соответственно с выходами элементов 22 — 28 усиления. На выходе задатчика 31 выставляется уровень напряжения, который равен по величине коэффициенту затухания ультразвуковых волн при плотности взвешенных частиц, превышающей максимально возможную плотность взвешенных веществ в навозных стоках на дне приемного резервуара 9, Входы аналогового коммутатора 39 соединены с выходами блоков 32 — 38 сравнения. Коммутатор 39 управляет включением контактов, связывающих выходы элементов 22 — 28 усиления с вторым входом блока 29 вычитания, Датчик 1 расположен в зоне входного отверстия отводящего трубопровода 20.

Система может быть реализована с помощью известных технических средств. В качестве датчиков 1 — 8 используют датчики ультразвукового сигнализатора уровня осадка и активного ила с преобразователем

П111-2,5 КН с рабочей частотой 2,5 МГц.

Элементы 21-28 усиления выполнены Hà основе электронного блока к датчику раздела двух сред в гравитационных отстойниках и пикового детектора с вентильной схемой.

В качестве задатчика 31 использован источник опорного напряжения на полевом транзисторе, в качестве блоков 32 — 38 — схемы на основе интегральных компараторов напряжения. Аналоговый коммутатор 39 может, например, состоять из шифратора DD1 (выполнен на микросхеме КМ 555ИВ1), преобразователя цифровых сигналов от ТТЛуровней к МОП-уровням DD2 (К564ПУ6), демультиплексора DD3 (К561КП2). Входы шифратора !1-l7 соединены с выходами блоков 32 — 38 сравнения. Выходы АО, А1 и

А2 DD1 через DD2 связаны с цифровыми входами А, В и С демультиплексора DD3, 1630632 который управляет работой своих аналоговых каналов 2 — 8, выходы которых соединены в одну общую точку (узел), являющуюся аналоговым выходом DD3 и связанную с вторым входом блока 29. Входы каналов 2 — 8 являются аналоговыми входами коммутатора 39 и соединены соответственно с выходами элементов 22 — 28 усиления.

Блок 29 вычитания выполнен на основе операционного усилителя К153УД6, включенного по схеме дифференциального усилителя. Регулирующий блок 30 скорости электродвигателя выполнен по известной схеме.

Система управления процессом перемешивания навозных стоков работает следующим образом.

Сигналы с датчиков 1 — 8 поступают соответственно в элементы 21-28 усиления. Затем усиленные сигналы с этих блоков поступают соответственно в блоки 32 — 38 сравнения, где происходит сравнение усиленных сигналов от ультразвуковых датчиков с установленным задатчиком 31 уровнем напряжения. В случае максимального заполнения резервуара 9 навозными стоками, то есть датчик 8 погружен, на выходах блоков 32 — 38 сравнения устанавливаются низкие логические уровни сигнала.

При этом аналоговый коммутатор 39 .включает тот управляемый контакт, который подает сигнал, соответствующий величине измеренной датчиком 8 плотности, на второй вход блока 29 вычитания, на первый вход которого подается сигнал, соответствующий величине плотности, измеренной датчиком 1, установленным в зоне размещения входного отверстия отводящего трубопровода из приемногс резервуара 9. Разностный сигнал на выходе блока 29 вычитания определяет величину задающего напряжения на входе регулирующего блока 30 скорости электродвигателя 19 перемещающего насоса 17. Чем выше разность плотностей, тем выше скорость вращения вала центробежного насоса 17 и тем выше интенсивность перемешивания навозных стоков в резервуаре 9. Стечением времени разность плотностей между верхней и нижней частями приемного резервуара 9 уменьшается и происходит снижение интенсивности перемешивания за счет уменьшения скорости вращения электродвигателя насоса 17.

Вследствие неравномерности поступления стоков в приемный резервуар 9, ихуровень в течение суток значительно изменяется и часть ультразвуковых датчиков плотности навозных стоков оказывается на воздухе выше уровня стоков в резервуаре. Так как коэффициент поглощения ультразвуковых

15 личина которого определяется значением разности между плотностью стоков на выхо40

35 волн в воздухе намного выше, чем в жидких средах, то на соответствующих выходах элементов 22 — 28 усиления появляются сигналы с уровнями напряжения, меньшими, чем установленные задатчиком 31, что приводит к появлению на выходах соответствующих блоков 32 — 38 сравнения сигнала высокого логического уровня. Аналоговый коммутатор 39 включает контакт, соединяющий выход соответствующего блока усиления сигнала верхнего погруженного ультразвукового датчика плотности навозных стоков с вторым входом блока 29 вычитания. На выходе последнего появляется сигнал, веде из резервуара и плотности стоков на уровне верхнего погруженногоультразвукового датчика.

Порядок работы коммутатора 39 представлен в таблице, В случае максимального заполнения приемного резервуара ультразвуковые датчики 2-8 находятся в погруженном состоянии и на выходах блоков 32 — 38 сравнения, а соответственно, и на входах l1 — 17 001 имеется низкий уровень логического сигнала (первая строка таблицы). При этом на выходах АО, А1, А2 DD1 и входах А, В и С DD3 имеет комбинацию из трех логических сигналов разного уровня — B, Н, Н,осуществляется замыкание контактов второго канала, соединяющего только выход элемента 28 усиления с вторым входом блока 29 вычитания. При понижении уровня стоков в приемном резервуаре 9 ниже датчика 8 на выходе блока 38 сравнения появляется высокий уровень логического сигнала (вторая строка таблицы) и происходит включение третьего канала и замыкание контактов, соединящих только выход элемента 27 усиления от датчика 7 с блоком 29 вычитания. Таким жеобразом, в случае дальнейшего снижения уровня стоков в приемном резервуаре 9, осуществляется подключение только одного из элементов 22 — 26 усиления сигналом от датчиков 2-6 к второму входу блока 29 вычитания через коммутатор 39.

Система позволяет задавать интенсивность перемешивания в зависимости от уровня стоков в приемном резервуаре и от разности между плотностью стоков в зоне входа в откачивающий трубопровод и плотностью стоков на уровне погруженного в стоки ультразвукового датчика. Предлагаемая система позволяет сократить энергозатраты на поддержание твердых частиц стоков во взвешенном состоянии и на предотвращение выпадения их в осадок при существующей неравномерности поступления навозных стоков в приемный резервуар очи1630632

П р и м е ч а н и е. Н- низкий уровень логического сигнала, В- высокий уровень логического сигнала. стных сооружений животноводческих комплексов.

Формула изобретения

1. Система управления процессом перемешивания навозных стоков, содержа- 5 щая подающий и отводящий трубопроводы навозных стоков, перемешивающее устройство, установленное в резервуаре навозных стоков и снабженное электродвигателем с регулирующим блоком, блоки измерения,. 10 выходами связанные с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых объединены и подключены к выходу задатчика, и блок вычитания, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности 15, процесса перемешивания навозных стоков путем снижения потребления электроэнергии, она снабжена аналоговым коммутатором с управляемыми контактами, а каждыи блок измерения выполнен в виде последа- 20 вательно соединенных датчика плотности навозных стоков и элемента усиления, выход которого является выходом соответствующего блока измерения, при этом датчик плотности навозных стоков первого блока измерения установлен в зоне входного отверстия отводящего трубопровода, а датчики плотности навозных стоков других блоков измерения расположены в резервуаре навозных стоков в вертикальной плоскости с одинаковым шагом между собой, причем выход первого блока измерения связан с первым входом вычитающего блока, с вторым входом которого соединены через соответствующие управляемые контакты аналогового коммутатора выходы остальных блоков измерения, а выход вычитающего блока связан с входом регулирующего блока.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчики плотности навозных стоков выполнены ультразвуковыми, 1630632 д йю

Составитель Л.Пантелеева

Техред Э.Цаплюк Корректор Л.Алексеенко

Редактор И.Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 560/91 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5