Устройство для управления опреснительной обратноосмотической установкой

 

Изобретение позволяет упростить и повысить эксплуатационную надежность опреснительной обратноосмотической установки - установки с ручным приводом, предназначенной для использования подвижными малочисленными группами потребителей в походных условиях. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение эксплуатационной надежности установки„ Устройство для управления содержит компенсационный цилиндр 18 с поршнем 19, расположенным соосно с рабочим порш- . с SS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н А STQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

& источиики ттитеяьнои Ай .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4795133/26 (22) 22,,12.89 (46) 07.04.92„ Бюл, У;- 13 (71) Ленинградское обьединение "Пролетарский завод" (72) И.N. Цейтлин и П-.A, Сапич (53) 66.012-52(088„8) (56) Селиверстов В.М, Перспективы применения опреснительных установок.—

Речной транспорт .1975, Ф 7, с. 3435.

Кожевников Н.Е„, Орлов A.,Ê. Установки для обессоливания и очистки сточных вод процессом обратного осмоса и ультрафильтрации, — М.:

НИИТЭХИМ, 1979, с, 48-53.

„„SU„„1724304 А 1 (53)5 В 01 В 61/12, С 05 В 27/00

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОЛРЕСНИТЕЛЬНОИ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение позволяет упростить и повысить эксплуатационную надежность опреснительной обратноосмотической установки — установки с ручным приводом, предназначенной для использования подвижными малочисленными группами потребителей в походных условиях. Цель изобретения — упрощение устройства и повышение эксплуатационной надежности установки, Устройство для управления содержит компенсационный цилиндр 18 с поршнем 19, расположенным соосно с рабочим порш- . Я

1724304

10 нем 6 насоса 5, связанным с ним и с ручным приводом 8, первый, второй и третий командные реле 15, 16 и 17 давления и коммутатор 20. При возвратно-поступательном движении поршней 6 и 19 реверсируется давление в полостях рабочего и компенсационного цилиндров и поддерживается давление опресняемой питательной воды в обратноосмотическом аппарате 1. В связи с этим обеспечивается четкое

Изобретение относится к области разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран и, в частности, 20 к устройствам для управления обратноосмотическими установками для опреснения минерализованных вод.

Известно устройство для управления опреснительной обратноосмотичес- 25 кой установкой, включающей обратно.осмотический аппарат, разделенный полупроницаемыми мембранами на полости питательной минерализованной и опресненной воды, и управляемые на- 30 сос с взаимосвязанными приводом, рабочим цилиндром, рабочим поршнем, размещенным в рабочем цилиндре .с возможностью возвратно-поступательного движения и делящим цилиндр на первую 35 и вторую рабочие полости, входы которых, снабженные клапанами всасывания, гидравлически связаны с источником питательной воды и выходы снабжены клапанами нагнетания, содержащее пер- 40 вое и второе командные реле давления и коммутатор. В известном устройстве коммутатор выполнен в виде логического элемента ПАМЯТЬ, связанного своим выходом с управляющим входом пускателя насоса, записывающим входом— с выходом первого командного реле давления, связанного своим входом с трубопроводом питательной воды, и входом второго командного реле дав- 50 ления, выход которого подключен к стирающему входу элемента ПАМЯТЬ.

При работе установки известное устройство отключает насос питательной минерализованной воды при цовы- 55 шении давления в обратноосмотическом аппарате и при понижении давления до заданного значения вновь включает срабатывание командных реле 15, 16 и

17 и соответственно изменение положения тарелок 36, 37 и 38 коммутатора 20, а также прокачивание питательной воды через обратноосмотический аппарат 1 поочередно между первыми и вторыми рабочими и компенсационными полостями с обеспечением рекуперации энергии и снижения энергопотребления установки, 1 ил. насос в работу. Установка, таким образом, работает в заданном диапазоне давлений опресняемой воды.

Недостаток известного устройства заключается в снижении надежности работы установки из-за частых включений и отключений насоса, повышенной энергоемкости и сложности установки, Цель изобретения — упрощение устройства и повьппение эксплуатационной надежности установки.

Устройство снабжено третьим командным реле давления и компенсационным цилиндром с компенсационным поршнем, размещенным в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, соосно расположенным и жестко связанным с рабочим поршнем и делящим компенсационный цилиндр на первую и вторую компенсационные полости, а коммутатор содержит полый корпус, разделенный на верхнюю,. среднюю и нижнюю полости двумя горизонтальными перегородками с соосно расположенными в них первыми верхним и нижним отверстиями-седлами, вторыми верхним и нижним отверстиями-седлами и третьим верхним седлом, первую и вторую тарелки, расположенные между соответствующими верхними и нижними седлами с возможностью взаимодействия с ними в крайних положениях и связанные соответственно с выходами первого и второго командных реле давления, третью . тарелку, расположенную под третьим верхним седлом с возможностью взаимодействия с ним в крайнем положении и связанную с выходом третьего командного реле давления, первую вертикальную перегородку, разделяющую верхнюю полость на камеру первого и второго

1724304 6 седел, гидравлически связанную своим входом с второй компенсационной полостью компенсационного цилиндра, и на камеру третьего седла, гидравлически связанную своим входом с выхо5 дом полости питательной воды обратноосмотического аппарата, вторую вертикальную перегородку, разделяющую среднюю полость на камеру первого седла, гидравлически связанную с дренажным трубопроводом, и на камеру второго и третьего седел, причем нижняя полость коммутатсра гидравлически связана с первой компенсацион- 15 ной полостью компенсационного цилиндра, верхняя импульсная камера первого командного реле .давления гидравлически связана с первой рабочей полостью насоса и нижней импульсной 20 камерой второго командного реле давления, верхняя импульсная камера кото! рого гидравлически связана с второй рабочей полостью насоса и нижней импульсной камерой первого командного

25 реле давления, полость питательной воды обратноосмотического аппарата гидравлически связана с верхней импульсной камерой третьего командного реле давления, в нижней импульсной камере которого размещена пружина с возможностью взаимодействия на третью тарелку в сторону закрытия третьего верхнего отверстия-седла, На чертеже изображена принципиаль-35 ная схема устройства.

Устройство для управления опреснительной обратноосмотической установкой, включающей обратноосмотический аппарат 1, разделенный полупроницае40 мыми мембранами на полость 2 питательной воды и полость 3 опресненной воды, и насос 4, состоящий из рабочего ци-. линдра 5, рабочего поршня 6 со штоком

7, привода 8 и размещенных в первой

9 и второй 10 рабочих полостях .насо. са клапанов I1 и 12 всасывания и клапанов 13 и 14 нагнетания содержит первое 15, второе 16 и третье 17 команд- ные реле давления, компенсационный

s0 цилиндр 18 с компенсационным поршнем

19, связанным кинематически с рабочим поршнем 6 насоса и приводом 8, и коммутатор 20.

Компенсационныи поршень имеет возi5 можность возвратно-поступательного движения в компенсационном цилиндре

18 и делит его на первую 21 и вторую

22 компенсационные полости. Полый кор пус коммутатора 20 разделен двумя горизонтальными перегородками 23 и 24 с выполненными в них первым 25 и вторым 26 и третьим 27 верхними отверстиями-седлами и первым 28 и вторым 29 нижними отверстиями-седлами на верхнюю, среднюю и нижнюю полости, Верхняя полость разделена вертикальной перегородкой 30 на камеру 32 первого и второго седел и камеру 33 третьего седла, средняя полость разделена вертикальной перегородкой 3I на камеру 34 первого седла и камеру

35 второго и третьего седел„ Нижняя полость гидравлически связывает камеры 34 и 35 средней полости„

Коммутатор содержит также первую

36, вторую 37 и третью 38 тарелки, связанные с выходами соответственно первого 15, второго 16 и третьего 17 командных реле давления, разделенных чувствительными органами 39-41 на верхние и нижние импульсные камеры

42-43, 44-45 и 46-47 соответственно.

Верхняя импульсная камера 42 первого командного реле 15 давления связана трубопроводом 48 с первой рабочей полостью 9 насоса, а каналом 49 — с нижней импульсной камерой 45 второго командного реле 16 давления, верхняя импульсная камера 44 которого связана трубопроводом 50 с второй рабочей полостью 10 насоса, а каналом 51 с нижней импульсной камерой 43 первого командного реле 15 давления, Входы первой 9 и второй 10 рабочих полостей насоса сообщаются трубопроводами 52-54 с источником питательной минерализованной воды, а их выходы трубопроводами 56-58 — с входом полости 2 питательной воды обратноосмотического аппарата 1, выход которой связан трубопроводом 59 с .входом камеры 33 коммутатора.

Верхняя импульсная камера 46 третьего командного реле 17 давления сообщена трубопроводом 60 с входом полости 2 питательной воды обратноосмотического аппарата 1, а в нижней импульсной камере 47 этого реле под его рабочим органом 41 размещена пружина 61. Выход камеры 32 коммутатора

20 связан трубопроводом 62 с второй компенсационной полостью 22 цилиндра

18, à его первая компенсационная полость 2 1 трубопроводом 63 — с ниж1724304 ней полостью 66 коммутатора 20„ Камера 32 коммутатора 20 подключена своим выходом к дренажному трубопроводу 64, а полость 3 опресненной воды обратно- осмотического аппарата 1 — к трубопроводу 65 опресненной воды.

Устройство для управления опреснительной обратноосмотической установкой работает следующим образом, 0

-При работе установки вручную приводом 8 воздействуют на шток 11, при(нуждая поршни 6 и 19 совершать воз-! вратно-поступательное движение.

Когда поршни перемещаются вправо, 15 в первой рабочей полости 9 создается давление и вытесняемая вода поступает через клапан 13 нагнетания по трубопроводам 56 и 58 через полость 2 об- ратно-осмотического аппарата 1 и по 20 трубопроводу 59 в камеру 33 коммутатора 20. Давление, создаваемое при этом под воздействием прилагаемого к приводу 8 усилия, передается по тру-, бопроводу-48 и каналу 49 в верхнюю импульсную камеру 42 первого реле 15 давления и нижнюю импульсную камеру

45 второго реле 16 давления. Оба реле срабатывают, вследствие чего тарелка

36 перекрывает отверстие-седло 28, а тарелка 37 — отверстие-седло 36.

Повьш ение давления питательной воды до рабочег- значения, на срабатывание при котором настроена пружина 61 третьего реле 17, вызывает срабатывание реле, при котором тарелка 38 открывает отверстие-седло 27„ Вследствие этого питательная вода поступает из камеры 33 коммутатора через ка- ® меру 35 и нижнюю полость 66 коммутатора по трубопроводу 63 в первую компенсационную полость 21, В то же вре .мя питательная минерализованная вода по трубопроводам 52 и 54 и через кла- 4 пан .12 всасывания поступает в увеличивающуюся по объему вторую рабочую полость 10 насоса, а содержащийся после предыдущего хода поршня во второй компенсационной полости 22 рассол (концентрированная питательная вода) вытесняется движущимся вправо поршнем

19 по трубопроводу 62 через камеры

° 32 и 34 коммутатора 20 и трубопровод

64 в -дренаж.

Одновременно с этим под действием рабочего давления, превышающего осмотическое давление нитательной минерализованной воды, на полупроницаемых мембранах происходит отделение раство- рителя из минерализованной воды, растворитель (опресненная вода) проникает через мембраны и по трубопроводу 65 направляется потребителю, а конценTрированная вода (рассол) поступает в трубопровод 59 и далее указанным об разом„ Учитывая, что диаметр рабочего поршня 6 и, соответственно, расход вытесняемой им воды больше диаметра компенсационного поршня 19 и расхода засасываемой им воды на величину, характеризуемую пропускной способностью полупроницаемых мембран и производительностью обратноосмотического аппарата 1, то в полости 2 обратноосмотического аппарата и в зеркально расположенных первых рабочей 9 и компенсационной 21 полостях создается рабочее давление. Это рабочее давле ние превышает осмотическое давление минерализованной питательной воды на величину, при которой обеспечивается указанная заданная производительность обратноосмотического аппарата- Во вторых рабочей 10 и компенсационной 22 полостях устанавливаются давления, близкие к давлениям в трубопроводах

52 и 64, т„е. практически близкие к атмосферному. Таким образом, благодаря рекуперации части энергии в компенсационном цилиндре 18 к ручному при воду 8 прилагается усилие, пропорциональное только разности площадей поршней 6 и 19, т,е. затрачивается только энергия на прокачивание расхода воды, равного производительности установки, При достижении поршнями 6 и 19 крайнего правого положения их перемещают ручным приводом 8 в обратном направлении, В первых рабочей 9 и компенсационной 21 полостях создаются давления, .соответствующие атмосферному давлению на входе питательной воды — в трубопроводе 52 и на выходе рассола — в трубопроводе 64„ Питательная вода засасывается по трубопроводам 52 и 53 через клапан 11 всасывания в первую рабочую полость 9 насоса, а рассол из первой компенсационной полости 21 вытесняется. Давление во второй рабочей полости 10 и второй компенсационной полости 22 повышается.

В момент перекладки привода 8 и перемены направления движения поршней

1724304

10 давление в обратноосмотическом аппарате 1, трубопроводе 60 и верхней импульсной полости 46 третьего реле 17 может понизиться„ В этом случае под действием пружины 61 третья тарелка

38 прерывает отверстие 27, При отсутствии протока давление повышается и обуславливает четкое срабатывание первого 15 и второго 16 реле„

По трубопроводу 50 и каналу 51 давление во второй рабочей полости 10 насоса передается на рабочие органы

40 и 39 указанных реле„ Вследствие этого тарелка 37 перекрывает отверс- 15 тие-седло 29, а тарелка 36 — отверстие-седло 25. При дальнейшем воздейст-. вии ручным приводом на поршни давление во второй рабочей полости 10 насоса, трубопроводах 57 и 58, полости 2 20 обратноосмотического аппарата 1,трубопроводе 60 и верхней импульсной камере 46 третьего реле 17 повышается до рабочего значения, под усилием, действующим на рабочий орган 41, третье реле 17 срабатывает и тарелка ,38 вновь открывает стверстие 27„

Вследствие этого питательная вода из второй рабочей полости 10 насоса, пройдя обратноосматический аппарат 1, 0 поступает через камеры 33, 35 и 32 коммутатора 20 и по трубопроводу 62 во вторую компенсационную полость 22, питательная вода из источника по трубопроводам 52 и 53 через клапан 11 всасывания заполняет первую рабочую полость 9 насоса, а рассол их первой компенсационной полости 21 вытесняется по трубопроводу 63.через нижнюю полость 66 и камеру 34 коммутатора 20

40 в дренажньпr трубопровод 64, В дальнейшем устройство циклично с рабочими ходами насоса 5 работает указанным образом.

Использование изобретения позволяет создать простую по конструкции и надежную в эксплуатации компактную установку для опреснения природной минерализованной воды в экстремальных условиях подвижных рабочих коллективов, например чабанов, геологов, изыскателей и т„п„, при отсутствии стационарных источников энергии.

Формула изобретения

Устройство для управления опреснительной обратноосмотической установкой, включающей обратноосмотический аппарат, разделенный полупроницаемыми мембранами на полости питательной минерализованной и опресненной воды, и управляемый насос с взаимосвязанными приводом, рабочим цилиндром, рабочим поршнем, размещенным в рабочем цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения и делящим цилиндр на первую и вторую рабочие полости, входы которых,снабженные клапанами всасывания, гидравлически связаны с источником питательной воды и выходы снабжены клапанами нагнетания, содержащее первое и второе командные реле давления и коммутатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения эксплуатационной надежности установки, устройство снабжено третьим командным реле давления и компенсационным цилиндром с компенсационным поршнем, размещенным в цилиндре с возможностью возвратнопоступательного движения, соосно расположенным и жестко связанным с рабочим поршнем и делящим компенсационньп цилиндр на первую и вторую компенсационные полости, а коммутатор содержит полый корпус, разделенный на верхнюю, среднюю и нижнюю полости двумя горизонтальными перегородками с соосно расположенными в них первыми верхним и нижним отверстиями-седлами, вторыми верхним и нижним отверстиямиседлами и третьим верхним седлом,первую и вторую тарелки, расположенные между соответствующими верхними и нижними седлами с возможностью взаи1 модействия с ними в крайних положениях и связанные соответственно с выходами первого и второго командных реле давления, третью тарелку, расположенную под третьим верхним седлом с возможностью взаимодействия с ним в крайнем верхнем положении и связанную с выходом третьего командного реле давления, первую вертикальную перегородку, разделяющую верхнюю полость на камеру первого и второго седел, гидравлически -связанную своим входом с второй компенсационной полостью компенсационного цилиндра, и на камеру третьего седла, гидравлически связанную своим входом с выходом полости питательной воды обратноосмотического аппарата, вторую верти1724304

Составитель И. Цейтлин

Техред А. Кравчук Корректор С.11екмар

Редактор И. Нулла

Заказ 1131 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 кальную перегородку, разделяющую среднюю полость на камеру первого седла, гидравлически связанную с дренажным трубопроводом, и на камеру второго и третьего седел, причем нижняя полость коммутатора гидравлически связана с первой компенсационной полостью компенсационного цилиндра, верхняя импульсная камера первого командного реле давления гидравлически связана с первой рабочей полостью насоса и нижней импульсной камерой второго командного реле давления, верхняя импульсная камера которого гидравлически связана с второй рабочей полостью насоса и нижней импульсной камерой первого командного реле давления, полость питательной воды обратноосмотического аппарата гидравлически связана с верхней импульсной камерой третьего командного реле давления, в нижней импульсной камере которого размещена пружина с возможностью воздействия на третью тарелку в сторону закрытия третьего верхнего отверстия-седла.