Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из канализационных отстойников

 

Сеез Советских

Социаектичееоа

Рклублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ бт, АЭТОУСЫОМУ С ТИЛЬСТВУ

< 791649 (61} Дополнительное к авт. евид-ву (22) ЗвявлемоЗ00КП (21) 252Ш0/29-26

Р1)М. Ê. с при ое@имемие н эвввки Йв

С 02 I- 11/00

С.05 Э 9/12

Гасударственный кеинтет

СССР не делам нзобретеннЯ н отнритн1 (23) Г3рмормтет

Опубликовано ЗЦ12,80. Бюллетень й9 48 (53) УДК 66.012-52 (088.8) Дата омубликованмя описания 30.1230 (72) Автор изобретения

В М Патеюк

Всесоюзный научно»исследователъский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "ВОДГВО" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВЫПУСКА ОСАДКА ИЗ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОТСТОЙНИКОВ

Изобретение относится к области механической очистки сточных вод и может быть использовано для автоматического регулирования .выпускй осад- ка из канализационных отстойников.

Известно устройство для автомати» ческого регулирования выпуска осадка иэ первичных канализационных отстойников, содержащее програиеный регулятор н соединенные с ним электропрй- е© воды механизма вращения Фервм, sc" полнительного механизма па линии выпуска осадка и насоса откачки осадка (1) .

Недостатком известного устройства 13 является ограниченность его Функционалъных возможностей, так как оно не может реагировать на изменение нагрузки по взвещенным веществам, выгрузка осадка не зависит от его на- 20 коплення и производится по жестко эа" данной временной програмее:после истечения заданного времени паузы программный регулятор включает электропривод механизма вращения ферьы, после двух обо 2$ ротов Фермы открывается исполнительный механизм на линии выпуска осадка и включается насос откачки осадка насос откачки осадка работает заданное время, затем отключается одновре-39 менно закрывается исполнительный механизм на линии выпуска осадка и отключается электропрнвод механизма вращения Фермы; начинается отсчет времени паузы следующего цикла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому реэулътату является устройство для автоматического регулирования выпуска осадка иэ канализационных отстойников, включающее датчик уровня осадка, соединенный через измерительный блок и вход следящего регулятора с многооборотным исполнительным механизмом перемещения датчика уровня осадка, насос откачки осадка, исполнительный механизм на линии выпуска осадка и электропрнвод механизма вращения Фермы отстойника (2).

Недостатком известного устройства

;является то, что оно не обеспечивает надежную работу системи управления при автоматизации первичных канализационных отстойников.

Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей устройства за счет повыщения надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулируемым

791649 эадатчиком, программным регулятором и датчиком положения многооборотного исполнительного механизма, соединенным с входами следящего регулятора, программного регулятора и регулируемого эадатчика, выход которого связан с программным регулятором, при этом выходы программного регулятора соединены с насосом откачки осадка, исполнительным механизмом на линии выпуска осадка, электроприводом механизма вра-10 щения фермы отстойника и следящим регулятором.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для автоматичес.кого регулирования выпуска осадка иэ канализационнного отстойника на

Фиг. 2 - принципиальная схема устроЯ"ства для автоматического регулирования выпуска осадка из группы канализационных отстойников.

Устройство для автоматического ре- 20 гулирования выпуска осадка из канализационного отстойника (см.фиг.1) содержит радиальный отстойник 1, с вращающейся фермой 2 которого связаны скребки илоскреба 3, сгребающего оса- 25 док в центральный приемник 4. К центральному приемнику 4 подведена линия выпуска осадка 5 с исполнительным механизмом 6 и насосом 7 откачки осадка, между которыми имеется приемная камера 8. На вращающейся ферме 2 установлен электропривад 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 соеди- 40 нен с первым входом следящего регулятора 16, второй вход которого соединен с выходом программного регулятора 17, третий вход - с первым выходом датчика положения 12 многооборотиого исполнительного механизма 10, а выходы — с входами программного регулятора 17 и многооборотного исполнительного механизма 10. Выходы программного регулятора 17 соединены с злектроприводами исполнительного механизма 6, насоса 7 откачки осадка и электроприводом 9 механизма вращения фермы,а также с регистратором уровня осадка 18. Второй выход датчика положения 12 подключен к входу программного регулятора 17 непосредственно третий выход — через регулируемый эадатчик времени 19.

Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка иэ. груп- 4О пы первичных канализационных отстойников (см.фиг.2) содержит блок син« хронизации 20, через который замкнуты связи программных регуляторов 17 (каждого радиального отстойника иэ 65 входящих в группу) с общим насосом 7 откачки осадка и индивидуальными исполнительными механизмами 6 на линиях выпуска осадка 5, а также с общим регистратором 18 уровня осадка. Остальные обозначения на фиг. 2 аналогичны обозначениям фиг. 1.

Устройство (cM.фиг.1) работает следующим образом.

При осветлении сточных вод в первичных канализационных отстойниках на дно последних оседают взвешенные вещества, 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 эона 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 иэ 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 конкретной очистной станции, могут требоваться следующие режимы работы устройства периодическое удаление осадка и периодическое вращение фермы отстойникау

4 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 каждого цикла программный 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 всей поверхности днища равно времени одного оборота фермы,при двухконсольиом - времени полуоборота фермы и т.д.

Следящий регулятор 16 включает измерительный блок 15 и фотодатчик 14

791649 уровня осадка. Затем .он растормаживает двигатель многооборотного исполнительного механизма 10 и включает его на опускание фотодатчика 14 уровня осадка. При опускании фотодатчика 14 уровня осадка на глубину 1,5 — 2 м на третий вход следящего регулятора 16 подается сигнал с первого выхода датчика положения 12.

Если при этом на выходе измерительного блока 15 включен сигнал грязно, измерение прекращается, двигатель многооборотного исполнительного механизма 10 реверсируется на подъем вверх фотодатчика 14 уровня осадка, а на диспетчерский пункт посылается сигнал неисправность датчика уровня . Электродвигатель многооборотного исполнительного механизма 10 затормаживается при подъеме фотодатчика уровня осадка 14 s верхнем слое осветлен-. ной воды (по сигналу датчика положе- 29 ния 12) . Измерительный блок 15 и фотодатчик 14 уровня осадка при этом выключается.

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

Если в течение 2 -. 3 мин на выходе измерительного блока 15 появится сигнал чисто фотодатчик 14 уровня осадка вновь опускается вниз до слоя сырого осадка и вновь эаторма- 40 живается 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, изме- . няться в течение 2-3 мин), следящий регулятор 16 сигнализирует об этом программному регулятору 17 и реверсирует электродвигатель многооборотного исполнительного механизма 10, icoторый поднимает фотодатчик 14 уровня осадка в верхний слой осветленной воды. цикл измерении уровня сырого осадка закончен.

Дальнейший режим работы устройства зависит от величины измеренного уровня сырого осадка. Если уровень осадка ниже максимально-заданного, программный регулятор 17 останавливает электропривод 9 механизма вращения фермы отстойника и включает реле 4)О времени паузы между соседними циклами измерения уровня сырого осадка.

Одной из особенностей устройства является то, что длительность паузы между циклами измерения уровня сырого осадка обратно прогорцнональна его уровню при предыдущем измерении.

Таким образом, чем выше уровень сырого осадка в отстойнике, тем чаще он измеряется.

С этой целью программный регулятор

l7 снабжен регулируемым задатчиком времени 19, вход которого соединен с третьим выходом датчика положения

12. Установка регулируемого задатчика времени 19 изменяется при достижении фотодатчиком 14 уровня осадка стационарного слоя сырого осадка.

После окончания пауэы начинается новый цикл измерения, уровня сырого осадка (с включением электропрнвода ,9 механизма вращения фермы отстойника) . циклы измерения уровня осадка (и паузы между ними) повторяются до тех пор, -пока уровень осадка н отстойнике не превысит максимально заданный. В этом случае программный регулятор 17 открывает исполнительный механизм 6 н включает электродвигатель насоса 7 откачки осадка.

Во время удаления сырого осадка ферма 2 отстойника вращается, одновременно контролируется наличие осадка в приемной камере 8.

В зависимости от свойств сырого осадка конкретной очистной станции устройсТво регулирует длительность работы насоса 7 либо по временной программе, либо по уровню осадка.

В первом режиме уставка реле времени работы насоса 7 корректируется с помощью регулируемого эадатчика времени 19 в зависимости от уровня осадка перед началом его выпуска. При работе во втором режиме устройство периодически измеряет уровень осадка в,процессе его удаления. При достижении минимально допустимого уровня осадка электродвигатель насоса 7 отключается 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 непрерывно, задержка времени на выравнивание слоя в осадка и сгребание его в центральный приемник не дается; при появлении неисправности фотодатчика уровня во время удаления сырого осадка программный регулятор автоматически переключается на временной режим управления; выдержка времени при определении стационарности измеренного уровня осадка 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 вре791649 менными интервалами между циклами

{для ликгядации воронки сырого. осадца в месте подсоединения отводящего трубопровода путем сгребания и дополнительного уплотнения сырого осадка).

После окончания выгрузки осадка все элементы устройства возвращаются в исходное состояние, начинается новый цикл.

Величина уровня осадка фиксируется с помощью регистратора 18,вход ico« торого соединен со вторым выходом датчика положения 12 через программный регулятор 17. Подобная связь позволяет регистрировать уровень сырого, осадка либо в. виде чередующихся пиков, повторяющих реальныв не- 15 ремещения фотодатчика 14 уровня осад,ка, либо в виде ступенчатой кривой, высота ступеньки которой соответ« ствуют уровню осадка при предыдущем

)измерении. При втором режиме записи 20 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 пере- Я мешается вправо на 5-10% длины шкалы на все время выгрузки осадка. Затем стрелка перемещается вправо на 5-10% длини шкалы и остается в этом положении до первого измерения уровня осад- ЗО ка в новом цикле.

Вследствие того, что. фотодатчик уровня осадка почти все время находится в относительно чистой осветленной воде (90-95% бт времени работы), а также вследствие его самоочищения при движении фермы, обеспечивается длительная работа устройства беэ проведения регламентнЫх работ. В особо тяжелых случаях, когда адгезионные свойства осадка высоки, устройство 40 дополняется баком, подвешенным к вращающейся ферме 2 под шкивом ll H погруженными на 3/4 в осветленную воду, В бак залит слабый раствор кислоты или поверхностно-активного ве- 45 щества. При подъеме. фотодатчика 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 опускается в отстойник, Остальные операции аналогичны описанным выше.

Если по требованиям технологии устройство должно работать при непрерывном вращении фермы) и периодическим удалении осадка, то из описанного выше цикла измерения уровня осадка исключаются операции включенйя и от- Я) ключения электропривода 9 механизма вращения фермы, выдержка времени на обработку илоскребами всей поверхности днища отстойника и изменяется настройка регулируемого задатчика ф5 времени 19. Устройство работает аналогично 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 приоткрыт 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 циклами .измерения. При этом используется запоминающее устройство, обеспечивающее запись уровня осадка в виде ступенчатой кри вой.

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 иэмере иями уровня, а удаление осадка осуществляется по временной программе, 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 выпуска осадка зави сит от его количества перед выпуском.

Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка иэ 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 иэ одного отстойника

Ври одном рабочем насосе 7 отначки 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 испольэовать устройство в особо сложных условиях (например, при автоматизации первичных канализационных отстойников).

Формула изобретения

Устройство дпя автоматического регулирования выпуска осадка иэ кана791649

ВНИИПИ Заказ 9375/19 Тираж 1020 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лизационных отстойников, включающее датчик урэвня осадка, соединенный через измерительный блок н следящий регулятор с многооборотным исполнительным ° механизмом перемещения датчика уровня осадка, насос откачки осадка, исполнительный механизм на линии выпуска осадка и электропривод механизма вращени я формы отстойника,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью расширения функциональных воэможностей устройства эа счет повышения надежности его работы, устройство снабжено регулируемым задатчиком, программным регулятором и датчиком положения многообоРотного исполнительного механизма, соединенным15 со следящим регулятором, программным регулятором и регулируемым эадатчиком связанным с программным регулятором, при этом программный регулятор соединен с насосом откачки осадка, исполнительным механизмом на линии выпуска фсадка, электроприводом механизма вращения 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. l4., ГПИ Гипрокоммунводоканал, 1963 с ° 11.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2162035/29-26, кл. С 02 С 1/06, 11.08,75.