Устройство для автоматическогорегулирования газового режимасточных вод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДОЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-еу (22) Заявлено 2906.79 (21) 2787024/29-26

Сеюэ Советских

Соцналнстнч вских

Реслублнк (n) 812760 (51)М. Кз с присоединением заявки Мо

С 02 F 3/26

G 05 D 27/00 !

Государственный комитет

СССР

lIo делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 15,03,81, Бюллетень М 10 (53) УДК 66.012-52(088.8) Дата опубликования описания 15,03.81 (72) Авторы изобретения

A.A. Кузьмин и A. Н. Клименко

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения канализации, гидротехнических сооружений и инженерной

/ гидрогеологии (71) Заявитель

"54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ГАЗОВОГО РЕЖИМА СТОЧНЫХ,ВОД

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к устройствам для автоматического регулирования газового режима этих вод по концентрацйи растворенного кислорода.

Известно устройство для автоматического регулирования газового режима сточных вод по концентрации растворенного кислорода, состоящее. из первичного преобразователя с измерительной ячейкой, в которой имеются два коаксиально расположенных электрода, и вторичного прибора $1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования газового режима сточных вод по концентрации растворенного кислорода, содержащее последовательно соединенные преобразователь с измерительной ячейкой, усилитель и регистрирукщий прибор (2) .

Недостатками известных устройств являются сложность и недостаточная надежность конструкции и схемиого выполнения как всего устройства в целом, так и отдельных его элементов, что ведет.к невысокой. точности регулирования текущего значения концентрации кислорода (+15%). Эти недостатки вызваны, наг:ример, влиянием тем,пературы и расхода воды, пассивацией анода преобразователя, влиянием солесодержания воды, загрязнением эйектродной системы преобразователя и возникновением погрешности за счет наличия остаточного тока первичного пре10 обр

Цель изобретения — повышение точности регулирования н надежности работы устройства .

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок ионной подготовки пробы, связанный с ннм блок градунровки с дозатором кислорода и генератор кислорода с реохордом и злектролизером, подключенный к регистрирующему прибору, усилитель, соединенный-с преобразователем, при этом преобразователь снабжен. компенсационной ячейкой через электролизер, к которому подключен дозатор кислорода блока градуировки.

Кроме того„ блок ионной подготовки пробы состоит из соединенных параллельно друг другу ионообменного и катионитового фильтров, стабилиза" тора, связанного с фильтрами, и иэ812760 мерителей расхода воды, подключенных к преобразователю.

На фиг.1 представлена .блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 конструкция первичного преобразователя устройства; на фиг. 3 — разрез

A-A на фиг. 2..

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 ионнгй подготовки пробы, включающий в себя стабилизатор 2 расхода, параллельно соединенные через трехЙодовой кран 3 ионообменный 4 и катионитовый 5 фильтры, измерители расхода воды — ротаметры б, 7 и вентили 8, 9, блок 10 градуировки с дозатором 11 кислорода, блоком 12 питания и показывающим милиамперметром 13, первичный преобразователь

14, состоящий из измерительной 15 и компенсационной 16 ячеек, соединенных друг с другом через дифференциальный усилитель 17, электролизер

18, генератор 19 кислорода, реохорд

20 и регистрирующий прибор 21.

Первичный преобразователь (фиг.2 и 3) выполнен в виде автономных корпусов 22 и 23 измерительной 15 и компенсационной 16 ячеек (Фиг, 1), содержащих фланцы 24 и 25, выполненные из стеклотекстолита, на которых закреплены цинковые аноды 26 и 27,а цинковые аноды 28 и 29 на текстолитовой подложке 30 закреплены тоже.

Между анодами 26, 28 и 27, 29 расположены рамки из изоляционного материала 31 и 32, на которых натянуты проволочные платиновые катоды 33 и

34, причем часть катода 33 покрыта полиэтиленовой трубочкой 35. Соотношение площадей катодов 33, 34 к анодам 26, 28 и 27, 29 равно 1:100.

С целью достижения равенства постоянных ячеек 15 и 16, толщина рамок З1 и 32 различна. Между рамками

31 и 32 и анодами 28 и 29 расположены резиновые прокладки 36. Для подвода анализируемой воды, поток которой направлен снизу вверх, используются штуцеры 37. Токовыводы 38 и 39 электродов 33 и 34 закреплены на рамках

31 и 32. Корпуса измерительной 15 и компенсационной 16 ячеек зафиксированы между собой горизонтально расположенными шпильками 40.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемая вода подается через стабилизатор 2 расхода, трехходовой кран 3, катионитовый фильтр 5 в параллельно размещенные ячейки 15 и

16. Перед компенсационной ячейкой

16 установлен электролизер 18. При отсутствии тока в цепи электролизера 18 концентрация кислорода в ячейках 15 и 16,равна..Наличие тока в цепи электролизера 18 приводит к разложению воды с вццелением кислоро,да,который растворяется в аналиэируе; мой воде, протекающей через компен10 !

45 сационную ячейку 16. Концентрация кислорода в данном случае равна

Ээ

С1 = с + К а (1) где С вЂ” определяемая концентрация кислорода; ток электролизера; расход воды через компенсационную ячейку, К вЂ” электрохимический коэффициент кислорода.

Так как выходной сигнал (постоянный ток) ячеек 15 и 16 пропорционален концентрации кислорода, площади катодов 34 и 33, удельной электропроводности воды и скорости потока, то разностный сигнал ячеек 15 и 16 при неравных площадях катодов 34 и

33 в первоначальный момент равен а1=А С Д%,С, (И

К

1 ъ где А — коэффициент, зависящий от температуры 1 Физических свойств воды, f и 1 — площади катодов измерительной 15 и компенсационной 16 ячеек, К и К вЂ” постоянные ячеек

15 и 16; С вЂ” концентрация кислорода, Х вЂ” удельная электропроводность, < и

d - толщина диффузионного слоя у катодов 34, 33 ячеек 15, 16.

В преобразователе конструктивно решен вопрос равенства К = К и

2f< и при помощи вентилей 8 и 9 устанавливаются равные скорости потока через ячейки 15, 16 при которых 6 1= Ch2 °

màêèì образом, величина д„ определяется концентрацией кислорода и разностью площадей катодов 34, 33 ячячеек 15., 16. С целью получения динамического равновесия схемы (a4 0) на электролизер 18 подается от генератора 19 ток 3+ такой величины, чтобы добавка кислорода в ячейку 16 компенсировала бы неравенство токов ячеек 15, 16. Учитывая, что УК 21К это неравенство возможно при условиИ когда С. = 2С.

Тогда уравнение (1) приобретает вид

С. К Э (3).

Из (3) следует, что показателем концентрации кислорода в анализируемой воде является сила тока в цепи генератора 19. Отсюда вытекает, что показания устройства практически не зависят от изменения солесодержания,. температуры воды, пассивации анодов ячеек и остаточного тока ячеек.

Для усиления и вычитания сигналов ячеек 15, 16 служит дифференциальный усилитель 17, для изменения силы тока в цепи генератора 19 служит реохорд 20.

Выходной сигнал генератора 19 подается на регистрирующий прибор 21, а также на вход системы автоматического регулирования очистными соору812760 жениями сточных вод, в результате чего достигается поддержание оптимального газового режима этих .вод в процессе их очистки от органических загрязнений.

При градуировке прибора 21 и периодической проверке нуля шкалы, поток анализируемой воды с покощаю трехходового крана 3 пропускается через ионообменный. фильтр 4, объем которого достаточен для полного пог" лощения кислорода из воды.

Градуировка и проверка чувствительности прибора 21 производится с помощью блока 10 градуировки, включающего в себя дозатор 11 кислорода, блок 12 питания и милиамперметр 13. 15

Наличие в предложенном устройстве таких элементов, как блока 1 ионной подготовки пробы, блока 10 градуировки, компенсационной ячейки 15, дифференциального усилителя 17, гене-, ф ратора 19 кислорода, электролизера.

18 и реохорда 20, структуры их взаимосвязи между собой и с остальными элементами устройства обеспечивают как повышение точности контроля и ре р5 гулирования концентрации кислорода, растворенного в сточных водах (до + 5%), так и повышение надежности работы устройства в лабораторных и производственных условиях. Это особенно важно с точки зрения интенсификации процессов очистки сточных вод и уменьшения численности обслуживающего персонала. формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования газового режима

1 сточных вод по концентрации растворенного кислорода,.содержащее последовательно соединенные преобразователь с измерительной ячейкой, усилитель и регистрирукщий прибор, о т- . л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы устройства, оно дополнительно содержит блок ионной подготовки пробы, связанный с ним блок градуировки с доватором кислорода, генератор кислорода с реохордом и электролизером, подклю- ченный и регистрирующему прибору, усилитель, соединенный с преобразователем, при этом преобразователь снаб- жен компенсационной ячейкой, связанной с измерительной ячейкой через злектролизер, к которому:,подключен дозатор кислорода блока градуировки.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок ионной подготовки пробы состоит из соединенных параллельно друг другу ионообменного и катионитового фильтров, стабилизатора, связанного с фильтрами, и измерителей расхода воды, подключенных к преобразователю .

Источники информации, принятые во внимание прц экспертизе

1. Фрейер P. Приготовление воды для питания паровых котлов высокого и среднего давления. М.-Л., Госэнергоиздат, 1960, с. 121.

2. Реферативная информация о законченных научно-исследовательских работах в вузах УССР. Вып. 3, "Энергетика", 1968, с. 13.

Составитель Р. Клейман

Редактор A. Доли нич Техред Н. Граб Корректор ц. Синицкая

Заказ 679/28 Тираж 1007 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отКрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4