Устройство для автоматического регулирования выпуска осадка из канализационных отстойников

Соефа Сфефтаах Сфциаектичфеах РкеубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В АВТОРСКОМУ С ТИЛЬСТВУ(22) ЗаявлемоЗООКП (21) 2522710/29-гб Р 1)М, Кл,з с присоединением заявки Йв С 02 Г 11/00С,05 Э 9/12 Гееуавретеенныб кеинтет СССР не Аелем нзобретеннй н отнритн 1(088.8) Дата опубликоваммя описания 301230(72) Автор изобретения В М Патеюк Всесоюзный научноисследователъский институт водоснабжения,канализации, гипротехнических сооружений и инженернойгидрогеологии "ВОДГВО"(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 выпускаосад-ка из канализационных отстойников.Известно устройство для автомати ческого регулирования выпуска осадка иэ первичных канализационных отстойников, содержащее програиеный регулятор и соединенные с ним электропрй- ее воды механизма вращения Фервеа, ис" полннтельного механизма па линии выпуска осадка и насоса откачки осадка (1.Недостатком известного устройства 15 является ограниченность его Функционалъных возможностей, так как оно не может реагировать на изменение нагрузки по вэвещенным веществам,. вы" грузка осадка не зависит от его на копления и производится по жестко за" данной временной програяее:послеисте- чения заданного времени паузы программный регулятор включает электропривод механизма вращения Ферьы, после двух оборотов Фермы открывается исполнительный механизм на линии выпуска осадка и включается насос откачки осадка насос отначки осадка работает заданное время, затем отключается одновременно 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 каналнзацнонньы 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 электропривод 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 Функцнональннх возможностей устройства за счет повыщения надежности его работы.Поставленная цель достигается тем, чтб устройство снабжено регулируемымэадатчиком, программным регулятороми датчиком положения многооборотногоисполнительного механизма, соединеннымс входами следящего регулятора, программного регулятора и регулируемого эадатчика, выход которого связан с программным регулятором, при этом выходы программного рег) лятора соединены с насосом откачки осадка, исполнительным механизмом на линии выпуска осадка, электроприводом механизма вра"10 щения Фермы отстойника и следящим ре" гулятором.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 гулирования выпуска осадка из канализационного отстойника (см.фиг.1) содержит радиальный отстойник 1, с вращающейся Фермой 2 которого связаны скребки илоскреба 3, сгребающего оса 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 электропривод 9 механизма вращения фермы отстойника и много- оборотный 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 Фото- датчик 14 уровня осадка, подключенный на вход измерительного блока 15.Выход измерительного блока 15 соеди нен с первым входом следящего регулятора 16, второй вход которого соединен с выходом программного регулятора 17, третий вход - с первым выходом датчика положения 12 многооборот ного 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 О 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 7откачки 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 (см.фиг.1) работает следующим образом.При осветлении сточных вод в первичных канализационных отстойниках надно последних оседают взвешенные вещества, образующие сырой осадок, Глубина слоя осадка на дне отстойника неодинакова. При малой гидравлическойнагрузки большая часть взвешенныхвеществ оседает вблизи центральногоприемника 4. С увеличением гидравлической нагрузки эона основного выпадения взвешенных веществ перемещаетсяк борту отстойника. При периодическомили непрерывном вращении Фермы 2 сыройостаток сгребается скребками илоскреба 3 к центральному приемнику4 и удаляется иэ него по линии выпуска. осадка 5 с помощью исполнительного механизма 6 и насоса 7.В зависимости от технологическогорежима дальнейшей переработки сырогоосадка, принятого на конкретной очистной станции, могут требоватьсяследующие режимы работы устройствапериодическое удаление осадка ипериодическое вращение Фермы отстойникауф периодическое удаление осадка инепрерывное вращение Фермы отстойникаф,непрерывное удаление осадка и непрерывное вращение Фермы отстойника.Периодическое удаление осадка может осуществляться как по сигналувнешних устройств (например, системыуправления загрузкой метантенков),так и независимо от них - по уровнюосадка в отстойнике. Далее описанаработа устройства при периодическомудалении осадка по уровню его в отстойнике и при периодическом врещенииФермы.В этом режиме работы устройствоосуществляет повторяющиеся циклы измерения уровня осадка и выгрузку егопри достижении заданного максимального уроэня. В начале каждого циклапрограммный регулятор 17 включаетэлектропривод 9 механизма вращенияФермы отстойника. Через 2-3 мин после того, как скребки илоскреба 3обрабатывают всю поверхность днищарадиального отстойника 1, программныйрегулятор 17 дает сигнал на второйвход следящего регулятора 16. Приодноконсольном илоскребке время обработки всей поверхности днища равновремени одного оборота Фермы,при двухконсольиом - времени полуоборота фермы и т.д,Следящий регулятор 16 включает измерительный блок 15 и фотодатчик 14уровня осадка. Затем .он растормаживает двигатель многооборотного исполнительного механизма 10 и включает его на опусканиефотодатчика 14 уровня осадка. При опускании фотодатчика 14 уровня осадка на глубину 1,5 - 2 м на третий вход следящегорегулятора 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 уров- З няф. Электродвигатель многооборотного исполнительного механизма 10 затормаживается при подъеме Фотодатчика уровня осадка 14 в верхнем слое осветлен-. ной воды (по сигналу датчика положе 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 измерительвого блока 15 появится сигнал фгряэноф, который через следящий регулятор 16 затормаживает электро двигатель многооборотиого исполнительного механизма 10. Вращение ферулы 2 отстойника и его илоскребов 3 продолжается.Если в течение 2 -. 3 мин на выходе измерительного блока 15 появится сигнал фчисто фотодатчик 14 уровня осадка вновь опускается вниз до слоя сырого осадка и вновь эаторма живается на 2-3 мин и т.д. Как только фотодатчик уровня осадка 14 войдет в стационарный слой сырого осад" ка (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 многооборот" ного исполнительного механизма 10, который поднимает фотодатчик 14 уровня осадка в верхний слой осветленной воды. цикл измерения 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 ферулы 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 17 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 нотстойнике не превысит максимально заданный. В этом случае программный регулятор 17 открывает исполнительный механизм 6 н включает электродвигатель насоса 7 откачки осадка. Во времяудаления 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 фото- датчика 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 временными интервалами между циклами (для ликгидации 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 ко торого соединен со вторым выходом датчика положения 12 через программный регулятор 17. Подобная связь позволяет регистрировать уровень сырого, осадка либо в. виде чередующихся пиковф, повторяющих реальные пе ремещения фотодатчика 14 уровня осадка, либо в виде ступенчатой кривой, высота фступеньки 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" 2 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 11 и погруженными на 3/4 в осветленную воду , В бак залит слабый раствор кислоты или поверхностно-активного ве я щества. При подъеме, фотодатчика уров" ня 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 осад. ка 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 ключения электропривода 9 механизма вращения Фермы, выдержка времени на обработку илоскребами всей поверхности днища отстойника и изменяется настройка регулируемого задатчика 5 времени 19. Устройство работает аналогично при, регулировании вертикальных и горизонтальных отстойников.При непрерывном вращении фермыи 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 работаетнепрерывно и имеет лишь блокировкУпо уровню осадка в приемной камере 8.Исполнительный механизм б на линиивыпуска осадка постоянно приоткрыти 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 циклю)ми .измерения. При этом используется запоминающее устройство, обеспечивающее записьуровня 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 иэмереeиями 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 Ьри 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 изобретенияУстройство для автоматического регулирования выпуска осадка иэ кана791649 10 каз 9375 19 ВНИ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна лизационных отстойников, включающеедатчик урэвня осадка, соединенный через измерительный блок н следящий регулятор с многооборотным исполнительным механизмом перемещения дат"чика уровня осадка, насос откачки осадка, исполнительныймеханизм на линии выпуска осадка иэлектропривод механизма вращени я Формыотстойника,о т л и ч а ю щ е е с ятем, что,.с целью расширения Функциональных воэможностей устройства эасчет повышения надежности его работы,устройство снабжено регулируемым задатчиком, программным регулятороми датчиком положения многооборотногоисполнительного механизма, соединенным 15со следящим регулятором, программным регулятором и регулируемым эадатчикомсвязанным с программным регулятором,при этом программный регулятор соединен с насосом откачки осадка, исполнительным механизмом на линии выпускафсадка, электроприводом механизмавращения фермы отстойника и следящимрегулятором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Типовой проект. Радиальные первичные.отстойники диаметром 20 м дляочистных канализационных станций. М.,ГПИ Гипрокоммунводоканал, 1963с. 11.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2162035/29-26,кл. С 02 С 1/06, 11,08,75. Тираж 1020 Подписное