УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД ЗАМОРАЖИВАНИЕМ
PLANT FOR DEHYDRATION OF SEWAGE SLUDGE BY FREEZING

Изобретение относится к автоматически управляемым установкам для обработки осадка сточных вод путем замораживания в естественных условиях.
Известно устройство для осветления промывных вод и обезвоживания осадка, содержащее цилиндрический корпус с суживающимся основанием, установленный в корпусе фильтрующий элемент, питающий патрубок, патрубок для отвода осветленной жидкости, патрубок для отвода осадка, устройство для автоматического управления работой установки и датчики для регистрации уровня жидкости, расположенные в цилиндрической части корпуса выше фильтрующего элемента (Патент РФ №89987 U1, дата приоритета 06.08.2009, дата публикации 27.12.2009, авторы Петров С.В. и др., RU).
Недостатком известного устройства является длительность процесса обезвоживания осадка сточных вод.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению, принятому в качестве прототипа, является установка для обезвоживания осадка сточных вод, содержащая передвижной резервуар, внутри которого размещена полуцилиндрическая рабочая камера, образующая с боковыми стенками резервуара гидроотсеки, резервуар снабжен щитом, в котором вмонтирована с возможностью поворота плоскость, корректирующая направление движения воздушных потоков, щит оборудован средствами подъема и установки, позволяющими регулировать высоту расположения и угол поворота плоскости, гидроотсеки резервуара снабжены патрубками подачи и сброса горячей воды и термодатчиком, а в камере расположена траверса с монтажной петлей для выгрузки замороженного осадка, кроме того, установка снабжена устройством для автоматического управления элементами установки и содержит датчик углового положения плоскости с индикатором ошибки и переключателями задатчика стабилизируемого угла, датчик высотного положения плоскости с индикатором ошибки, датчик скорости ветра, датчик температуры окружающей среды, блок управления и дискретные гидравлические приводы, связанные с исполнительными органами системы подъема и установки щита с плоскостью (Патент РФ №132067 U1, дата приоритета 15.03.2013, дата публикации 10.09.2013, авторы: Халтурина Т.И., Климов А.С., Климова О.Л., RU, прототип).
Недостатком прототипа является низкая производительность установки из-за длительности процесса замораживании осадка сточных вод в естественных условиях, что обусловлено низкой эффективностью работы устройства для автоматического управления элементами установки в связи с несовершенной структурой блока управления, формирующего управляющие сигналы с низкой степенью точности для сведения текущих ошибок к нулю.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является обеспечение установки для обезвоживания осадка сточных вод замораживанием более эффективным устройством для автоматического управления элементами установки за счет использования структуры логического нечеткого регулятора с целью формирования более точных управляющих сигналов, сокращения длительности процесса замораживании осадка сточных вод в естественных условиях и увеличения производительности установки.
Для решения технической проблемы предложена установка для обезвоживания осадка сточных вод замораживанием, содержащая передвижной резервуар, внутри которого размещена полуцилиндрическая рабочая камера, образующая с боковыми стенками резервуара гидроотсеки. Резервуар снабжен щитом, в котором вмонтирована с возможностью поворота плоскость, корректирующая направление движения воздушных потоков. Щит оборудован средствами подъема и установки, позволяющими регулировать высоту расположения и угол поворота плоскости. Гидроотсеки резервуара снабжены патрубками подачи и сброса горячей воды и термодатчиком. В камере расположена траверса с монтажной петлей для выгрузки замороженного осадка. Кроме того, установка снабжена устройством для автоматического управления элементами установки и содержит датчик углового положения плоскости с индикатором ошибки и переключателями задатчика стабилизируемого угла, датчик высотного положения плоскости с индикатором ошибки, датчик скорости ветра, датчик температуры окружающей среды, блок управления и дискретные гидравлические приводы, связанные с исполнительными органами системы подъема и установки щита с плоскостью. Новым является то, что блок управления, формирующий управляющие сигналы, выполнен в виде логического нечеткого регулятора, который содержит последовательно связанные между собой фазификатор с четырьмя входами, блок обработки и дефазификатор. При этом датчик углового положения плоскости связан с первым входом фазификатора, датчик высотного положения плоскости связан со вторым входом фазификатора, датчик скорости ветра связан с третьим входом фазификатора, датчик температуры окружающей среды связан с четвертым входом фазификатора. Фазификатор, являющийся преобразователем, обеспечивающим перевод исходных данных с упомянутых датчиков в значения лингвистических переменных, связан с блоком обработки, реализующим процедуры нечеткого вывода на множестве продукционных правил, составляющих базу знаний системы управления, и формирующим выходные лингвистические значения для связанного с ним дефазификатора, обеспечивающего перевод лингвистических значений в точные значения результатов вычислений и формирующего управляющие сигналы, подаваемые для воздействия на дискретные гидравлические приводы для сведения текущих ошибок к нулю.
На чертеже приведена структурная схема устройства для автоматического управления элементами установки для обезвоживания осадка сточных вод замораживанием.
Заявляемая установка для обезвоживания осадка сточных вод замораживанием выполнена на базе изобретения по авторскому свидетельству СССР №1495316 и включает передвижной резервуар с размещенной в нем полуцилиндрической рабочей камерой, образующей с боковыми стенками резервуара гидроотсеки, снабженные патрубками подачи и сброса горячей воды и термодатчиком. Резервуар снабжен щитом с вмонтированной в нем с возможностью поворота плоскостью, корректирующей направление движения воздушных потоков. При этом щит оборудован средствами подъема и установки, позволяющими регулировать высоту расположения и угол поворота плоскости. В камере расположена траверса с монтажной петлей для выгрузки замороженного осадка (условно не показано). Кроме того, установка для обезвоживания осадка сточных вод замораживанием снабжена устройством для автоматического управления элементами установки. При этом она содержит датчик углового положения плоскости 1, имеющий индикатор ошибки и переключатели задатчика стабилизируемого угла, датчик высотного положения плоскости 2 с индикатором ошибки, датчик скорости ветра 3, датчик температуры окружающей среды 4. Каждый датчик установлен в соответствующем месте на элементах установки и соединен с фазификатором 5, имеющим четыре входа, соединенных с соответствующими датчиками 1, 2, 3 и 4. Фазификатор 5 и последовательно соединенные с ним блок обработки 6 и дефазификатор 7 образуют структуру логического нечеткого регулятора, формирующего на выходе управляющие сигналы, подаваемые для воздействия на дискретные гидравлические приводы 8, связанные с исполнительными органами средств подъема и установки щита с плоскостью.
Для реализации изобретения могут быть использованы следующие известные элементы и блоки:
- датчик углового положения плоскости 1, например (https://zetlab.com/product-category/datchiki/datchiki-peremeshheniya/uglovyie-datchi-polozheniya/, дата просмотра 06.03.2019 г.), имеющий индикатор ошибки и переключателями задатчика стабилизируемого угла;
- датчик высотного положения плоскости 2, например (https://yandex.ru/images/search?text=дaтчик%20выcoтнoгo%20пoлoжeния%20фoтo&stype=image&1r=62&source=wiz, дата просмотра 06.03.2019 г.), имеющий индикатор ошибки;
- датчик скорости ветра 3, например (https://yandex.ru/images/search?text=дaтчик%20cкopocти%20вeтpa%20фoтo&1r=62, дата просмотра 06.03.2019 г. );
- датчик температуры окружающей среды 4, например (https://yandex.ru/images/search?text=дaтчик%20тeмпepaтypы%20oкpyжaющeй%20cpeды%20фото&1r=62, дата просмотра 06.03.2019 г.);
- фазификатор 5, например (https://yandex.ru/images/search?text=блoк%20фaзификaтop%20фoтo&1r=62, дата просмотра 06.03.2019 г.);
- блок обработки 6, например (https://yandex.ru/images/search?text=блoк%20aдaптивнoгo%20yпpaвлeния%20фoтo&1r=62, дата просмотра 06.03.2019 г.);
- дефазификатор 7, например (https://yandex.ru/images/search?text=блoк%20дeфaзификaтop%20фoтo&1r=62, дата просмотра 06.03.2019 г.);
- дискретные гидравлические приводы 8, например (https://yandex.ru/images/search?text=диcкpeтныe%20гидpaвличecкиe%20пpивoды%20фoто&1r=62, дата просмотра 06.03.2019 г.), связанные с исполнительными органами средств подъема и установки щита с плоскостью.
В процессе работы установки для обезвоживания осадка сточных вод замораживанием датчик углового положения плоскости 1 вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения рабочей плоскости установки от гравитационной вертикали. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика углового положения плоскости 1 на первый вход фазификатора 5. Датчик высотного положения плоскости 2 вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения рабочей плоскости установки от положения, заданного экспериментальным путем. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика высотного положения плоскости 2 на второй вход фазификатора 5. Датчик скорости ветра 3 вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения скорости движения воздушных потоков от заданных оптимальных значений. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика скорости ветра 3 на третий вход фазификатора 5. Датчик температуры окружающей среды 4 вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения температуры окружающей среды от заданных оптимальных значений. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика температуры окружающей среды 4 на четвертый вход фазификатора 5. Фазификатор 5 переводит исходные данные с датчиков в значения лингвистических переменных для блока обработки 6. Блок обработки 6 реализует процедуры нечеткого вывода на множестве продукционных правил, составляющих базу знаний системы управления, в результате чего формируются выходные лингвистические значения для дефазификатора 7. Дефазификатор 7 переводит лингвистические значения в точные значения результатов вычислений и формирует управляющие сигналы, подаваемые для воздействия на дискретные гидравлические приводы 8, связанные с исполнительными органами средств подъема и установки щита с плоскостью, для сведения текущих ошибок к нулю. Длительность и частота управляющих сигналов зависит от величины ошибки.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в сокращении длительности процесса замораживании осадка сточных вод в естественных условиях и увеличении производительности установки за счет повышения эффективности устройства для автоматического управления элементами установки в связи с возможностью формирования более точных управляющих сигналов, обеспечивающих оптимальные условия процесса замораживания.