АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ЖИДКОСТИ
AUTOMATIC DEVICE FOR FLUID WITHDRAWAL

Усовершенствование относится к водоочистным сооружениям, в частности биологической очистки сточных вод, и может быть использовано для сбора и отвода всплывающих веществ с водной поверхности в первичных отстойниках, например, для отвода жира с водной поверхности; в SBR-реакторах (англ. SBR - Sequence Batch Reactor, реактор переменного действия) для равномерного отвода определенного расхода обрабатываемой воды с постоянным контролем перемещения бункера; в усреднителях с переменным уровнем воды - для равномерного отвода воды с постоянным контролем перемещения бункера; в сгустителях осадка - для отвода осветленной воды с контролем мутности воды на переливе бункера.
Известно автоматическое устройство для отвода жидкости (см. Авторское свидетельство СССР 821410, С02F 1/52, 1981), содержащее погружной бункер в резервуаре с водой, жировую трубу, вход которой соединен с выходом из бункера.
В известном устройстве для удаления плавающих веществ, при движении фермы, плавающие на водной поверхности радиального отстойника вещества собираются с помощью полупогружной доски, которая сгоняет всплывшие вещества в бункер, который принудительно затапливается при подходе к нему фермы с полупогружной доской. Бункер снова поднимается над водной поверхностью отстойника при уходе полупогружной доски от бункера. В затопленном состоянии бункера происходит удаление путем слива в него плавающих веществ вместе с водой в жировую трубу отстойника. Бункер автоматически затапливается каждый раз при подходе к нему фермы с полупогружной доской. При этом в бункер вместе с плавающими веществами уходит большое количество воды, даже тогда, когда всплывших веществ незначительное количество на водной поверхности отстойника, что увеличивает нагрузку на очистные сооружения.
Техническая задача, решаемая посредством настоящего усовершенствования, состоит в повышении эффективности удаления плавающих веществ с водной поверхности или отвода осветленной воды, снижения выноса воды через бункер вместе с удаленными плавающими веществами, возможность работы в ручном или автоматическом режимах работы устройства по заданному техпроцессу.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматическое устройство для отвода жидкости, содержащее погружной бункер, трубу, вход которой соединен с выходом из бункера, отличающееся тем, что бункер закреплен к подвижной раме, имеющей возможность перемещения относительно неподвижной рамы с помощью закрепленного на ней электропривода с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы бункера, снабжено, по меньшей мере, одним датчиком, блоком автоматического управления электроприводом с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы бункера, с регулировкой глубины и времени нахождения бункера под водой.
В автоматическом устройстве для отвода жидкости блок автоматического управления электроприводом с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы бункера содержит блок сравнения данных, таймер, блок выполнения алгоритма рабочего хода, где один из входов блока сравнения данных соединен с выходом таймера, другой из входов блока сравнения данных соединен с выходом, по меньшей мере, одного датчика, выход блока сравнения данных соединен со входом блока выполнения алгоритма рабочего хода, выход которого соединен со входом электропривода с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы бункера.
Технический результат: усовершенствование позволяет полностью автоматизировать процесс удаления плавающих веществ через бункер, обеспечить возможность контроля и регулировки глубины и времени нахождения бункера под водой, отслеживать положение бункера относительно уровня воды, обеспечить возможность контроля и регулировки в широких пределах количества отводимой воды через бункер.
Конкретный пример выполнения устройства приведен на рисунках и схемах.
Фиг.1. Автоматическое устройство для отвода жидкости. Блок-схема блока управления электроприводом перемещения бункера.
Фиг.2. Автоматическое устройство для отвода жидкости. Фрагмент устройства.
Фиг.3. Автоматическое устройство для отвода жидкости. Фрагмент устройства.
Перечень обозначений на рисунках и схемах
1. Резервуар.
2. Бункер.
3. Жировая труба.
4. Подвижная рама.
5. Неподвижная рама.
6. Электропривод с винтовым механизмом.
7. Датчик.
8. Блок автоматического управления электроприводом 6.
9. Уровень воды.
10. Ходовой винт.
11. Металлический подвижный элемент.
Автоматическое устройство для отвода жидкости, далее по тексту устройство, показано на примере его использования для сбора и отвода всплывающих веществ с водной поверхности или отвода осветленной воды из резервуара.
Устройство устанавливается в резервуар 1 с водой, и содержит погружной бункер 2, жировую трубу 3, вход которой соединен с выходом из бункера. Бункер 2 закреплен к подвижной раме 4, имеющей возможность перемещения относительно неподвижной рамы 5 с помощью закрепленного на ней электропривода 6 с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы 4 бункера 2, снабжено, по меньшей мере, одним датчиком 7, блоком 8 автоматического управления электроприводом 6 с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы 4 бункера 2, с регулировкой глубины и времени нахождения бункера 2 под уровнем 9 воды, с возможностью отслеживания положения бункера относительно уровня воды и возможностью контроля мутности отводимой воды.
Блок 8 автоматического управления электроприводом с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы 4 бункера 2 содержит блок сравнения данных, таймер, блок выполнения алгоритма рабочего хода, где один из входов блока сравнения данных соединен с выходом таймера, другой из входов блока сравнения данных соединен с выходом, по меньшей мере, одного датчика 7, выход блока сравнения данных соединен со входом блока выполнения алгоритма рабочего хода, выход которого соединен со входом электропривода 6 с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы 4 бункера 2.
Винтовой механизм электропривода 6 содержит ходовой винт 10, закрепленный его верхним концом к валу электропривода 6, а другим его нижним концом к подвижной раме 4 с установленным на подвижной раме 4 бункером 2.
Неподвижная рама 5 снабжена площадкой техобслуживания электропривода 6 и управления техпроцессом погружения под уровень 9 воды и всплытия над уровнем 9 воды бункера 2 в автоматическом или ручном режимах. Для перемещения бункера 2 использован электропривод 6 с винтовым механизмом, например, 250 Вт, 380 В. AUMA SA10.2/F10, положение открыть/закрыть, в комплекте с муфтой тип «А» DIN 3210.
В качестве одного из датчиков 7 использован индукционный датчик, выдающий тактовый импульс каждый раз, когда мимо него проходит металлический элемент 11, например, ферма илоскреба в первичном отстойнике, или металлический элемент 11 поплавка в резервуаре 1 с водой для отслеживания или поддержания требуемого уровня 9 воды в резервуаре 1 (в случае применения устройства в SBR-реакторе переменного действия, в усреднителе, сгустителе).
В качестве иного датчика 7 может быть датчик мутности отводимой воды через бункер 2, или датчик уровня для постоянного контроля глубины погружения бункера 2.
Средняя часть жировой трубы 3 выполнена из гофрированной трубы, из упруго-эластичного материала, например резины или из полимерного материала типа ударопрочного ПВХ, и имеет возможность изгибаться при перемещении бункера 2 выше или ниже уровня 9 воды в резервуаре 1.
Верхний конец жировой трубы 3 из нержавеющей стали жестко и герметично закреплен к бункеру 2, нижний конец жировой трубы проходит сквозь стенку резервуара 1.
В тракте жировой трубы 3 может быть установлен насос для принудительной откачки воды из резервуара 1 через бункер 2.
В качестве датчика 7 может быть измеритель мутности отводимой осветленной воды, например в случае применения устройства в сгустителе.
Устройство работает следующим образом.
Предусмотрено два режима работы устройства: ручной или автоматический, которые выбираются оператором с помощью переключения им 2-позиционной ручки-селектора, имеющейся на щите блока 8 управления электроприводом 6 с винтовым механизмом перемещения подвижной рамы 4 бункера 2.
При ручном режиме погружение бункера 2 на заданную глубину определяется продолжительностью нажатия кнопки «опуск» на щите блока 8 управления электроприводом 6. Максимальная глубина задается первым концевым выключателем электропривода 6.
Продолжительность погружения бункера 2 контролируется оператором визуально.
В исходном положении верхняя часть бункера 2 выступает над уровнем 9 воды на 25 мм или больше, что можно отрегулировать оператору на щите блока 8 автоматического управления электроприводом 6.
Поднятие верхней части бункера 2 над уровнем 9 воды в резервуаре 1 при нажатии на кнопку «подъем», имеющейся на вышеупомянутом щите блока 8 автоматического управления электроприводом 6, остановка электропривода 6, когда верхняя часть бункера 2 вышла над уровнем 9 воды в резервуаре 1 осуществляется по срабатыванию второго концевого выключателя электропривода 6.
В автоматическом режиме работы устройства металлический подвижный элемент 11 проходит мимо неподвижного датчика 7, то с выхода датчика 7, исходит тактовый импульс каждый раз, когда мимо него проходит металлический подвижный элемент 11.
Тактовый импульс с выхода неподвижного датчика 7 поступает на один из входов блока сравнения данных блока 8 автоматического управления, в который должен поступить также управляющий импульс от таймера, если управляющий сигнал не поступает ни на один из входов блока сравнения данных, то верхняя часть бункера 2 выступает над уровнем 9 воды в резервуаре 1, при этом сгона плавающих веществ в бункер 2 не происходит, что увеличивает их концентрацию на водной поверхности резервуара 1 и снижает расход воды на удаление из него плавающих веществ.
С помощью таймера в блоке автоматического управления электроприводом выполняется установка частоты срабатывания отвода через бункер 2 плавающих веществ. При поступлении сигнала из блока 8 автоматического управления электроприводом на погружение бункера 2, то через бункер 2 происходит интенсивный отвод плавающих веществ, промывка жировой трубы 3 и бункера 2 в результате погружения бункера 2 ниже уровня 9 воды в резервуаре 1 на заданную глубину его погружения.
Максимальная глубина погружения или всплытия бункера 2 ограничивается концевыми выключателями электропривода перемещения бункера 2, которые закреплены на неподвижной раме 5, где установлен электропривод 6 с винтовым механизмом и ходовым винтом 10.
Продолжительность погружения бункера 2 устанавливается по таймеру блока 8 автоматического управления и является регулируемой величиной.
Минимальный объем воды, сбрасываемый за цикл погружения бункера, составляет 1,3-1,5 кубометра.
Если управляющий сигнал в блоке 8 автоматического управления от таймера поступает на один из входов блока сравнения данных, то с выхода блока сравнения данных поступает управляющий импульс на вход блока выполнения алгоритма рабочего хода, от которого поступает соответствующие управляющие импульсы на вход электропривода 6, который с помощью винта 10 винтового механизма погружает бункер 2 под уровень 9 воды в резервуаре1 или на заданную глубину его погружения, выдерживает бункер 2 в погруженном положении, перемещает бункер 2 в исходное положение над уровнем 9 водной поверхности резервуара 1.
В затопленном положении бункера 2 верхний слой воды из-под уровня 9 воды в резервуаре 1 самотеком сливается в бункер 2 вместе с плавающими веществами, которые отводятся из бункера 2 через жировую трубу 3 и поступают, например, снова на вход очистных сооружений или куда подальше.
Блок 8 автоматического управления электроприводом имеет такие основные функции: обеспечение возможности ручного и автоматического режимов удаления плавающих веществ с водной поверхности; автоматическое удаление плавающих веществ в течении суток; диагностику оборудования по заданным алгоритмам; регулирование параметров техпроцесса - периодичности срабатывания устройства и продолжительности нахождения бункера в затопленном положении; защиту электрооборудования от перегрузок; индикацию текущих и заданных параметров работы устройства; аварийную сигнализацию; снабжен кнопками ручного управления на щите навесного шкафа с блоком управления электроприводом.
Высота кромки бункера 2 над уровнем 9 воды в резервуаре 1, в пределе 20±10 мм. Например, в конкретном примере 25 мм.
Ход погружения бункера 2 до 180 мм, например, в конкретном примере 65 мм.
Время цикла погружения бункера составляет до 20 с. Например, в конкретном примере 10 с.
Длительность нахождения бункера на максимальной глубине до 1000 с, например, в конкретном примере 24 с.
Расход воды отвода плавающих веществ через бункер составляет до 200 л/с, например, в конкретном примере 48 л/с.
Расход воды за одно погружение бункера не более 6 кубометров.
Установочная величина от 1,3 до 1,5 кубометров.
Скорость вращения выходного винта 19 электропривода 90 об/мин.
При глубоком погружении бункера от уровня 9 воды, когда бункер полностью наполнен водой для обеспечения максимального равномерного расхода воды через бункер 2 или при отсутствии плавающих веществ, то через бункер 2 проходит только вода, что имеет место в SBR-реакторах, усреднителях, сгустителях.
Использование устройства позволяет:
- в первичных отстойниках полностью автоматизировать процесс сбора и отвода всплывающих и плавающих веществ, обеспечить возможность регулирования в широких пределах количества отводимой воды и количества плавающих веществ, проходящих через бункер;
- в SBR-реакторах обеспечить равномерный отвод определенного расхода обрабатываемой воды с постоянным отслеживанием положения бункера относительно уровня воды;
- в усреднителях с переменным уровнем обеспечить равномерный отвод воды с постоянным отслеживанием положения бункера относительно уровня воды;
- в сгустителях осадка обеспечить отвод осветленной воды с постоянным отслеживанием положения бункера относительно уровня воды с контролем мутности вод, например, на переливе погруженного бункера.