УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ И/ИЛИ АЭРАЦИИ
CURRENT MONITORING DEVICE AND METHOD OF CLEANING AND/OR AERATION SYSTEM

Настоящее изобретение относится к устройству для текущего контроля и поддержки технического обслуживания системы очистки и/или аэрации для устройства, служащего для приема и временного хранения загрязненной жидкости, причем эта система очистки содержит один или большее количество агрегатов, всасывающих жидкость, имеющуюся в устройстве, и выпускающих ее в устройство в виде струи. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу текущего контроля системы очистки и/или аэрации, содержащей такое устройство.
Помимо систем, содержащих смесители или мешалки, в основном используют такие системы очистки, которые оснащены насосами, всасывающими жидкость из устройства и подающими ее обратно в это устройство через один или большее количество трубопроводов. При этом также может быть предусмотрено наличие участков трубопровода, оснащенных соплами форсунок, посредством которых обеспечивают засасывание наружного воздуха в струю, подаваемую в центробежный насос, для насыщения ее воздухом и для улучшения эффективности очистки на дне устройства.
Системы очистки этого типа известны, в частности, из патента Германии DE 19955424 С2 и из европейского патента ЕР 1039053 В1. Их, предпочтительно, используются в резервуарах для грязной воды, в бассейнах для слива избыточной дождевой воды и в канализационных коллекторах. Поскольку в них для очистки и аэрации используют воду, имеющуюся в соответствующем устройстве и загрязненную взвешенными веществами, существует опасность засорения сужений на пути транспортировки воды, то есть, в основном, форсунок, прилипающими частицами грязи. Процесс засорения обычно является постепенным. Поскольку те части системы очистки или аэрации, которые подвержены риску засорения, расположены ниже, по меньшей мере, временно имеющегося уровня воды, то проверка путем визуального осмотра не всегда возможна. Следовательно, наличие засорения часто выявляют только после того, как уже произошло полное закупоривание. Результатом является полный выход из строя системы очистки.
В патенте Германии DE 102005023269 А1 раскрыт способ и устройство для текущего контроля системы очистки, в котором уже могут быть выявлены предстоящие нарушения работы. С этой целью контролируют режим протекания жидкости в потоке жидкости, сгенерированном агрегатом. Если текущий контроль потока жидкости здесь осуществляют по струе, сгенерированной агрегатом, то когда в качестве агрегата для выпуска струи используют центробежный насос, контролируют режим всасывания центробежного насоса в области впускного канала или режим потока жидкости в трубопроводах, подаваемой центробежным насосом путем всасывания или нагнетания. Как описано в этом патенте, измерения в потоке жидкости, сгенерированном агрегатом, являются чувствительными к загрязнениям, присутствующим в жидкости, или несут риск быстрого износа используемых датчиков.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа изложенного во введении типа, которые обеспечивают рентабельный и надежный текущий контроль режима потока жидкости.
Согласно настоящему изобретению эта поставленная задача достигнута путем размещения одного или большего количества измерительных приборов в зоне трубы воздухозаборника для текущего контроля режима потока жидкости. Текущий контроль режима потока жидкости на пути потока в системе посредством измерительных приборов, расположенных на трубе воздухозаборника или в зоне трубы воздухозаборника, и/или вблизи нее, означает, что к используемым измерительным приборам предъявляются меньшие требования. Измеряемой текучей средой обычно является всасываемый наружный воздух в трубе воздухозаборника. При обычном режиме работы для генерации струи всасывают конкретное количество воздуха через трубу воздухозаборника. Изменение режима потока воздуха, всасываемого через трубу воздухозаборника, указывает на начинающееся засорение в области сужения пути потока жидкости в системе. Загрязнения или твердые вещества, присутствующие в протекающей среде, не влияют на данные измерений. Кроме того, измерительные приборы не являются постоянно подвергающимися воздействию абразивной и агрессивной жидкости, что происходило бы в любом другом месте системы очистки, вследствие чего возрастает срок службы измерительных приборов.
В альтернативном варианте в системах, в которых вследствие места, где они установлены, и преобладающих уровней жидкости эффективность всасывания сопла форсунки является недостаточной, входное отверстие трубы воздухозаборника может быть соединено с внешним источником воздуха. В этом случае пониженное давление больше не влияет на приток воздуха через трубу воздухозаборника к струе, а на него влияет избыточное давление относительно давления окружающей среды.
Настоящее изобретение обеспечивает не только рентабельный, надежный и заблаговременный текущий контроль засорений в системе очистки. Как ни удивительно, настоящее изобретение обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что в результате размещения измерительных приборов на трубе воздухозаборника определяют количество воздуха, введенного в сгенерированную струю жидкого воздуха. Тем самым, система очистки согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность указания степени аэрации резервуара или бассейна.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что один или большее количество измерительных приборов осуществляют текущий контроль и/или измерение потока воздуха и/или жидкости, присутствующего в трубе воздухозаборника. Таким образом, измерительные приборы осуществляют текущий контроль режима потока жидкости посредством контроля воздушного потока, сгенерированного агрегатом, который проходит через трубу воздухозаборника. Дополнительно предусмотрено, что измерительные приборы осуществляют текущий контроль и/или измерение потока жидкости, присутствующего в трубе воздухозаборника. Таким образом, гарантировано, что в случае затопления трубы воздухозаборника и/или в случае повышения уровня жидкости в трубе воздухозаборника, что происходит при сильном засорении, измерения все-таки могут быть произведены.
Было доказано следующее: целесообразно, чтобы устройство имело один или большее количество датчиков, расположенных в или на трубе воздухозаборника, для текущего контроля и/или измерения потока воздуха и/или потока жидкости. Такие датчики могут быть выступающими внутрь трубы воздухозаборника или могут быть закреплены иным образом. Датчики имеют конструкцию, которая является непроницаемой для жидкости, затопляемой или защищенной от агрессивных жидкостей, для обеспечения их функционирования также во время временных или постоянных затоплений.
Целесообразно, чтобы устройство содержало блок оценки для обнаружения различных режимов работы. Такой блок оценки обнаруживает различные режимы работы, такие как, например, "удовлетворительный поток", "частичное засорение" и "нарушение работы/засорение". Кроме того, может использоваться блок индикации, посредством которого всегда возможна проверка состояния системы и, прежде всего, всегда возможно быстрое вмешательство в случае наличия полученных изменений. А посредством функции документирования, которую имеет блок оценки, сведения о соответствующих режимах работы системы могут быть сохранены на протяжении некоторого промежутка времени и зарегистрированы с возможностью их проверки.
Способ текущего контроля и поддержки технического обслуживания системы очистки и/или аэрации, упомянутой во введении, обеспечивает текущий контроль режима потока жидкости посредством одного или большего количества измерительных приборов, расположенные в области трубы воздухозаборника.
Здесь целесообразно, чтобы измерительные приборы осуществляли текущий контроль и/или измерение потока воздуха и/или жидкости, присутствующего в трубе воздухозаборника.
Блок оценки обнаруживает различные режимы работы, такие как, например, "удовлетворительный поток", "частичное засорение" и "нарушение работы/засорение". В дополнение к этому, блок индикации может отображать соответствующий режим работы системы.
Рентабельный способ обеспечивает текущий контроль и/или измерение потока воздуха и/или поток жидкости посредством одного или большего количества датчиков, которые являются выступающими внутрь трубы воздухозаборника.
В альтернативном варианте предложен способ, в котором текущий контроль и/или измерение потока воздуха и/или потока жидкости осуществляют посредством одного или большего количества измерительных приборов, размещенных в или на трубе воздухозаборника. Было доказано, что размещение снаружи обеспечивает простоту монтажа.
Более подробное объяснение изобретения приведено со ссылкой на иллюстративный вариант его осуществления. На чертеже показан центробежный насос 2, расположенный на дне 1 бассейна для слива избыточной дождевой воды, который на чертеже не показан, и имеющий всасывающую трубу 3, через которую он всасывает воду из бассейна. Вода под давлением, созданным центробежным насосом 2, возвращается в бассейн через трубу 4, очистной элемент 5, сопло 6 форсунки и наконечник 7, создающий струю. В этом процессе воздух всасывается через трубу 8 воздухозаборника, которая выступает наружу выше максимально возможного уровня воды в бассейне, в сопло 6 форсунки и смешивается с поданной водой. Таким образом, смесь воды и воздуха выпускают через наконечник 7, создающий струю. В альтернативном варианте подача воздуха в трубу воздухозаборника также может быть осуществлена посредством источника сжатого воздуха. Это может зависеть от расположения и/или режимов работы системы.
Вследствие того, что вода, имеющаяся в бассейне для слива избыточной дождевой воды, насыщена загрязнениями, для системы очистки существуют две проблемные зоны: ими являются область 9 впуска во впускном отверстии во всасывающую трубу 3 и область перед соплом 6 форсунки. Грязь вместе с волокнистыми компонентами может прикрепляться, в частности, имея тенденцию очень легко застревать, прежде всего, в последней области, которая образует значительное сужение. Это может вызывать усиливающееся засорение, которое приводит к ухудшению аэрации и эффективности очистки и, в конечном счете, к засорению, то есть к выходу системы из строя.
Посредством датчика 10 расхода, который расположен в верхней области трубы 8 воздухозаборника и чувствительный элемент которого выступает внутрь трубы 8 воздухозаборника, измеряют воздух, всосанный через трубу 8 воздухозаборника, во время работы системы. Например, пригодным является датчик расхода, работающий согласно калориметрическому принципу, выходной сигнал которого является мерой скорости потока воздуха, проходящего мимо его чувствительного элемента, и, следовательно, количества воздуха, всосанного через трубу 8 воздухозаборника. В альтернативном варианте может быть использован измерительный прибор, который производит измерения снаружи, например ультразвуковой датчик, прикрепленный к трубопроводу для всасывания воздуха. Измеренное значение, сформированное из сигнала, предоставляет информацию о скорости потока. Исходя из этого значения, блоком 12 оценки может быть определено количество воздуха, введенного в водно-воздушную струю, сгенерированную в сопле 6 форсунки. Степень аэрации системы очистки бассейна может быть определена блоком оценки 12 и показана на его дисплее. Через кабель 11 датчика датчик 10 расхода передает данные о соответствующем режиме работы в блок 12 оценки для оценки сигналов датчика и для их отображения.
В случае засорения на пути потока жидкости в агрегате количество воздуха, всасываемого через трубу 8 воздухозаборника во время работы, уменьшается. В этом случае блок 12 оценки обнаруживает засорение. Согласно переданным сигналам датчика блок 12 оценки различает различные режимы работы, такие как, например, удовлетворительный режим работы, частичное засорение или нарушение работы, причем этот блок оценки показывает эти режимы работы оптическими и/или акустическими средствами. Само собой разумеется, что вместо этого блока 12 оценки также может быть использован любой иной выбранный прибор, например компьютер.
Поскольку на поток в трубе 8 воздухозаборника влияют не только возможные засорения в сопле 6 форсунки, но и изменения во всей области нагнетания центробежного насоса 2, то датчик 10 расхода также обнаруживает нарушения, происходящие в любом другом месте, а именно, например, в области 9 впуска. Они также могут быть обнаружены, если происходит затопление трубы 8 воздухозаборника в результате слишком высокого уровня жидкости в бассейне.
Предложенное в настоящем изобретении размещение датчика 10 расхода, по существу, не ограничено трубой 8 воздухозаборника, но также предусмотрена возможность его размещения, например, в областях воздухозаборника сопла 6 форсунки. Согласно настоящему изобретению также могут использоваться дополнительные измерительные приборы, работающие согласно другим принципам измерений, например датчики давления.