Устройство для автоматического регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

98508

Союз Советскнх

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 09.||I.1972 (¹ 1751770!23-26) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 27.IX.1973. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 9.IV.1974.Ч. Кл. С 02с 5. 02

G 05г1 27/00

Гасударственна и номитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и отнрытий

УДК 628.543:66.012-52 (088.8) Автор изобретения

Заявитель

А. С. Дмитриев

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

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

П РОЦЕССА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ П РОМЬ1ШЛ ЕН Н ЫХ

СТО Ч НЪ|Х ВОД

Йзобретение относится к технике очистки сточных вод. Оно может быть использовано на сооружениях реагентной очистки промышленных стоков, загрязненных кислотами, щелочами, солями металлов.

Известен ряд устройств для автоматического регулирования процесса нейтрализации сточных вод путем стабилизации величины рН обработанных ре агентом стоков на выходе из проточного смесителя-реактора. Такие устройства строятся по принципу регулирования по отклонению с одпим рН-метром, либо с использованием сигнала и по возмущению от второго рН-метра на входе в реактор.

В известных системах рН-метр на выходе из реактора подает сигнал, пропорциональный отклонению параметра регулирования от заданного значения, на вход изодромного регулятора, воздействующего на дозатор рсагента. Регулятор имеет постоянную динамическую настройку.

|-1о "àêèå устройсгва не обеспечивают стабильного заданного значения рН на выходс реактора при нейтрализации сточных вод, содержащих смеси сильных и слабых кислот и их солей в переменных концентрациях. Такой состав стоков характерен для многих отраслей химической промышленности (производств пластмасс, хлоропродуктов, различных химреактивов и т. д.). Значительные колебания концентраций указанных загрязнений приводят к существенному изменению одной из важнейших характеристик процесса нейтрализации: степени буферности стоков. При

5 этом показатель рН исходных стоков не отражает текущую потребность в реагенте.

В результате колебаний степени буферности в широких пределах изменяется основной показатель регулировочных свойств объекта

10 регулирования — степень самовыравнивания.

С учетом возможных отклонений расходов стоков и концентрации нейтрализующего реагента степень самовыравнивания (коэффициент усиления объекта) может изменяться в

15 100 и более раз. Поэтому регулятор, работающий с постоянной настройкой степени пропорциональности (коэффициента усиления), не обеспечивает устойчивость и заданное качество регулирования при указанном

20 составе стоков.

Целью изобретения является разработка такого устройства для регулирования процесса нейтрализации сточных вод, которое обеспечило бы полную очистку стоков от

25 смеси сильных и слабых кислот путем поддержания заданной величины рН па выходе из реактора с необходимой точностью при значительных параметрических возмущениях на входе: колебаниях степени буферности

30 стоков, их расхода и концентрации реагента.

398508

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что регулятор связан с рН-метром, установленным»а входе в реактор, и дозатором через узел самонастройки пределов пропорциональности регулятора.

Узел самонастройки состоит из блока соотношения и логического блока.

Значение степени самовыравнивания определяется как отношение сигнала Ilo расходу реагента к сигналу по рН исходных стоков.

Это справедливо при условии поддержания нейтральной реакции на выходе из реактора.

Тогда мерой полной кислотности обрабатываемых стоков является расход реагента, а отношение указанных сигналов дает количественную оценку непредставительности сигнала по рН исходных стоков, т. е. характеризует их буферность. С учетом произвольных колебаний расхода стоков и концентрации реагента это отношение, измеряемое в блоке соотношения, пропорционально степени самовыравнивания объекта регулирования. Пропорциональность обеспечивается функциональным преобразованием сигнала по рН в соответствии с кривой потенцио метрического титрования сильной кислоты щелочью. Оно реализуется нелинейным звеном на выходе рН-метра. Измеренное значение степени самовыравнивания вводится в логический блок, который осуществляет выбор и подключение одного из сменных резисторов настройки к электронному изодромному регулятору.

На чертеже показана блочная схема устройства.

Регулируемый процесс протекает в смесителе-реакторе 1. Реагент поступает на вход реактора через дозатор 2, имеющий датчик обратной связи 3. На выходе из реактора установлен рН-метр 4, снабженный сигнальными контактами, который посредством вторичного датчика о связан с изодромным регулятором 6, управляющим подачей реагента через дозатор. Указанные звенья образуют систему регулирования по отклонению рН на выходе из реактора.

На входе в реактор установлен рН-метр 7, снабженный функциональным вторичным датчиком 8, включенным на вход узла самонастройки 9. Кроме того, на вход узла самонастройки подключен датчик обратной связи дозатора. В узел самонастройки включены также сигнальные контакты рН-метра 4. Выход узла 9 связан с регулятором 6. Узел самонастройки состоит из блока соотношения

10 и логического блока 11. Блок соотношения представляет собой автоматический мост 12, в два плеча которого включены элементы 3 и 8. Автоматический мост снабжен позиционным контактором 13, подключенным к логическому блоку 11. Этот блок содержит реле времени 14, запита нное через сигнальные контакты, рН-метра 4, и группу настроечных резисторов 15 изодромного регулятора с промежуточными реле 16. Обмотки промежуточных реле запитаны через контактор 13, а их блок-контакты включены последовательно с исполнительными контактами реле времени.

Исполнительные контакты каждого из промежуточных реле включены в цепь соответствующего настроечного резистора, подключаемого к цепи обратной связи (ЦОС) 17, охватывающей электронный блок 18 регулятора 6. Сигнал по регулируемому параметру от вторичного датчика 5 поступает в измери10 тельный блок 19 регулятор а.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении величины рН на выходе из реактора от заданного значения (7+-0,2 рН) изодромный регулятор 6 воздействует по

15 ПИ-закону па дозатор 2, изменяя подачу реагента в обрабатываемую сточную воду.

Величина этого воздействия определяется настройкой пределов пропорциональности изодромного регулятора, которая в свою оче>0 редь зависит от сопротивления настроечного резистора, подключенного в данный момент к регулятору 6.

При изменениях степени буферности, расхода стоков или концентрации реагента из25 меняется отношение расхода реагента, устанавливаемого изодромным регулятором для поддержания заданного значения рН на выходе, к величине рН па входе. Получение сигнала по расходу реагента не требует при30 менения специального прибора, оно обеспечивается использованием дозатора с линейной расходной характеристикой. Мерой расхода реагента служит значение сопротивления участка обмотки датчика обратной связи 3

35 дозатора 2. Мерой рН исходных стоков служит.значение сопротивления участка обмотки функционального вторичного датчика 8 рН-метра 7. Блок 10 в зависимости от соотношения указанных сопротивлений осущест40 вляет посредством контактора 13 подготовку цепи питания соответствующего промежуточного реле 16 логического блока. Однако переключение промежуточных реле и, следовательно, смена настройки изодромного регуля45 тора допустимы лишь при условии длительного поддержания нейтральной реакции на выходе из реактора. Разрешение на смену настройки выдается посредством реле времени 14, запускаемого сигнальными контак50 тами рН-метра 4, настроенными на диапазон

7+0,5 рН. По истечении необходимого времени исполнительные контакты реле времени разрывают цепь блок-контактов промежуточных реле, что вызывает переключение по55 следних в соответствии с новым состоянием контактов позиционного контактора 13. После этого реле времени возвращается в исходное положение, и цикл повторяется. Если в промежуточный момент произойдет отклоне60 ние рН на выходе за установленные пределы, реле времени также сбрасывается в исходное положение. Реле 16 подключает к ЦОС 17 регулятора 6 резистор настройки 15.

Таким образом, узел самонастройки позво65 ляст сохранить заданный характер установив398508

Составитель А. Дмитриев

Текред 3. Тараненко

Корректоры: В. Петрова и М. Коробова

Редактор Л. Емельянова

Заказ 720 2

Тираж 755

Подписное

Изд. ¹ 1042

Типография, пр. Сапунова, 2

5 шегося режима регулирования рН па выходе из реактора и обеспечить оптимальный переходный режим регулирования после очередного возмущения в широком диапазоне изменений степени самовыравнивания процесса нейтрализации. Использование предлагаемого устройства позволит упростить технологическую схему нейтрализации стоков с перемен ой буферностью, сократить расход реагентов и предотвратить проскоки агрессивных сточных вод в водоемы или сооружения биохимической доочистки.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования процесса нейтрализации промышленных сточных вод реагентом, состоящее из проточного смесителя-реактора, рН-метров, установленных на входе и выходе реактора, электронного изодромного регулятора и дозатора реагента, отличающееся тем, что, с целью полной очистки стоков от смеси сильных и слабых кислот изодромный регулятор

6 связан с рН-метром, установленным на входе в реактор, и дозатором через узел самонастройки пределов пропорциональности регулятора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью формирования сигнала для самонастройки пределов пропорциональности регулятора по текущему значению степени самовыравпивания процесса нейтрализации, 10 узел самонастройки содержит блок соотношения, связанный с рН-метром на входе в реактор и элементом обратной связи дозатора, и соединенный с ним логический блок, связанный с регулятором и рН-метром на выходе из реактора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью осуществления самонастройки регулятора, логический блок содержит реле времени, включаемое рН-метром на выходе

20 из реактора, промежуточные реле, связанные с реле времени и блоком соотношения, и подключаемые ими к цепи обратной связи регулятора настроечные резисторы.