система автоматического управления технологическим процессом очистки воды на скорых фильтрах

Формула изобретения

Система автоматического управления технологическим процессом очистки воды на скорых фильтрах, содержащая фильтр с зернистой загрузкой, работающий в режиме периодической промывки, датчик уровня воды и датчик потери напора, измеряющий разность давлений воды до и после фильтра, контроллерный шкаф управления, принимающий сигналы от датчиков уровня воды и потери напора, отличающаяся тем, что дополнительно установлены датчики расхода и давления промывной воды, преобразователь частоты, включенный в питающую сеть электродвигателя промывного насоса и управляемый сигналами с контроллерного шкафа, принимающего сигналы от датчиков расхода и давления промывной воды, на линии фильтрата установлены датчик расхода фильтрата и затвор с дистанционным блоком управления, управляемый сигналами с контроллерного шкафа, принимающего сигнал от датчика расхода фильтрата, а на линиях подачи исходной воды на фильтрование, фильтрата, промывной воды, канализации и повторного использования воды установлены задвижки с дистанционными блоками управления, управляемые по сигналу с контроллерного шкафа и переключающие фильтр с режима фильтрования в режим промывки и обратно, при этом контроллерный шкаф соединен с компьютером, отображающим информацию о процессе промывки скорых фильтров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано для автоматизации работы скорых фильтров.

Известно устройство для автоматического управления промывкой скорых фильтров водоочистных сооружений, работающее под действием напора в водопроводной сети, состоящее из перемещаемого гидравлическим серводвигателем распределительного золотника и гидроприводов задвижек. Импульс для начала и окончания промывки подается от поплавкового реле контроля напора, который через серводвигатель и соответствующие золотники включает гидроприводы задвижек, в результате чего вода из напорной сети подается на промывку фильтра [Авторское свидетельство №114505, Кл. 7 g, 45-04, зарегистрировано 30 мая 1958 г.].

Недостатком устройства является сложность конструкции и сложность автоматического управления промывкой фильтра.

Наиболее близким к заявляемой является система автоматического регулирования (управления) процессом очистки воды и промывки скорых фильтров, содержащая смеситель, отстойник, фильтр с зернистой загрузкой, работающий в режиме регенерации (промывки), с автономным блоком управления, дозатор реагента с дистанционным регулированием расхода, расходомер, установленный на линии подачи обрабатываемой воды, дифманометр (датчик потери напора), измеряющий разность давления воды до и после фильтра, и вычислительный блок, связанный с автономным блоком управления, дозатором реагента с дистанционным управлением расхода, расходомером и дифманометром (датчиком уровня воды) через соответствующие блоки согласования. Вычислительный блок, связанный с автономным блоком управления, и блок согласования представляют собой контроллерный шкаф управления [Авторское свидетельство №1655913, кл. С02F 9/00, G05D 27/00, бюл. №22, 1991 г.].

Недостатком регулирования (управления) промывкой скорых фильтров является низкое качество регулирования вследствие невозможности регулирования расхода и давления промывной воды в течение цикла промывки для различных фильтров и в разные сезоны года, при этом интенсивность промывки скорых фильтров устанавливается вручную регулированием задвижек на линии промывной воды. Недостатком является также сложность переключения работы скорых фильтров из режима фильтрования в режим промывки и обратно, т.к. перевод скорых фильтров из режима фильтрования в режим промывки и обратно требует многочисленных открытий-закрытий задвижек и включения-выключения насосов, выполняемых операторами водозабора в строго определенной последовательности, что, в конечном итоге, понижает надежность работы такой системы управления.

Задача изобретения - повышение качества управления.

Технический результат - обеспечение автоматического переключения фильтров из режима фильтрования в режим промывки и обратно и повышение качества автоматического управления промывкой скорых фильтров за счет автоматического регулирования расхода и давления промывной воды, расхода фильтрата.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему автоматического управления технологическим процессом очистки воды на скорых фильтрах, содержащую фильтр с зернистой загрузкой, работающий в режиме периодической промывки, датчик уровня воды и датчик потери напора, измеряющий разность давлений воды до и после фильтра, контроллерный шкаф управления, принимающий сигналы от датчиков уровня воды и потери напора, дополнительно установлены датчики расхода и давления промывной воды, преобразователь частоты, включенный в питающую сеть электродвигателя промывного насоса и управляемый сигналами с контроллерного шкафа, принимающего сигналы от датчиков расхода и давления промывной воды, на линии фильтрата установлены датчик расхода фильтрата и затвор с дистанционным блоком управления, управляемый сигналами с контроллерного шкафа, принимающего сигнал от датчика расхода фильтрата, а на линиях подачи исходной воды на фильтрование, фильтрата, промывной воды, канализации и повторного использования промывной воды установлены задвижки с дистанционными блоками управления, управляемые по сигналу от контроллерного шкафа и переключающие фильтр из режима фильтрования в режим промывки и обратно, при этом контроллерный шкаф соединен с компьютером, отображающим информацию о процессе промывке скорых фильтров.

Размещение датчиков расхода и давления на линии промывной воды, сигналы с которых передаются в контроллерный шкаф, позволяет определять качественные и количественные показатели промывки фильтра и, соответственно, устанавливать оптимальные интенсивность и длительность промывки фильтра, при которых обеспечивается практически полная отмывка зерен загрузки от прилипших к ним в процессе фильтрования загрязнений.

Включение управляемого сигналами с контроллерного шкафа преобразователя частоты в питающую сеть электродвигателя промывного насоса дает возможность автоматически регулировать скорость вращения электродвигателя и, соответственно, промывного насоса, что обеспечивает автоматическое регулирование расхода и давления промывной воды в каждом цикле промывки.

Автоматическое регулирование расхода промывной воды обеспечивает плавное нарастание расхода и давления промывки воды в начале промывки, что предотвращает возможный вынос мелкозернистых фракций фильтрующей загрузки, и позволяет установить оптимальную интенсивность промывки и поддерживать ее постоянной в течение всего цикла промывки.

Автоматическое управление задвижками с дистанционными блоками управления по сигналам с контроллерного шкафа обеспечивает автоматическое переключение режимов работы фильтра из режима фильтрования в режим промывки и обратно.

Схема автоматического управления технологическим процессом очистки воды на скорых фильтрах приведена на чертеже.

Система автоматического управления технологическим процессом очистки воды на скорых фильтрах содержит фильтр с зернистой загрузкой 1, работающий в режиме периодической загрузки; датчик уровня воды 2; датчик потери напора 3, измеряющий разность давлений воды до и после фильтра; контроллерный шкаф управления 4; датчики расхода 5 и давления 6 промывной воды; преобразователь частоты 7, включенный в питающую сеть электродвигателя и управляемый сигналами от контроллерного шкафа 4. На линии фильтрата 9 установлены датчик расхода фильтрата 10 и затвор 11, управляемый сигналами с контроллерного шкафа 4. Фильтрат отводится в резервуар чистой воды 12. На линиях подачи исходной воды на фильтрование 13, фильтрата 9, промывной воды 14, канализации 15 и повторного использования воды 16 установлены задвижки 17, 18, 19, 20 и 21 соответственно. Указанные задвижки снабжены дистанционными блоками управления 22, управляемыми по сигналам с контроллерного шкафа 4 и переключающими фильтр из режима фильтрования в режим промывки и обратно. Затвор 11 также снабжен дистанционным блоком управления 22, который по сигналам с контроллерного шкафа 4 регулирует расход фильтрата автоматическим открытием или закрытием заслонки затвора 11. Контроллерный шкаф 4 соединен с компьютером 23, отображающим информацию о процессе очистки воды на скорых фильтров.

Система работает следующим образом.

Исходная вода по линии подачи 13 поступает на фильтрование в фильтр 1, в котором датчик уровня воды 2 контролирует уровень воды в фильтре, фильтрат отводится по линии отвода фильтрата 9, его расход измеряется датчиком расхода фильтрата 10. Для достижения заданного расхода фильтрата сигнал с датчика 10 поступает на контроллерный шкаф 4, который направляет сигналы на дистанционный блок управления 22 затвора 11 для его открытия или закрытия в зависимости от отклонения расхода от заданной величины. При достижении предельно допустимого значения потери напора воды в фильтре, что указывает на загрязнение загрузки фильтра, по сигналу, поступающему с датчика потери напора 3 на контроллерный шкаф 4, начинается промывка загрузки фильтра. По сигналу с контроллерного шкафа 4 задвижкой 17 перекрывается поступление исходной воды на фильтр. Вода из фильтра отфильтровывается в резервуар чистой воды 12 до достижения минимального уровня воды в фильтре. По достижении этого уровня закрывается задвижка 18 на линии фильтрата 9, открывается задвижка 19 на линии промывной воды 14 и задвижка 20 на линии канализации 15. Вода из линии 15 затем отводится на линию повторного использования воды 16. По сигналу с контроллерного шкафа 4 включается преобразователь частоты 7 промывного насоса 8. Промывка производится с плавным нарастанием или убыванием частоты преобразователя частоты 7 по сигналам от контроллерного шкафа 4 в соответствии с заданным расходом промывной воды для обеспечения необходимой интенсивности промывки фильтра. Параметры интенсивности промывки фильтра записываются в блок памяти контроллерного шкафа 4 с учетом сезона года. По окончании промывки по сигналам с контроллерного шкафа 4 выключается преобразователь частоты 7 с плавным уменьшением частоты, закрываются задвижки 19 и 20, открываются задвижки 17 и 21, фильтр заполняется водой и первоначальный объем отфильтрованной воды через задвижку 21 отводится по линии повторного использования воды 16 на станцию повторного использования воды (на чертеже не показана).

После слива задвижка 21 закрывается, открывается задвижка 18 на линии фильтрата 9. Цикл повторяется.

При использовании изобретения обеспечивается полностью автоматическое управление работой скорых фильтров. Система реализуема, т.к. все датчики и устройства, применяемые в ней, освоены промышленностью.