Устройство автоматической очистки воды

 

Изобретение относится к устройству для автоматической очистки воды, может быть использовано в угольной промышленности и позволяет повысить степень очистки воды. Устройство содержит трубопровод 1 с участком 2 из немагнитного материала, с двумя электромагнитными полосами для транспортировки ферромагнитного материала и врезанной в трубопровод 1 замкнутой цепью. Последняя состоит из последов.: тельно соединенных трубами 6 первого акк мулирующего сосуда 10, блока регенерации, выполненного в виде регенерационного бака (РБ) 13, снабженного вводной трубой 14 с задвижкой 15 и выводной трубой 16 с задвижкой 17. РБ 13 помещен внутрь горизонтальной катушки 18 индуктивности. В нижнюю часть РБ 13 вмонтирована труба 20 из немагнитного материала, другой конец которой соединен с вторым аккумулируюш,им сосудом 21. Обмотки 7 и 23 первого и второго электромагнитных насосов соединены свыходами управляемого генератора 24 трехФ фазного напряжения, связанного своим уп1СЛ равляющим входом с одним вь1ходом блока 25 управления. Другой выход блока 25 соединен с исполнительным механизмом 28, o ГС со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gyp 4 < 05 0 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3795797/22-26 (22) 26.09.84 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (72) Б. С. Карлеба, А. М. Онищенко, И. Л. Гейхман, М. И. Верзилов и P. Д. Джамалдинов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 768427, кл. В Ol Р 35/06, 05.03.79. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к устройству для автоматической очистки воды, может быть использовано в угольной промышленности и позволяет повысить степень очистки воды. Устройство содержит трубопровод 1 с участком 2 из немагнитного материала, с

„„Я0„„1272315 А 1 двумя электромагнитными полосами для транспортировки ферромагнитного материала и врезанной в трубопровод 1 замкнутой цепью. Последняя состоит из последовательно соединенных трубами 6 первого акк— мулируюшего сосуда 10, блока регенерации, выполненного в виде регенерационного бака (РБ) 13, снабженного вводной трубой 14 с задвижкой 15 и выводной трубой 16 с задвижкой 17. РБ !3 помещен внутрь горизонтальной катушки 18 индуктивности. В нижнюю часть РБ 13 вмонтирована труба 20 из немагнитного материала, другой конец которой соединен с вторым аккумулирующим сосудом 21. Обмотки 7 и 23 первого и второго электромагнитных насосов соединены с- выходами управляемого генератора 24 трех- ф фазного напряжения, связанного своим управляющим входом с одним выходом блока //

25 управления. Другой выход блока 25 соединен с испол нительным механизмом 28, 1

1272315 уира влякгщим задвижкой 22. Катушка 18 подключена к выходу управляемого источника 29 переменного напряжения, связанного с блоком 25. Блок измерения прозрач1

Изобретение относится к устройствам автоматической очистки шахтной оборотной воды от взвешенных. частиц и может быть использовано на углеобогатительных и рудных фабриках с мокрым процессом обогащения.

Цель изобретения — повышение производительности и качества очистки.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства автоматической очист.ки воды.

Устройство автоматической очистки воды состоит иэ трубопровода 1, имеющего участок 2 из немагнитного материала. В трубопроводе I находится неочищенная вода 3, зернистый материал 4 с ферромагнитными свойствами и очищенная вода 5. В основной трубопровод l врезана замкнутая цепь, состоящая из труб 6 из немагнитного материала, на которые надета (закреплена) обмотка 7 первого электромагнитного насоса.

В трубах 6 находится регенерированный зернистый материал 8 и засоренный зернистый материал 9. Труба 6 с засоренным зернистым материалом 9 соедина с первым аккумулируюшим сосудом 10, нижняя часть которого с помощью трубы 11 из немагнитного материала с клапаном 12 соединена с регенерационным баком 13, также выпол-; ненным иэ немагнитного материала. Регенера ционный бак !3 снабжен вводной регенерационной трубой 14 с задвижкой 15, выводной регенерационной трубой 16 с задвижкой 17 и помещен внутрь горизонтальной катушки 18 индуктивности. В регенерационном баке 13 находится смесь 19, состоящая иэ засоренного зернистого материала с ферромагнитными свойствами и воды. В нижнюю часть регенерационного бака 13 вмонтирована труба 20 из немагнитного материала, другой конец которой соединен с вторым аккумулирующим сосудом 21. На трубе

20 имеется задвижка 22 и на иее надета обмотка 23 второго электромагнитного насоса.

Обмотки 7 и 23 первого и второго электромагнитных насосов соединены с выходами управляемого генератора 24 трехфазного напряжения, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока 25 управления.

Регенрационная труба 14 соединена с упр а вл яемы м источ ником 26 пульсирующего потока воды, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока 25 управности воды после очистки выполнен в виде функционально взаимосвязанных призмы 30, световодов 31 и 32, осветителя 33, фотоприемника 34 и усилителя 35. 1 ил.

2 ления, к пятому выходу которого подключен исполнительный механизм 27 задвижек 15 и 17. К второму выходу блока 25 управления подключен исполнительный

5 механизм 28, управляющий задвижкой 22.

Катушка 28 индуктивности подключена к выходу управляемого источника 29 переменного напряжения, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока 25 управления, первый выход которого связан с

1О генератором 25 трехфазного напряжения.

В выходной конец трубопровода 1, по которому проходит очищенная вода 5, врезана светопреломляющая призма 30, с которой сочленены осветительный гибкий световод 31 и информационный гибкий световод 32. СВетовод 31 соединен с осветителем 33, а световод 32 — с фотоприемником 34, к выходу которого подключен усилитель 35. Призма 30, световоды 31 н 32, осветитель 33, фотоприемник 34 и усилитель

35 представляют собой блок измерения прозрачности воды после очистки, выход которого (выход усилителя 35) соединен с регулирующим входом управляемого генератора

24 трехфазного напряжения.

Устройство автоматической очистки воды работает следующим образом.

Неочищенную воду 3 пропускают через зернистый материал 4 с ферромагнитными свойствами. Засоренный зернистый материал

9 непрерывно отводят иэ зоны очистки воды и регенерируют. Аналогичное количество pere; нерированного зернистого материала 8 непрерывно подводят в зону очистки воды.

Зернистый материал после регенерации уплотняют, например, путем естественного осаждения во втором аккумулируюшем сосуде 21. Очищенный и уплотненный зернистый материал с ферромагнитными свойствами непрерывно перемещают навстречу потоку воды (сплошной линией с одинарной стрелкой показано направление перемещения зернистого материала, а сплошной линией с

40 двойной стрелкой — направление перемещения воды). Перемещение, подвод и отвод зернистого материала осуществляют с помощью движущегося магнитного поля, создаваемого электромагнитным насосом (по трубам 6 и по участку 2 зеристый материал перемешается движущимся магнитным полем, создаваемым обмоткой 7 первого электромагнитного насоса, по трубе 20 зернисl2723l5 тый материал перемещается движущимся магнитным полем, создаваемым обмоткой 23 второго электромагнитного насоса) . П роз. рачность очищенной воды 5 измеряют после очистки. В зависимости от полученного значения прозрачности изменяют напряженность и скорость движущегося магнитного поля (если степень очистки уменьшилась, увеличивают скорость движущегося магнитного поля, если степень очистки увеличилась, уменьшают скорость движущегося магнитного поля).

Регенерацию зернистого материала с ферромагнитными свойствами осуществляют одновременным воздействием на материал переменного магнитного поля, получаемого от управляемого источника 29 переменного напряжения через катушку 18 индуктивности, и пульсирующего потока воды, получаемого от управляемого источника 26.

При включении устройства сигналом с блока 25 управления трехфазное напряжение с выхода управляемого генератора 24 трехфазного напряжения подается ток в обмотку

7 первого электромагнитного насоса. При прохождении по обмотке 7 трехфазного тока внутри труб 6 и ll из немагнитного материала возникает движущееся магнитное .поле, которое перемещается зернистый материал 4 в зону очистки воды и одновременно отводит засоренный зернистый материал 9 из зоны очистки на регенерацию.

В это время навстречу зернистому материалу 4 движется неочищенная вода 3, которая очищается зернистым материалом от взвешенных в ней примесей и из зоны очистки выходит чистой.

От осветителя 33 световой поток по осветительному световоду 31 подается в преломляющую призму ЗО. Свет из преломляющей призмы 30 проходит в очищенную воду 5, которая поглощает и отражает попавший на нее свет. Чем сильнее засорена вода после очистки, тем она темнее и тем меньше света она отражает обратно в светопреломляющую призму 30. Чем грязнее вода в зоне очистки, тем меньше света попадает обратно в призму 30 и тем меньше его количество приходит по информационному гибкому световоду 32 к фотоприемнику 34, и соответственно, тем меньше, чем сигнал с фотоприемника 34 подается на вход усилителя 35. При этом уменьшается сигнал на выходе усилителя 35, а при поступлении слабого сигнала на вход управляемого генератора 24 трехфазного напря)кения на его выходе увеличивается напряжение и частота.

Это приводит к увеличению количества захватываемого магнитным полем обмотки 7 электромагнитного насоса зернистого материала из второго аккумулирующего сосуда 2! и к более сильному уплотнению материала в трубе 6 и на участке трубопровода 2, так как увеличилась напряженность движущегося магнитного поля, создаваемого обмоткой 7, и увеличилась ско5

1О

55 рость движущегося магнитного поля. Чем больше зернистого материала поступает в зону очистки воды, чем быстрее он двигается и чем больше уплотнен, тем труднее через него проходит вода и тем она лучше очищается. Улучшение очистки воды продолжается до тех пор, пока ее прозрачность в зоне установки призмы 30 не достигнет заданного значения.

Если в зону очистки поступает очищенная вода с прозрачностью выше оптимальной, то больше света рассеется в воде и больше его попадает обратно в светопреломляющую призму 30. При этом увеличивается количество света и информационном гибком световоде 32, увеличивается сигнал с выхода фотоприемника 34 и увеличивается сигнал с выхода усилителя 35. При поступлении большего сигнала на вход управляемого генератора 24 трехфазного напряжения на его выходе уменьшаются напряжение и частота.

Это приводит к уменьшению количества захватываемого материала магнитным полем обмотки 7 из второго аккумулнрующего сосуда 21 к более слабому уплотнению материала в трубе 6 и на участке 2 трубопровода, так как уменьшилась напряженность движущегося магнитного поля, создаваемого обмоткой 7, и уменьшилась скорость движущегося магнитного поля. Чем меньше зернистого материала поступает в зону очистки воды, чем медленее он двигается н чем меньше он уплотнен, тем легче через него проходит вода и тем меньше она очищается. Уменьшение степени очистки воды продолжается до тех пор, пока ее прозрачность в зоне установки призмы 30 снова не достигает заданного значения.

Если же прозрачность очищенной воды в зоне установки призмы ЗО находится в заданном пределе, то сигнал с выхода усилителя 35 на вход управляемого генератора 24 трехфазного напряжения соответствует номинальному и изменение напряжения или частоты на его выходе не происходит. При этом скорость, количество и уплотненность зернистого материала не изменяются и качество очистки (при неизменной прозрачности поступающей на очистку воды ) оста етс я п ост о я н н ы м.

Все это время задвижки 15, 17 и 22 закрыты. Засоренный зернистый материал 9 поступает в первый аккумулирующий сосуд ! О, где под собственным весом уплотняется и из него в уплотненном виде по трубе 11 из немагнитного материала через клапан 12 подается в регенерационный бак

l3. Во время полуцикла очистки засоренный зернистый материал накапливается в регенерационном баке 13, а регенерированный очищенный зернистый материал иэ второго аккумулирующего сосуда 21 подается в зону очистки воды, По истечении полуцикла очистки длительностью Ti с блока 25 управления поступают сигналы, под действием которых

1272315

S включается управляемый источник 26 пульсирующего потока волы, срабатывает исполнительный механизм 27 и открываются задвижки 15 и 17, включается управляемый источник 29 переменного напряжения и в горизонтальную катушку 18 поступает переменное напряжение, создающее в регенерационном баке 13 переменное магнитное поле, под действием которого вибрирует с частотой магнитного поля зернистый сыпучий материал с ферромагнитными свойствами. Одновременно с блока 25 управления на исполнительный механизм 28 поступает сигнал, под действием которого последний закрывает задвижку 22. Закрытие задвижки 22 и открытие клапана 12 регенерационного бака 13 не дают возможности загрязненному сыпучему материалу, находящемуся в нем, выходит в трубу 20 при его регенерации. Во время второго полуцикла на вибрирующий под действием магнитного поля катушки 18 зернистый материал от управляемого источника 26 подается промывочная вода. Одновременное действие на материал воды и магнитного поля ускоряет и повышает эффективность регенерации и, следовательно, ускоряет и повышает эффективность очистки воды. Во время второго полуцикла продолжает работать электромагнитный насос и его обмотка 7 продолжает перемещать навстречу потоку воды уплотненный регенерированный зернистый материал 8, т. е. очистка виды продолжается как и ранее.

Во время второго полуцикла очистки сигнал с блока 25 управления, поступивший на вход управляемого генератора 24 трехфазного напряжения, выключает обмотку 23 электромагнитного насоса и перекачка зернистого материала из регенерационного бака 13 во второй аккумулирующий сосуд 21 не происходит. Таким образом, во время второго полуцикла продолжается очистка воды от взвешенных примесей и одновременно происходит регенерация засоренного зернистого материала в регенерационном баке 13.

По истечении второго полуцикла очист, ки длительностью Т2((Т сигналом е блока

25 управления производятся следующие переключения: выключается управляемый источник 26 пульсирующего потока воды, срабатывает исполнительный механизм и закрываются задвижки 15 и 7, выключается управляемый источник 29 переменного напряжения и в горизонтальную катушку 18 прекращается подача переменного напряжения, срабатывает исполнительный механизм 28 и откры в аетс я з адви ж к а 22, поступает си гн ал на управляющий вход управляющего генератора 24 трехфазного напряжения и трехфазное напряжение с второго его выхода снова, как и в первом полуцикле очистки, подается на обмотку 23 электромагнитного насоса.

Снова начинается первый полуцикл очистки воды. Загрязненная вода 3 по трубо10

13

25 зо

35 ф

«5

6 проволу 1 поступает в зону очистки. Обмоткой 7 электромагнитного насоса уплотненный зернистый материал с ферромагнитными свойствами «вытягивается» из второго аккумулируюшего сосуда 21 и подется в зону очистки воды, непрерывно перемегцаясь навстречу потоку неочищенной воды 3. Загрязненный в процессе очистки воды зернистый материал 9 той же обмоткой 7 электромагнитного насоса полается из зоны очистки в первый аккумулирующий сосуд 10, где происходит уплотнение зернистого материала путем его оседания. Той же обмоткой 7 зернистый материал по трубе 11 через клапан 12 подается в регенерационный бак 13, оседая сверху на находящийся в том же баке слой регенерированного зернистого материала.

Регулирования скорости движущегося магнитного поля и напряжения в обмотке 7, как и в первом полуцикле очистки, происходит под действием поступающего с выхода усилителя 35 напряжения. В начале первого (повторного) цикла очистки на время Тз«

«Ti с второго выхода управляемого генератора 24 трехфазного напряжения в обмотку 23 второго электромагнитного насоса подается трехфазное напряжение повышенной частоты, под действием которого обмотка 23 за время Тз перекачивает регенерированный зернистый материал из регенерационного бака !3 во второй аккумулирующий сосуд 21, где он путем оседания уплотняется. По истечении времени Тз сигналом блока 25 управления выключается трехфазное напряжение с второго выхода генератора 24 трехфазного напряжения, отключается обмотка 23, срабатывает исполнительный механизм 28, закрывается задвижка 22. Первый полуцикл очистки воды продолжается как и ранее: очищенный зернистый материал обмоткой 7 из второго аккумулирующего сосуда 21 подается в зону очистки, засоренный зернистый материал 9 из зоны очистки обмоткой 7 подается в первый аккумулирующий сосуд

l0 и далее той же обмоткой 7 по трубе 1 через клапан 12 подается в регенерационный бак 13, где постепенно накапливается до следующего пол уцикла регенерации. Скорость и уплотненность зернистого. материала регулируется сигналом блока измерения прозрачности воды на управляемый генератор 24 трехфазного напряжения.

По истечении времени Т снова начинается второй полуцикл, полностью аналогичный описанному. Полуциклы следуют один за другим непрерывно, осуществляя непрерывную безостановочную очистку воды и непрерывную безостатовочную регенерацию зернистого материала. Качество очистки при этом остается постоянным. Изменение степени очистки происходит только при подаче на очистку воды с отличной от средней прозрачностью. В этом случае при подаче более темной воды увеличивается уплотненность и скорость движения зернистого материала для поддержания заданной проз1272315

Формула изобретения

Составитель Э. Склярский

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верег Корректор T. Колб

Заказ 6338/47 Тираж 836 Подписное

-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рачности воды. При подаче в зону очистки более прозрачной воды уменьшается уплотненность и скорость зернистого материала, увеличивается скорость очистки воды (вследствие снижения динамического сопротивления зернистого материала потоку воды), а вода на выходе из зоны очистки поддерживается с заданной прозрачностью.

Для того, чтобы не происходил унос части зернистого материала с очищенной водой в верхней части трубопровода 1 необходимо, 1О чтобы сила воздействия магнитного поля об° мотки 7 на частицы зернистого материала в направлении его перемещения была больше, чем сила воздействия на частицы потоком очищающейся воды в направлении ее движения. Вторым условием, лимитирующим режим проведения второго полуцикла очист:ки воды при одновременной регенерации зернистого материала, является условие превышения давления воды в трубопроводе 14 от управляемого источника 26 давления воды в трубопроводе 1. При этом в момент открытия заслонки 22 закрывается клапан !2 и вода из трубы 14 не попадает в трубопровод 1.

Устройство автоматической очистки воды, содержащее трубопровод с зернистым материалом с ферромагнитными свойствами в зоне очистки, двумя электромагнитными на- ЗО сосами для транспортировки ферромагнит8 ного материала и врезанной в трубопрЬво замкнутой цепью, составленной из последовательно соединенных трубами первого ак. кумулирующего сосуда и блока регенерации, выполненною в виде регенерационного бака, снабженного электромагнитной катушкой, подключенной к источнику переменного напряжения, и вводной и выводной регенерационными трубами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества очистки, оно снабжено генератором трехфазного напряжения, вторым аккумулирующим сосудом, установленным перед регенерационным баком, клапаном, установленным на выходе первого аккумулирующего сосуда, задвижками с исполнительными механизмами, установленными на входной и выходной регенерационных трубах регенерационного бака и на трубе регенерированного зернистого материала, источником пульсирующего потока, воды, блоком управления и блоком из;мерения прозрачности, при этом выходы блока управления соединены с входами исполнительных механизмов, источника пульсирующего потока воды, источника переменного напряжения и генератора трехфазного напряжения, другой вход которого соединен с выходом блока измерения прозрачности воды, а выходы — с обмотками первого и второго электромагнитных насосов, при этом участок трубопровода в зоне очистки выполнен из немагнитного материала, а обмотки электромагнитных насосов размещены по всей длине.