Устройство для управления электродиализной установкой

 

Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей электролитов методом электродиализа с использованием ионоселективных мембран. Цель изобретения - повысить надежность срабатывания устройства для управления электродиализной, установкой (ЭДУ) в режиме реверсироваНемднап жиЛквся

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 01 D 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4143414/23-26 (22) 06.11.86 (46) 23.01.89. Бил. № 3 (72) В,И.Баглай, В,Г,Степанов, И.М.Цейтлин и С.В.Голубцов (53) 66-012.52 (088,8) (56) Патент Австралии № 256675, кл. 28.8, 1963.

Авторское свидетельство СССР № 1233897, кл. В 01 D 13/02 1984.

„.SU„„3452542 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИАПИЗНОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей электролитов методом электродиализа с использованием ионоселективных мембран. Цель изобретения — повысить надежность срабатывания устройства

1 для управления электродиализной, установкой (ЭДУ) в режиме реверсирова1452542 ния полярности (РП) и предотвратить попадание образующихся в камерах

ЭДУ осадков в обессоленную жидкость, РП осуществляется при срабатывании устройства, управляющего с помощью пьезометрических трубок 11,12 и

13,14 струйными гидропереключателями

1 и 2, а также с помощью ртутного замыкателя 5 тиристорными выпрямителями 47 и 48. Срабатывание устройства обусловлено поочередным заполнением измерительных сосудов 3 и 4 через дозатор 6, воронку 38 и опрокидывающиеся желоба 15 и 16 и их опорожнением через патрубки 7,8 и!

Изобретение относится к обработке жидкостей методом электродиализа с ! использованием ионоселективных мемб-! ран, в частности к устройствам для управления электродиализ ной установкой.

Цель изобретения — повышение надежности работы установки и качества очистки жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым измерительным сосудом, вторым, третьим и четвертым патрубками сифонного сброса, второй, третьей и четвертой пьезометрическими трубками, первым и вторым опрокидывающимися желобами и рычажно-весовой системой, причем первый и второй патрубки сифонного сброса и первая и вторая пьезометрические трубки размещены в первом измерительном сосуде, третий и четвертый патрубки сифонного сброса и третья и четвертая пьезометрические трубки — во втором измерительном сосуде, погиби патрубков сифонного сброса расположены на нысоте.отметки верхнего уровня в измерительных сосудах, свободные концы первых и четвертых патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок размещены на высоте отметки промежуточного уровня, свободные концы вторых и третьих .патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок — на нысо9,10 сифонного сброса, вызывающим изменение положения рычажно-весовой системы, на которой закреплены воронка 38 и ртутный замыкатель 5, При срабатывании устройства происходит

РП с изменением функций, выполняемых рабочими камерами ЭДУ, и переключением трубопроводов "К потребителю" и "На сброс" с соответствующими рабочими камерами. Жидкости из обоих трактов — обессолинания и концентрирования направляются на сброс. Устройство работает без использования посторонних источников энергии.

1 з.п. ф-лы, 1 ил. те отметки нижнего уровня и в измерительных сосудах, а на выходных концах второго и четвертого патрубков сифонного сброса установлены калиброванные дроссели, верхние концы первой и второй пьеяометрических трубок сообщейы с входами первых каналов управления, соответственно второго и первого гидропереключателей, вторые каналы

® управления которых сообщены своими входами с верхними концами соответственно третьей и четвертой пьезометрических трубок, первый и второй опрокидывающиеся желоба установлены над соответственно первым и вторым измерительными сосудами на шарнирных опорах с возможностью возвратно-поворотного движения и выполнены так, что центры масс каждого желоба в заполненном водой и осушенном состояниях расположены по разные стороны относительно шарнирной опоры, а рычажно-весовая система выполнена в виде верхнего, расположенного над измерительными сосудами, и нижнего, расположенного под измерительными сосудами, рычагов, размещенных в одной плоскости, установленных своими осями в шарнирных опорах с возможностью возвратно-повоЗО ротного движения и соединенных между собой двумя гибкими тягами, прикрепленными к концам рычагов, воронки, жестко закрепленной на оси верхнего рычага с возможностью размещения ее

50 з 145?54 узкого нижнего конца при крайних положениях верхнего рычага поочередно над первым и вторым опрокидывающимися желобами и гидравлически сообь,ающей5 ся своим расширенным верхним концом с выходом дозатора, а также первого и второго поддонов, закрепленных на противолежащих концах нижнего рычага под выходами патрубков сифонного !

О сброса из соответственно первого и второго измерительных сосудов и снабженных сточными отверстиями, На чертеже изображена принципиальная схема устройства для управления !5 электродиализной установкой.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 струйные гидропереключатели, выполненные в виде бистабильных струйных усилителей, первый 3 и вто- 2п рой 4 измерительные сосуды, электропереключатель 5, гидравлический дозатор 6, первый 7 и второй 8, третий

9 и четвертый 10 патрубки сифонного сброса, первую 11 и вторую 12, 25 третью 13 и четвертую 14 пьезометрические трубки, первый 15 и второй

16 опрокидывающиеся желоба 15 и 16, установленные на шарнирах 1? и 18 и опирающиеся в крайних положениях 30 на упоры 19,20 и 21,22, и рычажновесовую систему, Патрубки 7 и 8 сифонного сброса и пьезометрические трубки 11 и 12 размещены в первом измерительном сосуде 3, а патрубки

9 и 10 сифонного сброса и пьезометрические трубки 13 и 14 — во втором измерительном сосуде 4. Погиби патрубков сифонного сброса расположены на отметке 23 верхнего уровня в из- 4О мерительных сосудах, свободные концы патрубков 7 и 10 сифонного сброса и пьезометрических трубок 11 и 14— на отметке 24 промежуточного уровня, а свободные концы патрубков 8 и 9 си- 45 фонного сброса и пьезометрических трубок 12 и 13 — на отметке 25 нижнего уровня в измерительных сосудах.

На выходных концах патрубков 8 и 9 сифонного сброса установлены калиброванные дроссели 26 и 27.

Рычажно-весовая система представляет собой верхний 28 и нижний 29 равноплечие рычаги, установленные своими осями в шарнирных опорах 30 и 31, Концы обоих рычагов соединены между собой гибкими тягами соответственно 32 и 33, На нижнем рычаге .установлены симметрично первый 34 и

4 второй 35 поддоны. В днищах поддо— нов выполнены сточные отверстия со ответственно 36 и 37, Поддон 34 расположен под выходными концами первого 7 и второго 8 патрубков сифонного сброса, а поддон 35 — под выходными концами патрубков 9 и 10 сифонного сброса. На верхнем рычаге 28 и соосно с ним закреплена воронка 38,верхний расширенный конец которой расположен под стоком дозатора 6, а нижний узкий конец при крайних положениях рычагов 28 располагается поочередно над первым 15 или вторым 16 опрокидывающимися желобами. Соосно с верхним рычагом 28 на нем закреплен электропереключатель 5, выполненный в виде ртутного замыкателя с двумя парами клемм 39 и 40, включенными в цепи управления реверсированием полярности преобразователя тока, Верхние концы пьезометрических трубок сообщаются с каналами управления струй— ных гидропереключателей, например верхние концы пьезометрических трубок 11 и 12 — с первыми каналами управления соответственно первого 1 и второго 2 струйных гидропереключателей, к вторым каналам управления которых подклю ены соответственно пьезометрические трубки 13 и 14, Устройство включено в состав электродиализной установки, содержащей, например, взаимосвязанные электродиализатор 4! с электродами 42 и

43, рабочими трактами, выполняющими поочередно функции трактов обессоливания и концентрирования, выходные трубопроводы 44 и 45 которьж гидравлически связаны с входными каналами струйных гидропереключателей 1 и 2.

К цепи питания электродов 42 и 43 электродиализатора 41 подключен преобразователь 46 тока, содержащий, например, параллельно и встречно включенные тиристорные выпрямители

47 и 48, причем клеммы 39 и 40 электропереключателя 5 включены в цепи управления соответствующего тиристорного выпрямителя последовательно с его управляющим электродом, Устройство работает следующим образом, При работе электродиализной установкой исходная жидкость, например природная соленая вода, поступает в электродиализатор 41, Обрабатываемая жидкость проходит через камеры, вы5 145 полняющие поочередно (после реверсирования полярности) функции камер обессоливания и концентрирования, выходит из электродиализатора по трубопроводам 44 и 45, а жидкость, промы. вающая электродные камеры и расположенные в них электроды 42 и 43, направляется на сброс.

Пусть измерительный сосуд 3 заполнен водой выше промежуточного уровня ?4, в измерительном сосуде 4 вода достигает отметки не ниже уровня 25, а рычажка-весовая система наклонена так, что нижний узкий конец воронки

38 располагается над опрокидывающимся желобом 15, а электропереключатель 5 замыкает клеммы 40 в цепи уп-. равления тиристорного выпрямителя

47 ° Напряжение управляющего сигнала на управляющем электроде тиристорного выпрямителя 47 изменяет угол зажигания тиристора, последний открывается и на электроды электродиализатора подается напряжение выпрямленного тока, причем электрод 43 становится анодом, а электрод 42 — катодом.

Под действием электрического поля выпрямленного тока жидкость в камерах обессоливания опресняется и по трубопроводу 45.поступает во входной канал 49 струйного гидропереключателя 2, а из камер концентрирования концентрат по трубопроводу 44 поступает во входной канал 50 струйного гидропереключателя 1. В то же время нижние концы пьезометрических трубок

11 и 12 находятся ниже уровня воды, а пьезометрических трубок 13 и 14— выше уровня воды. В струйных гидропереключателях 1 и 2, таким образом, каналы 51 и 52 управления перекрыты, каналы 53-и 54 управления сообщаются с атмосферой, выходящие из входных каналов 50 и 49 потоки воды вследствие эффекта Коанда отклоняются и выходят через выходные каналы

55 и 56.

Обессоленная вода направляется к потребителю по, каналу 57, а концентрат - на сброс по каналу 58.

Часть концентрата отбирается дозатором 6 и из него сливается через воронку 38 в опрокидывающийся желоб

15 ° По мере заполнения последнего центр его массы смещается влево относительно шарнирной опоры 17, желоб опрокидывается на упор 19 и порция воды сливается в измерительный

2542 6

2О

4О

55 сосуд 3. Центр массы опорожненного желоба 15 расположен правее шарнирной опоры 1 7, благодаря чему желоб возвращается в исходное положение— на опору 20 и вновь заполняется водой. При повышении уровня воды в измерительном сосуде 3 до верхней отметки 23 вода в свободных концах патрубков 7 и 8 сифонного сброса достигает погиби, сифоны срабатывают и вода из измерительного сосуда

3 начинает вытекать через патрубки

7 и 8 сифонного сброса в поддон 34, Последний заполняется, поворачивая нижний рычаг ?9 на шарнирной опоре

31, и. увлекает за собой посредством тяги 32 верхний рычаг 28. Последний, а вместе с ним воронка 38 и электропереключатель 5 поворачиваются на шарнирной опоре 30. Нижний узкий конец воронки 38 располагается над опрокидывающимся желобом 16, направляя в него воду из дозатора 6. При повороте электропереключателя 5 размыкаются клеммы 40 и замыкаются клеммы

39, последовательно включенные в цепь управления тиристорногo выпрямителя 48. Вследствие этого, тиристорный выпрямитель 47 закрывается, а тиристорный выпрямитель 48 открывается, пропуская ток в цепи литания электродов 42 и 43 электродиализатора 41 в противоположном направлении, Электрод 42 становится анодом, а электрод

43 — катодом. Вода из измерительного сосуда 3 быстро вытекает через патрубки 7 и 8 сифонного сброса и в то же время вода из дозатора 6 через воронку 38 поступает в опрокидываю-, щийся желоб !6, При понижении уровня в измерительном сосуде 3 до промежуточной отметки ?4 и опрокидывании желоба 16 в измерительный сосуд 4 свободный конец пьезометрической трубки 11 сообщается с атмосферой, а свободный конец пьезометрической трубки !3 оказывается ниже уровня воды, Вследствие этого срабатывает струйный гидропереключатель 2, направляя поток воды из входного канала 49 через выходной канал 58 в трубопровод сброса концентрата. В этот период функции рабочих камер изменяются благодаря изменению полярности электродов, и из рабочих камер, ставших камерами обесСоливания, вымываются образовавшиеся ранее осадки, а из рабочих камер, 14525

55

Формула изобре.тения

1. Устройство для управления электродиализной установкой, состояставших камерами концентрирования, выходит вода с повьппающейся концент-* р аци ей сол ей . По э тому напр авл ени е обоих потоков на сброс предотвраща5 ет возможность поступления к потребителю некондиционной воды, Дальнейший слив воды из измерительного сосуда 3 происходит только через патрубок 8 сифонного сброса, на свободном конце которого установлен калиброванный дроссель 26. Время снижения уровня в измерительном сосуде от промежуточной отметки 24 до нижней отметки 25, регламентируемое калиброванным дросселем 26, достаточно для указанной промывки рабочих камер от продуктов осадкообразования, Одновременно с этим вода из поддона 34 вытекает че- . рез отверстие 36, . 20

Снижение уровня в измерительном сосуде 3 до нижней отметки 25 и йовышение уровня в измерительном сосуде

4 до промежуточной отметки 24 сопровождается тем, что свободный конец 25 пьезометрической трубки 12 сообщается с атмосферой, а свободный конец пьеэометрической трубки 14 погружается в воду. При этом срабатывает струйный гидропереключатель 1, направляя З0 поток воды из рабочих камер, выполняющих функции камер обессоливания, и трубопровода 44 к потребителю. Ilncтепенно вода из дозатора 6 поступает через воронку 38 и периодически опрокидывающийся желоб 16 в измерительный сосуд 4 и заполняет его до отметки 23 верхнего уровня, Вследствие этого срабатывают патрубки 9 и 10 сифонного сброса и вода начинает 40 вытекать через них из измерительного сосуда 4 в поддон 35, нижний рычаг

29 под тяжестью заполненного водой поддона 35 поворачивается на шарнирной опоре 31 и посредством гибкой тяги 33 поворачивает верхний рычаг

28 с укрепленными на нем воронкой

38 и электропереключателем 5, В дальнейшем устройство управляет работой электродиализной установки аналогично указанному, осуществляя периодическое реверсирование полярности: электродиализатора и переключение его рабочих трактов.

42 8 щей из .взаимосвязанных электродиализатора с электродами и размещенными между ними разделенными ионоселективными мембранами чередующимися камерами обессоливания и концентрирования, преобразователя тока, связанного своими выходами с электродами электродиализатора, и трубопроводов дилюата и концентрата, содержащее первый и второй струйные гидропереключатели, каждяй из которых содержит входной канал, подключенный к выходу трубо проводов соответственно дилюата и кон-. центрата, первые и вторые каналы управления и выходные канали, электропереключатель, установленньп". в цепях управления полярностью преобразователя тока, гидравлический дозатор,первый измерительный сосуд, первый патрубок сифонного сброса и первую пьезометрическую трубку, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности работы установки,устройство дополнительно снабжено вторым измерительным сосудом, вторым, третьим н четвертым патрубками сифонного сброса, второй, третьей и четвертой пьезометрическими трубками, первыми и вторыми опрокидывающимися желобами и поддонами, калиброванными дросселями, воронкой и рычажновесовой .системой, при этом первые и вторые патрубки сифонного сброса и пьезометрические трубки размещены в первом измерительном сосуде, третьи и четвертые патрубки сифонного сброса и пьезометрические трубки во втором измерительном сосуде, погиби патрубков сифонного сброса расположены на высоте отметки верхнего уровня в измерительных сосудах, свободные концы первых и четвертых патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок размещены на высоте отметки промежуточного уровня,свободные концы вторых и третьих патрубков сифонного сброса и пьезометрических трубок — на высоте отметки нижнеro уровня в измерительных сосудах, на выходных . концах второго и третьего патрубков сифонного сброса установлены калиброванные дроссели, верхние концы первой и второй пьезометрических трубок сообщены с входами первых каналов управления соответственно второго и первого гидропереключателей, вторые каналы управления которых сообщены своими входами с

14525

Составитель Г.Кротков

Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Редактор И. Горная

Тираж 6ОО

Заказ 711 1(3

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКЧТ СССР

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, верхними концами соответственно третьей и четвертой пьезометрических рубок, первый и второй опрокидываюеся желоба установлены над соот5

9етственно первым и вторым измерительными сосудами на шарнирных опорах с возможностью возвратно-.поворотного.движения и выполнены таким образом, что центры масс каждого же- 1О фоба в заполненном водой и осушеном состояниях расположены по разные тороны относительно шарнирной опоры, рычажно-весовая система выполнена виде верхнего, расположенного над 15 змерительными сосудами, и нижнего, асположенного под измерительными осудами, рычагов, размещенных в одой плоскости, установленных своими сями в шарнирных опорах с возмож- 2р остью возвратно-поворотного движея и соединенных между собой двумя ибкими тягами, прикрепленными к конам рычагов, воронки, жестко закреп42

1О ленной на оси верхнего рычага с возможностью размещения ее узкого нижнего конца при крайних положениях верхнего рычага поочередно над первым и вторым опрокидывающимися желобами и гидравлически сообщающейся своим расширенным верхним концом с выходом дозатора, а также первого и второго поддонов, закрепленных на противолежащих концах нижнего рычага под выходами патрубков сифонного сброса из соответственно первого и второго измерительных сосудов и снабженных сточными отверстиями.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю .щ е е с я тем, что электропереключатель выполнен в виде ртутного замыкателя, жестко закрепленного на верхнем рычаге и снабженного двумя парами клемм, расположенных с воэможностью их поочередного замыкания при крайних положениях верхнего рычага,