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Einrichtung zur Steuerung von Absperrorganen in Kanälen, Rohrleitungen und/oder Fördereinrichtungen
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind den nachstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen :
Die Fig. 1 und 2 zeigen in Seitenansicht und im Grundriss ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur
Ermittlung des Feststoffgehaltes im strömenden Medium und zur Steuerung der Abschlussorgane bzw. Pum- pen.
Auf einer Fundamentplatte 1 ruht auf Füssen od. dgl. 2 eine an beiden Enden abgebogene Rohrstrecke
3 für den Durchfluss der Flüssigkeit. Dem Knie 4 dieser Rohrstrecke 3 liegt ein abgeschirmter Strahler 5 gegenüber, der derart auf Stützen gelagert ist, dass das in ihm angeordnete radioaktive Isotop 6 in der Achse der Rohrstrecke 3 strahlt.
Die lange Durchdringungsstrecke gewährleistet ein zuverlässiges, verwertbares Messergebnis. Beim Strahler 5 handelt es sich z. B. um eine Bleikugel mit einer zentralen Bohrung, welche das Einbringen des Rohres 7 mit dem Radioisotop 6 gestattet und einen strahldichten Abschluss mittels des Stopfens 8 erlaubt und einen gerichteten Strahlaustritt durch den Kanal 9 des Stopfens 10. Zum Durchleiten der Strahlung vom Strahler 5 in die Rohrstrecke 3 dient ein Körper 11 mit dem Kanal 12, der mit einem Rahmen 13 fest verschraubt ist und ein am Krümmer 4 befestigtes Übergangsstück 14 mit der Bohrung 15. Zum strahldichten Anpressen des Strahlers an die Rohrstrecke 3 dient der um die Schrauben 16 schwenkbare Bügel 17 mit einer Andruckschraube 18.
Hinter dem Krümmer 19 der Rohrstrecke 3 ist ein Geiger-Zähler 20 angeordnet, der an einem Winkel 21 des Krümmers 19 angeschraubt ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer vollautomatischen Steuerung des Schlammabzuges aus dem Absetztrich- ter eines Klärbeckens bzw. aus einem Schlammsammelraum zeigt die Fig. 3 ; sie zeigt gleichzeitig das Blockschaltbild der Anlage. In der Fig. 4 ist das Stromlaufbild der elektrischen Steuerung näher dargestellt.
An den Absetztrichter 22 eines Klärbeckens 23 nach Fig. 3 ist die Abzugleitung 24 mit der senkrechtenMessstrecke M 2 angeschlossen. In ihr befindet sich hinter dem Trichter 22 der durch einen umsteuerbaren Motor 25 zu öffnende und zu schliessende Schieber 26 und das aus Motor und Pumpe bestehende Pumpenaggregat 27. Der obere Teil des Absetztrichters 22 und die Abzugsleitung 24 sind ferner durch eine zwischen Pumpe 27 und Schieber 26 angeschlossene Leitung 28 miteinander verbunden, in der sich das durch einen Umkehrmotor 29 oder einen Magneten betätigte Ventil 30 befindet. Die Messstrecke M 1 bestehendaus demStrahler31 unddemZählrohr32, uberwachtlaufend dieSchlammhöheund dieSchlamm- dichte im Absetztrichter 22.
Die Messstrecke M 2, bestehend aus dem Strahler 31 und dem Zählrohr 33, überwacht die Dichte des aus dem Schlammtrichter 22 abgezogenen und durch die Leitung 24 strömenden Schlammes. Das Zählrohr 32 gibt seine Messwerte auf den Verstärker 34 und das Zählrohr 33 auf den Verstärker 35. Der Verstärker 34 gibt die Kommandos auf die Relaiskombination 36 und diese sowohl auf das Ein- und Ausschaltschütz 37 für das Motorpumpenaggregat 27 als auch auf das Wendeschütz 38 für den Motor 25. Der Verstärker 35 gibt auf ein Kontaktwerk des Reglers 39 seine Messwerte zum Vergleich mit einem eingestellten Sollwert. Der Regler 39 seinerseits steuert das Relais 36, das seinerseits im Schliesssinn auf das Schaltschütz 37 und das Wendeschütz 38 einwirkt, und auf das Wendeschütz 40, das den Motor oder Magneten 29 steuert.
Der Regler 39 ist ein Fallbügelregler mit einer Skala und zwei Zeigern 41 und 42, von welchen der untere 41 den einstellbaren Sollwert, der andere den gemessenen Istwert 42 anzeigt. Die Skala des Reglers 39 kann in Gramm Feststoffe pro Liter geeicht werden. Ein Synchron-Motor betreibt eine Mechanik, welche in Abständen von 20 sec den Sollwert und Istwert miteinander vergleicht und dementsprechend Steuerimpulse auf die Relais bzw. Schütze veranlasst. Zur Kontrolle des laufenden Feststoffgehaltes kann ein Schreiber 43 dem Messwerk des Reglers 39 parallelgeschaltet werden. Sämtliche
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Sobald in der Messstrecke M 1 eine ausreichende Schlammhöhe und Schlammdichte festgestellt ist, gibt das - Zählrohr 32 den Messwert auf den Verstärker 34 und dieser den Impuls an die Relaiskombination 36.
Die Schütze 37 und 38 sprechen an, der Motor 25 öffnet den Schieber und das Pumpenaggregat 27 fördert Schlamm aus dem Trichter in die Abzugsleitung 24. Die Pumpe bleibt durch Selbsthaltung am Schaltgerät in Betrieb, bis die Messstrecke M 2 und der Regler 39 die Regelung über das Zählrohr 33 und den Verstärker 34 übernimmt. Überschreitet der Istwert, den der Zeiger 42 des Reglers 39 anzeigt, den eingestellten Sollwert, den der Zeiger 41 anzeigt, dann gibt der Regler 39 einen Impuls auf das Schütz 40, das den Motor des Magneten 29 steuert. Durch Öffnen des Ventils 30 wird so viel Wasser zugeführt, bis der Istwert sich mit dem Sollwert deckt. Diese zusätzliche Wasserzuführung ist vorteilhaft, um eine gute Pumpfähigkeit des abzuziehenden Schlammes aus dem Absetztrichter 27 zu gewährleisten.
Bei Erreichen des Istwertes schaltet ein Kontaktwerk das Wendeschütz 40 und damit den Motor M in Schliessrichtung des Ventiles 30. Diese Regelung kann durch entsprechende Kontakte am Regler 39 und entsprechende Kontakte
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am Wendeschütz vielstufig ausgebildet werden. Unterschreitet die Feststoffmenge im Schlamm in der
Messstrecke M 2 den am Regler 39 eingestellten Sollwert bei der Entleerung des Schlammtrichters 22, dann zeigt der Zeiger 42 einen geringeren Wert als den Sollwert. Der Regler 39 wirkt dann zunächst auf das
Relais 36 und dieses auf das Wendeschütz 38, das zunächst den Schieber 26 drosselt. Bei Unterschreitung eines vorgesehenen Istwertes wird das Wendeschütz so gesteuert, dass es den Schieber 26 vollkommen schliesst und gleichzeitig die Motorpumpe 27 über das Schütz 37 abschaltet.
Die Einrichtung bleibt nun so lange inRuhe,bis dieMessstreckeMl wieder eine genügende Eindickung und eine genügende Schlamm- höhe anzeigt ; dann beginnt der automatische Abzug, wie vorstehend beschrieben, von neuem.
Der Stromlauf ist nach Fig. 4 folgender :
Der vom Zählrohr 32 gegebene Messwert wird vom Verstärker 34 verstärkt und dem Relais Od4 zuge- führt. Das Relais Od4 spricht beim Überschreiten eines bestimmten Wertes an und erregt das Zeitglied Od2 im Stromkreis S 2. Das Zeitglied ist ein abfallverzögertes Relais. Es soll verhindern, dass sofort nach Ent- nahme von abgesetzten Feststoffen das Relais Odl abfällt und das Pumpenaggregat 27 abschaltet bzw. das
Motorventil 26 zufährt. Ausserdem soll es garantieren, dass zunächst die Messstrecke M 2 vollständig mit abgezogener Flüssigkeit gefüllt ist, bevor der Regler 29 wirksam werden und das Motorventil 25/26 in Ab- hängigkeit vom Regler 39 betätigt werden kann.
Das Zeitwerk Od2 schaltet sofort das Hilfsrelais Odl im
Stromkreis Sl ein, welches mit seinem Schliesser Odl im Stromkreis S6 das Motorventil 26 vollständig öff- net. Hier wird die Öffnungsbewegung des Ventils vom Endschalter 2b2 abgeschaltet. Der gleiche End- schalter schaltet mit seinem zweiten Kontakt lb2 im Stromkreis S4 die Pumpe 27 ein. Die Pumpe 27 för- dert nun die entnommene Flüssigkeit über das Motorventil 26 durch die Messstrecke M 2. Nach kurzer
Zeit wird in der Messstrecke M 2 bereits ein bestimmter Feststoffgehalt durch das Zählrohr 33 nachgewie- sen. Das Messergebnis des Zählrohres 33 wird über den Verstärker 35 dem Regler Ogl (39) zugeleitet.
Wird vom Regler 39 zu Anfang des Schlammabzuges ein sehr hoher Feststoffgehalt festgestellt, so wird zunächst das Motorventil 25/26 laufend über den Wechsler Ogl/l ganz offen gehalten. Ein zweiter Kontakt Ogl/2 wird bei sehr hohem Feststoffgehalt der Flüssigkeit betätigt und öffnet über das Schaltgerät 3cl das Magnetventil Isl (29). Hiedurch wird Flüssigkeit mit sehr geringem Feststoffgehalt vor der Messstrecke M 2 zugeführt, so dass eine bestimmte Verdünnung erreicht wird und der Istwert sich dem Sollwert nähert. Kommt der Istwert in die Nähe des Sollwertes, wird der Kontakt Ogl/2 geöffnet, so dass das Magnetventil 29 geschlossen wird und die Pumpe 27 lediglich Schlamm aus dem Absetztrichter abziehen kann.
Wird ein Istwert festgestellt, welcher einem Feststoffgehalt entspricht, der in der Nähe des eingestellten Sollwertes liegt, bleibt das Motorventil in der früher eingenommenen Stellung stehen. Durch die laufende Entnahme von Flüssigkeit sinkt der Feststoffgehalt im Absetztrichter unter den eingestellten Sollwert. Dies wird wiederum von dem Zählrohr 33 festgestellt und dem Regler über den Verstärker mitgeteilt. Nunmehr legt sich der Kontakt Ogl/1 nach der andern Seite um und das Schaltgerät 2cl beginnt, das Motorventil (25/26) zu schliessen. Damit das Ventil nicht zu hastig nach der einen oder andern Seite bewegt wird, wird über eineArbeitszeit-Pausensteuerung der Schliesser Od3 im Stromkreis S7 periodisch geöffnet und geschlossen.
Mit diesem Zeitschaltwerk kann die Schliess- bzw. Öffnungsgeschwindigkeit des Motorventils der Regelstrecke angepasst werden. Sinkt der Feststoffgehalt immer weiter, wird das Motorventil 26 weiter zugefahren, bis es bei Überschreitung eines bestimmten Minimalwertes vollständig geschlossen wird. In dieser Stellung wird gleichzeitig die Pumpe 27 über den Öffner Ibl des gleichen Endschalters abgeschaltet. Die automatische Einrichtung bleibt nun so lange in der Ruhestellung, bis dieMessirecke M l wieder eine genügende Eindickung in der Höhe derselben über dem Abzugsrohr anzeigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung von Absperrorganen in Kanälen, Rohrleitungen od. dgl. und/oder Fördereinrichtungen in Abhängigkeit von Feststoffgehalt angesammelter und durch die Kanäle hindurchströmender Flüssigkeiten, insbesondere von Schlämmen aus der Abwasserreinigung, mit Hilfe von die Flüssigkeiten durchdringenden Strahlen und Messgeräten, gekennzeichnet durch einen Korpuskular- oder Wellenstrahler für unsichtbare Strahlen, ein Strahlenmessgerät, z. B. einen Geiger-Zähler, und eine Messstrecke für das Medium bzw. eine Fliessstrecke, die vorwiegend axial von den Strahlen durchdrungen wird und ein von dem Strahlenmessgerät beeinflusstes Anzeigeinstrument.