FI71496C - Anordning foer automatisk instaellning av slamavlaegsning fraon en avloppsbrunn. - Google Patents

Description

1 71496

Laite viemärikaivosta tapahtuvan lietteen poiston automaattiseksi säätämiseksi

Esillä oleva keksintö koskee laitetta viemärikai-5 vosta tapahtuvan lietteen poiston automaattiseksi säätämiseksi, johon laitteeseen kuuluu veden virtausnopeuden tunnistin viemärikaivon tuloputkijohdossa, lietteen tiheyden mittari ja venttiili, jotka on asennettu lietteen pois-toputkijohtoon, venttiilin asennon muuttamismekanismi, 10 pumppu lietteen pumppaamiseksi ulos ja yksikkö, joka kehittää venttiilin avaus- ja sulkemissignaalin.

Lietteen automaattinen poistaminen lokakaivosta on mitä tärkein pulma lokakaivojen automaattikäytössä. Pystysuorista ja vaakasuorista lokakaivoista sekä biokoagu-15 laattoreista liete voidaan poistaa painovoimalla ruiskuttamalla sitä lietteen nesteen hydrostaattisen paineen vaikutuksella. Näissä tapauksissa on suositeltavaa käyttää sulkuläppää säätelemään lietteen poistoa sen kosteuden ja määrän mukaisesti lokakaivojen automaattista valvontaa 20 varten. Nykyisin on automaattinen lietteen poisto kuitenkin mahdollista vain joko aikaan tai lietteen tasoon perustuen, koska nykyisin ei ole käytettävissä instrumenttia lietteen kosteuden mittaamiseksi. Tämän toteuttamiseksi olisi tiedettävä lietteen kasaantuminen ja sen poisto lokakaivosta, 25 mikä määrätään kokeellisesti taikka olisi oltava luotettava lietteen tason mittari.

Lietteen poistamisessa likakaivoista pumpuilla on lokakaivon automaattinen käyttö mahdollista automaattisesti käynnistämällä ja pysäyttämällä pumppu sekä säätämällä 30 sulkuläppiä. Tätä tarkoitusta varten olisi kokeellisesti määrättävä odotettavissa oleva aika pumpun toiminnalle lokakaivon toiminnan ensi vaiheen aikana, kun automaattista toimintaa ei vielä käytetä. Sekä ensimmäisen että toisen tyyppisessä automaatiossa voidaan käyttää paikallisvalvon-35 taa, kaukovalvontaa taikka automaattista valvontaa. Suositeltavin lokakaivojen automaattinen valvonta on sellainen, jossa käytetään paikallisvalvontaa.

2 71496

Yksinkertaisin ratkaisu probleemalle lietteen automaattiseksi poistamiseksi lokakaivoista on lietteen poistaminen ennaltamäärätyn aikataulun ohjelman mukaisesti käyttäen ohjelmaohjainta (ks. teos Popkovitch G.S. "Basic 5 of Automatic Control Equipment and Automation for Water Supply and Sewer Systems", Moscow, julkaisija "Visshaja Shkola", 1975, ss. 298...299).

Kuitenkin voidaan osa dekantoidusta vedestä siirtää tankkeihin yhdessä lietteen kanssa, koska ei ole 10 käytettävissä mitään instrumenttia lietteen kosteuden tarkistamiseksi. Lisäksi on vaikea järjestää täsmällistä ohjelmaa pumppaamista varten vaihtelevissa olosuhteissa jäteveden syötössä ja vaihtelevilla määrillä suspendoituja hiukkasia lietteessä. Ennestään tunnetaan myös laitteisto 15 lietteen lokakaivosta poistamisen automaattista valvontaa varten, johon laitteistoon kuuluu tuntoelimet lietteen maksimi- ja minimitasojen ilmaisemiseksi (ks. teos Popkovitch, G.S. "Basics of Automatic Control Equipment and Automation for Water Supply and Sewer Systems", Moscow, julkaisija 20 "Visshaja Shkola", 1975, s. 299). Tässä laitteistossa käytetään valosähköisiä lietteen pinnan tuntoelimiä. Kuhunkin tuntoelimeen kuuuluu valoresistori ja lamppu, jotka molemmat on suljettu metallikoteloihin. Tuntoelimestä automaattiseen valvontapiiriin syötetty virta vaihtelee sen 25 nestemäisen aineen optisen tiheyden mukaan, joka sijaitsee valoresistorin ja lampun välissä. Täten laitteisto mittaa lietetasot kahdella ennalta asetellulla tasolla. Jos lietteen maksimitaso ylitetään, käynnistetään lietteen ulospump-pausjärjestelmä ja kun on saavutettu lietteen minimitaso, 30 pysäytetään lietteen ulospumppausjärjestelmä.

Viimeksimainittu laitteisto on parannettu niihin verrattuna, joita edellä aikaisemmin kuvattiin. Laitteisto ei kuitenkaan anna korkeatasoista laatua jäteveden käsittelyyn, kun tämän sisääntulo vaihtelee.

35 Prototyyppiä esillä olevalle keksinnölle on käy tetty laitteistoa lietteen lokakaivosta poistamisen automaattiseksi valvomiseksi japanilaisen hyväksytyn hakemuksen 3 71496

No 50-20, 384, Class 9IC9 mukaisesti. Laitteistoon kuuluu veden virtausnopeuden tuntoelin lokakaivon tuloputkessa, veden pyörteisyyden tuntoelimet tulo- ja lähtöputkissa, siihen putkeen asennettu venttiili, joka on tarkoitettu 5 poistamaan liete lokakaivosta, mekanismi venttiilin asennon muuttamiseksi, pumppu lietteen pumppaamiseksi ulos ja yksikkö, joka tuottaa venttiilin avaamis- ja sulkemis-signaalit.

Edellä mainitussa laitteistossa ajankohta lietepum-10 pun käynnistämiseksi ja pysäyttämiseksi ja venttiilin avaamiseksi ja sulkemiseksi, so. lietteen pumppaamisen käynnistämis- ja pysäyttämishetket määrätään veden pyörteisyy-destä tulo- ja lähtöputkissa ja veden virtausnopeudesta tuloputkessa. Täten laitteisto määrää lietteen pumppauksen 15 käynnistysajankohdan ja sen kestoajan lokakaivoon syötetyn ja kaivosta poistuvan veden pyörteisyyden mukaisesti.

On kuitenkin tunnettua, että lokakaivon toiminnan laadun määrää suspendoituneiden hiukkasten konsentraatio kaivon ulostulossa ja tällä ei ole mitään täsmällistä riip-20 puvuussuhdetta poistoveden pyörteisyyteen. Tämän johdosta on hyvin vaikeaa arvioida lokakaivoon laskeutuneen lietteen määrää ja sen laskeutumisaikaa. Samasta syystä laitteisto on riippuvainen vedenkorkeuden vaihteluista lokakaivossa ja lietteen tasosta. Kaikki tämä aiheuttaa sen, että ei 25 saada aikaan tehokasta ja korkeatasoista jäteveden käsittelyä .

Esillä olevan keksinnön pääkohteena on saada aikaan laitteisto lietteen lokakaivosta poistamisen automaattiseksi valvomiseksi, niin että saavutetaan suurempi kapa-30 siteetti ja parempi laatu jäteveden käsittelyssä lisäämällä luotettavuutta tiedoissa, jotka koskevat lokakaivoon laskeutuneen lietteen määrää ja sen laskeutumisaikaa.

Tämä päätavoite saavutetaan keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista, että siihen kuuluu 35 lisäksi suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden mittari tuloputkijohdossa, veden virtausnopeuden tunnistin viemäri-kaivon poistoputkijohdossa ja suspendoituneiden hiukkasten 4 71496 pitoisuuden mittari samassa putkijohdossa, kaksi vertailu-yksikköä ja kaksi asetusyksikköä, yksikkö, joka kehittää venttiilin avaus- ja sulkemissignaalin ja johon kuuluu kaksi kertojaa, vähennyslaskupiiri ja ohjaussisääntulon 5 omaava integraattori, jolloin ensimmäisen kertojan sisääntulot on kytketty tuloputkijohdossa olevaan veden virtausnopeuden tunnistimeen ja vastaavasti samassa putkijohdossa olevaan suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden mittariin, toisen kertojan sisääntulot on kytketty poistoputki-10 johdossa olevaan veden virtausnopeuden tunnistimeen ja vastaavasti samassa putkijohdossa olevaan suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden mittariin, kertojien ulostulot on kytketty vähennyslaskupiirin vastaaviin sisääntuloihin, jonka vähennyslaskupiirin ulostulo on integraattorin kaut-15 ta kytketty vertailuyksikön ensimmäiseen sisääntuloon, jonka vertailuyksikön toinen sisääntulo on kytketty asetusyksik-köön ja jonka ulostulo on kytketty venttiilin asennon muut-tamismekanismin sisääntuloon ja pumppuun, ja jolloin lietteen tiheyden mittarin ulostulo on kytketty vertailuyksi-20 kön ensimmäiseen sisääntuloon, jonka vertailuyksikön toinen sisääntulo on kytketty toiseen asetusyksikköön ja jonka ulostulo on kytketty integraattorin säätösisääntuloon.

Kuvatun rakenteen ansiosta tarkkailee laitteisto jatkuvasti veden virtausnopeutta ja suspendoituneiden 25 hiukkasten konsentraatiota sisääntulo- ja ulostuloputki-johdoissa ja tuloksena määrää tarkalleen ajan, joka tarvitaan siihen, että ennaltamäärätty määrä lietettä laskeutuu lokakaivoon. Laitteisto tarkkailee lietteen tiheyttä lietteenpoistoputkijohdossa ja määrää tarkalleen ajan-30 kohdan lietteen pumppauksen lopettamiseksi. Laitteisto ei ole herkkä vaihteluille jäteveden tasossa ja tulossa .lokakaivoon. Kaikki tämä parantaa jäteveden käsittelyn kapasiteettia ja laatua.

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtai-35 semmin tiettyyn suoritusmuotoon liittyen ja viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää lohkokaaviota esillä olevan

II

5 71496 keksinnön mukaisesta laitteistosta lietteen lokakaivosta poistamisen automaattista valvontaa varten.

Piirustuksessa nähdään lokakaivol, jossa on tulo-putkijohto 2 ja lähtöputkijohto 3, lietteen kokooja 4 ja 5 lietteen poistamisputkijohto 5. Laitteistoon lietteen lokakaivosta poistamisen automaattista valvontaa varten kuuluu veden virtausnopeuden tuntolaite 6 ja suspendoitu-jen hiukkasten konsentraatiomittari 7 asennettuina tulo-putkijohtoon 2, veden virtausnopeuden tuntolaite 8 ja 10 suspendoitujen hiukkasten konsentraation mittari 9 asennettuina lähtöputkijohtoon 3. Venttiili 10, jota ohjataan venttiiliasennon muuttamismekanismilla 11, on asennettu lietteen poistamisputkeen 5. Venttiili 10 on kytketty pumppuun 12, johon kuuluu mekanismi sen käynnistämiseksi 15 ja pysäyttämiseksi (ei esitetty). Lietteen tiheysmittari 13 putkijohtoa 5 varten on asennettu venttiilin 10 eteen putkijohtoon. Laitteistoon kuuluu vielä yksikkö 14 avaamis- ja sulkemissignaalien tuottamiseksi venttiilille 10, vertailuyksikkö 15 ja vertailuyksikkö 16 ja asetteluyk-20 siköt 17 ja 18. Yksikköön 14 avaamis- ja sulkemissignaalien tuottamiseksi venttiilille 10 kuuluu kaksi kertojaa 19 ja 20, vähennyslaskupiiri 21 ja integraattori 22, jolla on ohjaussisäänmeno.

Veden virtausnopeuden tuntolaite 6 ja suspendoi-25 tujen hiukkasten konsentraation mittari 7, jotka on asennettu tuloputkijohtoon 2, ovat kytketyt vastaaviin si-säänmenoihin kertojassa 19. Veden virtausnopeuden tunto-laite 8 ja suspendoitujen hiukkasten konsentraation mittari 9, jotka on asennettu lähtöputkijohtoon 2, on kyt-30 ketty vastaaviin sisäänmenoihin kertojassa 20. Kertojien 19 ja 20 ulostulot on kytketty vastaaviin sisäänmenoihin vähennyslaskupiirissä 21. Vähennyslaskupiirin 21 ulostulo on kytketty integraattorin 22 sisäänmenoon. Integraattorin 22 ulostulo on kytketty ensimmäiseen sisäänmenoon vertailu-35 yksikössä 15. Vertailuyksikön 15 toiseen sisäänmenoon on kytketty asetteluyksikkö 17, joka käytetään vertailusig-naalin arvon asettelemiseen. Vertailuyksikön 15 ulostulo on

__ - TT

6 71496 kytketty sisäänmenoon venttiilin asennon muuttamismekanis-missa 11. Mekanismin 11 ulostulo on kytketty venttiiliin 10. Vertailuyksikön 15 ulostulo on myös kytketty lietteen ulos pumppaavan pumpun 12 käynnistämis- ja pysäyttämis-5 mekanismiin. Lietteen ^tiheyden mittari 13 putkijohdossa 5 on kytketty ensimmäiseen sisäänmenoon vertailuyksikössä 16. Vertailuyksikön 16 toinen sisäänmeno on kytketty aset-teluyksikköön 18, jossa asetellaan vertailusignaalin (referenssisignaalin) arvo. Vertailuyksikön 16 ulostulo 10 on kytketty integraattorin 22 ohjaussisäänmenoon.

Esillä olevan keksinnön mukainen laitteisto toimii seuraavasti. Ensin asetellaan vertailusignaalien halutut arvot asetteluyksiköissä 17 ja 18. Vertailusignaalin arvo, joka ensimmäisenä likiarvona on suhteellinen lietteen 15 kokoojan 4 tilavuuteen, asetellaan asetteluyksikköön 17. Täten on aseteltu sallittu määrä laskeutunutta lietettä. Vertailusignaalin arvo, joka on suhteellinen lietteen minimitiheyteen putkijohdossa 5, asetellaan asetteluyksikköön 18. Sitten laitteisto käynnistetään. Tuntoelimet 6 20 ja 8 mittaavat veden virtausnopeuden lokakaivoon 1 tulo-putkijohdossa 2 ja lähtöputkijohdossa 3 kun taas mittarit 7 ja 9 mittaavat suspendoitujen hiukkasten konsentraation samoissa putkijohdoissa. Signaalit veden virtausnopeuden tuntolaitteesta 6 ja suspendoitujen hiukkasten konsentraa-25 tion mittarista 7 tuloputkijohdossa 2 johdetaan asianomaisiin sisäänmenoihin kertojassa 19. Signaalit veden virtausnopeuden tuntolaitteesta 8 ja suspendoitujen hiukkasten konsentraation mittarista 9 lähtöputkijohdossa 3 johdetaan asianomaisiin sisäänmenoihin kertojassa 20. Tuloksena ole-30 vat kertojien 19 ja 20 ulostulosignaalit johdetaan asianomaisiin sisäänmenoihin vähennyslaskupiirissä 21. Tuloksena oleva signaali johdetaan vähennyslaskupiirin 21 ulostulosta integraattorin 22 sisäänmenoon. Täten yksikkö 14, joka kehittää avaamis- ja sulkemissignaalin venttiilille 35 10, suorittaa laskeutuneiden hiukkasten tilavuuden jatku vaa laskemista. Yksikössä 14 käytetään seuraavaa kaavaa: 71496 7 *ο Γ (Q1c1 - q2c2) at, 5 0 missä ja ovat virtausnopeudet tulo- ja lähtöputki-johdoissa,

Ci ja C2 ovat suspendoitujen hiukkasten konsen-10 traatiot tulo- ja lähtöputkijohdoissa.

Yksiköllä 14 tuotettua signaalia verrataan aset-teluyksikköön 17 varastoituun referenssisignaaliin ver-tailuyksiköllä 15. Heti kun yksikön 14 ulostulosignaali on korkeampi kuin referenssisignaali, esiintyy virhe-15 signaali vertailuyksikön 15 ulostulossa, joka johdetaan venttiilin asennon muuttamismekanismiin 11 ja tämä mekanismi avaa venttiilin 10. Samanaikaisesti johdetaan vertailuyksikön 15 ulostulosignaali pumppuun 12 ja tämä aloittaa lietteen tiheyden mittari 13 signaalin, joka 20 johdetaan vertailuyksikköön ja jota verrataan asettelu- yksikköön 18 varastoituun referenssisignaaliin. Kun lietteen tiheyden mittarin 13 ulostulosignaali tulee matalammaksi kuin referenssisignaali, esiintyy vertailuyksikön 16 ulostulossa signaali, joka johdetaan ohjaussisäänmenoon 25 integraattorissa 22, mikä johtaa tämän palauttamiseen (tyhjäämiseen). Tämän seurauksena häviää vertailuyksikön 15 ulostulosignaali ja mekanismi 11 sulkee venttiilin 10. Vertailuyksikön 15 ulostulosignaalin häviäminen aiheuttaa samanaikaisesti pumpun 12 pysähtymisen. Toimintajakso 30 toistetaan.

Täten laitteisto lietteen lokakaivosta poistamisen automaattiseksi valvomiseksi, joka laitteisto jatkuvasti tarkkailee veden virtausnopeutta ja suspendoitujen hiukkasten konsentraatioita tuloputkijohdossa 2 ja lähtöput-35 kijohdossa 3, määrää täsmälleen ajan, joka tarvitaan tietyn lietemäärän laskeutumiseen lokakaivoon 1 ja käynnistää lietteen pumppaamisen ulos oikeana ajankohtana.

8 71496

Laitteisto tarkkailee lietteen tiheyttä lietteen poista-misputkijohdossa 5 ja määrää täsmälleen oikean ajankohdan lietteen pumppaamisen lopettamiseksi. Laitteisto ei ole herkkä lokakaivoon tulevan jäteveden tason ja sisääntulon 5 vaihteluille.

Vaikka edellä on selitetty ja kuvattu keksinnön erityinen suoritusmuoto, pystyy alan ammattimies tekemään erilaisia modifikaatioita siihen, minkä vuoksi ei ole tarkoitettu, että keksintö rajoittuisi esitettyyn 10 suoritusmuotoon tai sen yksityiskohtiin, joista voidaan poiketa oheisessa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Keksinnön mukainen laitteisto poikkeaa edukseen ennestään tunnetuista laitteistoista lietteen lokakai-15 vosta poistamisen automaattiseksi valvomiseksi ja mahdollistaa kapasiteetin ja laadun nostamisen jäteveden käsittelyssä.

li

Claims (1)

1. 9 71496 Patenttivaatimus Laite viemärikaivosta tapahtuvan lietteen poiston automaattiseksi säätämiseksi, johon laitteeseen kuuluu 5 veden virtausnopeuden tunnistin viemärikaivon (1) tulo-putkijohdossa (2) , lietteen tiheyden mittari (13) ja venttiili (10), jotka on asennettu lietteen poistoputki-johtoon (3), venttiilin asennon muuttamismekanismi (11), pumppu lietteen pumppaamiseksi ulos ja yksikkö, joka kehit-10 tää venttiilin avaus- ja sulkemissignaalin, tunnet-t u siitä, että siihen kuuluu lisäksi suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden mittari (7) tuloputkijohdossa (2), veden virtausnopeuden tunnistin (8) viemärikaivon (1) poistoputkijohdossa (3) ja suspendoituneiden hiukkasten 15 pitoisuuden mittari (9) samassa putkijohdossa, kaksi ver-tailuyksikköä (15 ja 16) ja kaksi asetusyksikköä (17 ja 18), yksikkö (14) , joka kehittää venttiilin (10) avaus-ja sulkemissignaalin ja johon kuuluu kaksi kertojaa (19 ja 20), vähennyslaskupiiri (21) ja ohjaussisääntulon 20 omaava integraattori (22), jolloin ensimmäisen kertojan (19) sisääntulot on kytketty tuloputkijohdossa (2) olevaan veden virtausnopeuden tunnistimeen (6) ja vastaavasti samassa putkijohdossa olevaan suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden mittariin (7), toisen kertojan 25 (20) sisääntulot on kytketty poistoputkijohdossa (3) ole vaan veden virtausnopeuden tunnistimeen (8) ja vastaavasti samassa putkijohdossa olevaan suspendoituneiden hiukkasten pitoisuuden mittariin (9), kertojien (19 ja 20) ulostulot on kytketty vähennyslaskupiirin (21) vastaaviin 30 sisääntuloihin, jonka vähennyslaskupiirin ulostulo on integraattorin (22) kautta kytketty vertailuyksikön (15) ensimmäiseen sisääntuloon, jonka vertailuyksikön toinen sisääntulo on kytketty asetusyksikköön (17) ja jonka ulostulo on kytketty venttiilin asennon muuttamismekanismin 35 (li) sisääntuloon ja pumppuun (12), ja jolloin lietteen tiheyden mittarin (13) ulostulo on kytketty vertailuyk- 10 71 496 sikön (16) ensimmäiseen sisääntuloon, jonka vertailu-yksikön toinen sisääntulo on kytketty toiseen asetus-yksikköön (18) ja jonka ulostulo on kytketty integraat-torin (22) säätösisääntuloon. 11 71496 Anordning för automatisk inställning av slamavlägsning fran en avloppsbrunn, vilken anordning omfattar en hastighets-5 detektor för vattenströmningen i avloppsbrunnens (1) inlopps- rörledning (2), en koncentrationsmätare (13) för slammet och en ventil (10) vilka är monterade i en avloppsrörledning (3) för slammet, en ändringsmekanism (11) för ventilens läge, en pump för avpumpning av slammet och en enhet som 10 alstrar en öppnings- och stängningssignal för ventilen, kännetecknad därav, att den vidare omfattar en koncentrationsmätare (7) för suspenderade partiklar i inloppsrörledningen (2), en hastighetsdetektor (8) för vattenströmningen i avloppsbrunnens (1) avloppsrörledning 15 (3) och en koncentrationsmätare (9) för suspenderade partiklar i samma rörledning, tvä jämförelseenheter (15 och 16) och tvä inställningsenheter (17 och 18), en enhet (14) som alstrar en öppnings- och stängningssignal för ventilen (10) och som omfattar tvä multiplikätorer (19 20 och 20), en subtraktionskrets (21) och en integrator (22) innefattande en styringäng, varvid den första multiplikatorns (19) ingängar är kopplade tili den i inloppsrörledningen (2) belägna hastighetsdetektorn (6) för vattenströmningen och pä motsvarande sätt tili den 25 i samma rörledning belägna koncentrationsmätaren (7) för suspenderade partiklar, den andra multiplikatorns (20) ingängar är kopplade tili den i avloppsrörledningen (3) belägna hastighetsdetektorn (8) för vattenströmningen och pä motsvarande sätt tili den i samma rörledning 30 belägna koncentrationsmätaren (9) för suspenderade partiklar, multiplikatorernas (19 och 20) utgängar är kopplade tili substraktionskretsens (21) motsvarande ingängar, varvid substraktionskretsens utgäng är genom integratorn (22) kopplad tili jämförelseenhetens (15) 35 första ingäng, varvid jämförelseenhetens andra ingäng är kopplad tili inställningsenheten (17) och utgängen därav tili ingängen hos ändringsmekanismen (11) för