PL218971B1

PL218971B1 - Reactant feeding control system, preferably for water

Info

Publication number: PL218971B1
Application number: PL384872A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Stańda; Elżbieta Wróblewska
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2015-02-27

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania dozowaniem reagentów, zwłaszcza do wody, stosowany do dawkowania reagentów do uzdatniania wody. Problem jakości wody jest jednym z podstawowych zarówno dla gospodarki komunalnej, przemysłu jak i energetyki. Źródła i zasoby wody, choć jest ich dużo, nie są nieograniczone. Prawidłowe i ekonomiczne ich wykorzystywanie kształtuje w znacznej mierze przyszłość środowiska naturalnego. Nieodpowiednie obchodzenie się ze ściekami odprowadzanymi niejednokrotnie bez żadnych zabiegów do wód powierzchniowych, a także zanieczyszczenie gleby różnego rodzaju odpadami i substancjami chemicznie aktywnymi, powodują degradację środowiska naturalnego i stwarzają konieczność stosowania różnych zabiegów uzdatniających i neutralizujących. Biorąc pod uwagę fakt, że woda w życiu i działalności człowieka jest czynnikiem o podstawowym znaczeniu, technologia jej przygotowania oraz ekonomiczne jej wykorzystanie powinny stanowić przedmiot szczególnego zainteresowania wszystkich jej użytkowników, a przede wszystkim projektantów urządzeń, w których odbywa ona swoje cykle robocze.The present invention relates to a reagent dosing control system, especially for water, used for dosing water treatment reagents. The problem of water quality is one of the fundamental problems for the municipal economy, industry and the energy sector. Water sources and resources, although abundant, are not unlimited. Their correct and economic use largely shapes the future of the natural environment. Improper handling of wastewater discharged often without any treatment to surface waters, as well as soil contamination with various types of waste and chemically active substances, cause degradation of the natural environment and necessitate the use of various treatment and neutralization treatments. Taking into account the fact that water in human life and activity is a factor of fundamental importance, the technology of its preparation and its economic use should be of particular interest to all its users, and above all, designers of devices in which it runs its working cycles.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 347239, sposób ustalania dozowanych ilości produktów do obróbki wody cyrkulacyjnej w obiegach chłodzących, w których straty wody cyrkulacyjnej wyrównuje się wodą dopływową, przy czym mierzy się wartość liczbową co najmniej jednego wybranego parametru wody cyrkulacyjnej, przed albo po dodaniu wody dopływowej, mierzy się wartość liczbową tego samego wybranego parametru w wodzie dopływowej i stąd, uwzględniając ogólną doprowadzoną ilość wody i objętość układu, ustala się, jaka ilość produktu do obróbki wody musi być dozowana.There is known from the Polish patent application No. 347239 a method for determining the dosed amounts of products for the treatment of circulating water in cooling circuits in which the losses of circulating water are equalized with the incoming water, where the numerical value of at least one selected parameter of the circulating water is measured, before or after adding of the feed water, the numerical value of the same selected parameter is measured in the feed water and hence, taking into account the total amount of water supplied and the volume of the system, it is determined what amount of water treatment product needs to be dispensed.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr 366 578 znany jest wewnątrz zbiornikowy zawór do uzdatniania wody, przeznaczony do użytkowania ze zbiornikiem w instalacji do uzdatniania wody. Zawór ma obudowę główną z częścią roboczą zawierającą co najmniej jedną komorę zaworu, przy czym co najmniej część komory roboczej jest zamontowana w zbiorniku.From the Polish patent application No. 366 578 there is known an in-tank water treatment valve intended for use with a tank in a water treatment installation. The valve has a main housing with an operating portion including at least one valve chamber, at least a portion of the operating chamber being mounted in the reservoir.

Znane jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 370 644, urządzenie do dozowania, zwłaszcza środka dezynfekującego w instalacji wodnej zagrożonej bakterią z rodziny Legionella, które charakteryzuje się tym, że do zasilającego przewodu podłączone są równolegle dwa przewody a pomiędzy nimi impulsowy wodomiar. Przewód za dozującym zaworem ma podłączoną dozującą pompę i pojemnik zawierający poziomomierz, obciążnik, pływak i ssawny kosz. Dozująca pompa połączona jest z impulsowym wodomiarem i zasilaniem. Natomiast przewód za odcinającym zaworem ma kontrolno - pomiarowy układ składający się z filtru, reduktora ciśnienia i komory z elektrodami i sensorem, która połączona ze spustem wody, równolegle z zaworem bezpieczeństwa oraz z przetwornikiem z regulatorem, połączonym elektrycznie z dozującą pompą oraz sygnalizatorem ostrzegawczym.A device for dosing, in particular, a disinfectant in a water system endangered with Legionella bacteria, is known from the Polish patent application No. 370 644, which is characterized by the fact that two lines are connected in parallel to the supply line and an impulse water meter between them. The tubing downstream of the dosing valve has an attached dosing pump and a container containing a level meter, a weight, a float and a suction basket. The dosing pump is connected to the impulse water meter and power supply. On the other hand, the line after the shut-off valve has a control and measurement system consisting of a filter, pressure reducer and a chamber with electrodes and a sensor, which is connected to the water drain, parallel to the safety valve and to the transducer with the regulator, electrically connected to the dosing pump and a warning signal.

Układ sterowania dozowania chloru do wody znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 303489. Układ ma na linii przepływu chloru, między rotametrem, a inżektorem trójnik, do którego bocznego odgałęzienia dołączony jest przewód z zaworem pneumatycznym, mającym na wejściu połączenie z powietrzem atmosferycznym.The control system for dosing chlorine into water is known from the Polish patent application No. 303489. The system has a tee on the chlorine flow line, between the rotameter and the injector, to the side branch of which there is a pipe with a pneumatic valve connected to the atmospheric air at the inlet.

Znany jest też ze stosowania, szereg rozwiązań konstrukcyjnych dawkowników chemikaliów, jednakże charakteryzują się one tym, iż ich budowa jest skomplikowana, wymagają dużo miejsca co wynika z zasady ich działania, ich stosowanie powoduje ingerencję w układ uzdatniania, nie gwarantują podania chemikaliów w wymaganej ilości lub podają je z dużym niedomiarem lub nadmiarem.It is also known for the use of a number of design solutions for chemical dosing devices, however, they are characterized by the fact that their structure is complicated, they require a lot of space due to the principle of their operation, their use interferes with the treatment system, they do not guarantee the administration of chemicals in the required amount or they serve them in excess or excess.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że uzdatniana woda z rurociągu przewodem doprowadzającym usytuowanym sprzed zwężką, doprowadzana jest do górnej części zbiornika - mieszalnika, natomiast reagent rozcieńczony wodą z dolnej części zbiornika - mieszalnika, doprowadzany jest przewodem odprowadzającym za zwężką i przed układem fotodiod rurociągu, ponownie do rurociągu. W przewodzie odprowadzającym jest umieszczona celka pomiarowa z układem fotodiod, który połączony jest z układem automatycznej regulacji. Nad zbiornikiem - mieszalnikiem umieszczony jest zbiornik z reagentem, który połączony jest ze zbiornikiem - mieszalnikiem poprzez zawór elektromagnetyczny sterowany układem automatycznej regulacji.The essence of the system according to the invention consists in the fact that the treated water from the pipeline is supplied to the upper part of the tank - the mixer, through the supply line located before the reducer, while the reactant diluted with water from the lower part of the tank - the mixer, is supplied through the discharge line after the reducer and before the pipeline photodiode system back to the pipeline. In the discharge conduit there is a measuring cell with a photodiode system connected to the automatic control system. Above the tank-mixer there is a reagent tank, which is connected to the tank-mixer through an electromagnetic valve controlled by an automatic control system.

Korzystnie, układ fotodiod rurociągu jest urządzeniem kontrolującym stężenie jonów w cieczy, korzystniej pH-metrem.Preferably, the photodiode array of the pipeline is a liquid ion concentration monitoring device, more preferably a pH meter.

Korzystnie, celka pomiarowa z układem fotodiod jest urządzeniem kontrolującym stężenie jonów w cieczy, korzystniej pH-metrem.Preferably, the measuring cell with the photodiode array is a liquid ion concentration monitoring device, more preferably a pH meter.

Niezwykle ważną zaletą nowego układu sterowania dozowaniem reagentów stanowiącego dawkownik zwężkowy jest to, że może on jednocześnie pełnić rolę dozownika reagentów i substancjiAn extremely important advantage of the new reagent dosing control system, which is a tapered doser, is that it can simultaneously act as a reagent and substance dosing unit.

PL 218 971 B1 do uzdatniania wody oraz przepływomierza dzięki wbudowaniu do układu zwężki pomiarowej. Połączenie obu funkcji w nowym układzie jest szczególnie przydatne dla użytkownika urządzenia czy projektanta instalacji uzdatniania wody. Dodatkową zaletą układu jest możliwość prowadzenia ciągłej kontroli stężenia dozowanego reagenta, w celu określenia ilości reagenta dla zapewnienia właściwego procesu uzdatniania, bez szkodliwego zjawiska jakim jest cofanie się reagenta do zbiornika z reagentem.PL 218 971 B1 for water treatment and the flow meter thanks to the installation of a measuring orifice in the system. The combination of both functions in the new system is especially useful for the user of the device or the designer of the water treatment system. An additional advantage of the system is the possibility of continuous control of the concentration of the dosed reagent in order to determine the amount of the reagent to ensure the proper treatment process, without the harmful effect of the reagent flowing back into the reagent tank.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia układ sterowania dozowaniem reagentów do wody, w ujęciu schematycznym.The subject of the invention in an exemplary embodiment is reproduced on the drawing, which shows the control system for dosing the reactants to water, in a schematic view.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Układ sterowania dozowaniem reagentów, zwłaszcza do wody, w którym uzdatniana woda z rurociągu 1 przewodem doprowadzającym usytuowanym sprzed zwężką 2 doprowadzana jest do górnej części zbiornika - mieszalnika 8, natomiast reagent rozcieńczony wodą z dolnej części zbiornika mieszalnika 8, doprowadzany jest przewodem odprowadzającym usytuowanym za zwężką 2 i przed układem fotodiod rurociągu 4 stanowiące urządzenie kontrolujące stężenie jonów w cieczy, ponownie do rurociągu 1. W przewodzie odprowadzającym jest umieszczona celka pomiarowa z układem fotodiod 3 stanowiące urządzenie kontrolujące stężenie jonów w cieczy, który połączony jest z układem automatycznej regulacji 5. Ponadto nad zbiornikiem - mieszalnikiem 8 umieszczony jest zbiornik z reagentem 7, który połączony jest ze zbiornikiem - mieszalnikiem 8 poprzez zawór elektromagnetyczny 6 sterowany układem automatycznej regulacji 5.The reagent dosing control system, especially to water, in which the treated water from the pipeline 1 is supplied to the upper part of the tank - mixer 8 through a supply conduit located before the orifice 2, while the reactant diluted with water from the lower part of the mixer 8 tank is supplied via a discharge conduit located behind the orifice. 2 and before the photodiode system of the pipeline 4, constituting a device controlling the concentration of ions in the liquid, again to the pipeline 1. In the discharge conduit there is a measuring cell with a photodiode system 3 constituting a device controlling the concentration of ions in the liquid, which is connected to the automatic control system 5. tank - mixer 8 there is a tank with reagent 7, which is connected to the tank - mixer 8 through a solenoid valve 6 controlled by the automatic control system 5.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Układ sterowania dozowaniem reagentów, zwłaszcza do wody, wykonane jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że oba urządzenia kontrolujące stężenie jonów w cieczy są pH-metrami.The control system for dosing the reactants, especially to water, was made as in the first example, with the difference that both devices controlling the concentration of ions in the liquid are pH-meters.

Działanie układu polega na tym, że woda uzdatniana 1 dopływa do zwężki 2, skąd przewodem doprowadzającym sprzed zwężki doprowadzana jest do zbiornika - mieszalnika 8. W zbiorniku - mieszalniku 8 reagent jest stężony do wartości optymalnej, zgodnej z wymaganiami, maksymalnego stężenia granicznego, przy czym pod wpływem napływającej wody następuje jego częściowe rozcieńczenie. Stężenie rozcieńczonego reagenta odprowadzanego przewodem odprowadzającym do rurociągu 1 za zwężką 2 sprawdzane jest w celce pomiarowej z układem fotodiod 3. Sygnał z układu fotodiod 3 jest kierowany do układu automatycznej regulacji 5, w którym przetwarzana jest informacja o stężeniu reagenta podawanego w celu uzdatniania wody. Przetworzony sygnał decyduje o otwarciu lub zamknięciu zaworu elektromagnetycznego 6 doprowadzającego reagent ze zbiornika reagenta 7 do zbiornika - mieszalnika 8. Po osiągnięciu przez reagent, w zbiorniku - mieszalniku 8, minimalnego stężenia granicznego zostaje otwarty zawór elektromagnetyczny 6 doprowadzający reagent w celu ponownego zwiększenia stężenia reagenta do wartości maksymalnej. Regulacja powyższego układu odbywała się przy zastosowaniu układu automatycznej regulacji 5, z wykorzystaniem zaworu elektromagnetycznego 6.The operation of the system is based on the fact that the treated water 1 flows to the orifice 2, from where it is supplied to the tank - mixer 8 through the inlet conduit from before the reducer. In the tank - mixer 8, the reactant is concentrated to the optimal value, in accordance with the requirements, of the maximum limiting concentration, where under the influence of flowing water, its partial dilution takes place. The concentration of the diluted reagent discharged through the discharge line to the pipeline 1 after the orifice 2 is checked in the measuring cell with the photodiode system 3. The signal from the photodiode system 3 is directed to the automatic control system 5, where the information on the concentration of the reagent supplied for water treatment is processed. The processed signal determines the opening or closing of the solenoid valve 6 supplying the reagent from the reagent tank 7 to the tank - mixer 8. After the reagent reaches the minimum limit concentration in the tank - mixer 8, the solenoid valve 6 is opened, supplying the reagent, in order to increase the concentration of the reagent again to maximum value. The regulation of the above system was performed with the use of the automatic regulation system 5, with the use of the electromagnetic valve 6.

Wykaz oznaczeń na rysunku:List of symbols in the drawing:

1. - rurociąg z uzdatnianą wodą,1.- pipeline with treated water,

2. - zwężka pomiarowa,2.- measuring orifice,

3. - celka pomiarowa z układem fotodiod,3. - measuring cell with a photodiode system,

4. - układ fotodiod na rurociągu,4. - photodiodes system on the pipeline,

5. - układ automatycznej regulacji UAR,5.- automatic UAR regulation system,

6. - zawór elektromagnetyczny,6.- solenoid valve,

7. - zbiornik z reagentem,7.- reagent tank,

8. - zbiornik-mieszalnik.8. - tank-mixer.

Claims

1. The reagent dosing control system, especially to water, characterized in that the treated water from the pipeline (1) is supplied to the upper part of the mixing tank (2) through the supply line located before the orifice (2), while the reactant diluted with water from the lower part of the tank - mixer (8), it is led through the discharge pipe after the reducer (2) and before the photodiode system of the pipeline (4) again to the pipeline (1), while in the conduit it is drained

The operating element is a measuring cell with a system of photodiodes (3), which is connected to the automatic control system (5).

2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that above the tank-mixer (8) there is a reagent tank (7), which is connected to the tank-mixer (8) through a solenoid valve (6) controlled by the automatic control system (5).

The system according to p. A device as claimed in claim 1, characterized in that the photodiode array of the pipeline (4) is a device that monitors the concentration of ions in the liquid, preferably a pH meter.

4. The system according to p. A device according to claim 1, characterized in that the measuring cell with a photodiode array (3) is a device for monitoring the concentration of ions in the liquid, preferably a pH meter.