RU105456U1

RU105456U1 - EMERGENCY EMISSION DEVICE

Info

Publication number: RU105456U1
Application number: RU2011101251/28U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Алексеев; Елена Михайловна Козаченко; Сергей Иосифович Юран; Александр Сергеевич Перминов
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-06-10

Abstract

Устройство устранения аварийного выброса, содержащее канал движения контролируемой среды с установленным в нем оптоэлектронным датчиком, который соединен с блоком обработки и управления, отличающееся тем, что в канале движения контролируемой среды выполнен отвод, расположенный после оптоэлектронного датчика, дополнительно в канале и отводе установлены элементы блокировки движения контролируемой среды, которые расположены после места отвода и соединены с блоком обработки и управления, причем на выходе канала движения контролируемой среды установлен фильтр очистки, а на выходе отвода установлен второй оптоэлектронный датчик, соединенный с блоком обработки и управления, после которого расположен блок утилизации. A device for eliminating emergency ejection containing a channel of movement of the controlled medium with an optoelectronic sensor installed in it, which is connected to the processing and control unit, characterized in that a tap located after the optoelectronic sensor is made in the channel of movement of the controlled medium, and additional blocking elements are installed in the channel and tap the movement of the controlled medium, which are located after the outlet and are connected to the processing and control unit, and at the output of the controlled channel a cleaning filter is installed on the medium, and a second optoelectronic sensor connected to the processing and control unit, after which the disposal unit is located, is installed at the outlet of the tap.

Description

Полезная модель относится к автоматическим средствам контроля оптической плотности жидких и газообразных сред и может быть использована в системах фильтрации сточных вод.The utility model relates to automatic means for controlling the optical density of liquid and gaseous media and can be used in wastewater filtration systems.

Известно устройство для определения загрязненности воды (полезная модель №11895, МПК G01N 21/05), содержащее источник излучения с интерференционным фильтром, полупрозрачное зеркало, разделяющее световой поток от источника на две части, два фотоприемника, первый из которых установлен на выходе проточной кюветы с исследуемой водой, второй - на выходе полупрозрачного зеркала, и включен в цепь обратной связи, предназначенной для поддержания потока излучения на постоянном уровне, при этом выход первого датчика подключен через блок преобразования к ЭВМ и приборам, осуществляющим измерение, регистрацию и сигнализацию.A device for determining water pollution (utility model No. 11895, IPC G01N 21/05) is known, comprising a radiation source with an interference filter, a translucent mirror that separates the light flux from the source into two parts, two photodetectors, the first of which is installed at the output of the flow cell with investigated water, the second at the output of the translucent mirror, and is included in the feedback circuit designed to maintain the radiation flux at a constant level, while the output of the first sensor is connected through the conversion unit to Computers and devices that measure, record and signal.

Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют в режиме реального времени устранить попадание аварийного выброса в систему фильтрации.The disadvantage of this device is its limited functionality, which does not allow in real time to eliminate the ingress of emergency emissions into the filtration system.

Аварийный выброс представляет собой сгусток неоднородной жидкости, содержащей загрязняющие вещества, у которого оптическая плотность на определенном ограниченном интервале времени отличается от оптической плотности контролируемой среды. Такие сгустки могут возникать только в аварийной ситуации, при которой, например, разгерметизируется какое-либо оборудование на объекте контроля, приводящей к сбросу загрязняющих веществ в систему стоков и фильтрации, которая как правило, не предназначена для очистки воды от этих веществ. При наличии в системе фильтров последние могут выйти из строя или не полностью отфильтровать загрязняющие вещества, что приведет к проникновению их в окружающую среду (водоем).Emergency ejection is a clot of an inhomogeneous liquid containing contaminants in which the optical density at a certain limited time interval differs from the optical density of the controlled medium. Such clots can occur only in an emergency situation, in which, for example, some equipment is depressurized at the control object, leading to the discharge of pollutants into the sewage and filtration system, which is usually not intended to purify water from these substances. If there are filters in the system, the latter can fail or not completely filter out pollutants, which will lead to their penetration into the environment (body of water).

Известен также проточный бесконтактный мутномер для жидких сред (авторское свидетельство №1427247, МПК G01N 21/05). Устройство содержит измерительную кювету, в верхней части которой имеется свободное пространство для выхода газа в дренажное пространство, что предотвращает искажения результатов измерения, оптический блок, основными элементами которого являются источник излучения и фотоприемники.Also known non-contact flow turbidimeter for liquid media (copyright certificate No. 1427247, IPC G01N 21/05). The device contains a measuring cell, in the upper part of which there is free space for gas to enter the drainage space, which prevents distortion of the measurement results, an optical unit, the main elements of which are the radiation source and photodetectors.

Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют устранить попадание аварийного выброса в систему фильтрации.The disadvantage of this device is the limited functionality that does not allow to eliminate the accidental release of the filter system.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для контроля чистоты жидкости (патент на полезную модель №70370, МПК G01N 15/06). Устройство содержит лазерный источник света, излучение от которого воздействует на поток контролируемой жидкости, проточную кювету с прозрачными окнами для светового потока, фотоприемник светового потока, прошедшего жидкость, соединенный с анализатором электрических сигналов в виде компьютера с программой анализа чистоты жидкости. Устройство позволяет определить размер и количество загрязняющих частиц в жидкости.The closest in technical essence to the proposed device is a device for monitoring the purity of the liquid (patent for utility model No. 70370, IPC G01N 15/06). The device contains a laser light source, the radiation from which affects the flow of the controlled fluid, a flow cell with transparent windows for the light flux, a photodetector of the light flux transmitted through the fluid, connected to the electric signal analyzer in the form of a computer with a program for analyzing the purity of the fluid. The device allows you to determine the size and amount of contaminating particles in the liquid.

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют устранить попадание аварийного выброса в систему фильтрации, что существенно повышает вероятность загрязнения контролируемой среды при аварийном выбросе. Это обусловлено отсутствием в прототипе системы автоматического управления потоками контролируемой среды, перераспределение которых производится в случае появления аварийного выброса, причем в режиме реального времени. Кроме того, в прототипе не предусмотрен алгоритм распознавания сгустка загрязняющих веществ, основанный на анализе времени его существования и изменении оптической плотности среды.The disadvantage of the prototype is the limited functionality that does not allow to eliminate the accidental release of the filter system, which significantly increases the likelihood of contamination of the controlled environment during an emergency release. This is due to the lack of a prototype system for automatically controlling the flows of a controlled environment, the redistribution of which is carried out in the event of an emergency release, and in real time. In addition, the prototype does not provide an algorithm for recognizing a clot of pollutants based on an analysis of its lifetime and a change in the optical density of the medium.

Задачей полезной модели является устранение влияния аварийного выброса на систему очистки.The objective of the utility model is to eliminate the effect of accidental release on the treatment system.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, позволяющих снизить вероятность загрязнения контролируемой водной среды и увеличить срок службы фильтров очистки.The technical result consists in expanding the functionality of the device, which allows to reduce the likelihood of contamination of the controlled aquatic environment and increase the service life of the cleaning filters.

Поставленная задача достигается за счет использования устройства устранения аварийного выброса, содержащее канал движения контролируемой среды с установленным в нем оптоэлектронным датчиком, который соединен с блоком обработки и управления. В канале движения контролируемой среды выполнен отвод, расположенный после оптоэлектронного датчика, дополнительно в канале и отводе установлены элементы блокировки движения контролируемой среды, которые расположены после места отвода и соединенные с блоком обработки и управления. На выходе канала движения контролируемой среды установлен фильтр очистки, а на выходе отвода установлен второй оптоэлектронный датчик, соединенный с блоком обработки и управления, после которого расположен блок утилизации.The task is achieved through the use of a device for eliminating emergency ejection, containing a channel for the movement of the controlled medium with an optoelectronic sensor installed in it, which is connected to the processing and control unit. In the channel of movement of the controlled medium, a tap is made located after the optoelectronic sensor; additionally, in the channel and tap are installed elements for blocking the movement of the controlled medium, which are located after the tap and connected to the processing and control unit. A cleaning filter is installed at the output of the channel of movement of the controlled medium, and a second optoelectronic sensor is installed at the output of the tap, connected to the processing and control unit, after which the disposal unit is located.

На фигуре 1 показана структурная схема устройства для устранения аварийного выброса.The figure 1 shows a structural diagram of a device for eliminating accidental release.

Устройство содержит контролируемую среду 1, канал 2 движения контролируемой среды, например, трубопровод, оптоэлектронный датчик 3, установленный в канале 2, и состоящий как минимум из одного источника и одного приемника излучения, блок обработки и управления 4, например, на базе микроконтроллера, связанный с оптоэлектронным датчиком 3, отвод (ответвление) 5 от канала 2, расположенный после места установки оптоэлектронного датчика 3, элементы 6, 7 блокировки движения контролируемой среды, например, задвижки, установленные в канале 2 и отводе 5 соответственно, причем элемент 6 расположен после места расположения отвода, а управляющие входы элементов 6 и 7 соединены с первым и вторым выходами блока обработки и управления 4, фильтр очистки 8, установленный на выходе канала движения контролируемой среды, на выходе отвода 5 после элемента блокировки 7 установлены второй оптоэлектронный датчик 9, соединенный со вторым входом блока обработки и управления 4, и блок (резервуар, отстойник) 10 утилизации загрязненной контролируемой среды.The device comprises a controlled medium 1, a channel 2 for movement of a controlled medium, for example, a pipeline, an optoelectronic sensor 3 installed in channel 2, and consisting of at least one source and one radiation receiver, a processing and control unit 4, for example, based on a microcontroller, connected with an optoelectronic sensor 3, tap (branch) 5 from channel 2 located after the installation site of the optoelectronic sensor 3, elements 6, 7 for blocking the movement of the controlled medium, for example, valves installed in channel 2 and tap 5 with accordingly, the element 6 is located after the location of the outlet, and the control inputs of the elements 6 and 7 are connected to the first and second outputs of the processing and control unit 4, the cleaning filter 8 installed at the output of the channel of movement of the controlled medium at the output of the outlet 5 after the blocking element 7 a second optoelectronic sensor 9 is installed, connected to the second input of the processing and control unit 4, and a unit (tank, sedimentation tank) 10 for the disposal of contaminated controlled medium.

Устройство работает следующим образом. В блоке обработки и управления 4 установлены значения эталонной оптической плотности контролируемой среды и допустимые отклонения от нее. В процессе мониторинга в блоке 4 производится непрерывное сравнение текущей оптической плотности среды, полученной в результате обработки сигнала, поступающего с оптоэлектронного датчика 3, и эталонной оптической плотности контролируемой среды. В нормальном состоянии, когда оптическая плотность среды не превышает допустимого порогового значения, задвижка 6 открыта, а задвижка 7 закрыта. При этом контролируемая среда, например вода, проходя через фильтр очистки 8, поступает в окружающую среду (водоем). В случае выхода величины текущей оптической плотности за допустимый порог, что может произойти при аварийном выбросе на объекте контроля (предприятии), с блока обработки и управления 4 подаются управляющие сигналы на закрытие задвижки 6 (первый выход блока 4) и открытие задвижки 7 (второй выход блока 4). В результате загрязняющее вещество вместе с контролируемой средой поступает через отвод 5 в отстойник 10 для дальнейшей утилизации и не проходит в систему очистки (фильтр очистки 8) и далее в окружающую среду. При восстановлении через определенный интервал времени эталонного значения текущей оптической плотности контролируемой среды (окончание аварийного выброса) задвижки возвращаются в нормальное положение (задвижка 6 открыта, задвижка 7 закрыта). Для повышения достоверности определения момента окончания поступления загрязняющих веществ от аварийного выброса в отстойник 10 и недопустимости их проникновения в окружающую среду, используется второй оптоэлектронный датчик 9, аналогичный датчику 3, сигнал с которого пропорциональный оптической плотности контролируемой среды в отводе 5 после места расположения заслонки 7 поступает на второй вход блока обработки и управления 4, который выдает управляющий сигнал на открытие заслонки 6 только в том случае, если оптическая плотность контролируемой среды после прохождения заслонки 7 восстановит свое эталонной значение.The device operates as follows. In the processing and control unit 4, the values of the reference optical density of the controlled medium and the permissible deviations from it are set. During monitoring, in block 4, a continuous comparison of the current optical density of the medium obtained as a result of processing the signal from the optoelectronic sensor 3 and the reference optical density of the controlled medium is performed. In the normal state, when the optical density of the medium does not exceed the allowable threshold value, the valve 6 is open and the valve 7 is closed. In this case, a controlled environment, for example water, passing through the filter 8, enters the environment (body of water). If the current optical density exceeds the permissible threshold, which can occur during an emergency ejection at the monitoring facility (enterprise), control signals are sent from the processing and control unit 4 to close the valve 6 (the first output of unit 4) and open the valve 7 (second output block 4). As a result, the pollutant together with the controlled medium enters through the outlet 5 into the sump 10 for further disposal and does not pass into the treatment system (purification filter 8) and further into the environment. When the reference value of the current optical density of the controlled medium (end of emergency release) is restored after a certain time interval, the valves return to their normal position (valve 6 is open, valve 7 is closed). To increase the reliability of determining the moment of the end of the flow of pollutants from an accidental discharge into the sump 10 and the inadmissibility of their penetration into the environment, a second optoelectronic sensor 9 is used, similar to sensor 3, a signal from which is proportional to the optical density of the controlled medium in outlet 5 after the location of the damper 7 to the second input of the processing and control unit 4, which gives a control signal to open the damper 6 only if the optical density liruemoy environment after passing through valve 7 to restore its reference value.

Таким образом, применение устройства устранения аварийного выброса позволяет определить выброс загрязняющих веществ и направить его в отстойник, что снижает вероятность повреждения системы фильтрации и загрязнения водных источников, а также продлевает срок службы фильтров очистки, поскольку в случае кратковременного аварийного выброса загрязняющих веществ, например, маслянистых дорогостоящие устройства фильтрации могут быть повреждены, в результате чего качество очистки существенно снижается.Thus, the use of an emergency emission elimination device makes it possible to determine the emission of pollutants and send it to the sump, which reduces the likelihood of damage to the filtration system and pollution of water sources, and also extends the life of the cleaning filters, since in the case of a short-term emergency release of pollutants, for example, oily expensive filtering devices can be damaged, as a result of which the quality of cleaning is significantly reduced.

Работоспособность предложенного устройства для устранения аварийного выброса была проверена на экспериментальном макете. В качестве оптрэлектронного датчика использовалась оптопара, состоящая из лазерного диода с длиной волны 0,632 мкм, и фотодиода типа КДФ110А. В качестве элементов блокировки перемещения контролируемой среды по трубопроводу использовались электромагнитные клапаны.The performance of the proposed device for eliminating the accidental release was tested on an experimental layout. An optocoupler consisting of a laser diode with a wavelength of 0.632 μm and a photodiode of the type KDF110A was used as an optoelectronic sensor. As elements of blocking the movement of the controlled medium through the pipeline, electromagnetic valves were used.

Claims

A device for eliminating emergency ejection containing a channel of movement of a controlled medium with an optoelectronic sensor installed in it, which is connected to a processing and control unit, characterized in that a tap located after the optoelectronic sensor is made in the channel of movement of the controlled medium, and additional blocking elements are installed in the channel and tap the movement of the controlled medium, which are located after the outlet and are connected to the processing and control unit, and at the output of the controlled channel a cleaning filter is installed on the medium, and a second optoelectronic sensor connected to the processing and control unit, after which the disposal unit is located, is installed at the outlet of the tap.