SU1724304A1 - Устройство дл управлени опреснительной обратноосмотической установкой - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет упростить и повысить эксплуатационную надежность опреснительной обратноосмоти- ческой установки - установки с ручным приводом, предназначенной дл  использовани  подвижными малочисленными группами потребителей в походных услови х. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение эксплуатационной надежности установки„ Устройство дл  управлени  содержит компенсационный цилиндр 18 с поршнем 19, расположенным соосно с рабочим порш- . с SS

Description

нем 6 насоса 5, св занным с ним и с ручным приводом 8, первый, второй и третий командные реле 15, 16 и 17 давлени  и коммутатор 20. При воз- вратно-поступательном движении поршней 6 и 19 реверсируетс  давление в полост х рабочего и компенсационного цилиндров и поддерживаетс  давление опресн емой питательной воды в обратноосмотическом аппарате 1 „ В св зи с этим обеспечиваетс  четкое

срабатывание командных реле 15, 16 и 17 и соответственно изменение положени  тарелок 36, 37 и 38 коммут.атоpa 20, а также прокачивание питательной воды через обратноосмотический аппарат 1 поочередно между первыми и вторыми рабочими и компенсационными полост ми с обеспечением рекуперации энергии и снижени  энергопотреблени  установки,, 1 иЛо

Изобретение относитс  к области разделени  растворов с помощью полупроницаемых мембран и, в частности, к устройствам дл  управлени  обратно- осмотическими установками дл  опреснени  минерализованных вод

Известно устройство дл  управлени  опреснительной обратноосмотичес- кой установкой, включающей обратно- .осмотический аппарат, разделенный полупроницаемыми мембранами на полости питательной минерализованной и опресненной воды, и управл емые на- сое с взаимосв занными приводом, рабочим цилиндром, рабочим поршнем, размещенным в рабочем цилиндре .с возможностью возвратно-поступательного движени  и дел щим цилиндр на первую и вторую рабочие полости, входы которых , снабженные клапанами всасывани , гидравлически св заны с источником питательной воды и выходы снабжены клапанами нагнетани , содержащее пер- вое и второе командные реле давлени  и коммутатор., В известном устройстве коммутатор выполнен в виде логического элемента ПАМЯТЬ, св занного сво им выходом с управл ющим входом пус-

кател  насоса, записывающим входом - с выходом первого командного реле давлени , св занного своим входом с трубопроводом питательной воды, и входом второго командного реле дав- лени , выход которого подключен к стирающему входу элемента ПАМЯТЬс При работе установки известное устройство отключает насос питате ль- ной минерализованной воды при новы- шении давлени  в обратноосмотическом аппарате и при понижении давлени  до заданного значени  вновь включает

насос в работуо Установка, таким образом , работает в заданном диапазоне давлений опресн емой воды„

Недостаток известного устройства заключаетс  в снижении надежности работы установки из-за частых включений и отключений насоса, повышенной энергоемкости и сложности установки,,

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение эксплуатационной надежности установки0

Устройство снабжено третьим командным реле давлени  и компенсационным цилиндром с компенсационным поршнем, размещенным в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движени , соосно расположенным и жестко св занным с рабочим поршнем и дел щим компенсационный цилиндр на первую и вторую компенсационные полости, а коммутатор содержит полый корпус, разделенный на верхнюю,, среднюю и нижнюю полости двум  горизонтальными перегородками с соосно расположенными в них первыми верхним и нижним отверсти ми-седлами , -вторыми верхним и нижним отверсти ми-седлами и третьим верхним седлом, первую и вторую тарелки , расположенные между соответствующими верхними и нижними седлами с возможностью взаимодействи  с ними в крайних положени х и св занные соответственно с выходами первого и второго командных реле давлени , третью /тарелку, расположенную под третьим верхним седлом с возможностью взаимодействи  с ним в крайнем положении и св занную с выходом третьего командного реле давлени , первую вертикальную перегородку, раздел ющую верхнюю .полость на камеру первого и второго

10

15

седел, гидравлически св занную своим входом с второй компенсационной полостью компенсационного цилиндра, и на камеру третьего седла, гидравлически св занную своим входом с выходом полости питательной воды обратно- осмотического аппарата, вторую вертикальную перегородку, раздел ющую среднюю полость на камеру первого седла, гидравлически св занную с дренажным трубопроводом, и на камеру второго и третьего седел, причем нижн   полость коммутатора гидравли- чески св зана с первой компенсационной полостью компенсационного цилиндра , верхн   импульсна  камера первого командного реле .давлени  гидравлически св зана с первой рабочей полостью насоса и нижней импульсной 20 камерой второго командного реле давлени , верхн   импульсна  камера которого гидравлически св зана с второй рабочей полостью насоса и нижней импульсной камерой первого командного реле давлени , полость питательной воды обратноосмотического аппарата гидравлически св зана с верхней импульсной камерой третьего командного реле давлени , в нижней импульсной камере которого размещена пружина с возможностью взаимодействи  на третью тарелку в сторону закрыти  третьего верхнего отверсти -седла0

22 компенсационные полости Полый пус коммутатора 20 разделен двум 

25

30

(горизонтальными перегородками 23 и с выполненными в них первым 25 и вторым 26 и третьим 27 верхними от версти ми-седлами и первым 28 и вт рым 29 нижними отверсти ми-седлами на верхнюю, среднюю и нижнюю полос Верхн   полость разделена вертикал ной перегородкой 30 на камеру 32 первого и второго седел и камеру 3 третьего седла, средн   полость ра делена вертикальной перегородкой 3 на камеру 34 первого седла и камер 35 второго и третьего седел„ Нижн   полость гидравлически св зывает камеры 34 и 35 средней полости„

Коммутатор содержит также первую 36, вторую 37 и третью 38 тарелки, св занные с выходами соответственно первого 15, второго 16 и третьего командных реле давлени , разделенны чувствительными органами 39-41 на верхние и нижние импульсные камеры 42-43, 44-45 и 46-47 соответственно Верхн   импульсна  камера 42 первог командного реле 15 давлени  св зана трубопроводом 48 с первой рабочей полостью 9 насоса, а каналом 49 - с нижней импульсной камерой 45 второг командного реле 16 давлени , верхн  импульсна  камера 44 которого св за трубопроводом 50 с второй рабочей

На чертеже изображена принципиаль-35 полостью 10 насоса, а каналом 51 на  схема устройства0

Устройство дл  управлени  опресни- т.ельной обратноосмотической установкой , включающей обратноосмотический аппарат 1, разделенный полупроницаемыми мембранами на полость 2 питательной воды и полость 3 опресненной воды, и насос 4, состо щий из рабочего цилиндра 5, рабочего поршн  6 со штоком ,с осмотического аппарата 1, выход кото/ , привода 8 и размещенных в первой 9 и второй 10 рабочих полост х насоса клапанов 11 и 12 всасывани  и клапанов 13 и 14 нагнетани  содержит первое 15, второе 16 и третье 17 командные реле давлени , компенсационный цилиндр 18 с компенсационным поршнем 19, св занным кинематически с рабочим поршнем 6 насоса и приводом 8, и коммутатор 20 „

Компенсационный поршень имеет возможность возвратно-поступательного движени  в компенсационном цилиндре 18 и делит его на первую 21 и вторую

йО

5

рой св зан трубопроводом 59 с .входом камеры 33 коммутатора.

Верхн   импульсна  Камера 46 третьего командного реле 17 давлени  сообщена трубопроводом 60 с входом полости 2 питательной воды обратно- осмотического аппарата 1, а в нижней импульсной камере 47 этого реле под его рабочим органом 41 размещена пружина 61 Выход камеры 32 коммутатора 20 св зан трубопроводом 62 с второй компенсационной полостью 22 цилиндра 18, а его перва  компенсационна  полость 21 трубопроводом 63 - с ниж-

046

22 компенсационные полости Полый корпус коммутатора 20 разделен двум 

0

5

0 5

0

(горизонтальными перегородками 23 и 24 с выполненными в них первым 25 и вторым 26 и третьим 27 верхними отверсти ми-седлами и первым 28 и вторым 29 нижними отверсти ми-седлами на верхнюю, среднюю и нижнюю полости. Верхн   полость разделена вертикальной перегородкой 30 на камеру 32 первого и второго седел и камеру 33 третьего седла, средн   полость разделена вертикальной перегородкой 3t на камеру 34 первого седла и камеру 35 второго и третьего седел„ Нижн   полость гидравлически св зывает камеры 34 и 35 средней полости„

Коммутатор содержит также первую 36, вторую 37 и третью 38 тарелки, св занные с выходами соответственно первого 15, второго 16 и третьего 17 командных реле давлени , разделенных чувствительными органами 39-41 на верхние и нижние импульсные камеры 42-43, 44-45 и 46-47 соответственно,, Верхн   импульсна  камера 42 первого командного реле 15 давлени  св зана трубопроводом 48 с первой рабочей полостью 9 насоса, а каналом 49 - с нижней импульсной камерой 45 второго командного реле 16 давлени , верхн   импульсна  камера 44 которого св зана трубопроводом 50 с второй рабочей

с нижней импульсной камерой 43 первого командного реле 15 давлени . Входы первой 9 и второй 10 рабочих полостей насоса сообщаютс  трубопроводами 52-54 с источником питательной минерализованной воды, а их выходы трубопроводами 56-58 - с входом полости 2 питательной воды обратноО

рой св зан трубопроводом 59 с .входом камеры 33 коммутатора.

Верхн   импульсна  Камера 46 третьего командного реле 17 давлени  сообщена трубопроводом 60 с входом полости 2 питательной воды обратно- осмотического аппарата 1, а в нижней импульсной камере 47 этого реле под его рабочим органом 41 размещена пружина 61 Выход камеры 32 коммутатора 20 св зан трубопроводом 62 с второй компенсационной полостью 22 цилиндра 18, а его перва  компенсационна  полость 21 трубопроводом 63 - с ниж-

ней гюлостью 66 коммутатора 20 , Камера 32 коммутатора 20 подключена своим выходом к дренажному трубопроводу 64, а полость 3 опресненной воды обратно- осмотического аппарата 1 - к трубопроводу 65 опресненной воды.

Устройство дл  управлени  опреснительной обратноосмотической установкой работает следующим образом„

При работе установки вручную приводом 8 воздействуют на шток 11, при- нужда  поршни 6 и 19 совершать воз- вратно-поступательное движение„ Когда поршни перемещаютс  вправо, в первой рабочей полости 9 создаетс  давление и вытесн ема  вода поступает через клапан 13 нагнетани  по трубопроводам 56 и 58 через полость 2 об- ратно-осмотического аппарата 1 и по трубопроводу 59 в камеру 33 коммутатора 20 „ Давление, создаваемое при этом под воздействием прилагаемого к приводу 8 усили , передаетс  по тру бопроводу 48 и каналу 49 в верхнюю импульсную камеру 42 первого реле 15 давлени  и нижнюю импульсную камеру 45 второго реле 16 давлени  . Оба реле срабатывают, вследствие чего тарелка 36 перекрывает отверстие-седло 28, а тарелка 37 - отверстие-седло 36„

Повышение давлени  питательной вод до рабочегг значени , на срабатывание при котором настроена пружина 61 третьего реле 17, вызывает срабатывание реле, при котором тарелка 38 открывает отверстие-седло 27„ Вследствие этого питательна  вода поступает из камеры 33 коммутатора через камеру 35 и нижнюю полость 66 коммутатора по трубопроводу 63 в первую компенсационную Полость 21 , В то же врем  питательна  минерализованна  вода по трубопроводам 52 и 54 и через кла- пан .12 всасывани  поступает в увеличивающуюс  по объему вторую рабочую полость 10 насоса, а содержащийс  после предыдущего хода поршн  во второй компенсационной полости 22 рассол (концентрированна  питательна  вода) вытесн етс  движущимс  вправо поршнем 19 по трубопроводу 62 через камеры 32 и 34 коммутатора 20 и трубопровод 64 в дренаж

Одновременно с этим под действием рабочего давлени , превышающего осмотическое давление питательной минерализованной воды, на полупроницаемых

0

0

с О

5 ,,

. 55

35

0

мембранах происходит отделение растворител  из минерализованной воды, растворитель (опресненна  вода) проникает через мембраны и по трубопроводу 65 направл етс  потребителю, а концентрированна  вода (рассол) поступает в трубопровод 59 и далее указанным образом „ Учитыва , что диаметр рабочего поршн  6 и, соответственно, расход вытесн емой им воды больше диаметра компенсационного поршн  19 и расхода засасываемой им воды на величину, характеризуемую пропускной способностью полупроницаемых мембран и.производительностью обратноосмотического аппарата 1, то в полости 2 обратно- осмотического аппарата и в зеркально расположенных первых рабочей 9 и компенсационной 21 полост х создаетс  рабочее давление Это рабочее давле- |ние превышает осмотическое давление минерализованной питательной воды на величину, при которой обеспечиваетс  указанна  заданна  производительность обратноосмотического аппарата- Во вторых рабочей 10 и компенсационной 22 полост х устанавливаютс  давлени , близкие к давлени м в трубопроводах 52 и 64, Tte0 практически близкие к атмосферному« Таким образом, благодар  рекуперации части энергии в компенсационном цилиндре 18 к ручному при- (воду 8 прилагаетс  усилие, пропорциональное только разности площадей поршней 6 и.19, т.е. затрачиваетс  только энерги  на прокачивание расхода воды, равного производительности установки,..

При достижении поршн ми 6 и 19 крайнего правого положени  их перемещают ручным приводом 8 в обратном направлениис В первых рабочей 9 и компенсационной 21 полост х создаютс  давлени , .соответствующие атмосферному давлению на входе питательной воды - в трубопроводе 52 и на выходе рассола - в трубопроводе 64„ Питательна  вода засасываетс  по трубопроводам 52 и 53 через клапан 11 всасывани  в первую рабочую полость 9 насоса, а рассол из первой компенсационной полости 21 вытесн етс . Давление во второй рабочей полости 10 и второй компенсационной полости 22 повышаетс 

В момент перекладки привода 8 и перемены направлени  движени  поршней

91

давление в обратноосмотическом аппарате 1, трубопроводе 60 и верхней импульсной полости 46 третьего реле 17 может понизитьс  о В этом случае под действием пружины 61 треть  тарелка 38 прерывает отверстие 27. При от- сутствии протока давление повышаетс  и обуславливает четкое срабатывание первого 15 и второго 16 реле0

По трубопроводу 50 и каналу 51 давление во второй рабочей полости 1 насоса передаетс  на рабочие органы 40 и 39 указанных реле„ Вследствие |этого тарелка 37 перекрывает отверс- тие-седло 29, а тарелка 36 - отверстие-седло 25. При дальнейшем воздейс вии ручным приводом на поршни давление во второй рабочей полости 10 насса , трубопроводах 57 и 58, полости 2 обратноосмотического аппарата 1,трубопроводе 60 и верхней импульсной ка мере 46 третьего реле 17 повышаетс  до рабочего значени , под усилием, действующим на рабочий орган 41, третье реле 17 срабатывает и тарелка .38 вновь открывает отверстие 27„ Вследствие этого питательна  вода из второй рабочей полости 10 насоса, пройд  обратноосмотический аппарат 1 поступает через камеры 33, 35 и 32 коммутатора 20 и по трубопроводу 62 во вторую компенсационную полость 22 питательна  вода из источника по трубопроводам 52 и 53 через клапан 11 всасывани  .заполн ет первую рабочую полость 9 насоса, а рассол их первой компенсационной полости 21 вытесн етс  по трубопроводу 63.через нижнюю полость 66 и камеру 34 коммутатора 2 в дренажный трубопровод 64, В дальнейшем устройство циклично с рабочими ходами насоса 5 работает указанны образом

Использование изобретени  позвол ет создать простую по конструкции и надежную в эксплуатации компактную установку дл  опреснени  природной минерализованной воды в экстремальных услови х подвижных рабочих коллекти

BOB, например чабанов, геологов, изыскателей и т„п0, при отсутствии стацио ,/

парных источников энергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  опреснительной обратноосмотической установ

   04

   10

   кой, включающей обратноосмо.тическнй аппарат, разделенный полупроницаемыми мембранами на полости питательной минерализованной и опресненной воды, и управл емый насос с взаимосв занными приводом, рабочим цилиндром , рабочим поршнем, размещенным в рабочем цилиндре с возможностью воз вратно-Поступательного движени  и дел щим цилиндр на первую и вторую рабочие полости, входы которых,снабженные клапанами всасывани , гидравлически св заны с источником питательной воды и выходы снабжены клапанами нагнетани , содержащее первое и второе командные реле давлени  и коммутатор, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устрой5

   5 . 0 35 -5

   Ю

   0

   5

   ства и повышени  эксплуатационной надежности установки, устройство снабжено третьим командным реле давлени  и компенсационным цилиндром с компенсационным поршнем, размещенным в цилиндре с возможностью возвратно- поступательного движени , соосно расположенным и жестко св занным с рабочим поршнем и дел щим компенсационный цилиндр на первую и вторую компенсационные полости, а коммутатор содержит полый корпус, разделенный на верхнюю, среднюю и нижнюю полости двум  горизонтальными перегородками с соосно расположенными в них первыми верхним и нижним отверсти ми-седлами„ вторыми верхним и нижним отверсти ми- седлами и третьим верхним седлом,первую и вторую тарелки, расположенные между соответствующими верхними и нижними седлами с возможностью взаимодействи  с ними в крайних положени х и св занные соответственно с выходами первого и второго командных реле давлени , третью тарелку, расположенную под третьим верхним седлом с возможностью взаимодействи  с ним в крайнем верхнем положении и св занную с выходом третьего командного реле давлени  первую вертикальную перегородку, раздел ющую верхнюю полость на камеру первого и второго седел , гидравлически св занную своим входом с второй компенсационной полостью компенсационного цилиндра, и на камеру третьего седла, гидравлически св занную своим входом с выходом полости питательной воды обратно- осмотического аппарата, вторую вертикальную перегородку, раздел ющую среднюю полость на камеру первого седла, гидравлически св занную с дренажным трубопроводом, и на камеру второго . .и третьего седел, причем нижн   полость коммутатора гидравлически св зана с первой компенсационной полостью компенсационного цилиндра, верхн   импульсна  камера первого командного Ю реле давлени  гидравлически св зана с первой рабочей полостью насоса и нижней импульсной камерой второго командного реле давлени , верхн  

   импульсна  камера которого гидравлически св зана с второй рабочей полостью насоса и нижней импульсной камерой первого командного реле давлени , полость питательной воды об- ратноосмотического/; ; аппарата гидравлически св зана с верхней импульсной камерой третьего командного реле давлени , в нижней импульсной камере которого размещена пружина с возможностью воздействи  на третью тарелку в сторону закрыти  третьего верхнего отверсти -седла.