Результат интеллектуальной деятельности: АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА

Устройство относится к механическим решеткам, например реечным решеткам с цепным скребковым механизмом, реечным решеткам с возвратно-поступательным приводом скребков, и может быть использовано при очистке сточных вод от механических примесей.

Известна механическая решетка, содержащая электропривод устройства очистки решетки (см. описание к авторскому свидетельству СССР №71472, опубл. БИ №7 за 1948 год).

Недостатком известного устройства является управление механической решеткой в ручном режиме.

Задачей настоящего усовершенствования является повышение эффективности и надежности работы устройства, автоматизация процесса очистки решетки, недопущение создания аварийных ситуаций с затоплением сточной водой помещения с решетками, работа в составе АСУТП.

Поставленная задача решается тем, что устройство очистки решетки, содержащее электропривод устройства очистки решетки, отличающееся тем, что снабжено датчиком остановки движения устройства очистки решетки, блоком автоматического управления, содержащим программируемый контроллер, преобразователь частоты питания электропривода устройства очистки решетки, один из входов программируемого контроллера соединен с выходом датчика остановки движения устройства очистки решетки, а один из выходов программируемого контроллера соединен со входом преобразователя частоты, один из выходов которого соединен со входом электропривода устройства очистки решетки.

Технический результат: усовершенствование позволяет автоматизировать работу устройства очистки решетки, повысить качество очистки решетки от механических примесей, снизить долю ручного труда по очистке решетки, своевременно устранять и предупреждать наступление аварийной ситуации, управлять работой электропривода устройства очистки решетки как в ручном, так и автоматическом режимах его работы в составе АСУТП.

Например, согласно одному из вариантов встроенной в контроллер программы, при заклинивании скребков устройства очистки решетки автоматически происходит реверс электропривода и осуществляется движение скребков в обратном направлении на малой скорости, на пониженных оборотах электропривода, при поступлении на него, согласно встроенной в контроллер программе, от преобразователя частоты питания с пониженной частотой, что позволяет с повышенным моментом сил устранить причину заклинивания рейки со скребками в решетке, после чего устройство очистки решетки переходит в свой установленный режим на установленной заранее частоте питания электропривода. Цикл повторяется, например, два или три раза (опцию возможно изменять). Если в ходе вышеуказанных манипуляций ситуация не изменится, то в блоке автоматического управления сформируется сигнал «Авария» и устройство очистки решетки остановится с отключением питания электропривода от преобразователя частоты в блоке автоматического управления. Необходимо перейти на ручное управление и устранить причину заклинивания устройства очистки решетки, затем включить режим «Авто» - основной режим работы устройства.

Электропривод устройства очистки решетки выполнен в виде мотор-редуктора с фрикционной предохранительной муфтой, которая срабатывает при аварийном заклинивании скребков устройства очистки решетки в решетке, при этом электропривод продолжает вращаться на холостом ходу и через установленное время по сигналу датчика остановки движения автоматически, по запрограммированной команде, блоком автоматического управления отключается питание электропривода, что защищает электропривод от перегрузки.

На свободном конце приводного вала соосно установлено зубчатое колесо, за зубьями которого установлен датчик остановки движения, который при вращении зубчатого колеса выдает тактовые управляющие импульсы, пропорциональные числу зубьев зубчатого колеса, в блок автоматического управления. При остановке приводного вала останавливается и зубчатое колесо, при этом датчик перестает посылать тактовые импульсы, на что блок автоматического управления реагирует согласно встроенной в него программе.

Устройство очистки решетки представлено на чертежах.

Фиг.1. Устройство очистки решетки. Блок-схема.

Фиг.2. Устройство очистки решетки. Фрагмент общего вида. Датчик остановки движения закрыт защитной крышкой.

Фиг.3. Устройство очистки решетки. Фрагмент датчика остановки движения со снятой защитной крышкой.

Перечень обозначений на чертежах.

1. Электропривод.

2. Датчик уровня в канале.

3. Датчик остановки движения.

4. Датчик аварийного уровня.

5. Блок автоматического управления.

6. Программируемый контроллер.

7. Преобразователь частоты.

8. Блок питания.

9. Дополнительные выходы.

10. Пульт местного управления.

11. Вход автоматизированной системы управления технологическими процессами или АСУТП.

12. Сеть.

13. Зубчатое колесо.

14. Зубья зубчатого колеса.

15. Мотор-редуктор.

Устройство очистки решетки содержит электропривод 1 устройства очистки решетки, снабжено датчиком 2 уровня сточной воды перед решеткой, датчиком 3 остановки движения устройства очистки решетки, датчиком 4 аварийного уровня сточной воды в помещении решеток, блоком 5 автоматического управления, содержащим программируемый контроллер 6, преобразователь 7 частоты питания электропривода устройства очистки решетки, где один из входов программируемого контроллера соединен с выходом датчика 2 уровня, другие из входов программируемого контроллера 6 соответственно соединены с выходом датчика 3 остановки движения устройства очистки решетки и с выходом датчика 4 аварийного уровня сточной воды, а один из выходов программируемого контроллера 6 соединен со входом преобразователя 7 частоты, один из выходов которого соединен со входом электропривода 1 устройства очистки решетки. Программируемый контроллер 6 подключен к блоку 8 питания 24 v.

Блок 5 автоматического управления имеет дополнительные выходы 9 для управления электроприводами внешних исполнительных устройств: щитового затвора в канале перед решеткой, подъемника решетки для ремонта решетки и устройства очистки решетки, промывного клапана для промывки решетки, шнека отвода уловленного решеткой сора, шнекового пресса для обезвоживания и прессования уловленного сора в брикеты.

Блок 8 встроен в пульт 10 местного управления работой электропривода решетки и внешних исполнительных устройств. Для дистанционного управления работой устройства очистки решетки блок 5 автоматического управления имеет вход 11 автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) станции очистки сточных вод.

Преобразователь 7 частоты подключен к трехфазной сети 12 переменного тока 380 v.

Устройство очистки решетки содержит две бесконечные цепи со звездочками на приводном валу. Между цепями установлены рейки скребков, зубья которых заходят в прозоры решетки. Приводной вал с одного конца соединен с валом червячного колеса червячного редуктора с электроприводом 1. На свободном конце приводного вала соосно установлено зубчатое колесо 13, за зубьями 14 которого установлен датчик 3 остановки движения, который при вращении зубчатого колеса выдает тактовые управляющие импульсы, пропорциональные числу зубьев 14 зубчатого колеса 13, в блок автоматического управления 5. При остановке приводного вала останавливается и зубчатое колесо 13, при этом датчик 3 перестает посылать тактовые импульсы, на что блок автоматического управления 5 реагирует согласно встроенной в него программе.

Электропривод 1 устройства очистки решетки выполнен в виде мотор-редуктора 15 с фрикционной предохранительной муфтой, которая срабатывает при аварийном заклинивании скребков устройства очистки решетки в решетке, при этом электропривод 1 продолжает вращаться на холостом ходу и через установленное время по сигналу датчика 3 остановки движения автоматически по команде из блока автоматического управления отключается питание электропривода 1, что защищает электропривод 1 от перегрузки.

Устройство очистки решетки может работать в ручном и автоматическом режимах через вход 11 в составе АСУТП.

Ручной режим работы предназначен для управления электроприводом 1 устройства очистки решетки с пульта 10 местного управления после длительной остановки или после проведения регламентных или ремонтных работ, а также перед пуском и в ходе пусконаладочных работ.

Путем изменения частоты питающего электропривод 1 напряжения возможно изменять скорость вращения электропривода 1 устройства очистки решетки и тем регулировать скорость движения скребков относительно решетки.

Автоматический режим с помощью блока 5 автоматического управления предусматривает работу устройства очистки решетки по сигналу отдатчика 2 уровня сточных вод в канале перед решеткой, отключать электропривод и включать сигнализацию при возникновении аварийной ситуации с превышением уровня сточных вод по сигналу от датчика 4 аварийного уровня сточных вод, угрожающего затоплением помещения решеток.

Тактовый импульс от датчика 3 остановки движения скребков устройства очистки решетки поступает на вход программируемого контроллера 6, при этом из блока 5 автоматического управления выходит управляющий сигнал на электропривод 1, который в зависимости от встроенной программы может отключаться или включаться, что влечет за собой остановку или начало движения скребков устройства очистки решетки. При изменении направления вращения электропривода 1 скребки устройства очистки решетки движутся в обратном направлении. При изменении скорости вращения электропривода 1 изменяется и скорость движения скребков устройства очистки решетки.

Например, согласно одному из вариантов встроенной в контроллер программы, при заклинивании скребков устройства очистки решетки автоматически происходит реверс электропривода 1 и осуществляется движение скребков в обратном направлении на малой скорости, на пониженных оборотах электропривода 1, при поступлении на него, согласно встроенной в контроллер программе, от преобразователя частоты питания с пониженной частотой напряжения, что позволяет вращать приводной вал с повышенным моментом сил, что повышает вероятность устранения причины заклинивания рейки со скребками в решетке, после чего устройство очистки решетки переходит в свой установленный режим на установленной заранее частоте питания электропривода. Цикл повторяется, например, два или три раза (опцию возможно изменять). Если в ходе вышеуказанных манипуляций ситуация не изменится, то в блоке 5 автоматического управления сформируется сигнал «Авария» и устройство очистки решетки остановится с отключением питания электропривода 1 от преобразователя частоты в блоке 5 автоматического управления. Необходимо перейти на ручное управление и устранить причину заклинивания устройства очистки решетки, затем включить режим «Авто» - основной режим работы устройства.

При поступлении сигнала от датчика 4 аварийного уровня сточной воды в помещении решеток, например, при залповом повышении уровня сточной воды в блоке 5 автоматического управления формируется команда на электропривод резервного щитового затвора (на чертежах не показан), который автоматически открывается для сброса излишнего объема сточной воды из канала вне помещения решеток с формированием команды «Авария».

При поступлении сигнала отдатчика 2 уровня при пониженном уровне сточной воды в канале перед решеткой блок автоматического управления выдает команду на снижение частоты питания электропривода 1, что приводит к малой скорости движения скребков относительно решетки, что увеличивает срок службы устройства очистки решетки и самой решетки.

Устройство возможно применить практически к любому типу механических решеток, содержащих электропривод на устройстве очистки решетки.