Автоматическая система блокирования и извлечения загрязнителей, распределённых в текучих средах - RU2729269C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к автоматической системе, предназначенной для блокирования и извлечения загрязнителей, растворенных в текучих средах.

Более конкретно, изобретение относится к системе указанного типа, изученной и созданной, в частности, для перехватывания, блокирования и извлечения загрязнителей, которые случайно внесены или которые уже присутствуют в текучих средах, находящийся в закрытых или открытых трубах, в открытых или накрытых каналах, в маслоэкстракционных резервуарах и в водных путях, таких как реки, доки или портовые каналы, которые нуждаются в защите от случайного внесения загрязнителей или в извлечении загрязнителей.

Нижеследующее описание посвящено защите закрытых водных путей, однако понятно, что это не следует рассматривать как ограничение данным конкретным вариантом использования.

Хорошо известно, что имеются современные системы обнаружения и блокирования загрязнителей, выпущенных в открытые или закрытые каналы.

Указанные системы обычно вручную приводятся в действие оператором, контролирующим указанные водные пути или каналы.

Также имеются автоматические системы обнаружения и блокирования загрязнителей, которые отличаются сложной структурой и с трудом поддаются адаптации к разным областям применения.

Также известны системы извлечения загрязняющих веществ, однако, часто их следует отделять от систем обнаружения и блокирования загрязняющих веществ, либо они также представляют собой системы, управляемые вручную отвечающим за это оператором.

Очевидно, что этим системам свойственны значительные недостатки, так как часто обнаружение, блокирование и извлечение загрязняющих веществ выполняется не одной и той же системой.

Еще одним недостатком является конструкционная сложность известных систем, обуславливающая трудоемкость установки в различных условиях эксплуатации.

Следовательно, в свете вышеизложенного, задачей настоящего изобретения является разработка автоматической системы блокирования и извлечения загрязняющих веществ, рассредоточенных в текучих средах, которая гарантирует извлечение загрязнителей.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка конструктивно простой системы, которая может быть установлена в различных условиях эксплуатации.

Задача решается автоматической системой блокирования и извлечения загрязнителей, растворенных в текучей среде, включающей средство блокирования, предназначенное для блокирования и локализации указанных загрязнителей, способное принимать исходное положение, в котором указанное средство блокирования находится вне указанной текучей среды, и рабочее положение, в котором указанное средство блокирования блокирует указанные загрязнители, растворенные в указанных текучих средах; датчик положения, предназначенный для определения положения указанного средства блокирования относительно указанной текучей среды; и блок управления, функционально соединенный с указанным датчиком положения с целью получения данных о положении указанного средства блокирования, при этом, указанный блок управления предназначен для выполнения сравнения заранее заданных данных о взаимном положении средства блокирования и указанной текучей среды так, чтобы постоянно имел место контакт со свободной поверхностью указанной текучей среды, и указанных данных о положении, полученных от указанного датчика положения, с тем, чтобы подавать сигнал на закрытие указанной системы путем перемещения указанного средства блокирования из указанного исходного положения в указанное рабочее положение в соответствии со смещением свободной поверхности указанной текучей среды.

Кроме того, в соответствии с изобретением, указанный блок управления включает блок управления, с которым соединен программируемый логический контроллер (ПЛК), в котором имеются указанные заранее заданные данные о взаимном положении указанного средства блокирования и указанной текучей среды, заданные логические схемы сравнения и электродвигатель.

Предпочтительно, в соответствии с изобретением, указанное средство блокирования включает первую опору, установленную на одном конце канала, вторую опору, установленную на конце, противоположном тому, на котором установлена указанная первая опора, перегородку, соединенную с возможностью скольжения с указанными первой и второй опорами так, что в указанном исходном положении указанная перегородка находится вне указанной текучей среды, тогда как в указанном рабочем положении указанная перегородка частично или полностью погружена в указанную текучую среду.

В соответствии с изобретением, указанная перегородка имеет нижний конец, на котором установлено устройство отклонения потока, предназначенное для ослабления турбулентности, вызываемой соударением указанной текучей среды с указанной перегородкой.

Кроме того, указанный датчик положения определяет расстояние между свободной поверхностью указанной текучей среды и дном указанного канала и расстояние между указанным нижним концом указанной перегородки и свободной поверхностью текучей среды и направляет указанные данные в указанный блок управления для сравнения в соответствии с указанными заданными логическими схемами, хранящимися в указанном ПЛК.

Предпочтительно, в соответствии с изобретением указанное устройство отклонения потока имеет форму перевернутой «V».

Также в соответствии с изобретением, вблизи указанного устройства отклонения потока указанной перегородки образовано отверстие для прохода указанной текучей среды.

Также в соответствии с изобретением, позади указанного отверстия находится указанное средство извлечения и локализации указанных загрязнителей, блокированных указанной перегородкой.

Предпочтительно, в соответствии с изобретением, указанное средство извлечения и локализации указанных загрязнителей соединено с дренажным насосом, который активируется через заданные интервалы времени указанным блоком управления с целью отведения указанных загрязнителей из указанного средства извлечения и локализации.

Также в соответствии с изобретением, указанный датчик положения представляет собой ультразвуковой или лазерный датчик.

Также в соответствии с изобретением, указанная система включает средство химического контроля, погруженное в указанную текучую среду или контактирующее с ней с целью обнаружения загрязнителей, которое направляет в указанный блок управления сигнал для перемещения указанного средства блокирования из указанного исходного положения в указанное рабочее положение.

Предпочтительно, в соответствии с изобретением, указанная система включает датчик температуры для определения температуры указанной текучей среды.

Также в соответствии с изобретением, указанные первая и вторая опоры могут смещаться по направляющим, расположенным параллельно направлению потока указанной текучей среды.

Также в соответствии с изобретением, указанные первая и вторая опоры могут быть подвижными относительно оси вращения так, чтобы наклонять указанную перегородку относительно направления потока текучей среды.

Предпочтительно, в соответствии с изобретением, указанная система включает датчик скорости, погруженный в указанную текучую среду и предназначенный для определения скорости потока указанной текучей среды, для того, чтобы указанный блок управления регулировал наклон указанной перегородки относительно направления потока указанной текучей среды.

Также в соответствии с изобретением, указанная система включает позиционный преобразователь, или кодовый датчик положения, предназначенный для пошаговой регистрации движения указанного электродвигателя, который перемещает указанную перегородку, с тем, чтобы в случае изменения положения свободной поверхности указанной текучей среды указанный преобразователь компенсировал какой-либо фазовый сдвиг положения указанного нижнего конца указанной перегородки относительно свободной поверхности указанной текучей среды в соответствии с заданными логическими схемами, хранящимися в указанном ПЛК.

Наконец, в соответствии с изобретением, указанная система включает устройство дистанционной сигнализации, соединенное с указанным блоком управления, пригодное для подачи звукового и/или визуального сигнала тревоги во время функционирования указанной системы.

В формуле заявляется автоматическая система для блокирования и извлечения загрязнителей, распределенных в текучей среде, включающая

средство блокирования загрязнителей и средство извлечения и локализации загрязнителей, способные принимать исходное положение, в котором указанные средства находится вне указанной текучей среды, и рабочее положение, в котором указанные средства блокируют указанные загрязнители, распределенные в указанных текучих средах;

датчик положения, предназначенный для определения положения указанных средств относительно указанной текучей среды; и

блок управления, функционально соединенный с указанным датчиком положения с целью получения данных о положении указанных средств, при этом, указанный блок управления предназначен для выполнения сравнения заранее заданных данных о взаимном положении средств и указанной текучей среды так, чтобы постоянно имел место контакт со свободной поверхностью указанной текучей среды, и указанных данных о положении, полученных от указанного датчика положения, с тем, чтобы подавать сигнал закрытия указанной системы S путем перемещения указанных средств из указанного исходного положения в указанное рабочее положение с погружением средства блокирования в текучую среду

причем указанные средства включают в себя

первую опору, установленную на одном конце канала,

вторую опору, установленную на конце, противоположном тому, на котором установлена указанная первая опора,

перегородку, соединенную с возможностью скольжения с указанными первой и второй опорами так, что в указанном исходном положении указанная перегородка находится вне указанной текучей среды, тогда как в указанном рабочем положении указанная перегородка частично или полностью погружена в указанную текучую среду,

причем отверстие для прохода указанной текучей среды образовано вблизи устройства отклонения потока указанной перегородки,

причем позади указанного отверстия находится указанное средство извлечения и локализации указанных загрязнителей, блокированных указанной перегородкой,

причем указанное средство извлечения и локализации указанных загрязнителей соединено с дренажным насосом, который выполнен с возможностью быть активированным через заданные интервалы времени указанным блоком управления и отведения указанных загрязнителей из указанного средства извлечения и локализации.

Предпочтительно указанный блок управления включает блок управления, с которым соединен программируемый логический контроллер (ПЛК), в котором имеются указанные заранее заданные данные о взаимном положении указанных средств и указанной текучей среды, заданные логические схемы сравнения указанных данных и электродвигатель.

Предпочтительно указанная перегородка имеет нижний конец, на котором установлено устройство отклонения потока, предназначенное для ослабления турбулентности, вызываемой соударением указанной текучей среды с указанной перегородкой.

Предпочтительно указанный датчик положения выполнен с возможностью определения расстояния между свободной поверхностью указанной текучей среды и дном указанного канала и расстояния между указанным нижним концом указанной перегородки и свободной поверхностью текучей среды и направления указанных данных в указанный блок управления для сравнения в соответствии с указанными заданными логическими схемами, хранящимися в указанном ПЛК.

Предпочтительно указанное устройство отклонения потока имеет форму перевернутой «V».

Предпочтительно указанный датчик положения представляет собой ультразвуковой или лазерный датчик.

Предпочтительно система включает средство химического контроля, погруженное в указанную текучую среду или контактирующее с ней с целью обнаружения загрязнителей, которое направляет в указанный блок управления сигнал для перемещения указанных средств из указанного исходного положения в указанное рабочее положение.

Предпочтительно система включает датчик температуры для определения температуры указанной текучей среды.

Предпочтительно указанные первая и вторая опоры могут смещаться по направляющим, расположенным параллельно направлению потока указанной текучей среды.

Предпочтительно указанные первая и вторая опоры могут быть подвижными относительно оси вращения так, чтобы наклонять указанную перегородку относительно направления потока текучей среды.

Предпочтительно система включает датчик скорости, погруженный в указанную текучую среду и предназначенный для определения скорости потока указанной текучей среды, для того, чтобы указанный блок управления регулировал наклон указанной перегородки относительно направления потока указанной текучей среды.

Предпочтительно система включает позиционный преобразователь, или кодовый датчик положения, предназначенный для пошаговой регистрации движения указанного электродвигателя, который перемещает указанную перегородку, с тем, чтобы в случае изменения положения свободной поверхности указанной текучей среды указанный преобразователь компенсировал какой-либо фазовый сдвиг положения указанного нижнего конца указанной перегородки относительно свободной поверхности указанной текучей среды в соответствии с заданными логическими схемами, хранящимися в указанном ПЛК.

Предпочтительно система включает устройство дистанционной сигнализации, соединенное с указанным блоком управления, пригодное для подачи звукового и/или визуального сигнала тревоги во время функционирования указанной системы.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием неограничительных вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает вид сбоку автоматической системы блокирования и извлечения загрязняющих веществ, рассредоточенных в текучей среде;

фиг. 2 - соответствующий вид части фиг. 1;

фиг. 3 - вид сзади системы, являющейся целью настоящего изобретения; и

фиг. 4 - вид сбоку части системы, являющейся целью настоящего изобретения.

На различных фигурах аналогичные детали обозначены одними и теми же номерами позиций.

Как показано на прилагаемых фигурах, автоматическая система S блокирования и извлечения загрязнителей, растворенных в текучей среде, являющаяся целью настоящего изобретения, включает, по существу, интегральный электрический блок управления автоматической системой S, средство 1 блокирования загрязнителей, устройство дистанционной сигнализации, соединенное с указанным блоком управления, средство 2 извлечения и локализации указанных загрязнителей, блокированных указанным средством 1 блокирования, датчик 4 положения, предназначенный для слежения за дном канала и свободной поверхностью жидкости, и, необязательно, средство химического контроля, погруженное в контролируемую текучую среду или находящееся в контакте с ней, предназначенное для обнаружения возможного присутствия загрязнителей, датчик температуры, предназначенный для измерения температуры контролируемой текучей среды, и датчик скорости, предназначенный для определения скорости контролируемой текучей среды.

Описываемая автоматическая система S применена на открытом канале, по которому текучая среда перемещается в направлении Х. В этом случае система S позволяет обнаруживать загрязнители, которые случайно вылили в указанный открытый канал.

Указанный электрический блок управления системы S включает ПЛК, соединенный с электрическим блоком управления, при этом, оба они соединены с электродвигателем с целью обеспечения полностью электрического привода указанной системы S.

Указанный электродвигатель снабжен позиционным преобразователем или кодовым датчиком положения предназначенный для пошаговой регистрации перемещения указанной системы S, как будет подробно описано ниже.

Средство 1 блокирования включает перегородку 111, прикрепленную с возможностью скольжения в направлении, перпендикулярном направлению Х потока текучей среды, к первой 112 и второй 113 опорам.

Указанные первая 112 и вторая 113 опоры установлены на концах указанного канала так, чтобы охватывать всю его ширину.

В одном из вариантов указанной системы S, в частности, когда указанная система S установлена в маслоэкстракционных резервуарах, указанные первая 112 и вторая 113 опоры могут перемещаться по направляющим, которые идут параллельно направлению Х потока текучей среды, с тем, чтобы и указанная перегородка 111 могла скользить параллельно указанному направлению Х.

В еще одном варианте указанной системы S указанные первая 112 и вторая 113 опоры могут быть подвижными относительно оси вращения с тем, чтобы наклонять указанную перегородку 111 относительно указанного направления Х потока текучей среды.

Указанная перегородка 111 имеет возможность перемещения из исходного положения, в котором она находится, по существу, на конце длины хода указанных первой 112 и второй 113 опор вне указанной текучей среды, в рабочее положение, в котором указанная перегородка 111 погружена в текучую среду.

Указанная перегородка 111 снабжена устройством 111а отклонения потока, расположенным на нижнем конце указанной перегородки 111, которое погружено в указанную текучую среду.

Указанное устройство 111а отклонения потока ослабляет турбулентность, вызываемую соударением текучей среды с указанной перегородкой 111, и механически разбивает плавающие на поверхности загрязнители.

В данном варианте осуществления изобретения указанное устройство 111а отклонения потока имеет, по существу, форму перевернутой «V», однако, оно также может иметь иную форму.

Вблизи указанного устройства 111а отклонения потока в указанной перегородке 111 образовано отверстие 111b для прохождения текучей среды.

Позади указанного отверстия 111b находится средство 2 извлечения и локализации указанных загрязнителей, в частности, резервуар для указанных блокированных загрязнителей.

Указанный резервуар 2 соединен с дренажным насосом 3, который активируется через заданные интервалы времени с целью отведения указанных собранных загрязнителей из указанного резервуара.

Указанный датчик 4 положения, например, ультразвуковой или лазерный датчик, расположен над свободной поверхностью текучей среды. Датчик измеряет расстояние между свободной поверхностью указанной текучей среды и дном открытого канала, в котором она находится, а также измеряет расстояние между указанным нижним концом указанной перегородки 111 и указанной свободной поверхностью.

Указанный датчик 4 положения направляет сигнал в указанный блок управления, который управляет перемещением указанной перегородки 111 таким образом, чтобы указанный нижний конец всегда находится в контакте со свободной поверхностью текучей среды.

Как описано выше, необязательно может присутствовать средство химического контроля, предназначенное для обнаружения загрязняющих веществ, погруженных в указанную текучую среду.

Указанное средство химического контроля направляет сигнал в указанный блок управления, который активирует перемещение указанной перегородки 111 из указанного исходного положения в указанное рабочее положение.

Указанная система S, необязательно, включает датчик температуры для измерения температуры текучей среды, погруженный в указанную текучую среду.

Если температура контролируемой текучей среды опускается ниже заданной величины, указанный блок управления останавливает работу указанного дренажного насоса 3.

Описанный выше вариант системы S, включающей указанные первую 112 и вторую 113 опоры, подвижные относительно оси вращения, может включать датчик скорости, погруженный в указанную текучую среду и измеряющий скорость указанной текучей среды с тем, чтобы блок управления регулировал наклон указанной перегородки 111.

Необязательно, указанная перегородка 111 может быть снабжена соплами для выпуска химических веществ, таких как дисперсанты, моющие вещества и т.п., для облегчения разложения указанных загрязнителей, присутствующих в указанной текучей среде.

Описанная выше система S функционирует следующим образом.

Когда оператор считает нужным использовать указанную систему S, например, на закрытом канале, он активирует указанные первую 112 и вторую 113 опоры на указанном закрытом канале так, чтобы покрыть всю ширину.

Затем указанный оператор активирует указанную систему S. Указанный блок управления подает сигнал закрытия на указанный электродвигатель, который, в свою очередь, перемещает указанную перегородку 111.

Указанная перегородка 111 перемещается из указанного начального исходного положения, в котором она находится вне указанной текучей среды, в указанное рабочее положение, в котором она частично погружена в указанную текучую среду, в частности, в котором указанный нижний конец указанной перегородки 111 погружен в указанную текучую среду.

Одновременно с активацией указанной перегородки 111, указанный блок управления активирует указанное устройство сигнализации, которое издает звуковые и/или акустические сигналы, означающие, что указанная система S работает.

Одновременно с активацией указанной перегородки 111, указанный датчик 4 положения производит измерение расстояния между свободной поверхностью указанной текучей среды и дном открытого канала и расстояние между указанным нижним концом указанной перегородки 111 и свободной поверхностью указанной текучей среды.

Результаты этих измерений направляются в указанный блок управления, который выполняет интерполяцию данных в соответствии с заданными логическими схемами сравнения, хранящимися в указанном ПЛК, с тем, чтобы указанный нижний конец указанной перегородки 111 был погружен в указанную текучую среду.

Следовательно, указанное отверстие 111b частично или полностью погружено в указанную текучую среду, так что указанные загрязнители могут проходить через указанное отверстие 111b и могут быть собраны в указанный резервуар 2.

Указанный кодовый датчик положения выполняет пошаговую регистрацию движения, например, вращения, указанного электродвигателя, который перемещает указанную перегородку 111 с тем, чтобы в случае изменения положения свободной поверхности указанной текучей среды указанный кодовый датчик положения компенсировал какой-либо фазовый сдвиг положения указанного нижнего конца указанной перегородки 111 относительно свободной поверхности указанной текучей среды в соответствии с заданными логическими схемами, хранящимися в указанном ПЛК.

Как описано выше, пока указанный нижний конец указанной перегородки 111 погружен в указанную текучую среду, также указанное устройство 111а отклонения потока погружено в указанную текучую среду для ослабления турбулентности, вызываемой соударением указанной текучей среды с указанной перегородкой 111.

Периодически указанный блок управления активирует указанный дренажный насос 3 с целью удаления загрязнителей, накопившихся в указанном резервуаре 2.

После стадии блокирования и извлечения указанных загрязнителей оператор выключает указанную систему S, и указанный блок управления подает сигнал открытия указанной системы S на электродвигатель, который отводит указанную перегородку в указанное исходное положение.

При функционировании указанной системы S в варианте, предусматривающем наличие средства химического контроля для обнаружения загрязнителей, когда указанное средство химического контроля обнаруживает присутствие загрязнителей в указанной текучей среде, оно подает сигнал закрытия в указанный блок управления, который активирует указанный электродвигатель, перемещающий указанную перегородку 111 из указанного исходного положения в указанное рабочее положение.

При функционировании указанной системы S в том варианте, где первая 112 и вторая 113 опоры подвижны относительно оси вращения, указанный датчик скорости измеряет скорость потока указанной текучей среды, передает эти данные в указанный блок управления и, затем, в указанный ПЛК для адаптации наклона указанной перегородки 111 и, таким образом, указанного устройства 111а отклонения потока касательно к линиям потока текучей среды, чтобы свести к минимуму сопротивление указанной перегородки 111 указанной текучей среде при соблюдении условия блокирования указанных загрязняющих веществ.

Ясно, что описанная выше автоматическая система S в различных формах ее осуществления, позволяет блокировать и извлекать загрязняющие вещества, погруженные в контролируемые текучие среды, посредством простой конструкции, устанавливаемой в различных условиях эксплуатации.

Настоящее изобретение описано с целью иллюстрации, а не для ограничения, в соответствии с предпочтительными вариантами его осуществления, однако, следует понимать, что возможно внесение специалистами в данной области модификаций и/или изменений, не выходящих за рамки соответствующего объема, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к охране окружающей среды. Автоматическая система S для блокирования и извлечения загрязнителей, распределенных в текучей среде, включает средство (1) блокирования загрязнителей и средство извлечения и локализации загрязнителей, в исходном положении находящиеся вне текучей среды, а в рабочем положении блокирующие указанные загрязнители. Для определения положения указанных средств предназначен ультразвуковой или лазерный датчик, с которым соединён блок управления, предназначенный для сравнения заранее заданных данных о взаимном положении указанных средств и текучей среды так, чтобы постоянно имел место контакт с её свободной поверхностью, и данных, полученных датчиком, а также для подачи сигнала закрытия системы S путем перемещения указанных средств из исходного в рабочее положение с погружением в текучую среду средства блокирования. На одном конце канала установлена первая опора (112), а на противоположном - вторая опора (113), с которыми с возможностью скольжения соединена перегородка (111), в рабочем положении частично или полностью погружённая в текучую среду. Вблизи устройства (111а) отклонения потока, имеющего форму перевернутой «V», расположено отверстие (111b) для прохода текучей среды. Средство извлечения и локализации загрязнителей соединено с дренажным насосом. С блоком управления соединен программируемый логический контроллер (ПЛК), в котором имеются заранее заданные данные о взаимном положении указанных средств и текучей среды, логические схемы сравнения указанных данных и электродвигатель. Система S также может включать средство химического контроля, погруженное в текучую среду или контактирующее с ней, направляющее в блок управления сигнал для перемещения указанных средств из исходного положения в рабочее. Первая (112) и вторая (113) опоры могут смещаться по направляющим, расположенным параллельно направлению потока текучей среды, или быть подвижными относительно оси вращения так, чтобы наклонять перегородку (111) относительно направления потока текучей среды. Система S может быть дополнительно оборудована датчиками температуры и скорости текучей среды и устройством дистанционной сигнализации, соединенным с блоком управления и предназначенным для подачи звукового и/или визуального сигнала тревоги. Изобретение обеспечивает снижение трудоёмкости установки системы в различных условиях её эксплуатации и гарантированное извлечение загрязнений. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула