RU93495U1 - AUTOMATIC REAGENT DOSING DEVICE - Google Patents

Abstract

Автоматическое устройство дозирования реагентов, состоящее из установленного на трубопроводе расходомера, электрически связанного с контроллером, насоса-дозатора, производящего дозирование реагента в трубопровод, электрически связанного с контроллером, датчика давления, установленного на трубопровод, электрически связанного с контроллером, отличающееся тем, что на трубопровод установлен электрохимический датчик, электрически связанный с контроллером. Automatic reagent dispensing device, consisting of a flow meter installed on the pipeline, electrically connected to the controller, a metering pump, which doses the reagent in the pipeline, electrically connected to the controller, a pressure sensor installed on the pipeline, electrically connected to the controller, characterized in that on the pipeline an electrochemical sensor is installed, electrically connected to the controller.

Description

Полезная модель относится к области дозирования ингибиторов коррозии и других реагентов в трубопроводы в теплотехнических и гидравлических системах (паровые и водогрейные котлы, бойлеры, тепловые сети и системы горячего водоснабжения, технологические установки). Применение ингибиторов коррозии позволяет предотвратить или значительно замедлить коррозию металлических частей оборудования не нарушая режима работы оборудования. Эти задачи решаются путем введения в воду, используемую для питания теплотехнических или технологических устройств, небольших количеств специальных реагентов - ингибиторов. Для обработки воды в теплотехнических и технологических системах разных типов применяются различные ингибиторы, разрешенные санитарными нормами и правилами в определенных дозах.The utility model relates to the field of dosing corrosion inhibitors and other reagents into pipelines in heat engineering and hydraulic systems (steam and hot water boilers, boilers, heating networks and hot water supply systems, technological installations). The use of corrosion inhibitors can prevent or significantly slow down the corrosion of metal parts of the equipment without violating the operating mode of the equipment. These problems are solved by introducing into the water used to power the heating or technological devices, small amounts of special reagents - inhibitors. For the treatment of water in heating and technological systems of various types, various inhibitors are used, which are allowed by sanitary norms and rules in certain doses.

Известно устройство дозирования реагента в трубопровод (см. С.Черкасов «Насосы-дозаторы: типы, выбор, монтаж» // журнал «Сантехника. Отопление. Кондиционирование», 2006 г.- №1), состоящее (фиг.1) из установленного на трубопроводе 1 расходомера 2, электрически связанного с контроллером 3, насоса-дозатора 4, производящего дозирование реагента в трубопровод 1. Контроллер получает сигнал от расходомера и вычисляет нарастающим итогом объем жидкости. По достижении величиной объема заданной величины контроллер включает насос-дозатор на время, необходимое для подачи в трубопровод расчетной дозы реагента, которую задают пропорционально заданному объему жидкости. Время включения насоса-дозатора определяют делением расчетной дозы реагента на производительность насоса-дозатора при заданной величине давления.A device for dispensing a reagent into a pipeline is known (see S. Cherkasov "Dosing pumps: types, selection, installation" // Journal "Plumbing. Heating. Air conditioning", 2006 - No. 1), consisting (figure 1) of the installed on the pipeline 1 of the flow meter 2, electrically connected to the controller 3, the metering pump 4, dosing the reagent into the pipeline 1. The controller receives a signal from the flow meter and calculates the cumulative volume of the liquid. Upon reaching the value of the volume of the specified value, the controller turns on the metering pump for the time required to supply the calculated dose of the reagent to the pipeline, which is set in proportion to the given volume of liquid. The on-time of the metering pump is determined by dividing the calculated dose of the reagent by the performance of the metering pump at a given pressure value.

Недостатком указанного устройства является то, что расчетная доза реагента рассчитывается исходя из предположения, что давление в трубопроводе стабильно во времени. На практике давление в трубопроводах систем тепло- и водоснабжения изменяется в течение суток (месяца, года). Производительность дозирующего насоса существенно зависит от величины давления в трубопроводе, в который производится дозирование, что может привести как к недостаточному, так и избыточному дозированию относительно расчетной величины дозы реагента. При избыточном дозировании реагента возможно превышение его предельно допустимой концентрации (ПДК) в обрабатываемой воде, нормируемой санитарными правилами и нормами (см. СанПиН 4723-88 «Санитарные правила устройства и эксплуатации систем централизованного горячего водоснабжения»).The disadvantage of this device is that the calculated dose of the reagent is calculated on the assumption that the pressure in the pipeline is stable over time. In practice, the pressure in the pipelines of heat and water supply systems changes during the day (month, year). The performance of the metering pump substantially depends on the pressure in the pipeline into which metering is performed, which can lead to both insufficient and excessive metering relative to the estimated dose of the reagent. With excessive dosing of the reagent, it is possible to exceed its maximum permissible concentration (MPC) in the treated water, normalized by sanitary rules and norms (see SanPiN 4723-88 "Sanitary rules for the design and operation of centralized hot water systems").

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому устройству является устройство дозирования реагента в трубопровод (см. патент 89661, кл. F17D 3/12, «Устройство дозирования реагента»), состоящее из установленного на трубопроводе расходомера, электрически связанного с контроллером, насоса-дозатора, производящего дозирование реагента в трубопровод, электрически связанного с контроллером, датчика давления 5, установленного на трубопроводе, электрически связанный с контроллером (фиг.2).The closest in technical essence and the achieved results to the proposed device is a device for dispensing a reagent into a pipeline (see patent 89661, CL F17D 3/12, "Device for dispensing a reagent"), consisting of a flowmeter installed on the pipeline, electrically connected to the controller, a pump a dispenser dosing the reagent into the pipeline, electrically connected to the controller, a pressure sensor 5 mounted on the pipeline, electrically connected to the controller (figure 2).

Недостаток устройства заключается в том, что в нем не предусмотрен оперативный контроль за текущими характеристиками воды (например, водородный показатель рН, электрическая проводимость, содержание кислорода), хотя с течением времени (например, сезонно) вода, в которую добавляется реагент, может изменять свои характеристики, определяющие скорость коррозии в трубопроводах. Отсутствие оперативного контроля за характеристиками воды может привести как к недостаточному, так и избыточному дозированию реагентов в обрабатываемую воду, к возможности превышения ПДК реагента в обрабатываемой воде, нормируемой в СанПиН.The disadvantage of this device is that it does not provide operational control over the current characteristics of water (for example, hydrogen pH, electrical conductivity, oxygen content), although over time (for example, seasonally) the water into which the reagent is added may change its characteristics that determine the rate of corrosion in pipelines. Lack of operational monitoring of water characteristics can lead to both insufficient and excessive dosing of reagents into the treated water, to the possibility of exceeding the maximum permissible concentration of the reagent in the treated water, normalized in SanPiN.

Целью предлагаемого автоматического устройства дозирования реагентов является устранение возможности возникновения режимов недостаточного и избыточного дозирования реагентов при изменении свойств обрабатываемой воды, обеспечение непревышения ПДК реагента в обрабатываемой воде.The aim of the proposed automatic device for dosing reagents is to eliminate the possibility of occurrence of modes of insufficient and excessive dosing of reagents when changing the properties of the treated water, to ensure that the maximum permissible concentration of the reagent in the treated water is not exceeded.

Раскрытие полезной модели. Для достижения поставленной цели устанавливают в трубопровод электрохимический датчик 6 (например, потенциометрический рН-электрод для измерения водородного показателя воды, кондуктометрический датчик для определения сопротивления воды и солесодержания, датчик окислительно-восстановительного потенциала для определения содержания кислорода в воде и др.), электрически связанный с контроллером (фиг.3).Disclosure of a utility model. To achieve this goal, an electrochemical sensor 6 is installed in the pipeline (for example, a potentiometric pH electrode for measuring the hydrogen index of water, a conductometric sensor for determining the resistance of water and salt content, a redox sensor for determining the oxygen content in water, etc.), electrically connected with the controller (figure 3).

Термин, используемый в формуле полезной модели - «электрохимический датчик», определен как обобщенный для группы датчиков в области применения полезной модели (см. А.А.Егоров. «Систематика, принципы работы и области применения датчиков» // «Журнал радиоэлектроники», 2009 г. - №3 - «в электрохимическом сенсоре определяемый компонент реагирует с чувствительным слоем непосредственно на электроде или в объеме слоя раствора около электрода. Среди электрохимических сенсоров выделяют следующие: - потенциометрические, - амперометрические, - кондуктометрические, - кулонометрические»).The term used in the utility model formula - “electrochemical sensor”, is defined as generalized for a group of sensors in the field of application of the utility model (see A.A. Egorov. “Systematics, principles of operation and applications of sensors” // “Journal of Radio Electronics”, 2009 - No. 3 - "in the electrochemical sensor, the detected component reacts with the sensitive layer directly on the electrode or in the volume of the solution layer near the electrode. Among the electrochemical sensors, the following are distinguished: - potentiometric, - amperometric, - conductivity geometric, coulometric ”).

Определение времени включения насоса-дозатора реагента проводят в соответствии с текущим значением контролируемого параметра в обрабатываемой воде, измеренным электрохимическим датчиком, с использованием программно реализованного в контроллере адаптивного пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора.Determining the on-time of the reagent metering pump is carried out in accordance with the current value of the controlled parameter in the treated water, measured by an electrochemical sensor, using the adaptive proportional-integral-differential (PID) controller software implemented in the controller.

Предельно допустимое время включения насоса-дозатора рассчитывают в следующей последовательности: - определяют объем обрабатываемой воды, прошедший через расходомер за заданное время, записанное в память контроллера; - определяют предельно допустимый объем вводимого реагента пропорционально объему обрабатываемой воды по нормированной в Сан-ПиН величине ПДК реагента, записанной в память контроллера; - измеряют давление в трубопроводе; - определяют по характеристике производительности насоса-дозатора, записанной в память контроллера, производительность насоса-дозатора при этом давлении; - определяют предельное время включения насоса-дозатора делением рассчитанного предельно допустимого объема вводимого реагента на производительность насоса-дозатора при измеренном давлении.The maximum allowable turn-on time of the metering pump is calculated in the following sequence: - determine the volume of treated water that has passed through the flow meter in a predetermined time recorded in the controller's memory; - determine the maximum allowable volume of the injected reagent in proportion to the volume of the treated water according to the standard MPC of the reagent normalized in San PiN recorded in the controller's memory; - measure the pressure in the pipeline; - determine the performance of the metering pump recorded in the controller memory, the performance of the metering pump at this pressure; - determine the time limit for switching on the metering pump by dividing the calculated maximum allowable volume of the introduced reagent by the productivity of the metering pump at the measured pressure.

Фактическое время включения насоса-дозатора принимают равным:The actual turn-on time of the metering pump is taken equal to:

- времени включения насоса-дозатора, определенному по текущему значению контролируемого параметра, если его величина меньше предельно допустимого времени включения насоса-дозатора;- dosing pump on time, determined by the current value of the monitored parameter, if its value is less than the maximum allowable dosing pump on time;

- предельно допустимому времени включения насоса-дозатора, если величина времени включения насоса-дозатора, определенному по текущему значению контролируемого параметра, больше или равна величине предельно допустимого времени включения насоса-дозатора.- the maximum allowable start-up time of the metering pump, if the value of the start-up time of the metering pump, determined by the current value of the monitored parameter, is greater than or equal to the maximum permissible time of the start-up of the metering pump.

Осуществление полезной модели. Автоматическое устройство дозирования реагентов физически реализовано в следующей конфигурации:Implementation of a utility model. The automatic reagent dosing device is physically implemented in the following configuration:

- расходомер 2 - водосчетчик типа MTKI-32 с импульсным выходным сигналом;- flowmeter 2 - MTKI-32 type water meter with a pulse output signal;

- контроллер 3 - контроллер «Дозафон» производства ООО «Ами-энерго» (фиг.4);- controller 3 - controller "Dozafon" manufactured by LLC "Ami-energo" (figure 4);

- датчик давления 5 - датчик избыточного давления типа DMP 330М;- pressure sensor 5 - overpressure sensor type DMP 330M;

- насос-дозатор 4 - мембранный дозирующий насос типа DLX-MA/AD;- metering pump 4 - membrane metering pump type DLX-MA / AD;

- электрохимический датчик 6 - потенциометрический РН-электрод типа ЭСК-1.- electrochemical sensor 6 - potentiometric pH electrode type ESK-1.

Краткое описание чертежей. На фиг.1 представлена схема устройства-аналога. На фиг.2 представлена схема устройства-прототипа. На фиг.3 представлена блок-схема предлагаемого автоматического устройства дозирования реагентов, где 1 - трубопровод, 2 - расходомер, 3 - контроллер, 4 - насос-дозатор, 5 - датчик давления; 6 - электрохимический датчик. На фиг.4 представлена фотография контроллера «Дозафон», разработанного ООО «Ами-энерго» для осуществления полезной модели.A brief description of the drawings. Figure 1 presents a diagram of an analog device. Figure 2 presents a diagram of a prototype device. Figure 3 presents a block diagram of the proposed automatic device for dispensing reagents, where 1 is a pipeline, 2 is a flow meter, 3 is a controller, 4 is a metering pump, 5 is a pressure sensor; 6 - electrochemical sensor. Figure 4 presents a photograph of the controller "Dozafon", developed by LLC "Ami-energo" to implement a utility model.

Предлагаемое автоматическое устройство дозирования реагентов позволяет снизить расход реагентов за счет повышения точности дозирования, исключить возможность избыточного или недостаточного дозирования реагентов при изменении свойств обрабатываемой воды, исключить возможность превышения ПДК дозируемых реагентов сверх норм, установленных в СанПиН.The proposed automatic device for dosing reagents allows reducing the consumption of reagents by increasing the accuracy of dosing, eliminating the possibility of excessive or insufficient dosing of reagents when changing the properties of the treated water, and eliminating the possibility of exceeding the maximum permissible concentration of dosed reagents in excess of the norms established in SanPiN.

Claims (1)

Автоматическое устройство дозирования реагентов, состоящее из установленного на трубопроводе расходомера, электрически связанного с контроллером, насоса-дозатора, производящего дозирование реагента в трубопровод, электрически связанного с контроллером, датчика давления, установленного на трубопровод, электрически связанного с контроллером, отличающееся тем, что на трубопровод установлен электрохимический датчик, электрически связанный с контроллером.

Automatic reagent dispensing device, consisting of a flow meter installed on the pipeline, electrically connected to the controller, a metering pump, which doses the reagent in the pipeline, electrically connected to the controller, a pressure sensor installed on the pipeline, electrically connected to the controller, characterized in that on the pipeline an electrochemical sensor is installed, electrically connected to the controller.