CS225659B1

CS225659B1 - Apparatus for the indication of the liquid pressure behind the filter

Info

Publication number: CS225659B1
Application number: CS359079A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Ing Marek
Original assignee: Marek Stanislav
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1984-02-13

Description

Předmětem vynálezu je zařízení na indikaci tlaku kapaliny za filtrem určením výšky ustálené hladiny kapaliny za filtrem nespojitým způsobem, uzavřením elektrického obvodu elektrolytickou vodivostí kapaliny.The object of the invention is a device for indicating the pressure of a liquid downstream of a filter by determining the height of the steady-state level of the liquid downstream of the filter in a discontinuous manner by closing the electrical circuit with the electrolytic conductivity of the liquid.

Tlak přefiltrované kapaliny za filtrem a rozdíl tlaku kapaliny před a za filtrem - tlaková ztráta - jsou důležitou hodnotou, informující o stavu zaneseni filtru a využívanou k řízení provozu filtru. V průběhu filtrace tlak kapaliny za filtrem klesá a tlaková ztráta narůstá, přičemž dosažení určité hodnoty může být impulsem pro regeneraci filtru. Provoz filtru lze výhodně automatizovat a jako řídicí hodnotu lze zvolit právě tlak kapaliny za filtrem. Tak tomu je např. u otevřených filtrů se zrnitou náplní, filtrujících směrem shora dolů a provozovaných obvykle s konstantní hladinou na filtru, používaných při úpravě vody. Těchto filtračních jednotek je ve větších úpravnách vody velké množství, přičemž zařízení na měření tlaku za filtry pracující ve vlhku a v korozním prostředí. Z uvedeného vyplývají značné nároky na dohrou funkční spolehlivost i přesnost těchto měřidel, která jsou osazena v nepříznivých provozních podmínkách.The pressure of the filtered liquid downstream of the filter and the pressure difference of the liquid upstream and downstream - the pressure drop - is an important value informing about the state of the filter clogging and used to control the filter operation. During filtration, the pressure of the liquid downstream of the filter decreases and the pressure drop increases, reaching a certain value may be an impulse for filter regeneration. The operation of the filter can be advantageously automated and the liquid pressure downstream of the filter can be selected as the control value. This is the case, for example, with open granular filters, filtering from top to bottom and operating usually at a constant level on the filter used in water treatment. There are a large number of these filter units in larger water treatment plants, with pressure measuring devices downstream of filters operating in humid and corrosive environments. This implies considerable demands on the overall functional reliability and accuracy of these meters, which are installed in unfavorable operating conditions.

Tyto požadavky dosud používaná měřidla většinou nesplňují. Obvykle bývají užívány kapalinové manometry různých typů, měřící přímo nebo prostřednictvím membrány, příp. využívající probublávací metodu s pomocným pracovním médiem, vzduchem. Tato měřidla jsou poměrně složitá, s mechanickými pohyblivými díly a převody. Protože měřené tlaky bývají poměrně malé, např.The measuring instruments used so far usually do not meet these requirements. Usually liquid pressure gauges of various types are used, measuring directly or through a diaphragm, resp. using a bubbling method with an auxiliary working medium, air. These gauges are relatively complex, with mechanical moving parts and gears. Because the measured pressures are relatively small, e.g.

225 659225 659

225 659 u otevřených filtrů se zrnitou náplní při úpravě vody obvykle v rozmezí O až 0,03 MPa, jsou přestavné síly působící na mechanické díly a převody malé, čímž se dále zvyšují nároky na tyto soustavy.225 659 in open-fill filters with a granular filling in the treatment of water usually in the range of 0 to 0.03 MPa, the adjusting forces acting on mechanical parts and gears are small, which further increases the demands on these systems.

Obvykle je vzhledem k prostorovému uspořádání filtrů nutností přenos zjištěných údajů z místa měření za filtry do ovládacích panelů filtrů umístěných do prostorů, kde se pohybuje obsluha filtrů. To vše přispívá, zejména ve vlhkém a korozivním prostředí, ke značné poruchovosti dosud používaných měřidel a jejich nízké provozní spolehlivosti při relativně vysoké pořizovací ceně i k značným nárokům na údržbu a opravy měřidel.Usually, due to the spatial arrangement of the filters, it is necessary to transmit the detected data from the measuring point behind the filters to the filter control panels located in the areas where the filter operators operate. All of this contributes, in particular in wet and corrosive environments, to the high failure rate of the meters used so far and their low operational reliability at a relatively high purchase price, as well as considerable maintenance and repair requirements of the meters.

Dosavadní měřidla rovněž obvykle nerespektují vlastnosti přefiltrované kapaliny. Při úpravě vody např. dochází často k vylučování suspenzí a zanášení částí měřicích zařízení, která jsou s vodou ve styku. Tím se ovšem dále snižuje přesnost a spolehlivost měření. To platí i při využívání jiných měřicích metod, např. tenzometrie. U otevřených filtrů se zrnitou náplní, kdy je běžně aplikována regulace odtoku z filtru plovákem v závislosti na pohybu hladiny kapaliny na filtru, dochází často k poměrně rychlému kolísání tlaku za filtrem při překonávání mrtvých chodů pohyblivých částí regulačního zařízení. To se projevuje u dosud používaných měřidel někdy značným rychlejším kolísáním údajů, čímž se znesnadňuje využití zjištěných hodnot při řízení nebo automatizaci provozu filtrů.The prior art meters also usually do not respect the properties of the filtered liquid. In the treatment of water, for example, slurries are often precipitated and the parts of the measuring devices that are in contact with the water become clogged. This further reduces the accuracy and reliability of the measurement. This also applies when using other measuring methods, eg strain gauge. In open-fill granular filters, where float control of the filter is normally applied depending on the liquid level movement on the filter, there is often a relatively rapid pressure variation behind the filter when overcoming the dead movements of the moving parts of the control device. This has been shown in the measuring instruments used to date, sometimes with much faster data fluctuations, making it difficult to use the values found in controlling or automating the operation of the filters.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení na indikaci tlaku kapaliny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vertikálně orientovaná měrná trubice je spojena s prostorem za filtrem přívodní trubicí, obsahující tlumicí trysku k tlumení kolísání tlaku za filtrem, opakovaně proplaehovanou při regeneraci filtru, a předřazeným sítkem k zachycení mechanických nečistot s otvory menšími než je otvor tlumicí trysky.These disadvantages are overcome by the liquid pressure indicator device according to the invention, characterized in that the vertically oriented measuring tube is connected to the space behind the filter by a supply tube containing a damping nozzle for damping pressure variations behind the filter repeatedly flushed during filter regeneration and to trap mechanical dirt with holes smaller than the damping nozzle hole.

Výška hladiny kapaliny v měrné trubici, odpovídající tlaku kapaliny za filtrem, je udávána na výstupu z vyhodnocovacího zařízení napojeného vodiči na elektrody např. opticky světelně nebo číselným údajem. Měření tlaku kapaliny za filtrem je nespojité. Informace o průběhu tlaku za filtrem jsou však již při použití deseti elektrod v provozu zcela běžně postačující, přičemž tlak zvolený jako kritický a využívaný jako impuls k ukončení filtrace a k zahájení regenerace filtru lze indikovat velmi přesně.The level of the liquid level in the measuring tube, corresponding to the liquid pressure behind the filter, is indicated at the outlet of the evaluation device connected by conductors to the electrodes, eg optically by light or by numerical data. The fluid pressure measurement behind the filter is discontinuous. However, information on the pressure flow after the filter is normally sufficient when using ten electrodes in operation, and the pressure selected as critical and used as an impulse to end filtration and to initiate filter regeneration can be indicated very accurately.

Vodiče od elektrod umístěných v měrné trubici jsou sdruženy ve svazek, opatřený na dolním konci napínacím závažím, a upevněny ve středu víka měrné trubice, kterým je veden k vyhodnocovacímu zařízení. Tímto způsobem je umožněna přesná požadovaná výška polohy elektrod a fixování svazku vodičů od elektrod i samotných elektrod v oae vertikálně orientované měrné trubice. Tím se zabrání případnému dotyku elektrod se stěnou měrné trubice, což by mohlo způsobit nežádoucí nepřesnosti. £ výhodou lze využít jako elektrod přímo izolované elektrické vodiče s obnaženými konci, zbavenými izolace. Vyhodnocovací zařízení lze umístit včetně výstupních údajů v uzavřené skříni, dokonale izolované proti vlivům okolního prostředí.The conductors from the electrodes located in the measuring tube are combined in a bundle provided with a tensioning weight at the lower end and fastened in the center of the measuring tube lid, through which it is guided to the evaluation device. In this way, the exact desired height of the electrode position and the fixation of the conductor bundle from the electrodes and the electrodes themselves in the vertically oriented measuring tube are possible. This prevents the electrodes from coming into contact with the measuring tube wall, which could cause undesirable inaccuracies. Advantageously, directly insulated electrical conductors with exposed stripped ends are used as electrodes. The evaluation device can be placed including the output data in a closed cabinet, perfectly insulated against environmental influences.

Měrná trubice je spojena s prostorem za filtrem přívodní trubicí, v níž je umístěna tlumicí tryska s předřazeným sítkem. Tlumicí tryska umožňuje volbou velikosti otvoru v trysce utlumit rychlejší kolísání tlaku za filtrem, obvykle se vyskytujcící u otevřených filtrů se zrnitou náplní, u nichž je použita regulace odtoku z filtru v závislosti na pohybu hladiny na filtru. Vliv kolísání tlaku kapaliny za filtrem lze dále omezit na minimum volbouThe measuring tube is connected to the space behind the filter by a supply tube, in which a damping nozzle with a pre-strainer is placed. The damping nozzle allows you to dampen the faster pressure fluctuations downstream of the filter by selecting the size of the orifice in the nozzle, typically occurring in open granular filters, where filter outflow control is applied depending on the level of the filter. The effect of fluid pressure fluctuations downstream of the filter can be further reduced to a minimum by selection

I ₃ 225 659 vhodného průměru měrné trubice. Tlumicí tryska je chráněna proti zanesení nečistotami předřazeným sítkem, jehož otvory jsou menší než otvor v ťLumicí trysce. Při regeneraci filtru proudí prací kapalina, obvykle čistá přefiltrovaná kapalina, opačným směrem než při vlastní filtraci, přičěmž tlak prací kapaliny bývá značně větší, než je tlak přefiltrované kapaliny při filtraci za filtrem. Protože je přívodní trubice trvale spojena s prostorem za filtrem, proplachuje a čistí se opakovaně při každé regeneraci tlumicí tryska. Prací kapalina při každé regeneraci dále částeňně nebo úplně vyměňuje kapalinu v měrné trubici, což napomáhá k vytvoření optimálních podmínek pro použitý způsob indikace výšky hladiny kapaliny v měrné trubici. Přebytečná kapalina je přitom z měrné trubice odváděna přepadem. Přívodní trubice je do spodní části měrné trubice zaústěna v určité vzdálenosti nad dnem z boku nebo nejlépe prostupem dna, takže se v dolní části měrné trubice pod úrovní zaústění přívodní trubice vytváří usazovací prostor, ve kterém může nerušeně probíhat hromadění suspenzí, vyloučených příp. z kapaliny v měrné trubici. Tyto usazeniny lze podle potřeby odstranit z měrné trubice odkalovací výpustí.I ₃ 225 659 of suitable measuring tube diameter. The damping nozzle is protected against contamination by a pre-strainer whose holes are smaller than the hole in the damping nozzle. In filter regeneration, the wash liquid, typically pure filtered liquid, flows in the opposite direction to the actual filtration, with the pressure of the wash liquid being considerably greater than the pressure of the filtered liquid after filtration downstream of the filter. Since the lance is permanently connected to the space behind the filter, the damper nozzle is flushed and cleaned repeatedly each time the regeneration is performed. The scrubbing liquid, at each regeneration, further partially or completely replaces the liquid in the measuring tube, which helps to create optimal conditions for the method used to indicate the level of the liquid in the measuring tube. The excess liquid is drained from the measuring tube by an overflow. The inlet tube is connected to the lower part of the measuring tube at a certain distance above the bottom from the side or preferably through the bottom, so that a settling space is formed in the lower part of the measuring tube below the inlet tube. from the liquid in the measuring tube. If necessary, these deposits can be removed from the measuring tube by a sludge outlet.

Oproti dosud používaným měřidlům tlaku kapaliny za filtrem zařízení podle vynálezu neobsahuje pohyblivé díly, podléhající mechanickému opotřebení, je méně poruchové a vysoce spolehlivé. Během filtrace informuje o tlaku kapaliny za filtrem a stupni zanesení filtru s plně dostačující přesností, přičemž dosažení kritického tlaku kapaliny za filtrem předem nastavené velikosti je indikováno s větší přesností než u dosud používaných měřidel. Zařízení je vybaveno tlumením rychlejšího kolísání tlaku za filtrem, takže výstupní údaje jsou plně použitelné pro řízení nebo automatizaci provozu filtrů. Regenerace filtru je využíváno k opakovanému čištění tlumicí trysky a k periodické výměně kapaliny v měrné trubici, což vytváří optimální podmínky pro měření. V měrné trubici je situován usazovací prostor ke shromáždění suspenzí, příp. vyloučených v průběhu měření, čímž je plně eliminován jejich vliv na měření. Vyhodnocovací zařízení včetně výstupních údajů je možno snadno dokonale zabezpečit proti vlivům okolního prostředí, vlhkosti a korozi. Zařízení nevyžaduje jinak často obvyklý přenos z místa měření do prostoru obsluh^ filtrů, protože vyhodnocovací zařízení s výstupními údaji lze vhodně umístit volbou potřebné délky svazku vodičů od elektrod v měrné trubici. Zařízení podle vynálezu pracuje jen s naprosto minimálními nároky na obsluhu a údržbu.In contrast to the fluid pressure gauges used upstream of the filter, the device according to the invention does not contain moving parts subject to mechanical wear, is less malfunctioning and highly reliable. During filtration, it provides information about the liquid pressure after the filter and the degree of clogging of the filter with fully sufficient precision, and the achievement of a critical liquid pressure after the filter of a preset size is indicated with greater accuracy than the meters used to date. The device is equipped with damping of faster pressure fluctuations behind the filter, so that the output data is fully usable for controlling or automating the operation of the filters. The filter regeneration is used for repeated cleaning of the damping nozzle and for periodic fluid exchange in the measuring tube, which creates optimum conditions for measurement. In the measuring tube there is a settling space for collecting the suspensions, respectively. eliminated during the measurement, which fully eliminates their influence on the measurement. The evaluation equipment, including the output data, can be easily protected against the effects of the environment, moisture and corrosion. The device does not otherwise require the usual transfer from the measuring point to the filter operator area, since the evaluation device with the output data can be suitably positioned by selecting the required electrode wire length in the measuring tube. The device according to the invention only works with absolutely minimal demands on operation and maintenance.

Na výkresu je znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu.The drawing shows an exemplary embodiment of a device according to the invention.

Zařízení pro indikaci tlaku kapaliny za filtrem obsahuje měrnou trubici 1 opatřenou víkem 2, dnem 3, přepadem 4 a odkalovací výpustí 5. V měrné trubici 1 jsou v různých výškách v požadovaném rozsahu měření umístěny elektrody 6 napojené na vyhodnocovací zařízení 7 vodiči sdruženými ve svazek 8 s napínacím závažím 9, procházející středem víka 2. Přívodní trubice 10, spojující prostor za filtrem s měrnou trubicí 1, obsahuje tlumicí trysku 11 s předřazeným sítkem 12 a je zaústěna do měrné trubice 1 prostupem dna 3, čímž je vytvořen pod úrovní zaústění přívodní trubice 10 v měrné trubici 1 usazovací prostor 13.The device for indicating the pressure of the liquid behind the filter comprises a measuring tube 1 provided with a lid 2, a bottom 3, an overflow 4 and a sludge outlet 5. In the measuring tube 1, electrodes 6 are connected at different heights in the desired measuring range. The inlet tube 10, connecting the space behind the filter with the measuring tube 1, comprises a damping nozzle 11 with a pre-screen 12 and is connected to the measuring tube 1 through the bottom 3, thereby forming below the inlet level of the supply tube. 10 in the measuring tube 1 settling space 13.

V měrné trubici 1 se vystaví kapalina do výše, odpovídající tlaku kapaliny za filtrem. Vyhodnocovací zařízení 7 zjišťuje a udává výstupními údaji, v které poloze se nalézá hladina kapaliny v měrné trubici 1 tak, že sleduje, který z elektrických obvodů mezi elektrodami 6 je uzavřen elektrolytickou vodivosti kapaliny. Napínací závaží 9, kterým je opatřen vodičiIn the measuring tube 1, the liquid is exposed to an amount corresponding to the liquid pressure downstream of the filter. The evaluation device 7 detects and indicates in the output data in which position the liquid level in the measuring tube 1 is located by monitoring which of the electrical circuits between the electrodes 6 is closed by the electrolytic conductivity of the liquid. Tensioning weight 9, which is provided with conductors

225 659 od elektrod tvořený svazek 8 umožňuje trvale přesnou výškovou polohu elektrod 6. Svazek 8 vedený k vyhodnocovacímu zařízení 7 středem víka 2 je vzhledem k vertikální orientaci měrné trubice 1 fixován i s elektrodami 6 v její ose, čímž se zamezí zkreslení zjištěných hodnot dotykem mezi elektrodami 6 a stěnou měrné trubice 1. V přívodní trubici 10, spojující měrnou trubici 1 s prostorem za filtrem, osazená tlumicí tryska 11 zabraňuje vlivu rychlejšího kolísání tlaku za filtrem na průběh měření. Předřazené sítko 12 přitom zamezuje vniknutí nečistot do tlumicí trysky 11. Při regeneraci filtru je tlumicí tryska 11 opakovaně proplachována a čištěna kapalinou o zvýšeném tlaku, používanou při regeneraci filtru. Tato kapalina přitom periodicky vyměňuje v měrné trubici 1 nalézající se kapalinu, přičemž přebytek je odváděn přepadem 4. Suspenze vyloučené příp. z kapaliny v měrné trubici 1 se shromažňují v usazovacím prostoru 13, odkud mohou být občas odstraněny odkalovací výpustí 5.The electrode bundle 225 659 from the electrodes permits a permanent accurate position of the electrodes 6. The bundle 8 guided to the evaluation device 7 through the center of the lid 2 is fixed with the electrodes 6 in its axis with respect to the vertical orientation of the measuring tube 1. 6 and the wall of the measuring tube 1. In the inlet tube 10 connecting the measuring tube 1 to the space behind the filter, the mounted damping nozzle 11 prevents the influence of faster pressure fluctuations behind the filter on the measurement process. The pre-strainer 12 prevents impurities from entering the damping nozzle 11. When the filter is regenerated, the damping nozzle 11 is repeatedly flushed and cleaned with the increased pressure fluid used in the regeneration of the filter. This liquid periodically exchanges the liquid found in the measuring tube 1, the excess being discharged through the overflow. they are collected from the liquid in the measuring tube 1 in the settling space 13, from where they can occasionally be removed by a sludge outlet 5.

Zařízení podle vynálezu je vhodné a při modelových zkouškách se plně osvědčilo zejména pro indikaci tlaku za otevřenými filtry se zrnitou náplní, používanými při úpravě vody. Lze ho dále využít i při filtraci jiných elektrolyticky vodivých kapalin. Jeho předností je i to, že oproti dosud používaným měřidlům na měření tlaku kapaliny za filtrem je jeho pořizovací hodnota značně nižší.The device according to the invention is suitable and, in model tests, has proven to be particularly useful for indicating the pressure behind open, granular filters used in water treatment. It can also be used to filter other electrolytically conductive liquids. Its advantage is also that the acquisition value of the liquid pressure behind the filter is much lower.

Claims

A fluid pressure indicator device downstream of a filter, comprising a measuring tube provided with electrodes positioned at different heights to indicate the position of the liquid, characterized in that the vertically oriented measuring tube (1) is connected to the space downstream of the filter by a supply tube (10). comprising a damping nozzle (11) for damping pressure variations downstream of the filter, repeatedly flushed during filter regeneration, with a pre-screen (12) to trap mechanical debris with holes smaller than the damping nozzle orifice (11).

Device according to claim 1, characterized in that the measuring tube (1) is provided with an overflow (4) at the top for draining the liquid exchanged in the measuring tube (1) during filter regeneration and at the bottom of the measuring tube (1). (5), wherein in the lower part of the measuring tube (1) the supply tube (10) is connected from the side or through the bottom (3), so that above the bottom (3) of the measuring tube (1) a settling space (13).

*

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that in the axis of the measuring tube (1) the electrical conductors from the electrodes (6) are connected in a bundle (8) provided with a tensioning weight (9) and guided into the evaluation device (7) lids (2) for fixing the bundle (8).