Пристрій для вимірювання кількості стічних вод, що скидаються в каналізаційний колектор

Изобретение относится к области водоснабжения и канализации, а именно к способам и устройствам для измерения количества сточных вод, сбрасываемых в канализационный коллектор. Известно устройство для измерения количества сточных вод, основанное на периодическом измерении уровня сточных вод и расчете расхода по его зависимости от указанного уровня, уклона и диаметра трубопровода [Лобанов П.В., Шевелев Ф.А. Измерение расхода жидкостей и газов в системах водоснабжения и канализации. - М.: С тройиздат, 1985, с. 332-335]. Недостатком известного устройства является значительная погрешность измерения, обусловленная отсутствием технических средств для периодической поверки и калибровки устройства. Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является устройство для измерения количества сточных вод, сбрасываемых в канализационный коллектор [Заявка РФ №5061433, кл. G 01 F 1/00, заявл. 02.09.92, положительное решение от 22.09 94]. Устройство содержит мерный объем, откачной насос с блоком автоматического управления, датчики уровня сточных вод, соединенные с входами блока автоматического управления откачным насосом, первый выход которого соединен с откачным насосом, и систему обработки информации. Устройство содержит также блоки измерения уровня сточных вод в канализационном колодце и в дополнительном мерном участке. По параметрам откачки сточных вод из мерного участка производят калибровку устройства. Однако известное устройство имеет узкую область применения, ограниченную только самотечными канализационными сетями, сложность реализации из-за необходимости периодического перекрытия самотечного коллектора и недостаточную точность из-за погрешностей измерения уровня. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения количества сточных вод, сбрасываемых в канализационный коллектор, содержащем мерный объем, откачной насос с блоком автоматического регулирования, датчики уровня сточных вод, соединенные с входами блока автоматического управления откачным насосом, первый выход которого соединен с откачным насосом, и систему обработки информации, новым является то, что мерный объем выделен в накопительной емкости станции откачки сточных вод, датчики уровня установлены на нижней и верхней границах мерного объема, а система обработки информации включает блок вычисления количества сбрасываемых сточных вод, блок определения производительности насоса, блок сравнения интервалов времени заполнения мерного объема, блок задания величины мерного объема, блок памяти, блок суммирования и документирования информации, блок индикации значения производительности насоса, блоки измерения интервалов времени работы насоса и измерения интервалов времени заполнения мерного объема, входы которых соединены со вторым выходом блока автоматического управления откачным насосом, первый вход блока определения производительности насоса соединен с выходом блока измерения интервалов времени заполнения мерного объема его второй вход соединен с блоком измерения интервалов времени работы насоса, его третий вход соединен с выходом блока сравнения интервалов времени заполнения мерного объема, четвертый вход соединен с выходом блока задания величины мерного объема, вход блока сравнения интервалов времени заполнения мерного объема соединен с выходом блока измерения интервалов времени заполнения мерного объема, выход блока определения производительности насоса соединен со входом блока памяти, выходы которого соединены со вторым входом блока вычисления количества сбрасываемых сточных вод и входом блока индикации значения производительности насоса, при этом первый вход блока вычисления количества сбрасываемых сточных вод соединен с выходом блока измерения интервалов времени работы насоса, а выход блока вычисления количества сбрасываемых сточных вод соединен с входом блока суммирования и документирования информации. Причинно-следственная связь между признаками заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом объясняется следующим. Одновременное выполнение мерного объема в накопительной емкости, размещение на его верхней и нижней границах датчиков уровня и новое выполнение системы обработки информации позволяет обеспечить измерение расхода сточных вод в напорном коллекторе с высокой точностью и одновременно при этом упростить реализацию устройства. Производительность насоса в канализационном коллекторе зависит от неоднородности среды, засорения элементов откачной системы и других факторов и для обеспечения точности измерений в напорном коллекторе необходимо проводить измерения реальной производительности насоса что и позволяет реализовать предлагаемое выполнение системы обработки информации. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена технологическая схема станции откачки сточных вод; на фиг. 2 - блок-схема системы обработки информации устройства. Устройство для измерения количества сточных вод, сбрасываемых в канализационный коллектор, состоит из мерного объема 1, выделенного между датчиком 2 нижнего уровня и датчиком 3 верхнего уровня сточных вод в накопительной емкости 4 станции откачки сточных вод. Откачной насос 5 станции откачки снабжен блоком 6 автоматического управления насосом. Блок 6 автоматического управления насосом соединен с входом блока 7 измерения интервалов времени работы насоса и со входом блока 8 измерения интервалов времени заполнения мерного объема 1. Выход блока 7 измерения интервалов времени работы насоса соединен с первым входом блока 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод и со вторым входом блока 10 определения производительности насоса 5. Выход блока 8 измерения интервалов времени заполнения мерного объема 1 соединен с первым входом блока 10 определения производительности насоса 5 и с входом блока 11 сравнения интервалов времени заполнения мерного объема 1. Выход блока 11 сравнения интервалов времени заполнения мерного объема 1 соединен с третьим входом блока 10 определения производительности насоса 5. Четвертый вход блока 1,0 определения производительности насоса 5 соединен с выходом блока 12 задания величины мерного объема 1. Выход блока 10 определения производительности насоса соединен со входом блока 13 памяти. Выход блока 13 памяти соединен со вторым входом блока 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод. Вы ход блока 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод соединен со входом блока 14 суммирования и документирования информации. Устройство снабжено трубопроводом 15 для подачи сточных вод в накопительную емкость, и трубопроводом 16 для сброса сточных вод в канализационный коллектор, Устройство может быть дополнено блоком 17 индикации значения производительности насоса, соединенного с выходом блока 13 памяти. Устройство для измерения количества сточных вод, сбрасываемых в канализационный коллектор, работает следующим образом. Сточные воды по трубопроводу 15 поступают в накопительную емкость 4 станции откачки сточных вод. При достижении сточными водами уровня расположения датчика 3 верхнего уровня, сигнал с него поступает в блок 6 автоматического управления насосом, который включает откачной насос 5. Одновременно сигнал о включении насоса 5 поступает с блока 6 автоматического управления насосом на вход блока 7 измерения интервалов времени работы насоса (toі) и вход блока 8 интервалов времени заполнения мерного объема (tзі). По этому сигналу блок 7 измерения интервалов времени работы насоса начинает отсчет времени работы насоса 5, а блок 8 измерения интервалов времени заполнения мерного объема прекращает измерение. Сточные воды, откачиваемые насосом 5 из накопительной емкости 4 по трубопроводу 16 сбрасываются в канализационный коллектор. В результате откачки уровень сточных вод в накопительной емкости 4 понижается и достигает уровня расположения датчика 2 нижнего уровня. Сигнал с датчика 2 нижнего уровня поступает в блок 6 автоматического управления насосом, который выключает откачной насос 5. Одновременно сигнал о выключении насоса 5 поступает с блока 6 автоматического управления насосом на вход блока 7 измерения интервалов времени работы насоса и вход блока 8 измерения интервалов бремени заполнения мерного объема. По этому сигналу блок 7 измерения интервалов времени работы насоса прекращает отсчет времени работы насоса 5, а блок 8 измерения интервалов времени заполнения мерного объема начинает отсчет времени заполнения мерного объема 1. Значение измеренного интервала времени toi работы насоса 5 поступает с выхода блока 7 измерения интервалов времени работы насоса на первый вход блока 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод и на первый вход блока 10 определения производительности насоса. Блок 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод представляет собой арифметично-логическое устройство (АЛУ), которое реализует вычисление по формуле: Vi=P×t oi. В начале работы устройства вычисление Vi не производится, так как неизвестно значение производительности Р насоса 5. Значение измеренного интервала времени tзi заполнения мерного объема 1 поступает с выхода блока 8 измерения интервалов времени заполнения мерного объема на вход блока 11 сравнения интервалов времени заполнения мерного объема и на второй вход блока 10 определения производительности насоса. В блоке 11 сравнения интервалов времени заполнения мерного объема происходит сравнение между собой интервалов времени tзi-1 и tзі+1 заполнения мерного объема 1 соответственно до и после откачки. При равных величинах интервалов времени tзi-1 и tзi+1, что свидетельствует об установившемся значении притока Q сточных вод в накопительную емкость 1. Блок 11 сравнения интервалов времени заполнения мерного объема вырабатывает сигнал, разрешающий проведение определения производительности насоса 5. Этот сигнал поступает с вы хода блока 11 сравнения интервалов времени заполнения мерного объема на третий вход блока 10 определения производительности насоса 5. При этом блок 10 определения производительности насоса, представляющий собой АЛУ, производит вычисление производительности Р насоса 5 по формуле: Значение измеренного интервала toi работы насоса 5 поступает с выхода блока 7 измерения интервалов времени работы насоса на первый вход блока 10 определения производительности насоса, значение измеренного интервала времени tзі заполнения мерного объема 1 поступает с выхода блока 8 измерения интервалов времени заполнения мерного объема на второй выход блока 10 определения производительности насоса, а значение Vо величины мерного объема 1 поступаете выхода блока 12 задания величины мерного объема на четвертый вход блока 10 определения производительности насоса. Вычисленное значение производительности Р насоса 5 поступает с вы хода блока 10 определения производительности насоса на вход блока 13 памяти, где хранится до момента следующего определения производительности Р насоса 5, после которого обновляется. С выхода блока 13 памяти значение производительности Р насоса 5 поступает на второй вход блока 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод, где используется в дальнейшей работе устройства для вычисления количества сточных вод Vі. Вычисленное значение количества сбрасываемых сточных вод Vi поступает с вы хода блока 9 вычисления количества сбрасываемых сточных вод на вход блока 14 суммирования и документирования информации. В блоке 14 суммирования и документирования информации происходит суммирование вычисленных значений количества сбрасываемых сточных вод Vi с нарастающим итогом, т.е. реализуется функция: и производится документирование количества сброшенных сточных вод V за необходимый промежуток времени (час, сутки, месяц, год и т.п.) на энергонезависимый носитель информации, например на диаграммную или магнитную ленту. Определение реальной производительности Р насоса 5 производится при каждом наступлении режима установившегося притока Q сточных вод в накопительную емкость 4 по сигналу, поступающему с выхода блока 11 сравнения интервалов времени tзі заполнения мерного объема 1 на третий вход блока 10 определения производительности Р насоса 5. С выходом блока 13 памяти соединен блок 17 индикации значения производительности насоса. Визуализированная информация о значении производительности насоса 5 может использоваться для контроля за работой устройства. Таким образом, устройство позволяет измерять количество сточных вод в напорных канализационных коллекторах по времени работы откачного насоса с обеспечением определения реального значения производительности насоса, что обеспечивает повышение точности измерений и упрощение реализации устройства.