Система регулирования положения границы раздела сред

 

СИСТЕМА РЕГУЛИ1ЮВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД, содержащая дифференциальный уровнемер, состоящий из двух включенных дифференциально и расположенных в зоне регулирвваиия идентичных преобразователей теплового потока, выходы которых подсоединены через усилитель к регулятору положе1ия границы раздела cpe.i, связанному с исполнительным механизмом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности регулирования , в систему введены дополнительный дифференциальный уровнемер, содержа гщий два идентичных преобразователя теплового потока, дополнительный усилитель и блок деления, причем один из преобразователей теплового потока размещен за верхней границей зоны регулирования, другой - за нижней границей, a их выходы через дополнительный усилитель соединены с входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом основного усилителя, a выход - с регул ятором, положения границы раздела среа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И PTHPbITMA (21) 3531722/22-02 (22) 30.12.82 (46) 28,02.84. Бюп. N 8 (72) А. М. Пальти, О. А. Геращенко, Т,Г. Гришенко, В. N. Диденко, В. Л. Кременчугский, Г. Н. Дешевых и С. Я. Безуглый (71) Институт технической теплофизики

AH УССР (53) 669.18.046 518 (088.8) (56) 1. Патент Японии ¹ 48-13810, кл. С 21 С 5/86, 1973.

2. Проблемы электрошлаковой технологии, Киев, "Наукова думка", 1979, с. 104, рис. 5. (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИБЫ РАЗДЕЛА СРЕД, сопержашая дифференциальный уровнемер, состоящий иэ двух включенных дифференциально и расположенных в зоне регулиуи С 01 Р 23/22; В 22 Р 11/16г

С 22 В 9/18 рввания идентичных преобразователей теплового потока, выходы которых подсоепинены через усилитель к регулятору положения границы раэпела сре.;, связанному с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения напежности регулирова ния, в систему введены дополнительный дифференциальный уровнемер, содержан ший пва идентичных преобразователя теп лового потока, дополнительный усилитель . и блок деления, причем один иэ преоб раэователей теплового потока размещен эа верхней границей зоны регулирования, другой - за нижней границей, а их выходы через дополнительный усилитель соединены с входом блока деления, второй Е вход которого соединен с выходом основ ного усилителя, а выход - с регулятором положения границы разпела сред. С

1 10 6

Изобретение очносится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля положения границы разцела двух сред, например жидкостной и паровоздушной, жицкостной и парожидкостной, в биологических ферментерак или,для. определения уровня расплава s мMеeтTаaлIIлIIу pрaг.и чеeсoкxиmх x IпIе чаaхx, кристаллизаторах и т, ц.

Известно устройство для опрецеления 10 уровня расплава, содержащее три датчика температуры, смонтированных перпендику.-, лярно поверхности расплава на равном расстоянии оцин от цругого по высоте (.1

Нецостатком данного устройства явля- l5 ется зависимость сигналов датчиков от теплового состояния срец, границ, меж цу которыми необхоцимо контролировать, Эта зависимость снижает нацежность контроля и усложняет регулирование 20 уровня.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования

-границы раздела возцух - шлак и шлакметалл гри электрошлаковом переплаве, 25 соцержащее дифференциальный теплометрический уровнемер (asa разнесенных по высоте контролируемого пространства идентичных преобразователя теплового

IIoToKa ) 1 выходы ко дорого подключены к 30 регулятору через усилитель, при этом регулятор связан с исполнительным механизмом (привод перемещения тележки кристаллизатора) (2 3.

Недостатком этого устройства явля35 ется низкая надежность регулирования уровня. Это связано с тем, что сигнал уровнемера зависит от величины пика теплового потока на границе раздела среп, которая в свою очередь зависит от температур срец, а также от изменя» юшихся тепловых сопротивлений, возникающих в хопе процесса на тепловоспринимаюших плошацках преобразователей (например, гарнисаж). Поэтому сигнал 45 уровнемера может уменьшаться в ходе процесса, что привопит к несрабатыванию порогового регулятора (сигнал меньше порога срабатывания егулятора) и, слецовательно, к аварийной ситуации, 50 которая ликвидируется только путем аварийного включения откачиваюшего насоса.

Бель изобретения - повышение надежности регулирования положения границы разцела срец.

Поставленная цель постигается тем, что система регулирования положения

762 2 границы раздела срец, содержащая циф ференциальный уровнемер, состоящий из цвух включенных цифференциально и раополеженных в зоне регулирования иден тичных преобразователей теплового пото ка, выхоцы которых подсоединены через усилитель к регулятору положения грани цы раздела сред, связанному с исполнительным механизмом, соцержит цопол нительный дифференциальный уровнемер, содержащий цва идентичных преобраэова" тели теплового потока, дополнительный усилитель, и блок деления, причем опии иэ преобразователей теплового потока размещен за верхней границей зоны регулирования, цругой эа нижней грв ницей, а их выходы через дополнитель ный усилитель связаны с вхоцом блока деления, второй вхоц которого соединен с выхоцом основного усилителя, à выхоцс регулятором положения границы раздела сред.

На чертеже прецставлена функциональная схема устройства.

Устройство соцержит цифференциаль ный уровнемер (два включенных дифференциально идентичных преобразователя

1 и 2 теплового потока, например, с коэффициентом преобразования Ko), pac положенный в зоне регулирования грани цы раздела сред, выходы которого поц ключены через усилитель З к блоку 4 цавления. Выхоц дополнительного циффе-. ренциалвного уровнемера, содержащего цва идентичных преобразователя 5 и 6 теплового потока (например, с коэффициентом преобразования К ), рьсполо женных в зоне регулирования (причем преобразователь 5 размещен за верхней границей зоны регулирования, преобразователь 6 — aa нижней границей), соединен через дополнительный усилительь

7 с вторым входом блока 4 деления.

Выхоц блока деления соединен с пороговым регулятором Я, связанным с исполнительным механизмом (напрымер, с откачиваюшим насосом или электромагнитным клапаном), который на схеме не обозначен.

Устройство работает следующим об Ì»

В. исхопном состоянии граница раздела срец расположена ниже зоны регулирования.

Qo подхода границы разцела сред (например, границы раздела щжцу сы вороткой и пекой в биологическом ферментере) к преобразователю 2 теплово3 . 10167 го потока основного уровнемера сигнал а выхода последнего оп:утствует Eo - О, тая как преобразователи 1 и 2 находятся в одинаковых тепловых условиях. В связи с тем, что преобразователи 5 и 6 дополнительного уровнемера расположены внз зоны регулирования (преобразова тень

5 эа вв кней границей зоны, например, поц крьапкой емкости, преобразователь

6 за нижней границей зсжы, например, 10

sa @He емкости сигнал этого уровнемерз

Еа-"Ê (г- ) о, гцф К1 коэффициент преобразования пре-15 обрзэователя теплового потока; . (фг» ф ) кВтlъР разность плотностей. тепловых потоков срец и не зависит от положения границы раздела срец, 20

Тогда сигнал с выхода блока 4 целе ниа - »О, следовательно, регулятор

8 нв оказывает воздействия на привод исполнительного механизма.

В момент поцхоца границы раздела еред к преобразователю 2 на выхоце основного уровнемера появляется сигнал

Е к (q -q )pg (gj

Тогда с выхода блока 4 целения по- является сигнал

",(4-%Ä)

= aohSC д " (г-Ч«) " q, - о, (г) г ) 35

Этот сигнал вызывает включенйе порогового регулятора 8, который в свою оче62, рець включает исполнительный механизм (привод откачивающего насоса). Уровень границы разцела срец начинает уменьшаться до тех пор, пока сигнал Ео уров немера не станет равным О (откаючаетси привод откачивающего насоса). Таким образом осуществляется регулирование границы раздела сред относительно. ниж ней границы эон регулирования.

Аналоги. иное регулирование уровня может осуществляться относительно вера. ней границы зоны регулирования с той разницей, что пороговый регулятор 8 срабатывает не на появление сигнала, а на его исчезновение.

Используя соотношение (2) в качестве регулирующего сигнала, можно значитель но повысить надежность регулирования по сравнению с прототипом, где для реги» лирования используется соотношение (1), зависящее ае только от положения гра ницы раздела сред, но и от разности плотностей тепловых потоков, которая может изменяться в зависимости от теплового режима процесса, случайных тепловых сопротивлений, возникаквцих в ходе процесса на тепловоспринимающих площадках преобразователей (накипь, гарнисаж) и т.п. !

Величину зоны регулирования можно устанавливать, изменяя расстояние между преобразователями 1 и 2.

Предлагаемая система позволяет полностью исключить несрабатывание регула» ° " тора из-за низкого уровня входного сигнала.

Составитель Ю. Рыбьев

Рецактор Н. Руцнева Техрец В„Палекорей Корректор.A. Тяско

Заказ 731/38 Тираж 620 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4