Двухпозиционный регулятор и двухпозиционный датчик уровней электропроводной жидкости

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к области контроля уровней жидкости, и используется при автоматизации производственных процессов в сельском хозяйст ве-и на промышленных предприятиях. Целью изобретения является повышение надежности работы регулятора и датчика. Двухпозиционный регулятор уровней электропроводной жидкости содержит размещенный в емкости двухпозиционный датчик уровней, состоят щий из обогревателя, электрода нижнего уровня, наружного электрода и электрода верхнего уровня, а также формирователь, источник питания и маг1 нитный пускатель. При этом формирователь содержит три резистора и состоящие из двух последовательно соединенных диодов две цепи. Новым в известном двухпозиционном регуляторе уровней электропроводной жидкости является то, что формирователь снабжен конденсатором и третьей цепью, состоящей из двух последовательно соединенных диодов, и четвертым резистором . Двзгхпозиционный датчик уровней электропроводной жидкости со держит соосно расположенные электрод нижнего уровня и электрод верхнего уровня, внутри которого размещен обогреватель. Новым в известном j5вyxпoзициoннoм датчике, уровней электропроводной жидкости является то, что датчик снабжен наружным элек- 1 тродом, а обогреватель расположен между верхней частью электрода нижнего уровня и электродом верхнего уровня , выполненного в виде стакана, соединенного с одним из выводов обогревателя , .другой вьшод которого соединен с элeктpoдo f нижнего уровня, приг чем пространство между электродом верхнего уровня и верхней частью элек- .трода нижнего уровня заполнено теплопроводным электроизолирующим составом . 2 с.п. ф-лы, I ил. с СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО}.}ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Л0„„1260923

А1 (Я.} 4 G 05 D 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3841619/24-24 (22) 07.01.85 (46) 30.09.86. Бюл. У 36 (71) Оренбургский сельскохозяйственный институт (72) В.Г.Петько (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 614333, кл. G 01 F 23/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У }35249, кл. G 01 F 23/24., 1961. (54) ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР И ДВУХПОЗИЦИОННЬП} ДАТЧИК УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к области контроля уровней жидкости, и используется при автоматизации производственных процессов в сельском хозяйстве и на промышленных предприятиях.

Целью изобретения является повышение надежности работы регулятора и датчика. Двухпозиционный регулятор уровней электропроводкой жидкости содержит размещенный в емкости двухпозиционный датчик уровней, состоя-. щий из обогревателя, электрода нижнего уровня, наружного электрода и электрода верхнего уровня, а также формирователь, источник питания и маг. 1 нитный пускатель. При этом формирователь содержит три резистора и состоящие из двух последовательно соединенных диодов две цепи. Новым в известном двухпозиционном регуляторе уровней электропроводной жидкости.является то, что формирователь снабжен конденсатором и третьей цепью, состоящей из двух последовательно соединенных диодов, и четвертым резистором. Двухпозиционный датчик уровней электропроводкой жидкости со»... держит соосно расположенные электрод нижнего уровня и электрод верхнего уровня, внутри которого размещен обогреватель. Новым в известном 9 двухпоэиционном датчике уровней элек- ру тропроводной жидкости является то, что датчик снабжен наружным электродом, а обогреватель расположен между верхней частью электрода нижне- Д го уровня и электродом верхнего уровня, выполненного в виде стакана, соединенного с одним из выводов обогревателя,.другой вывод которого соединен с электродоФ нижнего уровня, прн". чем пространство между электродом верхнего уровня и верхней частью элек- трода нижнего уровня заполнено теплопроводным электроизолирующим составом. 2 с.п. ф-лы, 1 ил..1260923 соединен с вторым входом формирователя 10 и через катушку 13 магнитного пускателя 14 — с выходом ключа 11 и с третьим входом формирова5 теля 10. Управляющий вход ключа 11 соединен с вторым выходом формирователя 10. Формирователь 10 содержит параллельно подключенные к первому и второму выходам конденсатор

15 и три цепи, каждая из которых состоит соответственно из двух последовательно соединенных диодов 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21, причем катод диода 16, аноды диодов 18 и 20 под l5 ключены к второму выходу формирователя 10, а анод диода 17, катоды диодов 19 и 21 подключены к первому выходу формирователя 10. Формирователь 10 также содержит резисторы

" 22-25

Для того, чтобы обеспечить работоспособность схемы необходимо, чтобы проводимость g, обогревателя 7, про25 водимость g резистора 23 и проводи2 масть g катушки 13 магнитного пускаК теля 14 были на порядок больше проводимости р„ резистора 22; а проводи-: мости g u g резисторов 25 и 24

6 находились в соотношении

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области контроля уровней жидкости и используется при автоматизации производственных процессов в сельском хозяйстве и промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности двухпозиционного регулятора и двухпозиционного датчика уровней электропроводной жидкости.

На чертеже представлена принципиальная схема двухпозиционного регулятора уровней электропроводной жидкости и конструкции двухпозиционного датчика уровней электропроводной жидкости.

Двухпозиционный регулятор уровней электропроводной жидкости 1 содержит .двухпозиционный датчик 2 уровней электропроводной жидкости 1, помещенный в емкость 3, состоящий из наружного электрода 4, внутри которого соосно с ним расположен электрод

5 верхнего уровня. Внутри электрода 5 верхнего уровня соосно с ним расположен электрод 6 нижнего уровня и обогреватель 7, расположенный в верхней части электрода 6 нижнего уровня.

Размеры электродов выбраны такими, что сопротивление жидкости 1 между электродами по сравнению с сопротивлением обогревателя 7 пренебрежительно мало. Причем электрод 5 верхнего уровня выполнен Ю ниде стакана, дном своим обращенного к верхнему концу электрода 6 нижнего уровня. Обогреватель 7 расположен между верхней частью электрода 6 нижнего уровня и электродом 5 верхнего уровня, и одним своим выводом соединен с электродом

5 верхнего уровня, а другим выводом с элементом 6 нижнего уровня.

Пространство между электродом 5 верхнего уровня и верхней частью mercтрода 6 нижнего уровня заполнено теплопроводным электроизолирующим составом 8, например эпоксидной смолой.

Электрод 5 верхнего уровня закреплен на изолирующей шайбе 9, которая установлена в наружном электроде 4.

Вывод электрода 5 верхнего уровня соединен с первым входом формирователя 10, а вывод наружного электрода 4 соединен с первым выходом формирователя 10, входом ключа 11 и с заземленным (нулевыми выходом источника 12 питания трехфазного тока.

Один из фазных выводов истопника 12

8>Ь + »g

1 3 1 1 g +g 4 о

Исходя из условий оптимальности с учетом указанного соотношения в данном примере проводимость резистора 23 как минимум на порядок больше проводимости резистора 22. ПроводиI масть резистора 22 в четыре раза больше проводимости резистора 24.

4О Проводимость резистора 25 в два раза больше проводимости резистора 24, а проводимость резистора 23 равна проводимости обогревателя 7. Один из выводов резисторов 22 и 23 является

45 первым входом формирователя 10, а первый вывод резистора 24 и второй вывод резистора 23 являются вторым входом формирователя 10.

Первый вывод резистора 25 является третьим входом формирователя 10, а вторые выводы резистороы 22, 24, 25 соответственно подсоединены к точкам соединения диодов 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21. Магнитный пускатель 14

55 через свои силовые контакты 26 связан с исполнительным органом 27, в качестве которого используется электродвигатель 28 с насосом 29.

3 1260

Двухпозиционный датчик 2 уровней служит для преобра сования неэлектрической величины (уровней) в электрический сигнал.

Формирователь 10 сигнала управле- 5 ния предназначен для преобразования сигналов датчика и формирования сигналов управления:".агнитным пуска телем. Резисторы 22, 23, 25 используются для преобразования сигналов, представленных в виде напряжений, в токовые сигналы. Диоды 16, 18, 20 и 17, 19 21 предназначены для выпрямлении токов, поступающих на обкладки конденсатора 15, с целью алгеб 5 раического, суммирования и их сравнения. Сопротивление 23 может быть, как активным, так и реактивным.

Двухпозиционный регулятор уровней электропроводной жидкости работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда емкость 3 не заполнена жидкостью 1, цепь между электродом 5 верхнего .

25 уровня, электродом 6 нижнего уровня и наружным электродом 4 разомкнута.

Напряжение от источника 12 питания подается на резисторы 23 и 24. Так как проводимость резистора 23 на порядок больше проводимости резисто- ЗО ра 22, то падение напряжения ча резисторе 23 практически равно нулю и к резистору 22 приложено полное напряжение от источника 12 питания.

Под действием этого напряжения че-35 рез резисторы 23, 22 и 24 протекают синусоидальные токи. Эти токи соответственно выпрямляются с помощью диодов 16-19. Положительная полуволна тока, проходящего через резис- 4О тор 22 и диод 16, и отрицательная полуволна тока, проходящая через резистор 24 и диод 18 поступают на обкладку конденсатора 15.

Поскольку проводимость резисто- 45 ра 22 в 4 раза больше проводимости; резистора 24, то положительная полузолна тока, проходящего через резистор 22 и диод 16, больше отрицательной полуволны тока, проходящего через 11 резистор 24 и диод 18. Конденсатор

15 получает положительный потепциал относительно общей шины. Этот положительный потенциал подается на вход ключа ll и приводит его в открытое оостояние, т.е. сопротивление между общей шиной и выходом ключа 11 становится близким к нулю.

923

Вследствие этого по цепи фаза А, катушка 13 магнитного пускателя !4, ключ 11, нулевая шина течет ток, и магнитный пускатель 14, связанный через свои силовые контакты 26 с исполнительным органом 27, включает двигатель 28. В результате жидкость

l через насос 29 начинает поступать в емкость 3.

Когда жидкость достигает электрода

6 нижнего уровня, по цепи фаза 12 источника, резистор 23, электрод 5 верхнего уровня, обогреватель 7, электрод 6 нижнего уровня, жидкость

1, наружный электрод 4, общая шина течет ток. Так как проводимость резистора 22 и проводимость обогревателя 7 выбраны одинаковой величины, а проводимость резистора 23 на порядок больше проводимости резистора 22, падение напряжения на резисторе 22 равно падению напряжения на обогревателе 7 и равно половине полного напряжения источника 12 питания.

Вследствие уменьшения падения напряжения на резисторе в два раза положительная полуволна тока через ре" зистор 22 и диод 16 уменьшается вдвое, но все еще будет больше отрицательной полуволны тока, протекающего через резистор 24 и диод 18. Конденсатор 15 остается заряженным положительно. Жидкость l продолжает поступать в емкость 3.

В результате того, что через обогреватель 7 протекает ток, на обогре-. вателе 7 развивается мощность и верхняя часть датчика 2 обогревается, что предотвращает обледенение электродов при отрицательных температурах наружного воздуха.

Когда жидкость в емкости 3 достигает электрода 5 верхнего уровня, цепь между электродом 5 верхнего уровня и наружным электродом 4 замыкается через жидкость 1, так как сопротивление жидкости 1 между электродом 5 верхнего уровня и наружным электродом 4 пренебрежительно мало по сравнению с сопротивлением резис . тора 23, а сопротивление резистора

22, в свою очередь, больше величины сопротивления резистора 23. Ток через резистор 22 не протекает.

Следовательно, величина тока через диод 16 также снижается до нуля. Отрицательная полуволна тока, протекаю1260923 Ь волна тока через резистор 22 и диод

15 увеличивается в два раза и стано вится больше суммы отрицательных по и луволн тока через резистор 25, диод по-5 20, резистор 24, диод 1.8. Конденсат тор 15 перезаряжается и получает о- положительный потенцигч относительм но общей шины. Этот положительный потенциал подается на вход ключа 11

10 и приводит его в открытое состояние.

Таким образом, по цепи фаза Л,,катушка 13 магнитного пускателя 14, ключ 11, нулевая шина течет ток, и магнитный пускатель 14, связанный через свои силовые контакты 26 с иополнительными органом 27, включает двигатель 28,в результате чего жидкость через насос 29 снова начинает поступать в емкость 3. Процесс повторяется, 5 щего через резистор 24 и конденсатор 18, перезаряжает конденсатор

15. Конденсатор 15 получает отрицательный потенциал относительно обще шины. Этот отрицательный потенциал подается на вход ключа 11 и приводи

его в закрытое состояние, т.е. сопр тивление между общей шиной и выходо ключа 22 становится близким к беско нечности.

Вследствие этого катушка 13 магнитного пускателя 14 обесточивается силовые контакты 26 магнитного пуск теля 14 размыкаются, исполнительный орган 27 также обесточивается и поступление жидкости 1 через насос 29 в емкость 3 прекращается, Поскольку сопротивление между об щей шиной и выходом ключа 11 близко к бесконечности, напряжение на вы- 20 ходе ключа 11 увеличиваетсы до напряжения источника питания. Через резистор 25 и диод 20 течет отрицательная полуволна тока, превышающая в два раза отрицательную полуволну тока, протекающего через резистор 24, и диод 18 так как проводимость резистора 25 в два раза больше проводимости резистора 24.

Конденсатор 15 остается заряженным отрицательно, ключ 11 закрыт.

При разборе жидкости 1 уровень жид— кости в емкости 3 понижается.

Цепь между электродом 5 верхнего уровня и наружным электродом 4, 35 размыкается, падение напряжения на резисторе 22 увеличивается до половины напряжения источника !2 питания и через резистор 22 и диод !6 течет положительная полуволна тона.

Так как положительная полуволна тока через резистор 22 и диод 16 меньше суммы отрицательных полуволн тока, протекающих через резистор 24, диод 18, резистор 25, диод 20, то конденсатор 15 остается заряженньпи отрицательно. Исполнительный орган

27 отключен, и уровень жидкости по мере ее разбора в емкости 3 продолжает понижаться. 50

Когда уровень жидкости в емкости 3 опускается ниже электрода 6 нижнего уровня, цепь между электродом

6 нижнего уровня и наружным элек-. тродом 4 размыкается и на резисторе 55

22 падение напряжения увеличивается до напряжения источника 12 питания.

Вследствие этого положительная полу-, 1

Формула из обре тения

1. Двухпозиционный регулятор уровней электропроводной жидкости, содержащий двухпозиционный датчик уровней, состоящий из обогревателя, электрода нижнего уровня, электрода верхнего уровня, соединенного с первым входом формирователя, наружного электрода, подключенного к первому выходу формирователя, входу ключа и к заземленному выводу источника питания, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя и через катушку магнитного пускателя — с выходом ключа, управляющий вход которого связан с вторым выходом формирователя, при этом формирователь содержит три резистора, первые выводы двух из которых являются первым входом формирователя, а первый вывод третьего резистора является третьим входом формирователя, и состоящие из двух последовательно соединенных диодов две цепи, подключенные к первому и второму выходам формирователя, при этом катод одного из диодов каждой цепи подключен к первому выходу формирователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью. повышения надежности работы регулятора, выход ключа соединен с третьим входом формирователя, причем формирователь снабжен конденсатором, третьей цепью, состоящей из двух последовательно соединенных диодов, и четвертым резистбром, один из выводов которого и второй выход второго резистора явля1260923 ются вторым входом формирователя, а другой вывод четвертого резистора и вторые выходы третьего и первого ре-, зисторов соответственно подключены к точкам соединения диодов первой, в горой и третьей цепей, при этом катод одного из диодов третьей цепи и один иэ выводов конденсатора соединены с вторым выходом формирователя, анод другого диода третьей цепи и 10 другой вывод конденсатора соединены с первым выкЬдом формирователя; причем проводимости g,, Р обогревателя, второго резистора соответственно,катушки магнитного пускателя на поря- 15 док больше проводимости g, первого резистора, а проводимости g

g третьего и четвертого резисторов соответственно находятся в соотноше» нии 20 а (а+а) g g

3 4 1g +g 4 о 2

2. Двухпозиционный датчик уровней электропроводной жидкости, содержащий соосно расположенные электрод нижнего уровня и электрод верхнего уровня, внутри которого размещен обогреватель, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности датчика, он содержит наружный электрод, расположенный соосно с электродами верхнего и нижне- . го уровней, а обогреватель расположен между верхней частью электрода нижнего уровня и электродом верхнего уровня, выполненного в виде стака- .на, соединенного с одним из выводов обогревателя, другой вывод которого соединен с электродом нижнего уровня, причем пространство между электродом . верхнего уровня и верхней частью электрода нижнего уровня заполнено теплопроводным электроизолирующим составом.

1260923

Составитель Л. Цаллагова

Редактор И. Касарда Техред А.Кравчук Корректор О. Луговая

Заказ 5230/48 Тираж 836 Подписное

- ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4