Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости

 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости в открытых сосудах, кипящей при низких температурах, и может быть использовано во многих отраслях промышленности для поддерживания уровня жидкого хладагента. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение времени перелива хладагента. Для этого устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости содержит вымораживаюш,ую ловушку 1, имеюшую сливной резервуар 2, в котором размещен термодатчик 3, и соединенную трубопроводом 4 с сосудом 5 Дьюара, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, пороговый элемент 10, связанный соответствующими входами с термодатчиком 3, элемент И 11, элемент ИЛИ 12, триггер 13, пороговый элемент 14, блок 15 сигнализации, последовательно соединенные резисторы 16, 17 и блок 18 коммутации, содержащий ключи 19 и 20. Изобретение позволяет при первоначальном заполнении хладагентом сливного резервуара , благодаря увеличению рассеиваемой мощности на части обмотки нагревателя, уменьщить время заполнения резервуара хладагентом. В дальнейшем из-за наличия избыточного давления устройство позволяет поддерживать уровень жидкости в резервуаре при меньшей рассеиваемой мощности, выделяемой в полной обмотке нагревателя, исключая тем самым переливы дорогостоящего хладагента и повышая надежность работы , а также позволяет в любой момент работы дистанционно перейти в форсированный режим и уменьшить время перелива хладагента. 1 ил. ч i (Л со о 00 со СО N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ш 4 G 05 D 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3990950/24-24 (22) 09. 12.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института металлофизики АН УССР (72) В. С. Ступак, Н. Е. Синицкий, А. Г. Олейников и А. В. Головин (53) 621.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 710025, кл. G 05 D 9/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 930287, кл. G 05 D 9/12, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОГО ХЛАДАГЕНТА

В ЕМКОСТИ (57) Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости в открытых сосудах, кипящей при низких температурах, и может быть использовано во многих отраслях промышленности для поддерживания уровня жидкого хладагента. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства и уменьшение времени перелива хладагента. Для этого устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости содержит вымораживающую ловушку 1, имеющую

ÄÄSUÄÄ 1308994 А1 сливной резервуар 2, в котором размещен термодатчик 3, и соединенную трубопроводом 4 с сосудом 5 Дьюара, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, пороговый элемент 10, связанный соответствующими входами с термодатчиком 3, элемент И 11, элемент ИЛИ 12, триггер 13, пороговый элемент 14, блок 15 сигнализации, последовательно соединенные резисторы 16, 17 и блок 18 коммутации, содержащий ключи 19 и

20. Изобретение позволяет при первоначальном заполнении хладагентом сливного резервуара, благодаря увеличению рассеиваемой мощности на части обмотки нагревателя, уменьшить время заполнения резервуара хладагентом. В дальнейшем из-за наличия избыточного давления устройство позволяет поддерживать уровень жидкости в резервуаре при меньшей рассеиваемой мощности, выделяемой в полной обмотке нагревателя, исключая тем самым переливы дорогостоящего хладагента и повышая надежность работы, а также позволяет в любой момент работы дистанционно перейти в форсированный режим и уменьшить время перелива хладагента. 1 ил.

1308994

Если сосуд 5 заполнен хладагентом, то сопротивление первой обмотки мало и с выхода порогового элемента 10 поступает логическая «1» и блок 15 выключается.

Если хладагент отсутствует в выморажи5 вающей ловушке 2, то на выходе порогового элемента 10 сформирована логическая «1», которая через элементы И .11, ИЛИ 12 удерживает ключ 19 в замкнутом состоянии и после окончания запускающего импульса с

10 выхода элемента 8. В результате нагрева первой обмоткой нагревателя 6 в сосуде 5 создается избыточное давление и хладагент по трубопроводу 4 подается в ловушку 1. При заполнении ее хладагентом до необходимого уровня хладагент сливает15 ся в резервуар 2. По сигналу охлажденного термодатчика 3 на выходе порогового элемента 10 формируется логический «О», изменяющий состояние выходного сигнала триггера 13 до уровня логического «О».

Поэтому ключи 19 и 20 размыкают соответ ствующие цепи, прекращай нагрев хладаген та в сосуде 5 и подачу криогенной жидкости в ловушку 1.

При попадании хладагента в резервуар

2 уровень сигнала термодатчика 3 умень25 шается и на выходе порогового элемента

10 вновь устанавливается логическая «1».

В этот момент формирователь 9 импульсов блока 7 формирует импульс, который через элемент ИЛИ 12 включает блок 15 сигнализации и подключает полную обмотку на30 гревателя 6 к источнику питания. В результате этого на вход порогового элемента 14 поступает напряжение, равное:

11 Е Hie + 17

Кы+Кл+

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости в открытых сосудах, кипящей при низких температурах, и может быть использовано во многих отраслях промышленности для поддержания уровня жидкого хладагента.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия работы устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство для регулирования уровня жидкости хладагента в емкости содержит вымораживающую ловушку 1, имеющую сливной резервуар 2, в котором размещен термодатчик 3, соединенную трубопроводом

4 с сосудом Дьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, пороговый элемент ! О, связанный соответствующими входами с термодатчиком 3, элемент И 1, элемент

ИЛИ 12, триггер 13, пороговый элемент 14, блок 15 сигнализации, последовательно соединенные резисторы 16, 17 и блок 18 коммутации, содержащий ключи 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

При подаче с элемента 8 запускающего импульса, сформированного, например, при включении источника питания устройства (формирователь не показан), на выходах триггера 13 и элемента ИЛИ 12 формируются сигналы, которые поступают на управляющие входы соответственно ключей 20 и 19 и включают блок 15 сигнализации.

В результате этого замыкаются контакты

19а, 20а, 20б, и напряжение питания через контакт 19а подается на одну из обмоток нагревателя 6 и последовательно включенные резисторы 16 и 17. Поэтому на вход порогового элемента 14 поступает напряжение, равное:

U= E —" —, -); где Š— напряжение источника питания нагревателя 6;

RII; — сопротивление резистора 16;

r I — сопротивление первой обмотки нагревателя 6.

Если в сосуде 5 хладагент отсутствует, то сопротивление первой обмотки нагревателя 6 велико (более чем в пмть раз для обмотки из молибденового провода по сравнению с сопротивлением этой обмотки при наличии хладагента), а напряжение на входе порогового элемента 14 мало.

Выходной сигнал этого элемента соответствует уровню логического «О», поэтому блок 15 сигнализации остается во включенном состоянии, сигнализируя об отсутствии криогенной жидкости в сосуде 5, а по окончании запускающего импульса с элемента 8 контакты 19а размыкаются и нагрев сосуда 5 Дьюара прекращается.

55 где RI7 — сопротивление резистора 17; г — полное сопротивление нагревателя 6.

В зависимости от наличия хладагента в сосуде 5 пороговый элемент 14 формирует на своем выходе либо логическую «1», либо логический «О», и работа устройства будет происходит аналогично описанной, с тем лишь отличием, что в работе будет участвовать полная обмотка нагревателя 6 до момента израсходования хладагента в сосуде 5, либо до момента выключения напряжения питания устройства, поддерживая при этом необходимый уровень хладагента в сливном резервуаре 2.

Следовательно, изобретение позволяет при первоначальном заполнении хладагентом сливного резервуара, когда избыточное давление в сосуде Дьюара отсутствует, благодаря подключению только части обмотки нагревателя увеличить его рассеиваемую мощность и уменьшить время заполнения резервуара хладагентом. Это особенно важно при закачивании жидкости в резервуар, расположенный выше сосуда Дьюара. В дальнейшем, из-за герметичности соединения со1308994

Формула изобретения

Составитель В. Прям яцын

Редактор Н. Егорова Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 1435/40 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

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

3 суда Дьюара с трубопроводом и наличия избыточного давления устройство позволяет поддерживать уровень жидкости в резервуаре при меныпей рассеиваемой мощности, выделяемой в полной обмотке нагревателя, исключая тем самым переливы дорогостоящего хладагента. Устройство также позволяет в любой момент работы путем дистанционной подачи запускающего импульса с блока запуска включить нагреватель в формированный режим и уменьшить время перелива хладагента. Кроме того, выполнение нагревателя из материала с большим температурным коэффициентом сопротивления позволяет использовать нагреватель как датчик температуры в сосуде Дьюара, контролировать наличие хладагента в нем и полностью исключить его перегрев благодаря выбору порога срабатывания порогового элемента, соответствующему температуре, например, не выше 20 С.

Таким образом, изобретение повышает надежность и быстродействие работы устройства.

Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости, содержащее блок запуска, элемент И, блок сигнализации, а также соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар с термодатчиком, связанным с соответствующими входами первого порогового элемента, и сосуд Дьюара с размещенным в нем нагревателем, у которого первый и второй выводы подключены соответственно к первому и второму выходам блока коммутации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, в него введены элемент ИЛИ, подключенный первым и вторым входами соответственно к первому и второму выхо5

1О !

35 дам блока запуска, третьим входом — к выходу элемента И, а выходом — к первому управляющему входу блока коммутации и первому входу блока сигнализации, триггер, связанный первым информационным входом с выходом первого порогового элемента, вторым информационным входом — с первым выходом блока запуска, а выходом— с вторым управляющим входом блока коммутации, делитель напряжения из двух последовательно включенных резисторов, одни выводы которых объединены и подключены к третьему выходу блока коммутации, другой вывод первого резистора соединен с общей шиной, а другой вывод второго резистора — с третьим выводом нагревателя, второй пороговый элемент, подключенный входом к третьему выводу нагревателя, а выходом — к второму входу блока сигнализации и к первому входу элемента И, второй вход которого объединен с входом блока запуска и подключен к выходу первого порогового элемента, причем второй вывод нагревателя является средним выводом обмотки нагревателя, блок запуска состоит из элемента запуска и формирователя импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока запуска, у которого входом является вход формирователя импульсов, а блок коммутации содержит два ключа, вход первого ключа подключен к шине питания, управляющий вход первого ключа является первым входом блока коммутации, выход первого ключа подключен к первому входу второго ключа, являющегося первым выходом блока коммутации, управляющий вход второго ключа является вторым входом коммутации, первый и второй выходы второго ключа являются соответственно вторым и третьим выходами блока коммутации, а второй вход второго ключа соединен с общей шиной.