Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости

 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости, кипящей при низких температурах в открытых сосудах, и может быть использовано во многих отраслях промышленности для поддержания уровня жидкого хладагента. Цель изобретения - повышение надежности устройства для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости. Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости содержит вымораживаемую ловушку 1, имеющую сливной резервуар 2 с размещенным в нем термодатчиком 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, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока 7 запуска, входом у которого является вход формирователя 9 импульсов, пороговые элементы 10, 11, элемент ИЛИ 12, блок 13 коммутации, дифференциальный усилитель 14, входы которого соединены с выходами блока коммутации 13, блок 15 сигнализации, резистор 16 и делители напряжения 17, 18, причем первый делитель 17 напряжения состоит из последовательно соединенных резисторов 19, 20, второй делитель 18 напряжения - из последовательно соединенных резисторов 21, 22, другой вывод резистора 22 подключен к шине питания, другой вывод резистора 21 - к общей шине, а средняя точка соединения резисторов 21, 22 - к первому входу блока 13 коммутации, ко второму входу которого подключен выход термодатчика 3 и вход первого порогового 10 элемента, выход которого подсоединен к стробирующему входу второго порогового элемента 11 и ко входу блока 7 запуска, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу блока 13 коммутации и к первому входу блока 15 сигнализации, второй вход которого подсоединен к третьему входу элемента ИЛИ 12 и выходу второго порогового элемента 11, к первому входу которого подключен первый вывод нагревателя 6 и через резистор 16 - выход дифференциального усилителя 14, к которому также подсоединен другой вывод резистора 20 делителя 17 напряжения, в котором другой вывод резистора 19 подключен к общей шине, а общая точка соединения резисторов 19, 20 делителя 17 напряжения подсоединена ко второму входу второго порогового элемента 11, кроме того, второй вывод нагревателя 6 подключен к общей шине. 1 ил.

союз совктсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ш 4 G 05 D 23 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изои агниям и отнгытиям

nW ГННТ ССа

1 (Ц ) 4430928/24-24 (22) 24.05 88 (46) 30.12.89. Вюл. У 48 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института металлофизики АН УССР (72} В.С.Ступах, Н.Е.Синицкий, И.В.Проскурко и В.И,Филиппов (53} 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 930287, кл. 0 05 D 9/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1308994, кл. G 05 Р 9/12, 1985. ф

2 (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ

УРОВНЯ ЖИДКОГО ХЛАДАГЕНТА В ЕМКОС»

ТИ (57} Изобретение относится к устройствам автоматического регулиро. вания уровня жидкости, кипящей при низких температурах в открытых сосудах, и может быть использовано во многих отраслях промппленности для поддержания уровня жидкого хладагента. Цель изобретения — повышение надежности устройства для поддержания уровня жидкого хладагента в емкос1532908 ти. Устройство для поддержания уровНя жидкого хладагента в емкости cozi,eðæèò вымораживаемую ловушку 1, имеющую сливной резервуар 2 с размещенными в нем термодатчикои 3, соединенную трубопроводои 4 с сосуцом

Дьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов„ выходы которых вляются соответственно первым и торым выходами блока 7 запуска, ходом которого является вход фории- ователя 9 импульсов, пороговые элеенты 10, 11, элемент ИЛИ 12, блок

3 коммутации, дифференциальный усилитель 14, входы которого соединены выходами блока коммутации 13, блок

5 сигнализации, резистор 16 и делиели- напряжения 17, 18, причем первый делитель 17 напряжения состоит из последовательно соединенных резисторов 19, 20, второй делитель 18

Напряжения — из последовательно соединенных резисторов 21,22, другой вывод резистора 22 подключен к шине итайия, другой вывод резистора 21 общей шине, а средняя точка соединения резисторов 21 22 — к первому

Изобретение относится к устройст=вам автоматического регулирования уровня жидкости, кипящей при низких температурах, в открытых сосуцах и может быть использовано во многих отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости содержит вымораживающую ловушку 1, кото рая имеет сливной резервуар 2 с раз=мещенным в нем термодатчиком 3 и соединена трубопроводом 4 с сосудом

Дьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока 7 запуска, у которого входом является вход формирователя 9 импульсов, пороговые входу блока 13 коммутации, ко второму входу которого подключен выход термодатчика 3 и вход первого порогового 10 элемента, выход которого подсоединен с стробирующему входу второго порогового элемента Il и ко входу блока 7 запуска, первый и второй выходы которого соединены с соответст. —, вующими входаии элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу блока 13 коммутации и к первому входу блока 15 сигнализации, второй вход которого подсоединен к третьему входу элемента ИЛИ 12 и выходу второго порогового элемента

11„, к первому входу которого подключен первый вывод нагревателя 6 и через резистор 16 — выход дифференциального усилителя 14, к которому также подсоединен другой вывод резистора 20 делителя 17 напряжения, в котором другой вывод резистора 19 подключен к общей шине, а общая точка соединения резисторов 19,20 делителя 17 напряжения подсоединена ко второму входу второго порогового элемента 11, кроме того, второй вывод.нагревателя 6 подключен к общей шине. l ил. элементы 10 и 11, элемент ИЛИ 12, блок 13 коммутации, дифференциальный усилитель 14, входы которого соединены с выходами блока 13 коммутации,, блок 15 сигнализации, резистор 16 и делители 17 и 18 напряжения, причем первый делитель 17 напряжения состоит иэ последовательно соединенных резисторов 19 и 20, второй делитель 18 — из последовательно соединенных резисторов 21 и 22, другой вывод резистора 22 подключен к шине питания другой вывод резистора 21

1 к общей шине, а средняя точка соединения резисторов 21 и 22 — к первходу блока 13 коммутации, к второму входу которого подключен выход териодатчика 3 и вход первого порогового 10 элемента, выход которого подсоединен к стробирующему входу вто" рого порогового элемента 11 и вход1 блока 7 запуска, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элеиента ИЛИ 12, 5

t0

5 153 выход которого подключен к управляюшему входу блока 13 коммутации и первому входу блока 15 сигнализации, второй вход которого подсоединен к третьему входу элемента ИЛИ 12 и выходу второго порогового элемента 11, М к первому входу которого подключен первый вывод нагревателя 6 и через резистор 16 выход дифференциального усилителя 14, к которому также подсоединен другой вывод резистора 20 делителя 17 напряжения, в котором другой вывод резистора 19 подключен к обшей шине, а обшая точка соединения резисторов 19 и 20 делителя

17 напряжения подсоединена к второ- му входу второго порогового элемен-. та ll кроме того„ второй вывод нагревателя 6 подключен к обшей шине.

Предлагаемое устройство работает следуюшим образом.

При подаче на элемент 8 запуска . блока 7 запускаюшего импульса, сформированного, например, при включении источника питания устройства (формирователь не показан), выходной импульс элемента ИЛИ 12 включает блок 15 сигнализации и подключает через блок 13 к входам дифференциального усилителя 14 выходы термодатчика 3 и делителя 18 напряжения, коэффициент деления которого выбран та- . ким образом, чтобы при нахождении термодатчика 3 в хладагенте выходной сигнал усилителя 14

2908 6 вого элемента ll который при этом сравнивает уровни выходных напряжений делителя 17.напряжения и делителя напряжения, образованного последовательно включенными резистором

16 и сопротивлением обмотки нагревателя 6. Если в сосуде 5 хладагент отсутствует, то сопротивление обмотки нагревателя 6 велико и на выходе порогового элемента ll устанавливается низкий уровень напряжения ("О") ° блок 15 сигнализации остается во включенном состоянии, сигнализируя об отсутствии криогенной жидкости в сосуфе 5, и по окончании запусканщего импульса блок 13 коммутации отключает входы дифференциального усилителя от источников сигналов, устанавливая на обмотке нагревателя уровень напряжения, равный нулю.

Если сосуд 5 заполнен хладагентом, то сопротивление обмотки нагревателя 6 мало (более чем в 5 pas меньше для обмотки иэ молибденового провода по сравнению с сопротивлением этой обмОтки при отсутствии хладагента), падение напряжения на резисторе 16 увеличивается и это приводит к формированию на выходе порогового элемента ll уровня "1", выключаюший блок 15 сигнализации и удерживаницей контакты блока 13 во включенном состоянии, в результате чего на нагреватель 16 поступает напряжение ди = X(U„- U,) — О, (г) hП = Кц а пороговый элемент 10 при этом формирует на своем выходе высокий уровень напряжения ("I"), поступающий

I на стробирующий вход второго порого где U — уровень выходного напряжения термодатчика 3; — уровень выходного напряжения делителя 18 напряжения;

К вЂ” коэффициент усиления дифференциального усилителя 14.

При отсутствии криогенной жидкости в сливном резервуаре 2 выходной сигнал термодатчика 3 мап (U< ж О), выходное напряжение усилителя максимально 1 = а ц - 1 з (3)

40 где U> — падение напряжения на резисторе 16.

Ъ

55. При этом в результате нагрева об.мотки нагревателя 6 в сосуде 5 создается избыточное давление и хладагент по трубопроводу 4 подается в ловушку 1 ° При заполнении ее криогенной жидкостью до необходимого уровня хладагент начинает сливаться в резервуар 2, Попадание в первоначальный момент паров хладагента в резервуар 2 приводит к некоторому увеличению выходного сигнала термодатчика 3 и соответствуюшему уменьшению напряжения согласно формуле (1) на выходе усилителя I4 и на нагревателе 6. Однако вследствие некоторого избыточного давления в сосуде 5 жид. кость продолжает поступать в ловушку 1, но уже с меньшей скоростью, что приводит к ее сливу, в резерву ар 1, дальнейшему увеличению сигнала термодатчика 3 и уменьшению напря жения на нагревателе 6 практически до нуля. По сигналу полностью погруженного в хладагент термодатчика 3 на выходе порогового элемента 10 устанавливается уровень "0", стробирование порогового элемента 11 прекращается и его выходной уровень "О" отключает входы усилителя 1А от источников сигнала, прекращая окончательный нагрев обмотки нагревателя

6 и подачу криогенной жидкости в ло вушку 1.

При испарении хладагента из резервуара 2 сигнал термодатчика 3 уменьшается, и в некоторый момент времени на выходе порогового элемен. та IG вновь устанавливается уровень

"1", по переднему фронту которой формирователь 9 блока 7 формирует короткий импульс„ который вновь включает блок I5 сигнализации, блок

13 коммутации, в дальнейшем описан,ные процессы повторяются.

Таким образом, при постоянном контроле наличия хладагента в сосуде Дьюара и малом времени перелива криогенной жидкости, предлагаемое устройство, кроме того„ более

|надежно, чем прототип, благо даря исключению коммутации сильноточных цепей нагревателя и упрощению самого блока коапп".утации и нагревателя, полностью исключает пере-, лив хладагента в результате уменьшения напряжения на нагревателе по мере поступления хладагента в сливной резервуар и постоянно paGoтает в первоначальном форсированном режиме перелива криогенной жидкости при каждом его включении, что в целом.уменьшает время перелива хладагента.

Формула изобретения

Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости, содержащее блок запуска, состоящий из элемента запуска и формирователя импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока запуска, у которого входом является вход формирователя

5 импульсов, элемент ИЛИ, к первому и второму входам которого соответственно подключены первый и второй выходы блока запуска, первый пороговый элемент, выход которого подключен к входу блока запуска, соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар .с термодатчиком, подключенным к входу первого порогового элемента, и сосуд

Дьюара с размещенным в нем нагревате15 лем, первый вывод которого соединен с первым входом второго порогового элемента, блок коммутации, первый делитель напряжения из двух последовательно соединенных резисторов, в котором другой вывод первого ре" зистора подключен к общей шине, и блок сигнализации, первый вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ и управляющим входом блока коммутации, а второй вход — с выходом второго порогового элемента, о т— л и ч а ю щ e e с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены резистор, дифференциальный усилитель и второй делитель напряжения из двух последовательно соединенных резисторов, и котором другой вывод первого рези тора подключен к обшей шине, другой вывод второго резистора — к шине питания, а общая точка соединения резисторов — к первому входу блока коммутацю,, к второму входу которого подсоединен выход термодатчика, первый и второй выходы блока коммутации соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого непосредственно подключен к другому выводу второго резистора первого делителя напряжения и через резистор к первому входу второго порогового элемента, второй вхбд которого подключен к общей точке соединения ре" зисторов первого делителя на ряжения, стробирующий вход — к выходу первого порогового элемента, а вы". ход — к третьему входу элемента ИЛИ, причем второй вывод нагревателя подключен к общей шине.