Дискретный уровнемер статический для измерения высокотемпературных жидкометаллических теплоносителей Российский патент 2025 года по МПК G01F23/74 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня тяжелого жидкометаллического теплоносителя и расплавов прочих металлов в замкнутых объемах, например в реакторных установках или емкостях цветной металлургии.

Известен дискретный уровнемер по патенту авт. св. СССР № 469890 (кл. G 01 F 23/12), содержащий поплавок с постоянным магнитом и ферромагнитным экраном, магнитоуправляемые контакты (герконы), размещенные на вертикально расположенной немагнитной трубе по всему диапазону измерения, подключенные через логические элементы И, НЕ, шифратор и дешифратор к вторичному прибору.

Недостатком известного уровнемера является недостаточная стойкость к воздействию высоких температур и, соответственно, надежность измерения.

Решаемая задача - повышение надежности и увеличение срока эксплуатации дискретного уровнемера статического для измерения высокотемпературных тяжелых жидкометаллических теплоносителей.

Технический результат - введение газового охлаждения герконов и применение высокотемпературных магнитов с высокой точкой Кюри, использование дистанцирующих решёток охлаждающей трубки.

Этот технический результат достигается тем, что дискретный уровнемер статический для измерения высокотемпературных жидкометаллических теплоносителей, содержащий поплавок с постоянным магнитом, магнитоуправляемые контакты (герконы), размещенные в вертикально расположенном чехле из немагнитной трубы, заваренной снизу, по всему диапазону измерения, подключенные через логические элементы И, НЕ, шифратор и дешифратор к вторичному прибору, снабжен постоянным магнитом, выполненным в виде кольцевого высокотемпературного магнита, дистанцирующими решетками, обеспечивающими фиксацию охлаждающей трубки из немагнитной стали с закрепленными на ней герконами внутри чехла, газодувкой, соединённой с охлаждающей трубкой.

На фигуре 1 приведена схема предлагаемого уровнемера; на фигуре 2 - принципиальная схема преобразователя.

Дискретный уровнемер статический для измерения высокотемпературных жидкометаллических теплоносителей содержит чехол 1 из немагнитной трубы, заваренной снизу, герконы 2, закрепленные на охлаждающей трубке 3 из немагнитной стали внутри чехла 1, поплавок 4 с постоянным магнитом 5, выполненным в виде кольцевого высокотемпературного магнита, через центральное отверстие которых проходит чехол 1. Внутри чехла 1 имеются дистанцирующие решетки 6,обеспечивающие фиксацию охлаждающей трубки 3, соединенной с газодувкой 7 с закрепленными на ней герконами 2 внутри чехла 1, подключенные через логический блок 8, матричный шифратор 9, дешифратор 10 к цифровому табло 11. Кроме того, выход матричного шифратора подключен к развертывающему преобразователю 12.

Дискретный уровнемер статический предназначен для измерения уровня жидкости и состоит из магнитоуправляемых контактов 13-32, закрепленных на рейке с постоянным шагом, и соединенных одним концом с общей шиной 33. Второй конец выводов контактов 13-32 через логические схемы «И» 34-38 и разделительные диоды 39 подключен к выходным шинам 40 матричного шифратора 9. Также выводы контактов 13-32 через логические элементы «НЕ» 41-44 соответственно подключены ко вторым входам схем «И» 34-38. Комбинация диодов в матричной схеме, соединяющей выход каждого элемента «И» и контакта 32 с выходными шинами, соответствует двоично-десятичному рефлексному коду ГОСТ - 12814-67.

Дискретный уровнемер статический для измерения высокотемпературных жидкометаллических теплоносителей работает следующим образом.

При расположении поплавка 4, соответствующем начальному значению уровня, магнитный поток постоянного магнита 5 замыкает контакт 13, который подает напряжение питания с общей шины 33 на вход логического элемента «И» 34. При этом последующий контакт 14 разомкнут, что соответствует на входе элемента «НЕ» 41 нулевому значению сигнала, а на его выходе - единичному, который подается на второй вход элемента «И» 34. Элемент «И» 34 выдаст единичный сигнал, поступающий на соответствующий вход шифратора 9, и на его выходных шинах 40 образуется комбинация двоичных сигналов, расшифровка которых определяет начальное значение уровня. При перемещении поплавка 4 вдоль чехла1 управляющий магнитный поток постоянного магнита 5 замыкает контакты 13, 14, 15 и напряжение питания с общей шины 33 поступает непосредственно и через элементы 41 и 42на выходы логических схем «И» 34, 35 и 36. Для схем «И» 34 и 35 инверсный сигнал равен нулю, поэтому на их выходах управляющий шифратором сигнал отсутствует. Для схемы «И» 36 инверсный сигнал равен единице, так как контакт 16 разомкнут.

При этом на входе шифратора 9 и на его выходных шинах 40 образуется комбинация двоичного кода, соответствующая величине измеряемого уровня, расшифровка которого производится дешифратором 10. Выходная информация, получаемая с дешифратора идет на цифровое табло 11 и может быть использовано для визуального отсчета и обработки счетно-вычислительными устройствами.

Развертывающий преобразователь предназначен для преобразования параллельного кода с шифратора в последовательный и передачи его в систему телемеханики с последующей расшифровкой. Верхнее предельное значение уровня фиксируется магнитоуправляемым контактом 32, подключенным непосредственно к входной шине шифратора.

При работе дискретного уровнемера статического в любом режиме газодувкой 7 в охлаждающую трубку 3 постоянно подаётся охлаждающий воздух или любой инертный газ, выходящий через кольцевой зазор между охлаждающей трубкой 3 и чехлом 1 и снимающий тепловую энергию с чехла 1, воспринимаемую от высокотемпературного тяжелого жидкометаллического теплоносителя или расплавов прочих металлов.

Применение в предлагаемом устройстве постоянного магнита, выполненным в виде кольцевого высокотемпературного магнита с высокой точкой Кюри относительно температуры тяжелого жидкометаллического теплоносителя позволяет добиться стабильного неизменяющегося магнитного потока. Газодувка позволяет поддерживать режим работы герконов в температурных нагрузках, заданных изготовителем, и не перегревать их, из-за чего они могут выйти из строя. Данные решения повышают надежность работы устройства в течении длительного времени.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня высокотемпературных тяжелых жидкометаллических теплоносителей и расплавов прочих металлов в замкнутых объемах, например в реакторных установках или емкостях цветной металлургии. Дискретный уровнемер статический для измерения высокотемпературных жидкометаллических теплоносителей содержит поплавок с постоянным магнитом, магнитоуправляемые контакты - герконы, размещенные в вертикально расположенном чехле из немагнитной трубы, заваренной снизу, по всему диапазону измерения, подключенные через логические элементы И, НЕ, шифратор и дешифратор к вторичному прибору, снабжен постоянным магнитом, выполненным в виде кольцевого высокотемпературного магнита, дистанцирующими решетками, обеспечивающими фиксацию охлаждающей трубки из немагнитной стали с закрепленными на ней герконами внутри чехла, газодувкой, соединённой с охлаждающей трубкой. Технический результат состоит в повышении надежности его работы при высоких температурах тяжелого жидкометаллического теплоносителя и расплавов прочих металлов. 2 ил.

Дискретный уровнемер статический для измерения высокотемпературных жидкометаллических теплоносителей, содержащий поплавок с постоянным магнитом, магнитоуправляемые контакты - герконы, размещенные в вертикально расположенном чехле из немагнитной трубы, заваренной снизу, по всему диапазону измерения, подключенные через логические элементы И, НЕ, шифратор и дешифратор к вторичному прибору, снабжен постоянным магнитом, выполненным в виде кольцевого высокотемпературного магнита, дистанцирующими решетками, обеспечивающими фиксацию охлаждающей трубки из немагнитной стали с закрепленными на ней герконами внутри чехла, газодувкой, соединённой с охлаждающей трубкой.