Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в резервуаре Советский патент 1986 года по МПК G05D9/12 

to

О5

ел

Изобретение относится к криогенной технике и может найти применение в системах автоматическго регулирования уровня жидкого хладагента в криостатах и в вымораживающих ловушках вакуумных агрегатов.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

.В резервуаре 1, соединенном трубопроводом 2 с сосудом Дьюара 3, размещен датчик 4 уровня, содержащий катушку 5 изолированного медного провода в качестве чувствительного элемента. Устройство содержит также узел 6 аварийной блокировки, пороговый элемент 7, полупроводниковый вентиль 8, источник 9 стабилизированного напряжения, один полюс которого через балластный резистор 10 соединен с первым выводом датчика 4 уровня и с входом узла б аварийной блокировки, а второй полюс - с вторым выводом датчика 4 уровня. Выход узла 6 аварийной блокировки подключен к входу порогового элемента 7, выход которого подключен к входу полупроводникового вентиля 8. К выходу полупроводникового вентиля 8 подключен клапан 11 для подачи жидкого хладагента.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения, когда резервуар 1 не заполнен жидким хладагентом, уровень электрического сигнала с датчика 4 уровня выше порога срабатывания порогового элемента 7, при этом сигнал с выхода порогового элемента 7 через полупроводниковый вентиль 8 открывает клапан 1 для подачи жидкого хладагента, и осуществляется наполнение резервуара 1 жидким хладагентом.

Так как датчик 4 уровня имеет удлиненную форму с высотой, более чем в десять раз превышающей размеры его поперечного сечения, то при работе его можно рассматривать как преобразователь с тепловыми распределенными параметрами, в котором катушка 5 изолированного медного привода одновременно является термочувствительным элементом и источником теплового поля; при этом величина электрического сигнала с датчика 4 уровня определяется при прочих равных условиях интенсивностью теплоотвода с поверхности датчика 4 уровня, которая главным образом зависит от соотношения между погруженной в жидкий хладагент и находящейся в парах хладагента частями датчика 4 уровня. Таким образом, при повышении уровня жидкого хладагента в резервуаре 1 увеличивается величина Н погруженной в жидкий хладагент части датчика 4 уровня и в соответствии с этим уменьшается уровень электрического сигнала на выходе датчика 4 уровня. По достижении этим сигналом порога отпускания порогового элемента 7 сигнал с его выхода через полупроводниковый вентиль 8 закрывает клапан 11 для подачи жидкого

хладагента, прекращая подачу жидкого хладагента из сосуда Дьюара 3 в резервуар 1.

По мере испарения хладагента из резервуара 1 уровень электрического сигнала с датчика 4 увеличивается в соответствии с уменьшением погруженной в жидкий хладагент части датчика 4 уровня, и по достижении этим сигналом уровня, равного порогу срабатывания nopoioeoro элемента 7, сигнал с выхода последнего через полупроводниковый вентиль 8 открывает клапан 11 для подачи жидкого хладагента, и вновь начинается наполнение резервуара 1 жидким хладагентом.

При обрыве в цепи катушки 5 изолированного медного провода датчика 4 уровня узел 6 аварийной блокировки устанавливает на входе порогового элемента 7 уровень сигнала ниже порога отпускания порогового элемента 7, и, таким образом, сигнал с выхода порогового элемента 7 через полупроводниковый вентиль 8 закрывает клапан 11 для подачи жидкого хладагента, прекращая подачу жидкого хладагента в резервуар 1 и предохраняя его от переполнения, в противном случае сигнал на выходе

5 узла 6 аварийной блокировки равен входному.

Изменение при настройке порогового элемента 7 значений величин порогов срабатывания и отпускания позволяет обеспечить изменение диапазона регулирования уровня жидкого хладагента в процессе работы устройства. Узел аварийной блокировки может быть выполнен по схеме многокаскадного аналогового ключа, в котором управление коммутацией осуществляется от ступенчатого изменения входного сигнала, имеющего место в случае обрыва цепи катушки медного изолированного провода.

Формула изобретения

0 Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в резервуаре, содержащее последовательно соединенные пороговый элемент, полупроводниковый вентиль и клапан, установленный на трубопроводе, соединяющем сосуд Дьюара с резервуаром, внут5 ри которого расположен датчик уровня, источник стабилизированного напряжения, один полюс которого соединен через балластный резистор с первым выводом датчика уровня, а другой полюс - с вторым выводом датчика уровня, причем датчик уровня включает в себя в качестве чувствительного элемента катушку изолированного медного провода, первый и второй выводы которой подключены к первому и второму выводам датчика уровня соответственно, отличающее5 ся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оно содержит узел аварийной блокировки, а датчик уровня включает в себя также тонкостенный

теплопроводящий стакан, внутри которого помещена и залита теплопроводящим герметикой катушка изолированного медного провода, размер по вертикали которой так же, как и датчика уровня, превышает более.

чем в 10 раз поперечное сечение датчика уровня, причем выход узла аварийной блокировки подключен к входу порогового элемента, а вход - к первому выводу датчика уровня.

Изобретение относится к области криогенной техники и может найти применение в системах автоматического регулирования уровня жидкого хладагента в криостатах и в вымораживающих ловушках вакуумных агрегатов. Цель изобретения - упрощение и повыщение надежности устройства. Цель достигается за счет использования датчика уровня, вертикальный размер которого на порядок больше размеров его поперечного сечения, и введения узла аварийной блокировки при обрыве датчика со связями для его подключения. 1 ил.