Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости Советский патент 1987 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости в открытых сосудах, кинящей 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

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 выморажи- 5 вающей ловушке 2, то на выходе порогового элемента 10 сформирована логическая «1, которая через элементы И ll, ИЛИ 12 удерживает ключ 19 в замкнутом состоянии и после окончания запускающего импульса с 0 выхода элемента 8. В результате нагрева первой обмоткой нагревателя б в сосуде 5 создается избыточное давление и хладагент по трубопроводу 4 подается в ло- вущку 1. При заполнении ее хладагентом до необходимого уровня хладагент сливает4 с сосудом Дьюара 5, в котором установ- 15 ся в резервуар 2. По сигналу охлажденнолен 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, 20 блок 15 сигнализации, последовательно соединенные резисторы 16, 17 и блок 18 коммутации, содержащий ключи 19 и 20.

го термодатчика 3 на выходе порогового элемента 10 формируется логический «О, изменяющий состояние вь1ходного сигнала триггера 13 до уровня логического «О. Поэтому ключи 19 и 20 размыкают соответствующие цепи, прекращая нагрев хладаген та в сосуде 5 и подачу криогенной жидкости в ловущку 1.

При попадании хладагрнта в резервуар

Устройство работает следующим образом.2 уровень сигнала термодатчика 3 уменьПри подаче с элемента 8 запускающего25 шается и на выходе порогового элемента

импульса, сформированного, например, при10 вновь устанавливается логическая «1.

включении источника питания устройстваВ этот момент формирователь 9 импульсов

(формирователь не показан), на выходахблока 7 формирует импулЬс, который через

триггера 13 и элемента ИЛИ 12 формиру-элемент ИЛИ 12 включает блок 15 сигнаются сигналы, которые поступают на управ-лизации и подключает полную обмотку наляющие входы соответственно ключей 2030 гревателя 6 к источнику питания. В резульи 19 и включают блок 15 сигнализации.тате этого на вход порогового, элемента 14 В результате этого замыкаются контакты 19а, 20а, 206, и напряжение питания через контакт 19а подается на одну из обмоток нагревателя 6 и последовательно включенные

резисторы 16 и 17. Поэтому на вход по-35 где Rn - сопротивление резистора 17;

рогового элемента 14 поступает напряжение,г - полное сопротивление нагреваравное;теля 6.

В зависимости от наличия хладагента в сосуде 5 пороговый элемент 14 формирует на своем выходе либо логическую «1, либо лонапряжение источника питания на-гический «О, и работа устройства будет

поступает напряжение, равное;

т I р J.16 +R.17

Rje-i-RiT -r

и , R,t+n

где Е

гревателя 6;

Ri6 - сопротивление резистора 16,- Г1 - сопротивление первой обмотки нагревателя 6.

Если в сосуде 5 хладагент отсутствует, 5 ибо до момента выключения напряжения пито сопротивление первой обмотки нагрева- тания устройства, поддерживая при этом теля 6 велико (более чем в пить раз для обмотки из молибденового провода по сравнению с сопротивлением этой обмотки при налипроисходит аналогично описанной, с тем лищь отличием, что в работе будет участвовать полная обмотка нагревателя 6 до момента израсходования хладагента в сосуде 5,

чии хладагента), а напряжение на входе

необходимый уровень хладагента в сливном

резервуаре 2.

Следовательно, изобретение позволяет

при первоначальном заполнении хладагентом порогового элемента 14 мало.50 сливного резервуара, когда избыточное давВыходной сигнал этого элемента соот- , ление в сосуде Дьюара отсутствует, бла- ветствует 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 эле55

мента 8 контакты 19а размыкаются и нагрев сосуда 5 Дьюара прекращается.

годаря 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 соЕсли 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 выморажи- 5 вающей ловушке 2, то на выходе порогового элемента 10 сформирована логическая «1, которая через элементы И ll, ИЛИ 12 удерживает ключ 19 в замкнутом состоянии и после окончания запускающего импульса с 0 выхода элемента 8. В результате нагрева первой обмоткой нагревателя б в сосуде 5 создается избыточное давление и хладагент по трубопроводу 4 подается в ло- вущку 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 вь1ходного сигнала триггера 13 до уровня логического «О. Поэтому ключи 19 и 20 размыкают соответствующие цепи, прекращая нагрев хладаген та в сосуде 5 и подачу криогенной жидкости в ловущку 1.

При попадании хладагрнта в резервуар

2 уровень сигнала термодатчика 3 уменьтате этого на вход порогового,

поступает напряжение, равное;

т I р J.16 +R.17

Rje-i-RiT -r

происходит аналогично описанной, с тем лищь отличием, что в работе будет участвовать полная обмотка нагревателя 6 до момента израсходования хладагента в сосуде 5,

, ление в сосуде Дьюара отсутствует, бла-

55

годаря 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 сосуда Дьюара с трубопроводом и 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. Устройство также позволяет в любой момент работы путем дистанционной подачи запускающего импульса с блока запуска включить нагреватель в

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 послеформированный режим и уменьшить время ю довательно включенных резисторов, одни

перелива хладагента. Кроме того, выполнение нагревателя из материала с большим температурным коэффициентом сопротивления позволяет использовать нагреватель как датчик температуры в сосуде Дьюара, контвыводы 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 нагреватеролировать наличие хладагента в нем и пол- 15 ля, второй пороговый элемент, подключенный ностью исключить его перегрев благодаря 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

Формула изобретенияиз элемента запуска и формирователя импульсов, выходы которых являются соответ- Устройство для регулирования уровня 25 ственно первым и вторым выходам-и блока

выбору порога срабатывания порогового элемента, соответствующему температуре, например, не выше 20°С.

Таким образом, изобретение повышает надежность и быстродействие работы устройства.

20

жидкого хладагента в емкости, содержащее блок запуска, элемент И, блок сигнализации, а также соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар с термодатчиком, связанным с созапуска, 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 вхоответствующими входами первого порогового 30 дом блока коммутации, выход первого к.чюэлемента, 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

ча подключен к первому входу второго ключа, являющегося первым выходом блока коммутации, управляющий вход второго ключа является вторым входом коммутации, первый и второй выходы второго клюповыщения надежности и быстродействия35 ча являются соответственно вторым и

устройства, в него введены элемент ИЛИ,третьим выходами блока коммутации, а втоподключенный первым и вторым входами со-рой вход второго ключа соединен с общей

ответственно к первому и второму выхо-шиной.

Редактор Н. Егорова Заказ 1435/40

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

1 13035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое п эедприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

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 послевыводы 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 нагревате20

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 вхоча подключен к первому входу второго ключа, являющегося первым выходом блока коммутации, управляющий вход второго ключа является вторым входом коммутации, первый и второй выходы второго клюСоставитель В. Прямицын

Техред И. ВересКорректор С. Черни

Тираж 864Подписное

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