Устройство для автоматической выдачи жидкого хладагента Советский патент 1987 года по МПК F17C9/00 G05D9/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам и устройствам, предназначенным для хранения и вьщачи потребителю жидких хладагентов, и может быть использовано при автоматическом питании и поддержании уровня хладагента в азотных ловушках, заливных экранах и т.п. или при автоматической заправке-потребителей дозированным количеством хладагента.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг. 1 схематически показано устройство для автоматической вьщачи жидкого хладагента; на фиг. 2 - поплавковый регулятор уровня, разрез; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг. 4.

Устройство содержит герметизированный сосуд 1 для хладагента, дренажную трубку 2 с вентилем 3, сооб- щаюш,ую газовую полость сосуда 1 с атмосферой, трубопровод 4 выдачи, один конец которого расположен под уровнем хладагента у дна сосуда 1, другой конец подключен к резервуару- потребителю 5. В резервуаре-потребителе 5 расположен поплавковый регулятор 6 уровня, состояш,ий из поплавка 7 и запорного элемента 8, соединенного с поплавком 7 и вза:имодейст- вуюш;его с торцом 9 трубопровода 4 выдачи. Поплавок 7 охватывает трубопровод 4 выдачи, который для поплавка 7 является направляюш,им элементом при его вертикальном перемещении.

На нижнем торце поплавка выполнен спиралевидные канавки 10, имеющие в поперечном сечении треугольную форму а на боковой поверхности поплавка - канавки 11, расположенные наклонно к ее образующей. Форма канавок в поперечном сечении может быть произвольной. Поплавок 7 изготовлен из теплоизоляционного материала, например из пенопласта.

Устройство работает следующим образом.

Б исходном положении вентиль 3 открыт, в сосуде 1 находится хладагент, например жидкий азот.

Для запуска устройства в режим автоматической работы закрывают вентиль 3, происходит разобщение газовой полости сосуда 1 и атмосферы. В закрытом сосуде 1 за счет испарен

5

0

5

азота повышается давление, и жидкий азот по трубопроводу 4 вьщачи перегоняется в резервуар-потребитель 5.

По мере повьш1ения уровня жидкости в резервуаре 5 происходит вертикальное перемещение поплавкового регулятора 6 вдоль трубопровода 4 выдачи и сближение запорного элемента 8 с тор- цом 9. Одновременно с вертикальным перемещением регулятор 6 совершает еще и вращательное движение, при этом трубопровод 4 является осью вращения.

Вращение регулятора обусловлено следуюш 1м.

За счет внешних теплопритоков происходит постоянное и неизбежное испарение хладагента как в сосуде 1, так и в резервуаре-потребителе 5. При этом пар обладает определенной кинетической энергией. Пар, который образуется под поплавком 7,выходит на поверхность жидкости по канавкам 10 и создает вращательный момент.

Наиболее оптимальньши с точки зрения технологичности и гидросопротивления являются спиралевидные канавки, хотя они могут быть любыми, однако их выходы должны быть направлены под углом к боковой поверхности поплавка 7.

0

5

Наиболее оптимальной формой канавок в поперечном сечении является треугольная (фиг. 5), так как в этом случае каждый пузырек газа, образующийся под поплавком, безусловно попадает на боковую поверхность 12 одной из канавок и принимает участие в создании организованного вращательного момента. Любая другая форма канавок не исключает неорганизованного выхода газа из-под поплавка.

Таким образом, по мере заполнения 5 резервуара-потребителя 5 регулятор 6 перемещается вверх и непрерывно вращается, т.е. находится в постоянном движении, что исключает его при- мораживание.

При достижении расчетного уровня запорный элемент 8 перекрывает торец 9, подача жидкости в резурвуар 5 прекращается, прекращается также и вертикальное перемещение регулятора, однако его вращательное движение

продолжается, поскольку продолжается испарение хладагента, тем самым исключается примораживание поплавка 7

к трубопроводу 4 и запорного элемента 8 к торцу 9,

При понижении уровня поплавковый регулятор 6 опускается, запорньш элемент 8 отходит от торца 9, начинается цикл подачи жидкости в резервуар 5. Опускание регулятора 6 происходит также при непрерывном его вращении в силу указанных ранее причин.

Если зазор между поплавком 7 и стенками сосуда очень мал (в пределах нескольких миллиметров), в частности это относится к азотным ловушкам и заливным экранам, то целесообразно иметь канавки 11 и на боковой поверхности поплавка 7, расположенные наклонно к образующей поверхности.

Устройство в этом исполнении работает так же, как описано вьше. Отличие в работе заключается лишь в том, что пары хладагента, проходя по канавкам 11, создают дополнительный вращающий момент, т.е. их кинетическая энергия используется наиболее полно, что в конечном итоге увеличивает эффективность работы устройств

Кроме того, поскольку поплавок 7 практически полностью перекрывает поверхность (зеркало) жидкости в резервуаре-потребителе 5, имеет смысл изготавливать поплавок из теплоизоляционного материала. В этом случае поплавок существенно уменьшает испарение жидкости с поверхности, чем сокращает непроизводительные ее потери. При этом поплавок сохраняет способность непрерывно вращаться, поскольку полностью исключить тепло- притоки к жидкости он не может.

Таким образом, в процессе заполнения резервуара-потребителя и в процессе поддержания в нем расчетного уровня хладагента поплавковый регулятор уровня непрерывно вращается, благодаря чему исключается возмож-, ность примораживания элементов устройства друг к другу, что обус товливает высокую надежность работы устройства. Кроме того, это позволяет расположить все элементы поплавкового регулятора в холодной зоне, т.е. непосредственно в резервуаре-потребителе, что упрощает конструкцию

устройства и уменьшает его габариты.

Формула изобретения

1.Устройство для автоматической выдачи жидкого хладагента, содержащее сосуд для хладагента с трубопроводом вьщачи, подключенньм к резервуару-потребителю, в котором расположен поплавковый регулятор уровня, отличающее ся тем, что,

с целью повьт1ения надежности, нижний торец поплавка регулятора выполнен со спиралевидными канавками.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канавки в сечении имеют треугольную форму.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что боковая поверхность поплавка имеет дополнительные канавки, расположенные наклонно к ее образующей.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что поплавок выполнен из теплоизоляционного материала.

5-

Риг.1

Jtl

//

i/a.J

6-5

Фиг. 5

Изобретение касается криогенной техники и может быть использовано для дозированной выдачи из емкости пот- тебителю жидкого хладагента. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство содержит сосуд для хладагента с дренажной трубкой и трубопроводом выдачи, подключенным к резервуару-потребителю, и поплавковый регулятор уровня, расположенный в резервуаре-потребителе. На нижнем торце поплавка регулятора выполнены канавки, например спиралевидные. Канавки имеют в сечении треугольную форму. На боковой поверхности поплавка выполнены канавки, расположенные наклонно к ее образующей, а поплавок изготовлен из теплоизоляционного материала. За счет внешних теплопритоков происходит постоянное испарение хладагента в сосуде и резервуаре, и пар, образую- ш,ийся под поплавком, выходит по канавкам, придавая вращательное движение поплавку, вследствие чего он не примораживается. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. « (О о:) со со Х) оо х

Редактор Л.Веселовская

Составитель Г.Ольшанская

Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 3945/35Тираж 452Подписное

ВИШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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