Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости Советский патент 1989 года по МПК G05D23/30 

сл

со

ND

ти. Устройство для поддержания уров- йя жидкого хладагента в емкости со- Держит вымораживаемую ловушку 1, Имеющую сливной резервуар 2 с размеренными в нем термодатчиком 35 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, ходом которого является вход формирователя 9 импульсов, пороговые элементы 10, II, элемент ИЛИ 12, блок |3 коммутации, дифференциальный уси литель 14, входы которого соединены (t выходами блока коммутации 13, блок |5 сигнализации, резистор 16 и дели- рели- напряжения 17,, 18„ причем пер- ый делитель 1 напряжения состоит из последовательно соединенных ре йисторов 19, 20, второй делитель 18 Напряжения - из последовательно соединенных резисторов 21,22, другой Јывод резистора 22 подключен к шине Питания, другой вывод резистора 21 - if. общей шине, а средняя точка соеди™ Йения 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 с 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 И s к первому входу которого подключен первый вывод нагревателя 6 и через резистор 16 - выход дифференциального усилителя 14, к которо- му 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 ила

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.

Изобретение относится к устройст - 1вам автоматического регулирования уровня жидкости, кипящей при низких температурах, в открытых сосудах 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, которая имеет сливной резервуар 2 с размещенным в нем термодатчиком 3 и соединена трубопроводом 4 с сосудом Дьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 заауска, 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

5

элементы 10 и 11, элемент ИЛИ 12, блок 13 коммутации, дифференциальный усилителе 349 входы которого соединены с выходами блока 13 коммутации,,

блок 35 сигнализации, резистор 16 и делители 17 и 18 напряжения, причем первый делитель 17 напряжения состоит из 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 - к общей шине, а средняя точка соеQ динения резисторов 21 и 22 - к пер входу блока 13 коммутации, к второму входу которого подключен выход термодатчика 3 и вход первого порогового 10 элемента8 выход которого под- соединен к стробирующему входу вто- рого порогового элемента 11 и 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 первому входу блока 15 сигнализации, второй вход которого подсоединен к третьему входу элемента ИЛИ 12 и выходу второго порогового элемента 1), 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 и 20 делителя 17 напряжения подсоединена к второму входу второго порогового элемента И, кроме того,, второй вывод нагревателя 6 подключен к общей шине

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подаче на элемент 8 запуска . блока 7 запускающего 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 таким образом, чтобы при нахождении термодатчика 3 в хладагенте выходной сигнал усилителя 14

ди к(и, - иг - о,

- уровень выходного напряжения термодатчика 3;

-уровень выходного напряжения делителя 18 напряжения ;

коэффициент усиления дифференциального усилителя 14.

отсутствии криогенной жидкое- ивном резервуаре 2 выходной термодатчика 3 мал (U2 к 0), е напряжение усилителя макси

ли ки

(2)

а пороговый элемент 10 при этом формирует на своем выходе высокий уровень напряжения (1), поступающий на стробируюошй вход второго пороге-

to

вого элемента 11, 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 11 устанавливается низкий уровень напряжения (О), блок 15 сигнализации остается во включенном состоянии, сигнализируя об отсутствии криогенной жидкости в сосуДе 5, и по окончании запускающего импульса блок 13 коммутации отключает входы дифференциального усилителя от источников 20 сигналов, устанавливая на обмотке нагревателя уровень напряжения, равный нулю.

15

Если сосуд 5 заполнен хладагентом, то сопротивление обмотки нагревателя 6 мало (более чем в 5 раз меньше для обмотки из 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 11 уровня 1, выключающий блок 15 сигнализации и удерживающей контакты блока 13 во включенном состоянии, в результате чего на нагреватель 16 поступает напряжение

и ли - и3, (з)

40 где Uj - падение напряжения на ре- . зисторе 16.

5

0

5

. При этом в результате нагрева обмотки 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 соответствующему уменьшению напряжения согласно формуле (1) на выходе усилителя 14 и на нагревателе 6. Однако вследствие некоторого избыточного давления в сосуде 5 жидкость продолжает поступать в ловуш

115

ку 1, но уже с меньшей скоростью, что приводит к ее сливу в резервуар 1, дальнейшему увеличению сигнала термодатчика 3 и уменьшению напряжения на нагревателе 6 практически до нуля. По сигналу полностью погруженного в хладагент термодатчика 3 на выходе порогового элемента 10 устанавливается уровень строби- рование порогового элемента 11 прекращается и его выходной уровень О отключает входы усилителя 14 от источников сигнала, прекращая окончательный нагрев обмотки нагревателя 6 и подачу криогенной жидкости Б ловушку 1.

При испарении хладагента из резервуара 2 сигнал термодатчика 3 уменьшается, и в некоторый момент времени на выходе порогового элемента 10 вновь устанавливается уровень 1, по переднему фронту которой формирователь 9 блока 7 формирует короткий импульс, который вновь включает блок 15 сигнализации,, блок 13 коммутации, в дальнейшем описанные 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 прототипэ благодаря исключению коммутации сильноточных цепей нагревателя и упрощению самого блока коммутации и нагревателя, полностью исключает пере-,, лив хладагента в результате уменьшения напряжения на нагревателе по мере поступления хладагента в сливной резервуар и постоянно рабо тает в первоначальном форсированном режиме перелива криогенной жидкости при каждом его включении, что в целом, уменьшает время черелива хладагента.

Формула изобретения

Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости, содержащее блок запуска, состоящий из элемента запуска и формирователя импульсов, выходы которых являются

5

08

0

5

0

5

0

5

0

8

соответственно первым и вторым выходами блока запуска, у которого входом является вход формирователя 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 ло - вушку, сливной резервуар „с термодатчиком, подключенным к входу первого порогового элемента, и сосуд Дьюара с размешенный в нем нагревателем, 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 резистора 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, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены резистор, дифференциальный усилителе и второй делитель напряжения из двух последовательно соединенных резисторовг в котором другой вывод первого резистора подключен к обшей ШЛИР, другой вывод второго резистора - к шине питания, а общая точка соединения резисторов - к первому входу блока коммутации, к второму входу которого подсоединен выход термодзтчика, 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 вход которого подключен к общей точке соединения ре- зисторов первого делителя яаиряже нияэ стробирующий вход - к выходу первого порогового элемента, а выход - к третьему входу элемента ИЛИ, примем второй вывод нагревателя подключен к общей шипа,