Устройство для регулирования уровня воды в котле Советский патент 1990 года по МПК G05D9/12 

СЛ 4Ь СП ND

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам автоматического регулирования уровня воды в котле, и может быть использовано для регулирования уровня жидкости и в других технологических агрегатах различных отраслей промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство для регулирования уровня воды в котле содержит датчики 1 - 5 уровней, элементы НЕ 6, 7, 8, триггеры 9, 10, элемент ИЛИ-НЕ 11, блоки 12, 13 управления исполнительными механизмами, блок 14 защиты и сигнализации и блок 15 запуска. Блок 14 содержит два элемента И, два триггера, два усилителя мощности, два световых индикатора, элемент ИЛИ и формирователь сброса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

to

20

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам автоматического регулирования уровня воды в котле, и может быть использовано для регулирования уровня жидкостей и в других технологических агрегатах различных отраслей промышленности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока защиты и сигнализации.

Устройство для регулирования уров- .,. что сигналы датчиков ня воды в котле содержит датчик 1 верхнего предельно допустимого уровня, датчик 2 верхнего регулируемого уровня, датчик 3 нижнего регулируемого уровня, датчик 4 нижнего аварийного уровня, датчик 5 верхнего аварий- ного уровня, элементы HF 6-8, триггеры 9 и 10, элемент ИЛИ-НЕ 11, блоки 12 и 13 управления исполнительными механизмами, установленными соответственно на трубопроводах заполнения и слива воды из котла, блок 14 защиты и сигнализации и блок 15 запуска. Датчики 1-5 уровня являются соответственно датчиками-сигнализаторами следующих уровней воды: верхнего предельно допустимого, верхнего регулируемого, нижнего регулируемого, нижнего аварийного, верхнего аварийного. Блок 14 содержит элементы И 16, и 17, триггеры 18 и 19, усилители 20 и 21 мощности, световые индикаторы 22 и 23, элемент ИЛИ 24 и формирователь 25 сброса.

Устройство работает следующим образом.

При включении электропитания на первом и втором выходах блока 15 запуска устанавливаются сигналы соот 45

25

вественно логической 1 и логического О. Сигнал логического О, поступая на вход блока 14 защиты и сигнализации, запреш.ает контроль сигналов с датчиков 5 и 4 уровня, а выходной сигнал блока 14 принимает значение логического О1 . Одновременно сигнал логической 1 с выхода блока 15 поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 11. обеспечивая формирование его выходного сигнала (логического 0) который, воздействуя на блок 12 управления исполнительным механизмом, обеспечивает его отключение (закрытие) и тем самым запрет заполнения котла водой. Состояние блока исполнительным механ проводе- слива воды и от значения выходног гера 9, которое, в с висит от сигналов да поступающих на его R Пусть уровень воды в между нижним регулир аварийным. В этом сл сигналы датчиков 1-З ние логической 1|г, логического 0м. Тог

руются элементами НЕ венно, на S-входе тр равен логическому О и на инвертирующем S

10- логической щем R-входе триггера О. Поэтому триггер ливаются в состояние сигнал триггера 9, р му О1 , поступая на обеспечивает отключе исполнительного меха воде слива воды из к сигнал триггера 10 ( поступает на первый ИЛИ-НЕ 11, не изменя Сигнал логического 14 поступает на вход этому после воздейст

па его орган Пуск 35 де формируется логич рый поступает на вто та ИЛИ-НЕ 11, а на в ская 1, поступающа вход блока 14. к второй его входы с д элемент НЕ 8 и с дат ственно поступают си логическому О1 , зн сигнала блока 14 не личие на обоих входа

11сигналов логическ чивает на его выходе ской 1, поступающе 12, который включает полнительный механ воде заполнения котл зультате чего уровен начинает подниматься стигает нижнего регул при этом датчик 3 изм ходной сигнал с логич логический О, кото мент НЕ 7 поступает

30

40

50

55

o

0

,. что сигналы датчиков

5

5

дой. Состояние блока 13 управления исполнительным механизмом на трубопроводе- слива воды из котла зависит от значения выходного сигнала триггера 9, которое, в свою очередь, зависит от сигналов датчиков 1 и 2, поступающих на его R- и S-входы. Пусть уровень воды в котле находится между нижним регулируемым и нижним аварийным. В этом случае выходные сигналы датчиков 1-Зи5имеютт значение логической 1|г, а датчика 4 - логического 0м. Тогда, учитывая,

1 и 3 инвертируются элементами НЕ.6 и 7 соответственно, на S-входе триггера 9 сигнал равен логическому О, на его R-входе и на инвертирующем S-входе триггера

10- логической а на инвертирующем R-входе триггера 10 - логическому0 О. Поэтому триггеры 9 и 10 устанавливаются в состояние 0|:. Выходной сигнал триггера 9, равный логическому О1 , поступая на вход блока 13, обеспечивает отключение (закрытие) исполнительного механизма на трубопроводе слива воды из котла, а выходной сигнал триггера 10 (логический О) поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 11, не изменяя его состояния. Сигнал логического 0 с выхода блока 14 поступает на вход блока 14, поэтому после воздействия оператором

па его орган Пуск на первом вьгхо- 5 де формируется логический :0 , который поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 11, а на втором - логическая 1, поступающая на третий вход блока 14. как на первый и второй его входы с датчика 5 через элемент НЕ 8 и с датчика 4 соответственно поступают сигналы, равные логическому О1 , значение выходного сигнала блока 14 не изменяется. Наличие на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ

11сигналов логического О, обеспечивает на его выходе сигнал логической 1, поступающей на вход блока 12, который включает (открывает) исполнительный механизм на трубопроводе заполнения котла водой. В результате чего уровень воды в котле начинает подниматься, сначала он достигает нижнего регулируемого уровня, при этом датчик 3 изменяет свой выходной сигнал с логической на логический О, который через элемент НЕ 7 поступает на инвертирующий

0

0

0

5

R-вход триггера 10 и не изменяет его состояния. Затем уровень воды в котле достигает верхнего регулируемого значения, тогда выходной сигнал датчика 2 принимает значение логического О и, поступив на инвертирующий S-вход триггера 10, переключает его в состояние 1, которая поступив на вход элемента ИЛИ-НЕ 11, вызывает формирование на его выходе сигнала Этот сигнал, воз

логического О

действуя на вход блока 12, обеспечивает закрытие исполнительного механизма на трубопроводе заполнения кот ла водой, т.е. подача воды в котел и подъем ее уровня в нем прекращаются. Сигнал логического О с выхода датчка 2 одновременно поступает и на Р- вход триггера 9, но состояния его не изменяет. Во время работы котла при производстве пара расходуется определенное количество воды, что способствует снижению ее уровня в кэтле Когда уровень снизится ниже регулируемого значения, срабатывает датчик 3, на его выходе формируется 1 и через элемент НЕ 7 поступает на инвертирующий Р-вход триггера 10 и переключает его в состояние 0.При итом оба входных сигнала элемента ИЛИ-НЕ 11 снова становятся равными логическому О, поэтому его выходно сигнал принимает значения логической 1. Этот сигнал, воздействуя на блок 12, приводит к открытию исполнительного механизма на трубопроводе заполнения котла водой, после этого уровень воды в котле снова начинает подниматься. Далее процесс работы устройства для регулирования уровня воды в котле повторяется, при этом обеспечивается стабилизация уровня воды между уровнями, определяемыми датчиками 2 (сверху) и 3 (снизу).

Если по какой-либо причине, например при неисправности исполнительног механизма на трубопроводе заполнения котла водой, повышение уровня воды за счет вскипания при резком падении давления в котле во время подключения его к потребителю или при резком увеличении расхода пара.потребителем уровень воды повышается до верхнего предельно допустимого, то срабатывае датчик 1 и формирует на выходе сигна логического 0. Этот сигнал, инвертируясь элементом НЕ 6, поступает на

S-вход триггера 9 и

в состояние логической

переключает его . Выходной

сигнал триггера 9 воздействует на вход блока 13 управления исполнительным механизмом на трубопроводе слива воды из котла. В этом случае блок 13 обеспечивает включение (открытие) данного механизма и слив воды из котла. Выходной сигнал триггера 9 может быть использован для включения предупредительного сигнализатора (не показано). Вследствие слива воды из котла уровень ее понижается и при снижении его ниже верхнего предельно допустимого значения датчик 1 возвращается в состояние логической . Однако состояние триггера 9 сохраняется прежним, соответствующим 1,

0 поэтому понижение уровня воды продолжается. Когда он опускается ниже верхнего регулируемого, датчик 2 формирует на выходе сигнал логической 1, который, поступив на R-вход

5 триггера 9, возвращает его в состояние логического О. В результате чего блок 13 обеспечивает закрытие исполнительного механизма на трубопроводе слива воды из котла и дальнейшее

0 более медленное снижение уровня воды возможно только за счет расхода ее на выработку пара.

Если же после достижения уровнем воды верхнего предельно допустимого значения он продолжает повышаться из-за неисправности, например, механизма на трубопроводе слива или более интенсивного процесса повышения уровня за счет вскипания при резком падении давления, то при достижении уровнем воды верхнего аварийного срабатывает датчик 5, на его выходе формиру5

0

ется логический 0 :, который, инвертируясь элементом НЕ 8 и, поступив на первый вход блока 14, приводит к формированию на его выходе сигнала логической 1. Одновременно в блоке 14 с помощью соответствующего триггера обеспечивается запоминание аварий- ной ситуации и включение индикатора. Логическая 1 с выхода блока 14 поступает на вход блока 15 и устанавливает его в исходное состояние (сигнал на первом его выходе равен логической 1, а на втором - логическому О). При этом логический О, поступивший на вход блока 14, блокирует прием сигналов по первому и второму входам блока 14, обеспечивая

тем самым запоминание и индикацию аварийной ситуации. Сигнал логической 1 поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 11, на первом входе которого сигнал также равен логической 1, и дополнительно подстраховывает запрет на включение исполнительного механизма на трубопроводе заполнения котла водой блока 12 управления. Вы- ходной сигнал блока 14 может Т5ыть использован для отключения подачи топлива к горелочному устройству котла и закрытия задвижки на его паропроводе (не показано).

В другой ситуации во время работы котла, когда уровень воды в котле снижается до нижнего аварийного, например, из-за разрыва трубопровода заполнения котла водой или негерметичности арматуры на трубопроводе слива воды, датчик 4 формирует на своем выходе сигнал логической . В этом случае, как и в предыдущем, после срабатывания соответствутоЕ его узла защиты в блоке 14, блок 15 вырабатывает выходные сигналы, обеспечивающие блокировку приема сигналов блоком 14 и открытия исполнительного механизма на трубопроводе заполнения котла водой, что предотвращает последующее попадание воды в опустевший и раскаленный котел. После воздействия на орган квитирования блока 14 его выходной сигна снова принимает значение лопгческого О, позволяющего после устранения причины аварийной ситуации с помощью блока 15 включить регулирование уровня воды в котле, которое может быть включено с помощью того же блока.

Формула изобретения

фие.1