Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости Советский патент 1980 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение в системах автоматического поддержания уровня жидкого хладагента в вымо раживающей ловушке паромасляных насосов. Известно устройство для поддержания уровня хладагента в шлмораживающей ловушке вакуумной установки 1, имеющее блок управления, выполненный в виде электрического моста, одна из ветвей которого, апужаг1ая термодатЧУ кам, помещена в сливной ргзервуар. Заполнение вымораживаквдей ловушки азотом происходит под давлением сжатого воздуха. Необходимость для этого дополнительной воздушной магистра ли ухудшает условия эксплуатации уст ройства, что является его недостатком.. Известно тлкжё устройство для автоматического заполнения и поддержания уровня хладагента в вымораживающих ловушках 2,. в котором заполнение и по;ддержание уровня хладагента осуществляется совместно сжатым возДухом и нагреванием с помощью блока автоматики. Устройство включает термодатчик (терморезистор), пороговый элемент, триггер, часовой механизм ось которого связана с микрореле, блок совпадения, блок сигнализации, блок включения нагревателя и пневмоклапана. Такое устройство также требует наличия воздушной магистрали. Кроме того, добавление азота в ловушку происходит периодически через определенный интервал времени, устанавливаемый часовым механизмом. Это затрудняет оперативный контроль за уровнем азота в случае его аварийной утечки. Целью изобретения является улучшение условий эксплуатации за счет упрощения устройства, уменьшение инерционности устройства и повышение его надежности. Поставленная цель достигается тем что в устройствоДЛЯ поддержания уровня жидкого хладагента в емкости, содержащее соединенные с ней трубопроводом СЛИВНОЙ резервуар и сосуд Дьюара с размещенньм в нем нагревателем, подключенным к блоку включения нагревателя, последовательно соединенные датчик температуры, пороговый элемент и триггер, а также блок совпадения, соединенный с блоком сигнализации и блоком включения нагреватела, введены одновибратор и элемент Ш1}, причем выход порогового элемента подключен к входам блока совпадения н одновибратора, выход которого соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к триггеру, а выход к блоку включения нагревателя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости.

Емкость - вьЛмораживающая ловушка

I,соединенная трубопроводом 2 с сосудом Дьюара 3, имеет сливной резервуар 4, в котором размещен датчик температуры 5. В сосуде Дьюара установлен нагреватель б. Система автоматики включает пороговый элемент 7, триггер 8, элемент ИЛИ 9, блок 10 включения нагревателя, одновнбратор

II,блок совпадения 12 li блок сигнализации 13.

Датчик температуры 5 соединен с входом порогового элемента 1, выход которого соединен с входом триггера 8, с входом одновибратора 11 и с входом блока совпадения 12. Выход триггера соединен с одним входом элемента ИЛИ 9, а выход одновибратора - с другим входом элемента ИЛИ. Выход элемента ИЛИ соединен с входом блока совпадения и с входом блока 10 включения нагревателя, выход которого соединен с нагревателем 6. Выход блока совпадения соединен- с входом блока сигнализации 13.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения, когда ловуш-, ка 1 не заполнена жидким хладагентом, электрический сигнал датчика темпера туры 5 ниже уровня срабатывания порогового элемента 7, на выходе последнего имеется низкий потенциал.

Одновибратор 11 переключается в квазиустойч-ивое состояние, при котором на его выходе появляется высокий потенциал, поступающей на вход элемента ИЛИ 9. Блок 10 включает нагреватель 6, в сосуде Дьюара 3 создается избыточное давление и хладагент (жидкий азот) подается по трубопроводу 2 в ловушку 1, Через некоторый промежуток времени, определяемый параметрами схемы, одновибратор переключается в устойчивое состояние, но нагреватель включен, так как на вход элемента ИЛИ поступает высокий потенциал с выхода триггера 8. При заполнении ловушки хладагент сливается в резервуар 4. Электрический сигнал охлажденного датчика температуры 5 превышает уровень срабатывания порогового элемента 7 и он переключается. В результате переключается триггер, выключается нагреватель и прекращается подача хладагента в ловушку.

По мере выкипания хладагента из сливного резервуара 4 уровень сигнала датчика температуры 5 уменьшается пороговый элемент 7 переключается в исходное состояние, одновибратор 11 переходит в квазиустойчивоё состояние, включается нагреватель 6. В далнейшем происходит поддержание необходимого уровня хладагента (подпитка) путем периодического включения нагревателя в зависимости от состоя(Ния одновибратора. Процесс добавления хладагента.в ловушку 1 по времени меньше времени квазиустойчивого состояния одновибратора. Если по каким-то причинам ловутика не заполнится хладагентом за это время, одновибратор 11 переходит в устойчивое состояние, хотя на входе его имеется низкий потенциал. При этом нагреватель 6 отключается, на входы блока совпадения 12 подается низкий потенциал, вследствие чего включается бло сигнализации 13.

Наличие в системе автоматики триггера 8 позволяет исключить ложные срабатывания блока сигнализации в момент начального заполнения ловушки хладагентом, так как этот процесс длится во много раз дольше по времени, чем процесс подпитки.

Преимущества описанного устройства состоят в том, что упрощается его обслуживание, так как отпадает необходимость в пневмомагистрали, уменьшается расход хладагента и осуществляется оперативный контроль за уровнем хладагента в случае его аварийной утечки.

Устройство используется в опытной установке ионного легирования, которая после испытания рекомендована в промышленное производство.

Формула изобретения

Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента е емкости, содержащее соединенные с ней трубопроводом сливной резервуар и сосуд Дьюара с размещенным в нам нагревателем подключенным к блоку включения нагревателя, последовательно соединенные датчик температуры, пороговый элемент и триггер, а также блок совпадения, соединенный с блоком сигнализации и блоком включения нагревателя отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оно дополнительно содержит одновибратор и элемент ИЛИ, причем выход порогового элемента подключен к входам блока совпадения и одновибратора, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к тригеру, а выход - к блоку включения нагревателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 382068, кл. G 05 D 9/12, 1971.

2.Экспресс-информация Вакуумная техника, 1971, 37, с, 11 (прототип).