Регулятор уровня жидкости Советский патент 1982 года по МПК G05D9/12 

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в экспериментальной физике низких температур для криостатирования объектов.

По основному авт. св. № 612213 известен регулятор уровня жидкости, содержащий последовательно соединен-, ные между собой резистивные датчики нижнего и верхнего уровней, исполнительное реле и источник питания, а также электромагнитный клапан, подключенный к источнику питания через заАЩкающий контакт исполнительного , реле 1.

Недостатком известного регулятора является снижение его точности и нёщежности,в экстремальных условиях эксплуатации.

Указанный недостаток связан с тем, что при повышении уровня хладагента от нижнего до верхнего резистивного датчика исполнительное реле поддерживается во включенном состоянии током, величина которого меньше тока срабатывания и в несколько раз меньше номинального рабочего тока данного типа реле, а так как в соответствии с техническими условиями высокая надежность реле

гарантируется только При номинальном значении рабочего тока, то в указанном режиме работы увеличивается вероятность ложного срабатывания реле, а следовательно, уменьшается точность регулятора в целом.

Цель изобретения - повышение точности регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе уровня жидкости по авт. св. 612213 параллельно. . резистивному датчику нижнего уровня включен второй замыкающий контакт исполнительного реле.

При срабатывании исполнительного реле указанный .контакт замыкае.тся и закорачивает датчик нижнего уровня, исключая существенное изменение тока через исполнительное реле при,повышении уровня хладагента от нижнего до верхнего датчика.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого регулятора .

Регулятор содержит размещенные в криостате 1 резистивные датчики 2 и 3 нижнего и верхнего уровня, последовательно, соединенные между собой, с исполнительным реле 4 и источником 5 питания. Параллельно датчику

включен один из замыкающих контакто 6 реле 4, а через другой замыкающий контакт 7 к источнику 5 подключен электромагнитный клапан 8, осуществляющий выпуск паров хладагента из сосуда-хранилища (не показан) в атмосферу.

В качестве датчиков уровня целесообразно использовать полупроводниковые, например, германиевые, датчики, обладающие значительным изменением сопротивления при переходе из жидкости в пар.

Регулятор работает следующим образом.

Если оба датчика 2 и 3 уровня находятся над жидкостью, их сопротивление мало и ток, протекающий через реле 4, определяется фактически сопротивлением обмотки реле и равен номинальному рабочему току данного типа реле. При этом реле 4 вклчено и его контакты 6 и 7 замкнуты.

В результате этого датчик 2 оказывается накоротко замкнут контакто 6, а электромагнитный клапан 8 включен контактом 7 и перекрывает выход паров из сосуда-хранилища в атмосферу, что приводит к созданию избыточного давления в сосуде-хранилище и передавливанию жидкого хладагента из сосуда-хранилища через переливной патрубок (не показан) в криостат 1.

После того как уровень жидкости поднимается выше датчика 2 сопротивление этого датчика резко увеличивается. Однако ток через реле 4 не изменится и останется равным номинальному рабочему значению, так как датчик 2 в это время шунтируется замкнутым контактом 6..

При достижении уровнем хладагента датчика 3 (в результате резкого возрастания сопротивления последнего) ток через реле 4 уменьшится до величины, более низкой, чем ток отпускания реле 4. При этом реле 4 выключится, его контакты 6 и 7 разомкнутся, обмотка клапана 8 обесточится, клапан откроется, что приведет к сбросу паров из сосуда-хранилища в атмосферу и окончанию перелива хладагента в криостат 1.

По мере выпаривания хладагента из криостата 1 уровень его опустит.ся ниже датчика: 3, что. приведет к возрастанию тока через обмотку реле 4. Однако ввиду большого сопротивления датчика 2 этот ток попрежнему будет значительно меньше тока срабатывания реле 4 и разомкнутое состояние контактов б и 7 не изменйтся. Срабатывание реле 4 произойдет только после выхода из жидкого хладагента датчика 2. При этом включится перелив хладагента и датчик 2 окажется закорочен контактом 6.

При использовании в качестве датчиков 2 и 3 уровня терморезисторов типа СТ7-1, обладающих в жидком азоте сопротивлением 180 кОм, а в

качестве исполнительного реле 4 реле типа РЭС-22 (РФ4.500.231.П2), ток отпускания которого равен 3 мА, а рабочий ток 39 мА, при погружении обоих датчиков в жидкий азот через

реле 4 протекает ток 0,09 мА, при выходе датчика 3 из жидкости ток реле увеличится до 0,18 мА, а при уменьшении уровня жидкого азота ниже датчика 2 ток реле возрастает до 39 мА

и в дальнейшем до окончания перелива хладагента не изменится.

Таким образом, во всех режимах работы регулятора уровня жидкости ток через исполнительное реле равен

номинальному рабочему значению, .либо значительно меньше тока отпускания данного типа реле. В результате этого реле работает только в оговоренных техническими условиями режимах и его надежность гарантирована, а

следовательно, точность регулятора в целом также высокая.

Кроме того, предлагаемый регулятор возможно использовать в качестве датчиков уровней терморезисторов

одного номинала, причем выбор этого номинала не является критичным (важно только, чтобы выбранные терморезисторы обладали достаточным скачком сопротивления при перемещении

их из жидкости в пар).

Последнее особенно Вс1жно тем, что промышленностью, как правило, выпускаются терморезисторы одного, реже нескольких номиналов.Формула изобретения

Регулятор уровня жидкости по авт. св. 612213г о тл и ч ающ и.й с я тем, что/ с целью повышения точности регулятора, в нем параллельно резистивному датчику нижнего уровня включен замыкающий контакт исполнительного реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 612213, кл. G 05 D 9/12, 1978 (прототип).

в атмосферу