Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости Советский патент 1982 года по МПК G05D9/12 

1

Изобретение относится к автомати,ческому регулированию и может найти применение в системах автоматического поддержания уровня жидкого хладагента в вымораживающей ловушке вакуумной установки.

Известно устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости, преимущественно в вымораживающей ловушке вакуумной установки, содержащее вымораживающую ловушку, со- . единенную трубопроводом с сосудом Дьюара, соленоидный вентиль, установленньй на линии ввода сжатого воздуха в сосуд Дьюара, сливной резервуар, в котором размещен термодатчик, являющийся одной ветвью электрического моста.

Заполнение ловушки хладагентом происходит при срабатывании соленоидного вентиля по импульсу термодатчика блока управления l .

Однако это устройство не обеспечивает автоматическое выключение ис-

полнительного элемента - соленоидного вентиля при отсутствии хладагента в сосуде. Дьюара в первоначальный момент заполнения ловушки или его израсходование в процессе работы устройства, а также не обеспечивает дистанционное включение и вьпслючение исполнительного элемента.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости, преимущественно в вымораживающей ловушке паромасляных насосов.

Устройство включает вымораживающую ловушку, соединенную трубопроводом с сосудом Дьюара, сливной резервуар , в котором размещен датчик температуры, нагреватель, установленный в сосуде Дьюара, и систему автоматики, вкл50чак1цую пороговый элемент, триггер, элемент ИЛИ, блок включеш1я нагревателя, одновибратор, блок совпадения и блок сигнализации, Заполнение ловушки хладагентом происходит при включении нагревателя по электрическому сигналу датчика температуры. Устройство обеспечивает автоматическое выключение-исполнительного элемента при израсходовании жидкого хладагента 2 . Однако известное устройство также не обеспечивает автоматическое выключение исполнительного элемента нагревателя при отсутствии хладагента в сосуде Дьюара в первоначальный момент заполнения ловушки. Это происходит потому,.что в известном устройстве первоначальное выключение нагревателя осуществляется только лишь ПО) электрическому сигналу охлажденного датчика температуры, который в этом случае (при отсутствии хладагента в сосуде Дьюара) не появится Кроме того, известное устройство также не обеспечивает дистанционное включение и выключение исполнительного элемента. Указанные недостатки снижают надежность работы устройства. Цель изобретения - повьш ение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее блок запуска и соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар с термодатчиком и сосуд Дью- ара с размещенным в нем нагревателем подключенным через блок коммутации к одному входу блока сигнализации, а термодатчик связан с входом порогово го элемента, содержит генератор импульсов, счетчик импульсов, два элемента НЕ и четыре И-НЕ, причем выход порогового элемента,соединен с первы входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого и первый вход второго элемента И-НЕ связаны с блоком запус ка, выход первого элемента И-НЕ подключен к входу сброса счбтчика импульсов и через первый элемент НЕ к первому входу третьего элемента PIHE, первьй вход четвертого элемента И-НЕ соединен с выходом генератора и пульсов, а его выход - с счетным вход счетчика импульсов, выход которого связан с вторым входом второго элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ с вторым входом третьего элемента ИНЕ и вторым входом четвертого элемен та И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом блока сигяализации, а выход третьего элемента И-НЕ соединен с Влоком коммутации. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Вымораживающая ловушка 1, соединенная трубопроводом 2 с сосудом Дьюара 3, имеет сливной резервуар 4, в котором размещен термодатчик 5. В сосуде Дьюара 3 установлен нагреватель 6. Схема автоматики включает пороговый элемент 7, вход которого соединен с термодатчиком 5, а выход - с одним входом элемента И-НЕ 8, другой вход которого и вход элемента И-НЕ 9 соединены с блоком 10 запуска, выход элемента И-НЕ 8 соединен с входом Сброс счетчика 11 импульсов а через элемент НЕ 12 - с входом элемента И-НЕ 13, элемент И-НЕ 14, вход которого соединен с генератором 15 импульсов, а выход - с счетным входом счетчика 11 импvльcoв. выход счетчика 11 импульсов соединен с входом элемента И-НЕ 9, а через элемент НЕ 16- с входом элемента 13 и входом элемента И-НЕ 14, выход элемента И-НЕ 9 соединен с одним входом блока 17сигнализации, выход элемента И-НЕ 13 соединен с другим входом блока 17 сигнализации и с входом блока коммутации, вьпсод которого соединен с нагревателем 6. Устройство работает следующим образом. При отсутствии высокого уровня потенциала на выходе блока 10 устройство выключено, при этом элементы И-НЕ 8 и 9 закрыты по второму входу, на выходе элемента И-НЕ 8 имеется высокий уровень потенциала, устанавливающий счетчик 11 в нулевое состояние, на выходе которого имеется низкий уровень потенциала, на выходах элементов И-НЕ 9 и 13 имеется высокий уровень потенциала, при этом нагреватель 6 выключен блоком 18 коммутации и жидкий хладагент в ловушку 1 не подается. Устройство включается при подаче с блока 10 запуска высокого уровня потенциала, при этом элементы И-НЕ 8 и 9 открываются по второму входу. Если хладагент отсутствует в сливном резервуаре 4, т. е. уровень его в ловушке ниже необходимого или отсутствует, то по электрическому сигналу термодатчика 5 на выходе порогового элемента 7 устанавливается высокий уровень потенциала, на выходе элемен та И-НЕ 8 устанавливается при этом низкий уровень потенциала, который открывает счетчик 11 импульсов по входу Сброс, н начинается заполнение счетчика импульсов счетными импульсами, поступающими через элемент И-НЕ 14 от генератора 15 импульсов на его счетный вход. Одновременно низкий уровень потен циала устанавливается на выходе элемента И-НЕ 13 и блок 18 коммутации включает нагреватель 6, в сосуде Дью ара 3 создается избыточное давление и жидкий хладагент по трубопроводу 2 подается в вымораживающую ловушку 1. При заполнении ловушки 1 хладагентом до необходимого уровня, он сливается в резервуар 4 и по электрическому сигналу охлажденного термодатчика 5 на выходе порогового элемента 7 уста навливается низкий уровень потенциала, при этом на выходе элемента ИНЕ 8 уровень потенциала изменяется с низкого на высокий, который устанавливает счетчик 11 импульсов в нулевое состояние, одновременно на выходе элемента И-НЕ 13 устанавливаетс высокий уровень потенциала и блок 18 коммутации выключает нагреватель 6, прекращая подачу хладагента в ловушку 1. При выкипании хладагента из резервуара 4 уровень электрического сигнала термодатчика 5 уменьшается и на выходе порогового элемента 7 вновь устанавливается высокий уровень потен циала, начинается заполнение счетчика 11 импульсов и включается нагреватель 6 для подачи хладагента в ловушку I. Процесс первоначального заполнения ловушки 1 хладагентом или добавления его в режиме поддержания необходимбго уровня по времени меньше заполнения счетчика 11 импульсов, и в этом случае счетчик 11 импульсов не влияет на работу устройства. Однако при отсутствии хладагента в сосуде Дьюара 3 при первоначальном заполнении ловушки 1 или в процессе работы устройства имеет место израсхо дование хладагента, нагреватель 6 будет включен лишь в течение времени заполнения счетчика II импульсов, на его выходе устанавливается высокий уровень потенциала, который через эле менг НЕ 16 закрывает по второму входу элемент И-НЕ 13, при этом на выходе 876 его устанавливается высокий уровень потенциала и блок 18 коммутации выключает нагреватель 6. Одновременно низким уровнем потенциала по первому входу закрывается элемент И-НЕ 14, обеспечивая установившееся состояние счетчика 11 импульсов. Блок 17 сигнализации обеспечивает контроль соответствующего состояния устройства. При обеспечении наличия хладагента в сосуде Дьюара 3 снятием высокого уровня потенциала с блока Ю запуска и повторной его подачей вновь включается нагреватель бив дальнейшем происходит автоматическое поддержание необходимого уровня хладагента в ловушке 1. В настоящем устройстве в качестве исполнительного элемента применен нагреватель, установленный в сосуде Дьюара, однако возможно применение в качестве исполнительного элемента пневмоклапана, который устанавливается на линии ввода сжатого воздуха в сосуд Дьюара, или совместное применение нагревателя и пневмоклапана, управление исполнительными элементами при этом осуществляется также блоком 18. Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости обладает повьшгенной надежностью, так как обеспечивает автоматическое отключение исполнительного элемента в случаях отсутствия хладагента в сосуде Дьюара. Кроме того, предлагаемая схема позволяет осуществлять дистанционное управление устройством, что расширяет его функциональные возможности. Настоящее устройство используется в опытной, установке плазмохиминеского травления, которая после испытания рекомендована в промьшленное производство . Формула изобретения Устройство для поддержания уровня идкого хладагента в емкости, содеращее, блок запуска и соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар с термодатчиком и сосуд Дьюара с размещенным в нем нагревателем, подключенным через блок оммутации к первому входу блока сигализации, а термодатчик связан с ходом порогового элемента, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит генератор импульсов, счетчик импульсов, два элемента НЕ и четыре И-НЕ, причем выход порогового элемента соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого и первый вход второго элемента И-НЕ связаны с блоком запуска, выход пер вого элемента И-НЕ подключен к входу сброса.счетчика импульсов и через пер вый элемент НЕ - к первому входу третьего элемента И-НЕ, первый вход ,чет вертого элемента И-НЕ соединен с выходом генератора импульсов, а его выход - ехчетным входом счетчика импульсов, выход которого связан с вторым входом второго элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ - с втЬрым входом третьего элемента И-НЕ и вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом блока сигнализации, а выход третьего элемента И-НЕ соеди(Нен с блоком коммутации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 382068, кл. G 05 D 9/)2, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 710025, кл, G 05 D 9/12, 1978 (прототип).