Регулятор уровня сжиженных газов Советский патент 1982 года по МПК G05D9/02 

(5) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ

. 1 .

Изобретение относится к криоген(ной технике, в частности к средствам автоматического регулирования сжиженных газов, и может быть исполь.зовано в системах управления процессом охлаждения и термостатирования.

Известна установка для низкотемпературных испытаний материалов, содержащая криостат, размещенные в нем захваты для крепления образца, сосуд ,о Дьюара, газгольдер, магистраль для связи креостата с сосудом Дьюара и патрубок для отвода паров хладагента в газгольдер. Дополнительный патрубок соединяет основную магистраль с пат- 5 рубком для отвода паров хладагента через клапан-тройникСО

Недостатком этой установки является невозможность точного поддержания уровня хладагента в криостате на 20 протяжении длительного времени.

Наиболее близким к изобретению является регулятор уровня сжиженных газов, содержащий рабочий сосуд, связанный переливным труЬопроводом с сосудом-накопителем, установленный в рабочем сосуде конденсационный датчик с сильфонным клапаном, сопло которого соединено трубопроводом с со-судом-накопителем. Конденсационный датчик снабжён устройством предварительного захолаживания, которое выполнено в виде теплопровода, соединяющего переливной трубопровод и конденсационный датчик .23.

Однако регулятор уровня сжиженных газов имеет недостаток, заключающийся в том, что к потоку сжиженного газа, идущего по переливному трубопроводу, подводится тепло от теплых частей конденсационного датчика через теплопровод). Это тепло увеличивает энтальпию сжиженного газа и повышает его расход на испарение, поскольку сжиженные газы имеют сравнительно небольшую величину скрытой теплоты парообразования. Кроме того, эффективно охлаждается лишь сравнительно небольшой нижний участок датчика, а расположенный сверху сильфонный клапан вместе с содержащимся в нем рабочем газом остаются при достаточно высокой температуре, значительно отличающейся от тем пературы сжиженного газа. Это повышает тепловую инерционность срабатыва-«НИН конденсационного датчика и, еледовательно, увеличивает амплитуду колебаний уровня сжиженного газа в рабочем сосуде. Все это уменьшает эффективность регулятора. Цель изобретения - повышение точности регулятора. Поставленная цель достигается тем. что регулятор уровня сжиженных газов содержащий рабочий сосуд, связанный переливным трубопроводом с сосудомнакопителем, установленный в рабочем сосуде конденсационный датчик с силь-фонным клапаном, установленным в полом корпусе, сообщенным с атмосферой, И устройство для предварительного захолаживания конденсационного датчика, устройство предварительного захолаживания конденсационного датчика выполнено в виде стакана, который ус тановлен с кольцевым зазором относительно конденсационного датчика, причем одно из днищ стакана сообщено с паро-газовой полостью рабочего сосуда, а другое - через полость корпуса конденсационного датчика с атмосфе рой, а рабочий сосуд расположен соосно сосуду-накопителю. На чертеже представлена схема выполнения регулятора уровня сжиженных газов. Регулятор содержит рабочий сосуд 1 связанный переливным трубопроводом 2 с сосудом-накопителем 3. В рабочем сосуде 1 установлен конденсационный датчик Ц с сильфонным клапаном 5, соп ло 6 которого соединено трубкой 7 с сосудом-накопителем 3. Конденсационный датчик t снабжен устройством пред варительного захолаживания, выполненным в виде стакана 8, с кольцевым зазором 9 охватывающего датчик . Одно из днищ йтакана 8 связано с паро-газовой областью 10 рабочего сосуда 1. Верхнее днище стакана В является продолжением наружного кожуха 11 датчика и связано через патрубок 12 с колцьевым зазором 13 а через патрубок k - с атмосферой. Для повышения компактности регулятора рабочий сосуд.1 и сосуд-накопигель 3 расположены соосно. Регулятор уровня сжиженных газов работает следующим образом. При заполнении рабочего сосуда 1 сжиженным газом сильфонный клапан 5 перекрывает сопло 6 и сжиженный газ под действием давления паров в сосуде-накопителе 3 по переливной трубке 2 поступает в рабочий сосуд 1. Образующиеся при этом пары газа из парогазовой области 10 рабочего сосуда поступают в кольцевой зазор 9 и выходят через патрубок 12, кольцевой зазор 13 и черезпатрубок 1 в атмосферу. На своем пути холодные пары осуществляют предварительное захолаживание практически всех частей конденсационного датчика , в том числе и верхнего сильфоиного клапана. Причем в процессе этого захолаживания, в отЛичие от известного регулятора, отсутствует передача тепла через теплопровод от теплых частей датчика к заливаемой через трубку 2 жидкости. в результате уменьшается расход этой жидкости на испарение. При достижении уровня сжиженного газа в рабочем сосуде 1 конца конденсационного датчика давление в сильфонном клапане 5 падает и сопло 6 открывается, стравливая давление паров сосуда-накопителя 3 в атмосферу через патрубок . Благодаря предварительному захолаживанию всей массы датчика 4 уходящими из рабочего сосуда 1 холодными парами, повышается быстродействие срабатывания датчика в момент его прямого т.еплового контакта с сжиженным газом. Таким образом, сокращается промежуток времени между моментом контакта конца конденсационного датчика с сжиженным газом и моментом срабатывания сильфонного клапана 5 i,. следовательно, уменьшается амплитуда колебаний уровня сжиженного газа в рабочем сосуде 1 . Эффективность изобретения обеспечивается за счет уменьшения расхода сжиженного газа путем использования хладосодержания (теплоемкости) уходящих холодных паров на предварительное захолаживание конденсационного датчика, а также за счет-повышения точности регулятора уровня при сохранении простоты конструкции.