Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 19) (1 8 РЕСПУБ 4 6 05 Р 9/12 ОБРЕТЕНИ И ЫЫ,Я 1,:,К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института металлофизики АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОГО ХЛАДАГЕНТА В ЕМКОСТИ(57) Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости в открытых сосудах, кипящей при низких температурах, и может быть использовано во многих отраслях промышленности для поддерживания уровня жидкого хладагента. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение времени перелива хладагента. Для этого устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости содержит вымораживаюшую ловушку 1, имеющую сливной резервуар 2, в котором размещен термодатчик 3, и соединенную трубопроводом 4 с сосудом 5 Дьюара, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, пороговый элемент 10, связанный соответствующими входами с термодатчиком 3, элемент И 11, элемент ИЛИ 12, триггер 13, пороговый элемент 14, блок 15 сигнализации, последовательно соединенные резисторы 16, 17 и блок 18 коммутации, содержащий ключи 19 и 20. Изобретение позволяет при первоначальном заполнении хладагентом сливного резервуара, благодаря увеличению рассеиваемой мощности на части обмотки нагревателя, уменьшить время заполнения резервуара хладагентом. В дальнейшем из-за наличия избыточного давления устройство позволяет поддерживать уровень жидкости в резервуаре при меньшей рассеиваемой мощности, выделяемой в полной обмотке нагревателя, исключая тем самым переливы дорогостоящего хладагента и повышая надежность работы, а также позволяет в любой момент работы дистанционно перейти в форсированный режим и уменьшить время перелива хладагента, 1 ил.1308994 2Если сосуд 5 заполнен хладагентом, тосопротивление первой обмотки мало и с выхода порогового элемента 10 поступает логическая 1 и блок 15 выключается.Если хладагент отсутствует в выморажи вающей ловушке 2, то на выходе порогового элемента 10 сформирована логическая 1, которая через элементы И 11, ИЛИ 12 удерживает ключ 19 в замкнутом состоянии и после окончания запускающего импульса с 10 выхода элемента 8. В результате нагрева первой обмоткой нагревателя 6 в сосуде 5 создается избыточное давление и хладагент по трубопроводу 4 подается в ловушку 1, При заполнении ее хладагентом до необходимого уровня хладагент сливает ся в резервуар 2. По сигНалу охлажденного термодатчика 3 на ныходе порогового элемента 10 формируется логический 0, изменяющий состояние выходного сигнала триггера 13 до уровня логического 0.Поэтому ключи 19 и 20 размыкают соответ-ствующие цепи; прекращая нагрев хладагента в сосуде 5 и подачу криогенной жидкости в ловушку 1.При попадании хладагента в резервуар2 уровень сигнала термодатчика 3 умень шается и на выходе порогового элемента10 вновь устанавливается логическая 1.В этот момент формирователь 9 импульсов блока 7 формирует импульс, который через элемент ИЛИ 12 включает блок 15 сигнализации и подключает полную обмотку на гревателя 6 к источнику питания. В результате этого на вход порогового элемента 14 поступает напряжение, равное: 1 Е Еле +В.17Кы+Кл+ 1Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня жидкости в открытых сосудах, кипящей при низких температурах, и может быть использовано во многих отраслях промышленности для поддержания уровня жидкого хладагента.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия работы устройства.На чертеже показана структурная схема устройства.Устройство для регулирования уровня жидкости хладагента в емкости содержит вымораживающую ловушку 1, имеющую сливной резервуар 2, в котором размещен термодатчик 3, соединенную трубопроводом 4 с сосудом Дьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, пороговый элемент 10, связанный соответствующими входами с термодатчиком 3, элемент И 1, элемент ИЛИ 2, триггер 13, пороговый элемент 14, блок 15 сигнализации, последовательно соединенные резисторы 16, 17 и блок 18 коммутации, содержащий ключи 19 и 20.Устройство работает следующим образом.При подаче с элемента 8 запускающего импульса, сформированного, например, при включении источника питания устройства (формирователь не показан), на выходах триггера 13 и элемента ИЛИ 12 формируются сигналы, которые поступают на управляющие входы соответственно ключей 20 и 19 и включают блок 15 сигнализации, В результате этого замыкаются контакты 19 а, 20 а, 20 б, и напряжение питания через контакт 19 а подается на одну из обмоток нагревателя 6 и последовательно включенные резисторы 16 и 17. Поэтому на вход порогового элемента 14 поступает напряжение,равное: Ь=Е ф - ,К цгде Е - напряжение источника питания нагревателя 6;В 6 - сопротивление резистора 16;г - сопротивление первой обмотки нагревателя 6,Если в сосуде 5 хладагент отсутствует,то сопротивление первой обмотки нагревателя 6 велико (более чем в пмть раз дляобмотки из молибденового провода по сравнению с сопротивлением этой обмотки при наличии хладагента), а напряжение на входе порогового элемента 14 мало.Выходной сигнал этого элемента соответствует уровню логического 0, поэтому блок 15 сигнализации остается во включенном состоянии, сигнализируя об отсутствии криогенной жидкости в сосуде 5, а по окончании запускающего импульса с элемента 8 контакты 19 а размыкаются и нагрев сосуда 5 Дьюара прекращается. 35 40 45 50 55 где К 7 - сопротивление резистора 17;г - полное сопротивление нагревателя 6.В зависимости от наличия хладагента в сосуде 5 пороговый элемент 14 формирует на своем выходе либо логическую 1, либо логический 0, и работа устройства будет происходит аналогично описанной, с тем лишь отличием, что в работе будет участвовать полная обмотка нагревателя 6 до момента израсходования хладагента в сосуде 5, либо до момента выключения напряжения питания устройства, поддерживая при этом необходимый уровень хладагента в сливном резервуаре 2.Следовательно, изобретение позволяет при первоначальном заполнении хладагентом сливного резервуара, когда избыточное давление в сосуде Дьюара отсутствует, благодаря подключению только части обмотки нагревателя увеличить его рассеиваемую мощность и уменьшить время заполнения резервуара хладагентом. Это особенно важно при закачивании жидкости в резервуар, расположенный выше сосуда Дьюара, В дальнейшем, из-за герметичности соединения со1308994 Формула изобретения Составитель В. Прям яцын Редактор Н. Егорова Техред И. Верес Корректор С. Черни Заказ 1435/40 Тираж 864 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 43суда Дьюара с трубопроводом и наличия избыточного давления устройство позволяет поддерживать уровень жидкости в резервуаре при меныпей рассеиваемой мощности, выделяемой в полной обмотке нагревателя, исключая тем самым переливы дорогостоящего хладагента. Устройство также позволяет в любой момент работы путем дистанционной подачи запускающего импульса с блока запуска включить нагреватель в формированный режим и уменьшить время перелива хладагента. Кроме того, выполнение нагревателя из материала с большим температурным коэффициентом сопротивления позволяет использовать нагреватель как датчик температуры в сосуде Дьюара, контролировать наличие хладагента в нем и полностью исключить его перегрев благодаря выбору порога срабатывания порогового элемента, соответствующему температуре, например, не выше 20 С.Таким образом, изобретение повышает надежность и быстродействие работы устройства. Устройство для регулирования уровня жидкого хладагента в емкости, содержащее блок запуска, элемент И, блок сигнализации, а также соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар с термодатчиком, связанным с соответствующими входами первого порогового элемента, и сосуд Дьюара с размещенным в нем нагревателем, у которого первый и второй выводы подключены соответственно к первому и второму выходам блока коммутации, отлачающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, в него введены элемент ИЛИ, подключенный первым и вторым входами соответственно к первому и второму выходам блока запуска, третьим входом - к выходу элемента И, а выходом - к первому управляющему входу блока коммутации и первому входу блока сигнализации, триггер, связанный первым информационным входом с выходом первого порогового элемента, вторым информационным входом - с первым выходом блока запуска, а выходом - с вторым управляющим входом блока коммутации, делитель напряжения из двух последовательно включенных резисторов, одни выводы которых объединены и подключены к третьему выходу блока коммутации, другой вывод первого резистора соединен с общей шиной, а другой вывод второго резистора - с третьим выводом нагревателя, второй пороговый элемент, подключенный входом к третьему выводу нагревателя, а вьгходом - к второму входу блока сигнализации и к первому входу элемента И, второй вход которого объединен с входом блока запуска и подключен к выходу первого порогового элемента, причем второй вывод нагревателя является средним выводом обмотки нагревателя, блок запуска состоит из элемента запуска и формирователя импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока запуска, у которого входом является вход формирователя импульсов, а блок коммутации содержит два ключа, вход первого ключа подключен к шине питания, управляющий вход первого ключа является первым входом блока коммутации, выход первого ключа подключен к первому входу второго ключа, являющегося первым выходом блока коммутации, управляющий вход второго ключа является вторым входом коммутации, первый и второй выходы второго ключа являются соответственно вторым и третьим выходами блока коммутации, а второй вход второго ключа соединен с общей шинои. 5 1 О 5 20 25 30 35