Регулятор уровня жидкости

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Шаркевич Кр ген,льство ССС12, 1982. КО ел ериз элект ыводвывод тельного реле, другойрого соединен с вторзистивного датчика в ль о ерхнего уров нжнеЮ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ЖИДТИ, содержащий исполнительноуправляющая обмотка котороговым выводом соединена с однимэлектродов источника питания,роклапан, подключенный параллк источнику питания через замщий контакт исполнительного ра также резистивные датчики н ЯО 1126935 го и верхнего уровня, первым своим выводом соединенные с другим электродом источника питания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения регулятора, он содержит конденсатор, исполнительное реле снабжено переключающим контактом, причем конденсатор подключен первым выводом к второму выводу управляющей обмотки исполнительного реле и к общему выводу переключающего контакта исполнительного реле, а вторым выводом - к второму выводу резистивного датчика нижнего уровя и к соответствующему выводу переключающего контакта исполни 1126935,1 О 4 О 45 5 О 55 Изобретение относится к областихолодильной и криогенной техникии может. быть использовано в криоэлектронике, физике низких температур, в установках глубокого ох-"лаждения сжиженными газами.Известен регулятор уровня низкотемпературной жидкости, содержащий три исполнительных реле, электроклапан, подключенный к источнику питания через замыкающий контактодного из реле, и резистивные датчики верхнего и Нижнего уровня,включенные в усилительные мостовыесхемы 1 1,Недостатком этого регулятораявляется его сложность и большоечисло элементов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсярегулятор, состоящий из последовательно включенных источника питания, обмотки исполнительного релеи резистивного датчика нижнего уровня, параллельно которому через замыкающий контакт исполнительногореле подключен реэистивный датчикверхнего уровня, а через другой замыкающий контакт этого же реле кисточнику питания подключен электроклапан 2 1Однако для надежной работы регулятора необходимо, чтобы отношение сопротивлений реэистивных датчиков уровня на переходе жидкость -пар было больше, чем отношение токов срабатывания и отпускания исполнительного реле, а именно не менеечем 5-1 О р"з.Таким требованиям удовлетворяют,например германиевые терморезисторы на температурный уровень выше20 К. Однако в ряде случаев возникает потребность использовать в регуляторах уровня боле 6 дешевые иниэкотемпературные угольные терморезисторы, изменениесопротивления,которых на переходе жидкость - парне превышает 1,3-2,5 раза. При таких характеристиках реэистивныхдатчиков Работа регулятора уровня(прототипа) становится ненадежнойпибо невозможной,Цель изобретения - расширениеобласти применения.указанная цель достигается тем,что регулятор уровня жидкости содержит исполнительное реле, управляющая обмотка которого первым выводом подключена к одному кз электродов источника питания, электроклапан, подключенный параллельно к источнику питания через замыкающий контакт исполнительного реле, а также резистивные датчики нижнего и верхнего уровня, первым своим выводом подключенные к другому электроду источника питания, а также конденсатор, исполнительное реле снабжено переключающим контактом, конденсатор подключен первым выводом к второму выводу управляющей обмотки исполнительного реле и общему выводу, а вторым выводом - к второму выводу резистивного датчика нижнего уровня, и к соответствующему выводу переключающего контакта исполнительного реле, вывод которого соединен с вторым выводом резистивного датчика верхнего уровня.При указанном выполнении регулятора при сохранении выбранного в прототипе алгоритма работы регулятора датчик нижнего уровня обеспечивает только вк 1 вьчение исполнительного. реле, а датчик верхнегоуровня только выключе.;:ае, Б результате высокая работоспособностьустоойства обеспечивается при использовании терморезисторов с неэначительным изменением сопротивленияиа переходе жидкость - пар.На чертеже изображен предлагаемый регулятор уровня жидкости,Б криостате 1 размещень резистинный датчик нижнего 2 и резистивный датчик верхнего 3 уровня. Бнекриостата 1 находятся соединенныес источником питания 4 исполнительные реле 5 и электроклапан б, атакже конденсатор 7, Электроклапанб.соединен с источником питаниячерез замыкающий контакт 8 реле 5,а управляющая обмотка реле 5 с помощью переключающего контакта 9 этого же реле 5 соединена с датчиками 2 и ЗюРегулятор работает следуюшим образом.Когда уровень жидкого хладагенуа в криостате 1 опускается нижедатчиков 2 и 3, сопротивчениепоследних резко уменьшается. Приэтом в первый момент от источника4 по цепи реле 5 -, контакт 9 - датчик 2 течет ток, превышающий ток3 1126 срабатывания реле 5, в результате ф; оеле 5 включается и его контакты 9 переключают цепь питания реле 5 с датчика 2 на датчик 3. На время переключения контакта 9 питание5 реле 5 осуществляется через заряжающийся конденсатор 7 по цепи реле 5 - конденсатор 7 - датчик 2. Для надежного срабатывания реле 5 постоянная времени указанной цепи 10 питания (заряда конденсатора 7) должна быть больше времени переключения контакта 9.После переключения контакта 9 и окончания заряда конденсатора 7 15 по цепи реле 5 - контакт 9 - датчик 3 от источника 4 протекает ток, величина которого меньше тока срабатывания, но больше тока отпускания реле 5, так что реле 5 продолжает находиться во включенном состоянии. При включении реле 5 замыкается и его второй контакт 8. обеспечивающий включение электроклапана 6. Включившись, электроклапан 6 перекрывает выкод паров хладагента из сосуда-хранилища, что приводит к повышению давления в нем и передавливанию жидкого хладагента .через переливкой сифон (на чертеже не показан) в криостат 1. Начинается процесс залива криостата 1 жидким хладагентом.После того, как уровень хладаген та в криостате 1 поднимется выше З 5 датчиков 2 и 3, их сопротивление резко возрастает. При этом ток в цепи реле 5 - контакт 9 - датчик 3 уменьшается до величины, меньшей тока отпускания реле 5, последнее 40 выключается и контакт 9 возвращается в исходное состояние. Конденсатор 7 быстро разряжается через контакт 9, В результате того, что в этот момент сопротивление датчика. 45 2 велико, ток в цепи реле 5 - контакт 9 в датчик 2 меньше тока срабатывания реле 5, которое остается в выключенном состоянии. При этом . его контакт 8 размыкается и выклю чает электроклапан 6, который открывает сброс паров хладагента из сосуда хранилища в атмосферу, прекращая тем самым перелив жидкости в криостат 1. 55В результате выпаривания хлад- агента из криостата 1 его уровень опускается ниже датчиков 2 и 3, со 935противление последних резко уменьшается, что приводит к возрастанию тока через обмотку реле 5 и включению системы перелива жидкого хлад- агента из сосуда-хранилища в криостат 1.Таким образом, в процессе работы регулятора через датчик нижнего уровня 2 протекает либо ток, несколько превышающий ток срабатывания реле 5 (в момент включения системы перелива), либо ток, несколько меньший тока срабатывания реле 5 (при выпаривании хладагента из криостата 1), так что отношение максимального к минимальному токов, протекающих через, датчик 2,. а следовательно, и необходимое отношение сопротивлений датчика 2 в жидкости и паре равно+РЗсра 6сроЬ 1+сЛ3сра 6 1 3 сро 6где ср 6 - ток срабатывания реле 5,Р - запас устойчивости.Аналогично через датчик верхнего уровня 3 протекает либо ток . несколько превышающий ток отпускания реле 5 (в момент заливки криостата 1), либо ток, несколько меньший тока отпускания реле (в момент окончания заливки), следовательно, требуемое отношение сопротивлений на переходе лащкость - пар должно быть равно ото ото 1 ф оото отогде 3 и - ток отпускания реле 5,При аналогичном алгоритме работы в регуляторе-прототипе через датчик нижнего уровня протекает либо ток, несколько превьппающий ток срабатывания реле 5 (при включении системы перелива и вначале заливки), либо ток, несколько меньший тока отпускания реле 5 (при заливке криостата от нижнего до верхнего уровня и при выключенной системе перелива), и требуемое отношение сопротивлений датчика на переходе жидкость - пар должно бьггь равносра 6+ сруб 1+ о сра 6отп фотп "отоИз приведенных соотношений следует, что для надежной работы регулятора-прототипа требуются терморезисторы, обладающие в ЫЫ раз больЭотоорМ. Демчи к дпие н Филиал ППП "Патент"г. ужгород, ул. Проектная, 4 шим отношением сопротивлений на переходе жидкость - пар. Для реальных реле указанное соотношение токов составляет 5-10 раз,Таким образом. одинаковая устойчивость работы регулятора обеспечи.вается в данном устройстве датчика 8692/37 ТираВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш ми уровня, имеющими в 5-10 разменьшее отношение сопротивлений напереходе жидкость - парчем в регуляторе-прототипе, При выборе определенного типа датчиков уровняпоследние в регуляторе обеспечиваютбольшую устойчивость работы. 84)омитета С открытийкая наб