Устройство для регулирования уровня жидкости в емкости

ЧССР ОВАНИН ж ый кустава жидм Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИД(54)(57) УСТРОЙСТВОУРОВНЯ ЖИДКОСТИ В Еатее датчик уровня, поприводу регулирующегоновленного в трубопро ССР)подник8)ДЛЯ РЕГУЛИРМКОСТИ, сдключенклапанаводе сли кости из емкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено приемным сосудом и соплом Вентури,причем сопло установлено в трубопроводе слива между емкостью и регулирующим клапаном, датчик уровня присоединен к приемному сосуду, верхняяполость этого сосуда подключена до"полнительным соединительным трубопроводом с дроссельным клапаном кверхней полости емкости, а нижняяполость сосуда подключена вторымдополнительным трубопроводом сдроссельным клапаном к суженной части сопла.30 Между клапаном 3 и емкостью 1 в .трубопроводе 2 установлено сопло 4. Вентури, причем в своей суженной части оно соединено посредством радиальных каналов 5 с наружным пространством 6. Сюда выведен соединительный трубопровод 7, который соединяет пространство 6 через дроссельный клапан 8 с нижней полостью 9 приемИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации теплообменников на тепловых электростанциях.Наиболее близким к предлагае мому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования уровня жидкости в емкости, содержащее датчик уровня, подключенный к приводу 1 О регулирующего клапана, установленного в трубопроводе слива жидкости из емкости (Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. М., Энерго издат, 1981, с. 296, рис. 10.22).Однако стабильность регулирова- ния в таких устройствах недостаточна из-за отсутствия учета расхода жидкости из емкости.Согласно изобретению устройство для регулирования уровня жидкости в емкости, содержащее датчик уровня, подключенный к приводу регулирующего клапана, установленного в 25 трубопроводе слива жидкости из емкости, снабжено приемным сосудом и соплом Вентури, причем сопло установлено в трубопроводе слива между емкостью и регулирующим клапаном, датчик уровня присоединен к приемному сосуду, верхняя полость этого сосуда подключена дополнительным соединительным трубопроводом с дроссельным клапаном к35 верхней полости емкости, а нижняя полость сосуда подключена вторым дополнительным трубопроводом с дроссельным клапаном к суженной части сопла.На чертеже приведен пример выполнения предлагаемого устройства.Устройство содержит емкость 1, соединенную посредством трубопровода 2 слива ищкости, снабженного регулирующим клапаном 3, со следующей ступенью (на чертеже не показана) каскада теплообменников тепловойэлектростанции. ного сосуда 1 О под горизонтальной перегородкой 11. К приемному сосуду 10 присоединен вихревой датчик 12 уровня так, что его перегородка 13 совмещена с горизонтальной перегородкой 11. Верхняя полость 14 приемного сосуда 10 соединена соединительным трубопроводом 15 с дроссельным клапаном 16 с верхней полостью 17 емкости 1.Вихревой датчик 12 состоит из двух взаимно соосных форсунок, расположеиных перпендикулярно перегородке 13, причем расположенная наверху передающая форсунка 18 присоединена своим верхним концом к источнику напорного конденсата и вместе с соосно расположенным экранирующим кожухом 19 и приемной форсункой 20 создает пространство взаимодействия вихревого датчика 12, Приемная форсунка 20 в своей нижней части выходит перфорированным каналом во внутреннее пространство сепаратора 21, который соединен с пространством под перегородкой 13. Сепаратор 21 в своей нижней части соединен управляющим трубопроводом 22 с верхним цилиндрическим пространством 23 гидравлического привода 24. Верхнее цилиндрическое пространство 23 от нижнего цилиндрического пространства 25 отделено подвижным поршнем 26, который опирается на пружину 27 сжатия и соединен со штоком 28 клапана 3. Действие устройства основано на использовании гидравлической поправочной обратной связи, вызванной протеканием жидкости из емкости 1 через сопло 4 Вентури: образованной таким образом обратной связью дополняется воздействие от изменения уровня.В установившемся состоянии конденсат стекает с теплообменной поверхности, реализованной трубным пучком 29, в емкость 1. Постоянный уровень жидкости обеспечен выпуском одинакового количества конденсата через трубопровод 2 с регулирующим клапаном 3. При протекании конденсата через сопло 4 Вентури в его суженной части в соответствии с уравнением Бернулли происходит понижение статического давления, и полученное отклонение давления через радиальные каналы 5 передается114272 ч 4чес кое пространство 23 гидравлического приводя 24. Реальные гидравлический привод 24 н регулирующийклапан 3 содержат механически подвижные части, а следовательно, и элементы с сопротивлениями трения.Поэтому перемещение поршня 26 и клан- пана 3 происходит только тогда, когдаравнодействующая между силой, вызванной сжатой пружиной 27 и силой,соответствующей разности давлений внижнем цилиндрическом пространстве 25 и в верхнем цилиндрическомпространстве 23 гидравлического привода 24, превысит силу трения, соответствующую пассивным сопротивлениям. В этом случае происходит изменение положения регулирующего клапана 3, приводящее к снижению егогидравлического сопротивления и кзамедлению, отвечающему динамикетрубопровода 2. Относительно быстроеизменение расхода через трубопровод 2 приводит к понижению уровня 25 давления, снймаемого соплом 4 Вентури, и к замедлению, которое отвечаетдинамике трубопровода ". Приемный сосуд 10 опорожняется, значительномедленнее опорожняется и емкостьПонижение уровня в приемном сосуде1 и в вихревом датчике 12 повышаетуровень выходного (напорного) сигнала из вихревого датчика 12 и сепа- .ратора 21 и давление в верхнем цилиндрическом пространстве 23,Установкой хода привода 24 корректируетсяположение регулирующего клапана 3и слив конденсата из емкости 1.Введением гидравлической поправочной связи можно достичь весьмазначительного повышения стабильности регулировочного процесса, сНижения времени перерегулирования иснижения гидравлической потребляемой мощности. Путем изменения гидравлического сопротивления дроссельного клапана 8 возможно несложнымобразом изменять требуемую величинууровня поверхности в весьма широкихпределах, в том числе в процессеэксплуатации. 3в наружное пространство 6 сопла 4 Вентури, куда одновременно попадает конденсат, подводимый через трубопровод 7 из приемного сосуда 10, Подвод конденсата через трубопровод 7 соответствует отклонению давления.на уровне сопла 4 Вентури, гидравлическому сопротивлению, зада ному клапаном 8 и разностью уровней ВН (см.чертеж), а также разностью давлений Р в емкости и давления Рц в приемном сосуде 10. По времени постоянный уровень поверхности и давления в пространстве приемного сосуда 10 определен в общем случае установившимся состоянием процесса в этом сосуде и в вихревом датчике 12, куда подается насыщенный пар из емкости 1 по трубопроводу 15 через дроссельный клапан 16, и постоянным подводом конденсата из передающей форсунки 18 вихревого датчика 12.Уровень распада турбулентного потока конденсата, вытекающего из передающей форсунки 18, а тем самым и гидравлический сигнал сепаратора 21 вихревого датчика 12 зависит от уровня поверхности конденсата в приемном сосуде 10.Сепаратор 21 является одновременно входом гидравлического привода 24, выходом которого является регулирующий клапан 3.В случае положительного изменения подвода уровень в емкости 1 начинает подниматься и понижается разность. уровней а Н в емкости 1 и в приемном сосуде 10. В результате понижения разности уровней ЛН происходит понижение расхода через трубопровод 7, понижение расхода конденсата из приемного сосуда 10 и нарастание уровня в этом сосуде. Нарастание уровня из приемного сосуда передается в вихревой датчик 12, где вызывает нарастание слоя конденсата над приемной форсункой 20, Следовательно, происходит повышенный распад турбулентного потока, вытекающего из передающей форсунки 18, и соответствующее понижение давления на выходе из вихревого датчика 12 и сепаратора 21. Отсюда понижение давления передается управляющим трубопроводом 22 в верхнее цилиидри-; Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществляемой Ведомством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики.1142724 Составитель А. КалТехред С,Йовжий ковКорр ек Заказ 704 НИИ 113035 Патент", г. Ужгород ул. Проект дактор М. Циткин Тираж 623осударственнелам изобретосква, И,Подписиго комитета СССРний и открытийРаушская наб., д