Устройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости

1532908 ти. Устройство для поддержания уровНя жидкого хладагента в емкости содержит вымораживаемую ловушку 1,имеющую сливной резервуар 2 с размещенными в нем термодатчикои 3, соединенную трубопроводои 4 с сосуцомДьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска, содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов выходы которыхвляются соответственно первым иторым выходами блока 7 запуска,ходом которого является вход фории-ователя 9 импульсов, пороговые элеенты 10, 11, элемент ИЛИ 12, блок3 коммутации, дифференциальный усилитель 14, входы которого соединенывыходами блока коммутации 13, блок5 сигнализации, резистор 16 и делиели. напряжения 17, 18, причем первый делитель 17 напряжения состоитиз последовательно соединенных реЗисторов 19, 20, второй делитель 18Напряжения - из последовательно соединенных резисторов 21,22, другойвывод резистора 22 подключен к шинеитайия, другой вывод резистора 21общей шине, а средняя точка соединения резисторов 21, 22 - к первому Изобретение относится к устройст:- вам автоматического регулирования уровня жидкости, кипящей при низких температурах, в открытых сосуцах и может быть использовано во многих отраслях промышленности,Цель изобретения - повышение надежности устройства.На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства.Устройство для поддержания уровняжидкого хладагента в емкости содержит вымораживающую ловушку 1, которая имеет сливной резервуар 2 с раз мещенным в нем термодатчиком 3 исоединена трубопроводом 4 с сосудомДьюара 5, в котором установлен нагреватель 6, а также блок 7 запуска,содержащий элемент 8 запуска и формирователь 9 импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока 7 запуска, у которого входом является входформирователя 9 импульсов, пороговые входу блока 13 коммутации, ко второму входу которого подключен выходтермодатчика 3 и вход первого порогового 10 элемента, выход которого подсоединен с стробирующему входу второго порогового элемента 11 и ко входублока 7 запуска, первый и второй выходы которого соединены с соответст. - ,вующими входаии элемента ИЛИ 12,выход которого подключен к управляющему входу блока 13 коммутации и кпервому входу блока 15 сигнализации,второй вход которого подсоединен ктретьему входу элемента ИЛИ 12 ивыходу второго порогового элемента11, к первому входу которого подключен первый вывод нагревателя би через резистор 16 - выход дифференциального усилителя 14, к которому также подсоединен другой выводрезистора 20 делителя 17 напряжения,в котором другой вывод резистора 19подключен к общей шине, а общая точка соединения резисторов 19,20 делителя 17 напряжения подсоединена ковторому входу второго пороговогоэлемента 11, кроме того, второй вывод.нагревателя 6 подключен к общейшине. 1 ил. элементы 10 и 11, элемент ИЛИ 12, блок 13 коммутации, дифференичальный усилитель 14 входы которого соединены с выходами блока 13 коммутации блок 15 сигнализации, резистор 1 б и делители 17 и 18 напряжения, причем первый делитель 17 напряжения состоит иэ последовательно соединенных резисторов 19 и 20, второй делитель 18 - из последовательно соединенных резисторов 21 и 22, другой вывод резистора 22 подключен к шине питания другой вывод резистора 211к общей шине, а средняя точка соединения резисторов 21 и 22 - к первходу блока 13 коммутации, к второму входу которого подключен выход териодатчика 3 и вход первого порогово" го 10 элемента, выход которого подсоединен к стробирующему входу вто" рого порогового элемента 11 и вход 1 блока 7 запуска, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элеиента ИЛИ 12,5 0 15 20 25 35 5 153выход которого подключен к управлякипему входу блока 13 коммутации ипервому входу блока 15 сигнализации,второй вход которого подсоединен ктретьему входу элемента ИЛИ 12 и выходу второго порогового элемента 11,мк первому входу которого подключенпервый вывод нагревателя 6 и черезрезистор 16 выход дифференциальногоусилителя 14, к которому также подсоединен другой вывод резистора 20делителя 17 напряжения, в которомдругой вывод резистора 19 подключенк общей шине, а общая точка соединения резисторов 19 и 20 делителя17 напряжения подсоединена к второ-му входу второго порогового элемен-.та 11, кроме того второй выводнагревателя 6 подключен к обшей шине.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.При подаче на элемент 8 запуска .блока 7 запускающего импульса,сформированного, например, при включении источника питания устройства(Формирователь не показан), выходнойимпульс элемента ИЛИ 12 включаетблок 15 сигнализации и подключаетчерез блок 13 к входам дифференциального усилителя 14 выходы термодатчика 3 и делителя 18 напряжения, коэфФициент деления которого выбран та-,ким образом, чтобы при нахождениитермодатчика 3 в хладагенте выходнойсигнал усилителя 14 2908 6 вого элемента 11, который при этомсравнивает уровни выходных напряжений делителя 17.напряжения и делителя напряжения, образованного последовательно включенными резистором16 и сопротивлением обмотки нагревателя 6. Если в сосуде 5 хладагентотсутствует, то сопротивление обмотки нагревателя 6 велико и навыходе порогового элемента 11 устанавливается низкий уровень напряжения ("0")блок 15 сигнализацииостается во включенном состоянии,сигнализируя об отсутствии криогенной жидкости в сосуйе 5, и по окончании запускакппего импульса блок 13коммутации отключает входы дифференциального усилителя от источниковсигналов, устанавливая на обмоткенагревателя уровень напряжения, равный нулю. Если сосуд 5 заполнен хладагентом, то сопротивление обмотки нагревателя 6 мало (более чем в 5 раз меньше для обмотки иэ молибденового провода по сравнению с сопротивлением этой обмОтки при отсутствии хлад- агента), падение напряжения на резисторе 16 увеличивается и это приводит к формированию на выходе порогового элемента 11 уровня "1", выключакипий блок 15 сигнализации и удерживакипей контакты блока 13 во включенном состоянии, в результате чего на нагреватель 16 поступает напряжение(г) йП = КЦ а пороговый элемент 10 при этом Формирует на своем выходе высокий уровень напряжения ("1"), поступающийна стробирующий вход второго порогогде Б - уровень выходного напряжения термодатчика 3;- уровень выходного напряжения делителя 18 напряжения;К - коэффициент усиления дифФеренциального усилителя 14.При отсутствии криогенной жидкости в сливном резервуаре 2 выходной сигнал термодатчика 3 мал (ц х О) 1 выходное напряжение усилителя макси- мально, При этом в результате нагрева об.- мотки нагревателя 6 в сосуде 5 создается избыточное давление и хладагент по трубопроводу 4 подается в ловушку 1При заполнении ее криогенной жидкостью до необходимого уровня хладагент начинает сливаться в резервуар 2, Попадание в первоначальный момент паров хладагента в резервуар 2 приводит к некоторому увеличению выходного сигнала термодатчика 3 и соответствующему уменьшению напряжения согласно формуле (1)на выходе усилителя 14 и на нагревателе 6. Однако вследствие некоторого избыточного давления в сосуде 5 жид кость продолжает поступать в ловуш 45 Ъ50 55=-ь (3) где 3 - падение напряжения на резисторе 16.ку 1, но уже с меньшей скоростью, что приводит к ее сливу, в резервуар 1, дальнейшему увеличению сигна" ла термодатчика 3 и уменьшению напряжения на нагревателе 6 практически до нуля. По сигналу полностью погруженного в хладагент термодатчика 3 на выходе порогового элемента 10 устанавливается уровень "0", стробирование порогового элемента 11 прекращается и его выходной уровень "О" отключает входы усилителя 1 Й от источников сигнала, прекращая окончательный нагрев обмотки нагревателя 6 и подачу криогенной жидкости в по" вушку 1.При испарении хладагента из резервуара 2 сигнал термодатчика 3 уменьшается, и в некоторый момент времени на выходе порогового элемен. та 10 вновь устанавливается уровень "1", по переднему фронту которой формирователь 9 блока 7 формирует короткий импульс, который вновь включает блок 15 сигнализации, блок 13 коммутации, в дальнейшем описан,ные процессы повторяются.Таким образом, при постоянном контроле наличия хладагента в сосуде Дьюара и малом времени перелива криогенной жидкости, предлагаемое устройство, кроме того более надежно, чем прототип, благодаря исключению коммутации сильно- точных цепей нагревателя и упрощению самого блока коапп утации и нагревателя, полностью исключает пере-, лив хладагента в результатеуменьшения напряжения на нагревателе по мере поступления хладагента в сливной резервуар и постоянно работает в первоначальном форсированном режиме перелива криогенной жидкости при каждом его включении, что в целом.уменьшает время перелива хлад" агента.Формула изобретенияУстройство для поддержания уровня жидкого хладагента в емкости, содержащее блок запуска, состояший из элемента запуска и формирователя импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока запуска, у котороговходом является вход формирователя 5импульсов, элемент ИЛИ, к первомуи второму входам которого соответственно подключены первый и второйвыходы блока запуска, первый пороговый элемент, выход которого подключен к входу блока запуска, соединенные трубопроводом вымораживающую ловушку, сливной резервуар,с термодатчиком, подключенным к входу первого порогового элемента, и сосудДьюара с раэмешенным внем нагревателем, первый вывод которого соединенс первым входом второго пороговогоэлемента, блок коммутации, первыйделитель напряжения из двух последовательно соединенных резисторов,в котором другой вывод первого ре" зистора подключен к общей шине, и блок сигнализации, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и управлявшим входом блока коммутации, а второй вход - с выходом второго порогового элемента, о т - л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены резистор, дифференциальный усилитель и второй делитель напряжения из двух последовательно соединенных резисторов, и котором другой вывод первого резистора подключен к обшей шине, другой вывод второго резистора - к шине питания, а обшая точка соединения резисторов - к первому входу блока коммутации, к вто" рому входу которого подсоединен выход термодатчика, первый и второй выходы блока коммутации соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого непосредственно подключен к другому выводу второго резистора первого делителя напряжения и через резистор к первому входу второго порогового элемента, второй вхбд которого подключен к обшей точке соединения ре" зисторов первого делителя на ряжения, стробируюшии вход - к выходу первого порогового элемента, а вы" ход - к третьему входу элемента ИЛИ, причем второй вывод нагревателя подключен к общей шине.