Устройство для регулирования уровня воды в котле

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам автоматического регулирования уровня воды в котле, и может быть использовано для регулирования уровня жидкостей и в других технологических агрегатах различных отраслей промышленности.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциоиальная схема блока защиты и сигнализации.Устройство для регулирования уров ня воды в котле содержит датчик 1 верхнего предельно допустимого уровня, датчик 2 верхнего регулируемого уровня, датчик 3 нижнего регулируемого уровня, датчик 4 нижнего аварийного уровня, датчик 5 верхнего аварийного уровня, элементы НЕ 6-8, триггеры 9 и 10, элемент ИЛИ-НЕ 11, блоки 12 и 1 3 управления исполнительными механизмами, установленными соответственно на трубопроводах заполнений и слива воды из котла, блок 14 защиты и сигнализации и блок 15 запуска. Датчики 1-5 уровня являются соответственно датчиками-сигнализа 30 торами следующих уровней воды: верхнего предельно допустимого, верхнего регулируемого, нижнего регулируемого, нижнего аварийного, верхнего аварийного, Блок 14 содержит элементы И6, и 17, триггеры .18 и 19, усилители 2035 и 21 мощности, световые индикаторы 22 и 23, элемент ИЛИ 24 и формирователь 25 сбросаУстройство работает следующим образом.При включении электропитания на первом и втором выходах блока 15 запуска устанавливаются сигналы соотвественно логическойи логическо го "0". Сигнал логического "0", поступая на вход блока 14 зашиты и сигнализации, запрещает контроль сигналов с датчиков 5 и 4 уровня, а выходной сигнал блока 14 принимает значение логического 0 . Одновременно сигнал1: 1:50 логической с выхода блока 15 поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 11. обеспечивая формирование его выходного сигнала (логического "0), который, воздействуя на блок 1 2 управления исполнительным механизмом, обеспечивает его отключение (закрытие) и тем самым запрет заполнения котла водой. Состояние блока 13 управления исполнительным механизмом на трубопроводе слива воды из котла зависит от значения выходного сигнала триггера 9, которое, в свою очередь, зависит отсигналов датчиков 1 и 2, поступающих на его В- и Б-входы. Пусть уровень воды в котле находится между нижним регулируемым и .нижним аварийным. В этом случае выходные сигналы датчиков 1-3 и 5 имеютт значение логической ", а датчика 4 логического Оп. Тогда, учитывая, что сигналы датчиков 1 и 3 инвертируются элементами НЕ 6 и 7 соответственно, на 8-входе триггера 9 сигнал равен логическому пО, на его В-входе и на инвертирующем Б-входе триггера 10 - логической 1 ", а на инвертирук 1- щем В-входе триггера 1 0 - логическому "0", Поэтому триггеры 9 и 1 О устанавливаются в состояние О. Выходной сигнал триггера 9, равный логическо-. му "0, поступая на вход блока 13, обеспечивает отключение (закрытие) исполнительного механизма на трубопроводе слива воды из котла, а выходной сигнал триггера 1 О (логический "0") поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ1, не изменяя его состояния . Сигнал логического О" с выхода блока 14 поступает на вход блока 14, поэтому после воздействия оператором на его орган "Пуск" на первом выходе формируется логический 0, который поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 1, а на втором - логическая . , поступающая на третий. вход блока .14. Так как на первый и второй его входы с датчика 5 через элемент НЕ 8 и с датчика 4 соответственно поступают сигналы, равные логическому 0значение выходного сигнала блока 1 4 не изменяется. Наличие на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 11 сигналов логического "О", обеспечивает на его выходе сигнал логической "1", поступающей на вход блока 12, который включает (открывает) исполнительный механизм на трубопроводе заполнения котла водой. В результате чего уровень воды в котле начинает подниматься, сначала он достигает нккнего регулируемого уровня, при этом датчик 3 изменяет свой выходной сигнал с логической 1 на логический иО, который через элемент НЕ 7 поступает на инвертирующий1545207 45 5В-вход триггера 1 О и не изменяет егосостояния. Затеи уровень воды в котле достигает верхнего регулируемогозначения, тогда выходной сигнал датчика 2 принимает значение логического "0" и, поступив на инвертирующийБ-вход триггера 10, переключает егов состояние "1", которая поступив навход элемента ИЛИ-НЕ 11, вызываетформирование на его выходе сигналалогического 0. Этот сигнал, воздействуя на вход блока2, обеспечивает закрытие исполнительного механизма на трубопроводе заполнения котла водой, т.е. подача воды в котел иподъем ее уровня в нем прекращаются.Сигнал логического "0" с выхода датчика 2 одновременно поступает и на Ввход триггера 9, но состояния его неизменяет. Во время работы котла припроизводстве пара расходуется определенное количество воды, что способствует снижению ее уровня в котле.Когда уровень снизится ниже регулируемого значения, срабатывает датчик3, на его выходе формируется "1" ичерез элемент НЕ 7 поступает на инвертирующий Б-вход триггера 10 ипереключает его в состояние 0",Приэтом оба входных сигнала элементаИЛИ-НЕ 11 снова становятся равнымилогическому 0, поэтому его выходнойсигнал принимает значения логической"1". Этот сигнал, воздействуя наблок 12, приводит к открытию исполнительного механизма на трубопроводезаполнения котла водой, после этогоуровень воды в котле снова начинаетподниматься. Далее процесс работыустройства для регулирования уровня воды в котле повторяется, приэтом обеспечивается стабилизацияуровня воды между уровнями, определяемыми датчиками 2 (сверху) и 3(снизу),Если по какой-либо причине, например при неисправности исполнительногомеханизма на трубопроводе заполнениякотла водой, повьпнение уровня водыза счет вскипания при резком падениидавления в котле во время подключения его к потребителю или при резкомувеличении расхода пара потребителем,уровень воды повьппается до верхнегопредельно допустимого, то срабатываетдатчики формирует на выходе сигналлогического О. Этот сигнал, инвертируясь элементом НЕ 6, поступает на 5 10 15 20 25 30 35 40 Б-вход триггера 9 и переключает его"- в состояние логической ". Выходной сигнал триггера 9 воздействует на вход блока 13 управления исполнительным механизмом на трубопроводе слива воды из котла. В этом случае блок 3 обеспечивает включение (открытие) данного механизма и слив воды из котла, Выходной сигнал триггера 9 может быть использован для включения предупредительного сигнализатора (не показано), Вследствие слива воды из котла уровень ее понижается и при снижении его ниже верхнего предельно допустимого значения датчик 1 возвращается в состояние логической 1, Однако состояние триггера 9 сохраняется прежним, соответствующим "1", поэтому понижение уровня воды продолжается, Когда он опускается ниже верхнего регулируемого, датчик 2 фор" мирует на выходе сигнал логическойкоторый, поступив на Б-вход триггера 9, возвращает его в состояние логического "0". В результате чего блок 13 обеспечивает закрытие исполнительного механизма на трубопроводе слива воды из котла и дальнейшее более медленное снижение уровня воды возможно только за счет расхода ее на выработку пара.Если же после достижения уровнем воды верхнего предельно допустимого значения он продолжает повьппаться из-за неисправности, например, механизма на трубопроводе слива или более интенсивного процесса повьппения. уровня за счет вскипания при резком падении давления, то при достижении уровнем воды верхнего аварийного срабатывает датчик 5, на его выходе формируется логический "0, который, инверти" руясь элементом НЕ 8 и, поступив на первый вход блока 14, приводит к формированию на его выходе сигнала логической "1 . Одновременно в блоке 14с помощью соответствующего триггера обеспечивается запоминание дварий-. ной ситуации и включение индикатора. Логическая с выхода блока 14 поступает на вход блока5 и устанавливает его в исходное состояние (сигнал на первом его выходе равен логической "1", а на втором - логическому 0 ). При этом логический 0, поступивший на вход блока 4, блокирует прием сигналов по первому и второму входам блока 14, обеспечиваятем самым запоминание и инцикациюаварийной ситуации. Сигнал логическойРВ 111 поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 1 1 , на первом входе которого сигнал также равен логической " 1 " ,и дополнит ель но и одс траха выв а е т з апрет на включение исполнительного механизма на трубопроводе заполнениякотла водой блока 1 2 управления . Выходной сигнал блока 1 4 может бытьиспользован для о тключ ения подачитоплив а к го релоч ному устройству к о т- .ла и закрытия з адвижки на ег о и а роправ од е ( не пок а эано 1 ,В другой ситуации в о время работыкотла , когда уровень воды в котле снижа е тс я до нижн его аварийного , например , из - з а разрыва трубопровода з ап алие ния котла водой или н ег ерметично с ти 20арматуры на трубопроводе слив а воды,датчик 4 формирует на своем выходес иг нал логической1 " . В этом случае,как и в предыдущем , после с раб а тыв ания с оо тв ерс тв ующе г о узла з ащиты в 25блоке 1 4 , блок 1 5 вырабатывает выходные сигналы , обеспечивающие блок ироввк у приема сигналов блоком 1 4 и о тк рытия исполнительного механизма на труб оправ оде заполнения котла водой, 3 Оч то предотвращает последующее попадание воды в опустевший и раскаленныйКотел . После воздействия на орган квитиров ания блока 1 4 ег о выходной сйг налснова принимает значение логического0 , позволяющего после устраненияпричины аварийной ситуации с и омощьюблока 1 5 включить регулирование уровня воды в котле , которое маже т бытьвключено с помощью того же блока . 4 ОФормула изобретения1, Устройство для регулирования уровня воды в котле, содержащее датчик верхнего регулируемого уровня, первый и второй триггеры, блок управления первьм исполнительным механизмом, элемент ИЛИ-НЕ, блок защиты и сигнализации и блок запуска, причем выход первого триггера соединен с входом блока управления первым испол. нительным механизмам, выход второго триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом блока запуска, а вход установки единичного состояния второго триггера соединен с выходам длтчика верхнего регулируема.го уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью расширения функциональных вазможностей, в него введены датчики верхнего предельна допустимага, нижнего регулируемого, нижнего и верхнего аварийных уровней, блок управления вторым исполнительным механизмом и первый, второй и третий элементы НЕ, при этом вход блока управления вторым исполнительным механизмом соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, выход датчика верхнего регулируемого уровня соединен с входом сброса первого триггера, вход установки единичного состояния которого соединен с выходом первого элемента НЕ, подключенного входом к выходу датчика верхнего предельно допустимого уровня, вход сброса второго триггера соединен с выходом второго элемента НЕ, подключенного входом к1выходу датчика, нижнего регулируемого уровня, выход датчика нижнего аварийного уровня соединен с первым входом блока защиты и сигнализации, у которого выход соединен с входом блока запуска, второй вход - с выходом третьего элемента НЕ, подключенного входом к выходу. датчика верхнего аварийного уровня, а третий вход - с вторым выходом блока запуска,2. Устройство па и. 1, а т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок защиты и сигнализации содержит два элемента И, два триггера, два усилителя мощности, элемент ИЛИ, два световых индикатора и формирователь сброса, подключенный выходом к входам сброса первого и второго триггеров, соединенных выходами с входами соответственно первого и второго усилителей мощности и с первым и вторым входами элемента ИЛИ, вход установки единичного состояния первого триггера соединен с выходом первого элемента И, вход установки единичного состояния второго триггера соединен с выходом второго элемента И, выходы первого и второго усилителей мощности подключены к входам соответственно первого и второго световых индикаторов, причем первые входы первого и второго элементов И являются соответственно первым и вторым входами блока, объединенные вторые входы первого и второгоэлементов И являются третьим входом блока, а выход элемента ИЛИ является выходам блока.1545207 Редакт Гербер изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 491 ВНИИПИ Государственного 113035, тавитель В. ПрямипынТехред М.Ходанич Корректор Н,Король Тираж 653 П митета по изобретениям и о сква, Ж, Раушская наб.,одписноеткрытиямд. 4/5