Устройство для регулирования уровня жидкости в емкости

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТИ, содержаt ee датчик уровня, подключенный к приводу регулирующего клапана, установленного в трубопроводе слива жидкости из емкости, отличающееся 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, верхняя полость этого сосуда подключена дополнительным соединительным трубопроводом с дроссельным клапаном к верхней полости емкости, а нижняя полость сосуда подключена вторым дополнительным трубопроводом с дроссельным клапаном к суженной части сопла. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК

4(ц F 28 F 27/00

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) 224408 ЧССР (21) 7772560/24-06 (22) 29.07.82 (31) PV 6232-81 (32) 20.08.81 (33) ЧССР (46) 28.02.85. Бюл. У 8 (72) Йозеф Алтманн (ЧССР) (71) Шкода концерновы подник (ЧССР) (53) 621.186.67 (088.8) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДДЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТИ, содержащее датчик уровня, подключенный к приводу регулирующего клапана, установленного в трубопроводе слива жид»SU, 1142724 А 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, верхняя полость этого сосуда подключена до". полнительным соединительным трубопроводом с дроссельным клапаном к верхней полости емкости, а нижняя полость сосуда подключена вторым дополнительным трубопроводом с дроссельным клапаном к суженной части сопла..

1142724

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 соединитель- ный 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- 5 мому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования уровня жидкости в емкости, содержащее датчик уровня, подключенный к приводу 10 регулирующего клапана, установленного в трубопроводе слива жидкости из емкости (Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. М., Энерго- 1 издат, 1981, с. 296, рис. 10.22).

Однако стабильность регулирования 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 к

35 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 гдлдкости, снабженного регулирующим клапаном 3, со следующей ступенью (на чертеже не показана) каскада теплообменников тепловой электростанции. ного сосуда 1О 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 приемно— го сосуда 10 соединена соединительным трубопроводом 15 с дроссельным клапаном 16 с верхней полостью 17 емкости 1.

Вихревой датчик 1? 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

I 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 передается

114272 4 ческое пространство 23 гидравлического приводя 24. Реальные гидравлический привод 24 н регулирующий клапан 3 содержат механически подвижные части, а следовательно, и элементы с сопротивлениями трения.

Поэтому перемещение поршня 26 и клан- пана 3 происходит только тогда, когда равнодействующая между силой, вызванной сжатой пружиной 27 и силой, соответствующей разности давлений в нижнем цилиндрическом пространстве 25 и в верхнем цилиндрическом пространстве 23 гидравлического привода 24, превысит силу трения, соответствующую пассивным сопротивлениям. В этом случае происходит изменение положения регулирующего клапана 3, приводящее к снижению его гидравлического сопротивления и к замедлению, отвечающему динамике трубопровода 2. Относительно быстрое изменение расхода через трубопровод 2 приводит к понижению уровня давления, снймаемого соплом 4 Вентури, и к замедлению, которое отвечает динамике трубопровода ".. Приемный сосуд 10 опорожняется, значительно медленнее опорожняется и емкость

Понижение уровня в приемном сосуде

1 и в вихревом датчике 12 повышает уровень выходного (напорного) сигнала из вихревого датчика 12 и сепа- . ратора 21 и давление в верхнем ци35 линдрическом пространстве 23.Установкой хода привода 24 корректируется положение регулирующего клапана 3 и слив конденсата из емкости 1.

Введением гидравлической поправочной связи можно достичь весьма значительного повышения стабильности регулировочного процесса, сНижения времени перерегулирования и снижения гидравлической потребляемой мощности. Путем изменения гидравлического сопротивления дроссельного клапана 8 возможно несложным образом изменять требуемую величину уровня поверхности в весьма широких пределах, в том числе в процессе эксплуатации.

3 в 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

BH (см.чертеж), а также разностью давлений Р в емкости и давления. Р ц 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 dH 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 A. Калашников

Техред С.Йовжий КорректорС. Шекмар

Редактор N. Циткина

Тираж 623 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 704/36

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул. Проектная,4