RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 43024 KI. 74 b, 1 Inz. Alojzy Szyndler Chelmek, Polska Sygnalizator elektronowy poziomów cieczy Patent trwa od dnia 12 slerpmlia 1959 r.Przedmiotem wynalazku jest sygnalizator elektronowy, który sluzy do sygnalizowania po¬ ziomu kondensatu lub cieczy czesciowo lub cal¬ kowicie rozpuszczajacych sie wwodzie, na przy¬ klad alkoholi, regulowania poziomu cieczy, sy¬ gnalizowania granicznych wartosci parametru mierzonego, którego przekroczenie moze spowo¬ dowac wybuch lub pozar, a który zainstalowany musi byc w pomieszczeniach szczególnie zagro¬ zonych niebezpieczenstwem wybuchu lub po¬ zaru, a wiec tam, gdzie impuls do sygnalizacji typu elektrycznego nawet przez stykli rteciowe zatopione w szkle nie daja gwarancji bezpie¬ czenstwa, sygnalizowania poziomu cial sypkich wilgotnych, sygnalizowania przesuwu na przy¬ klad powstalego w wyniku dylatacji w miej¬ scach niewidocznych i trudno dostepnych. botychczas do sygnalizacji stosuje sie: Urzadzenlia plywakowe o przeniesieniu bez¬ posrednim' mechanicznym, urzadzenia -plywa¬ kowe z zastosowaniem cewki indukcyjnej, urza¬ dzenlia plywakowe z zastosowaniem selsynów, .poziomomierze elektryczne pojemnosciowe, po- ziomomierze hydrostatyczne, sygnalizatory z czujnikiem fotoelektrycznym, sygnalizatory z czujnikiem elektrycznym, sygnalizatory elek- tropneumatyczne.Urzadzenlia te z uwagi na ruchomy uklad mechanizmów oraz dzialanie korozyjne sa za¬ wodne, klopotliwe w obsludze, nieraz, bardzo kosztowne, wymagaja jednoznacznie Okreslonej cieczy, okreslonych warunków eksploatacyjnych, z powodu istniejacej róznicy potencjalów na czujniku 42 lub 65 V, okreslonej cieczy i Okre¬ slonych warunków eksploatacyjnych, natomiast sygnalizator elektropneumatyczny jest bardzo - klopotliwy w obsludze, bardzo drogi, a w si¬ mie nliepewny w dzialaniu.Sygnalizator elektronowy wedlug wynalazku- usuwa te ' wady gdyz nie posiada czesci ru¬ chomych, przystosowany moze byc do kazdych warunków eksploatacyjnych, w miejscach nie¬ widocznych i trudno dostepnych, moze dzialac w zbiorniku otwartym lub zamknietym przy dowolnej temperaturze i cisnieniu, miejsce za¬ instalowania czujnika moze byc w dowolnej o&-leglotó od czlonu sterujacego, Jest bardzo la¬ twy w montazu i obsludze, koszt urzadzenia dla wszystkich wyzej podanych zastosowan jest prawie ten sam, a w porównaniu z wyzej po- . danymi metodami jest znikomo maly. Na czuj- ruliku sygnalizatora elektronowego, wedlug wy¬ nalazku potencjal waha 9ie od 0 do —4 V, na-5f tomiast przeplyw pradu przy zwartych stykach^ czujnika dochodzi do 0,05 mA.Na rysunku uwidoczniono przyklady wyko¬ nania sygnalizatora elektronowego wedlug wy¬ nalazku, przy czym fig. 1 przedstawia -schemat. ukladu polaczen sygnalizatora elektronowego, fig. 2 — czujniik sygnalizatora, fig. 3 — uklad polaczen sygnalizatora w zastosowaniu do re¬ gulacji poziomu cieczy, fig. 4 — uklad polaczen sygnalizatora w zastosowaniu do dokladniejszej . sygnalizacji, regulacji poziomu cieczy,., w po¬ równaniu z ukladem wedlug fig. 3, a fig. 5 — czujnik sygnalizatora przystosowany do wyso¬ kich temperatur i cisnien.Istota dzialania sygnalizatora elektronowego~ wedlug wynalazku polega na wykorzystaniu zjawdiska powstawania ladunku przestrzennego w lampie elektronowej. Uklad polaczen wedlug fig. 1 podzielony jest na trzy czesci.CzesC pierwsza stanowi czlon zasalajacy sta¬ nowiacy typowy dwu polówkowy prostownik bez filtracji/ pradu.Czesc druga jest czlonem sterujacym z prze¬ kaznikiem pradu stalego, potencjometrem czu¬ losci ^ czujnikiem.Czesc trzecia jest czlonem sygnalizacyjnym stanowiacym obwód wtórny przekaznika z moz- zliwoscia sterowania elementów sygnalizacyj¬ nych. Sygnalizator po przylaczeniu do sieci pra¬ du zmiennego dziala po uplywie 5 sekund z u- wagft na czas niezbedny do rozgrzania tody. Jezeli elektrody a i b czujnika fig. 1 sa przerwane, wówczas elektronówka ABO dziala jak dioda. Przy okreslonym potencjonale ano¬ dy, a przede wszystkim dzieki pojemnosci po- .wstalej na skutek przylaczenia do Siatki elek¬ tronówki ABCi, przewodu odizolowanego od pozostalych czesci przyrzadu, w lampie powsta¬ je ladunek przestrzenny, który uniemozliwia emitowanym elektronom dojscie do anody. Czesc elektronów, która dzieki swej duzej energii ki¬ netycznej dotarla do anody powoduje, ze przez cewke przekaznika plynie prad, który jest jed¬ nak za maly do uruchomienia przekaznika, Do¬ piero zwarcie elektrod a i b czujnika wedlug lig. 1 powoduje, ze siatka lampy ABCi przyjmie potencjal katody, przez co wzmocni sie pole elektryczne katoda—anoda i wzrosnie przeplyw pradu przez cewke do takiej wartosci, ze prze¬ kaznik zadziala uruchamiajac uklad sygnaliza¬ cyjny. Przerwanie styków a i b czujnika spo- rwoduje natychmiastowe pojawienie sie ladun¬ ku przestrzennego w elektronówce ABCi, który wplynie na obnizenie sie przeplywu pradu do wartosci minimalnej, a tym samym wylaczenia przekaznika i przerwania ukladu sygnalizacyj¬ nego. Za pomoca dzielnika napiecia P wlaczo¬ nego w obwód katody elektronówkli ABCi, re¬ guluje sie oslabienie lub wzmocnienie pola elek¬ trycznego katodaj—anoda elektronówki ABCi, a tym samym czulosc dzialania przekaznika przy zwarciu elektrod a i b czujnlika przez ciecz lub styk.Sygnalizator alarmuje akustycznie lub swietl¬ nie z chwila osiagniecia granicznej wartosci po¬ ziomu II tzn,, gdy elektrody a i b czujtniika sa zwarte przez ciecz. W obwodzie sterujacym rów¬ nolegle do dzielnika napiecia P podlaczony jest miliwoltomierz sygnalizacyjny, którego . sygna¬ lizacja zasilana jest z awaryjnego zródla pradu stalego. Jezeli ciecz nie zwiera elektrod a i b czujlnlika przez dzielnik napiecia P plynie mi¬ nimalny prad elektronówki ABCi, wywolujac na nim spadek napiecia, który spowoduje wy¬ chylenie wskazówki miliwoltomierza w poloze¬ nie I co dowodzi, ze uklad sygnalizatora jest nieuszkodzony i przygotowany do dzialania. Je¬ zeli poziom cieczy osiagnie stan II, wówczas zostana zwarte elektrody a i b, wzrosnie prze¬ plyw pradu .przez dzielnik napiecia, co wywola wiekszy spadek napiecia i wskazówka mili- woitomderza yry.dsyti sie w polozenie II. W ra¬ zie zaniku pradu zmiennego lub uszkodzenia ukladu sterujacego wskazówka miliwoltomierza spadnie do 0, uruchamiajac sygnalizacje awa¬ ryjna. Wielkosc i material czujnika wedlug fig. 2 uwarunkowana jest od sposobu montazu i pa¬ rametrów cieczy. Dla temperatury powyzej "60°C dlawiki 3, 5, 6, winny byc wykonane z porce¬ lany, a elektrody stykowy a i b oznaczone cy¬ frami 1 i 2 ze stali nierdzewnej. Ponizej 60°C dlawiki 3, 5 i 6 wykonane moga byc z wini- duru. Czujnik zamontowany moze byc w plasz¬ czyznie poziiomej lub pionowej stosownie do po¬ trzeby. Ponadto istnieje mozliwosc przedluzenia czujnika przez wkrecenie tulejki w miejsce dlawika 6. Dlawik 3 jest wymienny, wielkosc i ksztalt jego jest zalezna od ustawienia czu¬ losci sygnalizatora przy zwartych stykach elek¬ trod a i b, przez dana ciecz oraz stosowanie do warunków eksploatacyjnych sygnalizowane¬ go stanu poziomu cieczy. Nalezy zwrócic uwa¬ ge, ze przy podlaczeniu czujnika, przewód od -a -siatki elektronówki ABCt, muisji byc podlaczony do elektrody stykowej 2 czujnika.Uklad wg fig. 3 zostal przystosowany do wa¬ runków ruchowych tam, gdzie kondensat z siec cieplnych lub z wymienników ciepla zbiera sie w zbiorniku, a nastepnie pompowany jest do odgazowywaczy. Dzialanie regulacji polega na tym, ze przy zwarciu przez ciecz elektrod a i b cziuijinika cz. 1. zadziala przekaznik I. Jezeli po¬ ziom cieczy zewrze elektrody a i b czujnika cz. 2, wówczas zadziala-tprzekaiznik II zamyka¬ jac obwód przekaznika III, co spowoduje za¬ laczenie silnika pompy. 6-dy poziom kondensatu obnizy sie i elektrody a i b czujnika cz. 2 zo¬ stana rozwarte, wówczas pompa dalej dziiala, gdyz obwód cewki przekaznika III jest teraz zamkniety przez podtrzymanie fa&y T ze styku czynnego przekaznika HI. Z chwila gdy po* ziom kondensatu rozewrze elektrody a i b czyn¬ nika cz. 2, przekaznik I wylaczy sie, przerywa¬ jac obwód cewki przekaznika III, co spowoduje wylaczenie silnika pompy. Czujnik cz. 1 za¬ bezpiecza pompe przed zassaniem powietrza.Czujnik cz. 2 aule dopuszcza do przelewu kon¬ densatu. W wypadku duzych zbiorników po¬ wyzszy samoczynny regulator ¦ moze zastapic stala obsluge. Celem kontroli regulacji, równo¬ legle do oporu R fig. 3 wlaczony jest miliwol¬ tomierz "sygnalizacyjny, którego sygnaliizacja zasilana jest z awaryjnego zródla pradu stalego.Miliwoltomierz na skali swej oznaczone ma piec znamiennych wartosci tj. 0, I, II, III,. IV.Jezeli wskazówka miliwoltomierza wskazuje 0 oznacza to zanik pradu zmsiennego lub uszko¬ dzenie* w ukladzie regulatora. Przy wartosci 1 poziom kondensatu jest ponizej czujnika cz. 1 lub jedna z elektronówek ABCi jest uszkodzo¬ na. Przy wartosci wychylenia wskazówki w po¬ lozenie II .poziom kondensatu jest ponizej czuj¬ nika I i oznacza to, ze regulator jest przygo¬ towany do dzialania. Przy wartosci wychylenia III poziom kondensatu zwiera styki czujnika cz. 1. Przy wartosci IV poziom kondensatu zwie¬ ra czujnik cz. 2. Uklad sygnalizacyjny mili- woltomiierza jest tak ustawiony, ze przy war¬ tosci I zadziala sygnalizacja awaryjna np. swietlna i akustyczna.Fig. 4 przedstawia dokladniejsza sygnalizacje stanów poziomu cieczy. Sygnalizator stanów poziomu charakteryzuje sie tym, ze ilosc czuj¬ ników musi odpowiadac ilosci elektronówek ABCi oraz tylez przekazników RH 220 V. Kazda nastepna elektronówka ABCi musi byc wlaczona równolegle tak, jak na fig. 3 lub fig. 4. W za¬ stosowaniu tym zbyteczny jest miliwoltomierz Bltk. 404. 25.1.60. 100 BS. sygnalizacyjny, gdyz o dzialaniu ukladu sygna¬ lizacyjnego decyduje wiecej niz jeden poziom.Eig. 5 przedstawia czujnik sygnalizatora przy¬ stosowany na wysokie temperatury i cisnienia.Zasadniczymi* elementami czujnika sa, dwie swiece samochodowe, których srodkowe prze¬ wody zatopione w porcelanie stanowia elektro¬ dy a i b czujnika. Swiece te, swymi zewnetrz¬ nymi gwintami wkrecone i uszczelnione w wkrecie "10 stanowia wlasciwy czujnik. Wkret 10 wykonany jest ze stali nierdzewnej. Dlawik 11 wykonany moze byc z winiduru lepiej z ebo¬ nitu. Brodawka i2, która na stale przyspawana jest do zbiornika moze -byc ze stali nierdzewnej lub materialu zbiornika. Czujnik ten, z uwagi na swa prosta konstrukcje oraz odpornosc na wysokie temperatury i cisnienia, dla sygnali¬ zatora elektronowego jest czujnikiem bardzo , uniwersalnym. PL