RU2521102C1 - Device for zonal heating of cryogenic control apparatus - Google Patents
Device for zonal heating of cryogenic control apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521102C1 RU2521102C1 RU2012146836/07A RU2012146836A RU2521102C1 RU 2521102 C1 RU2521102 C1 RU 2521102C1 RU 2012146836/07 A RU2012146836/07 A RU 2012146836/07A RU 2012146836 A RU2012146836 A RU 2012146836A RU 2521102 C1 RU2521102 C1 RU 2521102C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- input
- output
- cryogenic
- heating element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к области криогенной техники и предназначено для обогрева регулирующих аппаратов, используемых в криогенных технологиях.The device relates to the field of cryogenic technology and is intended for heating control devices used in cryogenic technologies.
Известно устройство для зонального нагрева, содержащее нагревательные элементы, подключенные к источнику питания, размещенные в разъемном по образующей кожухе, состоящем из двух частей, причем форма нагревательных элементов повторяет форму нагреваемого объекта, нагревательные элементы соединены с одной стороны с токоподводами, с другой стороны - с кожухом, части кожуха соединены электрически между собой.A device for zonal heating is known, containing heating elements connected to a power source, housed in a detachable housing forming in two parts, the shape of the heating elements repeating the shape of the heated object, the heating elements are connected on one side to current leads, on the other hand, to casing, parts of the casing are electrically connected to each other.
Недостатком известного устройства является необходимость проведения сборочных операций при смене обогреваемого объекта.A disadvantage of the known device is the need for assembly operations when changing a heated object.
Наиболее близким является устройство для перекачки сжиженного газа, в частности регулирующего клапана, содержащего закрепленный в кожухе криогенной емкости полый корпус, внутри которого размещен подвижный вдоль корпуса шток, связанный одним концом с выходом привода перемещения штока, а другим - с тарелкой клапана, изменяющего проходное сечение трубопровода, по которому протекает сжиженный газ (Беляков В.П. Криогенная техника и технология. - М.: Энергоатомиздат, 1982, с.52- 54).The closest is a device for pumping liquefied gas, in particular a control valve containing a hollow body fixed in a cryogenic tank housing, inside of which a rod movable along the body is placed, connected at one end to the output of the rod displacement actuator and the other to a valve disc that changes the flow area a pipeline through which liquefied gas flows (Belyakov V.P. Cryogenic equipment and technology. - M.: Energoatomizdat, 1982, p. 52-54).
Недостатком данного устройства является то, что при изменении температуры и влажности окружающей среды элементы криогенного регулирующего аппарата при температуре внутри аппарата порядка - 180°С, находящиеся снаружи криогенной емкости, обледеневают. При низких температурах и повышенной влажности воздуха лед образуется не только на наружных поверхностях аппарата, но и в опорах, по которым перемещаются подвижные элементы аппарата. Это вызывает заклинивание подвижных элементов аппарата и может привести к потере его работоспособности, вплоть до выхода из строя. Этот недостаток особенно ярко проявляется после длительной эксплуатации криогенной установки.The disadvantage of this device is that when the temperature and humidity of the environment change, the elements of the cryogenic control apparatus at a temperature inside the apparatus of the order of - 180 ° C, located outside the cryogenic tank, freeze. At low temperatures and high humidity, ice is formed not only on the outer surfaces of the apparatus, but also in the supports along which the moving elements of the apparatus move. This causes jamming of the movable elements of the device and may lead to a loss of its operability, up to failure. This disadvantage is especially pronounced after prolonged operation of the cryogenic installation.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в обеспечении желаемого распределения температур элементов аппарата по всей его длине, при котором исключается образование наледи и заклинивание подвижных соединений, а также возможность установки системы обогрева в работающем оборудовании без его разборки.The technical problem solved by the proposed device is to provide the desired temperature distribution of the elements of the apparatus along its entire length, which eliminates the formation of ice and jamming of movable joints, as well as the possibility of installing a heating system in operating equipment without disassembling it.
Технический эффект, заключающийся в обеспечении непрерывного режима работы криогенного оборудования, достигается тем, что в известное устройство, содержащее закрепленный в кожухе криогенной емкости полый корпус регулирующего аппарата, внутри которого размещен подвижный вдоль корпуса шток, связанный одним концом с выходом привода перемещения штока, а другим - с запирающим элементом клапана, изменяющего проходное сечение трубопровода, по которому протекает сжиженный газ, с наружной стороны корпуса регулирующего аппарата установлено не менее одного резистивного нагревательного элемента и датчика температуры, а также введены регулятор напряжения, задатчик температуры и регулирующее устройство, подключенное первым входом к выходу задатчика температуры, вторым входом - к выходу датчика температуры, а выходами - к управляющему входу регулятора напряжения, подключенного силовым входом к источнику питания.The technical effect of providing continuous operation of the cryogenic equipment is achieved by the fact that in the known device comprising a hollow body of a regulating apparatus fixed in a cryogenic tank housing, inside of which is a rod movable along the body, connected at one end to the output of the rod displacement drive, and to the other - with a locking element of the valve that changes the flow cross section of the pipeline through which the liquefied gas flows, it is installed on the outside of the control unit less than one resistive heating element and a temperature sensor, and also introduced a voltage regulator, a temperature controller and a control device connected by the first input to the output of the temperature controller, the second input to the output of the temperature sensor, and the outputs to the control input of the voltage controller connected to the power input to power source.
Кроме того, в предлагаемом устройстве нагревательный элемент может быть выполнен разъемным по оси корпуса.In addition, in the proposed device, the heating element can be made detachable along the axis of the housing.
Предлагаемое устройство может быть также дополнено установленными на наружной стороне корпуса привода датчиком температуры и резистивным нагревательным элементом, аналогичными указанными выше, а также введены соединенные аналогично ранее введенным регулирующее устройство, задатчик температуры и регулятор напряжения.The proposed device can also be supplemented with a temperature sensor mounted on the outside of the drive housing and a resistive heating element similar to those indicated above, as well as introduced a regulating device, a temperature regulator and a voltage regulator connected similarly to those previously introduced.
Известно использование резистивных электрических нагревателей и автоматических регуляторов температуры для нагрева различных промышленных объектов (см. например, Автоматическое управление электротермическими установками: Учебник для вузов /A.M.Кручинин, К.М.Махмудов, Ю.М.Миронов и др.; Под ред. А.Д.Свенчанского. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.175-207). Применение резистивных нагревателей с системами автоматического регулирования температуры авторам не известно.It is known to use resistive electric heaters and automatic temperature controllers for heating various industrial facilities (see, for example, Automatic control of electrothermal installations: Textbook for universities / AMKruchinin, K.M. Makhmudov, Yu.M. Mironov et al .; Ed. A .D.Svenchansky. - M.: Energoatomizdat, 1990, p. 175-207). The use of resistive heaters with automatic temperature control systems is not known to the authors.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен разрез стенки камеры в месте установки регулирующего аппарата, а на фиг.2 - функциональная схема регулятора температуры.The device is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a section of the wall of the chamber at the installation site of the regulatory apparatus, and figure 2 is a functional diagram of a temperature controller.
Устройство для обогрева криогенного регулирующего аппарата (фиг.1) содержит закрепленный в кожухе криогенной емкости полый корпус регулирующего аппарата 1, внутри которого размещен подвижный в осевом направлении корпуса шток 2, связанный одним концом с выходом привода 3 перемещения штока, а другим - с запирающим элементом 4, изменяющим проходное сечение трубопровода 5, по которому протекает находящийся в криогенной емкости сжиженный газ с температурой Θвн, лежащей в диапазоне - 130-180°С. Стрелками на фиг.1 показано направление потока газа в трубопроводе 5. Криогенная камера на чертеже не приводится, поскольку ее форма (в виде цилиндра или призмы) не оказывает влияния на существо предложения. На фиг.1 приведен фрагмент оболочки (стенки) криогенной камеры, состоящей из внутренней 6 и наружной 7 стенок, полость между которыми заполнена насыпным теплоизолирующим материалом 8, например перлитом. В криогенной камере между внутренней и наружной стенками выделена полость для размещения регулирующего аппарата (цилиндрической или призматической формы, что несущественно), герметично отделенная от стенок 6 и 7 криогенной камеры оболочкой 9, которая также заполняется теплоизолирующим материалом 10 (например, стекловатой). Полый корпус 1 регулирующего аппарата установлен внутри полости образованной оболочкой 9 и стенками 6, 7 криогенной камеры. С наружной стороны корпуса 1 регулирующего аппарата установлено не менее одного резистивного нагревательного элемента 11 и датчика температуры 12. Число нагревательных элементов может быть произвольным и определяется с одной стороны, мощностью необходимой для нагрева аппарата до желаемой температуры, а с другой - размерами нагревательных элементов 11 и объемом полости, в которой размещен регулирующий аппаратA device for heating a cryogenic control apparatus (Fig. 1) comprises a hollow casing of the control apparatus 1 fixed in a cryogenic tank casing, inside of which a rod 2 movable in the axial direction of the casing is located, connected at one end to the output of the
Для поддержания требуемой температуры корпуса 1 регулирующего аппарата введены регулятор напряжения 13, задатчик температуры 14 и регулирующее устройство 15. Первый вход регулирующего устройства 15 соединен с выходом задатчика температуры 14, второй вход устройства 13 соединен с выходом датчика температуры 12, а выходом - с управляющим входом регулятора напряжения 13, подключенного силовым входом к источнику питания 16 (фиг.2).To maintain the required temperature of the housing 1 of the regulatory apparatus, a
Для удобства монтажа каждый нагревательный элемент 11, охватывающий корпус 1 аппарата, целесообразно выполнять разъемным в направлении оси корпуса.For ease of installation, each
При низких температурах Θн окружающей среды и повышенной влажности может оказаться целесообразной установка на корпусе привода 3 дополнительных нагревательных элементов 17 и датчиков температуры 18, аналогичных основным нагревательным элементам 11 и датчикам 12. Схема подключения к источнику питания 16 дополнительных нагревательных 17 аналогична схеме подключения основных нагревательных элементов 11 (см. фиг.1).At low temperatures Θ n ambient and high humidity can be advantageous to install on the
Устройство работает следующим образом. В работающей криогенной установке сжиженный газ имеет температуру, лежащую в диапазоне - 130 -180°С, в то время как температура наружного воздуха может колебаться от - 40 до +40°С. При плюсовых температурах наружного воздуха, низкой влажности и хорошей теплоизоляции обледенение трущихся деталей аппарата, как правило, не происходит. Однако при увеличении влажности воздуха и понижении температуры окружающей среды происходит обледенение подвижных элементов аппарата как внутри его корпуса, так и снаружи. Для обеспечения работоспособности регулирующего аппарата при изменении температуры окружающей среды на его корпусе 1 предлагается устанавливать один или более нагревательный элемент 11 и датчик температуры 12, располагая его на некотором расстоянии от нагревательного элемента. Полость, ограниченная с одной стороны корпусом регулирующего аппарата, а с другой - оболочкой 9 криогенной камеры, как правило, имеет ограниченный объем и труднодоступна для установки каких-либо дополнительных элементов, поскольку в ней расположены различного рода опоры, удерживающие аппарат в криогенной камере.The device operates as follows. In a working cryogenic installation, liquefied gas has a temperature lying in the range - 130 -180 ° C, while the temperature of the outside air can range from - 40 to + 40 ° C. At plus outside temperatures, low humidity and good thermal insulation, icing of the friction parts of the apparatus, as a rule, does not occur. However, with increasing air humidity and lowering ambient temperature, the moving elements of the apparatus are iced up both inside its body and outside. To ensure the operability of the regulatory apparatus when the ambient temperature changes, it is proposed to install one or
Для удобства монтажа нагревательного элемента 11 в действующей криогенной установке его целесообразно выполнять в виде разъемного вдоль оси корпуса регулирующего аппарата 1 и плотно охватывающего последний кольца, осевые и радиальные размеры которого определяются расстоянием между удерживающими корпус регулирующего аппарата 1 опорами и диаметром технологической полости, окружающей корпус аппарата. По указанным причинам может оказаться более предпочтительным устанавливать несколько нагревательных элементов 11 меньшей длины и диаметра, чем один такой же мощности. Кроме того, установка нескольких нагревателей позволяет обеспечить лучшее распределение температур по длине аппарата, что благоприятно сказывается на его работоспособности. После установки нагревательных элементов 11 и термопар 12 полость вокруг корпуса регулирующего аппарата 1 заполняют теплоизоляционным материалом, например минеральной ватой, не взаимодействующей с кислородом.For ease of installation of the
Поддержание требуемого распределения температур корпуса 1 регулирующего аппарата исключает заклинивание подвижного штока 2 и обеспечивает надежное функционирование запирающего элемента 4 при изменении температуры и влажности окружающего воздуха в широких пределах.Maintaining the required temperature distribution of the housing 1 of the control apparatus eliminates jamming of the movable rod 2 and ensures the reliable functioning of the locking element 4 when changing the temperature and humidity of the ambient air over a wide range.
При низких температурах окружающей среды мощности нагревательных элементов, установленных на корпусе 1 аппарата, может оказаться недостаточно для поддержания требуемой температуры привода 3, что может привести к его обледенению. Для исключения обледенения корпуса привода аппарата на его корпусе целесообразно установить дополнительные нагревательные элементы и датчик температуры, аналогичные установленным на корпусе 1. Регулирование мощности нагревательного элемента, установленного на корпусе привода 3, осуществляется с помощью регулятора температуры (фиг.2), аналогичного регулятору температуры, используемому для нагревательных элементов, установленных на корпусе 1 аппарата.At low ambient temperatures, the power of the heating elements installed on the housing 1 of the device may not be enough to maintain the required temperature of the
Для обеспечения работоспособности аппарата при изменении температуры окружающей среды необходимо регулировать мощность, поступающую на нагревательный элемент 11, поддерживая тем самым заданную температуру корпуса регулирующего аппарата 1. Поддержание требуемой температуры корпуса 1 регулирующего аппарата обеспечивается с помощью системы автоматического регулирования температуры, включающей в себя (для каждого нагревательного элемента 11) регулятор напряжения 13, регулирующее устройство 15, задатчик температуры 14 и датчик температуры 12. Регулятор напряжения 13 подключен силовым входом к источнику питания 16 (питающей сети переменного тока), а управляющим входом - к выходу регулирующего устройства 15. Регулирующее устройство 15 сравнивает сигнал 03, поступающий от задатчика температуры 14, с сигналом 0 обратной связи, поступающим от датчика температуры 12, расположенного на корпусе 1 аппарата. На выходе регулирующего устройства 15 вырабатывается сигнал, пропорциональный разности температур ΔΘ=Θз-Θ, который обеспечивает регулирование мощности, поступающей в нагревательный элемент 11. Как следует из приведенного выражения, изменение температуры Θ корпуса 1 регулирующего аппарата при изменении температуры окружающей среды будет приводить к изменению мощности, поступающей в нагревательный элемент и, следовательно, будет приводить к восстановлению заданного температурного режима аппарата.To ensure the operability of the apparatus when the ambient temperature changes, it is necessary to regulate the power supplied to the
В настоящее время регулятор напряжения 13 выполняется на тиристорах и выпускается серийно. Регулирующее устройство 15 выполняется, как правило, в виде серийно выпускаемого программируемого микропроцессорного контроллера, в котором оператором задается на дисплее требуемая температура Θз. В качестве датчика температуры 12 целесообразно использовать стандартную термопару, например хромель-копелевую. Таким образом, реализация регулятора температуры не вызывает трудностей и выполняется на серийных покупных элементах.Currently, the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146836/07A RU2521102C1 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Device for zonal heating of cryogenic control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146836/07A RU2521102C1 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Device for zonal heating of cryogenic control apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012146836A RU2012146836A (en) | 2014-05-10 |
RU2521102C1 true RU2521102C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=50629387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146836/07A RU2521102C1 (en) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Device for zonal heating of cryogenic control apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521102C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588585C1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Криотерм" (ООО "Криотерм") | Device for adaptive heating of cryogenic device |
RU2653529C1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-05-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Device for heating a cryogenic apparatus |
RU183149U1 (en) * | 2017-08-21 | 2018-09-12 | Общество с ограниченной ответственностью "КРИОТЕРМ" | DEVICE FOR PRECISE TEMPERATURE REGULATION IN TECHNICAL GAS HEATERS |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2067358C1 (en) * | 1993-09-09 | 1996-09-27 | Производственный кооператив "Элав" | Digital electronic temperature sensor |
RU2071886C1 (en) * | 1990-12-13 | 1997-01-20 | Купер Индастриз, Инк. | Soldering device |
-
2012
- 2012-11-02 RU RU2012146836/07A patent/RU2521102C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2071886C1 (en) * | 1990-12-13 | 1997-01-20 | Купер Индастриз, Инк. | Soldering device |
RU2067358C1 (en) * | 1993-09-09 | 1996-09-27 | Производственный кооператив "Элав" | Digital electronic temperature sensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588585C1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Криотерм" (ООО "Криотерм") | Device for adaptive heating of cryogenic device |
RU2653529C1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-05-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Device for heating a cryogenic apparatus |
RU183149U1 (en) * | 2017-08-21 | 2018-09-12 | Общество с ограниченной ответственностью "КРИОТЕРМ" | DEVICE FOR PRECISE TEMPERATURE REGULATION IN TECHNICAL GAS HEATERS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012146836A (en) | 2014-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2521102C1 (en) | Device for zonal heating of cryogenic control apparatus | |
RU131929U1 (en) | DEVICE FOR ZONE HEATING OF CRYOGENIC REGULATING APPARATUS | |
US20130068313A1 (en) | Electronic Pressure Independent Controller For Fluid Flow Control Valve | |
US20130220590A1 (en) | Method and system for controlling the temperature of components | |
CN103615545B (en) | A kind of adjustable point regulates the Self-power temp. regulator of temperature | |
GB2475306A (en) | Temperature control apparatus including heat pipe for a gas or other detector that extends its operating range to extreme temperatures | |
KR20120132226A (en) | Arctic Vessel With Automatic Temperature Control Function of Space Heater | |
KR20180108056A (en) | Three-way valve with temperature holding function | |
JP5144773B2 (en) | Component heater | |
RU144886U1 (en) | DEVICE FOR ZONE HEATING OF CRYOGENIC REGULATING APPARATUS | |
EP2997338B1 (en) | Temperature control | |
RU2601911C2 (en) | System for automated control of modular compressor station | |
CN105190178B (en) | Gas regulation accessory | |
RU2588585C1 (en) | Device for adaptive heating of cryogenic device | |
RU2653529C1 (en) | Device for heating a cryogenic apparatus | |
US20200182412A1 (en) | System and method for electric heating trace system management | |
CN104482637A (en) | Control system and control method for special two/four-pipe air conditioner for clean operating room | |
CN206096965U (en) | Subregion temperature control system and device | |
RU169322U1 (en) | THERMAL INSULATING CASE TO INCREASE THE RELIABILITY OF SECURITY VALVES | |
CN107462296B (en) | Gas flowmeter | |
CN108436067A (en) | A kind of casting holding furnace based on PLC control system | |
US3332254A (en) | Heater for the maintenance of stable two-phase flow in uninsulated, flexible-transfer-line cryogenic systems | |
RU159991U1 (en) | DEVICE FOR ADAPTIVE HEATING OF CRYOGENIC APPARATUS | |
RU109887U1 (en) | CONTROLLER FOR CONTROL OF ELECTRICAL EXECUTIVE MECHANISM | |
RU169048U1 (en) | DEVICE FOR PRE-STARTING HEATING OF OIL OF MARCH ENGINE AND HELICOPTER TRANSMISSION UNITS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151103 |