Пристрій для регулювання рівня розділу двох середовищ

Винахід відноситься до техніки автоматичного регулювання рівня і може бути використаний для регулювання в заданих границях рівня розділу двох рідин з різними коефіцієнтами діелектричної проникності, а також рівня рідини з меншою питомою вагою відносно поверхні розділу. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого пристрою є двохпозиційний регулятор рівня в ферментерах, що складається з датчиків нижнього і верхнього рівня першої рідини, з'єднаних виходами з входами відповідно першого та другого вимірювальних перетворювачів рівня, додаткового датчика, з'єднаного виходом з входом третього вимірювального перетворювача рівня, двох компараторів, підключених входами до виходів відповідно першого (.другого вимірювальних перетворювачів, першого ключа, з'єднаного керуючим входом з виходом першого компаратора, джерела постійної напруги та підсилювача з змінним коефіцієнтом підсилення. Пристрій дає можливість регулювати рівень тільки однієї з рідин, причому при переході на регулювання рівня іншої рідини необхідно змінювати коефіцієнт підсилення підсилювача, а одночасно регулювати рівень обох рідин схема не дозволяє. Крім того, використання для живлення вимірювальних кіл постійного струму створює небезпеку поляризації електродів. Пропоноване технічне рішення дозволяє регулювати рівні не тільки електропровідних рідин, а і всіх рідин, що мають різні діелектричні проникності. В основу винаходу поставлено завдання створення пристрою для регулювання рівня розділу двох середовищ шляхом розширення його функціональних можливостей за рахунок введення регулювання рівня другої рідини і забезпечення захисту від аварійних ситуацій, що дасть можливість використовувати його в технологічних процесах, де необхідне одночасне регулювання двох рідин, а також забезпечення надійної ізоляції шкідливої рідини від оточуючо го середовища. Це завдання вирішується тим, що в пристрій регулювання рівня розділу двох середовищ, який складається з датчиків нижнього і верхнього рівня першої рідини, з'єднаних ви ходами з входами відповідно першого та другого вимірювальних перетворювачів рівня, з датчика нижнього рівня другої рідини, з'єднаного виходом з входом третього вимірювального перетворювача рівня, а також двох клапанів зливу, встановлених на відповідних трубопроводах зливу першої і другої рідин, двох помп, встановлених на відповідних трубопроводах заливу першої та другої рідин, двох компараторів, підключених входами до виходів відповідно першого і другого вимірювальних перетворювачів, і першого ключа, з'єднаного керуючим входом з виходом першого компаратора, згідно з винаходом, в нього введені четвертий вимірювальний перетворювач рівня, два компаратори, три ключі, два елементи І і датчик верхнього рівня другої рідини, підключений виходом до входу четвертого вимірювального перетворювача рівня, причому датчики верхнього і нижнього рівня другої рідини встановлені на поплавку, входи третього і четвертого компараторів з'єднані з виходами третього і четвертого вимірювальних перетворювачів рівня, керуючі входи другого, третього і четвертого ключів з'єднані з виходами відповідно другого, третього і четвертого компараторів, перший і другий входи першого елементу І з'єднані з виходами відповідно першого і другого компараторів, а вихід першого елементу І з'єднаний з входами блокування ввімкнення першого і другого ключів, підключених виходами до керуючих входів відповідно помпи заливу і клапану зливу першої рідини, перший і другий входи другого елементу І з'єднані з виходами відповідно третього і четвертого компараторів, а вихід другого елементу І з'єднаний з входами блокування ввімкнення третього і четвертого ключів, підключених виходами до керуючих входів відповідно клапану зливу і помпи заливу другої рідини. Введення четвертого вимірювального перетворювача рівня, двох компараторів, трьох ключів і датчика верхнього рівня другої рідини, підключеного виходами до входів четвертого вимірювального перетворювача рівня, встановлення датчиків верхнього та нижнього рівня другої рідини на поплавку дає можливість регулювати рівень другої рідини. Введення першого елементу І, перший і другий вхід якого під'єднані до виходу відповідно першого та другого компараторів, а вихід з'єднаний з входом блокування ввімкнення першого та другого ключів, та другого елементу І, перший і другий вхід якого підключені до виходу відповідно третього і четвертого компараторів, а вихід з входом блокування ввімкнення третього і четвертого ключів виключають можливість створення аварійних ситуацій (одночасного наливу і зливу), наприклад, при перемішуванні рідин. Суть винаходу пояснюється кресленням (фіг.), на якому зображена структурна схема пристрою. В пристрій входять датчики 1, 2 - відповідно нижнього і верхнього рівня першої рідини і датчики 3, 4 відповідно нижнього і верхнього рівня другої рідини, вимірювальні перетворювачі 5, 6, 7, 8, компаратори 9, 10, 11, 12, ключі 13, 14, 15, 16, клапани 17, 18 зливу відповідно першої і другої рідини, помпи 19, 20 заливу відповідно першої і другої рідини, елементи І 21 і 22 та поплавок 23. Датчики рівня 1 і 2, 3 і 4 закріплені Із зсувом один відносно одного, причому датчики рівня 3 і 4 закріплені на поплавку. Кожний датчик рівня 1 - 4 відповідно через вимірювальні перетворювачі 5 - 8 підключені до входів компараторів 9 - 12. Компаратори 9 і 12 відповідно через ключі 13 і 16 підключені до керуючих входів помп 19 і 20. Помпа 19 встановлена на трубопроводі для заливу рідини з більшою питомою вагою, помпа 20 на трубопроводі для заливу рідини з меншою питомою вагою. Компаратори 10 і 11 відповідно через ключі 14 і 15 підключені до керуючих входів клапанів дня зливу рідини 17 і 18. Клапан 17 встановлено в тр убопроводі для зливу рідини з більшою питомою вагою, клапан 18 - в трубопроводі для зливу рідини з меншою питомою вагою. Виходи компараторів 9 і 10 з'єднані з входом схеми І 21, вихід якої з'єднано через ключі 13 і 14 відповідно з керуючими входами помпи 19 і клапану 17. Виходи компараторів 11 і 12 з'єднано з входом схеми І 22, вихід якої через ключі 15 і 16 з'єднаний з керуючими входами відповідно клапану 18 і помпи 20. Пристрій працює таким чином. У випадку, коли рівень розділу дво х рідин і рівень другої рідини відносно поверхні розділу знаходяться в заданих границях, то пристрій знаходиться в стаціонарному режимі, а сигнали на виході вимірювальних перетворювачів рівня відсутні. Якщо рівень поверхні розділу двох рідин опуститься нижче допустимої границі, на якій встановлено датчик 1, на виході вимірювального перетворювача 5 появиться сигнал, що викличе спрацювання компаратора 9, і ключ 13 увімкне помпу 19 для заливу першої рідини до ліквідації збурення, яке виникло. Якщо рівень поверхні розділу двох рідин підніметься вище допустимої границі, на якій встановлено датчик 2, на виході вимірювального перетворювача 6 рівня появиться сигнал, котрий викличе спрацювання компаратора 10, і ключ 14 відкриє клапан 17 зливу для першої рідини до ліквідації збурення, яке виникло. У випадку, коли рівень другої рідини підніметься вище допустимого значення, на якому встановлено датчик 3 другої рідини, то на виході вимірювального перетворювача 7 рівня появиться сигнал, що викличе спрацювання компаратора 11, і ключ 15 відкриє клапан зливу 18 другої рідини до ліквідації збурення, яке виникло. Якщо рівень рідини опуститься нижче допустимого значення, на якому встановлено датчик 4, то на виході вимірювального перетворювача 8 рівня появиться сигнал, що викличе спрацювання компаратора 12, і ключ 16 увімкне помпу 20 заливу для другої рідини до ліквідації збурення, яке виникло. Для виключення можливості створення аварійної ситуації, наприклад, при перемішуванні рідин (одночасного заливу і зливу), при одночасній появі сигналів на виходах компараторів 9 і 10 наявність елементу І 21 забезпечить від'єднання помпи 19 заливу і закриття клапану 17 зливу першої рідини. Аналогічно при одночасній появі сигналів на виходах компараторів 11 і 12 наявність елементу І 22 забезпечить від'єднання помпи 20 заливу і закриття клапану 18 зливу др угої рідини. Пристрій працездатний незалежно від електропровідності рідин, дає можливість підтримувати рівень розділу рідин і рівень верхньої рідини відносно поверхні розділу, а також працездатність незалежно від поляризації рідин.