(54) ПУЗЫРЬКОВАЯ КРИОГЕННАЯ КАМЕРА
1
Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может найти применение при разработке и конструировании пузырьковых водородных камер.
Известны пузырьковые водородные камеры с поршневым расширительным устройством, располагаемым в верхней части рабочего объема камеры и имеющим замкнутое надпоршневое пространство.
Оцнако в существующих пузырьковых камерах из-за разности давлений в надпоршневом пространстве и в пузырьковой камере в момент окончания процесса расширени жидкого водорода происходит выброс газообразного водорода из надпоршневого пространства в рабочий объем камеры, что существенно снижает качество работы пузырьковой камеры. Выброс газообразного водорода в объем пузырьковой камеры
устраняется путем образования гидравлического затвора в поршневом уплотнении (поддержанием определенного уровня жидкого водорода над поршнем), но это разобщает объемы камеры и пространства над
поршнем и усложняет задачу выравнивания давлений в них. Из-за подтекания жидкого водорода в камеру происходит снижение его уровня в надпоршневом пространстве, что требует введения устройств регулировки уровня жидкого водорода, усложняю тих конструкцию и эксплуатацию камеры.
Цель изобретения - устранение разности давлений между объемом пузырьковой камеры и надпоршневым пространством, а также автоматическое поддержание над поршнем заданного уровня жидкого водорода.
Эта цель достигается тем, что цилиндр и поршень механизма расширения введены в горловину рабочего объема камеры так, Л1ТО между цилиндром и горловиной образована тупиковая термостатированная полость открытая снизу в рабочий объем камеры, заполняемая жидким водородом. Верхняя граница термостатированной полости располагается на уровне, соответствующем уровню жидкого водорода над поршнем. В стенке цилиндра выполнены отверстия, соединяющие полость с надпоршневым прооанством, перекрываемые в течение процесса расширения.
На чертеже изображена конструкция механизма расширения пузырьковой криогенной водородной камеры, где 1 - цилиндр, 2 - поршень, 3 - горловина камеры, 4 - уплотнение поршня, 5 - полость вокруг цилиндра, 6 - соединительные отверстия, 7 - замкнутое надпоршневое пространство. S -f теплообменник термостатирования зоны
В исходном состоянии, когда поршень находится в нижнем положении, надпоршневое пространство связано с тупиковой полостью через отверстия 6. Жидкий водород находится на заданном уровне А , и даления в камере и над поршнем одинаковы.
В начале движения поршня вверх, отверстия 6 перекрываются уплотнением 4, и объемы 5 и 7 оказываются- разъединенными. Далее процесс снижения давления в камере идет как в обычном расширительном устройстве с цилиндром без отверстий.
После завершения процесса расширения и возврата подвижных элементов в исходное положение отвэрстия 6 оказываются снова открытыми, уровни жидкого водорода в KaNiepe и над поршнем возвращаются к заданному положению, и давление в объемах 5 и 7 становится одинаковым.
Стабилизация процесса гермостатирования сокращает в существенной мере время на релаксацию рабочей жидкости в каморе (имеется в виду приведение жидкости в исходное термодинамическое состояние перед очередным расширением). Это обстоятельство весьма важно, так как открывает возм1 жность увеличения быстро- цикличности камеры или, что то же, увеличения числа циклов расширения за один цикл ускорителя.
Формула изобретения
Пузырьковая криогенная камера с термостатированным механизмом расшире-
ния пузырькового типа, содержащим цилиндр и уплотненный поршень, отличающаяся тем, что, с целью автоматического поддержания над поршнем за.аанного уровня жидкого водорода, а так-
же устранения перена/.ш давления между надпоршневым прос:транством и объемом камеры, стенка цилин.цра снабжена отверстиями, сое.циняющими объем камеры с надпоршневым пространством и выполненными с возможностью перекрытия их в течение процесса расширения, цилиндр с поршнем введены в горловину рабочего объема камеры так, что между цилиндром и горловиной образована гуЛикавая термостатированная полость, открытая сн.изу в рабочий камеры, причем верхняя граница полости .;оответствует уровню м идкости над riopuiHeM.
