Механизм расширения криогенной пузырьковой камеры Советский патент 1979 года по МПК G01T5/06 

(54) МЕХАНИЗМ РАСШИРЕНИЯ КРИОГЕННОЙ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ

камеры, с поверхностью цилиндра, омываемой приводным газом.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что для периодической или непрерывной продувки объема между группами уплотнительных колец газом того же состава, что и жвдкость камеры, установлено устройство. Тогда расстояние между группами уплотнительных колец должно быть L h Ь, где ti - полный ход поршня в про цессе расширения - сжатия рабочего объема камеры;

) размер отверстий в циливдре поршня для продувки объема между группами уплотнительных колец

Од-верстия для продувки должны быть расположены в цилиндре, тшс, чтобы при ходе поршня вверх-вниз в процессе расширения-сжатия камеры уплотнительные кольца, не перекрывали их. При меньших ti между группами колец в процессе расширения рабочего объема камеры, т.е. при движении поршня вверх, группа колец, обрашенная к рабочему объему камеры,- будет соприкасаться с поверхностью; цилиндра, которая смывается приводным газом и захватывать его со стенки цилиндра. Захваченный газ этой группой колец переносится в надпоршневое пространство при движении поршня вниз. В конечном результате будет происходитьпроникновение приводного газа в рабочий объем камеры. Благодаря разнесению групп уплотш1тельных колец расстояние L i fi } hсущественно снижается также.захват механических загрязнений, что, в свою оче- . редь, ведет к повьшению долг;овечности пары трения поршень-цилиндр. Устройство для периодической или непрерывной продувкиJ-газом того же состава, что и жидкость рабочего объема камеры позволяет удалять приводной газ из объема между группами колец, проникнове- 1ше которого возможно путем переноса по стенке п ливдра в процессе расширения-сжатия камеры группой колец, обращенной к объему с приводным Газом. Тем самым возможно еще более снизить проникновение приводного газа в надпоршневое пространство и рабочий объем камеры. Задавая давление в объем межДУ группами уплотнительных колец, по манометру можем проконтролировать герметичность обеих групп колец.

На чертеже изображен предлагаемый механизм расширения водородной пузырьновой камеры. Холодный поршень (расширительное устройство поршневого типа) 1 находится в цилиндре 2, который своей нижней частью кренится к камере. Теплый поршень 3 соединен с поршнем 1 с помошью штока 4 и уплотнен с цилиндром 6 двумя группами ydлотнительных колец 5 --группа колец, обрашенная к рабочему объему камеры, S - группа колец, обращенная к объему с приводным газом. Для продувки объема Между группами уплотнительных коле служит канал 7 с вентилем 8 и манометром 9. Регулятор 10 давления поддеживает давление газа в объеме между группами колец, равное давлению в рабочем объеме камеры, измеряемого манометром. 11 и.сбрасывает газ, идущий на продувку объема между группами колец, Смазывающее вещество групп уплотнительных колец собирается в маслосборнике 12 и удаляется через вентиль 13. Контроль давления в пространстве под теплым поршнем осуществляется с помощью манометра 14. В пространстве б находится жидкий водород вблизи холодного поршня на уровне водородного змеевика 15, и столб газообразного водорода, имеюший температуру жидкого водорода на уровне змеевика 15 и комнатную температуру на уровне теплого поршня 3. Внутри пространства б поставлен вытеснитель 16 из малотенлопроводного материала, исключающий попадание .хидкого водорода на теплые верхние части, а также устраняющий перемешивание теплого и холодного газа при движениях. Давлением газа в кожухе 17 камера удерживается в поджатом состоянии перед расширением., с помощьк) клапана 18. Электромагнитный 1шапан 19 управляет процессом расширения камеры, через который подается газ из ресивера 20. На седло-демпфер 21 садится клапан 18. Ударная тарелка 22 передает кинетическую энергию подвижному демпферу .23. Дренаж-клапан 24 осуществляет стабилизацию давления в камере в конце процесса расширения. Электромагнитный 1шапан 25 подает сжатый газ в пространство в (над теплым поршнем посл процесса расширения камеры), а дренаж 26 стравливает сжатый газ до атмосферного давления из пространства г (между седло-демпфером 21 и клапаном 18), Перед расширением камеры на неподвижный демпфер 27 опирается подвижный демпфер 23, анеподвижныйдемпфер 28вo rIpииимaeтчacтькинeтичecкoйэнepгии, пр обретеннойподвижными частями механизма в процессе расширения. В период перед расширением камера удерживается в поджйтом состоянии дав лением газа в пространстве в (над , теплым поршнем) и давлением газа в пространстве cJ .В пространстве (под удерживающим клапаном 18) находится приводной газ (например, азот) под атмосферным давлением. Расширение начинается после срабатывания элек тромагнитного клапана 19, который по,дает сжатый газ из ресивера 2О в пространство г (под удерживающий клапа Силами давления в пространстве г и давлением в камере удерживающий клапан 18 отрывается от седла-демпфера 21, давление по обе его стороны выравнивается и он вместе со штоком, поршнями, вытеснителем и ударной тарвлкрй 22 движется вверх давлением в камере до удара тарелкой 22 по подвижному демпферу 23. В результате соударения движущаяся система передает свою кинетическую энергию дектаферу 23 и оста навливается. К этому моменту времени газ, находившийся в пространстве в, сжимается, так что в момент tScraновки усилие, действующее со стороны камерыj равно усилию, действующему в сторону камеры. Таким образом, в конц расширения система находится в силовом равновесии. Меняя ход механизма изменением расстояния до соударения тарелки 22 по подвижному демпферу 23 а также соответствующим увеличением или уменьшением давления газа, оставшегося в пространстве в перед расширением с помощью дренаж-клапана 24, можно осуществить надежную стабилиэаш1ю различного необходимого давления в камере R конпе расширения с получением плато. После того, как камера пробыла в расширенном состоянии нужный промежуток времени,срабатывает электромагнитный клапан 2.5 vi подает сжатый газ в пространство в (над теплым поршне З) с давлением несколько большим, чем давление в камере перед расширением. Под давлением газа в этом пространстве подвлжные части механизма движутся вниз до тех пор, пока удерживающий клапан 18 не сядет на седло-демпфер 21. Затем сжатый газ стравливается из пространства г до пгмосферного давления через дренаж 26 в атмосферу, а из пространства в -через дренажклапан 24, также в атмосферу до давления, необходимого для силового равновесия в конце расширения. Размер дренажей рассчитал так, что стравливание из пространства г происходит быстрее, чем из пространства в и функция удерживания механизма в поджатом состоянии переходит от поджимного газа в пространстве в к удерживающему в пространстве cf в кожухе 17 и частично к оставшемуся газу в пространстве в. Когда газ стравился, камера готова к следующему расширению. Формулаизобретения Механизм расширения криогенной пу- . зырьковой камеры, содержащий расширительное устройство поршневого типа с вытеснителем, надпоршневым пространством, заполненным газом равновесного состава с жидкостью камеры, поршень с уплотнителем и шток для возврата подвижных деталей в исходное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и надежности конструкшш, уплотнитель поршня вьшолнен в виде двух групп уплотнительных колец, разнесенньис друг от друга на расстояние t ll + Ъ, гдеh - полный ход поршня; IQ - размер отверстий циливдра при этом объем, образованный между группами уплотнительных колец, снаб жен устройством для продувки газом равновесного состава. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 349154, кл. О ОЯ 5/О6, 28,02.69. 2.Патент Франции 1568946, кл.О О5в, 1969. 3.АЪторское свидетельство СССР 155566, кл. О О1 Т 5/06, 1962.

о с

о

и

15

SS5S-2