Механизм расширения криогенной пузырьковой камеры

 

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (61) Дополнительное к авт, свил-ву— (22) Заявлено 28.12.76(21) 2434795/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетОпубликовано05.02.79.Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 08.02.79

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл.

Я 01 Т 5/06

Гевударстввнньб комвтвт

СССР ав делам изобрвтвнив и открытий (53) УДК 539 1. .074.27 (088.8 }

Е. И. Дьячков, Э. В. Комогоров и В. Н. Кузичев (72) Авторы изобретения

OR åäèíåHíûé институт ядерных исследований (?1) Заявитель (54) МЕХАНИЗМ РАСШИРЕНИЯ КРИОГЕННОЙ

ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ

Изобретение относится к области тех» нической физики, к классу приборов

"Пузырьковые камеры, в частности, к расширительным устройств ам поршневого типа.

Известны устройства для расширения, где в качестве уплотнительных элементов используются уплотнения поршйевого типа: привод механизма изменения давления в пузырьковой камере 1 и устройство для регулирования возвратно 16 поступательного движения подвижного органа (21 .

Известные уплотнительные устройства не исключают проникновения приводного гиза в рабочий объем камеры. т5

Ближайшим к предлагаемому является,механизм. расшйрения криогенной пузырьковой камеры,. содержащий расширительное устройство поршневого типа с надпоршневым пространством, объем ко- 20 торого заполнен газом равновесного состава с жидкостью камеры и вытеснителем, поршень с уплотнителем и шток для

2 возврата подвижных деталей в исхопное положение (31 . В нем мвксимвльно ог раничено проникновение приводного газа в подпоршневое пространство и в рабоmR обьем камеры, но не решается задача долговечности. Мембрана при динамических погрузках выдерживает недостаточное количество циклов.

Цель предлагаемого иэобретения— устранение указанного недостатка, т.е. повышение долговечности и надежности

Ф конструкции. При этом перенос приводного газа в надпоршневое пространство и рабочий объем камеры окаэьвается ограниченным настолько, что длительность непрерывного действия камеры не снижается.

Для этого уплотнитель поршня выполнен в виде двух групп уплотнительных колец, разнесенных друг от друга на определенное расстояние Ц таким обризом, чтобы исключить соприкосновение колец, обращенных х рабочему, объему

646284

30

50 камеры, с поверхностью цилиндра, омываемой приводным газом.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что для периодической или непрерывной продувки объема между груп- нами уплотнительных колец газом того же состава, что и жидкость камеры, установлено устройство. Тогда расстояние между группами уплотнительных колец должно быть L > h + 5, 10 где ц — полный ход поршня в процессе расширения — сжатия рабочего объема камеры, - размер отверстий в цилиндре поршня для продувки объема между 1группами уплотнительных колец.

Отверстия для продувки должны быть расположены в цилиндре так, чтобы при ходе поршня вверх-вниз в процессе расширения-сжатия камеры уплотнительные кольца не перекрывали их. При меньших между группами колец в процессе расширения рабочего объема камеры, т.е. при движении поршня вверх, группа колец, обращенная 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 происходить проникновение приводного газа в рабочий объем камеры. Благодаря разнесению групп уплотнительных колец р расстояние L > h % h сушественно снижается также захват механических загрязнений, что, в свою очередь, ведет к повышению долговечности пары трения поршень-цилиндр. Устрой4О ство для периодической или непрерывной продувки газом того же состава, что и жидкость рабочего объема камеры позволяет удалять приводной газ из объе45 ма между группами колец, проникновение которого возможно путем переноса по стенке цилиндра в процессе расширения-сжатия камеры группой колец, обрашенной к объему с приводным газом.

Тем самым возможно еше более снизить проникновение приводного газа в надпоршневое пространство и рабочий объем камеры. Задавая давление в объем между группами уплотнительных колец, по

i5 манометру можем проконтролировать герметичность обеих групп колец.

На чертеже изображен предлагаемый механизм расширения водородной пузырьковой камеры. Холодный" поршень (рас» ширительное устройство поршневого ти- па) 1 находится в цилиндре 2, который своей нижней частью крепится к камере. "Теплый" поршень 3 соединен с поршнем 1 с помощью штока 4 и уплотнен с цилиндром 6 двумя группами уплотнительных колец 5 — группа колец, обрашенная к рабочему объему камеры, I

5 - группа колец, обращенная к объему с приводным газом. Для продувки объема между группами уплотнительных колец служит канал 7 с вентилем 8 и манометром 9. Регулятор 10 давления поддерживает 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. Смазываюшее 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, имеющий температуру жидкого водорода на уровне змеевика

15 и комнатную температуру на уровне

"теплого" поршня 3. Внутри пространства "б" поставлен вытеснитель 16 из малотеплопроводного материала, исключаюший попадание жидкого водорода на теплые верхние части, а также устраняюший перемешивание теплого и холодного газа при движениях. Давлением газа! в кожухе 17 камера удерживается в поджатом состоянии перед расширением с помошью клапана 18. Электромагнитный клапан 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 клапан 25 подает сжатый газ в пространство "в" (над теплым" поршнем после процесса расширения камеры), а дренаж 26 стравливает сжатый газ до атмосферного давления из пространства "r" (между седло-демпфером 21 и клапаном

18). Перед расширениемкамеры на неподвижный демпфер 27 опирается подвижный, 646284

35

4О

50 демпфер 23, а неподвижный демпфер 28 воспринимает часть кинетической энергии, приобретенной подвижными частями механизма в процессе расширения.

В период перед расширением камера удерживается в поджатом состоянии давлением газа в пространстве »в» (над теплым" поршнем) и давлением газа в пространстве " Cf ". B пространстве г» (под удерживающим клапаном 18) находится приводной газ (например, азот) под атмосферным давлением. Расширение начинается после срабатывания электромагнитного клапана 19, который по;дает сжатый газ из ресивера 20 в пространство»г" (под удерживающий клапан).

Силами давления в пространстве "г" и давлением в камере удерживающий клапан 18 отрывается от седла-демпфера

21, давление по обе его стороны вырав- 20 нивается и он вместе со штоком, поршнями, вытеснителем и ударной тарелкой

22 движется вверх давлением в камере до удара тарелкой 22 по подвижному демпферу 23. В результате соударения 25 движущаяся система передает свою кинетическую энергию демпферу 23 и останавливается. К этому моменту времени газ, находившийся в пространстве

"в", сжимается, так что в момент остановки усилие, действующее со стороны камеры, равно усилию, действующему в сторону камеры. Таким образом, в конце 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 стабилизацию различного необходимого давления в камере и конце расширения с получением плато.

После того, как камера пробыла в расширенном состоянии нужный промежуток времени, срабатывает электромагнитный клапан 25 и подает сжатый газ в пространство»в» (над теплым" поршнем

3) с давлением несколько большим, чем давление в камере перед расширением.

Под давлением газа в этом пространстве подвижные части механизма движутоя вниз до тех пор, пока удерживающий клапан 18 не сядет на седло-демпфер 21. Затем сжатый газ стравливается из пространства "r до атмосферного 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 сос тоянии переходит от поджимного газа в пространстве в" к удерживающему в пространстве Д, в кожухе 17 и частично к оставшемуся газу в пространстве "в . Когда газ стравился, камера готова к следующему расширению.

Формула изобретения

Механизм расширения криогенной пузырьковой 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 конструкции, уплотнитель поршня выполнен в виде двух групп уплот. нительных колец, разнесенных друг от друга на расстояние Ь > % + Ъ, где Ъ - полный ход поршня; ф — размер отверстий цилиндра 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

No 349154, кл. О ОУ Т 5/06, 28.02.69.

2, Патент Франции i 1568946, кл.O 05в, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР х 155566, кл. (3 01 Т 5/06, 1962.

646284

Составитель В. Макаров

Редактор Б. Павлов Техред Н. Бабурка Корректор Н. Тупипа Заказ 106/36 Тираж 696 Подписное

UHHHEIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4