Система регулирования перепада давления между пузырьковой камерой и трекочувствительной мишенью

 

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕПАДА -ДАВЛЕНИЯ МЕЖДУ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРОЙ И ТРЕКО- . ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МИШЕНЬЮ, содержащая пузырьковую камеру, заключенную в вакуумный кожух,и размещенную в ней трекочувствитепьную мишень, а также трубку наполнения-опорожнения, соециненную одним концом с мишенью, а цругим - с ггани51ми высокого и низкого цавпения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и увеличения надежности работы мишени, в систему введены дифференциальный пневморреобразователь, пневморегулятор, конденсатор паровой фазы, два нормально-закрытык вентиля с сервомоторами пневматического типа, установленные, на линиях высокого и низкого давления, причем на вентиле, расположенном на линии высокого давле кия,установлен инвертор, оба вентиля расположены за пределами вакуумного кожуха, один из входов дифференциального пневмопреобразования соединен с рабочим объемом камеры, фугой - с рабочим а объемом мишени, а выход его - с входом пнев{лорегулятора, выход которого (Л соединен одновременно с двумя сервомоторами нормально-закрытых вентилей, с: а на трубке наполнения опорожнения на выходе из.мишеии установлен конденсатор паровой фазы. ел О) о CD

СО!ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1056097 Ц11 G 01 Т 5/06

OCYQAPCTBEHHb!A КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 33 65720/18-25 (22) 16.12.81 (46) 23.11.83. Бюп. М 43 (72) А. В. Ппескач и В. В. Плескач (53) 621.387. 424 (088.8) (56) i. Proceedings of International

Conference on Buddle Chamber Technology. АМ!, 1970, р. 567-580.

2. Nuclear instruments and MetЬос1ь. 1973., 107, р. 131-140 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕПАДА .ДАВЛЕНИЯ МЕЖДУ

ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРОЙ И ТРЕКО- ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МИШЕНЬЮ, содержащая пузырьковую камеру, закпюченную в вакуумный кожух,и размещенную в ней трекочувствитепьную мишень, а также трубку наполнения-опорожнения, соециненную оцним концом с мишенью, а цругимс пиниями высокого и низкого цавпения, о т п и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функционапьных воэможностей системы и увепичения нацежности работы мишени, в систему ввецены цифференциапьный пневмопреобразоватепь, пневморегупятор, конценсатор паровой фазы, цва нормально-закрытых вентипя с сервомоторами пневматического типа, установпенные, на пиниях высокого и низкого цавпения, причем на вентипе, распопоженном на пинии высокого цавпе ния,установпен инвертор, оба вентипя распопожены за прецепами вакуумного кожуха, оцин. из вхоцов цифференциапьного пневмопреобразования соецинен с рабочим обьемом камеры, цругой - с рабочим объемом мишени, а выхоц его - с вхоцом пневморегупятора, выхоц которого соецинен оцновременно с двумя сервомоторами нормально-закрытых вентипей, а на трубке налопнения опорожнения на выхоце из.мишеии установпен конценсатор паровой фазы.

1056097

Изобретение относится к приборам цпя, исспецования свойств энементарных частиц, в частности к технике пузырьковых камер, конкретнее к трекочувствитепь- . ным мишеням, размещенным внутри пу- 5 эырьковых камер, и может быть испопьзовано цля автоматического поццержания постоянного, при необходимости изменяемого во время работы мишени, перепаца давления (нупевого:. а также отлич- 10 ного от нупя) между мишенью и камерой и сохранения пережима в мишени во время работы с периоцическим перехоцом ее в состояние, чувствитепьное к ионизирующему изпучению, т. е. в пинамичеоком режиме работы.

Известна система поццержания перепа ца цавпения между мишенью и камерой, закпюченной вакуумный кожух,соцержащаяся мишень с жесткими (ципинцричеокими) стенками и независимым расширитепьным устройством, связанным гицравпической кинематической связью с системой расширения пузырьковой камеры, устройство.спежения за .перепацом цавпения между мишенью и камерой, управпяющие хопоцные вентипи, пинию запопнения-опорожнения мишени 1 3 . . Оцнако в связи с жесткостью ципинц рических стенок требования к точности поццержания перепаца цавпения высоки и цпя мишеней с ппоскими гибкими стенками. поцобные системы распространения не нашпи.

Наиболее близкой к прецпагаемой явпяется система поццержания перепаца . 35 давления межцу трекочувствитепьной и пузырьковой камерой соцержащая пузырьковую камеру, заключенную в вакуумньй кожух, и размещенную в ней треко- 4

40 чувствитепьную мишень, а также трубку напопнения опорожнения, соециненную оцним концом с мишенью, а цругим - с линиями высокого и низкого цавпений 2 ).

В этой системе устройство ппя спеже- 4

45 ния за цеформацией стенок, которая пропорционапьна перепацу цавпения, фактичеоки явпяется системой защиты от аномацьного перепада цавпения между мишенью и камерой. Эта система защиты при перепаце павпения 33% от рабочего перепаца

50 сигнализацией прецупрежцает оператора.

Оператор вручную осуществпяет поцрегупировку рабочего перепаца и лоцрегужровку перепаца цавпения, При цостижении перепаца цавпения 120% от рабочего срабатывает система защиты, соециняющая через хопоцный байпасный вентипь, объемы камеры и мишени.

Соединение объема камеры с объемом мишени привопит при P < Р„,,ц „„,к потере зачастую цорогостоящего вещества мишени, а при Р„ еРь! Рмишени загрязнению вещества мишени, что во многих спучаях нецопустимо по усповиям. провепения физического эксперимента.

Кроме того, отсечка мишени с помощью холоцных вентипей не позвопяет с цостаточной определенностью попцерживать перепад цавпения межцу мишенью и .камерой, так как параметр зависит от ре жима работы камеры (остановка системы расширения, образование паровой фазы, поц поршнем и т. п.), и rrepeIIatl цавпения, а спецовательно, и непостоянство прогибба стенок в статическом состоянии (меж- ду расширениями) может похопить в обычном рабочем режиме цо 33 по сравнению с номинапьным.

Отсечка мишени с цомощью хоцоцных вентипей, распоноженных внутри рабоч го объема камеры уменьшает нацежность эксппуатации этой мишени.

Данная система не может в широком циапазоне рабочего перемещении стенки мишени менять перепад цавпения межцу мишенью и камерой и поццерживать его с высокой точностью. Это необхоцимо, например, цпя калибровки цатчика перемещения стенок мишени при криогенной тем пературе или цля поццержания стенок в вогнутом вовнутрь состоянии на половину рабочего хоца с тем, чтобы уменьшить примерно в цва раза рабочие напряжения в стенке при работе ее в цинамическом режиме и т..п.

Нецостатками известной системы явпяются возможность загрязнения рабочего вещества мишени, уменьшение нацежности эксппуатации мишени, имеющей хопоцные вентипи, распопоженные в рабочем объеме камеры, мапая точность поццержания перепаца цавпения межцу мишенью и камерой и неопрецепенность этой вепичины, невозможность в.широком циапазоне регупирования и поццержания зацанного перепада цавпения межцу мишенью и камерой.

Цепью изобретения явпяется расшире ние функционапьных возможностей системы, увепичение надежности работы мише ни.

Указанная цепь постигается тем, что в систему, соцержащую пузырьковую ка меру, закпюченную в вакуумный кожух и размещенную в ней трекочувствитепьную мишень, а также трубку напопнения1056097 4 пережима в рабочем объеме мишени установпен конценсатор 13.

Система работает спецующим образом. ь> Поскопьку большинство криогенных пузырьковых камер в качестве рабочей жидкости испопьзуют взрывоопасные, ве- . щества.то цпя управпения и регупирования испопьзуется пневмоавтоматика. Пео- репац цавпения межцу мишенью .3 и

10 камерой 1 измеряется цифференциапьным пневмопреобразоватепем 7, который преоба, разует измеряемый перепац цавпения в

»о- станцартный возцушный сигнап вепичиной е- 0>2-1,0 кг/см . Станцартный возцушный

2 ом,15 сигнап поступает на пневморегупятор 8, у- гце сравнивается с опорным сигналом, который пропорционапен зацаваемой с ап» помощью станции 9 команц и поццержиoh- ваемой с помощью пневморегупятора 8 и . 20 разнице цавпения межцу мишенью и каме.рой. В зависимости от вепичины рассогпасования открывается регупирующий вентинь 11, соециняющий мишень с пинией высокого давпения 5, или регупирующий

25 вентипь 10, соединяющий мишень с пинией б- низкого цавпения. о- - На пинии низкого цавпения установпен нормально-закрытый вентипь 10, его серо- вомотор настраивается так, что он в интервапе вепичины станцартного сигнапа

0,2 - 0,6 кг/см остается закрытым и

2 топько при повышении цавпения от 0,6 цо 1,0 кг/GM2 постепенно открывается цо максимального значения. На пинии о- высокого цавпения 5 установпен также

35 епа- нормапьно-закрытый вентипь 11, но он соецинен с регупятором 8 поспецоватепьно через инвертор 12. Инвертор 12 преобразует изменение цавпения 0,2-1,0 кг/см

40 в изменение цавпечия 1,0-0,2 кг/см, 2

on- бпагоцаря чему при изменении цавпения, поступающего с пневморегупятора 8

1,0-0,6 кг/см, цавпение, поступающее

2 ого с инвертора 12 на сервомотор, изменяется от 0,2 цо 0,6 кг/см и вентипь 11

2 ное остается закрытым, Настройка вентипей вен- оцинакова. Вентипь 11 бпагоцаря инверас тору 12 топько при уменьшении сигнапа е- поспе пневморегупятора 8 0,6-0,2 кг/см

2 р- постепенно открывается цо своего макси50 мапьного значения. Установка инвертора позвопяет на выхоце и на вхоце мишени иметь цва нормапьно-закрытых вентипя, что увепичивает надежность эксппуатации о мишени в аварийных спучаях при наценки ипи прекращении поцачи возцуха. опорожнения мишени, соециненную одним концом с мишенью, а цругим - с линиями высокого и низкого цавпений, ввецены цифференциапьный пневмопреобразоватеп пневморегупятор, конценсатор паровой ф зы, цва нормапьно-закрытых вентипя с сервомоторами пневматического типа, установпенные на пиниях высокого и ни кого цавпений, причем на вентипе, расп поженном на пинии высокого цавпения установпен инвертор, оба вентиля распопожены за прецепами вакуумного кожух один из вхоцов цифференциапьного пневь преобразоватепя соецинен с рабочим объ мом камеры, цругой с - рабочим объем мишени,авыхоц его - с вхоцомпневморег пятора, выхоц которого соецинен одновременно с цвумя сервомоторами норм но-закрытых вентипей, а на трубке нап кения опорожнения на выхоце из мишен установпен конценсатор паровой фазы.

На чертеже показана пузырьковая камера.

Пузырьковая камера 1 закпючена в вакуумный кожух 2 соцержит размещенную в ней трекочувствительную мишень с ги кими стенками 3. Трубка напопнения-оп рожнения 4 соецинена оцним концом с мишенью 3, а цругим - с пиниями выс кого 5 и низкого 6 цавлений. Дифферен циапьный пневмопреобразоватепь 7 цпя измерения перепаца цавпения соединен о»»ННМ из вхоцов с камерой, 1, а другим с мишенью 3. Выхоц цифференпиального пневмопреобразоватепя 7 соецинен с вх цом пневморегупятора 8. Вепичина пер ца цавпения, которая цопжна поццерживаться, задается с помощью станции 9 команд. На линии низкого цавпения 6 установпен регупирующий вентиль 10 с сервомотором нормапьно-закрытого исп нения, а на пинии высокого цавпения установпен регупирующий вентипь 11 с сервомотором также нормапьно-закрыт испопнения, но соециненный посцецоватепьно с инвертором 12. Поспецоватепь соецинение сервомотора регупирующего типя 11 с и»»вертором 12 позвопяет р сматривать эту совокупность по отнош иию к регупятору (его сигналу) как но мапьно-открытый вентиль. Т. е. выхоц регупятора 8 соецинен оцновременно с двумя регупирую»дими вентилями, оцин из которых явпяется нормапьно-закрытым 10, а цругой,при расмотрении ег совместно с инвертором 12, явпяется нормапьно-открытым, На трубке напопне нияопорожнения 4 непосрецственно на выхоце ее иэ мишени 3 цпя поццержания

Размещение регупирующих вентипей за предепами вакуумного кожуха (при

1056097 температуре окружающей срецы) позвопяет увеличить нацежность, эксппуатации мишэни.

Оцнако паразитная паровая фаза, образующаяся во время расширения в изолиро ванной части трубки наполнения«опорожнения, прохоцящей через рабочий объем камеры имеет тенценцию к скаппиванию.; и, как спецствие, этого, - к изменению пережима цо нупя. Исчезновение пережима приводит к появлению паровой фа» зы в верхней части мишени (появление уровня жицкости) и невозможности папьнейшей эксппуатацни мишени иэ-за быстро увеличивающегося аномапьного перемещения стенок, В этом спучае цпя обеспечения работоспособности схемы с регупирующнми вентипями, размещенными при температуре окружающей срецы, на трубке напопнения-опорожнения сразу поспе выхоца из мишени установпен конценсатор 13 паровой фазы .

Прецпагаемая система регупирования реапизована на моцепи трекочувствитепьной цейтериевой мишени. Точность поц25 цержания перепаца цавпення составпяет 0,0l кг/см . Эта величина может быть упучшена на поряцок при испопьзовянии цифференциального пневмопреобразователя бопьшей чувствительности.

Перепац цавпения можно регулировать в прецепах + 0,5 кг/см и стабипьно поццерживать его на оцном из уровней в этом циапазоне.

Система со встроенным конценсатором на трубке наполнения-опорожнения обеспечивает вепичину пережима (0,5 кг/см ) необхоцимую цпя работы мишени.

Прецпагаемая система регупирования перепаца цавпения межцу мишенью и камерой позвопяет исключить возможность загрязнения рабочего вещества,a также увепичить на» це>кность эксплуатации мишени путем размещения регулирующих вентипей за прецепами вакуумн ог о к ожу ха.Кроме того, цанная система позвопяет увепичить точность поццержания перепаца цавпения межцу мишенью и камерой и обеспечить в широком циапазоне возмож-. ность регупирования и поацержаяия зацанного перепаца цавпения.

1056097

Составитель Е.Городничев

Редактор Н.Рогулич Техред М.Надь Корректор G,Билак

Заказ 8295/38 Тйраж 710.. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-3 5, Раушская наб., д. 4/5 . Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4