Криогенная пузырьковая камера

 

РЛтЬН Г .; д бнблис тека Мяд

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)468ggg (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03,73(21) 1899426/26-25 (51) М. Кл,-"

G 01 Т 5/06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государстаенный комитет

Совета Министроа СССР ас делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.10.76Бюллетень ¹ 39 (45) Дата опуоликования описания 28.12.76 (53) УДК 539.1. . 073. 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. М. Александров и А, В. Плескач (71) Заявитель (54) КРИОГЕННАЯ ПУЗЫРЬКОВАЯ !<АМЕРА

И.зобретение относится к технике физического эксперимента в области регистрации заряженных частиц.

В криогенных пузырьковых камерах распространеньI поршневые системы расширения с разделитегпной перегородкой. Они позво— ляют устранить сушественный недостаток чисто поршневых систем:,загрязнение рабочего объема продуктами истирания уплотнительных колец и неудовлетворительную однородность расширения. При этом гибкий элемент перегородки испытывает сушественно меньшие нагрузки, чем аналогичный элемент в сильфонных системах расширения (подвижное днише) .

Большинство действующих камер работает с поршневой расширительной системой верхнего расположения.

Известна конструкция криогенной пузырьковой камеры (жидководородная), содержа- 20 шей расширительную систему верхнего расположения с поршнем и разделительной перегородкой. На боковой поверхности камеры расположен теплообменник, те рмостати рующий рабочий объем. Поскольку зона пор ня яв- 25 ляется, зоной максимального тепловыделения (вследствпе динамической разницы давления между поршнем и рабочим объемом, выделением тепла уплотнения oneрегреваемую жидKocTbr и образования газового пузыря, х,пдкость между поршнем и перегородкой переохлаждается. )Кидкость подпоршневой области целесообразно переохлаждать ниже температуры насьпцения при нижнем давлении, что, исключая переход жидкости в межстабильное состояние, препятствует ее вскппанию при расширении. Между поршнем и разделительной перегородкой расположен теплообменник, служащий для переохлаждения жидкости в поршневом объеме. Лрп этом разделительная перегородка, разделяя области с различными температурами, является теплопзолируюшей.

Однако необходимость сов.хешения оольшой тслшины перегородки для теплоизоляции и малой тол дины гибкого элементcf.для обеспечения рабочего хода создает условия возникновения локальных конвекционных токов холодной жидкости в рабочий объем из зоны переохлажденного (из-,за м.,:.эй толе>пины) гнбкоге«элемента, Локальееые токи равном дниамическому теплое>ьеде>>вник> в холодной жидкости способствуют возникно-; рабочем объеме. вению термических и оптических неоднород-,: а ертеже сх(матически иж Ражено костей (2,3) в рабочем объеме и приводят, поперечное сечение криогенной пузырьковой к искажению треков и значительному ухуц камеры. шению точности восстановления координат 1, Предлагаемая камера с длагаемая камера содержит рвс:иирисобьетнй в пространстве каме ы из-за опт - пп транстве камеРы из-за оптиг, тельную систему, низкотемпературная часть ческой дистОрсии. которой состоит из поршня 1 к разделительПредложенная компенсация холодных ло«ной перегородки 2 с и 6, сопряженно с гибким кальных токов созданием встречного "горя элементом 3. В об 4 — т IO н-чего -нта жидкости {более высокой тевье i И разделительной перегородкой помещен теп пературы чем в рабочем объеме), как пока- менник 5, термостатирующий рабочий зывает практика, ненадежна из-за неустойч««- ф ъем 6. Подвижная Разделительная перевости процесса удерживания холодной жид- ) го городка 2, отделяя подпоршневой объем кости в веРхней части объема более теплой от Рабо ра очего объема 6, образует термоствжидкости (имеют место периодические срывы «5 тирующую тирующую поверхность камеры. Стенки кахолодных токов врабочем объеме) и иецеле- . меры нвд перегородками на длине, обеспесообРазна в связи с тем, что горичаЯ точка" чива и чиваюше эффективную изоляцию, покрыты будучи устраненной под поршнем, фактичес- изоляцио н изоляционным материалом 7, например пе-% ки переносится в рабочий объем, где явля-; ется зоной паразитного вскипания. ЯЕ нопластом, для предотвращения пе рхлаж-.

Р Р пере охлаж-. дения стенок в рабочем объеме, ТеплообмефКроме того, при выполнении разделитель-е ник 8 обник еспечивает равное переохлаждение ной пеРегоРодки теплоизолиРУющей необхсо . верхней ча верхне части подпоршневого объема. димость ее изолЯции Увеличивает толшинУ, Перегор к ерегородка 2 при постоянной те>лшине, и, следовательно, массу, что способствуя равной то ц б ввно толщине гибкого элемента, вогнута возникновению паразитных осцилляций дав- Щ в сторону в сторону поршня, что экономит рабочий ления в рабочем объеме, ухудшает стабиль- объе ра ность нижнего давления. ъем и сохраняет жесткость пе ег ъе ра кость перегородки в такой степени, что Расшнрецие рабочей жи3-„г кости осуществляется практически только

"em изоб«4тения — исключить локвль,за счет деформации гибкого элемента 3. ные токи холодной жидкости из зоны гибкоФУ го элемента (т.е. исключение переохлажЬеОдним из возможных материалов для из ния гибкого элемента), уменьшить массу

; готовления пере город ки„удо влет воряющи м перегородки (уменьшение плавления" ниж- него давления). о требованию отвода через него динамически» го тепловыделения с определенной разницей, Это достигается путем использования ЭЬ температур по обе стоРоны перегоРодки при

««щдкости между поршнем и разделительной достаточной проч«>ости и доЛговечности гибперегороцкой в качестве промежуточного кого элемента> является стеклопластик, н хладагента для термостатирования рабоче-, пример марки ЭДТ-10, АГ-4С (для типичобъема камерь«благодаря тому, что * нь«х условий Работьr жидководородных пузырьтеплообменник, термостатирующий рабочий 49 ковых камер).

1 объем, размещен в жидкости над перегород кой и перегородка выполнена в виде zetarI«- Форма перегородки в плане может быть передаю«цей стенки, через которую отводит- произвольное«, т.е, вписанной в кае,ееру люоой ся динамическое тепловыделение рабочего конфигурвцнее. объема. Благодаря этому жидкость между 46 поршнем и перегородкой, как хладагент, име-" Тепло, выделяющееся в Рабочем объеме ет температуру по условиям работы ниже вследствие необрратимости процессов расше«I температуры жидкости в рабочем объеме и рения - сжатия, отводится через перегородее температура зависит от величиньr дина.= ку 2 в жид» -.-сть под поршнем 1, где погломического тепловыделения в рабочем объе- 66 швется и выносится из контура камеры хлвдме и теппопередающих свойств перегородки агентом термостатируюшего теплообменника (при неизменной поверхности). Подвижная 5. Отвод тепла преимушествееено через вер разцелительная перегородка, для сохранения нюю поверхность камеры предпочтительнее жесткости вогнутая и сторону поршня, в связи с наиболее упорядоченным Режимом имеет толецину, равную толщине гибкого И движения жидкости, т частвуюшейе в конвек- элемента для обеспечения постоянной плотно-,тивном теплообмене (преимуецественно в иде1 сти теплового потока и обеспечееваюшу«о але нисходящие — восходящие линни тока), °

t при Разнице температур, исключаеошеЙ Irepe . и исключением Опас ееостrr скопления всплываюход жидкости над перегородкой в перегре-,ших не успевцшх сконденсироваться пузьерь тое состояние, передачу тепла и количеств, Ю ков под перегородкой.

4

Формула изобретения

1. Криогенная пузырьковая камера, со,держащая термостатический теплообменник1 расширительную систему верхнего располоф жения с поршнем и подвижной разделитель- . ной перегородкой, периферийная часть кото рой выполнена ввидегибкого элемента, с переохлажденной жидкостью между поршнем и перегородкой, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения разрешаюшей, способности и точности измерений, теплооб- менник помещен над разделительной перегот родкой в подпоршневую жидкость, à раздели тельная перегородка выполнена тепарпере- (даюшей, причем ее теплопроводность выбрана так, что при разнице температур, исключавшей перегрев жидкости над пере1 ородкой, течловой потох через перегородку равен практически дкиамическому тепловиделению в рабочем объеме.

2. Камера no n. 1, о т л н ч а ю ш а яс я тем, что, с целью повышения равномерности постоянной плотности теплоотво-. да, перегородка выполнена одинаковой толпщны с гибким элементом и вогнутой в сторону поршня.

3. Камера по п.1, о т л и ч а ю Ill а- . я с я тем, что, с целью исключения переохлаждения стенок камеры в рабочем объеме>теплопроводяшие стенки подпоршневого

Id объема,имеюшие тепловой контакт с рабочим объемом, теплоиэолированы, 468555

Составитель П. Домнин

Редактор О. Стенина Техред Г. Родак Корректор В. Куприянов

Заказ 5453/195 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР п о делам и зоб ретений и открытий

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

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