SU794576A1 - Мембранное устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к детекторам  дерных частиц, а именно к приборам , обеспечивающимрежимы давлени  при создании условий перегрева сред, содержащихс  в пузырьковых камерах с двум  трекочувствительными объемами.

Известно устройство, в котором силова  св зь между двум  расширительными элементами в камере с двум  трекочувствительными объемалш осуществл етс  с помощью рычажного механизма 1..

Подбор условий оптимальной трекочувствительносри дл  сред с несовпадающими термодинамическими параметрами в данисил случае достигаетс  изменением положени  точки опоры рычага , -св зующего расширительные элементы . Такое устройство oблaJ aeт р дом недостатков, из которых главным  вл етс  сложность регулировки положени  указанной точки опоры во врем  действи  установки, особенно, если это пузырькова  камера, в объемах которой в качестве детекторов содержатс , например, жидкие водород и дейтерий.

Ближайшим к за вл емому  вл етс  мембранное устройство, включающее

гибкую мембрану с жестким центром, герметично разграничивающее объемы пузырьковой камеры и внутренней тре-кочувствительной мишени 2.

Пузырькова  камера с внутренней следочувствительной мишенью, содержит среды с практически совпадающими свойствами по параметрам режима трекообразовани . Например: водород неоноводородна  смесь.

Условие трекочувствительности в среде, котора  содержитс  в мишени, выполн етс  в данном случае осуществлением сброса давлени  в мишени,

при снижении давлени  в объеме пузырьковой камеры, за счет прогиба тонких плоских стенок мишени. Назовем этот способ - пассивным, впротивоположность активному, который осуществл етс  с помощью специально предназначенной системы расширени .

Пассивный способ расширени  оказываетс  непригодным во всех случа х, когда термодинамические параметры

сред, заполн ющих камеру и мишень, не совпадают. Мишень, заполненна  дейтерием и помещенна  в камеру с , жидким водородом, требует, чтобы сброс давлени  в ее(мишени) объеме был более глубоким, чем в камере. В приведенной здесь таблице- даетс  пример теоретического режима, избранного нами дл  дальнейших эксперимен ГОВ ,

1.Давление перед расшире- Р. 5,9 кГ/см, нием (верхнее) 2.Давление в конца сни- Р... 3.0 кГ/см , жени  (нижнее) 3.Температура (статическа ) 4.Нижний перепад давлений P-i - между камерой и мишенью ( при Р. const) ° 5.Перепад давлени  ЛР1 ; лрг ; при P.J const) Целью изобретени   вл етс  дости жение активного регулировани  стати ческого и динамического перепада да лений между разграничиваемыми объеЦель достигаетс  благодар  тому, что мембранное устройство, содержащее гибкую мембрану с жестким центром герметично разграничивакадее объемы, например, пузырьковой камеры и внутренней трекочувствительной мишени, дополнительно содержит коль цеобразный объем (выполн ющий функцию гибкого гофра мембраны), гибкие стенки которого выполнены в виде двух полуторов различного диаметра. Имеетс  ввод в этот объем дл  подачи газа под давлением. На чертеже схематически изображена конструкци  устройства. Устрюйство содержит гибкую стенку 1 полутора диаметром d-j (со стороны объема камеры), гибкую стенку 2 полу тора диаметром dj (со стороны объем каме1%|), жесткий центр мембраны 3, корпус 4, кольцеобразный объем 5. Р( - давление в камере, PI. - давление в мишени , PQ - давление в кольцеобразном объеме . Кольцеобразный объем со стенками 1 и 2 в ц&лом представл ет собой гибкий гофр мембранного устройства. Пренебрега  собственной жесткостью горообразных гофров устройства, запишем 2Т ., 27. P,j 2.9 р 5.9 кГ/см Р2.и 2,7 кГ/суг , Т.. 31. кГ/см г Г/см , APj 3.2 кГ/см ( межами расширени ), условие равДР ,ЛР, новеси  в динамике (в процессе сбро p f (AP,.-) са давлени  в камере, мишени и изменени  давлени  в кольцеобразном объеме мембранного устройства ) . В исходном положении камера и мишень заполн ютс  водородом и дейтерием , соответственно. Их давлени  и температуры устанавливаютс  таким образом, как указано в таблице. Величина изменени  давлени  в мишени Д РJ, согласно равенства б находитс  в функциональной .зависимости от изменени  давлени  в камере йР, в кольцеобразном объеме мембранного устройства Д Р , и от соотнесени  квадрата диаметров полуторов. Действительна  картина зависимости-давлении несколько сложнее, но дл  описани  принципа действи  устройства, избранна  нами вполне удовлетворительна . Дополненный сброс давлени  в мишени происходит вследствие дополнительного перемещени  мембраны в сторону объема камеры под воздействием давЛенин . Из соотношени  б видно,

что если энакдРр совпадает со знаком д Р , (а это имеет место когда и в камере, и в кольцевом объеме мембранного устройства происходит одновременно либо сброс, либо повышение давлени ) , то наибольший перепад в мишени U достигаетс  при U PQ О, т.е. когда изменение давлени  в кольцевом объеме отсутствует. В случае же, когда при уменьшении Л Р-) ДР нарастает, перепад давлени  в мишени Д.Р,, тем больше, чем больше перепад дР в кольцевом объ,еме . Таким образом, возможна реализаци  активного регулировани  режима давлений в камере и мишени, благодар  св зи этих давлений. В промежутках между циклами (в статике) условие равновеси  мембраны достигаетс  также в частном случае, когда Р, PJJ 2 ° обсто тельство весьма важно и удобно в практическом отношении , так как облегчает поиск оптимального режима установки.

Таким образом, достижение требуемого . ii в объеме мишени, заполненном дейтерием, при заданном ЛР дл  окружающего водорода камеры, сводитс  к решении:) чисто конструкторской задачи - выбору диаметров полуторов , выполн ющих в мембранном устройстве роль гибких гофров, и к заданию закона изменени . Р, давлени  в кольцевом объеме, которое в простейшем варианте устройства может быть прин то посто нным.

Дл  иллюстрации приведем пример расчета хода п мембраны дл  устройства , разработанного в Лаборатории высоких энергий Объединенного института  дерных исследований в г, Дуне .

Общеизвестно, что изменение давлени  с учетом сжимаемости среды влечет соответст;вун)1цее изменение

объема - АО А W

.

где uWn - изменение объема дейтери 

в мишени,

дР, - изменение давлени  в мишени ,

- сжимаемость дейтери ;

Wn - объем дейтери  в мишени . Примем значени  величин следующими

uP-i -3.2 кГ/см ; Wa, 10 л; /igf l.a.

при 1

- .

с другой стороны величина хода

мембраны у , где F. - плом

щадь (эффективна ) мембраны со стороны мишени. В нашем случае Рд, 344.4 см. Тогда

-3

. . 3.2.-(0,i--fO

Vl

ОЛ2.СМ

м h 1 -. 2 мм.

Разработаны и исследованы модели и рабочий образец предложенного устройства , предназначенного дл  дейтериевой трекочувствительной мишени, размещаемой внутри водородной пузырьковой камеры Людмила.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2460060, кл. G 01 Т 5/00, 1977.

2.Ю.Д. Алешин и др. Препринт ИГЭФ, 1975, № 30 (прототип).