Мишенное устройство

 

Изобретение относится к ускорительной технике . Цель изобретения - уменьшение утечхи газа в канал транспортировки заряженных частиц. 8 герметичном корпусе канала транспортировки заряженных частиц ускорителя располагают недорасширенное сопло Лаваля, в котором центральное тело выполнено с виде пог.ого прямого цилиндра, а наружная оболочка имеет профилированную внутреннюю поверхносгь. При этом канал для пропускания газа через сопло расположен между внешней оболочкой и центральным телом, а в стенке центрального телз выполнен канал, соединенный с кольцевой проточкой, выполненный на наружной поверхности центрслыюго тела у его выходного торца. Приводится аналитическое еырижение для расчета длины центрального тела 1 зп ф-лы. 4 ип

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 47ЗЗ994/21 (22) 19.06.89 (46) 30.1 2,93 Бюл. Nii 47-48 (71) Обнинский институт атомной энергетики (72) Авдеев ЕФ.; Дорохович СЛ.. Худаско В.В. (54) MNLUEHHOE УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к ускорительной технике. Цель изобретения — уменьшение утеч:<и газа в канал транспортировки заряженных частиц. В герметичном корпусе канала транспортировки заряженных частиц ускорителя располагают <åf,oðàñширенное сопло Лаваля, в котором центральное те(в) SU (и) 1639485 А1 по выполнено Б виде погого прямого цилиндра, а наружная оболочка имеет профипированнуо внутренноо поверхность. При этом канал дпя пропусканип газа через сопло расположен мен<ду внешней оболочкой и центральным телом, а г стенке центрального тела выполнен канал, сосд-глен;ья с кольцевой проточкой, выполненный на врун<ной поверхности центрельно1 о тела у его выход, ого торца. Приводится аналитическое вь,р"ажение дпя расчета длины центрального тела 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 1639405

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при экспериментах па ядерной физике.

Целью изобретения является уменьшение утечки газообразного вещества мишени в какал транспортировки частиц.

На фиг. 1 показана схема газовой мишени в масштабе 1;2, общий вид; на фиг. 2— схема участка газовой мишени в увеличенном масштабе; на фиг. 3 — изменение угла поворота потока на выходной кромке сопла от скорости потока, где для — предельный угол поворота для различных участков пограничного слоя; на фиг, 4 — график зависимости массового расхода через пограничный слой на выходной кромке сопла для М-5 от геометрических размеров сопла.

Мишенное устройство, приведенное на фиг. 1, содержит герметичный корпус 1, снабженный средствами для присоедине-ния к каналу транспортировки пучка заряженных частиц из ускорителя и системе

rpe Ы вЂ” число Маха на иыхаде, гг — критическое сечение сопла, м;

2, r > — внешний радиус цилиндрической г та и", " м

k — показатель изаэнтропы газа;

y — угол палураствара радиального сопла, рад.

Устройство работает следующим образом.

Газ мишени из циркуляционного контура попадает ва входное. сопла 2, ускоряется и далее поступает и корпус 1 мишени, при этом продолжая расширяться эа выходной коамкой сопла. К точке встречи внутренних кромок патока для больших значений чисел

Маха на выходной ðîìêå сопла (M > 5) образуется конический скачок уплотнения. Величина утечки газа в канал ускорителя определяется величиной расхода среды через пограничный слой, образующийся на внешней поверхности цилиндрической вставки, Через проточку 7 и канал 6 осуществляется отсос пограничнога слоя, тем самым снижается величина утечки.

На фиг. 4 показаны результаты численного исследования величины утечки для различной геометрии сопла. где использованы следующие обозначеник г> — радиус цилиндрической вставки; й;> — радиус прафилираванной стенки корпуса мишени на

30 подачи газообразного рабочего вещесгва мишени, и недорасширенное сопла 2 Лаваля. Внешняя спрофилированная оболочка 3 поверхности сопла соединена с корпусом, а между центральным телом 4 и внешней оболочкой 3 сопла 2 образован канал 5 для ввода газовога потока, С целью снижения (или полного устранения) утечки газа в канал ускорителя центральное тело 4 сопла выполнена в виде прямого полого цилиндра с внутренним кольцевым каналом 6 в стенке, являющимся непосредственным продолжением кольцевой проточки 7 на наружной поверхности тела у выходной кромки, причем длина центрального тела 1 выбрана в пределах

Г = 1 S L, где — длина профилированного сопла,м, l — длина радиального (непрафилированного) сопла, м.

Величину L определяли из следующего выражения: выходной кромке сопла; g — величина утечки газа и канал ускорителя (в процентах от величины массового расхода газа через миLUeHü, ; Ы вЂ” числа Маха в ядре потока на выходкой кромке сопла, Точка А на фиг. 4 ",аатветствует величине утечки для сопла, изображенного на фиг, 1. Геометрические характеристики сопла: г> — 15 мм, 4 — 35 мм. Параметры газа на входе в сопла Р = 54х10 Па; Т = 385 К; р= 6,84 кг/м, где Р, Т, р — соответственна давле3 ние, температура и плотность газа.

Сопла спрафилированно так, что на выходе М =- 5. Для расхода дейтерия G = 0,5 кг/с утечка в канал ускорителя составляет

1,5% общего массового расхода.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет следующие преимущества; позволяет снизить утечку газа в канал ускорителя до 1,5;i, ат общего расхода газа, а при отсссе пограничного слоя достичь полного устранения утечки, увеличить ширину кольцевога зазора в критическом сечении кольцевого сопла. чта дает в >эмo><настb упростить технологи>а его изrотавления. (563 Авторское свидетельства СССР

N . 186041, кл. G 21 В I!02, l963.

Авторское свидетельство СССР

И. 1295987, кл, Н 05 Н 6/00. 1985.

1639405 рI

Формула изобретения

1, МИШЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее герметичный корпус, снабженный средствами для присоединения к каналу транспортировки частиц и системе подачи газообразного рабочего вещества мишени, и недорасширенное сопла Лаваля, в центральном теле которого выполнен канал для

Rðîïóñêàíèÿ заряженных частиц, внутренняя поверхность внешней оболочки сопла выполнена профилированной, а ее наружная поверхность совмещена с корпусом с образованием аксиально симметричной конструкции, в которой канал для пропускания газообразного рабочего вещества через сопла расположен между центральным телом и наружной оболочкой сопла, отличающееся тем, что. с целью уменьшения утечки газа в канал транспортировки заряженных частиц. в стенке центрального тела сопла выполнен канал, поперечное сечение которого имеет форму кольца, выход которого соединен с кольцевой проточкой, выполненной на наружной поверхности центрального т.;па сопла и

5 его выходного торца, при этом длина центрального тела 1 выбрана из условия где L- длина профилированного сопла, м;

3 - длина радиального (непрофилированного) сопла, м, M — число Маха на выходе сопла: о. - критическое сечение сопла, M ;

fQ - внешний радиус центрального тела, м;

2п k - показатель изознтропы газа; у - угол полураствора радиального сопла, рад.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что-центральное тело сопла выполне25 . но в виде прямого полого цилиндра.

1639405

Фиг. 4

Составитель Е. Громов

Редактор T. Ло икарева Техред M. Моргентал Корректор А, Мотыль

Заказ 3470

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, Ул,Гагарина. 101