Способ разделения движущихся частиц и устройство для его осуществления

 

Использование: для разделения движущихся частиц, преимущественно кластеров. Сущность изобретения: поток несущего газа с частицами охлаждают и обеспечивают его ламинарное течение. Затем на поток несущего газа с частицами воздействуют одновременно под углом друг к другу магнитным и электрическим полями перпендикулярно направлению движения потока. После прохождения электрического и магнитного полей в зависимости от углов отклонения от осевой частицы подпадают в камеры многощелевого сборника. При этом обеспечивается разделение движущихся разнородных частиц по массе, заряду и магнитным свойствам. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к методике разделения движущихся частиц, образующихся при расплавлении и конденсации веществ в пламени газовой горелки или в камере реактивной установки.

Известен способ и устройство (авт.св. СССР N 1568093, кл. H 01 J 49/48, 1990) разделения движущихся заряженных частиц, при котором одновременно воздействуют магнитным и электрическим полями перпендикулярно направлению движения потока.

Недостатком данного способа и устройства является то что их невозможно применить для разделения кластеров (частиц по размерам находящихся между макро- и микромиром десятки и сотни ангстем), тем более движущихся в газовом потоке.

Задача изобретения расширение возможностей разделения движущихся разнородных частиц по массе, заряду и магнитным свойствам одновременно.

Задача решается тем, что в способе разделения движущихся частиц предварительно поток охлаждают до ламинарного течения, а улавливание частиц проводится в камеры сборника в зависимости от углов отклонения от осевой по фракциям.

Задача решается тем, что в устройстве разделения движущихся частиц между генератором частиц и отклоняющей системой установлен цилиндрический охладитель с соплом, обеспечивающим ламинарное движение частиц по сечению, а уловитель выполнен в виде многощелевой камеры сборника частиц по фракциям с возможностью прямого прохождения несущего газового потока.

Устройство (см. чертеж) содержит генератор 1 частиц, например твердотопливный заряд с наполнителем или газовая горелка с вводимыми в нее проволочными конгломератами веществ (на чертеже не показано), цилиндрический охладитель 2, например конического профиля с сетчатой вставкой (на чертеже не показано) для создания ламинарного движения газа с частицами 3 на выходе, где вдоль потока, например, взаимно перпендикулярно расположены плоскости полюсов постоянного магнита 4 и обкладки 5 для создания электростатического поля, на которые подано напряжение U, например, регулируемое, в расширителе корпуса 6 по ходу движения частиц 3 перпендикулярно оси их движения установлен многощелевой уловитель 7 с камерами 8 внутри для рассеивания фракций частиц по пористым ячейкам (на чертеже не показано) и окнами 9 выхода несущего газа из основания 10.

Способ и устройство работают следующим образом.

Твердотопливный заряд с наполнителем, например, в виде патрона, сгорает в генераторе 1 частиц, откуда с пороховыми газами частицы 3 в виде кластеров поступают в цилиндрический охладитель 2 (охлаждается снаружи), поток газа благодаря профилю сужения становится ламинарным и на выходе частиц 3 (кластеры) попадают под действие магнитного поля от полюсов магнита 4 и электростатического поля от напряжения на обкладках 5, далее нейтральные частицы летят прямо, а ферромагнитные и заряженные изменяют траекторию, отклоняясь на соответствующие углы в зависимости от массы и свойств попадая в щели уловителя 7 камеры 8, через поры которой несущий газ выходит через окна 9 из основания 10.

Когда заряд сгорает в патроне, частицы можно извлечь из камер 8, где они распределены по фракциям, разделить их по массе или еще по размеру и проводить исследования или компановать в виде деталей приборов или устройств. Устанавливая следующий патрон процесс можно повторить.

Разделение и исследование кластеров на сегодня затруднено, так как они в процессе полета могут спекаться, трансформироваться, поэтому их разделение при относительно высокой температуре имеет важное значение для науки и практики.

Формула изобретения

1. Способ разделения движущихся частиц, при котором на поток частиц из генератора воздействуют одновременно под углом друг к другу магнитным и электрическим полями перпендикулярно направлению движения потока, отличающееся тем, что разделение частиц производят в потоке несущего газа, причем предварительно поток охлаждают и обеспечивают его ламинарное течение, а после прохождения частицами электрического и магнитного полей производят их улавливание в камере сборника в зависимости от углов отклонения от осевой по фракциям.

2. Устройство для разделения движущихся частиц, содержащее генератор частиц, отклоняющую систему полюсов постоянного магнита и обкладок, создающих электростатическое поле, уловитель частиц, отличающееся тем, что между генератором частиц и отклоняющей системой установлен цилиндрический охладитель с соплом, обеспечивающим создание ламинарного течения несущего газа с частицами, а уловитель выполнен в виде многощелевой камеры сборника частиц по фракциям с возможностью прямого прохождения несущего газового потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1