Газовая линза

 

373683

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.111.1971 (№ 1636530/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.111.1973. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 2Л 11.1973

М. Кл. 6 02Ь 3, 00

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 535.813(088.8) %

1 г

Авторы изобретения О. Г. Мартыненко, Г. Г. Старобинец, Н. И, Лемеш и А. А. Ждановский

Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена

АН Белорусской ССР

ГАЗОВАЯ ЛИНЗА

Устройство относится к гидродинамическим световодам и используется для фокусировки светового пучка при передаче его на большие расстояния.

Известны газовые линзы, содержащие трубу с пористыми стенками, предназначенную для продувания смеси, по крайней мере, двух газов с неравными показателями преломления.

Описываемая линза отличается от известных тем, что стенки трубы снабжены внешним покрытием из материала, адсорбирующего из смеси газ с большим показателем преломления и близким молекулярным весом по отношению к газу-растворителю. Это позволяет уменьшить свободную конвекцию газов.

На фиг. 1 и 2 схематически показана описываемая линза в двух вариантах выполнения.

В существующих термогазовых линзах свободная конвекция, возникающая из-за разности плотностей в ядре потока и у стенки трубы, приводит к нарушению осесимметричности распределения плотности по сечению трубы, в результате чего фокус линзы смещается с оси трубы вниз. В описываемой линзе паразитная свободная конвекция подавляется созданием градиента концентрации при постоянстве плотности путем добавки к газурастворителю, например к воздуху, молекул с молекулярным весом, не отличающимся или близким к молекулярному весу воздуха, но с другой поляризуемостью, например добавкой

5 молекул этана, и изготовлением участка трубы из адсорбента, поглощающего молекулы примеси из ламинарного азотермического многокомпонентного газового потока, продуваемого через трубу.

10 Газовая линза, показанная на фиг. 1, состоит из металлической трубы 1, пористой металлической трубы 2 того же диаметра, что и труба 1, активного участка 8 линзы, выполненного из кольцевого слоя адсорбента, вход15 ного участка 4, уплотняющей муфты 5 с подводящими газ штуцерами ламинарного потока газа-растворителя с примесью адсорбируемого компонента. Температура газа равна температуре стенок трубы.

20 Входной участок 4 представляет собой систему равномерно расположенных отверстий миллиметрового диаметра, просверленных по длине уплотняющей муфты б. Благодаря такой конструкции осуществляется равномер25 ность вдува газа в линзу, а также равномерное распределение потока. Гидравлическое сопротивление стенок пористой трубы 2 намного больше соответствующего сопротивления как самой трубы 1, так и входного участ30 ка 4. Активный участок 3 выполнен из адсор373683

3 бента, например из активного угля ЛРТ, СКТ-3 или Колумбия.

Работает линза следующим образом. В трубе 1 создается ламинарный поток газа, содержащий сорбируемую примесь. На активном участке 8 линзы примесь, например этан, адсорбируется, что приводит к уменьшению показателя преломления газа у стенок трубы, вследствие чего возникает фокусирующее действие газа на активном участке линзы. Сорбированная примесь диффундирует на периферию слоя сорбента и, достигнув наружной поверхности слоя, соприкасающегося с атмосферой, покидает его. Таким образом, сорбент в процессе работы не насыщается. На место уходящих из газового потока сорбируемых молекул примеси поступают молекулы воздуха из соседних объемов, а также через пористые стенки трубы, в результате чего плотность газа по сечению трубы остается практически постоянной и свободная конвекция не возникает. Это обстоятельство является основным достоинством линзы.

Для уменьшения потери сорбируемого компонента, адсорбционную линзу можно выполнять с регенерацией сорбента (см. фиг. 2).

Газовая линза снабжена нагревателем б, хо лодильником 7, металлическими сетками 8 и кожухом 9 и также имеет входной участок 4 для ввода потока газа, кольцевой слой сорбента 8, металлическую пористую трубу 2 и металлическую трубу 1 того же диаметра, что и труба 2.

Работает линза следующим образом, Включается холодильник 7 и во входной кольцевой участок 4 подается газ с растворенной в нем адсорбируемой примесью. После того, как сорбент насытится примесью, что произойдет при равенстве концентраций примеси в газе на входе в линзу и на выходе из нее, включается нагреватель б. Нагрев приводит к десорбции примеси с горячей стороны слоя ад4 сорбента 8. Поступающий в линзу газ обогащается десорбированной примесью, охлаждается холодильником 7 до температуры стенок трубы 2 и затем входит в трубу 2, где при5 месь сорбируется холодной поверхностью слоя адсорбента 8, что приводит к уменьшению показателя преломления газа около стенок трубы.

Длину слоя сорбента 8 подбирают такой, 10 чтобы на выходе из линзы концентрация примеси равнялась концентрации примеси на входе в линзу. Вследствие приложенного перепада температуры к слою 8 возникает поток адсорбированных молекул примеси через адсор15 бент из холодных частей слоя в горячие, где примесь десорбируется, и рабочий цикл повторяется.

Металлические сетки 8 служат для равномерного нагрева слоя адсорбента 8.

20 Как следует из описания работы линзы, количество выходящей примеси из линзы равно количеству примеси, поступающей в линзу; примесь, десорбированная при включении нагревателя б, непрерывно циркулирует между

25 объемом трубы 2и входным кольцевым участком 4, обогащая поступающий в линзу газ до нужной концентрации.

30 Предмет изобретения

Газовая линза, содержащая трубу с пористыми стенками, предназначенную для продувания смеси, по крайней мере, двух газов с

35 неравными показателями преломления, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения свободной конвекции газов, стенки трубы снабжены внешним покрытием из материала, адсорбирующего из смеси газ с большим пока40 зателем преломления и близким молекулярным весом по отношению к газу-растворителю.

373483

Составитель Г. Литвин

Техред Т. Курилко

Редактор Л. Струве

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1784/10 Изд. № 1391 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3С-35, Раушская наб., д. 4/5