Термоэлектрическая диффузионная микрокамера для исследования процесса градообразования

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (и -М 8763 (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.74(21) 2027997/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.06.76.бюллетень М 23 (51) М.,Кл.в ! б 05 Э 23/30 (.т Q1 ЛЧ 1/00

Государственный номнтет

Совета Мнннстраа СССР

Il0 делам нэовретеннй н еткрытнй (53):УДК 536,581;!

:551 508,7 (088. 8) (4б) Дата опубликования описания.28.08.76

B. Д. Усанов, Ю. Н. Шустов, Ю, Л. Шелкотунов, М. Б. Дитятьев, B. Г. Хоргуани, Г. Б. Мягонький и Г. В. Степанов (72) Авторы изобретения

Государственное специальное конструкторское бюро теплофиэического приборостроения (71) Заявитель (54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИФФУЗИОННАЯ МИКРОКАМЕРА

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГРАДООБРАЗОВАНИЯ

20

Изобретение относится к изучению микрофизики облаков и активных воздействий на ,градовые процессы и служит для обнаружения ядер замерзания, находящихся в свободной атмосфере и в облаках, исследова» ния возникновения зародышей градин и механйз» ма действия льдообразуюших реагентов.

Известны устройства для исследовании льдообразуюших свойств аэрозолей, изучения зарождения и образования града. Эти устройства имеют ограниченную производительность т исследование одновременно ограниченного числа проб воздуха), существенные недостатки при эксплуатации (неудобство перезакладки, а значит большая продолжительность цикла исследования), недостаточную точность результатов исследования f1), 2).

Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемому устройству является термодиффузионная камера для измерения концентрации льдоядер, которая также характеризуется малой производитель1 ностью, неудобствами при переэакладках фильтров и недостаточно высоким качест» вом исследований Р 3)

Цель изобретения - повышение точности

|и эффективности исследования.

Для этого предлагаемая микрокамера

;снабжена поворотным тепловым уплотните-! .лем, выполненным в виде фигурных дисков, а также соединенным с ним поворотным

I механизмом, посредством подшипниковой ,опоры, связанным с нижним термоэлектрнI ческим контуром.

На чертеже изображена предлагаемая

;термоэлектрическая диффузионная микрокамера для исследования процесса rpaao» . образования, разрез.

Термоэлектрическая диффузионная каме ,ра включает в себя верхний термоэлектрический контур, состоящий иэ верхней пластины 1, плотно прижатых к ней термобатарей 2 с помощью радиатора 3. Плотная затяжка термобатарей между пласти,ной и радиатором осуществлена болтами4.

В контуре предусмотрено смотровое окно

5 с линзами. к рхняя термоэлектрическая пластина пос едством упоров 6 через стойки 7 эаs е I фиксирована от поворота относительно не- подвижного основания 8. Весь термоэлектрический контур закрыт металлическим кожухом 9, в верхней части которого предусмотрены ручки 10 для открывания микрбкамеры. Межщ пластиной 1, термобатареями 2, радиатором 3 с одной стороны и кожухом 9 с gpyroN стороны проложена теплоиэоляция 11.

В пластине 1 со стороны внутренней полости микрокамеры установлена обойма

12, между сетками которой наморожен лед.

К радиатору 3 подведена магистраль охлаждения, к термобатареям 2-магистраль электропитания.

Нижний поворотный термоэлектрический контур состоит из нижней пластины 13 и плотно прижатых к ней термобатарей 14 с помошьк радиатора 15. Плотная затяж ка термобатарей 14 между пластиной l3 и радиатором 15 осуществлена болтами 16, К пластине 13 через теплоиэолированную прокладку 17 неподвижно закреплен валик 18. На валике 1S неподвижно закреплена цапфа 19, которая с помошью подшипников 20 и втулки 21, неподвижно закрепленной на основании 8, образует подшипниковую опору в приборе. В нижней части цапфы 19 установлено зубчатое колесо 22 с упором. Снизу на основании 8 прибора неподвижно закреплен теплоизолнрованный корпус 23, внутри которого на том же основании установлен поворотный механизм 24, имеющий выход из корпуса через теппоизолированный сальник 25.

Внутри теплоизолированного корпуса 23 установлен двусторонний ограничитель поворотЬ 26.

В нижней стенке корпуса 23 предусмотрен поворотный узел теплового уплот нителя, состоящий из двух фигурных диеков 27, между которыми уплотнена войлочная прокладка 28.

На основании 8 установлены ножки 29 и прижимной фиксатор положения 30. .квозь узел теплового уплотнители 27,:

g8 и цапфу 19 к радиатору 15 подведены две трубки 31, на нижние концы которых плотно закреплены шланги 32.Труб 1 ки 31 с радиатором 15. образуют герметяческое сочленение. Также сквозь указанные элементы подведены коммуникации: электропитания для нижнего контура. Валик 18 в нижней части заканчивается двумя лысками и входят в эллипсное отверстие sepxaего диска 27, образуя еди- ное поворотное. эвеновалик 18, цапфа 1Чф узел теплового уплотнителя 27, 28.

К пластине 1 3 неподвижно эакрепле» на стенка, 33 из теплоизоляционного материала, в которой предусмотрены окна с линзами 34 для освещения внутренней

5 полости микрокамеры с помощью осветительного устройства 35, установленного на одной иэ стоек 7. Нижний термоэлектрический контур закрыт металлическим кожухом 36, который с помощью кольца

37 и теплоизоляции 38, образует единый

$O поворотный узел, Верхняя поверхность нижней пластины 1.3 закрыта теплоиэолированной прокладкой 39 с отверстиями, в которые выставлены поддоны 40 дла фильтров.

Прибор работает следующим образом.

Лля открывания микрокамеры верхний термоэлектрический контур с помощью ручек 10 поднимается вверх и пластина 1 выходит иэ гнезда стенки 33, а упоры 6 иэ зацепления со стойками 7, при этом открывается нижняа пластина 13 с поддонами 40. Миллипоровые фильтры с эабра ьными пробками воздуха помещаются на поддоны 40, покрытые тонким слоем теплопроводной пасты. Теплопроводная паста за @ полняет поры со стороны соприкасаемых поверхностей фильтра и поддона, но не проникает на верхнюю поверхность фильтра.

После заполнения всех поддонов 40 фильч рами с забранными пробами воздухе обойЗО,.му 12 с вморожеьлым B нее льдом устанавливают в пластину 1 верхнего термоэлект рического контура и последний выставляют на свое старое штатное место в приборе.

Включают магистрали охлаждения, которь.е начинают подавать жидкость в радиаторы . 3 и 15. Одновременно включаются цепи электропитании обоих контуров термобатерей 2 и 14, включается осветительное устройство 35.

4Î

Температура обеих пластин l и 13 регулируется двуми раздельными термобатареями 2 и 14 от автономных источников питания. Лла каждой иэ пластин 1 и 13

@ независимо может быть выбрана любая температура от 0 до -35оС; при этомтемпературные колебания у поверхности льда в обойме 12 и фильтров на поддонах 40 поддерживаются в нужных пределах. Самой й© холодной поверхностью в микрокамере является поверхность поддонов 40. Поверхность льда являетса основным источником пара в микрокамере.

Прокладка 39, закрывающая поверхность пластины 13, а также фильтры, покрытые теплопроводной пастой, уменьшают потери пара до минимума, и растущие ледяные кристаллы на ядрах (частицы воздуха. забранные на фильтры) остаются единственными поглотителами водного пара.

518763

Иотери пара компенсируются диффузией

:с поверхности льде, создавая постоянное перенасыщение пара внутри микрокамеры.

По мере роста ледяные кристаллы станови вся видимыми и их можно набл,едать нево,оруженным глазом или через микроскоп в ок ю 5, à àêæå фотографировать. Ътя наблюдения за каждым фильтром достаточно с помощью рукоятки поворотного механизма 24 повернуть весь нижний термоэлектрический контур 13, 14, 15, 18, 19, 27, 28, 31 и подвести исследуемый фильтр под смотровое окно. Исходное положение каждого фильтра строго ориентировано с помощью .фиксатора положения ЗО. Iloворот нижнего термоэлектрического кон тура может быть ограничен до 360 и о более с помощью двустороннего ограничите ля поворотов 26. Теплоизолир ванный корпус 23 для тепловой зашиты всех выступающих иэ теплоизоляции 38 элементов поворотного термоэлектрического контура и сводит все потери по "холоду до минимума.

Формула изобретения

Термоэлектрическая диффузионная микрокамера для исследования процесса градъобразования, содержащая расположенные в термоизолированном корпусе верхний и нижний термоэлектрические контуры с термически регулируемыми металлическими пластинами, обойму со льдом и поддоны с фильтрами, о т л и ч а ю m а я с я тем, что, с целью повышения точности и эффективности исследования, она снабжена поворотным тепловым уплотнителем, вы1а полненным в виде фигурных дисков, а

; также соединенным с ним поворотным ме ханиэмом, посредством подшипниковой опоры, связанным с нижним термоэлектри ческим контуром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. ВiLd E.Ê.et aL 1963;1.Apish Keteoj1 OL Р,я- 2 бб

2. Стевенсон С, М. Усовершенство,ванный метод измерения концентраций

;льдоядер в атмосфере с помощью милми норовых фильтров - квартальный журнал по метеорологии, No.94, стр. !35-43;

3. Гагин А. Термодиффузионная камера для измерения льдоядер, Журнал но;следований атмосферы, томИ, Мо 9, стр. 115-122.