Устройство для получения столба паров металлов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>948411 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.12. 80 (21) 3223275/23-26 .с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 070882. Бюллетень ¹ 29

th)) М К 3

В 01 J 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (531УДК 543.053! 088. 8) Дата опубликования описания 070882 (72) Авторы изобретения

И. С. Алексахин, Г; Г. Богачев, И. И. Гаэий и И.П.Запесочный

Я(,й "::.Д1йФ (71) Заявитель

Ужгородский государственный университет!

54! УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТОЛБА

ПАРОВ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в атомной спектроскопии и в лазерной технике.

Известно устройство для создания столба паров металлов, работающее без окон или буферного газа и представляющее собой вакуумную трубчатую печь с открытыми концами (11 .

Истечение паров из концов замедляется системой соосных с печью отверстий, выполненных в прогреваемой области печи. Пары, выходящие из печи, улавливаются конденсаторами,охлаждаемыми водой или жидким азотом.

Поскольку действие устройств такого типа связано с непрерывным расходом материала испаряемого образца, время работы их ограничено и зависит от величины загружаемой порции образца и среднего давления паров в столбе. Это приводит также к существенной неоднородности получаемого столба паров по давлению и зависимости его среднего давления от времени, что затрудняет использование таких устройств для определения абсолютных величин эффекrvвных сечений фотопоглощения.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для получения столба паров металлов, со5 держащее трубчатую печь с размещенными внутри нее соосно двумя паропроводами, конденсаторы паров со сквозными, соосными с печью отверстиями и систему вакуумной откачки $2J .

Функцию паропровода выполняет трубка, в стенке которой в середине ее выполнены отверстия для ввода паров внутрь трубки. Последняя поддерживается соосно с печью при помощи двух сплошных колец, которые закреплены на ее концах, и двух колес с отверстиями, закрепленных вблизи ее середины, между которыми помещается испаряеьый образец. Образец загружают путем заталкивания его внутрь печи вместе с паропроводами и поддерживающими их кольцами.

При нагревании печи вблизи оси устройства образуется столб паров образца, Устройство позволяет поддер25 жйвать среднее давление паров в печи е100 Па в течение нескольких часов, а при давлениях 1000 Па время удержания столба паров резко уменьшается (до нескольких десятков минут и ме-ЗО нее) из-за возрастания скорости расхода материала образца. Бремя удержания столба паров сокращается также нз-за утечек пара через зазоры между поддерживающими кольцами и стенкой печи, которые необходимы для загрузки об азца в печь.

Вакуумная откачка объема между трубкой-паропроводом и стенкой печи, ограниченного концевыми поддерживающими кольцами, осуществляется через сами паропроводы, что сильно ухудшает вакуумные условия в печи во время ее работы.

Целью изобретения является увеличение времени удержания столба паров металла и снижение давления остаточных газов в печи.

Цел достигается тем, что устрой-, ство для создания столба паров металлов, содержащее трубчатую печь с размещенными внутри нее соосно двумя паропрсвоцами, конденсаторы паров со сквозным, соосными с печью отверстиями и систему вакуумной откачки, снабжено герметичной цилиндрической емкостью, установленной соосно на входном конце печи, паропроводы раэ- 5 мещсны соосно внутри емкости, при этом выхоцные концы паропроводов снабжены насадками, выполненными в виде усечепных конусов, большие основания

: a:.îðû;: герметично присоединены к 30 кольцам, а кольца выполнены с отверстиями.

Целесообразно усеченные конусы выполнить с углом при вершине 30-бО а диаметр мнеьшего основания конуса 35 в. полнить равным диаметру паропровода„

Дополнительное сопротивление потоку истекающих паров, создаваемое конусными насадками на концах паро- 4р проводов, способствует увеличению времени удержания столба паров. Исключение уте 1ек паров, обеспечиваемое заключением эоны парообразования в герметичную емкость, сообщающуюся только с паропроводами, также способствует увеличению времени удержания столба паров.

На чертеже изображен общий вид Устройства для получения столба паров металлов.

5О

Устройство содержит трубчатую печь, имеющую корпус-трубу 1, выполняющий функцию вакумной стенки печи, нагреватель 2 и тепловой экран 3, два конденсатора 4 паров со сквозными от- 55 верстиями, соосными печи, и систему вакуумной откачки, состоящую из двух одинаковых откачных блоков 5. Конденсаторы 4 вакуумно присоединены к корпусу 1 печи, а блоки 5 — к конденса- () торам 4.

В средней части печи размещают цилиндрическую емкость б, через основания которой к ее центру введены паропроводы 7. Испаряемый образец В поме-g5,щают в эту емкость, для чего она выполнена разборной. После загрузки образца разъемное соединение емкости герметизируют и всю систему вводят внутрь печи. В рабочем состоянии объем емкости б сообщается только с паропроводами 7.

Выходные концы этих паропроводов снабжены конусными насадками 9, которые прикреплены к кольцам 10, обеспечивающим соосность системы паропроводов и печи, для чего служит также и емкость б. Для откачки объемов, ограниченных корпусом 1 печи, емкостью б, паропроводами 7 и кольцами 10, в последних выполнены отверстия 11.

Устройство работает следующим образом.

При нагревании печи образец испаряется, пары из эоны парообразования в емкости б проникают H паропроводы

7 и истекают к их свободным концам.

Эти паропроводы представляют собой трубки с отношением их длины к диаметру не менее 10 и с большим сопротивлением потоку истекающих паров, что создает эффект длительного удержания столба паров.

-Конусные насадки на концах паропроводов, взаимодействуя с выходящими иэ них потоками паров, создают дополнительные сопротивления истечению паров, в результате чего увеличивается время удержания столба паров. Пары, истекающие из печи, осаждаются на холодных поверхностях конденсаторов 4.

Герметичное исполнение зоны парообразования устраняет возможность утечки паров, а наличие конусных насадок на концах паропроводов уменьшает поток паров, выходящих из печи, что позволяет более экономично испольэовать дорогостоящие или редкие образцы.

Испытания предложенного устройства, проведенные на щелочных металлах, показали, что оно полностью исключает проникновение паров металла эа пределы конденсаторов и позволяет в среднем на ЗОЪ увеличить время удержания столба паров при средних давлениях до 1000 Па по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

1. Устройство для получения столба паров металлов, содержащее трубчатую печь с размещенными внутри нее соосно двумя паропроводами, конденсаторы паров со сквозными, соосными с печью отверстиями и систему вакуумной откачки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения времени удержания столба паров металла и снижения давления остаточных

948411

Составитель Л.Нечипоренко

Редактор З.Бородкина TexpezfМ. Гергель Корректор Н.Король

Заказ 6062/6 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 газов в печи, устройство снабжено герметичной цилиндрической емкостью, установленной соосно на входном конце печи, паропроводы размещены сосойо внутри емкости, при этом выходные концы паропроводов снабжены насадками, выполненными в виде усеченных конусов, большие основания которых герметично присоединены к кольцам, а кольца выполнены с отверстиями °

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что усеченные конусы выполнены с углом при вершио не 30-60, а диаметр меньшего основания конуса равен диаметру паропровода.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. W.R.S.Garton и др. Арр1;opt.8, Р 5, 919-924, 1968.

2. D.Н.Tracy Proc.Roy.Soc.,London, А344, 563-577, 1975.