Молекулярный генератор-усилитель

Молекулярный генератор-усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Жо 145284

Класс 21 g, 1 317 ссс

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л 97

М. Е. Жаботинский и В. В Григорьянц

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР-УСИЛИТЕЛЬ

Заявлено 25 июня 1960 г. за No 671338/26 — 9 в Комитат по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» % 5 за 1962 г.

В настоящее время источником наиболее стабильных колебаний является молекулярный генератор, использующий переходы между уровнями инверсионного спектра аммиака. Однако широкое практическое использование молекулярного генератора затрудняется в силу ряда конструктивных его особенностей.

Основными недостатками известных конструкций молекулярного генератора являются: необходимость в форвакуумном насосе, имеющем значительные габариты, вес и потребление энергии, и выброс рабочего вещества в атмосферу, что особенно нежелательно в случае работы на таких ценных веществах, как изотоп аммиака N 5Нз или на таких ядовитых веществах как, например, синильная кислота, В предлагаемом молекулярном генераторе этих недостатков нет, поскольку в нем отсутствует форвакуумный насос и осуществлена замкнутая циркуляция аммиака. При этом, наряду с упрощением конструкции генератора, обеспечивается увеличение длительности его непрерывного действия.

В соответствии с изобретением предусматривается также возможность уменьшения производительности вакуумного насоса, поддерживающего циркуляцию газа, для чего рабочая камера генератора разбивается на отсеки, откачиваемые отдельными насосами.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные схемы двух вариантов выполнения предлагаемого молекулярного генератора.

Как и в известных молекулярных генераторах, рабочее вещество в виде газа из камеры источника 1 поступает через ряд мелких отверстий или каналов 2, формирующих молекулярный пучок, в устройство 8, сортирующую молекулы по энергетическим уровням. Молекулярный пучок, выходящий из сортирующего устройства 3, состоит в основном из молекул, находящихся на верхнем инверсионном уровне. Эти молекулы, по№ )45284 ступая затем в резонатор 4, настроенный на частоту молекулярного перехода, переходят на нижний уровень, отдавая при этом энергию резонатору 4, в котором возникают незатухающие колебания с высокой стабильностью частоты. Энергия этих колебаний отводится наружу при помощи волновода 5. Для того, чтобы молекулярный пучок не разрушился на пути от источника 1 к резонатору 4, источник 1, сортирующее устройство 8 и резонатор 4 помещены в вакуумный кожух 6, в котором с помощью высоковакуумного насоса 7 поддерживается вакуум 10-

10 —" млс рт. ст.

В отличие от известных молекулярных генераторов, в которых вслед за высоковакуумным насосом 7 установлен форвакуумный насос, выбрасыван>щий рабочее вещество в атмосферу, в предлагаемом генераторе выходной патрубок 8 высоковакуумного насоса соединен с источником 1 молекулярного пучка, чем достигается непрерывная циркуляция рабочего газа в системе. Возмо>кность такой циркуляции обеспечивается тем, что выпускное давление обычных высоковакуумных насосов имеет такую же величину, как и рабочее давление газа в источнике, а именно: от

10 — пл рт. ст. до 1 лл рт. ст.

В предварительно обезгаженную и откаченную до высокого вакуума систему напускается чистый рабочий газ прн давлении 1 10 — и,и рт. ст.

Это давление соответствует исходному вакууму, с которого начинает работать высоковакуумный насос, После включения последнего при соотношении объемов V>/V — — 100, где V< — рабочий объем молекулярного генератора, а V объем, включающий в себя участок выходной патрубок 8 — источник 1 пучка, практически весь газ переводится в объем V>.

Давление газа в объеме V>, т. е. в источнике / пучка оказывается соответственно в 100 раз больше, т. е. — 1; 10 — лм рт. ст. Давление в рабочем объеме молекулярного генератора устанавливается в соответствии с формулой: Г

S == 2,8 10 - — —, о где Ро — давление в рабочем объеме

Л вЂ” число молекул газа, вылетающих в секунду из источника 1, S — производительность высоковакуумного насоса 7 (л/сек), Таким образом, при соответствующем выборе размеров системы, количества газа и производительности высоковакуумного насоса могут быть выполнены все условия работы высоковакуумного насоса и молекулярного генератора в такой конструкции, а именно: начальное давление в системе — 10 — лл рт. ст., выпускное давление — 10 — и.и рт. ст., давление в источнике пучка — 10 — мм рт. ст., давление в рабочем объеме 10 — ям рт. ст.

С целью уменьшения необходимой производительности высоковакуумного насоса в такой конструкции желательно в соответствии с формулой (1) уменьшать число молекул N газа, вылетающих из источника, путем применения высоконаправленных источников пучка, увеличения угла захвата сортирующей системы и уменьшения мощности генер атор а.

На фиг. 2 представлена схема молекулярного генератора, который может быть использован в случае отсутствия источников пучка с достаточной направленностью. Как видно из фиг. 2, рабочая камера генератора разделена на два отсека, отделенные один от другого диафрагмой 9 и откачиваемые отдельными насосами 7 и 7". В одном отсеке с промежуточным вакуумом находится источник /, во втором — рабочем отсеке располо>кены сортирующее устройство > и резонатор 4. № 145284

Диафрагма 9 обеспечивает пропускание в рабочий отсек молекул газа, летящих внутри угла захвата сортирующего устройства 3. Это зна,, мол чит, что в рабочий отсек входит примерно — 10" — и для создания сея в нем разрежения 10-5,им рт. ст. достаточно насоса с производительностью около 30 л/сек.

Основное количество молекул газа откачивается непосредственно пз отсека источника 1. В этом отсеке пучок проходит путь менее 1 с.я и поэтому для обеспечения необходимой длины свободного пробега молекул здесь достаточно поддерживать давления — 10 — лья рт, ст., для чего даже в случае применения ненаправленных источников пучка нужна производительность насоса — 50 — 100 л/сек.

Для длительной работы такого генератора желательно применять в качестве высоковакуумных насосов молекулярные насосы или диффузионные насосы с рабочей жидкостью, имеющей высокую термостойкость

Эффективность предлагаемой конструкции молекулярного генератора с замкнутой циркуляцией аммиака подтверждается Институтом радиотехники и электроники AH СССР.

Предмет изобретения

1. Молекулярный генератор-усилитель с молекулярным пучком, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и эксплуатацHH генератора, а также увеличения длительности его непрерывного действия, выходной патрубок высоковакуумного насоса для обеспечения непрерывной циркуляции рабочего газа без приAIcHcíèÿ вымораживания его соединен с источником молекуляриого пучка, 2. Видоизменение конструкции генератора (усилитель) по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения необходимой производительности вакуумного насоса, поддерживающего циркуляцию газа, рабочая камера генератора разбита на отсеки, откачиваемые отдельными насосами, выходные патрубки которых соединены с источником (источниками) пучка, причем сортирующие системы и резонатор находятся в отсеке с высоким вакуумом, а источники пучка — в отсеках с промежуточным вакуумом. № 145284

Фи2 !

Составитель Л. О. Сольц

Редактор 3. А. Москвина

Техред Т. Il. Курилко Корректор И. А Шпыиева

Подп. к печ, 10,111-62 г

Зак. 2342

2/6.

Типографии ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Формат бум 70)(108 /16

Тираж 1000

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д.

Объем 036 изд. л.

Цена 4 коп. открытий