Устройство для получения свободномолекулярных потоков кислорода

Устройство для получения свободномолекулярных потоков кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик 1714196 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл 2

G 0l Ь 27/00 (22) Заявлено 131277 (21) 2557847/18-10 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05у2,80. Бюллетень ¹ 5 (53) УДК5З1. 787 (088. 8) Дата опубликования описания 050280

М.Д. Гераимчук,. B,К. Гришин, М.Н. Левин, С,Б, Свирщевский, П,М. Таланчук и Ю,Е. Быстров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВОБОДНОМОЛЕКУЛЯРНЫХ

ПОТОКОВ КИСЛОРОДА

" Изобретение относится к приборостроению, в частности, к устройствам для получения свободномолекулярных потоков кислорода при проведении градуировки вакууметров.

Известны устройства для получения свободномолекулярных потоков, содержащие балон с напускаемым газом (кислородом), ловушку для очистки га- 10 за, натекатель (доэируюший вентиль), камеру предварительного напуска, соединенную через диаФрагму с калиброванным отверстием с объемом, в котором производится установка исследуемых на воздействие потока объектов 15

fl)

Однако эти устройства имеют сложную и громоздкую конструкцию, трудно тйддаются автоматизации и имеют низкое быстродействие при скачкообраз- 20 ном изменении давления.

Наиболее близким па технической сущности к предложенному является устройство, содержащее камеру предварительного разрежения, соединенную с объемом для испытания через диафрагму с калиброванным отверстием, источник газа и натекатель газа в камеру.

В качестве источника газа, например кислорода, применяется балон с кис- 30

2 лорадом. Кислород иэ балана через редуктор подается в ловушку, котораяпоглошает различные примеси имеющиеся в кислороде, после этого кислород поступает на натекатель (вентиль дозирования) малого количества кислорода, с помощью которого производится напускание кислорода в камеру пред- варительного разрежения. В камере предварительного разрежения создает- ся необходимое давление rasa, которая соединяется с объемом для исйытания через диаФрагму с калиброванным отверстием, на выходе которого получается молекулярный .ноток газа.В объеме для испытания устанавливается градуируемые манометр, потокомер или исследуемый образец материала (2).

Однако работы с кислородом требуют повышенной техники безопасности.

Наличие емкостей для хранения газа, коммуникаций и другого вспомогательного оборудования приводит к громоздкости и сложности устройства, невозможности автоматизировать процесс получения патока. Это устройство не позволяет получить необходимое поле потоков rasa, изменение потока по строго заданному закону. Быстродействие устройства, определяемое про714196

I К

Рн г

4Я

Формула изобретения

1. Устройство для получения сво-. бодномолекулярНЫх потоков кислорода, 6О содержащее корпус, камеру предварительного разряжения, соединенную с объемом для испытания через диафрагму с калиброванным отверстием, источник кислорода и натекатель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с

65 целью упрощения конструкции, обеспе. цессами напуска через натекатель и процессами эфйузии кислорода в камере предварительного разряжения,, является невысоким.

Цель изобретения — упрощение конструкции, обеспечение безопаснбсти работ и автоматизация управления устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для получения свободномолекулярных потоков кислорода, содержащем корпус, камеру предварительного разряжения, соединенную с объемом для "испытания через диафрагму с калиброванным отверстием, источник кислорода и натекатель, камера предварительного разрежения выполнена в .- -виде стакана из твердого электроли та, в торцовой части которого установлена диафрагма. Натекатель выполнен в виде двух пористых электродов, расположенных на внутренней и 20 .внешней поверхностях стакана и соединенных с регулируемым источником напряжения. Источник кислорода вы: полнен в виде второго стакана,диа-: метром большим чем диаметр полого 25 стакана из твердого электролита и расположенного коаксиально с ним, .1 при этом герметизированная полость между стаканами заполнена гетерогенной смесью, а на внешней поверхности второго стакана расположен нагреватель..Полый стакан из твердого электролита выполнен из двуокиси циркония, стабилизированного oKHcbI0 кальция, а в качестве гетерогенной смеси использован порошок ниобия с его окисью

На чертеже схематически изображено устройство для получения свободномолекулярного потока кислорода, раз-. р ез. 40

Устройство содержит камеру 1 предварительного разряжения, выполненную в виде полого стакана 2 из твердого электролита. В торцовой части полого стакана 2 установлена диаф-45 рагма 3 с калиброванным отверстием

4. Диаметр этого отверстия выбирается в каждом конкретном случае из ус ловия истечения газа через отверстие.

На внутренней и внешней поверхностях о: полого стакана 2 из твердого электролита нанесены пористые электроды .

5 и 6, выполненные, например, йз платины. Электроды 5 и 6 соединены c :ðåãóëèpóåìüì источником постоянного тока (не показан). Полость 7 .между внешней поверхностью стакана

2 и нагревателем 8 заполнена" гетерогенной смесью, напрймер порошком ниобия с его окисью, герметизирована, например, с помощью пайки или сварки и является источником кисло.рода. Полый стакан 2 с электродами в сборе с диафрагмой 3, источником кислорода и нагревателем,8 помещены ":a корпус 9. Нагреватель 8 соединен с системой регулирования температуры (не показана).

Устройство работает следующим образогл .

Устройство помещают в вакуумный объем, в котором необходимо получить молекулярный поток кислорода. Включают источник питания и пропускают определенную величину тока между электродами 5 и 6 через твердый электролит 2. Прохождение тока через твердый электролит 2 вызывает изменение давления кислорода в камере 1 предварительного разряжения. На выходе диафрагмы появляется поток Q, который определяется соотношением

Q = U(P — Р,), где Р„ — давление кислорода в камере предварительного разряжения, которое является функцией протекающего тока через твердый электролит где Х -- ток протекающий через электролиту

F — постоянная Фарадея;

К вЂ” постоянная величина;

Р„ - давление в объеме для испытания и (определяется применяемыми откачными средстваMH )

U — проводимость калибровочногО отверстия диафрагмы.

Таким образом изменение величины . тока через твердый электролит приводит к изменению потока газа на выходе устройства. Задавая необходимый закон изменения тока через твердый электролит, получаем необходимый закон изменейия потока в объеме для испытания. с помощю нагревателя 8 поддерживается рабочая температура устройства. Изменение давления Р„ в камере предва-" рительного разрежения возникает за счет протекания -тока через твердый электролит " кбторйй приводит к переносу кислорода из источника кислорода (полость 7) в камеру 1. в электрическом поле, благодаря ионной проводимости твердого электролита. Образование кислорода у поверхности электрода йроисходит за счет протекания реакции восстановления окиси металла к металл у.

714196

Составитель О. Сафонов . 1ехоед M.Kóçüìà Корректор B ° Бутяга

Тираж 1019 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раусшкая наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент"., r, Ужгород, ул. Проектная,4

Редактоо А. Емелькин

Заказ 9272/36 чения безопасности работ и автоматизации управления, камера предварительного разряжения выполнена в виде стакана из твердого электролита, в торцовой части коТорого установлена диафрагма, натекатель выполнен в виде двух пористых электродов, расположенных на внутренней и внешней поверхностях стакана и соединенных с регулируемым источником напряжения а источник кислорода выполнен s виде второго стакана, диаметром большим чем диаметр стакана из твердого электролита и расположенного коаксйально с ним, при этом герметизированная полость между стаканами seполнена гетерогенной смесью, а на внешней поверхности второго стакана расположен нагреватель..

2, Устройство по пв1р о т л ич а ю щ е е с я тем, что стакан из твердого электролита выполнен из двуокиси циркония, стабилизированного окисью кальция.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что в качестве ге- . терогенной смеси использован порошок ниобия с его окисью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t0

1. Кузнецов Ю.Е., Флаксиан Я.Ш.

Создание свободномолекулярного потока, предназначенного для специальных аэродинамических исследований °, Известия AH СССР; Механика жидкости и газа, Р 4, 1976.

2. Шаревский Б.А. Приборы и техника эксперимента, 1967,"Р 4, с. 171-176 (прототип).