Устройство для создания струйной парометаллической мишени

(51) М. Ка Н 05 Н 5/04 Государственный кощнтет СССР по делаю изобретений и открытнй(088. 8) Опубликовано 150379, Бюллетень %10 Дата опубликования описания 150379(71) Заявитель Институт физики твердого тела АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ СТРУЙНОЙ ПАРОМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МИШЕНИИзобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при проведении научных исследований с помощью переэарядных ускорителей различных типов, в том числе инжекторов быстрых атомов термоядерных установок, для преобразования зарядового состава пучков ускоренных частиц.Известно устройство для создания струйной парометаллической мишени, содержащее нагреватель, емкость для металла, паропровод, сопла и подогреватель сопла (11 .Известно также устройства, содержащее нагреватель, емкость для.металла, паропровод, сопла и подогреватель сопла Я .Использование подогревателя сопла вызвано необходимостью поддержания нормального режима истечения струи и ее высокого качества. Без подогрева сопла будет охлаждаться из-за излучения тепла в окружащее пространство, при этом пар в пограничном со стенками сопла слое также будет охлаждаться, станет пересыщенным, в нем появятся области, содержащие конденсированную фазу - жидкий металл. Из-за этого нарушится нормаль. ный режим истечения струи, в нейпоявятся капельки жидкости, расходимость струи возрастет. В неблагоприятных случаях может произойтидаже закупорка сопла.Однако использование подогрева"теля сопла связано с большими трудностями, вызванными необходимостьюего работы при таких высоких температурах, что основная часть тепла выделяется в виде излучения.,Для того, чтобы это излучение не нарушало нормального режима работы конденсатора струи, вводят тепловую защиту.Для устранения конденсации в сопле можно было бы вместо подогревасопла перегревать пар. Перегреваниепара широко используется в паросиловых установках и приводит к повышению скорости истечения струи иэсопла. Однако для мишени увеличениескорости неприемлемо, так как приэтом для создания мишени такой жетолщины (тожаина определяется фнапросветф и измеряется в ат/смф,так называемая, оптическая толщина)потребуется увеличить расход пара,а значит еще больше повысить потребляемую мощность и усложнитьконструкцию,619069 1 О 15 НИИПИ Эаираж 943 1126/61писное Цель изобретения - расширениеобласти применения устройства, упрощение его конструкции и уменьшениепотребляемой мощности.Это достигается тем, что в устройстве, содержащем нагреватель,;емкость для металла, паропровод,сопло и подогреватель сопла, последний выполнен в виде теплоизлучающей стенки паропровода, воспринимающей тепло непосредственно отнагревателя, расположенной напротивсопла и изготовленной из.тугоплавкого материала, химически нейтрального по отнааению к пару, при этомнагреватель установлен в полости,образованной стенками паропровода,включая и теплоизлучающую стенку,и стенками емкости для металла.Кроме того, с целью предотвращения попадания капелек металла всопло при его расположении выходнымсечением вниз, в паропроводе имеется бортик, расположенный вокруг сопла, на прилегающей к нему стенкепаропровода.На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, вертикальный разрез на фиг, 2 в . тоже, вид сбоку.Устройство содержит нагреватель1, емкость 2 для металла, паропровод 3 с теплоизлучающей стенкой 4,плоское сопло 5 Лаваля, воронку б,патрубок 7 и бортик 8. Фланец 9предназначен для закрепления устройства, выводы 10 - для закрепления нагревателя и подвода к нему 35тока,Устройство работает следующимобразом.Жидкий металл через патрубок 7и воронку б поступает в емкость2, Нагреватель 1 греет емкость 2, иметалл испаряется. Пар поступаетпо паронроводу 3 в сопло 5 и выходит через него, образуя сверхзвуковую струю Теплоиэлучающая стенка4 воспринимает тепло от нагревателя 1 и перегревается по сравнениюс остальными стенками устройства,Благодаря повышенной температурестенка 4 излучает тепло. Расположенное напротив сопло 5 воспринимает этот тепловой поток и поэтому не остывает. Брызги металла,.которые могут вылетать из емкости 2 при ее заполнении, задерживаются бортиком 8 и испаряются, не попадая в сопло.Благодаря нспольэованию предлагаемого устройства мощность, затрачиваемая на создание мишени, уменьшается по сравнению с прототипом .в несколько раз, конструкция устройства значительно проще, а область применения устройства шире. Формула изобретения 1, Устройство для создания струйной парометаллической мишени, содержащее нагреватель, емкость для металла, паропровод, сопло и подогреватель сопла, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, упрощения его конструкции и уменьшения потребляемой мощности, подогреватель сопла выполнен в виде теплоизлучающей стенки паропровода, воспринимающей тепло непосредственно от нагревателя, расположенной напротив сопла и изготовленной из тугоплавкого материала, химически нейтрального по отношению к пару, при этом нагреватель установлен в полости, образованной стенками паропровода, включая теплоизлучающую стенку, и стенками емкости для металла.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения попадания капелек металла в сопло при его расположении выходным сечением вниз, в паропроводе имеется бортик, расположенный вокруг сопла, на прилегающей к нему стенке паропровода.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Дьячков Б.Ь, и др. Перезарядка протонов с энергией 5-40 КЭВ в толстых струях паров лития, натрия, магния и цинка.Атомная. энергия, т.24, в. 1, 1968.2. Бутусов В .И. и др. Нейтрализатор мощных ионных пучков, ТФ, т. 37, в, 10, 196 7, с. 1818-1824. илиал ППП Патент,