Устройство для регулирования микроконцентрации или расхода

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 17.04.78 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 3) УДК 548.552) Автор изобрет А. В, Владимиро я Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ МИКРОКОНЦЕНТРАЦИЙ ИЛИ РАСХОДА Изобретение относится к устройствам,применяемым в различных технологическихпроцессах, научных исследованиях и другихобластях науки и техники, где требуешься регулирование нещрерыаного изменения концентрации или расхода,в особо малых количествах, в частности при выращивании моноиристаллов из жидких сред,Известно устройство, в котором регулиро.вание концентрации или,расхода осуществляется изменением длительности импульсов подачи жвдкой среды через, капилляр или интервала времени между двумя импульсамиподачи 11.Это уст 1 ройство не обеспечивает малых 15значений расхода и, следовательно, микропересыщенийв результате чего ряд кристаллов, для оптимального роста которых необходимы особо малые значения пересыщений, спомощью этого устройства либо не синтезируются, либо получаемые,кристаллы неимеют необходимых размеров и недостаточносовершенны. Кроме того, устройство работаетв кааельнои (дискретном) режиме, вследствие чего регулирование концентрации или 25расхода осуществляется в тонкой поверхностной области основного объема жидкой среды,что, как и дискретность процвоса, зачастуюне отвечает оптимальным условиям роста монокристаллов.30 Известно устройство, содержащее основную и дополнительную емкости с жидкой средой, регулятор расходарегулятор давления и капилляр, причем регулирование скорости потока жидкой среды осуществляется путем поворота нижнего конца капилляра вокруг шарового шарнира 2.Данное устройство является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.Недостатки этого устройства следующие. Дискретность процесса и невозможность осуществления микроизменений концентрации или расхода, в связи с чем монокрпсталлы растут в условиях первсыщений, превышающих оптимальные значения, что приводит к существенному ухудшению их качества.Целью изобретения является обеспечение непрерывности и равномерности микроизменения концентрации или расхода путем добавления или отвода микроколичеств жидкой среды.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя коаксиалыно установленными цилиндрами, наружный пз которых выполнен с расширенной нижней частью, установленной в основной емкости, а внутренний снабжен седлом, закрепленным на его боковой поверхности, и иглообразным штоком, размещенным по оси цилиндра с возможностью вертикального перемещения, причем его верхняя часть соединена с регулятором расхода, а нижняя раоположена,в расширенной части наружного цилиндра. При этом иглообразный шток выполнен из кварцевого стекла, а седло - из тефлона.На чертеже показано предлагаемое устройство.Устройство для регулирования мпкроконцентрации цли расхода содержит основную 1 и дополнительную 2 емкости с жидкой средой, регулятор 3 расхода, регулятор 4 давления, наружный цилиндр 5 с расширенной нижней частью, размещенной в основной емкости 1 и образующей камеру б предварительного смешивания, внутренний цилиндр 7, установленный коансиально наружному с зазором. На внутренней поверхности цилиндра 7 закреплено седло 8. Иглообразный шток 9 установлен по оси цилиндра с возможностью вертикального перемещения, причем седло со штоком образуют регулируемый капиллярный зазор 10, Верхняя часть штока 9 соединена с эегулятором 3 расхода, а его нижняя часть размещена в камере б предварительного смешивания. Устройство имеет резервуар 11 с жидкой крис", аллнзационной системой,Усгройсгво работает следуощим образом.Часть резервуара 11, дополнительной емкости 2, внутреннего цилиндра 7 и основной емкости 1 предварительно заполняют растворителем, при этом уровень в основной емкости устанавливается несколько выше нижнего среза наружного цилиндра б. В этом положении устройство готово к соединению жидких сред (растворителя), участвующих в процессе. После того, как в устройстве установилось равновесие, с помощью регулятора 8, в качестве которого использовано реверсивноподъемное устройсгво, устанавливается необходимый капиллярный зазор, а с помощью регулятора 4 (использовано усгройгтво пневматического регулирования,давления) уровень растворителя в камере б предварительного смешивания сначала поднимают до соприкооновения с капиллярным зазором 10, а затем сразу же опускают до требуемого значения, при этом осуществляется соединение растворителя, и начинается постепенный отвод его из резервуара П с жидкой кристаллизационной системой через дополнительную емкость 2, внутренний цилиндр 7, капиллярный зазор 10, по иглообразному штоку 9 в камеру б предварительного омешивания, откуда избыток растворителя (при заданном уровне) постепенно поступает в основную емкость 1, что приводит к перенасыщению раствора в резервуаре 11 с жидкой кристаллизационной системой,Регулир ов а ние отвода мокр околичеств арастворителя, а следовательно, и микропересыщения кристаллизационной системы осуществляегся в соответствии с требованиямипроцеоса кристаллизации путем,изменения10 величины капиллярного зазора 10 (грубая регулировка) и изменения положения уровнярастворителя (разности давлений) в,камерепредварительного смешивания,и во внутреннем цилиндре, а также изменения глубины15 положения нижнего среза наружного цилиндра 5 или путем изменения уровня в нем (тонкое регулирован,ие),Предложенное устройство позволяет осущестзлять,разлнчные сочетания вариантов20 тонкого регулирования, что увеличивает возможность использования его в различных технологичооких процессах.Формула изобретенияУстройство для регулирования микроконцентраций или расхода, содержащее основную и,дополнительную емкости с жидкой средой, регулятор расхода, регулятор давлеЗ 0 ния и капилляр, отличающееся тем, что,с целью обеспечения непрерывности и равномерности микроизменения концентрации или расхода путем добавления или отвода микроколичеспв жидкой среды, оно снабжено двумя З 5 коаксиально установленными цилиндрами,наружный из которых выполнен с расширенной нижней частью, установленной в основной емкости, а внутренний снабжен седлом, закрепленным на его боковой поверхности, и 40 иглоо 5 разным штоком, размещенным по осицилиндра с возможностью вертикального перемещения, причем его верхняя часть соединена с регулятором расхода, а нижняя,расположена в расширенной части наружного ци линдра.2. Устройство,по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что иглообразный шток выполонен из кварцевого стекла, а седло - из тефлона.50 Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе:1, Л. Р. %со 1 ац, М, 1 Нц е 1 К. РаЬц Л. Сгуз(а 1 Ртоюй, 13/14, 1972, 462 - 4 бб.2, К,ХаззацЛ.Сгуз 1 а 1 дготчй, 15, 1972, 55 с. 171 - 173.Изд.127 Тираж 892 осударственного комитета Совета Мииист по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5