Устройство для получения столба паров металлов

О П И С А Н И Е , 4841 тИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 22,12,80 (21) 3223275/23-26 (1 М Кл з В 01 Л 3/00 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 070882.Бюллетень Мо 29 Дата опубликования описания 070882(71) Заявитель Ужгородский государственный университет(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТОЛБА ПАРОВ МЕТАЛЛОВИзобретение 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 111 . 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 эффективных сечений фотопоглощения. Наиболее близким к предлагаемомуустройству является устройство дляполучения столба паров металлов, содержащее трубчатую печь с размещенными внутри нее соосно двумя паропроводами, конденсаторы паров со сквозными, соосными с печью отверстиямии систему вакуумной откачки 21,Функцию паропровода выполняет трубка, в стенке которой в середине еевыполнены отверстия для ввода пароввнутрь трубки. Последняя поддерживается соосно с печью при помощидвух сплошных колец, которые закреплены на ее концах, и двух колес сотверстиями, закрепленных вблизи еесередины, между которыми помещаетсяиспаряеьый образец, Образец загружают путем заталкивания его внутрьпечи вместе с паропроводами и поддерживающими их кольцами.При нагревании печи вблизи осиустройства образуется столб паров образца, Устройство позволяет поддер жйвать среднее давление паров в печие 100 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 рас хода материала образца. Бремя удержания .толба паров сокращается такженз-за утечек пара через зазоры междуподдерживающими кольцами и стенкойпечи, которые необходимы для загрузки об азца в печь,Вакуумная откачка объема междутрубкой-паропроводом и стенкой печи,ограниченного концевыми поддерживающими кольцами, осуществляется черезсами паропроводы, что сильно ухудшает вакуумные условия в печи во время ее работы.Целью изобретения является увеличение воемени удержания столба паровметалла и снижение давления остаточных газов в печи,15Цел достигается тем, что устрой-,ст .о для создания столба паров метаМлов, содержащее трубчатую печь сразмещенными внутри нее соосно двумяпаропрсвоцаьп, конденсаторы паров сосквозными, соосными с печью отверстиями и систему вакуумной откачки, снабжено герметичной цилиндрическойе,.:костью, установленной соосно навходном конце печи, паропроводы раэмешены соосно внутри емкости, при этомвыхоцные концы паропроводов снабженынасадками, выполненными в виде усечепных конусов, большие основанияхо:орых герметично присоединены к 3 Окольцам, а. кольца выполнены с отверстиями.Целесообразно усеченные конусывыполнить с углом при вершине 30-б 0а диаметр мнеьшего основания конуса 35выполнить равным диаметру паропроводаДополнительное сопротивление потоку истекающих паров, создаваемоеконусными насадками на концах паропроводов, способствует увеличениювремени удержания столба паров, Исключение утечек паров, обеспечиваемое заключением эоны парообразования в герметичную емкость, сообщающуюся только с паропроводами, такжеспособствует увеличению времени удержания столба паров,На чертеже изображен общий вид устройства для получения столба паровметаллов.50Устройство содержит трубчатую печь,имеющую корпус-трубу 1, выполняющийФункцию вакумной стенки печи, нагреватель 2 и тепловой экран 3, два конденсатора 4 паров со сквозными отверстиями, соосными печи, и системувакуумной откачки, состоящую из двуходинаковых откачных блоков 5, Конденсаторы 4 вакуумно присоединены к корпусу 1 печи, а блоки 5 - к конденса- бОторам 4.В средней части печи размещают цилиндрическую емкость б, через основания которой к ее центру введены паропроводы 7. Испаряемый образец В поме-б 5,щают в эту емкость, для чего она выполнена разборной. После загрузкиобразца разъемное соединение емкостигерметизируют и всю систему вводятвнутрь печи, В рабочем состоянииобъем емкости б сообщается толькос паропроводами 7,Выходные концы этих паропроводовснабжены конусными насадками 9, которые прикреплены к кольцам 10, обеспечивающим соосность системы паропроводов и печи, для чего служиттакже 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 парообразованияв емкости б проникают в паропроводы7 и истекают к их свободным концам.Эти паропроводы представляют собойтрубки 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 истечениюпаров, в результате чего увеличивается время удержания столба паров. Пары, истекающие из печи, осаждаютсяна холодных поверхностях конденсаторов 4,Герметичное исполнение зоны парообразования устраняет возможностьутечки 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 эапределы конденсаторов и позволяет всреднем на 30 увеличить время удержания столба паров при средних давлениях до 1000 Па по сравнению с известным устройством,Формула изобретения1. 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 остаточных948411 Составитель Л.НечипоренкоРедактор З.Бородкина ТехредМ. Гергель Корректор Н.Король Заказ 6062/6 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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 е2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что усеченные конусы выполнены с углом при вершионе 30-60 , а диаметр меньшего основания конуса равен диаметру паропровода. 5 источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. М,К.Б.Саггоп и др. Арр 1 орг,.8,Р 5 919-924, 1968,1 О2. Р.Н.Тгасу Ргос.шоу.Кос.,Ьопйоп,А 344, 563-577, 1975.