Мишенное устройство

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКгосудАРственное плтентноеведомство сссР тгосплтент ссОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Обнинский институт атомной энергетики(57) Изобретение относится к ускорительной тенике. Цель изобретения - уменьшение утеч:и гв канал транспортировки заряженных частиц.герметичном корпусе канала транспортировки зарженных частиц ускорителя распопагаот недор,ширенное соппо Лаваля, в котором центрапьное т по выполнено Б ьиде погого прямого цилиндра, а наружная оболочка имеет профипированну 1 о внут- ренноо поверхность. При этом канал дпя пропусканив газа через соппо расположен мехду внешней обопочкой и центрапьным тепом, а г стенке центрального тела вьпопнен канал, соединен;ья с кольцевой проточкой, вькгопненный наарунаой поверхности центрагьноо тепа у его выходого торца. Приводится аналитическое сьо:.жене дпя расчета длины центрального тела. 1 з.п. ф-лы, 41639405 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при экспериментах по ядерной физике.Целью изобретения является уменьшение утечки газообразного вещества мишени в канал транспортировки частиц.На фиг, 1 показана схема газовой мишени в масштабе 1;2, общий вид; на фиг, 2 - схема участка газовой мишени в увеличенном масштабе; на фиг, 3 - изменение угла поворота потока на выходной кромке сопла от скорости потока, где длр - предельный угол поворота для различных участков пограничного слоя, на фиг, 4 - график зависимости массового расхода через пограничный слой на выходной кромке соп.ла для М - 5 от геометрических размеров сопла,Мишенное устройство, приведенное на фиг. 1, содержит герметичный корпус 1, снабженный средствами для присоедине ния к каналу транспортировки пучка заряженных частиц из ускорителя и системе где Ы - число Маха на выходе,гг - критическое сечение сопла, м;2,г - внешний радиус цилиндрическойгта и г 1 1к - показатель изоэнтропы газа;у - угол полураствора радиального сопла, рад.Устройство работает следующим образом.Газ мишени из циркуляционного контура попадает во входное. сопло 2, ускоряетсяи далее поступает и корпус 1 мишени, приэтом продолжая расширяться эа выходнойкоомкой сопла. К точке встречи внутреннихкромок потока для больших значений чиселМаха на выходной кромке сопла (М5) образуется конический скачок уплотнения. Величина утечки газа в канал ускорителяопределяется величиной расхода среды через пограничный слой, образующийся навнешней поверхности цилиндрическойвставки, Через проточку 7 и канал 6 осуществляется отсос пограничного слоя, тем самым снижается величина утечки.На фиг. 4 показаны результаты численного исследования величины утечки для различной геометрии сопла. где использованыследующие обозначен к го - радиус цилиндрлческой вставки; й; - радиус профилированной стенки корпуса мишени на 5 10 15 20 25 30 подачи газообразного рабочего вещесгва мишени, и недорасширенное сопло 2 Лаваля, Внешняя спрофилированная оболочка 3 поверхности сопла соединена с корпусом, а между центральным телом 4 и внешней оболочкой 3 сопла 2 образован канал 5 для ввода газового потока, С целью снижения (или полного устранения) утечки газа в канал ускорителя центральное тело 4 сопла выполнено в виде прямого полого цилиндра с внутренним кольцевым каналом 6 в стенке,являющимся непосредственным продолжением кольцевой проточки 7 на наружной поверхности тела у выходной кромки, причем длина центрального тела 1 выбрана в пределахГ .,где- длина профилированного сопла,м,Г - длина радиального (непрофилированного) сопла, м. Величину Г определяли из следующеговыражения; выходной кромке сопла; 9 - величина утечки газа в канал ускорителя (в процентах от величины массового расхода газа через мишень,; Ы - число Маха в ядре потока на выходной кромке сопла,Точка А на фиг. 4 соответствует величине утечки для сопла, изображенного на фиг, 1. Геометрические характеристики сопла: го - 15 мм, йо - 35 мм. Параметры газа на входе в сопло Р = 54 х 10 Па; Т = 385 К; р= 6,84 кг/м, где Р, Т, р - соответственно давлеиние, температура и плотность газа.Сопло спрофилированно так, что на выходе М = 5. Для расхода дейтерия 0 = 0,5 кг/с утечка в канал ускорителя составляет 1,5/ общего массового расхода.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет следующие преимущества; позволяет снизить утечку газа в канал ускорителя до 1,5 О/, от общего расхода газа, а при отсссе пограничного слоя достичь полного устранения утечки, увеличить ширину кольцевого зазора в критическом сечении кольцевого сопла, что дает воэмокность упростить технологию его из-отовления.(56) Авторское свидетельство СССР М 186041, кл. О 21 В 1/02, 1963.Авторское свидетельство СССРИт 1295987, кл, Н 05 Н 6/00, 1905.Формула изобретения 1, МИШЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее герметичный корпус, снабженный средствами для присоединения к каналу транспортировки частиц и системе подачи газообразного рабочего вещества мишени, и недорасширенное сопла Лаваля, в центральном теле которого выполнен канал для пропускания заряженных частиц, внутренняя поверхность внешней оболочки сопла выполнена профилированной, а ее наружная поверхность совмещена с корпусом с образованием аксиально симметричной конструкции, в которой канал для пропускания газообразного рабочего вещества через сопла расположен между центральным телом и наружной оболочкой сопла, отличающееся тем, что. с целью уменьшения утечки газа в канал транспортировки заряженных частиц. в стенке центрального тела сопла выполнен канал, поперечное сечение которого имеет форму кольца, выход которого соединен с кольцевой проточкой, выполненной на наружной поверхности центрального т.;ла сопла и 5 его выходного торца, при этом длина центрального тела 1 выбрана из условияь 5 5 где- длина профилированного сопла, м;3 - длина радиального (непрофилированного) сопла, м,М - число Маха на выходе сопла:о. - критическое сечение сопла,м ;го - внешний радиус центрального тела,м;2 ОМ - показатель изознтропы газа;у - угол полураствора радиального сопла, рад.2. Устройство по п.1, отличающеесятем, ото центральное тело сопла выполне 25 но в виде прямого полого цилиндра.1639405 едактор Т. Лоикарева Ко А, Мотыль Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 каз 34 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ставитель Е. Громов хред М. Моргентал ф 7 осм