патенты / 21462

823072-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB823072A
[]
ИКС, 7 , 7 ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИЛОЖЕННЫЕ ЧЕРТЕЖИ 823,072 -2 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: 23 мая 1956 г. 823,072 -2 : 23, 1956. № 15917156. 15917156. Заявление подано в Соединенных Штатах Америки 23 мая 1955 года. 23, 1955. Полная спецификация опубликована: 4 ноября 1959 г. : 4, 1959. Индекс при приемке: -Класс 35, Г( 1 А 2 : 2 Е); 39(1), Д( 8:9 А:9 Ц:9 Ж:9 Г:ИОД:17 Д:38), И; и 39 (3), Н( 1 А: 2 А: 3 Б: 3 С). :- 35, ( 1 2: 2 ); 39 ( 1), ( 8: 9 : 9 : 9 : 9 : : 17 : 38), ; 39 ( 3), ( 1 : 2 : 3 : 3 ). Международная классификация=:-' , , 05 , . =:-' , , 05 , . ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Усовершенствования, связанные с «использованием ионной плазмы для получения высокой температуры» Мы, , корпорация, организованная в соответствии с законодательством штата Иллинойс, Соединенные Штаты Америки, по адресу 6001 Авеню, город Чикаго, штат Иллинойс, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем, что изобретение, на которое мы молимся, чтобы нам был выдан патент, и метод, с помощью которого оно должно быть реализовано, должны быть подробно описаны в и следующим заявлением: ' ' , , , , 6001 , , , , , , , : - Настоящее изобретение относится к нагреву материалов в газообразном состоянии, при этом существенно предотвращая материальные потери энергии из нагретого тела за счет конвекции из нагретой зоны или проводимости к стенкам контейнера. Поскольку относительная доля энергии, вводимой в тело газа, которая теряется из-за этих двух причин, очень быстро увеличивается с температурой, наибольшую ценность изобретение находит в получении сверхвысоких температур, особенно температур, которые выше точки плавления или даже выше точки испарения огнеупорных материалов, которые доступны для содержания нагретый материал, но используемые принципы имеют общее применение и могут применяться при нагревании до любой температуры выше той, при которой обрабатываемый газ становится ионизированным. Таким образом, не существует определенного нижнего предела применимости изобретения. Верхний предел составляет определяется рядом факторов, которые будут различаться в зависимости от обрабатываемого материала; это может быть точка, в которой потеря энергии из-за излучения происходит так быстро, как только может быть подана энергия, или это может быть точка, в которой давление, создаваемое нагретым газом, становится неконтролируемым. изобретение делает даже эти ограничения менее строгими, чем может показаться на первый взгляд, и поскольку все известные вещества переходят в газообразное состояние при достаточно высоких температурах, ограничение газов является просто ограничением по состоянию, а не по материалу. , , , , ; , , , , . Существуют различные цели, для которых получение очень высоких температур имеет ценность. При высокой температуре протекают многие реакции, которые не протекают при других условиях. В отношении химических реакций существует общее эмпирическое правило, например, о том, что скорость реакции примерно удваивается при каждом повышении температуры на градус Цельсия. Высокотемпературная спектроскопия может быть чрезвычайно ценным инструментом как в фундаментальных исследованиях, так и при контроле промышленных процессов. Для получения сверхвысоких температур было бы полезно. Настоящее изобретение будет описано в первую очередь применительно к двум конкретно упомянутым применениям, но настоящее изобретение предлагает 60 устройств для получения высоких температур для всех целей, а не для применения температур, получаемых таким образом. для конкретного использования. 45 , , 50 , , 55 - , 60 . Основная цель изобретения состоит в том, чтобы создавать высокие температуры в точно 65 контролируемых условиях. Другие цели заключаются в том, чтобы создавать высокие температуры в массе газа, одновременно предотвращая чрезмерное повышение температуры в устройстве, в котором создаются такие высокие температуры, поддерживая такое устройство 70 в пределах диапазона. температуры, при которой конструкционные материалы сохраняют прочность и нормальные физические свойства; нагревать небольшое количество газа внутри большего тела без существенной потери энергии за счет конвекции в большее тело 75 во время процесса нагрева; создавать высокие мгновенные температуры внутри тела газа при поддержании средней температуры на умеренных значениях; сделать возможным для некоторых материалов поглощать очень большие количества энергии с чрезвычайно малой потерей за счет конвекции, проводимости или излучения; выдерживать электрические напряжения без использования тяжелых изоляторов или опасности разрушения используемой изоляции; 'а чтобы выгодно использовать нелинейный характер потерь энергии из материалов при высоких температурах, Аппарат для получения высоких температур, сконструированный в соответствии с изобретением, содержит средства для создания концентрированного магнитного поля и средства для создания плазмы расположение и условия работы таковы, что существует период сосуществования как указанного магнитного поля, так и указанной плазмы ионов, причем указанная плазма ионов создается в области, которая в течение указанного периода сосуществования полностью находится внутри указанного магнитного поля. поле, при этом указанная область, по крайней мере, часть указанного периода сосуществования, по существу свободна от приложенного магнитного поля, а интенсивность указанного магнитного поля в любой данный момент в течение указанного периода сосуществования достаточна для удержания указанной плазмы ионов в этот момент. 65 , 70 ; 75 ; ; 80 , , ; - ; ' 85 , , , , , , - , , , , , - , , . Это изобретение основано на трех хорошо известных фактах; Во-первых, газы ионизируются при нагревании и могут быть полностью ионизированы даже при умеренно высоких температурах, при этом нагретый газ распадается на плазму электронов и положительно заряженных ионов; Во-вторых, температура нагретого газа определяется средней скоростью составляющих его частиц; В-третьих, заряженная частица, вошедшая в магнитное поле поперечно, будет отклонена этим полем от своего прямолинейного курса на круговой путь, в то время как такая частица, движущаяся продольно полю, не будет отклоняться. ; , , , ; , ; , , . В предпочтительной форме устройства магнитное поле, окружающее объем нагреваемого газа, создается за счет пропускания тока через пару одинаковых, коаксиально расположенных катушек, имеющих небольшой внутренний диаметр по сравнению с шириной проводника в каждой из них. катушка в целом. Две катушки расположены вдоль общей оси на расстоянии, которое того же порядка и предпочтительно приблизительно равно их внутреннему диаметру, пространство, определяемое внутренним диаметром катушек и размером катушки. промежуточное пространство между ними, содержащее вышеупомянутую область, содержащую массу газа, подлежащего нагреву. Катушки соединены так, что они будут проводить по существу и предпочтительно точно такой же ток ) в одно и то же время; т. е. они могут быть соединены либо последовательно, либо параллельно, но первый вариант предпочтителен, поскольку требует менее тщательной балансировки, чтобы сделать катушки электрически идентичными, и предпочтительно, чтобы каждая из двух катушек содержала один виток полосового материала, а их выводы выведены наружу. -к лицу, чтобы минимизировать их индуктивность выводов. Ток может циркулировать через катушки либо в одном и том же, либо в противоположных направлениях, причем каждое из этих расположений имеет определенные преимущества. Если циркуляция противоположна, то создаваемое ею поле противоположно направлено вдоль общей оси. В результате получается пространство посередине между катушками, которое по существу свободно от поля $ 5, а силовые линии от обоих полей объединяются, чтобы проходить радиально между катушками как поле практически одинаковой напряженности. , , , ) ; , , -- , , , $ 5 , . Предусмотрены средства для пропускания через эти катушки импульсов тока, длительность которых может быть меньше микросекунды, от 70 до и включая импульсы длительностью 100 микросекунд и даже дольше каждый, в зависимости от конфигурации используемого устройства. С одной катушкой. такого характера, чрезвычайно мощные магнитные поля могут быть созданы в центре катушки. При коммутации двух катушек индуктивность системы еще больше уменьшается, так что могут создаваться еще более сильные поля. Даже при использовании одной катушки напряженность поля возрастает. до 10 в седьмой степени (107) гаусс 80 установлены для периодов упомянутого порядка. 70 100 , , 7 , , 10 ( 107) 80 . Пара электродов установлена по оси двух катушек, образуя искровой промежуток, охватывающий промежуточное пространство между ними, и предусмотрены средства 85 для создания импульса энергии достаточного напряжения, чтобы перепрыгнуть этот зазор во время прохождения импульса тока через катушку. две катушки. , , 85 . Если целью устройства является исследование спектра воздуха при сверхвысоких температурах, дополнительное оборудование не требуется. Обычно это будут другие материалы, исследование или обработка которых необходимы или желательны. В этом случае описанное устройство 95 будет приложено. внутри газонепроницаемого контейнера, предпочтительно снабженного выпускными отверстиями для предварительного удаления воздуха и напорными отверстиями для введения газа или газов, температура которых должна быть повышена. В этом случае обычно также предусматривается окно 100, через которое подается объем можно наблюдать раскаленный газ. - , 95 - , 100 , ' . Изобретение станет более понятным из описания некоторых вариантов осуществления, которое следует ниже, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых: - , 105 : Фигура 1 представляет собой диаметральное сечение одного предпочтительного варианта осуществления устройства, при этом соединения с выхлопной системой и системой давления 110 показаны схематически; Фигура 2 представляет собой вид в разрезе устройства по фигуре 1, причем плоскость сечения обозначена пунктирной линией 2-2 на первой фигуре; 115 На фиг. 3 представлена частично схематическая и частично блок-схема электрических соединений устройства; Фиг.4 представляет собой фрагментарный вид в увеличенном масштабе, показывающий общее направление 120 магнитного поля вблизи искрового промежутка с катушками намагничивания, соединенными для создания противоположных полей; 1 - , 110 ; 2 - 1, - 2-2 ; 115 3 , , ; 4 , , 120 ; Фигура 5 представляет собой вид, в целом аналогичный фигуре 4, иллюстрирующий общее направление магнитных силовых линий с магнитными полями в том же направлении; 5 4 125 ; Фигура 6 представляет собой вертикальное сечение модифицированной формы устройства; На фиг.7 представлено поперечное сечение в плане: 130823072 искровой электрод 25 выступает внутрь контейнера из центра диска. 6 - ; 7 - , , 130 823,072 25 . Диск 3 имеет центральное отверстие, в котором имеется расточка и резьба для установки свечи зажигания 27, центральный проводник 29, 70 которой обращен к электроду 25, образуя искровой промежуток, через который передается энергия, нагревающая обрабатываемый газ. Свеча зажигания может быть по существу того типа, который используется в автомобильной практике, при этом проводник 29 имеет поверхность 75, окруженную изолирующей втулкой 31 из керамики, слюды или другой подходящей изоляции. Прокладки или прокладки 33 обеспечивают герметизацию от давления газа, создаваемого внутри контейнера. порт 35 соединяется с подходящей вакуумной линией 80, линией 37, перекрытой клапаном 39 и снабженной вакуумметром 41, которая ведет к вакуумному насосу 43. 3 - 27, 29 70 25 , 29 75 31 , 33 35 - 80 37, 39 41, 43. Окружные стенки контейнера образованы из проводящих колец 85, выполненных за одно целое с самими магнитными катушками, чередующихся с кольцами 45 из изоляционного материала, разделяющими катушки. , 85 , 45, , . Конструкция катушек и колец лучше всего показана на рисунке 2. Каждая катушка состоит из двух половин почти одинаковой формы, которые спаяны, спаяны или сварены вместе, образуя один виток. Каждая из составных частей катушка состоит из кольца 47 того же внешнего диаметра, что и диски 1 и 3, 95 это кольцо перфорировано по окружности для прохождения зажимных болтов 5 и изолирующей втулки 49 (рис. 1), которая окружает каждый болт, выступая наружу с одной стороны. кольца представляет собой выступ 51, который электрически 100 непрерывен с выводом 53 для подачи ленты. Обозначение всей верхней катушки (как видно на фиг. 2) ссылочным номером 55, выступающим внутрь язычком 551 половины, который полностью виден на фигура простирается от 105 полной линии 551 против часовой стрелки, около половины минутного круглого отверстия 57, которое образует внутренний диаметр катушки, до линии 59, где она припаяна или припаяна к другой половине катушки. - катушка 110 Другая половина катушки 55 имеет язычок почти такой же формы, но перевернутый из стороны в сторону, как показано на фиг. 2, выступающий выступ, образующий половину 552 катушки, проходит под половиной 55. , от пунктирной линии 5512 115 по часовой стрелке вокруг до места ее соединения с выступом 551 на линии 59. Две половины отличаются тем, что половина 551 изогнута вниз при общем положении линии 5512 в плоскость другой половины. катушка 120. Вторая катушка 61 формируется точно таким же образом, но перевернута, причем внутренние или отогнутые проводники соединяются снаружи контейнера на своих выступающих выступах 51 коротким соединительным звеном 63. Подводящие провода 53 125 подключаются к внешние проводники катушек, плотно налегающие друг на друга, со слоем изоляции 65 между ними. 2 90 , , , , 47 1 3, 95 5 49 ( 1) 51 100 53 ( 2) 55, 551 - 105 551 - , 57 , 59 ' - 110 55 , , , 2, 552 55, 5512 115 551 59 551 5512 120 61 - , , 51 63 53 125 , , 65 . Соединения для подачи питания на описанное таким образом устройство проиллюстрированы позицией 130 устройства, показанного на фигуре 6; Фигура 8 представляет собой развернутый вид катушек, используемых в устройстве, показанном на фигурах 6' и 7, используемых для параллельного возбуждения с помощью полей; и Фигура 9 представляет собой в целом аналогичный развернутый вид конструкции катушки для использования в устройстве, показанном на Фигурах 6 и 7, с катушками, соединенными последовательно, и компенсирующими полями. 130 6; 8 6 ' 7, ; 9 6 7 . В варианте изобретения, показанном на фигурах 1 и 2, контейнер, в котором размещены активные элементы устройства, содержит в первую очередь пару дисков из тяжелого металла 1 и 3, которые предпочтительно изготовлены из материала, устойчивого к воздействию газа или газа. быть нагретым или любыми продуктами реакции, которые могут образоваться в процессе работы устройства. 1 2, 1 3 . Для многих целей подходит нержавеющая сталь, и имеет некоторое преимущество использовать один из сортов этого материала, который по существу немагнитен. Как будет понятно из приведенного выше общего описания устройства, будут возникать чрезвычайно интенсивные магнитные поля. в непосредственной близости от контейнера и, конечно, желательно минимизировать потери из-за электрической или магнитной индукции в контейнере. Из-за малой длительности импульсов, используемых при работе устройства, проявляются как электрические, так и магнитные эффекты. Люфты и потери можно уменьшить, сделав поверхность материала либо высокостойкой, либо высокопроводящей. , - , , , , . Для последней цели эффективно покрытие внутренней поверхности дисков золотом, серебром или медью, если эти материалы обладают необходимыми химически нереагирующими характеристиками. Если к такому покрытию прибегают, его эффект заключается в некотором уменьшении эффективной индуктивности катушек. , что желательно; в любом случае потери относительно малы по сравнению с общим количеством энергии, используемой при работе устройства. , - , , ; . По периферии обоих дисков образован круг отверстий для приема шпилек 5, которые сжимают контейнер вместе. 5, . Диск 1 снабжен портом 7 для присоединения к системе давления, включая канал 9, имеющий регулирующий клапан 11 для впуска газа, подлежащего обработке. Канал может соединяться с нагнетательным насосом 13, газовым баллоном или другим источником газа под давлением. давление, а система показана снабженной манометром 15. 1 7 9 11 13, , 15. Диск 1 также показан снабженным окном для наблюдения за областью, в которой происходит нагрев. Это окно показано как содержащее сердечник 17, который направлен диагонально через диск в область искрения и имеет зенковку и резьбу для приема прокладочная шайба 19 из меди или другого мягкого металла, на которую опирается тяжелый диск из кварца или стекла 21, плотно прижатый к прокладке полым винтом 23. Для многих целей синтетическая смола политетрафторэтилен образует подходящий материал прокладки фиксированный 823 072 В Рисунок 3. Они включают в себя средства для создания короткого, но интенсивного импульса тока через две катушки и для дальнейшего создания импульса напряжения, который пробьет искровой разрядник во время прохождения тока. Существует несколько хорошо известных методов создания таких импульсов. , который показан как один из традиционных типов, который в настоящее время считается наиболее подходящим для этой цели. Мощность для создания импульса тока может быть получена от обычной 60-герцовой линии электропередачи, которая питает выпрямительный источник питания 67, по существу традиционного типа, для создания постоянный ток с потенциалом от 1 до 25 киловольт, в зависимости от нагрузки, возлагаемой на систему в целом. 1 17 - 19, , 21 23 823,072 3 , , , 60- - 67, , 1 25 , . Источник питания 67 подключается к сети формирования импульсов, обычно обозначенной ссылочным номером 69, через токоограничивающий резистор 71. Сеть состоит из последовательных индуктивных элементов 73, соединенных конденсаторами 75, в соответствии с обычной практикой использования линий задержки, отличающейся от Обычные типы линий задержки заключаются только в том, что конденсаторы больше, а катушки индуктивности меньше, чем обычно используются для обеспечения требуемой задержки или длительности импульса, скажем, 10 микросекунд. - 67 - , 69, - 71 73 75, , , , 10 . Линия 69 соединяется с катушками 55 и 61 последовательно через искровой разрядник 77. Этот искровой разрядник может запускаться с помощью пускового триггера 79, который, открывая вспомогательный разрядник, добавляет потенциал к тому, который создается на заряженная линия запускает ионизацию в основном зазоре и, таким образом, инициирует основной разряд. Использование таких триггеров известно в радиолокационной практике и в других применениях импульсных методов; Конструкция как искрового выключателя, так и спускового механизма традиционна и поэтому не нуждается в подробном описании. Сам спусковой крючок может приводиться в действие с любой желаемой частотой повторения автономным генератором, внешним генератором или он может работать от внешнего генератора. принцип «одного выстрела» путем включения ручного переключателя. 69 55 61 , - 77 79, , ; - - , , " " . Ток в катушках 55, 61 зависит от напряжения, до которого заряжается линия задержки 69, и от эффективного сопротивления катушек и присоединенных к ним выводов. Хотя емкость между выводами высока, полное сопротивление цепи, через которую проходит линия Однако численно индуктивность двух катушек очень мала, даже в единицах микрогенри. После разрыва зазора 77 его эффективное сопротивление становится незначительным и практически соответствует полному значению напряжения, подаваемого источником питания 67. эффективные по всей индуктивности катушек, импульсы разрядного тока во многие тысячи ампер могут поддерживаться через катушки в течение интервала, необходимого для разряда линии. При коротких импульсах тока предполагаемой длительности ток концентрируется вблизи внутренних поверхностей катушек за счет скин-эффект и магнитное поле, создаваемое током такой величины, проходит через очень маленький внутренний диаметр катушек; с использованием катушек этого типа были разработаны и измерены потоки до 10 в седьмой степени (107) гаусс в этом месте. 55, 61 69 , , , , 77 67 , , ; 10 ( 107) . Чтобы заставить ионизирующую искру перескочить через зазор между электродами 25 и 29, пока сохраняется это магнитное поле, разряд линии задержки 69 используется для запуска искрового разряда. Последний происходит предпочтительно от той же линии электропередачи, что и питающая. источник питания выпрямителя 67 через аналогичный источник питания выпрямителя высокого напряжения 81, который, однако, предпочтительно работает при более высоком напряжении, чем источник питания 67, т.е. от 20 до киловольт. Это питает линию задержки 83 того же общего типа, что и источник питания выпрямителя 67. линия 69, включающая последовательные катушки индуктивности 85 и шунтирующие конденсаторы 87. 25 29 , 69 , 67, 81, , 67, , 20 - 83 69, 85 87. Эта линия предназначена для обеспечения немного более короткого времени разряда, чем линия 69, скажем, 9 микросекунд, если линия 69 генерирует импульс длительностью 10 микросекунд. Линия 83 подключается к искровому промежутку внутри контейнера через искровой переключатель 89 того же типа, что и переключатель. 77. 69, 9 69 10 83 89, 77. Однако этот переключатель срабатывает посредством импульса, подаваемого через катушку 91, которая соединена с одной из катушек 73, предпочтительно в конце линии задержки 69, ближайшем к ее точке разряда. Инициирование импульса тока через линию 69, таким образом, приводит в действие триггер 93, в целом аналогичный триггеру 79; и, таким образом, инициирует импульс, который разрывает зазор 89 и инициирует разряд. Однако искру можно вызвать и в более поздний период, соединив катушку 91 с одной из -катушек 73, которая расположена дальше от разрядного конца линии. , на что указывает, например, положение катушки 911 л. , , 91 73, 69 69 93, 79; 89 , , 91 - 73 , , , 911 . Импульсы могут быть инициированы любым типом средств синхронизации, которые запустят искру после того, как магнитное поле достигнет заданного значения. Такие средства синхронизации могут включать в себя мультивибраторы, генераторы со схемами выбора фазы, а также комбинации импульсов и линий задержки и другие известные эквиваленты. схема. , , . Показанное устройство предназначено для выдачи по существу прямоугольных импульсов как напряжения, так и тока. Это желательная, но не обязательная особенность. Магнитные поля могут нарастать постепенно, при условии, что их нарастание достаточно быстрое, чтобы удерживать ионы в любой данный момент. во многих целях сформированные импульсы могут быть заменены простыми разрядами конденсатора либо в цепи генерации магнитного поля, либо в искровой цепи. Даже не обязательно использовать искру постоянного тока; в большинстве случаев применения изобретения единственной функцией искры является подача тепловой энергии магнитно-удерживаемому газу, и это может быть достигнуто как с помощью колебательного разряда, так и с помощью постоянного тока. Использование колебательной искры может даже оказаться полезным. в некоторых применениях изобретения Устройство на фиг. 1 и 2 было показано с катушками 61 и 55, соединенными последовательно-противоположно, как показано на увеличенном фрагментарном виде на фиг. 4, с разрядом 823 072, оно приближается к этому состоянию более близко, когда время идет, а число и скорость ионов увеличиваются. Эффективно силовые линии поля через катушки сгущаются ближе к самим катушкам 70. Поскольку ионы не могут проникнуть в магнитное поле и удариться о катушки, они не теряют энергию для них. Точки искрового промежутка нагреваются, как и любая искра, но общее число ионов, попадающих в 75 точек, немногим превышает то, которое образовалось бы при искре того же напряжения в обычных условиях. , , - ; - , 1 2 61 55 - 4, 823,072 , 70 - , , 75 . Газ в ионизированном пространстве подчиняется обычным газовым законам: его давление растет с повышением температуры в соответствии с уравнением =, где — давление, — объем, — абсолютная температура в градусах Кельвина, а — постоянная. который зависит от газа. Объем нагретого газа немного увеличится с увеличением размера свободного пространства по только что упомянутой причине. Это увеличение объема, однако, может быть компенсировано введением дополнительных молей. частицы неионизированного газа из окружающего тела, поскольку такие неионизированные частицы могут проникать в магнитное поле с любого направления, не отклоняясь. Как только они вошли и приобрели энергию в результате столкновения с термически возбужденными частицами в пространстве, они тоже становятся 95 ионизируется и не может снова выйти. Таким образом, магнитное поле действует как полупроницаемая мембрана, и давление в объеме нагретого газа может нарастать за счет процесса, сравнимого с осмосом 100. Таким образом, можно увидеть, что в период, когда импульс тока через катушки сохраняются, ионизированные частицы не могут выйти из сдерживающего поля и унести энергию путем: , 80 = , , - 85 - , , - , - , 95 - , 100 , - : конвекция или удар по окружающей конструкции 105: 105: (за исключением самих искровых точек) вызывать любые материальные потери энергии из-за проводимости. ( ) , . Давление ионов газа внутри ограниченной нагретой области, конечно, передается 110 на катушки посредством механизма сгущения окружающих их силовых линий, как уже объяснялось. Кроме того, против них действуют мощные силы отталкивания. катушки из-за присутствия самих полей. Эти силы неэффективны для разрушения аппарата, поскольку, несмотря на их очень большую мгновенную величину, они действуют так кратковременно, что их импульс (т. е. сила, умноженная на время) мал, а инерция самих катушек 120 достаточно, чтобы поглотить их, причем силы исчезают до того, как относительно тяжелые конструкции приобретут какую-либо материальную скорость. , , 110 , , , 115 , , ( ) 120 , . В момент коллапса магнитного поля -: , -: объем газа, который был ограничен, высвобождается, газ охлаждается частично за счет расширения, частично за счет разбавления окружающим его ненагретым газовым телом, которому он = передает часть своей энергии, повышая общую энергию уровень внутри контейнера, в то время как 130 направление тока в двух катушках противоположно, так что силовые линии в объеме, определяемом диаметром отверстия 57 и пространством между двумя катушками, являются цилиндрически симметричными относительно общей оси катушки и следуют по траекториям, как правило, обозначенным светлыми изогнутыми линиями внутри зазора. При таком расположении будет видно, что имеется радиальное выпуклость в линиях потока вблизи срединной поперечной плоскости поля, что определяет небольшое, почти поле- свободная область, в реакционном пространстве, на оси катушек и посередине между ними. Линии потока существенно более сконцентрированы вблизи осевых концов реакционного пространства, чем в срединной поперечной плоскости. Общее направление электрического поля, развивающегося поперек искры. Зазор в момент импульса напряжения обозначен пунктирными линиями 97, охватывающими искровой промежуток. 125by - , , = , 130 , 57 , , - , , 97 -. При развитии полного напряжения на зазоре ионы, несущие разряд, могут проходить между точками вдоль оси, не отклоняясь даже очень мощным полем в зазоре, а те, которые не направлены точно в осевом направлении, будут перемещаться по спиральным путям, но с минимальным отклонением. После начала разряда газ в практически свободном от поля реакционном пространстве в центре зазора быстро ионизируется и нагревается, частицы получают энергию, которая приводит их в движение со скоростями, зависящими от их энергии и в направления, которые быстро имеют тенденцию становиться случайными. Поскольку они ионизированы и, таким образом, несут заряды, они, как правило, при входе в поле, окружающее реакционное пространство, отклоняются и возвращаются в реакционное пространство. Это справедливо для всех частиц, за исключением тех, которые движутся непосредственно вдоль реакционного пространства. оси искрового промежутка или те, которые движутся в поперечной плоскости точно в центре зазора, где они могут двигаться параллельно радиальному магнитному полю на полпути между двумя катушками. Доля ионов, движущихся в любом из этих направлений, относительно невелика и таким образом из зазора выходит очень мало энергии, особенно потому, что повторяющиеся столкновения постоянно меняют направления ионов, так что только те ионы, находящиеся вблизи края нагретого пространства, имеют разумную вероятность выхода в поперечном направлении с полями величины которые можно легко получить с помощью описанного здесь механизма, ионы более легких газов, имеющие тепловую энергию до 4000 электрон-вольт, обычно возвращаются в реакционное пространство, все еще сохраняя свою тепловую энергию. , , , , , - , , , , , , , , 4000 , , , . Эффект отклонения ионов заключается в увеличении свободного от поля пространства, магнитные поля, создаваемые движущимися частицами, увеличивают напряженность поля между частицей и катушкой, которая создает поле, и вычитают из поля на стороне иона. путь иона более удален от катушки. Поэтому, хотя реакционное пространство может не иметь Х 5, на самом деле оно было свободным от поля в момент инициирования - , 5 - 823,072 первоначально нагретые частицы охлаждаются. Некоторые нагретые частицы ударяются о проводники катушек и повышают температуру, но из-за большой массы материала в катушках по сравнению с количеством материала в нагретом газовом теле фактический общий показатель повышение температуры от любого отдельного разряда может быть сделано очень небольшим. Частота повторения разрядов может быть отрегулирована таким образом, чтобы ограничить общее повышение температуры устройства любым желаемым значением. Устройство может работать при среднем повышении температуры в несколько сотен раз. градусов Цельсия, если желательно, тогда как мгновенные температуры, достигаемые в небольших объемах газа, подвергаемых мгновенной обработке, могут при определенных условиях достигать 10 градусов Кельвина в седьмой степени (10'7) или даже выше. Наилучший результат достигается при использовании материалов с наименьшим атомным номером и наименьшим количеством орбитальных электронов. Водород, как материал с наименьшим атомным номером, чрезвычайно прозрачен для излучения, которое он испускает при высоких температурах, и, соответственно, является плохим излучателем при нагревании, даже при максимальном повышении температуры. при температурах, до которых способен аппарат, его потери энергии за счет излучения чрезвычайно малы и фактически не устанавливают предела температурам, которые могут быть достигнуты. 823,072 - , - - , , , 10 ( 10 '7) , , - , . Должно быть очевидно, что если желательно провести реакцию или получить спектр материала, который не находится в газообразном состоянии при обычных комнатных температурах, один из электродов, например. , , . электрод 25 может быть изготовлен из желаемого материала или иметь его наконечник: 25, , : Для изобретения не является существенным, чтобы катушки 55 и 61 были соединены таким образом, чтобы их магнитные поля создавались в противоположном направлении. 55 61 . Их можно соединить последовательно, чтобы поля «нарастали», а не «понижали», и в этом случае общая конфигурация поля вблизи искры будет также цилиндрически симметричной относительно общей оси катушки будут такими, как показано на рисунке 5. При таких обстоятельствах линии потока также имеют радиальную выпуклость вблизи средней поперечной плоскости поля и существенно более сконцентрированы возле осевых концов реакционного пространства, чем в срединной поперечной плоскости. но изначально в реакционном пространстве нет свободной от поля области, ионы имеют определенные определенно предпочтительные направления движения, и немедленной термализации или хаотичности направления не происходит. Некоторые из первоначальных ионов разряда, однако, вынуждены войти магнитное поле с компонентами движения, поперечными силовым линиям, и поэтому образует спиральные пути, которые теснят поле катушек к катушкам и, таким образом, стремятся образовать собственное свободное от поля пространство. - " " " ,'" , , 5 , , - , , , , , , . Будет очевидно, что расположение, показанное на рисунке 5, имеет то преимущество, что для ионов нет пути выхода через срединную плоскость между двумя катушками, а из-за очень малой доли ионов, скорости которых ориентированы в этой плоскости и которые С другой стороны, конфигурация на рис. 4 дает системе катушек меньшую индуктивность, чем на рис. 5, взаимная индуктивность индуктивность между катушками является вычитающей, а не аддитивной, и поэтому требуется меньшая мощность 75 для установления импульса тока той же величины в структуре катушки индуктивности на рисунке 4, чем в структуре на рисунке 5. Мощность, затрачиваемая в цепи катушки, не идет на нагрев газа и, следовательно, представляет собой потери 80. За исключением потерь в металлическом контуре и искровом промежутке 89, мощность, подаваемая от источника 81, действительно переходит в тепловую энергию на пути искры. Энергия, затрачиваемая в зазоре, равна , естественно, равен произведению 85 тока промежутка и напряжения на промежутке. 5 , , 70 , 4 5, , 75 4 5 80 - 89, 81 , , 85 . Разряд при высоком давлении в зазоре требует высокого напряжения, особенно когда контейнер в целом работает под давлением, и поэтому количество энергии, передаваемой 90 нагретому газу за короткий промежуток времени, когда возникает искра, может быть сделано очень большим. в то время как потери в цепях и в коммутационном зазоре 89 могут поддерживаться на очень умеренном уровне. Как это обычно бывает с импульсной техникой 95, мгновенная мощность, передаваемая в течение интервала времени, когда возникают импульсы, может быть чрезвычайно большой, в то время как средняя мощность очень умеренный, импульсы разнесены на время, превышающее их продолжительность, чтобы обеспечить способность устройства рассеивать тепло. Эта практика довольно распространена в радиолокационных операциях. , , 90 89 95 , , 100 . Фигуры 6, 7 и 8 иллюстрируют модифицированную конструкцию изобретения, которая воплощает в себе те же принципы, что и уже описанные, и которая может быть выгодна для определенных целей. больше в длину 110 и меньше в диаметре. Он состоит из левой крышки 101, правой крышки 103 и промежуточной секции 105, причем все они скреплены болтами 107, а соединения между секциями выполнены газонепроницаемыми с помощью 115, подходящих для прокладки 109. 6, 7, 8 105 , 110 101, 103, 105, 107 - 115 109. Центральная секция состоит из двух основных частей 105 и 105 примерно полуцилиндрической формы. - 105, 105,. Эти части разделены с одной стороны плоскими выводами 1ll и 113, которые поддерживают катушки 120 и 1151, причем эти выводы разделены изолирующими полосками 117. Диаметрально поперек сечения 105 от точки, в которой выводы выведены, расположена прокладка 119, расположенная по бокам. прокладками 121, причем прокладки и прокладки 125 занимают ту же ширину, что и выводы, и их изоляция. Центральная часть скреплена болтами 123, которые изолированы от выводов; там, где они проходят через них, таким же образом, как и болты 5 первых описанных 130 823,072 и 2. Если рассматривать вместе, две катушки не так тесно связаны, как в первом описанном варианте реализации, и поэтому их взаимная индуктивность меньше; в результате индуктивность цепи в целом немного ниже, когда магнитные поля противоположны, и немного выше, когда они расположены так, что они направлены в одном направлении. При параллельной работе, чтобы обеспечить одинаковую силу магнитного поля, Импульс тока, подаваемый 75, линия 69 должна иметь вдвое большую силу тока, необходимую для последовательной работы катушек, но требуемое напряжение снижается примерно до половины, не считая импеданса самих проводов, который, конечно, должен быть сделан в 1980 году. в любом случае очень коротко. 1 113 120 1151, 117 105 119 121, 125 123, ; , 5 130 823,072 2 , ; 70 , , 75 69 -, , , '80 . Теоретически не имеет значения, соединены ли катушки последовательно или параллельно, но практически последовательная работа имеет то небольшое преимущество, что в обеих катушках течет один и тот же ток 85, тогда как при параллельной работе небольшие численные различия в импедансе могут привести к относительно большим различиям в сопротивлениях. распределение тока, поскольку общий импеданс очень мал. Трубчатые катушки на рис. Форма выдерживает силы расширения, стремящиеся к увеличению витков, лучше, чем трубчатая. , 85 , , - 6 90 - , 95 . Однако это относительно незначительные вопросы, поскольку сопротивление 100 разрушающим силам зависит от инерции материалов, из которых изготовлены катушки, а не от их структурной прочности, как уже объяснялось. , , ' 100 , . Потери в трубчатых катушках могут быть немного меньше, чем в дисковых катушках, поскольку выводы идут параллельно линиям магнитного поля, а не поперек, а эффект невелик по сравнению с общей мощностью, необходимой для работы. 105 . Одним из преимуществ дисковых катушек является то, что их внутренний диаметр можно сделать меньшим, чем 110 лер, поскольку искровым электродам не нужно пересекать длину катушек на любое материальное расстояние. Однако это чисто механическая проблема, а не электрический. 110 , ' , , . Из-за магнитного поля, которое находится между электродами искрового промежутка и катушками, катушки не нуждаются в изоляции; любые электроны, которые могут быть испущены из электродов или катушек, из-за существующих между ними полей немедленно возвращаются к своему источнику и не могут проникнуть в поле для создания разряда. Разряд может начаться только в направлении, параллельном силовые линии магнитного поля, и поскольку искровое напряжение не прикладывается до 125 В после установления магнитного поля, искровой промежуток является единственным местом, где может произойти такой разряд. 115 - , ; , , 120 , 125 . Этот тип «магнитной изоляции» не эффективен по отношению к другим частям варианта осуществления. " " 130 . Развернутый вид катушек 115, 115' и их выводов, приспособленных для создания сонаправленных полей, показан на рисунке 8. В этом случае две катушки соединены параллельно. Катушки и выводы формируются из одного листа проводника, разрезанного, как показано. два конца, образующие выводы 111 и 113 соответственно, изгибаются назад в точках, обозначенных пунктирными линиями 125, под углом 90 градусов, а катушечные части 115 и 1151 заготовки затем сгибаются по кругу, как показано. двунаправленной стрелкой над рисунком. Это форма катушки, показанная в разрезе на фиг. 7. Если в этом варианте осуществления изобретения желательны противоположно направленные магнитные поля, катушки могут быть сформированы из двух одинаковых заготовок, каждая из которых имеет конформацию показано сплошными линиями на рисунке 9. Одна из двух заготовок перевернута, как показано пунктирной линией на рисунке, и детали сварены, спаяны или спаяны по линии 127. Изгиб по существу такой же, как и в случае с конструкции, показанной на фиг. 8, но поскольку правый конец катушки отсутствует, в этом случае он поддерживается стенками контейнера, предусмотрены отверстия 129, 1291, через которые можно вставить изолированный винт или заклепку для придания жесткости. две половины теперь расположены последовательно и изогнуты в одном направлении, очевидно, что их поля будут противоположны. Расположение настолько похоже на то, что показано на виде в разрезе, что нет необходимости описывать или иллюстрировать его дальше. 115, 115 ' , , 8 , , 111 113 , 125, 90 , 115 1151 - 7 , , 9 , , , 127 8, - , , , 129, 1291 , . При любом расположении система катушек подключается к схеме формирования импульсов 69 точно таким же образом, как в варианте реализации, показанном на рисунках 1 и 2. , - 69 1 2. Свеча зажигания 133, аналогичная свече зажигания 31 на фиг. 1, за исключением того, что она имеет длинный электрод, который проходит в осевом направлении через катушку 115 в пространство между катушками, проходит через колпачок 103. Аналогичным образом, длинный электрод 137 проходит вверх от нижнего колпачка. 101 через катушку 1151. 133, 31 1 115 , 103 , 137 101 1151. Преимущество этой конкретной конструкции состоит в том, что окно 139 той же общей конструкции, что и окно, используемое в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, обеспечивает свободный и беспрепятственный обзор зоны искрения, и поэтому эта форма предпочтительна при спектроскопическом анализе газа. является основным объектом. Нагнетательная и вытяжная системы могут быть прикреплены к контейнеру так же, как на рисунке 1, но для простоты они опущены на чертежах, поскольку их конструкция традиционна и очевидна. Из-за конструкции бухт из листового материала , когда провода, по которым ток идет в противоположных направлениях, тесно противоположны во всех частях конструкции, кроме самих катушек, индуктивность отдельных катушек примерно одинакова для катушек того же внутреннего диаметра, что и катушки дискового типа, показанные на рисунках 1823,072. Тем не менее, проблема с изоляцией не так серьезна, как можно было бы ожидать, учитывая, что обычно возникают высокие напряжения. Разрушение изоляции происходит прогрессивно и начинается с ионизации изоляционного материала, а используемые импульсы, как правило, настолько коротки, что напряжение исчез до того, как произошла ионизация материала, достаточная для того, чтобы начать пробой. 139, 1, , 1, , , ' , , 1 823,072 , , , . Таким образом, характер используемой изоляции во многом становится вопросом средней температуры, которую она должна будет выдерживать, и эффективности, с которой она может быть герметизирована с другими элементами, образующими контейнер, для удержания газа при среднем давлении внутри корпуса контейнера. синтетическая смола политетрафторэтилен является удовлетворительной и предпочтительна для работы при относительно низких температурах. Некоторые силиконовые пластики выдерживают еще более высокие температуры. Слюду или керамику можно использовать для слоев ковкой меди, которые могут деформироваться под давлением с образованием прокладки с прокладкой или без нее. высокотемпературный герметик, используемый для крепления головок цилиндров бензиновых двигателей. , , . Это инженерные проблемы, характерные для конкретных применений изобретения. Температуры и давления, при которых оно может работать, настолько разнообразны, что делают невозможным рассмотрение всех ситуаций, с которыми можно столкнуться. В то время как обе формы описанного устройства используют одиночный следует признать, что вместо этого можно использовать любые средства создания магнитных полей, достаточно мощных для удержания ионов, энергетическое содержание которых соответствует максимально высокой желаемой температуре. Одновитковые катушки являются предпочтительными, поскольку их низкая индуктивность делает их особенно подходящими для создания сильных поля с относительно умеренными напряжениями. Там, где желательны максимально высокие температуры, использование одновитковых катушек становится практически обязательным, но тот факт, что с помощью изобретения можно создавать очень локализованные температуру и давление и внезапно сбрасывать их, может быть Таким образом, при фиксации атмосферного азота путем соединения с кислородом с образованием оксида азота атомы лучше всего соединяются при высоких температуре и давлении, но желательно очень быстро охладить объединенные газы. для предотвращения диссоциации. В аппаратах описанного здесь типа выделение газов внутри зоны реакции происходит в тот момент, когда схлопываются поля, и охлаждение за счет расширения, соответственно, происходит очень быстро. Только что упомянутая реакция является эндотермической, и вся тепловая энергия внутри нагретая зона должна питаться от искры. , - , - , - , - , , , . Другой метод фиксации атмосферного азота заключается в сочетании с водородом с образованием аммиака. Эта последняя реакция является сильно экзотермической, и если ее запустить искрой, она пойдет сама по себе. Эта последняя реакция не особенно адаптирована к настоящему изобретению, но о ней упоминается. выявить тот факт, что при температурах выше требуемых для ионизации магнитные поля будут удерживать тело обрабатываемого газа независимо от того, получена ли его тепловая энергия из искры или из какого-то внутреннего источника. , , . Если бы было желательно использовать изобретение для стимулирования реакций любого из этих двух типов, конструкционные параметры могли бы находиться в совершенно ином масштабе, чем показанные, где желаемым является достижение максимально высоких температур. предназначено для ограничения объема изобретения, а скорее для иллюстрации средств его применения в экстремальных условиях. , - , .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-12 14:59:26
: GB823072A-">
: :

823073-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB823073A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Улучшения в производстве нежелатинизированных сульфатных эфиров амилового материала или в отношении него Мы, ., корпорация, учрежденная в соответствии с законодательством штата Делавэр, одного из Соединенных Штатов Америки, по адресу: 270 , и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляют, что изобретение, на которое мы молимся, чтобы нам был выдан патент, и метод, с помощью которого оно должно быть реализовано, должны быть подробно описаны в следующих документах: Заявление: Настоящее изобретение относится к новому способу получения сульфатных эфиров амиловых продуктов. ' , ., , , 270 , , , , , , : . Более конкретно, оно относится к усовершенствованному способу получения сульфатов крахмала и к полученным таким образом улучшенным продуктам. Целью настоящего изобретения является получение производных крахмала, водные дисперсии которых будут характеризоваться улучшенной прозрачностью и стабильностью (т.е. , , . (.. устойчивость к гелеобразованию и летроградации при стоянии). Еще одной целью является разработка способа, при котором крахмал не будет клейстеризоваться; то есть при этом отдельные гранулы крахмала не разрушаются и при этом внутренняя организация сложной крахмальной гранулы сохраняется, о чем свидетельствуют тесты, которые будут описаны впоследствии. ). ; , , . Мы обнаружили, что производные крахмала описанного выше типа могут быть получены простым сухим способом, не включающим существенную желатинизацию крахмала. Настоящее изобретение заключается в способе получения нежелатинизированного эфира сульфата амилового материала, который включает нагревание при температуре от 100°С до 3000°С и при содержании влаги не более 50 мас.% смеси нежелатинизированного эфира сульфата амилового материала. крахмалистого материала и сульфаминовой кислоты в присутствии амида, причем количество влаги, присутствующей во время указанного нагревания, меньше, чем то, которое позволило бы желатинизировать крахмалистый материал в реакционной массе, и нагревание продолжают до тех пор, пока не произойдет реакция между крахмалистым материалом и сульфаминовой кислотой. сульфаминовая кислота приводит к образованию практически нежелатинизированного амилового эфира. - , , . , 100" . 3000 . 50% , , . Под «крахмалом» мы подразумеваем крахмалы любого происхождения, включая кукурузу, восковую кукурузу, тапиоку, саго, пшеницу, рис и картофель. Крахмал, используемый в качестве сырья в нашем процессе, может находиться в нативном, необработанном состоянии или может быть подвергнут предварительной обработке нагреванием или химическими веществами того типа, который обычно используется для получения так называемого тонкокипящего, текучего, окисленного, этерифицированные, этерифицированные или модифицированные аналогичным образом крахмалы, при условии, что модифицированный крахмал является диспергируемым в воде и не имеет настолько сильного замещения, что не оставляет существенного количества гидроксильных групп свободными для участия в реакции этерификации. " " , , , , , , . , , - -, , , , , - . Предпочтительными амидами для целей нашего изобретения являются мочевина или ацетамид. Однако мы можем использовать любой водорастворимый нелетучий амид, такой как, например, дициандиамид, биурет, формамид и тиомочевина. Эти амиды имеют тенденцию нейтрализовать кислоту и, таким образом, уменьшить степень разложения, которое может произойти во время реакции, а также действуют как агенты набухания амилового вещества и как катализаторы этерификации. Амид должен быть относительно нелетучим, под этим мы подразумеваем, что он должен иметь температуру кипения выше примерно 115°С. Летучие амиды не подходят для нашего процесса, поскольку они имеют тенденцию теряться во время необходимой операции нагревания. . , , -, - , , , . , . -, 115 . , . По сути, наш процесс включает в себя пропитку крахмала амидом и сульфаминовой кислотой, а затем его нагревание в открытой системе. -продукты, такие как, например, вода и аммиак, могут образовываться во время реакции, и желательно, чтобы их удаляли, чтобы поддерживать эффективность реакции. Таким образом, очевидно, что использование камеры высокого давления или другой закрытой системы, которое было бы необходимо, если бы использовался летучий амид, не было бы показано. , , . -, , , . , , , , . При смешивании крахмала с амидом и сульфаминовой кислотой важно, чтобы крахмал был как можно более равномерно и тщательно пропитан смесью. Для этого относительно сухой крахмал можно либо опрыскать водным раствором амида и сульфаминовой кислоты, в результате чего продукт остается относительно сухим и рыхлым, либо крахмал можно суспендировать в водном растворе амида и сульфаминовой кислоты. кислоты с последующей фильтрацией и сушкой осадка. До распыления или пропитки крахмал может находиться в коммерческой сухой форме или может быть безводным. , . , , , , . , . После пропитки амидом и сульфаминовой кислотой напыленный крахмал или осадок наполнителя, в зависимости от обстоятельств, подвергают нагреванию. Пропитанный крахмал перед нагреванием при температуре реакции 100-300°С имеет содержание влаги не более 50% по массе, предпочтительно не более 25% по массе и не менее примерно 5%. по весу, так как высокое содержание влаги несет в себе опасность клейстеризации крахмала при подкисляющем реакционном нагревании. , , , . , 100" .-3000 ., 50% , 25" , 5% , . Снижение содержания влаги, если необходимо, может быть осуществлено любым удобным способом. Таким образом, пропитанному крахмалу можно просто дать постоять при комнатной температуре, при желании, над влагопоглотителем, или его можно нагреть в печи, с помощью потоков горячего воздуха или других подходящих средств при температуре ниже той, которая вызывает желатинизацию. до тех пор, пока содержание влаги не снизится до точки, при которой желатинизация не будет происходить при применении более высоких температур реакции. Конкретна