ГЕНЕРАТОР СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА

ГЕНЕРАТОР СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА


RU (11) 2182038 (13) C2

(51) 7 B01J7/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000118953/12 
(22) Дата подачи заявки: 2000.07.17 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.07.17 
(45) Опубликовано: 2002.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЗАГИДУЛЛИН М.В. и др. Высокоэффективный сверхзвуковой химический кислородно-йодный лазер с расходом хлора 10 ммоль/с. Квантовая электроника, т. 24, №3, 1997, с. 201- 205. RU 2013116 С1, 30.05.1994. RU 2106193 С1, 10.03.1998. DE 2461681 А1, 08.07.1976. US 4230667 А, 28.10.1980. WO 96/25226 А1, 22.08.1996. GB 2167054 А, 21.05.1986. GB 1399041 А, 23.06.1975. 
(71) Заявитель(и): Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Лазерные системы" 
(72) Автор(ы): Борейшо А.С.; Васильев Д.Н.; Гренишен Д.М.; Евдокимов И.М.; Загидулин М.В.; Николаев В.Д.; Трилис А.В. 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Лазерные системы" 
Адрес для переписки: 198005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская, 1, ООО "НПП "Лазерные системы", генеральному директору А.С.Борейшо 

(54) ГЕНЕРАТОР СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА 

Изобретение относится к области газогенераторов кислорода, в частности к генераторам синглетного кислорода (ГСК), обеспечивающим достаточную производительность для создания мощных лазеров. Генератор синглетного кислорода содержит реакционную камеру из прозрачного материала, имеющую выход в нижней части для отработанного раствора, систему дозированной подачи хлора, выполненную в виде двух перфорированных труб, вмонтированных в стенки реакционной камеры с выходом наружу с возможностью подачи хлора одновременно с двух сторон, инжектор струй щелочного раствора перекиси водорода, выполненный в виде пластины с калиброванными отверстиями, контрольно-измерительную систему и щелевой кран на выходе синглетного кислорода. Технический результат - увеличение производительности генератора за счет увеличения выхода синглетного кислорода. Согласно изобретению реакционная камера имеет две снабженные идентичными системами подачи хлора реакционные зоны, сообщающиеся между собой в верхней части выходной полостью, являющейся выходом для синглетного кислорода. В центральной стенке реакционной камеры в ее верхней части вмонтированы перфорированные трубы, обеспечивающие подачу буферного газа в выходную полость одновременно с двух сторон. Генератор снабжен камерой смешения, выполненной из монолита прозрачного материала, в котором образованы две камеры подачи щелочного раствора перекиси водорода в реакционные зоны через инжекторы струй, установленные на выходе камер подачи. В каждую камеру подачи вмонтированы штуцеры, обеспечивающие подачу раствора с двух сторон. В центре монолита образована камера смешения в виде расширяющегося канала, снабженная щелевым краном, выполненным в виде цилиндра со сквозным пазом, кинематически связанным с пневмоприводом. Контрольно-измерительная система генератора содержит два датчика давления, размещенных в штуцерах каналов, выполненных в центральной части передних стенок реакционной камеры, и четыре фотоприемника для определения концентрации синглетного кислорода и воды, размещенные в глухих отверстиях монолита камеры смешения. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области газогенераторов кислорода, в частности к генераторам синглетного кислорода (ГСК), обеспечивающим достаточную производительность для создания мощных лазеров.

Известны конструкции газогенераторов кислорода (патент РФ 2013116, МКИ B 01 J 7/00, заявки Великобритании 2167054 и 1399041, НКИ В1X), содержащие следующие основные элементы - корпус, емкость с жидким реагентом (перекись водорода), инжектор перекиси водорода в виде пластины с калиброванными отверстиями с заданным расходом реагента, каталитический пакет в три слоя и сепараторы очистки. Кислород получают разложением перекиси водорода твердым катализатором с дополнительной очисткой сепараторами.

Однако рассмотренные конструкции генераторов кислорода не обладают достаточной производительностью для использования при создании лазеров мощностью в десятки киловатт.

Известны конструкции генераторов синглетного кислорода (ГСК), основанные на газожидкостной реакции (журналы Квантовая электроника, 23, 7 (1996), статья, обзор Н.Н.Юрашева "Кислородно-йодный лазер с химической накачкой"; Квантовая электроника, 24, 3 (1997), статья М.В.Загидуллина, В.Д.Николаева и др. Высокоэффективный сверхзвуковой химический кислородно-йодный лазер с расходом хлора 10 ммоль/с).

Из указанных ГСК наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является конструкция генератора синглетного кислорода, содержащая реактор из оргстекла, что позволяет визуально наблюдать зону реакции, перфорированные трубки, вмонтированные в стенки реактора, через которые в реактор поступает хлор, инжектор, выполненный в виде пластины, через который в реактор подаются струи щелочного раствора перекиси водорода (ЩРПВ). После отработки ЩРПВ собирается в приемный бак, вытекая из нижней части реактора, к которой присоединен бак. Для получения требуемых параметров выходящего газа (скорость, давление) ГСК снабжен щелевым краном.

Недостатком рассмотренных ГСК является недостаточная производительность для создания различной мощности лазеров.

Задача изобретения - увеличение производительности генератора за счет увеличения выхода синглетного кислорода.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в ГСК, содержащем реакционную камеру из прозрачного материала, имеющую в нижней части выход отработанного раствора, систему дозированной подачи хлора, выполненную в виде двух перфорированных труб, вмонтированных в стенки реакционной камеры с выходом наружу с возможностью подачи хлора одновременно с двух сторон, инжектор струй щелочного раствора перекиси водорода, выполненный в виде пластины с калиброванными отверстиями, контрольно-измерительную систему и щелевой кран на выходе синглетного кислорода, предлагается реакционную камеру выполнить с двумя реакционными зонами, сообщающимися между собой в верхней части выходной полостью, являющейся выходом синглетного кислорода, снабженными идентичными системами подачи хлора, при этом каждую реакционную зону дополнительно снабдить нижерасположенной идентичной системой дозированной подачи хлора. В центральной стенке реакционной камеры в ее верхней части вмонтировать перфорированные трубы, обеспечивающие подачу буферного газа в выходную полость одновременно с двух сторон. А также снабдить генератор камерой смешения, выполненной из монолита прозрачного материала, в котором образованы две камеры подачи щелочного раствора перекиси водорода в реакционные зоны через инжекторы струй, установленные на выходе камер подачи, при этом в каждую камеру подачи вмонтировать штуцеры, обеспечивающие подачу раствора с двух сторон, в центре монолита образовать камеру смешения в виде расширяющегося канала, снабженного щелевым краном, выполненным в виде цилиндра со сквозным пазом, кинематически связанным с пневмоприводом; контрольно-измерительную систему генератора выполнить из двух датчиков давления, размещенных в штуцерах каналов, выполненных в центральной части передних стенок реакционной камеры, и из четырех фотоприемников для определения концентрации синглетного кислорода и воды, размещенных в глухих отверстиях монолита камеры смешения.

На фиг.1 представлен ГСК (вид сверху);

на фиг.2 - сечение А-А, вид сверху;

на фиг.3 - общий вид реакционной камеры с сечением реакционной зоны II;

на фиг. 4 - общий вид камеры смешения с сечением одной из камер подачи ЩРПВ;

на фиг.5 - общий вид ГСК.

Генератор синглетного кислорода содержит реакционную камеру из прозрачного материала, например из органического стекла СТ-1. Реакционная камера герметично смонтирована передними стенками 1 и 2 и центральной стенкой 3. Центральная стенка 3 разделяет реакционную камеру на две реакционные зоны I и II. В боковых поверхностях обеих реакционных зон вмонтирован набор из пары перфорированных труб 4 подачи хлора с 2-х концов одновременно.

Для обеспечения альтернативного режима работы ГСК в стенки обеих реакционных зон вмонтирован второй набор трубок 5 подачи хлора, расположенный ниже первого. Каждая трубка имеет 72 отверстия диаметром 1,3 мм с шагом 5 мм, что обеспечивает равномерную подачу хлора в реакционные зоны. В верхней части центральной стенки 3 вмонтированы две перфорированные трубки 6 буферного газа (азот), имеющие по 72 отверстия диаметром 2,4 мм, что обеспечивает равномерную подачу газа одновременно с двух концов. Все трубки выполнены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Камера 7 смешения представляет собой монолит из прозрачного материала, например из органического стекла СТ-1, в котором проточены две камеры 8 подачи ЩРПВ. В концы камер 8 вмонтировано по два штуцера 9 для подсоединения к трубопроводу подачи ЩРПВ с двух сторон. Выходы камер 8 установлены на инжекторы 10 струй, выполненные в виде пластин из капролактана с калиброванными отверстиями. В каждой пластине сделано 11 рядов отверстий по 145 отверстий в каждом ряду (всего 1595 отверстий) диаметром 0,8 мм. Шаг отверстий в ряду 2,5 мм, расстояние между рядами 2,25 мм. В центральной части монолита расположена камера 11 смешения, выполненная в виде расширяющегося канала.

Камера 11 смешения предназначена для разбавки газовой смеси, содержащей синглетный кислород, буферным газом с целью уменьшения тушения синглетного кислорода, а также для транспортировки этой смеси на выход. Камера 11 смешения сообщается выходной полостью реакционной камеры через щелевой кран 12. Щелевой кран 12 выполнен в виде цилиндра из стали 12Х18Н10Т со сквозным пазом, формирующим полость щелевого крана, цилиндр крана кинематически соединен с пневмоприводом (не показан).

Контрольно-измерительная система состоит из 2-х датчиков 13 давления, размещенных в штуцерах каналов, выполненных в центральной части передних стенок 1,2 реакционной камеры, а также из 4-х фотоприемников 14 для определения концентрации синглетного кислорода и воды, размещенных в глухих отверстиях монолита камеры 11 смешения.

Генератор синглетного кислорода работает следующим образом. Газовая смесь, содержащая синглетный кислород, образуется в результате химической реакции газообразного хлора с ЩРПВ. Щелочной раствор перекиси водорода подается в реакционную камеру в виде струй с помощью инжекторных пластин, хлор с определенным расходом и давлением подается в реакционную камеру с помощью системы дозированной подачи хлора через трубки подачи хлора в нижней части реакционной камеры и движется вверх навстречу струям хлора. В реакционной камере происходит реакция хлора с ЩРПВ и в выходной полости образуется синглетный кислород, который смешивается с буферным газом и транспортируется в камеру смешения и на выход. Отработанный раствор собирается в приемную емкость, пристыкованную к нижней части реакционной камеры.

Предлагаемый ГСК позволяет получить при высокой производительности заданные параметры газовой смеси, содержащей синглетный кислород, обеспечить устойчивость рабочего процесса и многократность запуска. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Генератор синглетного кислорода, содержащий реакционную камеру из прозрачного материала, имеющую выход в нижней части для отработанного раствора, систему дозированной подачи хлора, выполненную в виде двух перфорированных труб, вмонтированных в стенки реакционной камеры с выходом наружу с возможностью подачи хлора одновременно с двух сторон, инжектор струй щелочного раствора перекиси водорода, выполненный в виде пластины с калиброванными отверстиями, контрольно-измерительную систему и щелевой кран на выходе синглетного кислорода, отличающийся тем, что реакционная камера имеет две снабженные идентичными системами подачи хлора реакционные зоны, сообщающиеся между собой в верхней части выходной полостью, являющейся выходом для синглетного кислорода, в центральной стенке реакционной камеры в ее верхней части вмонтированы перфорированные трубы, обеспечивающие подачу буферного газа в выходную полость одновременно с двух сторон; он снабжен камерой смешения, выполненной из монолита прозрачного материала, в котором образованы две камеры подачи щелочного раствора перекиси водорода в реакционные зоны через инжекторы струй, установленные на выходе камер подачи, при этом в каждую камеру подачи вмонтированы штуцеры, обеспечивающие подачу раствора с двух сторон, а также в центре монолита образована камера смешения в виде расширяющегося канала, снабженная щелевым краном, выполненным в виде цилиндра со сквозным пазом, кинематически связанным с пневмоприводом, а контрольно-измерительная система генератора содержит два датчика давления, размещенных в штуцерах каналов, выполненных в центральной части передних стенок реакционной камеры, и четыре фотоприемника для определения концентрации синглетного кислорода и воды, размещенные в глухих отверстиях монолита камеры смешения.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru