152029. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyamatoknak nagyvákuumú berendezésekben, különösen olvadási folyamatoknak nagyvákuumú olvasztókemencékben való megfigyelésére
152029 5 8 Sok készüléknél nagyobb párolgási sebesség mellett a párologtatás forrásának még hoszszabb idejű megfigyelése szükséges, mint amilyent az előzőekben ismertetett találmány szerinti berendezésekkel elérhetünk. A megfigyelési időnek további növelését az alábbiak alapján érhetjük el. Az ismertetett megfigyelő berendezésekkel végzett kísérletek és vizsgálatok azt mutatják, hogy a megfigyelő ablakra rápárolgott réteg jó tükröző felületet ad. A találmány tárgyának továbbfejlesztéseként ezt a tükröző felületet használjuk ki a megfigyelés céljára. Bár ismeretes, hogy a folyamatot az elpárolgási folyamat alatt keletkezett tükrön keresztül figyeljék, az ismert berendezéseknek a következő hátrányaik vannak. Jó tükör — mint ismeretes — az anyagtól függően csak mintegy 2 mm vastagságig várható. A felpárolgott réteg körülbelül 0,1 mm vastagságnál a megfigyelő ablak gyakorlatilag fényátnemeresztővé válik. Az ismeretes megfigyelő elrendezésekkel, amelyeknél a gőzsugárban tükör keletkezik, a megfigyelési idő mintegy hússzorosára hosszabbodik meg. Az olvasztási és rápárologtatási folyamatoknál azonban, különösen a ki nem gázosított anyagoknál fellépő fémfröcskölések következtében a tükörfelület — amint ezt a kísérletek mutatták —• igen gyorsan használhatatlanná válik. Az előzőleg ismertetett berendezések alkalmazásával sikerült a ráfröccsent fémcseppek keletkezését megakadályozni és ezáltal a fémolvadék megfigyelhetőségének időtartamát sokszorosára növelni. Ezt a célt azáltal érjük el, hogy a forgótárcsa és a megfigyelő ablak között egy tükröt vagy tükörrendszert helyezünk el és a megfigyelő ablakot oly módon rendezzük el, hogy az a közvetlen sugárirányon kívül és a tükrös elrendezés környezetében megnövelt gáznyomás mellett a szórt sugáron is kívül, a tükörrendszer közelében helyezzük el. A tükrök helyett átlátszó üvegtárcsák is alkalmazhatók, amelyek járulékos megfigyelőberendezés alkalmazását teszik lehetővé, amelyen keresztül más irányból való megfigyelés végezhető. A korábban ismertetett berendezések a rápárolgási sebességet már lényegesen csökkentették és a fémfröcskölésből származó cseppeket távoltartották a tükröző felülettől. A találmány tárgyának most ismertetett továbbfejlesztése lehetővé teszi, hogy az optikából ismeretes tükörrendszereket alkalmazzunk és ezáltal a megfigyelő ablakra való rápárolgás sebességét sokszorosan csökkentsük. A rajz a találmány tárgyának három kiviteli példáját mutatja. Az 1. ábra a forgó át nem látszó tárcsát ábrázolja, a 2. ábra egy forgó tárcsát tartalmazó elrendezést mutat, míg a 3. ábra két forgótárcsás elrendezést mutat járulékos vákuumszivattyúval, míg a 4. ábra a találmány szerinti tükrös elrendezésre mutat kiviteli példát. Amint az 1. ábrán látható, az 1 tárcsa 2 réssel van ellátva, amelynek (központi szöge a teljes szög n-ed része, azaz «°==3i 60°/n és 3 tengely körül forog. A 4 nyíl mutatja a tárcsa forgásirányát. A 2. és 3. ábrán 1 tárcsa mellett 5 jelöli a vízzel hűtött 7 fémcsőnek azt a végét, ahol a megfigyelő ablak helyezkedik el. A 6 gázbebocsátó szelep gondoskodik a megfelelő nyomáskülönbségről, míg a 7 fémcső hűtésére 8 hűtőkígyó szolgál. A 9 olvasztótérben a leolvasztandó 10 rúd és a vízhűtésű 11 rézkokilla helyezkedik el. A 12 elszívóberendezéshez az olvasztótér légtelenítésére szolgáló diffúziós szivattyú csatlakozik. A 3 ábrán mindezek 1' tárcsával és a közbenső 13 szivattyúval vannak kiegészítve. Ez utóbbi a megfelelő nyomásesés előállítására szolgál. Alábbiakban az 1—3. ábrákon látható egyes részek együttműködését ismertetjük. A rápárolgási sebesség lényeges csökkenését érhetjük el azáltal, hogy a találmány értelmében a folyékony fém és a megfigyelő ablak közé olyan teret helyezünk, amely a fénysugarakat átereszti, az elpárologtatott atomok számára azonban át nem eresztő. Ilyen teret kapunk, hogyha benne megfelelően nagy gáznyomás uralkodik, úgyhogy a részecskéket a gáz szétszórja. Ha ennek a térnek a falai vízhűtéssel vannak ellátva, a szétszórt fématomok a falakon lecsapódnak, Ezt a következő módon tudjuk megvalósítani. Ha a térnék hosszát és átmérőjét — kiviteli példánkban a 7 fémcső méreteit — megfelelően választjuk meg, úgy ebben a csőben nagy nyomásesés állítható elő. Valamely csőben levő nyomásesésre, — mint ismeretes — a következő összefüggés áll fenn: *-=! + ^ (2) P2 L ahol pi = nyomás az 5 megfigyelő ablakon, p2 = nyomás a 12 elszívóberendezésen, illetve a 9 olvasztótérben, S2 = a szivattyúnak szívóképessége az olvasztótérben {lsec~l ), L = a cső vezetőképessége Q.S ec~ 1 )Valamely cső vezetőképességere 20 C° levegő esetén a következő összefüggés érvényes r3 tCm l LA; 100 Qsec-i) 1 r [cm] ahol r = a cső sugara, 1 = a cső hossza. Pl Hogy nagyértékű— arányt kapjunk szük-P2 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
