[發(fā)明專利]一種長時間碘流量供給裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410787297.0
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN105762618B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 李國富;多麗萍;金玉奇;王元虎;于海軍;汪健;曹靖;李留成;唐書凱;王增強;康元福
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01S3/036
• 分類號: H01S3/036
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明的一種長時間碘蒸氣供給裝置，涉及連續(xù)波氧碘化學激光器氣體供給技術。裝置的主體分為兩部分，其一為電加熱的碘蒸氣儲罐，其二為兩種氣體燃燒的燃燒室。電加熱的碘蒸氣儲罐將固態(tài)碘加熱至一定溫度的液態(tài)碘，并且在液面上形成具有一定飽和蒸汽壓的碘蒸氣。燃燒室為一氧化碳和氧氣提供燃燒的密閉空間且產(chǎn)生的高溫高壓氣體經(jīng)稀釋氣體調節(jié)溫度后進入到碘蒸氣儲罐中。高溫的二氧化碳氣體進入到碘蒸氣儲罐的液相中后形成氣泡，將熱能傳遞給液態(tài)碘使碘蒸發(fā)成為碘蒸氣，氣泡中就含有一定密度的碘蒸氣。氣泡在液相中不斷上升的過程中，這種傳質傳熱現(xiàn)象不斷發(fā)生直至達到平衡。從液相中流出進入到氣相后流經(jīng)供氣管路進入到激光器主體。

技術領域

本發(fā)明與氧碘化學激光器物料供給有關。

技術背景：

碘蒸氣是連續(xù)波氧碘化學激光器必備的物料之一，其產(chǎn)生的方法決定了碘蒸氣流量的穩(wěn)定性、體積和持續(xù)性。產(chǎn)生的方法主要是物理蒸發(fā)法，也有化學法。

物理蒸發(fā)法為將固態(tài)碘高溫加熱成為液體，通過調節(jié)碘液體溫度控制液體表面碘蒸氣的飽和蒸汽壓，當密閉容器的放氣閥打開后，碘蒸氣就可以流出進入到供氣管道內。具體實現(xiàn)為將碘晶體放置在真空密閉可加熱的不銹鋼罐體內，罐體上有測溫、測壓、氣動閥和溫度控制等附件。加熱裝置一般為不銹鋼加熱管，通過測溫裝置和溫度控制裝置實現(xiàn)對罐體內物料的加熱溫度控制。當罐體內的碘蒸氣達到設定值是，氣動閥開啟，碘蒸氣流出進入到供氣管道內。

此種電加熱蒸發(fā)法的碘蒸氣供給裝置的缺點在于碘蒸氣在供給過程中是逐漸下降的，從而導致碘蒸氣流量逐漸下降。其原因在于不銹鋼加熱管放置在碘液體中且傳導效率較慢，無法滿足碘液體持續(xù)蒸發(fā)的需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于為連續(xù)波氧碘化學激光器提供一種長時間穩(wěn)定的碘蒸氣流量供給裝置，可以滿足激光器的長時間穩(wěn)定運行。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，具體的技術方案是：

長時間碘蒸氣供給裝置主要包含兩部分，其一為電加熱的物料碘的儲液罐即碘蒸氣儲罐，其二為兩種氣體燃燒的燃燒室，對應于連續(xù)波氧碘化學激光器的特點，這兩種氣體應為一氧化碳和氧氣，其中一氧化碳過量。碘蒸氣儲罐采用具有溫度控制反饋裝置的電加熱系統(tǒng)，當加熱達到設定溫度后緩慢加熱使儲罐內碘液體和碘蒸氣處在恒溫恒壓的狀態(tài)。燃燒室的作用是使氧化劑氣體和還原劑氣體在其封閉的體系內燃燒，燃燒反應產(chǎn)生的高溫高壓氣體流出經(jīng)稀釋氣體調節(jié)溫度后進入到碘蒸氣儲罐內。在儲氣罐內高溫氣體經(jīng)過氣體分配器形成均勻的氣泡。氣泡在液體內上升的過程中與液相的碘完成傳質傳熱，在氣泡內形成飽和蒸汽壓的碘蒸氣并最終流出。

本發(fā)明電加熱的碘蒸氣儲罐將固態(tài)碘加熱至一定溫度的液態(tài)碘，并且在液面上形成具有一定飽和蒸汽壓的碘蒸氣。燃燒室為一氧化碳和氧氣提供燃燒的密閉空間且產(chǎn)生的高溫高壓氣體經(jīng)稀釋氣體調節(jié)溫度后進入到碘蒸氣儲罐中。高溫的二氧化碳氣體進入到碘蒸氣儲罐的液相中后形成氣泡，將熱能傳遞給液態(tài)碘使碘蒸發(fā)成為碘蒸氣，氣泡中就含有一定密度的碘蒸氣。氣泡在液相中不斷上升的過程中，這種傳質傳熱現(xiàn)象不斷發(fā)生直至達到平衡。從液相中流出進入到氣相后流經(jīng)供氣管路進入到激光器主體。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的長時間碘流量供給裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，腔體2和儲液罐10罐體分別為燃燒室和物料碘的儲液罐。燃燒室有不銹鋼制成且在高氣壓不能夠存在漏氣現(xiàn)象。燃燒室的外圍為氧氣和一氧化碳的進氣管路2和3。在燃燒室外壁連接用于點火用的火花塞4。管路5用于加入調節(jié)氣體溫度的稀釋氣體如氦氣或者氮氣等。高溫的二氧化碳氣體從燃燒室流出后與低溫的氦氣混合，流經(jīng)第一氣動閥6進入到氣體分配器9中。第一氣動閥6與氣體分配器之間的連接管路采用帶有溫度控制的電源7和加熱帶8加熱，使其溫度與罐體內的穩(wěn)定溫度相同或者略高。儲液罐10罐體同樣采用電源7和加熱帶8對罐體進行預加熱使內部承裝的物料碘固體變成液態(tài)碘。部件11和12分別為熱電偶和壓力傳感器用于監(jiān)測罐體內液態(tài)碘溫度和碘蒸氣的壓力。第二氣動閥13打開時罐體的碘蒸氣流出罐體進入到管道14，最終進入到激光器主體中。