高強(qiáng)度輻射設(shè)備及其流體再循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)方案

產(chǎn)生高強(qiáng)度輻射的設(shè)備有放在圓柱形長(zhǎng)電弧室中可形成電弧放電的電極。將液體噴入電弧室產(chǎn)生渦動(dòng)并形成與室相鄰的圓柱形液壁，在周圍上冷卻縮緊電弧。將氣體噴入電弧室產(chǎn)生與圓柱形液壁相鄰的渦動(dòng)。一排出結(jié)構(gòu)將電弧室排出的液體及氣體急速排放以減少流體的紊流和限制。以提高電弧的通量密度，延長(zhǎng)電極壽命。最好用噴射泵向排出電弧室的氣體及液體噴射加壓液體以加速其排放，并使氣體分離，再循環(huán)入電弧室，而不需增加壓氣機(jī)增高氣壓。（*該技術(shù)在2009年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)與高強(qiáng)度輻射設(shè)備，及與之相關(guān)的流體再循環(huán)系統(tǒng)有關(guān)。美國(guó)專利第4，027，185號(hào)(頒發(fā)諾德威欠(Nodwell)等人)及第4，700，102號(hào)(頒發(fā)康姆(Camm)等人)揭示一種類型基本與本專利技術(shù)相似的高強(qiáng)度輻射設(shè)備。各專利揭示一種長(zhǎng)圓柱形電弧室，室中安裝在縱向上分離的同心電極。在室的進(jìn)口噴入的氣體及液體產(chǎn)生一個(gè)渦動(dòng)，在電弧室附近形成一個(gè)液壁，冷卻電弧的周圍，增長(zhǎng)電極壽命。在上兩專利及專利技術(shù)人所知的全部相似的設(shè)備中，剩余動(dòng)量及重力將液體及氣體送入一個(gè)接受槽，將液體及氣體在里面分離，以備諸如流體泵及壓縮器等附屬裝置再用。這種附屬裝置占設(shè)備投資的主要部分，并要求很大的保養(yǎng)工作。并且，據(jù)發(fā)現(xiàn)依靠動(dòng)量與重力將流體從電弧室中排出，將減低設(shè)備潛力，并且如下文所述，對(duì)設(shè)備的安裝有限制。流體的紊流及室的出口對(duì)流速限制，傾向于增加動(dòng)力消耗，并且增高流體向附近電極飛濺的可能性，減短電極的壽命。并且，在先有領(lǐng)域的設(shè)備中，排入接受槽中氣體及液體的壓力不回收，構(gòu)成一部分的運(yùn)轉(zhuǎn)能源要求。利用重力排放電弧室中的液體，如先有領(lǐng)域使用的設(shè)備，要求將接受槽放在下面，與電弧室接近。這樣便對(duì)電弧室相對(duì)于設(shè)備其他部分的安裝有極嚴(yán)重的限制。本專利技術(shù)提出的高強(qiáng)度輻射設(shè)備，在電弧室出口附近的流體的限制減小，改進(jìn)流體的流速特性，并減少能源要求，可減少先有領(lǐng)域中的困難和缺點(diǎn)。此外，元件數(shù)目可減少，便可減少投資。并且，與先有領(lǐng)域比較，電弧室與接受槽的相對(duì)位置可作比較大的變化。本專利技術(shù)的一種設(shè)備是為產(chǎn)生高強(qiáng)度輻射，設(shè)備有一個(gè)長(zhǎng)圓柱形電弧室，在該室中有第一及第二電極同心裝置，可造成電弧放電。設(shè)備并有噴液裝置，氣體噴射裝置和排氣裝置。噴液裝置是為將液體噴入電弧室，產(chǎn)生一個(gè)渦動(dòng)，從而形成電弧室附近的圓柱形液壁。這是因?yàn)閷㈦娀》烹姷耐庵芫壚鋮s，使電弧火花收緊。噴氣裝置是為將氣體噴入電弧室，在其中的圓柱形液壁附近，產(chǎn)生一個(gè)渦動(dòng)。液體及氣體通過電弧室及排氣裝置，急速排出電弧室中的液體及氣體，于是減小電弧室出口附近的流速限制。本專利技術(shù)的一種方法，使用大致與上述相似的設(shè)備，特點(diǎn)在于將液體及氣體噴入電弧室，在里面產(chǎn)生渦動(dòng)。這樣液體便形成電弧室附近的一個(gè)圓柱形液壁，氣體在圓柱形液壁附近，相隨作渦動(dòng)。液體及氣體主動(dòng)從電弧室中排出，而保持兩電極間的電弧。急速排出室中液體及氣體使液體濺落在電極上的機(jī)會(huì)減小。故可增長(zhǎng)電極壽命。此外，急速排出液體及氣體，可增高室出口排出的液體及氣體的壓力，達(dá)到足以將氣體再循環(huán)到電弧室的進(jìn)口，而不似先有領(lǐng)域需增加氣體壓縮機(jī)。這樣，因不需分別的壓氣機(jī)而可簡(jiǎn)化與專利技術(shù)相關(guān)的附加裝置，便降低了投資及保養(yǎng)費(fèi)用。減少某些附加裝置也減少活動(dòng)部件的數(shù)目，從而減少氣體損失及能源消耗。下面的詳細(xì)揭示與附圖相關(guān)，敘述本專利技術(shù)的理想設(shè)備及方法，也可代表具體敘述及繪示的以外的設(shè)備及方法。附圖說明圖1A為本專利技術(shù)設(shè)備一部分在一個(gè)直徑上的簡(jiǎn)化分解縱向剖視，對(duì)某些部分示意，而某些部分未示以求清晰。圖1B為圖1A所示設(shè)備其余部分一個(gè)直徑上的簡(jiǎn)化分解縱向剖視，某些部分被簡(jiǎn)化或省略以求清晰。圖2為本專利技術(shù)右側(cè)部分附近，在另一排出結(jié)構(gòu)的某一直徑上的簡(jiǎn)化分解縱向剖視，專利技術(shù)的左側(cè)部分未示，因基本與圖1A相同。一種高強(qiáng)度輻射設(shè)備10有一個(gè)底座11，一個(gè)圓柱形石英電弧室12，一個(gè)用號(hào)14表示其整體的進(jìn)口或陰極殼，有第一電極15，用號(hào)16表示其整體的出口或陽極殼，陽極殼16有一個(gè)第二電極17。于是可見設(shè)備有第一及第二電極裝置，在電弧室中同心放置，在其間可構(gòu)成電弧放電，這與先有領(lǐng)域相似。設(shè)有電氣附件諸如起動(dòng)電路及動(dòng)力電路，在陰極與陽極間激發(fā)并維持電弧放電，直到有足夠電流維持電弧。這種設(shè)備已熟知，在該美國(guó)專利第4，027，185號(hào)中有敘述，該專利技術(shù)的與本設(shè)備相關(guān)的主要部分的揭示，本文中作參考引述。這設(shè)備還需要輔助流體供給裝置，將冷卻液及一種惰氣，例如水及氬在電弧室里面通過。這種設(shè)備有一個(gè)流體再循環(huán)系統(tǒng)18，它有一個(gè)接受槽20接受流體，即從陽極殼的通過一個(gè)向下伸的排流管21排出的氣體和液體。一個(gè)液體再循環(huán)泵24將液體從接受槽泵回設(shè)備內(nèi)，一部分液體首先通過一個(gè)換熱器23，將液體冷卻。一個(gè)回液管路22從換熱器伸到陰極殼14的冷卻液進(jìn)口26。一個(gè)相似的回液管路19，從換熱器23伸到陽極殼16的冷卻液進(jìn)口38。一個(gè)氣體回流管路28，從接受槽20的上部伸到陰極殼14的氣體進(jìn)口30。在先有領(lǐng)域中，需要一個(gè)分別的壓氣機(jī)將氣體通過管路28再循環(huán)，但在本專利技術(shù)中，取消了先有領(lǐng)域中的壓氣機(jī)。然而在本專利技術(shù)中，則用將液體及氣體排出電弧室的一個(gè)輔助泵中的剩余壓力，將氣體送回陰極殼，下面將有敘述。否則，如虛線所示，可有一個(gè)排氣管25，從陽極殼16向上伸，將氣體從陽極殼中析出。在這替代方法中，大部分氣體通過向上伸的導(dǎo)管25排出，以待送回接受槽20。在任一情況下將氣體通過氣體回送管路28，向陰極殼再循環(huán)。電弧室12為一種用適當(dāng)透明材料，例如石英制造的圓柱形電弧管31，其相對(duì)兩端分別用陰極殼14及陽極殼16支持。一個(gè)環(huán)形管支架29放在陰極殼14內(nèi)，支持電弧管31的附近端部。有若干火花制止器27，如已知，圍繞陰極殼14附近的管31的端部的周緣。參看圖1A，本專利技術(shù)的陰極殼14的功能基本與美國(guó)專利第4，700，102號(hào)所述相似，電極15有尖部33，有根部35在殼14中固定。一個(gè)冷卻水管37如虛線所示，從根部35附近向尖部33伸展，接受通過圖中未示的冷卻水輸送管輸送的冷卻水。冷卻水從尖部回流，沿管37的外側(cè)流動(dòng)，從陰極殼14通過圖中未示的電極冷卻水出口及導(dǎo)管，向接受槽20排放。殼14還有一個(gè)渦流發(fā)生室45，發(fā)生室有一個(gè)進(jìn)口46，接受來自冷卻水進(jìn)口26的冷卻水。一個(gè)有突緣的管44，形成渦流發(fā)生室45的一壁，并有管部47，放在支持電弧管31的管29的徑向內(nèi)側(cè)。管部47還圈圍電極15的一部分，可見管29及47間的空間形成一個(gè)環(huán)形外通道48，作為渦流發(fā)生室45的一個(gè)出口。渦流發(fā)生裝置的細(xì)節(jié)，在美國(guó)專利第4，700，102號(hào)中有說明，所揭示的內(nèi)容本文引述作為參考。外導(dǎo)管48將室45里的液體，作為旋轉(zhuǎn)液體的渦流，排出室45，沿電弧室12的內(nèi)壁流向陽極殼。于是陰極殼14有噴液裝置，將液體通過導(dǎo)管48噴入電弧室12，在里面產(chǎn)生渦動(dòng)，形成室附近的圓柱形液壁。這樣便可以通過冷卻電弧放電的周圍，縮緊電弧放電，如前面提及的專利所述。將氣體從氣體進(jìn)口30，沿切向噴入氣體腔50，通過電極15與管47間伸展的內(nèi)環(huán)形導(dǎo)管52向外排出。這樣從內(nèi)環(huán)形導(dǎo)管52排出的氣體有渦流形式，旋轉(zhuǎn)方向最好與通過外環(huán)形管道48排入電弧室的水相同。因此陰極殼有噴氣裝置，將氣體噴入電弧室，在圓柱形液壁附近產(chǎn)生渦動(dòng)。在兩電極間通過電弧室的液體及氣體，如該美國(guó)專利第4，700，102號(hào)所述。參看圖1B，陽極殼16的第二電極17有一個(gè)側(cè)壁60，一個(gè)電極尖62與電極的外部相近，一個(gè)根部64從作陽極殼外壁66的支座上外伸。一個(gè)環(huán)形排出通道77由電極側(cè)壁60的一部分，和電極殼16的一個(gè)內(nèi)壁79形成。排出通道77在陽極殼16附近的電弧室12的端部，和低壓歧管81之間伸展，與排液導(dǎo)管21及接受槽20接通。可以看到內(nèi)壁79開始時(shí)從管31附近的直徑最小的進(jìn)口部開始膨脹，達(dá)到一個(gè)有基本平行壁的中間部82，通過電極17本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
產(chǎn)生高強(qiáng)度輻射線的一種設(shè)備中有下列各項(xiàng)：ａ）一個(gè)圓柱形長(zhǎng)電弧室，ｂ）同心放在該室中的第一及第二電極裝置，在兩電極間可形成電弧放電，ｃ）一個(gè)噴入裝置將液體噴入電弧室，在里面產(chǎn)生渦動(dòng)，形成與電弧室相鄰的圓柱形液壁，從而通過冷卻電弧放 電的外周，縮緊電弧放電，ｄ）一個(gè)噴氣裝置將氣體噴入電弧室，在里面產(chǎn)生與圓柱形液壁、液體、及通過電弧室的氣體等相鄰的渦動(dòng)，ｅ）排出裝置，將液體及氣體從電弧室中急速排出。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】US 1988-12-19 286,1271.產(chǎn)生高強(qiáng)度輻射線的一種設(shè)備中有下列各項(xiàng)a)一個(gè)圓柱形長(zhǎng)電弧室，b)同心放在該室中的第一及第二電極裝置，在兩電極間可形成電弧放電，c)一個(gè)噴入裝置將液體噴入電弧室，在里面產(chǎn)生渦動(dòng)，形成與電弧室相鄰的圓柱形液壁，從而通過冷卻電弧放電的外周，縮緊電弧放電，d)一個(gè)噴氣裝置將氣體噴入電弧室，在里面產(chǎn)生與圓柱形液壁、液體、及通過電弧室的氣體等相鄰的渦動(dòng)，e)排出裝置，將液體及氣體從電弧室中急速排出。2.如權(quán)利要求1中所述的設(shè)備而有特征如下a)排出裝置，有一個(gè)噴射泵，泵有放在出口管中的噴咀，用于將加壓流體噴流引入管內(nèi)，管的長(zhǎng)度足以將噴流和電弧室排出的液體及氣體適當(dāng)混合，將電弧室急速排空。3.如權(quán)利要求1所述之設(shè)備，而特征為排出裝置中有下列各項(xiàng)a)一個(gè)出口管從電弧室中伸出，與接受槽裝置連接，b)出口管有帶噴咀的管壁，噴咀與加壓液源連接，與管相對(duì)傾斜，將一個(gè)加壓噴流噴入管中，起噴射泵的作用，將出口管中的氣體及液體的流速增高。4.如權(quán)利要求3中所述之設(shè)備，而有特征如下a)噴咀在管的一個(gè)直徑平面中，基本連續(xù)圍繞管側(cè)壁的周圍伸展，形成一個(gè)環(huán)形噴咀。5.如...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：戴維，馬爾科姆，卡姆，阿尼基約維爾，安東尼約翰德里克豪斯登，尼古拉斯彼得哈爾平，迪安阿里斯特帕芬紐克，安迪約瑟夫弗蘭茨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沃爾特克工業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：CA[加拿大]