УСТРОЙСТВО ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ПОЛОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА

Полезная модель относится к технике очистки газов адсорбентами, а именно к газоочистному оборудованию, и может найти применение преимущественно, в малогабаритных оптико-электронных приборах для осушки и очистки газа внутри прибора.
Известен герметичный осушительный патрон, состоящий из корпуса с влагопоглощающим веществом в виде гранул и крышки. Его крышка выполнена в виде клапана, в проходном сечении которого установлен подпружиненный поршень с предохранительным замком, состоящим из цилиндра с крышкой, в открытый, нижний, конец которого входит втулка, соединенная с цилиндром при помощи нитей обмотанных электрической спиралью, размещенных в сквозных каналах втулки и цилиндра. На цилиндре и втулке замка установлены электрические контакты (Авторское свидетельство СССР №256517, МПК А62В, F06K, 25.03.1968).
Недостатком этого патрона является сложная конструкция и невысокая надежность работы из-за возможности нарушения изоляции, пробоя и замыкания электрической схемы устройства.
Известно устройство, предназначенное для обеспечения соответствия внутреннего объема герметичных приборов, и исключения возможного попадания внутрь прибора водяного пара. Задачей устройства является повышение прочности и исключение разрушения таблетки-фильтра при эксплуатации в гидрофобно-лабиринтном патроне. Поставленная задача достигается тем, что таблетка-фильтр представляет собой устройство, изготовленное из порошка пористого титана, спрессованного, спеченного и пропитанного гидрофобной жидкостью. Техническим результатом является повышение прочности и увеличение срока эксплуатации таблетки-фильтра в гидрофобно-лабиринтном патроне (Патент на полезную модель РФ №77173 U1, МПК B01D 46/00, B01D 27/00, 31.10.2007).
Недостатком этого технического решения является сложная структура таблетки - фильтра и конструкции гидрофобно-лабиринтного патрона, наиболее нагруженным и уязвимым элементом которого является упомянутая таблетка-фильтр.
Опыт эксплуатации показал, что при достижении предельных нагрузок у таблеток-фильтров, выполняющих функцию адсорбента, прочность недостаточна, что может привести к растрескиванию и потере герметичности и нарушению требуемого режима работы гидрофобно-лабиринтного патрона.
Известно устройство для проведения адсорбционных процессов в системе газ - адсорбент выполненное в виде адсорбера для очистки воздуха от паров ртутьсодержащих веществ и содержащее корпус с крышкой и адсорбент, корпус и крышка соединены через уплотнительную прокладку болтами, а внутри корпуса, соосно ему, установлен стакан, вокруг которого уложена изоляция из мягкой теплоизоляционной базальтовой плиты, в стакане, в верхней и нижней частях, установлены перфорированные диски, при этом объем стакана между дисками заполнен адсорбентом - материалом в виде гранул, обладающим высокой адсорбционной способностью и представляющим собой активированный уголь, импрегнированный серой, а между дисками и адсорбентом проложены сетки, причем в крышке расположен патрубок, подводящий загрязненный воздух, а в корпусе -патрубок, отводящий очищенный от паров ртути воздух. Адсорбент выполнен по форме в виде шариков, а также сплошных или полых цилиндров, зерен произвольной поверхности, получающейся в процессе его изготовления, а также в виде коротких отрезков тонкостенных трубок или колец равного размера по высоте и диаметру: 8, 12, 25 мм, или в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс», или в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, или в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс», или в виде тороидальных колец, или в виде тороидальных колец, имеющих профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс». Технический результат - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом (Патент на изобретение РФ 2523803, МПК B01D 53/02. B01D 53/64, 05.04.2013).
Несмотря на то, что адсорбент в данном устройстве не подвержен предельным нагрузкам, тем не менее, устройство имеет следующие недостатки:
- низкая эффективность (низкая скорость газообмена снаружи - внутрь адсорбера) так как адсорбент окружен противопылевой защитой и сложной конструкцией адсорбера;
- не эффективно используются внутренние слои адсорбента (не работают до 50%) так как к ним не подходит газ с парами воды и загрязнениями;
- в результате взаимного трения гранул адсорбента образуется мелкодисперсная пыль, не допустимая в оптических приборах, защита от которой весьма сложна;
- свободное движение гранул внутри прибора приводит к повреждению (царапанию) оптических поверхностей.
Кроме того, подобные адсорберы занимают значительное место внутри оптико-электронных приборов и зачастую располагаются вдали от граничных оптических поверхностей, что тоже снижает эффективность их работы. В некоторых случаях адсорберы осушки просто некуда разместить.
Техническим результатом предлагаемого решения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства с одновременным повышением эффективности взаимодействия его адсорбента с газовой средой и снижением пылеобразования от трения гранул адсорбента при использовании устройства внутри полостей оптических приборов.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для осушки, содержащем гранулы адсорбента, помещенные в корпус с отверстиями, этот корпус выполнен в виде полого сепаратора с гнездами, в которых с зазором друг относительно друга зафиксированы гранулы адсорбента, а в самом сепараторе напротив каждой гранулы выполнена прорезь, ширина которой составляет 1/2-1/4 от поперечного размера гранулы.
Кроме того, полый сепаратор может быть выполнен из металлической фольги в виде желоба с поперечным размером равным поперечному размеру гранул адсорбента, а гнезда образованы выдавленными в стенках сепаратора перемычками таким образом, что гранулы адсорбента не касаются друг друга.
Кроме того, полый сепаратор может быть выполнен в форме кольца, спирали или стержня для встраивания в конструкцию прибора.
Кроме того, в качестве адсорбента может быть использован цеолит.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. 1 показана конструкция устройства осушки и очистки полости оптического прибора в форме кольца для возможного встраивания в оптический компонент прибора.
Устройство для осушки и очистки полости оптического прибора, содержит гранулы адсорбента 1, помещенные в корпус с отверстиями, этот корпус выполнен в виде полого сепаратора 2 с гнездами 5, в которых с зазором друг относительно друга зафиксированы гранулы адсорбента 1, а в самом сепараторе 2 напротив каждой гранулы выполнена прорезь 4, ширина которой составляет 1/2-1/4 от поперечного размера гранулы.
Полый сепаратор 2 может быть выполнен из металлической фольги в виде желоба с поперечным размером равным поперечному размеру гранул адсорбента 1, а гнезда 5 образованы выдавленными в стенках сепаратора 2 перемычками 3 таким образом, что гранулы адсорбента 1 не касаются друг друга.
Кроме того, полый сепаратор 2 может быть выполнен в форме кольца, спирали или стержня для встраивания в конструкцию прибора.
Кроме того, в качестве адсорбента может быть использован цеолит.
Полезная модель функционирует следующим образом.
В связи с тем, что в предлагаемом устройстве осушки и очистки газа внутри оптико-электронного прибора гранулы цеолита позиционируются неподвижно в гнездах сепартора выдавленными перемычками, полностью исключается их взаимное перемещение, трение и пылеобразование в результате виброизноса гранул.
Сепаратор выполняется из тонкой мягкой металлической фольги в виде кольца, спирали, стержня и т.п., то есть в виде удобном для встраивания в конструкцию прибора, что обеспечивает рациональность конструктивно - технологического решения с точки зрения упрощения конструкции и уменьшения габаритов устройства по сравнению с аналогами.
Сепаратор имеет прорезь по образующей по всей длине, ширина которой составляет предпочтительно 1/3 от диаметра гранулы цеолита, что обеспечивает достаточную эффективность взаимодействия каждой гранулы адсорбента с газовой средой. Сепаратор формируется в виде желоба с внутренним диаметром равным диаметру шарообразных гранул цеолита. Диапазон размеров прорези 1/2-1/4 является оптимальным с точки зрения надежности закрепления гранул в гнездах сепаратора и эффективности газообмена их поверхности со средой полости прибора.
Наилучшие результаты получаются на цеолитах шарикового типа, (например марки NaA-2мш), так как они более прочные по способу изготовления и удобнее встраиваются в сепаратор.
Сборка устройства осушки ведется в следующем порядке:
- регенерация цеолита;
- установка гранул цеолита в сепаратор;
- формирование перемычек;
- формирование прорезей.
В собранном виде устройство осушки устанавливается в компонент оптико-электронного прибора в контролируемой среде (например, сухой азот).
Все операции проводятся в газовой контролируемой по влажности среде.
Таким образом, предлагаемой полезной моделью достигается технический результат в виде упрощения конструкции и уменьшения габаритов устройства с одновременным повышением эффективности взаимодействия его адсорбента с газовой средой и снижением пылеобразования от трения гранул адсорбента при использовании устройства внутри полостей оптических приборов.