【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于采用霧化火焰合成方法制備納米粉體材料的，具體涉及一種同軸反向雙霧化火焰合成單元。
技術(shù)介紹
1、目前國(guó)際上比較常用的納米粉體材料制備方法主要包括固相法、氣相沉積法、液相沉淀法、溶膠凝膠法等，但這些方法同時(shí)也有相應(yīng)的瓶頸和缺陷。例如使用固相法制備納米粉體材料時(shí)，顆粒粒徑往往偏大，對(duì)設(shè)備的精度要求也較高，同時(shí)進(jìn)行多元材料混合時(shí)還容易出現(xiàn)不均勻的情況。
2、此外，由于固相法、液相法等傳統(tǒng)工藝已經(jīng)發(fā)展多年，突破空間不大，相比之下，火焰法是一種擁有較強(qiáng)“平臺(tái)性”屬性的技術(shù)，其可以靈活生產(chǎn)不同種類(lèi)的納米粉體材料，并保證大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室級(jí)別擁有同樣的產(chǎn)品性能。對(duì)于單只燃燒器，通常在霧化火焰合成燃燒器的一側(cè)組織單一的霧化火焰，在需要大幅提高納米粉體材料的合成量時(shí)，往往需要并聯(lián)多只霧化火焰合成燃燒器組同時(shí)開(kāi)展納米粉體材料的合成，但上述并聯(lián)工藝存在典型問(wèn)題：
3、1)多只霧化合成燃燒器并聯(lián)復(fù)雜，需要更大的占地空間及腔體進(jìn)行布置，整體不夠緊湊；
4、2)多只燃燒器并聯(lián)時(shí)，往往需要更為復(fù)雜的氣路及前驅(qū)物管路組織和設(shè)計(jì)。
5、因此，針對(duì)上述問(wèn)題，予以進(jìn)一步改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的主要目的在于提供一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，將傳統(tǒng)的形成單一霧化合成火焰的燃燒器進(jìn)行融合，可構(gòu)建燃燒器沿軸向方向反向的雙霧化合成火焰，具有單只燃燒器同時(shí)構(gòu)建兩處?kù)F化合成火焰，結(jié)構(gòu)緊湊，便于在腔體內(nèi)布置的優(yōu)勢(shì)。
2、為達(dá)到以上目的，本專(zhuān)利技術(shù)
3、對(duì)于所述霧化噴嘴組件(1)，通過(guò)前驅(qū)物流入管(16)和剪切氣流入管(17)分別將液體前驅(qū)物和剪切氣流流入，使得液體前驅(qū)物在前驅(qū)物通道(14)的兩端出口高速直流射流噴出，并且使得剪切氣流在旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，最終由中部流入?yún)^(qū)域向兩端的出口區(qū)域高速旋轉(zhuǎn)流出，并與位于高速旋轉(zhuǎn)氣流中心區(qū)域的液體前驅(qū)物射流相遇后，對(duì)液體前驅(qū)物施加剪切破碎作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液體前驅(qū)物的瞬間霧化；
4、對(duì)于旋流氣組件(2)，通過(guò)燃料氣流入管(26)和空氣流入管(27)分別將燃料氣和空氣流流入，使得燃料氣在環(huán)形燃料氣腔室內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)，并在位于兩端的內(nèi)導(dǎo)流片(25)的旋流導(dǎo)向作用下，由位于內(nèi)筒體(23)的上下兩端高速旋轉(zhuǎn)流出，并且使得空氣流在環(huán)形空氣流腔室內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)，并在位于兩端的外導(dǎo)流片(24)的旋流導(dǎo)向作用下，由位于外筒體(21)的上下兩端高速旋轉(zhuǎn)流出，從而在兩側(cè)同時(shí)形成兩處呈同軸反向分布的霧化合成火焰，以分別對(duì)兩端的霧化的液體前驅(qū)物進(jìn)行納米粉體材料合成。
5、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述霧化噴嘴組件(1)，包括噴嘴外殼(11)、旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)、噴嘴中心體(13)、前驅(qū)物通道(14)、連接孔(15)、前驅(qū)物流入管(16)、剪切氣流入管(17)，其中：
6、所述噴嘴外殼(11)的中間段為直筒結(jié)構(gòu)，在直筒的兩端分別同軸連接并連通有兩個(gè)錐筒，且隨著距離直筒位置的增大，兩端錐筒的直徑逐漸減小；所述噴嘴中心體(13)的中間區(qū)域?yàn)閳A柱體，在中間圓柱體的兩端分別同軸連接并連通有兩個(gè)錐形體，且隨著距離中間圓柱體位置的增大，兩端錐形體的直徑逐漸縮小；所述噴嘴中心體(13)同軸設(shè)置于所述噴嘴外殼(11)的內(nèi)部，從而在所述噴嘴中心體(13)外壁面與所述噴嘴外殼(11)的內(nèi)壁面之間，形成所述旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)，所述旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)用于形成高速旋轉(zhuǎn)的氣流，使液體前驅(qū)物發(fā)生剪切破碎，形成霧化液滴；在所述嘴中心體(13)的內(nèi)部，同軸貫通開(kāi)設(shè)有所述前驅(qū)物通道(14)，所述前驅(qū)物通道(14)用于流通液體前驅(qū)物。
7、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述前驅(qū)物流入管(16)為長(zhǎng)直的管狀結(jié)構(gòu)，其一端穿過(guò)所述噴嘴外殼(11)及旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)，所述前驅(qū)物流入管(16)在所述噴嘴中心體(13)的沿軸向中間位置，與所述噴嘴中心體(13)垂直固定連接，在連接處開(kāi)設(shè)有所述連接孔(15)，所述連接孔(15)的設(shè)置用于將所述前驅(qū)物流入管(16)與所述噴嘴中心體(13)的內(nèi)部通道連通；
8、所述剪切氣流入管(17)為由圓弧段和直管段共同組成的管狀結(jié)構(gòu)，其中的圓弧段出口處，與所述噴嘴外殼(11)的外壁面沿著切向連接并連通，其中的直管段與所述前驅(qū)物流入管(16)緊鄰布置，且位于同一平面上。
9、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述旋流氣組件(2)，包括外筒體(21)、中間隔環(huán)(22)、內(nèi)筒體(23)、外導(dǎo)流片(24)、內(nèi)導(dǎo)流片(25)、燃料氣流入管(26)、空氣流入管(27)、填充體(28)、外楔形導(dǎo)流體(29)、內(nèi)楔形導(dǎo)流體(210)，其中：
10、所述外筒體(21)的中部為圓柱形筒體，在所述外筒體(21)的兩側(cè)，分別連接有兩個(gè)第一錐筒，兩個(gè)所述第一錐筒的大直徑端分別與中部圓柱形筒體的兩端同軸連接并連通，兩個(gè)所述第一錐筒的小直徑端分別與兩個(gè)第一直徑筒體呈同軸連接并連通；
11、所述中間隔環(huán)(22)為圓柱形筒體結(jié)構(gòu)；
12、所述內(nèi)筒體(23)的中部為圓柱形筒體，在所述內(nèi)筒體(23)的兩側(cè)，分別連接有兩個(gè)第二錐筒，兩個(gè)所述第二錐筒的小直徑端分別與中部圓柱形筒體的兩端同軸連接并連通，兩個(gè)所述第二錐筒的大直徑端分別與兩個(gè)第二直徑筒體呈同軸連接并連通；
13、所述內(nèi)筒體(23)、中間隔環(huán)(22)、外筒體(21)為依次由內(nèi)至外同軸套設(shè)布置。
14、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述外筒體(21)與中間隔環(huán)(22)之間，形成環(huán)狀的空氣流腔室；在所述空氣流腔室的內(nèi)部，緊鄰所述外筒體(21)中的兩端錐筒，分別沿著空氣流腔室的圓周方向，設(shè)置有兩處所述外導(dǎo)流片(24)；所述外導(dǎo)流片(24)為與所述外筒體(21)的軸向方向呈一定夾角布置的多個(gè)片體；布置于緊鄰所述外筒體(21)中兩端錐筒的兩處導(dǎo)流片，其布置方式呈上下對(duì)稱(chēng)布置，即上下兩處的所述外導(dǎo)流片(24)與所述外筒體(21)的軸向方向的夾角為大小相等，方向相反；兩處所述外導(dǎo)流片(24)的設(shè)置，將流入空氣流腔室中的空氣流，導(dǎo)向?yàn)榫哂幸欢ㄇ邢蚝洼S向速度的旋轉(zhuǎn)流，并同時(shí)在所述外筒體(21)的上下端出口處形成相對(duì)布置的兩處反向高速旋轉(zhuǎn)空氣流；
15、在所述中間隔環(huán)(22)與內(nèi)筒體(23)之間，形成環(huán)狀的燃料氣腔室；在所述燃料氣腔室的內(nèi)部，緊鄰所述內(nèi)筒體(23)中的兩端錐筒，分別沿著燃料氣腔室的圓周方向，設(shè)置有兩處所述內(nèi)導(dǎo)流片(25)；所述內(nèi)導(dǎo)流片(25)為與所述內(nèi)筒體(23)的軸向方向呈一定夾角布置的多個(gè)片體；布置于緊鄰所述內(nèi)筒體(23)中兩端錐筒的兩處導(dǎo)流片，其布置方式呈上下對(duì)稱(chēng)布置，即上下兩處的所述內(nèi)導(dǎo)流片(25)與所述內(nèi)筒體(23)的軸向方向的夾角為大小相等，方向相反；兩處所述內(nèi)導(dǎo)流片(25)的設(shè)置，將流入燃料氣腔室中的燃料氣流，導(dǎo)向?yàn)榫哂幸欢ㄇ邢蚝洼S向速度的旋轉(zhuǎn)流，并同時(shí)在所述內(nèi)筒體(23本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，包括霧化噴嘴組件(1)和旋流氣組件(2)，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述霧化噴嘴組件(1)，包括噴嘴外殼(11)、旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)、噴嘴中心體(13)、前驅(qū)物通道(14)、連接孔(15)、前驅(qū)物流入管(16)、剪切氣流入管(17)，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述前驅(qū)物流入管(16)為長(zhǎng)直的管狀結(jié)構(gòu)，其一端穿過(guò)所述噴嘴外殼(11)及旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)，所述前驅(qū)物流入管(16)在所述噴嘴中心體(13)的沿軸向中間位置，與所述噴嘴中心體(13)垂直固定連接，在連接處開(kāi)設(shè)有所述連接孔(15)，所述連接孔(15)的設(shè)置用于將所述前驅(qū)物流入管(16)與所述噴嘴中心體(13)的內(nèi)部通道連通；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述旋流氣組件(2)，包括外筒體(21)、中間隔環(huán)(22)、內(nèi)筒體(23)、外導(dǎo)流片(24)、內(nèi)導(dǎo)流片(25)、燃料氣流入管(26)、空氣流入管(27
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，在所述外筒體(21)與中間隔環(huán)(22)之間，形成環(huán)狀的空氣流腔室；在所述空氣流腔室的內(nèi)部，緊鄰所述外筒體(21)中的兩端錐筒，分別沿著空氣流腔室的圓周方向，設(shè)置有兩處所述外導(dǎo)流片(24)；所述外導(dǎo)流片(24)為與所述外筒體(21)的軸向方向呈一定夾角布置的多個(gè)片體；布置于緊鄰所述外筒體(21)中兩端錐筒的兩處導(dǎo)流片，其布置方式呈上下對(duì)稱(chēng)布置，即上下兩處的所述外導(dǎo)流片(24)與所述外筒體(21)的軸向方向的夾角為大小相等，方向相反；兩處所述外導(dǎo)流片(24)的設(shè)置，將流入空氣流腔室中的空氣流，導(dǎo)向?yàn)榫哂幸欢ㄇ邢蚝洼S向速度的旋轉(zhuǎn)流，并同時(shí)在所述外筒體(21)的上下端出口處形成相對(duì)布置的兩處反向高速旋轉(zhuǎn)空氣流；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述燃料氣流入管(26)為由圓弧段和直管段共同組成的管狀結(jié)構(gòu)，其中的圓弧段穿過(guò)所述外筒體(21)，與所述中間隔環(huán)(22)的外壁面沿著切向連接并連通，其中的直管段與所述剪切氣流入管(17)中的直管段緊鄰布置，且位于同一平面上；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述霧化噴嘴組件(1)同軸設(shè)置于所述內(nèi)筒體(23)的中心處，所述前驅(qū)物流入管(16)、剪切氣流入管(17)的入口端依次穿過(guò)所述外筒體(21)、中間隔環(huán)(22)及內(nèi)筒體(23)沿軸向的中部區(qū)域；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，在所述外筒體(21)與中間隔環(huán)(22)中間區(qū)域，且位于所述燃料氣流入管(26)與所述剪切氣流入管(17)之間，填充有所述填充體(28)，設(shè)置所述填充體(28)的目的是為了穩(wěn)定位于該區(qū)域的氣流，從而穩(wěn)定整體的旋流場(chǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，在所述外筒體(21)與中間隔環(huán)(22)中間區(qū)域，且位于所述前驅(qū)物流入管(16)的右側(cè)區(qū)域，與所述前驅(qū)物流入管(16)的外壁面相接設(shè)置有所述外楔形導(dǎo)流體(29)；所述外楔形導(dǎo)流體(29)為楔形結(jié)構(gòu)，用于防止氣流直接與所述前驅(qū)物流入管(16)外壁的硬性撞擊造成的流場(chǎng)紊亂，從而穩(wěn)定整體的旋流場(chǎng)；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，包括霧化噴嘴組件(1)和旋流氣組件(2)，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述霧化噴嘴組件(1)，包括噴嘴外殼(11)、旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)、噴嘴中心體(13)、前驅(qū)物通道(14)、連接孔(15)、前驅(qū)物流入管(16)、剪切氣流入管(17)，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述前驅(qū)物流入管(16)為長(zhǎng)直的管狀結(jié)構(gòu)，其一端穿過(guò)所述噴嘴外殼(11)及旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)化腔(12)，所述前驅(qū)物流入管(16)在所述噴嘴中心體(13)的沿軸向中間位置，與所述噴嘴中心體(13)垂直固定連接，在連接處開(kāi)設(shè)有所述連接孔(15)，所述連接孔(15)的設(shè)置用于將所述前驅(qū)物流入管(16)與所述噴嘴中心體(13)的內(nèi)部通道連通；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，所述旋流氣組件(2)，包括外筒體(21)、中間隔環(huán)(22)、內(nèi)筒體(23)、外導(dǎo)流片(24)、內(nèi)導(dǎo)流片(25)、燃料氣流入管(26)、空氣流入管(27)、填充體(28)、外楔形導(dǎo)流體(29)、內(nèi)楔形導(dǎo)流體(210)，其中：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種同軸反向雙霧化火焰合成單元，其特征在于，在所述外筒體(21)與中間隔環(huán)(22)之間，形成環(huán)狀的空氣流腔室；在所述空氣流腔室的內(nèi)部，緊鄰所述外筒體(21)中的兩端錐筒，分別沿著空氣流腔室的圓周方向，設(shè)置有兩處所述外導(dǎo)流片(24)；所述外導(dǎo)流片(24)為與所述外筒體(21)的軸向方向呈一定夾角布置的多個(gè)片體；布置于緊鄰所述外筒體(21)中兩端錐筒的兩處導(dǎo)流片，其布置方式呈上下對(duì)稱(chēng)布置，即上下兩處的...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：靳星，單國(guó)明，方筑，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司，
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