一种纳米气体溶胶发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种纳米气体溶胶发生器，属于高效气固混合设备技术领域。该纳米气体溶胶发生器包括混沌旋流混合器、射流器、支撑柱、底座，混沌旋流混合器、射流器同轴连通；混沌旋流混合器通过支撑柱固定设置在底座上；混沌旋流混合器包括高速氮气喷管、甲醇蒸汽流内腔、原始气固混合流内腔、渐缩加速喷管、防吸尘罩、氮气管、甲醇蒸汽管、混合室、原始气固混合流输入管。本发明专利技术的纳米气体溶胶发生器可减少超细的颗粒的结块和沉积，使得气固混合更加均匀，大大提高反应效率；且发生器的结构简单，自动化程度高，可高效、清洁、简便、成本低的可以进行纳米级微粒的多相混合流的发生设备。

A nano aerosol generator

The invention relates to a nano gas sol generator, belonging to the technical field of high efficiency gas solid mixing equipment. The nano-aerosol generator consists of a chaotic cyclone mixer, a jet, a support column and a base, a chaotic cyclone mixer and a jet are coaxially connected; the chaotic cyclone mixer is fixed on the base by a support column; the chaotic cyclone mixer comprises a high-speed nitrogen nozzle, a methanol steam flow chamber, and a primitive gas-solid mixture flow. Inner cavity, gradual accelerating nozzle, dust shield, nitrogen pipe, methanol steam pipe, mixing chamber, original gas-solid mixing flow input pipe. The nano-aerosol generator of the invention can reduce the agglomeration and deposition of ultra-fine particles, make the gas-solid mixing more uniform, greatly improve the reaction efficiency; and the generator has simple structure, high automation degree, high efficiency, cleanliness, simplicity and low cost, and can be used to produce the multiphase mixing flow of nano-particles.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米气体溶胶发生器
本专利技术涉及一种纳米气体溶胶发生器，属于高效气固混合设备

技术介绍
目前，现有的混合器主要是针对气液混合器的比较多，很少有气固混合器和三相流发生器，并且没有一款与太阳能热化学反应器配套的混合多相流发生装置，现有的只是类似于三通管的简易混合，没有考虑到微粒团聚和结块的问题，而且微粒分布均匀度比较差，容易出现超温超压导致的爆炸，并且自动化程度比较低。现有的气固混合器，用于实验或者生产时，在输送和混合都会造成大量扬尘和结块，而且由于紧凑的结构，往往混合进行的不是很充分，导致微粒利用率和产品转化率比较低。并且没有很好的安全措施，超温超压时容易发生爆炸等安全事故。现有的比较好气固混合器很复杂，造成整体稳定性下降，没有注重零件加工的难度，不能简易地进行调节，实时监测数据进行反馈调节。对混合气体流线，旋度，压力难以进行精准把握。还有不能进行分流处理，大部分设计都没有提速装置，容易造成粉尘在其他设备和管道中的停滞与淤积。气固混合器现在主要是应用于实验研究，配合太阳能模拟器，但是现有的设计只是出于给料，没有考虑充分混合，分流提速的问题。在多组实验和长期运行，会造成固体原理的浪费和严重的粉尘污染。基于此，本专利技术自助设计了一种环保高效的多相流发生装置，也可以配合其他反应器，投入实验研究，功能多样。专利公开号为B65G53/58(2006.01)I公开了一种气固混合加速室，包括主进气管、主喷嘴、气固混合室、次喷嘴、支管及防堵喷嘴；主进气管与主喷嘴相通，主喷嘴与气固混合室相通，气固混合室与次喷嘴相通；气固混合室的上端为落料口；主进气管上设置支管，支管连接防堵喷嘴，防堵喷嘴位于气固混合室的上端。气流经主进气管进入主喷嘴，经主喷嘴加速后产生高速气流与从落料口进入的物料在气固混合室内混合，形成固气混合流，然后经次喷嘴加速后进入输送管道；当输送管道背压升高时，从防堵喷嘴喷射的高速气流将气固混合室堆积的物料清除。本专利技术能有效降低返风和倒流现象，且压损小且能耗低。这项专利采用的原理类似于三通管，喷嘴产生的高速射流带动固体物料产生气固两相流，但是在很小密闭空间混合室内释放物料，很容易出现微粒团聚和结块，导致气固流的质量降低，而且这种采用落料口投放物料，会因为气压和湍流的因素导致物料出现扬尘污染和混合不均的问题。专利公开号为B05B7/04(2006.01)I公开了一种用于涂装设备的气固混合器，属于喷涂设备
它解决了现有技术进入喷涂设备中的粉末的均匀度无法保证，从而影响喷涂的质量的技术问题。它包括连接粉末进料机构的且内部具有空腔的粉料进料室，所述的粉料进料室一端设有进料口，另一端可拆卸的连接混合室，粉料进料室的侧壁上设有第一进气口；所述的混合室内部具有空腔且在侧壁上设有出料口，所述的混合室的另一端还连接一个内部具有空腔的加压组件，所述的加压组件的侧壁上设有第二进气口且加压组件内部的空腔连通混合室内部的空腔。本专利技术能够涂装设备的粉末事先进行充分的气固混合，从而提高喷涂质量。首先这种设备是用于油漆行业的颗粒混合，不是用在燃烧或者加热领域专用的气固混合器，其次这项专利技术缺乏强化混合内部搅拌的结构设计，混合室的另一端直接连接加压组件，部件采用直接固定设计，整体的自动化程度比较差。专利公开号为F23C10/22(2006.01)I，本专利技术属于进料设备领域，特别涉及一种气固混合射流给料器。该给料器由复合式料仓，螺旋调控轴，圆环气体分布器及加料口组成；复合式料仓的顶部设置位于中心位置的圆环螺孔座以及位于一侧的加料口，螺旋调控轴与圆环螺孔座螺纹连接且伸入复合式料仓；复合式料仓的顶部还设置进气管，进气管伸入到复合式料仓内部且在其底端连接气体分布器；复合式料仓的底部设置出料口。复合式料仓有助于固体颗粒的向下流动且利于颗粒的回收；锥形端面阀控制固体颗粒的质量流率，通过调整螺旋调控轴的位置实现了气固混合流体的流量控制；圆环形的气体分布器使气体分布更加均匀，采用了自重力与松动气流化的共同作用来实现气固颗粒的混合给料。这项专利的核心部件为螺旋调控轴，复合式料仓和锥形端面阀，整个系统设计过于复杂，稳定性比较差。自重力与松动气流化的共同作用来实现气固颗粒的混合给料的原理比较复杂，可行性比较低，且加工零件非常困难，不可能有合理的数学描述，实现计算机自动控制。螺旋调控轴与锥形端面阀要配套协调使用，很难把两个变量控制的很好。还有一个安全隐患，锥形端面阀很容易发生堵塞而失效，大量物料堆积导致螺旋调控轴卡住或折断，再加上气体压力，可能导致复合式料仓发生爆炸。专利公开号为F25B45/00(2006.01)I公开了一种制冷系统
的气固混合式纳米制冷剂充注装置，包括：制冷剂储罐、带有气体交换膜的储料仓和气-固混合仓，制冷剂储罐通过充注入口截止阀分别与储料仓的进口以及气-固混合仓的一个进口相连，气-固混合仓的出口与制冷系统回路相连；气体交换膜将储料仓分为上下两层，上层的储料仓的进口设有储料仓入口调节阀，出口与真空泵相连并设有抽真空用截止阀；下层的储料仓中设有纳米粒子，出口与气-固混合仓的另一个进口相连并设有储料仓出口调节阀。本专利技术能够在现有制冷系统的基础上实现纳米粒子与制冷剂的直接混合，无需对现有制冷系统进行任何改造，同时可防止制冷系统中混入空气。这项专利技术虽然是气固混合器，但是是制冷领域的气固混合式纳米制冷剂充注装置，不涉及气固混合两相流混合，是完全不同
，主要利用是扩散效应和压强差，但气体交换膜非常的昂贵，导致系统经济学下降。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种纳米气体溶胶发生器，本专利技术的纳米气体溶胶发生器可减少超细的颗粒的结块和沉积，使得气固混合更加均匀，大大提高反应效率；且发生器的结构简单，自动化程度高，可高效、清洁、简便、成本低的可以进行纳米级微粒的多相混合流的发生设备。本专利技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种纳米气体溶胶发生器，包括混沌旋流混合器1、射流器2、支撑柱44、底座45，混沌旋流混合器1、射流器2同轴连通；混沌旋流混合器1通过支撑柱44固定设置在底座45上；混沌旋流混合器1包括高速氮气喷管3、甲醇蒸汽流内腔4、原始气固混合流内腔5、渐缩加速喷管6、防吸尘罩7、氮气管29、甲醇蒸汽管32、混合室50、原始气固混合流输入管51，混合室50设置在混沌旋流混合器1的后半段，高速氮气喷管3固定设置在混沌旋流混合器1的中心轴上且高速氮气喷管3的进气端延伸至混沌旋流混合器1外，氮气管29与高速氮气喷管3的进气端连通，高速氮气喷管3的气体喷出端延伸至混合室50的中部，高速氮气喷管3的气体喷出端设置有渐缩加速喷管6，渐缩加速喷管6的气体喷出端外侧设置有防吸尘罩7，原始气固混合流内腔5设置在高速氮气喷管3外侧，甲醇蒸汽流内腔4设置在原始气固混合流内腔5的外侧，原始气固混合流内腔5、甲醇蒸汽流内腔4均设置在混沌旋流混合器1的前半段且原始气固混合流内腔5、甲醇蒸汽流内腔4、高速氮气喷管3同轴设置，原始气固混合流内腔5前端设置有与原始气固混合流内腔5连通的原始气固混合流输入管51，原始气固混合流输入管51穿过甲醇蒸汽流内腔4并延伸至甲醇蒸汽流内腔4外侧，原始气固混合流输入管51外接微粉给料机，甲醇蒸汽流内腔4前端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米气体溶胶发生器，其特征在于：包括混沌旋流混合器（1）、射流器（2）、支撑柱（44）、底座（45），混沌旋流混合器（1）、射流器（2）同轴连通；混沌旋流混合器（1）通过支撑柱（44）固定设置在底座（45）上；混沌旋流混合器（1）包括高速氮气喷管（3）、甲醇蒸汽流内腔（4）、原始气固混合流内腔（5）、渐缩加速喷管（6）、防吸尘罩（7）、氮气管（29）、甲醇蒸汽管（32）、混合室（50）、原始气固混合流输入管（51），混合室（50）设置在混沌旋流混合器（1）的后半段，高速氮气喷管（3）固定设置在混沌旋流混合器（1）的中心轴上且高速氮气喷管（3）的进气端延伸至混沌旋流混合器（1）外，氮气管（29）与高速氮气喷管（3）的进气端连通，高速氮气喷管（3）的气体喷出端延伸至混合室（50）的中部，高速氮气喷管（3）的气体喷出端设置有渐缩加速喷管（6），渐缩加速喷管（6）的气体喷出端外侧设置有防吸尘罩（7），原始气固混合流内腔（5）设置在高速氮气喷管（3）外侧，甲醇蒸汽流内腔（4）设置在原始气固混合流内腔（5）的外侧，原始气固混合流内腔（5）、甲醇蒸汽流内腔（4）均设置在混沌旋流混合器（1）的前半段且原始气固混合流内腔（5）、甲醇蒸汽流内腔（4）、高速氮气喷管（3）同轴设置，原始气固混合流内腔（5）前端设置有与原始气固混合流内腔（5）连通的原始气固混合流输入管（51），原始气固混合流输入管（51）穿过甲醇蒸汽流内腔（4）并延伸至甲醇蒸汽流内腔（4）外侧，原始气固混合流输入管（51）外接微粉给料机，甲醇蒸汽流内腔（4）前端设置有与甲醇蒸汽流内腔（4）连通的甲醇蒸汽管（32）。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米气体溶胶发生器，其特征在于：包括混沌旋流混合器（1）、射流器（2）、支撑柱（44）、底座（45），混沌旋流混合器（1）、射流器（2）同轴连通；混沌旋流混合器（1）通过支撑柱（44）固定设置在底座（45）上；混沌旋流混合器（1）包括高速氮气喷管（3）、甲醇蒸汽流内腔（4）、原始气固混合流内腔（5）、渐缩加速喷管（6）、防吸尘罩（7）、氮气管（29）、甲醇蒸汽管（32）、混合室（50）、原始气固混合流输入管（51），混合室（50）设置在混沌旋流混合器（1）的后半段，高速氮气喷管（3）固定设置在混沌旋流混合器（1）的中心轴上且高速氮气喷管（3）的进气端延伸至混沌旋流混合器（1）外，氮气管（29）与高速氮气喷管（3）的进气端连通，高速氮气喷管（3）的气体喷出端延伸至混合室（50）的中部，高速氮气喷管（3）的气体喷出端设置有渐缩加速喷管（6），渐缩加速喷管（6）的气体喷出端外侧设置有防吸尘罩（7），原始气固混合流内腔（5）设置在高速氮气喷管（3）外侧，甲醇蒸汽流内腔（4）设置在原始气固混合流内腔（5）的外侧，原始气固混合流内腔（5）、甲醇蒸汽流内腔（4）均设置在混沌旋流混合器（1）的前半段且原始气固混合流内腔（5）、甲醇蒸汽流内腔（4）、高速氮气喷管（3）同轴设置，原始气固混合流内腔（5）前端设置有与原始气固混合流内腔（5）连通的原始气固混合流输入管（51），原始气固混合流输入管（51）穿过甲醇蒸汽流内腔（4）并延伸至甲醇蒸汽流内腔（4）外侧，原始气固混合流输入管（51）外接微粉给料机，甲醇蒸汽流内腔（4）前端设置有与甲醇蒸汽流内腔（4）连通的甲醇蒸汽管（32）。2.根据权利要求1所述纳米气体溶胶发生器，其特征在于：射流器（2）与混合室（50）的末端连通，射流器（2）包括射流内腔（8）、导向板（9）、抗冲击锥体（10）、溢出孔（11）、抗冲击板（39）、防腐蚀涂层（40），射流器（2）为锥环体结构，射流器（2）的内部空腔为射流内腔（8），射流器（2）内壁锥向均匀设置有导向板（9），射流器（2）末端设置有抗冲击板（39），抗冲击板（39）中部设置有沿射流内腔（8）延伸的抗冲击锥体（10），抗冲击板（39）上均匀开设有溢出孔（11）。3.根据权利要求2所述纳米气体溶胶发生器，其特征在于：导向板（9）为1~6块，导向板（9）为钛合金导向板，抗冲击锥体（10）为钛合金锥体，抗冲击板（39）为钛合金板，溢出孔（11）为1~6个。4.根据权利要求1所述纳米气体溶胶发生器，其特征在于：原始气固混合流内腔（5）的气体出口均匀设置有弧形扇叶（38），弧形扇叶（38）一端固定设置在高速氮气喷管（3）外壁，弧形扇叶（38）另一端固定设置在原始气固混合流内腔（5）的内壁；原始气固混合流内腔（5）的气体出口还设置有喇叭形的外扩膨胀圈（37），外扩膨胀圈（37）位于弧形扇叶（38）的外侧；甲醇蒸汽流内腔（4）的气体出口设置有直形扇叶（35），直形扇叶（35）与弧形扇叶（38）位于同一平面上，甲醇蒸汽流内腔（4）外侧设置有环状的驱动保护壳体，驱动保护壳体的环状罩为钢化玻璃保护罩（47），驱动保护壳体的侧壁为散热罩（48），散热罩（48）上均匀设置有若干个散热通孔，驱动保护壳体内设置有直形扇叶驱动构件，直形扇叶驱动构件通过叶片转轴（12）与直形扇叶（35）连接；甲醇蒸汽流内腔（4）的气体出口还设置有内缩限流圈（36），内缩限流圈（36）位于直形扇叶（35）的外侧；纳米气体溶胶发生器还包括自动控制系统，直形扇叶驱动构件通过数据线与自动控制系统连接。5.根据权利要求4所述纳米气体溶胶发生器，其特征在于：自动控制系统包括测量元件、计算机，测量元件包括测量模块Ⅰ（41），测量模块Ⅱ（42）、测量模块Ⅲ（43），测量模块Ⅰ（41）包括热电偶Ⅰ、热电偶Ⅱ、电子流量计Ⅰ、电子流量计Ⅱ、电子压力计Ⅰ、电子压力计Ⅱ，热电偶Ⅰ、电子流量计Ⅰ、电子压力计Ⅰ的测量探头设置在甲醇蒸汽流内腔（4）内部，热电偶Ⅱ、电子流量计Ⅱ、电子压力计Ⅱ的测量探头设置在原始气固混合流内腔（5）内部；测量模块Ⅱ（42）包括热电偶Ⅲ、电子流量计Ⅲ、电子压力计Ⅲ，热电偶Ⅲ、电子流量计Ⅲ、电子压力计Ⅲ的测量探头设置在射流器（2）内部；测量模块Ⅲ（43）包括热电偶Ⅳ、电子流量计Ⅳ、电子压力计Ⅳ、探照灯、摄像头，热电偶Ⅳ、电子流量计Ⅳ、电子压力计Ⅳ的测量探头、探照灯、摄像头设置在混合室（50）内部；热电偶Ⅰ、电子流量计Ⅰ、电子压力计Ⅰ、热电偶Ⅱ、电子流量计Ⅱ、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉兰，肖丁天，王孝东，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53