【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于采用雾化火焰合成方法制备纳米粉体材料，尤其涉及一种两级前驱物强化雾化喷嘴。
技术介绍
1、雾化火焰合成方法制备纳米粉体材料具有一步合成、粒径分布灵活调控等优势，在高端粉体合成领域具有重要的应用前景。雾化火焰合成纳米粉体材料的工艺过程主要包括：前驱物发生雾化、前驱物进行反应、粒子成核、粒子成长和团聚、粒子沉积和收集等。
2、其中，前驱物的雾化过程作为雾化火焰合成的初始阶段，其雾化效果将影响到后续各个阶段的纳米粉体材料合成过程，因此对于前驱物雾化性能的调控尤为重要。
3、随着雾化火焰合成技术的不断升级，以及对纳米粉体材料性能要求的逐渐提升，现有前驱物雾化喷嘴或雾化器已难以满足对大流量前驱物雾化、变工况下雾化等复杂火焰合成条件的需求，容易出现前驱物雾化液滴粒径分布偏大，影响粉体材料性能的问题，以及由于雾化喷嘴距离高温火焰区域过近等原因，容易造成前驱物从溶液中析出产生的雾化喷嘴堵塞问题。
4、为此，我们提出来一种两级前驱物强化雾化喷嘴解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中，前驱物雾化喷嘴或雾化器难以满足对大流量前驱物雾化、变工况下雾化等复杂火焰合成条件的需求，容易出现前驱物雾化液滴粒径分布偏大，影响粉体材料性能的问题，以及由于雾化喷嘴距离高温火焰区域过近等原因，容易造成前驱物从溶液中析出产生的雾化喷嘴堵塞的问题，进而提出了一种两级前驱物强化雾化喷嘴。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术
3、一种两级前驱物强化雾化喷嘴，包括主雾化喷嘴和次雾化喷嘴，所述次雾化喷嘴自上而下依次设置有次雾化喷头、内层直筒和外层直筒，所述次雾化喷头呈中空锥台形结构；
4、所述次雾化喷头底部与所述内层直筒的顶部同轴连接，所述次雾化喷头和所述内层直筒内部连通，所述内层直筒内部中空并形成次雾化气腔室，所述内层直筒和所述外层直筒均为直筒状结构，所述外层直筒的高度小于所述内层直筒的高度，所述外层直筒同轴套设于所述内层直筒的底部并在所述内层直筒与所述外层直筒之间形成密封的次剪切气腔室；
5、所述外层直筒的外侧边上安装有与次剪切气腔室连通的次剪切气入口管，所述内层直筒底部中心处同轴安装有主雾化喷嘴。
6、进一步地，所述主雾化喷嘴包括同轴穿设安装在所述内层直筒底部处的主喷嘴外层管，所述主喷嘴外层管的顶部处一体成型设置有缩口段；
7、所述主喷嘴外层管底部密封，所述主喷嘴外层管底部同轴穿设安装有喷嘴中层管，且所述主喷嘴外层管与所述喷嘴中层管之间形成外层剪切气通道；
8、所述喷嘴中层管底部密封，所述喷嘴中层管底部处同轴穿设安装有内层剪切气入口管，且所述喷嘴中层管与所述内层剪切气入口管之间形成中层前驱物通道；
9、所述内层剪切气入口管内部垂直开设有内层剪切气通道，所述缩口段顶部中心处突出设置有锥形钝体。
10、进一步地，所述主雾化喷嘴上由内向外依次设置有内层剪切气通道、中层前驱物通道、外层剪切气通道，所述内层剪切气通道、中层前驱物通道、外层剪切气通道的直径依次增大。
11、进一步地，所述主喷嘴外层管的外侧边上底部处安装有与外层剪切气通道连通的外层剪切气入口管，所述喷嘴中层管的外侧边上底部处安装有与中层前驱物通道连通的前驱物入口管。
12、进一步地，所述缩口段为中空锥形环状结构，所述锥形钝体为倒锥形结构体。
13、进一步地，所述锥形钝体通过若干个固定肋板固定在所述内层剪切气通道的上端出口中心处，若干个所述固定肋板以所述内层剪切气通道的轴线为中心环形阵列设置。
14、进一步地，所述内层直筒的次雾化气腔室中水平固定有次剪切气管，所述次剪切气管的一端与所述次剪切气腔室内部连通，所述次剪切气管的另一端安装有直管束，所述直管束与所述次剪切气管连通，所述直管束设置在所述次雾化气腔室中，所述直管束远离次剪切气管的一端安装在所述次雾化喷头的小直径端，所述直管束的外侧边上设置有雾化气入口管。
15、进一步地，所述次剪切气管设置有四个，四个所述次剪切气管以所述内层直筒的圆心为中心环形阵列设置，所述次剪切气管远离次剪切气腔室的一端延伸至所述内层直筒的轴线处。
16、进一步地，所述直管束垂直设置在所述次雾化气腔室中，所述直管束为细长管状结构，所述直管束的一端与所述次雾化喷头的小直径端位于同一平面上。
17、进一步地，所述雾化气入口管为短管，所述雾化气入口管位于所述雾化气入口管的中段处，所述直管束与所述雾化气入口管内部连通。
18、综上所述，本专利技术的技术效果和优点：该两级前驱物强化雾化喷嘴，通过结构设计构建了主雾化喷嘴和次雾化喷嘴相互配合的两级雾化段，用于强化对液体前驱物的雾化效果，降低雾化液滴的粒径分布，以适应于对大前驱物流量等复杂变工况下的纳米材料火焰合成需求；
19、通过将主雾化喷嘴与次雾化喷嘴间隔一定距离设置，使主雾化喷嘴设置于离高温火焰区域一定距离的位置，从而降低了主雾化喷嘴由于临近高温区造成的堵塞可能性，同时，次雾化喷嘴在进一步促进雾化液滴破碎的同时，由于其采用了多根细长直管布置的直管束结构，增大了喷嘴面积，也能够起到避免喷嘴堵塞的作用。
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1.一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，包括主雾化喷嘴(7)和次雾化喷嘴(22)，所述次雾化喷嘴(22)自上而下依次设置有次雾化喷头(1)、内层直筒(4)和外层直筒(6)，所述次雾化喷头(1)呈中空锥台形结构；
2.根据权利要求1所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述主雾化喷嘴(7)包括同轴穿设安装在所述内层直筒(4)底部处的主喷嘴外层管(9)，所述主喷嘴外层管(9)的顶部处一体成型设置有缩口段(8)；
3.根据权利要求2所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述主雾化喷嘴(7)上由内向外依次设置有内层剪切气通道(13)、中层前驱物通道(12)、外层剪切气通道(10)，所述内层剪切气通道(13)、中层前驱物通道(12)、外层剪切气通道(10)的直径依次增大。
4.根据权利要求2所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述主喷嘴外层管(9)的外侧边上底部处安装有与外层剪切气通道(10)连通的外层剪切气入口管(16)，所述喷嘴中层管(11)的外侧边上底部处安装有与中层前驱物通道(12)连通的前驱物入口管(15)。>
5.根据权利要求2所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述缩口段(8)为中空锥形环状结构，所述锥形钝体(19)为倒锥形结构体。
6.根据权利要求5所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述锥形钝体(19)通过若干个固定肋板(18)固定在所述内层剪切气通道(13)的上端出口中心处，若干个所述固定肋板(18)以所述内层剪切气通道(13)的轴线为中心环形阵列设置。
7.根据权利要求1所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述内层直筒(4)的次雾化气腔室(21)中水平固定有次剪切气管(5)，所述次剪切气管(5)的一端与所述次剪切气腔室(20)内部连通，所述次剪切气管(5)的另一端安装有直管束(2)，所述直管束(2)与所述次剪切气管(5)连通，所述直管束(2)设置在所述次雾化气腔室(21)中，所述直管束(2)远离次剪切气管(5)的一端安装在所述次雾化喷头(1)的小直径端，所述直管束(2)的外侧边上设置有雾化气入口管(3)。
8.根据权利要求7所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述次剪切气管(5)设置有四个，四个所述次剪切气管(5)以所述内层直筒(4)的圆心为中心环形阵列设置，所述次剪切气管(5)远离次剪切气腔室(20)的一端延伸至所述内层直筒(4)的轴线处。
9.根据权利要求7所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述直管束(2)垂直设置在所述次雾化气腔室(21)中，所述直管束(2)为细长管状结构，所述直管束(2)的一端与所述次雾化喷头(1)的小直径端位于同一平面上。
10.根据权利要求9所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述雾化气入口管(3)为短管，所述雾化气入口管(3)位于所述雾化气入口管(3)的中段处，所述直管束(2)与所述雾化气入口管(3)内部连通。
...【技术特征摘要】
1.一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，包括主雾化喷嘴(7)和次雾化喷嘴(22)，所述次雾化喷嘴(22)自上而下依次设置有次雾化喷头(1)、内层直筒(4)和外层直筒(6)，所述次雾化喷头(1)呈中空锥台形结构；
2.根据权利要求1所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述主雾化喷嘴(7)包括同轴穿设安装在所述内层直筒(4)底部处的主喷嘴外层管(9)，所述主喷嘴外层管(9)的顶部处一体成型设置有缩口段(8)；
3.根据权利要求2所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述主雾化喷嘴(7)上由内向外依次设置有内层剪切气通道(13)、中层前驱物通道(12)、外层剪切气通道(10)，所述内层剪切气通道(13)、中层前驱物通道(12)、外层剪切气通道(10)的直径依次增大。
4.根据权利要求2所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述主喷嘴外层管(9)的外侧边上底部处安装有与外层剪切气通道(10)连通的外层剪切气入口管(16)，所述喷嘴中层管(11)的外侧边上底部处安装有与中层前驱物通道(12)连通的前驱物入口管(15)。
5.根据权利要求2所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述缩口段(8)为中空锥形环状结构，所述锥形钝体(19)为倒锥形结构体。
6.根据权利要求5所述的一种两级前驱物强化雾化喷嘴，其特征在于，所述锥形钝体(19)通过若干个固定肋板(18)固定在所述内层剪切气通道(13)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳星，方筑，陶连生，单国明，
申请(专利权)人：桐乡华创三同科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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