CN117138987A - 喷嘴及原子分子实验系统 - Google Patents

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CN117138987A CN202310866895.6A CN202310866895A CN117138987A CN 117138987 A CN117138987 A CN 117138987A CN 202310866895 A CN202310866895 A CN 202310866895A CN 117138987 A CN117138987 A CN 117138987A
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刘亦帆
孟凡强
骆钧尧
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Abstract

本发明涉及原子分子与光子学实验技术领域，特别涉及一种喷嘴及原子分子实验系统，将喷头安装于喷管的出气口，并使得喷入口与出气口连通，能够让经过供气管组进入密封腔室内的气体再经出气口从喷头喷出，将温度控制棒安装在密封腔室内，利用温度控制棒对密封腔室进行加热，能够对经过供气管组供入密封腔室内的气体进行加热，同时再在喷头的外周形成螺旋槽，并在螺旋槽内缠绕一导热元件，能够对喷嘴进行蒸汽喷射的整个过程进行温度调整，也即是避免了蒸汽从进气口进入喷管的密封腔室至从喷出口喷出喷头的整个过程中的任一阶段因温度降低而导致蒸汽冷凝的隐患，同时也就避免了由于蒸汽冷凝而导致喷嘴发生堵塞的隐患。

Description

喷嘴及原子分子实验系统
技术领域
本发明涉及原子分子与光子学实验技术领域，特别涉及一种喷嘴及原子分子实验系统。
背景技术
超强超短激光脉冲的出现及其所带来的极端条件的研究，逐渐形成了一门新兴学科——强场激光物理学。强场物理既包括超强激光源的研究，同时也包含相对论区和非相对论区激光与原子、分子、团簇、固体及等离子体等的相互作用的研究。对这些领域的研究给许多其他学科(如实验室天体物理、材料科学、等离子体物理、激光核聚变、原子分子物理、非线性光学、相对论物理、激光物理、加速器物理、高能物理及其他许多应用学科)带来巨大冲击和机遇。这是一门内容非常丰富，同时在飞速发展的学科。在所有这些相关的研究领域中，激光与原子、分子的相互作用是理解强场与物质作用的基础。对这些问题的探索，有助于我们发展新的概念和方法，理解强场物理中的原子分子电离和解离的基本图像，也有助于推动新的技术的发展，反过来推动激光物理的进步。
现有技术中，在进行先进光源和强场激光原子分子团簇研究领域的研究时，通常是使用喷嘴进行气体导入，然而，现有技术在使用喷嘴进行气体导入时，通常会根据实验需要而导入一些蒸汽，而喷嘴在进行蒸汽导入的过程中，由于蒸汽会发生冷凝，进而也就存在导致喷嘴发生堵塞的隐患，影响实验安全。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种喷嘴及原子分子实验系统，旨在解决相关技术中存在的在使用喷嘴进行气体导入时，通常会根据实验需要而导入一些蒸汽，而喷嘴在进行蒸汽导入的过程中，由于蒸汽会发生冷凝，进而也就存在导致喷嘴发生堵塞的隐患，影响实验安全的技术问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提出的一种喷嘴，包括：
喷管，所述喷管内形成有密封腔室，所述喷管的两端分别形成有与所述密封腔室连通的进气口和出气口，所述喷管的所述出气口处连接有与所述密封腔室连通的供气管组；
喷头，所述喷头设置于所述出气口处，所述喷头具有喷入口、喷出口以及连通所述喷入口与所述喷出口的喷射通道，所述喷入口与所述出气口连通，所述喷头的外周形成有从所述喷入口所在的一端延伸至所述喷出口所在的一端的螺旋槽，所述螺旋槽内缠绕有导热元件，所述导热元件用于对所述喷头进行加热；以及，
温度控制棒，所述温度控制棒设置于所述密封腔室内，且所述温度控制棒用于对通过所述供气管组进入所述密封腔室的气体进行加热。
可选地，所述温度控制棒的数量为多根，多根所述温度控制棒沿周向间隔分布于所述密封腔室内，各所述温度控制棒沿所述进气口至所述出气口的方向延伸，且所述温度控制棒的控制端穿过所述出气口并延伸至所述喷管外。
可选地，所述供气管组包括间隔分布的进气管以及多根供汽管，所述供汽管与所述温度控制棒的数量一致且一一对应设置。
可选地，各所述温度控制棒上的温度自所述进气口朝所述出气口的方向呈渐升设置。
可选地，所述喷管上的所述出口所在的一端具有封堵所述密封腔室的封堵板，所述出气口开设于所述封堵板，且所述出气口与所述喷入口错位分布。
可选地，所述出气口开设于所述封堵板靠近所述密封腔室的侧壁位置，所述喷射通道形成于所述喷头的中心位置。
可选地，所述喷射通道从所述喷入口至所述喷出口的方向呈渐缩设置。
可选地，还包括安装板，所述安装板可拆卸地安装于所述喷头上所述喷入口所在的一端，所述安装板上开设有与所述喷入口对应设置并连通的通孔，所述安装板与所述喷头之间夹设有过滤件。
可选地，所述喷管的所述出气口所在的一端端部设置有环形凸缘，所述喷头的所述喷入口所在的一端可拆卸地安装于所述环形凸缘，且所述喷头与所述环形凸缘之间通过一密封圈密封。
基于相同的技术构思，第二方面，本发明提出一种原子分子实验系统，包括：
气源；以及，
第一方面所述的喷嘴，所述供气管组与所述气源连通。
本发明技术方案通过设置喷管、喷头以及喷嘴，在喷管内形成密封腔室，并且在喷管的两端分别形成与密封腔室连通的进气口和出气口，在喷管的出气口处连接与密封腔室连通的供气管组，使得本发明在使用时能够通过供气管组为喷管的密封腔室内通入气体，进一步地，再将有喷入口、喷出口以及连通喷入口和喷出口的喷射通道的喷头安装于出气口，并使得喷入口与出气口连通，使得本发明能够让经过供气管组进入密封腔室内的气体再经出气口从喷头喷出，同时的，将温度控制棒安装在密封腔室内，利用温度控制棒对密封腔室进行加热，使得本发明在具体使用时能够对经过供气管组供入密封腔室内的气体进行加热，同时再在喷头的外周形成螺旋槽，并在螺旋槽内缠绕一导热元件，进而也就使得本发明在应用于蒸汽的喷射时，能够对喷嘴进行蒸汽喷射的整个过程进行温度调整，也即是避免了蒸汽从进气口进入喷管的密封腔室至从喷出口喷出喷头的整个过程中的任一阶段因温度降低而导致蒸汽冷凝的隐患，同时也就避免了由于蒸汽冷凝而导致喷嘴发生堵塞的隐患，解决了相关技术中存在的在使用喷嘴进行气体导入时，通常会根据实验需要而导入一些蒸汽，而喷嘴在进行蒸汽导入的过程中，由于蒸汽会发生冷凝，进而也就存在导致喷嘴发生堵塞的隐患，影响实验安全的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例喷嘴的结构示意图；
图2为图1示例的喷嘴的侧面结构示意图；
图3为图2示例的B部放大结构示意图；
图4为图2示例的A-A的剖面结构示意图；
图5为图4示例的C部放大结构示意图。
100 喷管 01 密封腔室
200 喷头 02 进气口
300 温度控制棒 03 出气口
400 供气管组 04 喷入口
500 封堵板 05 喷出口
600 安装板 06 喷射通道
700 过滤件 07 扩散孔
800 密封圈 110 进气管
900 扩散板 120 供汽管
10 导热元件 08 螺旋槽
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各机构之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的发明构思。
本发明提出一种喷嘴及原子分子实验系统。
如图1至图5所示，提出本发明喷嘴及原子分子实验系统的一实施例。
本实施例中，请参阅图1-图5，该型喷嘴，包括：
喷管100，喷管100内形成有密封腔室01，喷管100的两端分别形成有与密封腔室01连通的进气口02和出气口03，喷管100的出气口03处连接有与密封腔室01连通的供气管组400；
喷头200，喷头200设置于出气口03处，喷头200具有喷入口04、喷出口05以及连通喷入口04与喷出口05的喷射通道06，喷入口04与出气口03连通，喷头200的外周形成有从喷入口04所在的一端延伸至喷出口05所在的一端的螺旋槽08，螺旋槽08内填充有导热元件10，导热元件10用于对喷头200进行加热；以及，
温度控制棒300，温度控制棒300设置于密封腔室01内，且温度控制棒300用于对通过供气管组400进入密封腔室01的气体进行加热。
在本实施例中，通过设置喷管100、喷头200以及喷嘴，在喷管100内形成密封腔室01，并且在喷管100的两端分别形成与密封腔室01连通的进气口02和出气口03，在喷管100的出气口03处连接与密封腔室01连通的供气管组400，使得本发明在使用时能够通过供气管组400为喷管100的密封腔室01内通入气体，进一步地，再将有喷入口04、喷出口05以及连通喷入口04和喷出口05的喷射通道06的喷头200安装于出气口03，并使得喷入口04与出气口03连通，使得本发明能够让经过供气管组400进入密封腔室01内的气体再经出气口03从喷头200喷出，同时的，将温度控制棒300安装在密封腔室01内，利用温度控制棒300对密封腔室01进行加热，使得本发明在具体使用时能够对经过供气管组400供入密封腔室01内的气体进行加热，同时再在喷头200的外周形成螺旋槽08，并在螺旋槽08内缠绕一导热元件10，进而也就使得本发明在应用于蒸汽的喷射时，能够对喷嘴进行蒸汽喷射的整个过程进行温度调整，也即是避免了蒸汽从进气口02进入喷管100的密封腔室01至从喷出口05喷出喷头200的整个过程中的任一阶段因温度降低而导致蒸汽冷凝的隐患，同时也就避免了由于蒸汽冷凝而导致喷嘴发生堵塞的隐患，解决了相关技术中存在的在使用喷嘴进行气体导入时，通常会根据实验需要而导入一些蒸汽，而喷嘴在进行蒸汽导入的过程中，由于蒸汽会发生冷凝，进而也就存在导致喷嘴发生堵塞的隐患，影响实验安全的技术问题。
需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的喷管100和喷头200均采用耐高温且导热性能好的材料制成，在本实施例中仅对其进行应用，并不涉及具体的材料的改进或者设计不过可以示例的是，本实施例中示例的喷管100和喷头200均采用铁管、铜管等金属管材或者不锈钢管等合金管材制成。
在示例性的实施例中，为了保障本发明示例的喷嘴保温和加热效果，示例的温度控制棒300与导热元件可以同时连接一外部控制设备，并通过该外壁控制设备对温度控制棒300与导热元件进行同时的温度控制，进而实现对喷头的加热，并且可以通过导热元件实时反馈加热温度，进而也就可以确保整个喷嘴在使用过程中的温度，也就可以确保蒸汽不会在喷嘴内部发生冷凝，避免了对喷嘴造成的堵塞。
在一些具体实施例中，温度控制棒300的数量为多根，多根温度控制棒300沿周向间隔分布于密封腔室01内，各温度控制棒300沿进气口02至出气口03的方向延伸，且温度控制棒300的控制端穿过出气口03并延伸至喷管100外。
本实施例中，将温度控制棒300设置为多根，且使得多根温度控制棒300在密封腔室01内进行间隔分布，再将各温度控制棒300沿进气口02至出气口03的方向延伸，并使得所有温度控制棒300的控制端穿过出气口03并延伸至喷管100外，使得本发明在使用时能够对密封腔室01内的空间进行加热，并且利用间隔分布的多个温度控制棒300使得本发明在具体使用时能够保障整过密封腔室01内的处于较为均匀的加热环境中。
需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的温度控制棒300可以直接采用现有技术中已经成熟的设备或者装置，本实施例中仅对其进行应用，并不涉及温度控制棒300自身结构或者工作原理的改进或者设计，故而此处不再一一赘述，不过，可以示例的是，本实施例中示例的温度控制棒300包括但不限于为现有技术中的电加热温度控制棒300、热循环温度控制棒300等。
在一些具体实施例中，喷管100上的出口所在的一端具有封堵密封腔室01的封堵板500，出气口03开设于封堵板500，且出气口03与喷入口04错位分布。
在本实施例中，在喷管100上的出气口03所在的一端设置用于封堵密封腔室01的封堵板500，并且将出气口03开设于封堵板500，且使得出气口03与喷入口04错位分布，使得本发明在具体使用时能够让进入密封腔室01内的气体可以在出气口03与喷入口04的错位分布的前提下实现减速的功能，在此基础上，当密封腔室01内至少存在两种气体时，便可使得两种气体在密封腔室01内充分混合。并且的，由于将出气口03与喷入口04进行了错误分布，也使得密封腔室01内的高压气体不会直接冲击至喷头200的喷入口04，可以有效提高喷入口04的使用时长。
需要特别和明确说明的是，示例的出气口03可设置于封堵板500靠近于密封腔室01的侧壁位置。
在一些具体实施例中，出气口03开设于封堵板500靠近密封腔室01的侧壁位置，喷射通道06形成于喷头200的中心位置。
在本实施例中，将出气口03设置于封堵板500靠近密封腔室01的侧壁位置，使得本发明在使用时能够保证密封腔室01内的气体进行充分混合。
在一些具体实施例中，喷射通道06从喷入口04至喷出口05的方向呈渐缩设置。
在本实施例中，将喷射通道06从喷入口04至喷出口05的方向呈渐缩设置，使得本发明在使用时能够利用逐渐缩小的通道的密封腔室01排出的气体进行加速，进而也就可以确保喷出口05喷出的气体具有较高的喷出速度。
在一些具体实施例中，还包括安装板600，安装板600可拆卸地安装于喷头200上喷入口04所在的一端，安装板600上开设有与喷入口04对应设置并连通的通孔，安装板600与喷头200之间夹设有过滤件700。
在本实施例中，通过设置安装板600，将安装板600可拆卸地安装于喷头200上喷入口04所在的一端，再在安装板600上开始与喷入口04对应设置并连通的通孔，最后再在安装板600与喷头200之间夹设一过滤件700，使得本发明在具体使用时能够对密封腔室01排出的气体进行过滤，提升了喷出的气体的纯洁度。同时的，通过设置的过滤件700，使得本发明在使用时能够控制气体的准直。
在一些具体实施例中，喷管100的出气口03所在的一端端部设置有环形凸缘，喷头200的喷入口04所在的一端可拆卸地安装于环形凸缘，且喷头200与环形凸缘之间通过一密封圈800密封。
在本实施例中，通过在环形凸缘与喷头200之间设置密封圈800，可以确保本发明在使用时的密封性，避免了气体对环形凸缘与喷头200之间的间隙内溢出的隐患。
在一些具体实施例中，喷头200上喷出口05所在的一端可拆卸地安装有扩散板900，扩散板900上设置有与喷出口05对应设置并连通的扩散孔07，扩散孔07朝远离喷出口05的方向呈渐扩设置。
在本实施例中，通过在喷头200上的喷出口05所在的一端可拆卸地安装扩散板900，使得本发明在使用时能够对喷出口05喷出的气体进行扩散，进而也就能够避免喷出口05喷射的气体的流速过大而影响使用效果。
在一些具体实施例中，供气管组400包括间隔分布的进气管110以及多根供汽管120，供汽管120与温度控制棒300的数量一致且一一对应设置。
在本实施例中，将供汽管120设置于靠近温度控制棒300的位置，使得本发明在使用时能够为供汽管120供入的蒸汽进行加热并保温，进而也就可以解决相关技术中存在的蒸汽会在密封腔室01内发生冷凝的缺陷。
在一些具体实施例中，各温度控制棒300上的温度自进气口02朝出气口03的方向呈渐升设置。
在本实施例中，将温度控制棒300设置为自进气口02朝出气口03的方向呈渐升设置，使得本发明在具体使用时能够确保整个密封腔室01内的温度同时处于较为均匀的温度场环境氛围中，避免了密封腔室01内的空间随着远离进气口02的方向的距离增加而导致的温度下降的隐患。
需要特别和明确说明的是，在本实施例中，具体实施时可以蒋温度控制棒300设置为自进气口02朝出气口03的方向呈现多个加热器的结构，且每一个加热器均可以进行独立控制，进而能够实现对密封腔室01内的不同空间进行加热的功能。
基于相同的技术构思，第二方面，本发明提出一种原子分子实验系统，包括：
气源；以及，
第一方面的喷嘴，供气管组400与气源连通。
在本实施例中，通过设置喷管100、喷头200以及喷嘴，在喷管100内形成密封腔室01，并且在喷管100的两端分别形成与密封腔室01连通的进气口02和出气口03，在喷管100的出气口03处连接与密封腔室01连通的供气管组400，使得本发明在使用时能够通过供气管组400为喷管100的密封腔室01内通入气体，进一步地，再将有喷入口04、喷出口05以及连通喷入口04和喷出口05的喷射通道06的喷头200安装于出气口03，并使得喷入口04与出气口03连通，使得本发明能够让经过供气管组400进入密封腔室01内的气体再经出气口03从喷头200喷出，同时的，将温度控制棒300安装在密封腔室01内，利用温度控制棒300对密封腔室01进行加热，使得本发明在具体使用时能够对经过供气管组400供入密封腔室01内的气体进行加热，同时再在喷头200的外周形成螺旋槽08，并在螺旋槽08内缠绕一导热元件10，进而也就使得本发明在应用于蒸汽的喷射时，能够对喷嘴进行蒸汽喷射的整个过程进行温度调整，也即是避免了蒸汽从进气口02进入喷管100的密封腔室01至从喷出口05喷出喷头200的整个过程中的任一阶段因温度降低而导致蒸汽冷凝的隐患，同时也就避免了由于蒸汽冷凝而导致喷嘴发生堵塞的隐患，解决了相关技术中存在的在使用喷嘴进行气体导入时，通常会根据实验需要而导入一些蒸汽，而喷嘴在进行蒸汽导入的过程中，由于蒸汽会发生冷凝，进而也就存在导致喷嘴发生堵塞的隐患，影响实验安全的技术问题。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种喷嘴，其特征在于，包括：
喷管，所述喷管内形成有密封腔室，所述喷管的两端分别形成有与所述密封腔室连通的进气口和出气口，所述喷管的所述出气口处连接有与所述密封腔室连通的供气管组；
喷头，所述喷头设置于所述出气口处，所述喷头具有喷入口、喷出口以及连通所述喷入口与所述喷出口的喷射通道，所述喷入口与所述出气口连通，所述喷头的外周形成有从所述喷入口所在的一端延伸至所述喷出口所在的一端的螺旋槽，所述螺旋槽内缠绕有导热元件，所述导热元件用于对所述喷头进行加热；以及，
温度控制棒，所述温度控制棒设置于所述密封腔室内，且所述温度控制棒用于对通过所述供气管组进入所述密封腔室的气体进行加热。
2.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述温度控制棒的数量为多根，多根所述温度控制棒沿周向间隔分布于所述密封腔室内，各所述温度控制棒沿所述进气口至所述出气口的方向延伸，且所述温度控制棒的控制端穿过所述出气口并延伸至所述喷管外。
3.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述供气管组包括间隔分布的进气管以及多根供汽管，所述供汽管与所述温度控制棒的数量一致且一一对应设置。
4.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，各所述温度控制棒上的温度自所述进气口朝所述出气口的方向呈渐升设置。
5.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述喷管上的所述出口所在的一端具有封堵所述密封腔室的封堵板，所述出气口开设于所述封堵板，且所述出气口与所述喷入口错位分布。
6.如权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，所述出气口开设于所述封堵板靠近所述密封腔室的侧壁位置，所述喷射通道形成于所述喷头的中心位置。
7.如权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述喷射通道从所述喷入口至所述喷出口的方向呈渐缩设置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的喷嘴，其特征在于，还包括安装板，所述安装板可拆卸地安装于所述喷头上所述喷入口所在的一端，所述安装板上开设有与所述喷入口对应设置并连通的通孔，所述安装板与所述喷头之间夹设有过滤件。
9.如权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述喷管的所述出气口所在的一端端部设置有环形凸缘，所述喷头的所述喷入口所在的一端可拆卸地安装于所述环形凸缘，且所述喷头与所述环形凸缘之间通过一密封圈密封。
10.一种原子分子实验系统，其特征在于，包括：
气源；以及，
如权利要求1至9中任一项所述的喷嘴，所述供气管组与所述气源连通。
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