CN214234551U - 防止物料粘附的雾化喷枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化学气相生长法制备碳纳米管技术领域，具体涉及一种防止物料粘附的雾化喷枪，包括原料进料管、气体保护套管和冷却套管，气体保护套管匹配套设在所述原料进料管的外部，在所述气体保护套管的后端设置有保护气体进口，所述气体保护套管的前端设置有绕所述原料进料管的出料口布置的多个保护气体出口；冷却套管匹配套设在所述气体保护套管的外部，所述冷却套管上设置有进液口和出液口。本申请结构设计合理，能够提高雾化效果，并改变周围的反应环境，提高作业质量。

Description

防止物料粘附的雾化喷枪

技术领域

本实用新型涉及一种防止物料粘附的雾化喷枪，特别适用于化学气相生长法制备碳纳米管所使用的喷枪。

背景技术

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料，主要由呈六边形排列的碳原子构成，其特性为结晶度高、导电性强、导热快，具有非常优异的力学和电学性能，可以广泛应用于锂离子电池、电热转换器件、高分子复合材料等领域。碳纳米管粉体在合成过程中需要使用雾化喷枪，将液态原料在高压气流的作用下雾化，然后迅速合成粉体，但雾化后的气流存在涡流作用，会导致粉体返回到喷枪周围，并粘附在上面，使用一段时间后造成喷枪周围堵塞严重影响雾化效果及喷枪周围反应环境的变化，影响产品质量，导致设备无法连续运转。

发明内容

本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种防止物料粘附的雾化喷枪，其结构设计合理，能够提高雾化效果，并改变周围的反应环境，提高作业质量。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种防止物料粘附的雾化喷枪，包括：

原料进料管；

气体保护套管，其匹配套设在所述原料进料管的外部，在所述气体保护套管的后端设置有保护气体进口，所述气体保护套管的前端设置有绕所述原料进料管的出料口布置的多个保护气体出口；以及

冷却套管，其匹配套设在所述气体保护套管的外部，所述冷却套管上设置有进液口和出液口。

所述原料进料管与所述气体保护套管之间还设置有雾化高压气体套管，所述雾化高压气体套管的后端设置有高压气体进口，所述雾化高压气体套管的前端设置有高压气体出口，所述原料进料管和所述雾化高压气体套管的前端设置有雾化喷头。

所述高压气体出口为绕所述原料进料管的出料口设置的环形结构；或

所述高压气体出口为呈圆周均布开设在所述雾化高压气体套管前端的多个出气口。

所述原料进料管为文丘里管；所述原料进料管前端部设置有雾化喷头。

所述冷却套管内设置有隔板，所述隔板将所述冷却套管的内腔分隔为螺旋循环流道。

所述冷却套管为中空结构。

所述进液口处设置有延伸入所述冷却套管内的进液管，所述进液管的出口延伸至所述冷却套管的前端部，所述出液口布设在所述冷却套管的后端。

所述冷却套管的前端距所述气体保护套管前端10mm~50mm。

所述冷却套管外部设置有法兰盘。

所述保护气体出口呈喇叭口状分布在所述气体保护套管前端；或

所述保护气体出口的出气方向与所述原料进料管的出料方向垂直布设。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请整体结构设计合理，其通过对原料进料管的设计，能够实现气体和液体的充分混合喷出，能够提高雾化效果；本申请还通过气体保护套管和冷却套管的设置，能够改变周围的反应环境，即使气液混合雾化喷出时形成涡流现象，也会因为保护气体的喷出，改变涡流现象导致的管壁粘附物料的问题的发生，提高作业质量。

本申请还通过对冷却套管进行设计，使得其冷却效果更好，更有助于提高雾化喷枪的使用寿命和工作性能，且其能够与新的雾化喷枪的结构实现进一步的优化，提高其市场竞争力和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的防止物料粘附的雾化喷枪的结构示意图。

图2为根据本实用新型实施例的防止物料粘附的雾化喷枪的剖视结构示意图。

图中序号：

100为原料进料管；

200为气体保护套管、201为保护气体进口、202为保护气体出口；

300为冷却套管、301为进液管、302为出液口；

400为雾化高压气体套管、401为高压气体进口、402为高压气体出口；

500为雾化喷头；

600为法兰盘。

具体实施方式

下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本实用新型的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1和图2，本申请公开了一种防止物料粘附的雾化喷枪，包括原料进料管100、气体保护套管200和冷却套管300，气体保护套管200匹配套设在所述原料进料管100的外部，在所述气体保护套管200的后端设置有保护气体进口201，所述气体保护套管200的前端设置有绕所述原料进料管100的出料口布置的多个保护气体出口202；冷却套管300匹配套设在所述气体保护套管200的外部，所述冷却套管300上设置有进液口和出液口302。

具体地，本申请中对于原料进料管的布置形式，本申请给出了两种具体的结构，第一种为：原料进料管100与所述气体保护套管200之间还设置有雾化高压气体套管400，所述雾化高压气体套管400的后端设置有高压气体进口401，所述雾化高压气体套管400的前端设置有高压气体出口402，所述原料进料管100和所述雾化高压气体套管400的前端设置有雾化喷头500，即由原料进料管输送液体原料，雾化高压气体套管输送高压气体，二者在出口处混合雾化。进一步地，针对高压气体出口的布置方式，本申请的高压气体出口402为绕所述原料进料管100的出料口设置的环形结构，如图所示，整个高压气体出口为圆环形，并与所述原料进料管的出料口同心布置；或者将高压气体出口402设置为呈圆周均布开设在所述雾化高压气体套管400前端的多个出气口。

原料进料管的第二种布置形式为：将原料进料管100设置为文丘里管结构；在原料进料管100前端部设置有雾化喷头500，进而完成气液的高压混合雾化。

为了提高冷却效果，本实施例中的冷却套管300内设置有隔板，所述隔板将所述冷却套管的内腔分隔为螺旋循环流道。

或者也可以将所述冷却套管300设置为中空结构。同时在所述进液口处设置有延伸入所述冷却套管内的进液管301，所述进液管301的出口延伸至所述冷却套管300的前端部，所述出液口302布设在所述冷却套管300的后端。此时冷却水可以先经过进液管流向冷却套管的前端，在由冷却套管后端的出液口流出。

冷却套管300的前端距所述气体保护套管200前端10mm~50mm，在冷却套管300外部设置有法兰盘600。

优选地，本实施例中的保护气体出口202呈喇叭口状分布在所述气体保护套管200前端；或所述保护气体出口202的出气方向与所述原料进料管100的出料方向垂直布设。通过上述结构的设计，能够使得液态原料与高压气体混合雾化时产生的涡流效果得以消除，从而避免喷枪周围粘附物料，也能够起到清扫的效果。对于保护气体出口的孔径，其大小可以在0.3mm~3mm之间。

以下对具体结构和工作原理进行进一步地描述：本实施例采用四层套管结构，最内层为液态原料的通道（原料进料管），其次为雾化用高压气体通道层（雾化高压气体套管），再次为防护气体通道层（气体保护套管），最外层为循环水通道层（冷却套管）；原料与雾化高压气在管道的最前端雾化喷头内混合，进行雾化喷出，防护气体层的气体出口为管道前端侧面，与管道轴向方向垂直的面，沿管道壁均匀分布，孔径在0.3-3mm，循环水层最前端距离防护气体层最前端为1-5cm，在循环水层的进水口内焊接一根细管道（即进液管），将水直接引至循环水层的最前端，再从出水口端排出，保证循环水的冷却效果。

其防止粘附的工作原理如下：正常情况下，液态原料与雾化用高压气体在喷枪的最前端通过喷头混合后喷出，进入反应区，同时快速合成碳纳米管粉体，但是雾化后的气流存在涡流作用，会导致部分合成的粉体又回到喷枪周围，此时固液气三相均存在，特别是固液两相物体在高温下最容易粘附在喷枪周围，若此时在防护气体层通入一路惰性气体，沿管壁方向360°吹出，逆向形成涡流吹扫，就避免了喷枪周围的粘附，同时碳纳米管比较轻，即使有粘附，也能被吹走。

上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，包括：

原料进料管；

气体保护套管，其匹配套设在所述原料进料管的外部，在所述气体保护套管的后端设置有保护气体进口，所述气体保护套管的前端设置有绕所述原料进料管的出料口布置的多个保护气体出口；以及

冷却套管，其匹配套设在所述气体保护套管的外部，所述冷却套管上设置有进液口和出液口。

2.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述原料进料管与所述气体保护套管之间还设置有雾化高压气体套管，所述雾化高压气体套管的后端设置有高压气体进口，所述雾化高压气体套管的前端设置有高压气体出口，所述原料进料管和所述雾化高压气体套管的前端设置有雾化喷头。

3.根据权利要求2所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述高压气体出口为绕所述原料进料管的出料口设置的环形结构；或

所述高压气体出口为呈圆周均布开设在所述雾化高压气体套管前端的多个出气口。

4.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述原料进料管为文丘里管；所述原料进料管前端部设置有雾化喷头。

5.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述冷却套管内设置有隔板，所述隔板将所述冷却套管的内腔分隔为螺旋循环流道。

6.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述冷却套管为中空结构。

7.根据权利要求6所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述进液口处设置有延伸入所述冷却套管内的进液管，所述进液管的出口延伸至所述冷却套管的前端部，所述出液口布设在所述冷却套管的后端。

8.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述冷却套管的前端距所述气体保护套管前端10mm~50mm。

9.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述冷却套管外部设置有法兰盘。

10.根据权利要求1所述的防止物料粘附的雾化喷枪，其特征在于，所述保护气体出口呈喇叭口状分布在所述气体保护套管前端；或

所述保护气体出口的出气方向与所述原料进料管的出料方向垂直布设。

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