用于碳纳米管薄膜生产设备的雾化装置
技术领域
本发明涉及雾化装置领域，尤其涉及用于碳纳米管薄膜生产设备的雾化装置。
背景技术
碳纳米管为单层或多层石墨烯卷曲而成的管状一维纳米材料，独特的结构为其带来了优异的力、热、电学性能。碳纳米管具有良好的力学、导电和导热性能，具有非常大的应用前景。由碳纳米管相互交织在一起形成的碳纳米管薄膜和碳纳米管纤维是目前常见的碳纳米管宏观体，可以最大程度的发挥碳纳米管的优异性能，在电磁屏蔽、复合材料、电发热等领域有广泛的应用前景。然而在碳纳米管生产过程中用于生产的原料在反应腔内雾化所需时间较长，造成原料雾化不均匀。这一缺陷使得反应腔内容易产生大量杂质，不仅造成了反应腔体的污染，生产原料浪费严重，而且会对碳纳米管的品质造成一定的影响。
发明内容
本发明旨在针对碳纳米管生产原料雾化效果不理想的问题，提供一种碳纳米管原料专用的雾化装置，以此来保证原料雾化更加均匀，在降低原料用量的前提下保证碳纳米管连续稳定合成，克服了现有装置原料雾化不均匀的缺陷。
本发明提出一种用于碳纳米管薄膜生产设备的雾化装置，包括原料存储单元、输液单元和设置在反应腔体前端的雾化单元；
所述原料存储单元用于存储制备碳纳米管的原料；
所述输液单元用于将存储在原料存储单元的原料输送至雾化单元；
所述雾化单元用于将制备碳纳米管的原料雾化并通过载气输送到反应腔。
优选的，所述原料存储单元包括储料罐和磁力搅拌装置；
所述储料罐顶部设置有用于向储料罐内添加原料的加料口，所述储料罐顶部靠近加料口的一侧设置有用于将原料转移出储料罐的出料口；
所述磁力搅拌装置设置于储料罐的底部并且磁力搅拌装置的搅拌部位于储料罐内对其内部的原料进行搅拌。
优选的，所述储料罐容量不低于1000ml。
优选的，所述输液单元由电机驱动的蠕动泵与输液管道组成，所述输液管道分别与储料罐的出料口和雾化单元连通，所述蠕动泵设置于输液管道上。
优选的，所述输液单元可对原料进行加压，经过蠕动泵加压后的液体压力为0.1-0.3MP。
优选的，所述雾化单元包括雾化准备室、外壳和雾化喷头；
所述雾化准备室的进口与输液管道相连通，所述雾化准备室的进口通过管道连接雾化喷头，所述雾化喷头位于外壳内的顶部，所述外壳内还设置有用于供载气流通的载气流通通道，所述雾化喷头喷出设定大小的原料液滴，随后由载气吹送至反应腔。
优选的，所述雾化喷头为可控制喷出液滴的大小的微压电喷头。
优选的，所述雾化喷头通过电磁控制，通过调节电磁阀来调节喷头喷出的液滴大小。
优选的，所述雾化喷头通过电磁阀来调节喷出的液滴大小范围为2x 10-12-17x10-12升。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的雾化室在原料进入反应腔体前已经将其雾化成统一规格的小液滴，并由载气将其吹送至反应腔，而非传统的直接将原料喷入反应腔内的方式。这一改进使得原料在反应腔体内的反应更加充分，反应腔体内残留的杂质大大减少，原料用量显著降低，甚至对碳纳米管品质的提升也有一定的促进作用。
(2)本发明的雾化装置可以根据反应条件通过电磁调控改变原料雾化程度。
(3)本发明的储料罐专门设置了加料口，与传统的每隔一段时间就需停止生产向储料罐中加料的方式相比，这一改进保证了生产的连续性。由于储料罐容量为1000ml，因此在实际生产过程中工人不需要频繁向储料罐内加料，每一个班组仅需向储料罐内添加一次原料即可，加料口的设置与大容量储料罐的设计不仅方便了工人向储料罐内添加原料，而且减少了工人添加原料的次数，对于促进碳纳米管的连续生产有一定的帮助。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的用于碳纳米管薄膜生产设备的雾化装置的结构示意图；
图2为本发明提出的用于碳纳米管薄膜生产设备的雾化装置雾化室内部结构图。
图中：1、原料存储单元；11、储料罐；12、加料口；13、出料口；14、磁力搅拌装置；2、输液单元；21、蠕动泵；22、输液管道；3、雾化单元；31、雾化准备室；32、雾化喷头。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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。
参照图1-2所示，用于碳纳米管薄膜生产设备的雾化装置，包括原料存储单元1、输液单元2和设置在反应腔体前端的雾化单元3；
原料存储单元1用于存储制备碳纳米管的原料；
输液单元2用于将存储在原料存储单元1的原料输送至雾化单元3；
雾化单元3用于将制备碳纳米管的原料雾化并通过载气输送到反应腔；
制备碳纳米管主要是以气态或液态烃类物质作为碳源，将碳源雾化后，在适当的温度下，通过加入催化剂，碳源在催化剂颗粒表面裂解为碳原子团簇，然后碳原子重新组合形成碳纳米管，再通过特殊设计的收集装置得到形态不同碳纳米管材料。其中，催化剂与碳源一并由载气吹送至炉体，本发明中对浮动催化制备碳纳米管设备的雾化装置进行优化，在原料进入反应腔体前已经将其雾化成统一规格的小液滴，并由载气将其吹送至反应腔内，使得原料在反应腔体内的反应更加充分，反应腔体内残留的杂质大大减少，原料用量显著降低，甚至对碳纳米管品质的提升也有一定的促进作用。
具体的，原料存储单元1包括储料罐11和磁力搅拌装置14；
储料罐11顶部设置有用于向储料罐11内添加原料的加料口12，储料罐11顶部靠近加料口12的一侧设置有用于将原料转移出储料罐11的出料口13，根据生产需要将制备碳纳米管的碳源通过加料口12注入至储料罐11内，在储料罐11内经过磁力搅拌装置14搅拌均匀后通过出料口13进入输液单元2；
其中磁力搅拌装置14设置于储料罐11的底部并且磁力搅拌装置14的搅拌部位于储料罐11内对其内部的原料进行搅拌，利用磁力搅拌装置14对储料罐11内的原料进行搅拌，使原料混合更加均匀，促进雾化后的原料在反应腔体内部与催化剂的反应。
作为优选的实施例，本实施例中的储料罐11容量不低于1000ml，该容量可以一次性满足一个班次的生产需要，生产过程中工人不需要频繁向储料罐11内加料，保证了生产的连续性。
具体的，输液单元2由电机驱动的蠕动泵21与输液管道22组成，输液管道22分别与储料罐11的出料口13和雾化单元3连通，蠕动泵21设置于输液管道22上，经磁力搅拌装置14混合均匀的原料由输液单元2的蠕动泵21经由出料口13通过输液管道22将原料从储料罐11抽出，并输送至雾化单元3。
进一步的，输液单元2的蠕动泵21具有一定的加压功能，可对原料进行加压，经过蠕动泵21加压后的液体压力为0.1-0.3MP，并且该蠕动泵21的输出压力可以调节。
作为优选的实施例，为了对输液管道22中的原料进行雾化处理，本实施例中雾化单元3包括雾化准备室31、外壳和雾化喷头32；
其中雾化准备室31的进口与输液管道22相连通，雾化准备室31的进口通过管道连接雾化喷头32，连通或者连接方式采用现有技术，只要能确保原料不泄漏即可，雾化喷头32位于外壳内的顶部，外壳内还设置有用于供载气流通的载气流通通道，雾化喷头32喷出设定大小的原料液滴，随后由载气吹送至反应腔，雾化后的原料进入反应腔内部与催化剂进行反应。
具体的，本实施例中雾化喷头32为可控制喷出液滴的大小的微压电喷头，通过将该微压电喷头接入电路控制系统中，通过电控制其工作，并且该微压电喷头可以根据反应条件对喷出的液滴大小进行调节。
进一步的，雾化喷头32通过电磁控制，通过调节电磁阀来调节喷头喷出的液滴大小，利用电磁阀配合电路实现对液滴大小的控制，而电磁阀控制的精度和灵活性都能够保证，电磁阀与电路的连接关系以及工作原理采用现有技术，其工作原理在此不再赘述。
进一步的，雾化喷头32通过电磁阀来调节喷出的液滴大小范围为2x10-12-17x 10-12升，调节范围较大，可以同时满足多种不同反应条件的需求。
工作时，通过加料口12将用于生产碳纳米管薄膜的原料注入储料罐11，利用外置的磁力搅拌装置14对储料罐11内的原料进行搅拌，使原料混合更加均匀。经磁力搅拌装置14混合均匀的原料由输液单元2的蠕动泵21经由出料口13通过输液管道22将原料从储料罐11抽出，并加压输送至雾化单元3。原料进入雾化单元3后先存储在雾化准备室31准备雾化，随后原料经由通过电磁控制的微压电雾化喷头32喷出，经过雾化的原料被载气吹送至反应腔内进行反应。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
