一种用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路

1.本实用新型涉及物理实验设备技术领域，具体涉及一种用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路。


背景技术：

2.在目前的科学发展环境中，一些涉及放射性元素的实验与大型科学装置在运行时，常会用到稀有金属气体。但稀有金属一般在常温下呈固体或液体状态，而实验要求却需要将其蒸发为金属蒸气并注入相应的容器或装置中。
3.但现有的技术中，如中国专利公开号cn112719269a公开的一种化工金属粉末注射成型用上料装置，包括箱体，所述箱体两侧的侧壁上呈对称状均安装有一个第一输送机构，两个所述第一输送机构之间共同安装有一个连接机构，所述箱体上开设有一个槽体机构，所述槽体机构上有一个第二输送机构，所述箱体上安装有一个过滤机构：该装置可以在两种物料进行混炼前对物料进行混合，从而可以提高物料混炼的均匀度。但是该装置只能用于金属粉末注射，而对于金属蒸汽，由于金属蒸汽本身性质的限定，易氧化、冷凝回流等特性，因而该装置无法用于金属蒸气的注射工作。
4.因此，为弥补现有技术中金属蒸汽注射装置的空白，本实用新型提供一种结构简单，使用便捷，能够有效解决金属蒸汽注射过程中易氧化、冷凝回流等问题的用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路，通过cf法兰对各部件接口进行连接，保证管路的密封性，同时分别设置第一螺纹加热单元、第二螺纹加热单元和阀体加热单元对管路进行均匀加热，杜绝管路上出现温度冷点，保证金属蒸汽能够安全、稳定地注入到稀有金属实验装置内，对促进稀有金属的实验研究具有重要意义。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.一种用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路，包括依次连通的注射准备管、阀门、注射输出管和喷头，所述注射准备管的外壁上设置有第一螺纹凹槽，第一螺纹凹槽内设置有第一螺纹加热单元，所述第一螺纹加热单元与第一螺纹凹槽相匹配，所述阀门上设置有阀体加热单元，所述注射输出管的外壁上设置有第二螺纹凹槽，第二螺纹凹槽内设置有第二螺纹加热单元，所述第二螺纹加热单元与第二螺纹凹槽相匹配，注射输出管上套设有安装连接件，金属蒸汽注射管路通过安装连接件与稀有金属实验装置连接。
8.进一步地，所述注射准备管上设置有第一保护管套，所述第一保护管套用于保护、固定第一螺纹加热单元。
9.进一步地，所述注射输出管上设置有第二保护管套，所述第二保护管套用于保护、固定第二螺纹加热单元。
10.进一步地，所述注射准备管上设置有第一检测单元，所述第一检测单元用于检测注射准备管通道内和/或第一螺纹加热单元的工作温度。
11.进一步地，所述阀门上设置有第二检测单元，所述第二检测单元用于阀门通道内和/或阀体加热单元的工作温度。
12.进一步地，所述注射输出管上设置有第三检测单元，所述第三检测单元用于检测注射输出管通道内和/或第二螺纹加热单元的工作温度。在实际使用过程中，在开始金属蒸汽的注射工作前，先关闭阀门，利用第一螺纹加热单元将注射准备管加热至预定温度，利用第二螺纹加热单元将注射输出管加热至预定温度，利用阀体加热单元将阀门加热至预定温度，避免金属蒸汽注射管路上出现温度冷点，待第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元分别检测到注射准备管、阀门、注射输出管的温度加热至预定温度值后，分别固定第一螺纹加热单元、第二螺纹加热单元和阀体加热单元的电流大小，让金属蒸汽注射管路的温度保持恒定，然后就能够打开阀门，在压差的作用下，让金属蒸汽源的金属蒸汽依次通过注射准备管、阀门、注射输出管和喷头，并由喷头将金属蒸汽均匀喷洒在稀有金属实验装置内，保证金属蒸气有效、均匀地向目标靶扩散，让稀有金属实验安全、有序地进行。
13.进一步地，所述阀体加热单元包括四个管式加热单元，所述管式加热单元对称设置在阀门的闭合节点的两侧，位于阀门闭合节点同一侧的两个管式加热单元，两个管式加热单元分别设置在阀门通道的两侧。通过在阀门的阀体上穿设四个管式加热单元，对阀门闭合节点的两侧都实现均匀加热，保证金属蒸汽通过阀门时所需的环境温度。
14.进一步地，所述喷头的端部均匀设置有多个喷孔。
15.进一步地，所述喷孔设置在同一圆周上。
16.进一步地，所述喷孔的中轴线和喷头的中轴线之间的夹角为45
°
。通过在喷头的端部设置多个位于同一圆周上的喷孔，并让喷孔的中轴线和喷头的中轴线之间的夹角为45
°
，使得金属蒸汽能够通过喷孔均匀地扩散到目标靶，保证稀有金属实验的稳定进行。
17.进一步地，所述注射准备管、阀门、注射输出管、喷头的通道内径为10mm。
18.进一步地，所述安装连接件为cf法兰。
19.进一步地，所述注射准备管、阀门、注射输出管、喷头和安装连接件均采用316l不锈钢材质。
20.进一步地，所述注射准备管为弯管。
21.进一步地，所述金属蒸汽注射管路还包括控制模块，所述第一螺纹加热单元、第二螺纹加热单元、阀体加热单元、阀门、第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元分别与控制模块连接。
22.进一步地，所述控制模块外接电源。
23.进一步地，所述控制模块为调压器。
24.进一步地，所述注射准备管、阀门、注射输出管和喷头之间的连接通过cf法兰进行连接。
25.本实用新型的有益效果是：本实用新型用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路，通过cf法兰对各部件接口进行连接，保证管路的密封性，同时分别设置第一螺纹加热单元、第二螺纹加热单元和阀体加热单元对管路进行均匀加热，杜绝管路上出现温度冷点，保证金属蒸汽能够安全、稳定地注入到稀有金属实验装置内，对促进稀有金属的实验研究具有
重要意义。
附图说明
26.图1为本实用新型金属蒸汽注射管路的结构示意图；
27.图2为本实用新型金属蒸汽注射管路的剖视图；
28.图3为本实用新型喷头的结构示意图；
29.图中，1、注射准备管；2、阀门；3、注射输出管；4、喷头；5、第一螺纹加热单元；6、管式加热单元；7、第二螺纹加热单元；8、安装连接件；9、第一检测单元；10、第二检测单元；11、第三检测单元；12、金属蒸汽源；13、喷孔；14、第一保护套；15、第二保护套。
具体实施方式
30.下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
31.如图1～3所示，一种用于稀有金属实验的金属蒸汽注射管路，包括依次连通的注射准备管1、阀门2、注射输出管3和喷头4，所述注射准备管1的外壁上设置有第一螺纹凹槽，第一螺纹凹槽内设置有第一螺纹加热单元5，所述第一螺纹加热单元5与第一螺纹凹槽相匹配，所述阀门2上设置有阀体加热单元，所述注射输出管3的外壁上设置有第二螺纹凹槽，第二螺纹凹槽内设置有第二螺纹加热单元7，所述第二螺纹加热单元7与第二螺纹凹槽相匹配，注射输出管3上套设有安装连接件8，金属蒸汽注射管路通过安装连接件8与稀有金属实验装置连接。
32.具体地，所述注射准备管1上设置有第一保护管套14，所述第一保护管套14用于保护、固定第一螺纹加热单元5。
33.具体地，所述注射输出管3上设置有第二保护管套15，所述第二保护管套15用于保护、固定第二螺纹加热单元7。
34.具体地，所述注射准备管1上设置有第一检测单元9，所述第一检测单元9用于检测注射准备管1通道内和/或第一螺纹加热单元5的工作温度。
35.具体地，所述阀门2上设置有第二检测单元10，所述第二检测单元10用于阀门2通道内和/或阀体加热单元的工作温度。
36.具体地，所述注射输出管3上设置有第三检测单元11，所述第三检测单元11用于检测注射输出管3通道内和/或第二螺纹加热单元7的工作温度。在实际使用过程中，在开始金属蒸汽的注射工作前，先关闭阀门2，利用第一螺纹加热单元5将注射准备管1加热至预定温度，利用第二螺纹加热单元7将注射输出管3加热至预定温度，利用阀体加热单元将阀门2加热至预定温度，避免金属蒸汽注射管路上出现温度冷点，待第一检测单元9、第二检测单元10、第三检测单元11分别检测到注射准备管1、阀门2、注射输出管3的温度加热至预定温度值后，分别固定第一螺纹加热单元5、第二螺纹加热单元7和阀体加热单元的电流大小，让金属蒸汽注射管路的温度保持恒定，然后就能够打开阀门2，在压差的作用下，让金属蒸汽源12的金属蒸汽依次通过注射准备管1、阀门2、注射输出管3和喷头4，并由喷头4将金属蒸汽均匀喷洒在稀有金属实验装置内，保证金属蒸气有效、均匀地向目标靶扩散，让稀有金属实验安全、有序地进行。
37.具体地，所述阀体加热单元包括四个管式加热单元6，所述管式加热单元6对称设置在阀门2的闭合节点的两侧，位于阀门2闭合节点同一侧的两个管式加热单元6，两个管式加热单元6分别设置在阀门2通道的两侧。通过在阀门2的阀体上穿设四个管式加热单元6，对阀门2闭合节点的两侧都实现均匀加热，保证金属蒸汽通过阀门2时所需的环境温度。
38.具体地，所述喷头4的端部均匀设置有多个喷孔13。
39.具体地，所述喷孔13设置在同一圆周上。
40.具体地，所述喷孔13的中轴线和喷头4的中轴线之间的夹角为45
°
。通过在喷头4的端部设置多个位于同一圆周上的喷孔13，并让喷孔13的中轴线和喷头4的中轴线之间的夹角为45
°
，使得金属蒸汽能够通过喷孔13均匀地扩散到目标靶，保证稀有金属实验的稳定进行。
41.具体地，所述注射准备管1、阀门2、注射输出管3、喷头4的通道内径为10mm。
42.具体地，所述安装连接件8为cf法兰。
43.具体地，所述注射准备管1、阀门2、注射输出管3、喷头4和安装连接件8均采用316l不锈钢材质。
44.具体地，所述注射准备管1为弯管。
45.具体地，所述金属蒸汽注射管路还包括控制模块，所述第一螺纹加热单元5、第二螺纹加热单元7、阀体加热单元、阀门2、第一检测单元9、第二检测单元10、第三检测单元11分别与控制模块连接。
46.具体地，所述控制模块外接电源。
47.具体地，所述控制模块为调压器。
48.具体地，所述注射准备管1、阀门2、注射输出管3和喷头4之间的连接通过cf法兰进行连接。
49.使用时，先将金属蒸汽注射管路通过注射准备管1与金属蒸汽源12连通，通过安装连接件8与稀有金属实验装置连接，让喷头4朝向金属实验装置内的目标靶，在开始金属蒸汽的注射工作前，先对金属蒸汽注射管路和稀有金属实验装置进行抽真空处理，让金属蒸汽注射管路和稀有金属实验装置内的气压达到预定值，然后关闭阀门2，利用第一螺纹加热单元5将注射准备管1加热至预定温度，利用第二螺纹加热单元7将注射输出管3加热至预定温度，利用阀体加热单元将阀门2加热至预定温度，避免金属蒸汽注射管路上出现温度冷点，待第一检测单元9、第二检测单元10、第三检测单元11分别检测到注射准备管1、阀门2、注射输出管3的温度加热至预定温度值后，分别固定第一螺纹加热单元5、第二螺纹加热单元7和阀体加热单元的电流大小，让金属蒸汽注射管路的温度保持恒定，然后就能够打开阀门2，在压差的作用下，让金属蒸汽源12的金属蒸汽依次通过注射准备管1、阀门2、注射输出管3和喷头4，并由喷头4将金属蒸汽均匀喷洒在稀有金属实验装置内，保证金属蒸气有效、均匀地向目标靶扩散，让稀有金属实验安全、有序地进行。
50.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。