液體氣化裝置及其氣化方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種液體氣化裝置及其氣化方法，液體氣化裝置包括：連接有第一接入管和第二接入管的第一管體、與該第一管體連接的第二管體、位于該第一管體與該第二管體連接處的霧化器、與該第二管體連接的氣化器內(nèi)殼、部分容置該氣化器內(nèi)殼且對(duì)該氣化器內(nèi)殼進(jìn)行加熱的電加熱器、與該電加熱器的底部連接且與氣化器內(nèi)殼聯(lián)通的第三管體、以及位于該外的氣化器外殼；其中，所述氣化器內(nèi)殼內(nèi)設(shè)有多根同心圓分布的毛細(xì)管、位于該多個(gè)毛細(xì)管之間的熱電偶、以及位于相鄰毛細(xì)管之間的導(dǎo)熱油脂。本發(fā)明油脂是熱源來(lái)自外部，所以控溫點(diǎn)放在油脂的中部，以保證所有位置的油脂溫度不低于設(shè)定值，加熱器不與液氣直接接觸，不會(huì)發(fā)生局部過(guò)熱現(xiàn)象和結(jié)垢，蒸發(fā)穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
液體氣化裝置及其氣化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于光纖預(yù)制棒的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液體氣化裝置及其氣化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的光纖預(yù)制棒制造方法中，如MCVD(Metal Chemical Vapor Deposit1n，金屬化學(xué)汽相淀積)、PCVD(Plasma Asisted Chmical Vapor Deposit1n，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)、VAD(Vapour Phase Axial Deposit1n Technique，氣相軸向沉積法)、0VD(Outside Vapour Deposit1n，外汽相沉積法)均采用液體原料如SiC14、GeCl4、BBr3、P0C13、0MCTS等作為氣化反應(yīng)的原料供應(yīng)。眾所周知光纖預(yù)制棒制造過(guò)程中，液體原料的氣化的穩(wěn)性對(duì)產(chǎn)品的沉積參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。
[0003]目前用于光纖預(yù)制棒生產(chǎn)的液體原料氣化主要有鼓泡法、閃蒸法。鼓泡法適合低沸點(diǎn)的液體，一般氣化量較低適合用于MCVD、PCVD等需求氣化速度慢的工藝；閃蒸法一般加熱管伸入到一個(gè)小的盛放液體容器內(nèi)加熱從而使液體氣化。
[0004]圖1和圖2所示為現(xiàn)有閃蒸氣化法的結(jié)構(gòu)示意圖，蒸發(fā)罐10內(nèi)設(shè)有液體20，蒸發(fā)罐1連接有液體入口 30、加熱器40和蒸氣出口 50、載氣入口 60。這種方法氣化量較鼓泡法大，但是加熱管易結(jié)垢，影響加熱效率，這種方法也僅適用于低沸點(diǎn)的液體，對(duì)于沸點(diǎn)大于1000C沸點(diǎn)的液體，由于加熱管接觸液體面積較小，如果更容易結(jié)垢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種解決氣化液體的佛點(diǎn)不穩(wěn)定、存在局部過(guò)熱問(wèn)題、加熱件易結(jié)垢的液體氣化裝置及其氣化方法。
[0006]本發(fā)明提供一種液體氣化裝置，其包括:連接有第一接入管和第二接入管的第一管體、與該第一管體連接的第二管體、位于該第一管體與該第二管體連接處的霧化器、與該第二管體連接的氣化器內(nèi)殼、部分容置該氣化器內(nèi)殼且對(duì)該氣化器內(nèi)殼進(jìn)行加熱的電加熱器、與該電加熱器的底部連接且與氣化器內(nèi)殼聯(lián)通的第三管體、以及位于該外的氣化器外殼;其中，所述氣化器內(nèi)殼內(nèi)設(shè)有多根同心圓分布的毛細(xì)管、位于該多個(gè)毛細(xì)管之間的熱電偶、以及位于相鄰毛細(xì)管之間的導(dǎo)熱油脂。
[0007]優(yōu)選地，所述電熱偶位于所述氣化器內(nèi)殼體的中心靠下的位置。
[0008]優(yōu)選地，所述氣化器內(nèi)殼在露出電加熱器的部位還設(shè)有第一入口和第二入口，第一入口為熱電偶插入口，第二入口為導(dǎo)熱油脂入口。
[0009]優(yōu)選地，所述第一接入管連接在所述第一管體的一端部，所述第二接入管連接在所述第一管體的側(cè)邊。
[0010]優(yōu)選地，所述第一接入管為液體原料入口，所述第二接入管為氣體入口。
[0011]優(yōu)選地，所述第一接入管穿入該第一管體的內(nèi)部并貫穿至該第一管體另一端部。
[0012]優(yōu)選地，所述霧化器與該第一接入管的出口端連接。
[0013]優(yōu)選地，所述氣化器外殼為保溫板。
[0014]優(yōu)選地，所述電加熱器位于氣化器內(nèi)殼體的外側(cè)和底部。
[0015]本發(fā)明還提供液體氣化裝置的氣化方法，包括如下步驟:
[0016]第一步:氣體通入第一接入管，同時(shí)液體通入第二接入管，氣體和液體在第一管體經(jīng)霧化器進(jìn)行霧化；
[0017]第二步:霧化后的液體進(jìn)入氣化器內(nèi)殼內(nèi)的多根同心圓分布的毛細(xì)管內(nèi)，同時(shí)外部的電加熱器對(duì)氣化器內(nèi)殼進(jìn)行加熱，電加熱器將溫度經(jīng)氣化器內(nèi)殼體傳遞給多根毛細(xì)管間填充的導(dǎo)熱油脂；
[0018]第三步:導(dǎo)熱油脂再將溫度經(jīng)金屬毛細(xì)管內(nèi)的霧化后的原料進(jìn)行氣化；
[0019]第四步:氣化后的液體匯集到第三管體。
[0020]本發(fā)明通過(guò)先將液體霧化，再將霧化液體分散多根不銹鋼毛細(xì)管中，經(jīng)油脂加熱毛細(xì)管使霧化的液體氣化，然后再匯集到一根管中供應(yīng)氣化蒸氣；由于油脂的熱源來(lái)自外部，所以控溫點(diǎn)放在油脂的中部，以保證所有位置的油脂溫度不低于設(shè)定值，同是設(shè)定溫度要高于氣化液體沸點(diǎn)20°C;本液體氣化裝置可以氣化沸點(diǎn)小于等于300°C的液體，電加熱器不與液氣直接接觸，不會(huì)發(fā)生局部過(guò)熱現(xiàn)象和結(jié)垢，蒸發(fā)穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為現(xiàn)有閃蒸氣化法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1所示閃蒸氣化法的另一角度結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3所示為本發(fā)明液體氣化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4所示圖3所示液體氣化裝置的主視圖；
[0025]圖5所示圖4所示液體氣化裝置的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明揭示一種液體氣化裝置100，本液體氣化裝置100將光纖預(yù)制棒制造所用液態(tài)化學(xué)品(SiC14、GeC14、BBr3、P0C13、0MCTS等)進(jìn)行氣化裝置和方法，本發(fā)明屬于光纖預(yù)制棒制造技術(shù)領(lǐng)域。
[0027]請(qǐng)參閱圖3至圖5所示，本液體氣化裝置100包括:第一管體1、與該第一管體I連接的第二管體2、位于該第一管體I與該第二管體2連接處的霧化器3、與該第二管體2連接的氣化器內(nèi)殼4、部分容置該氣化器內(nèi)殼4且對(duì)該氣化器內(nèi)殼4進(jìn)行加熱的電加熱器5、與該電加熱器5的底部連接且與氣化器內(nèi)殼4聯(lián)通的第三管體6、以及位于該外的氣化器外殼7。其中，該第三管體6穿過(guò)該氣化器外殼7。
[0028]本液體氣化裝置100還包括與該第一管體I的一端連接的第一接入管11和第二接入管12。其中，該第一接入管11為液體原料入口，第一接入管11和第二接入管12呈垂直狀態(tài)，第一接入管11穿入該第一管體I的內(nèi)部并貫穿至該第一管體I的另一端部，霧化器3與該第一接入管11的出口端連接;該第二接入管12為氣體入口，第二接入管12連接在該第一管體I側(cè)邊。
[0029]氣化器內(nèi)殼4內(nèi)設(shè)有多根同心圓分布的毛細(xì)管41、位于該多個(gè)毛細(xì)管41之間的熱電偶42、以及位于相鄰毛細(xì)管41之間的導(dǎo)熱油脂43;該氣化器內(nèi)殼41在露出電加熱器5的部位還設(shè)有第一入口41和第二入口42，第一入口41為熱電偶插入口，第二入口42為導(dǎo)熱油脂入口。
[0030]本液體氣化裝置100氣化方法，包括如下步驟:
[0031 ]第一步:氣體通入第一接入管11，同時(shí)液體通入第二接入管12，氣體和液體在第一管體I經(jīng)霧化器3進(jìn)行霧化；
[0032]第二步:霧化后的液體進(jìn)入氣化器內(nèi)殼4內(nèi)的多根同心圓分布的毛細(xì)管41內(nèi)，同時(shí)外部的電加熱器5對(duì)氣化器內(nèi)殼4進(jìn)行加熱，電加熱器5將溫度經(jīng)氣化器內(nèi)殼體4傳遞給多根毛細(xì)管41間填充的導(dǎo)熱油脂43;
[0033]第三步:導(dǎo)熱油脂43再將溫度經(jīng)金屬毛細(xì)管41內(nèi)的霧化后的原料進(jìn)行氣化；
[0034]第四步:氣化后的液體匯集到第三管體6。
[0035]本發(fā)明電加熱器5根據(jù)氣化器內(nèi)殼體4的熱電偶42進(jìn)行控制，控制溫度比液體的沸點(diǎn)高20°C，熱電偶42位于氣化器內(nèi)殼體4內(nèi)中心靠下的位置，以保證了氣化器內(nèi)殼體4內(nèi)各個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)熱油脂42的溫度均高于設(shè)定溫度；電加熱器5位于氣化器內(nèi)殼體4的外側(cè)和底部，電加熱器5的功率為氣化量Q(g/min)X(10?20)。
[0036]氣化器外殼7為保溫板，氣化器外殼7的外表面溫度<50°C。由于氣化內(nèi)毛細(xì)管41為316L不銹鋼，本液體氣化裝置100最佳氣化液體溫度為氣化沸點(diǎn)< 300 V的液體。
[0037]設(shè)定氣體為氮?dú)釴2，液體為八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)，電加熱器5的功率為3000W，電加熱器5的加熱溫度為195°C。
[0038]八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)，無(wú)色透明或乳白色液體，可燃，無(wú)異味，是一種以二甲基二氯硅烷為主要原料，在經(jīng)過(guò)水解合成工序制得的水解物基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)分離、精餾，或者是在水解物經(jīng)過(guò)裂解后或在DMC基礎(chǔ)上再分離、精餾后制得的有單獨(dú)定義的化合物。
[0039]氣體和OMCTS分別給第一接入管11和第二接入管12進(jìn)入，經(jīng)霧化器3進(jìn)行霧化;霧化后的液體進(jìn)入到氣化器內(nèi)殼體4內(nèi)的多根同心圓分布的毛細(xì)管41內(nèi)；經(jīng)過(guò)毛細(xì)管41外部不小于195°C的油脂將霧化液體氣化最終匯到第三管體6;氣化器內(nèi)殼體4內(nèi)的油脂42溫度由氣化器內(nèi)殼體4外部的電加熱器5提供熱源，并根據(jù)氣化器內(nèi)殼體43內(nèi)中心的測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)；電加熱器5的外部溫度經(jīng)測(cè)量為42°C，氣化后口的氣體經(jīng)噴燈沉積實(shí)驗(yàn)，噴燈火焰穩(wěn)定，說(shuō)明氣化完全且穩(wěn)定。
[0040]本發(fā)明通過(guò)先將液體霧化，再將霧化液體分散多根不銹鋼毛細(xì)管中，經(jīng)油脂加熱毛細(xì)管使霧化的液體氣化，然后再匯集到一根管中供應(yīng)氣化蒸氣；由于油脂的熱源來(lái)自外部，所以控溫點(diǎn)放在油脂的中部，以保證所有位置的油脂溫度不低于設(shè)定值，同是設(shè)定溫度要高于氣化液體沸點(diǎn)20°C;本液體氣化裝置可以氣化沸點(diǎn)小于等于300°C的液體，電加熱器不與液氣直接接觸，不會(huì)發(fā)生局部過(guò)熱現(xiàn)象和結(jié)垢，蒸發(fā)穩(wěn)定。
[0041]以上參照【附圖說(shuō)明】了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)，可以有多種變型方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。舉例而言，作為一個(gè)實(shí)施例的部分示出或描述的特征可用于另一實(shí)施例以得到又一實(shí)施例。以上僅為本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
[0042]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液體氣化裝置，其特征在于，其包括:連接有第一接入管和第二接入管的第一管體、與該第一管體連接的第二管體、位于該第一管體與該第二管體連接處的霧化器、與該第二管體連接的氣化器內(nèi)殼、部分容置該氣化器內(nèi)殼且對(duì)該氣化器內(nèi)殼進(jìn)行加熱的電加熱器、與該電加熱器的底部連接且與氣化器內(nèi)殼聯(lián)通的第三管體、以及位于該外的氣化器外殼;其中，所述氣化器內(nèi)殼內(nèi)設(shè)有多根同心圓分布的毛細(xì)管、位于該多個(gè)毛細(xì)管之間的熱電偶、以及位于相鄰毛細(xì)管之間的導(dǎo)熱油脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述電熱偶位于所述氣化器內(nèi)殼體的中心靠下的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述氣化器內(nèi)殼在露出電加熱器的部位還設(shè)有第一入口和第二入口，第一入口為熱電偶插入口，第二入口為導(dǎo)熱油脂入口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述第一接入管連接在所述第一管體的一端部，所述第二接入管連接在所述第一管體的側(cè)邊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述第一接入管為液體原料入口，所述第二接入管為氣體入口。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述第一接入管穿入該第一管體的內(nèi)部并貫穿至該第一管體另一端部。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述霧化器與該第一接入管的出口端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述氣化器外殼為保溫板。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體氣化裝置，其特征在于:所述電加熱器位于氣化器內(nèi)殼體的外側(cè)和底部。10.權(quán)利要求1-9任一所述液體氣化裝置的氣化方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:氣體通入第一接入管，同時(shí)液體通入第二接入管，氣體和液體在第一管體經(jīng)霧化器進(jìn)行霧化； 第二步:霧化后的液體進(jìn)入氣化器內(nèi)殼內(nèi)的多根同心圓分布的毛細(xì)管內(nèi)，同時(shí)外部的電加熱器對(duì)氣化器內(nèi)殼進(jìn)行加熱，電加熱器將溫度經(jīng)氣化器內(nèi)殼體傳遞給多根毛細(xì)管間填充的導(dǎo)熱油脂； 第三步:導(dǎo)熱油脂再將溫度經(jīng)金屬毛細(xì)管內(nèi)的霧化后的原料進(jìn)行氣化； 第四步:氣化后的液體匯集到第三管體。
【文檔編號(hào)】F28D15/04GK105865244SQ201610351479
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】田國(guó)才, 肖華, 田林茂, 趙奉闊, 錢(qián)亮
【申請(qǐng)人】江蘇亨通光導(dǎo)新材料有限公司