本实用新型涉及雾化器技术领域，尤其涉及一种高稳定性石英玻璃雾化器。
背景技术：
目前，电感耦合等离子体原子发射光谱(icp－oes)、电感耦合等离子体质谱(icp－ms)等当代先进的元素检测分析仪器，在各行各业中的应用非常广泛。气动雾化器则是此类精密仪器设备上的重要关键部件，其主要作用是利用雾化器上气路支管中的高速气流将液路支管中的样品溶液雾化成为细微的气溶胶，用以导入icp－oes或icp－ms等分析仪器进行元素成分测定。
现有同心型雾化器均由普通玻璃材质制成，在测试过程中，玻璃材质雾化器的喷嘴处容易产生积碳，采用传统化学试剂清洗方式，清洗时间长，清洁效率低。由于雾化器中心毛细管的管径非常细，而普通玻璃材质的中心毛细管的硬度小、不耐高温，无法采用高温燃烧的方式清除雾化器内的积碳。此外，现有雾化器的进液连接处、进气连接处密封性差，容易发生漏液或漏气，稳定性差。
技术实现要素：
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种高稳定性石英玻璃雾化器，用以解决现有雾化器稳定性差、容易产生积碳导致清洁效率低以及与测试管路连接处密封性差的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种高稳定性石英玻璃雾化器，包括外管、中心管、进液管、进气管和插拔接头，外管、中心管、进液管、进气管均为石英玻璃管；外管包括渐缩型结构的喷嘴，喷嘴的喷口处管壁呈圆弧结构；外管的尾端与进液管的外壁密封连接或一体成型；中心管的尾端与进液管的出液口连接，插拔接头可拆卸安装于进液管的进液口，插拔接头的外壁设有环形密封圈，待测溶液通过进液管进入中心管；中心管设于外管内，中心管的中心线与外管的中心线重合，中心管的外壁与外管的内壁之间的空间构成环状气路；外管的侧壁设有进气管，载气通过进气管进入环状气路并由喷嘴喷出。
进一步地，外管还包括与喷嘴尾端连接的主管段，主管段与喷嘴变径过渡连接。
进一步地，中心管的端口位于喷嘴内，中心管的端口缩进喷嘴的喷口的距离为1-2mm。
进一步地，由喷嘴尾端至喷嘴端口，喷嘴的内径呈线性减小。
进一步地，喷嘴包括内径变径段和内径直管段，内径变径段具有内凹通道，内凹通道由内凹曲面围成，内径直管段具有直通道，直通道的直径不变，由喷嘴尾端至喷嘴端口，喷嘴的内径先呈非线性减小再保持不变。
进一步地，主管段的内径为3.5-4.5mm、外径为5.5-6.5mm；喷嘴端口的内径为0.3mm；由中心管的尾端至头端，中心管的管径由粗均匀变细，中心管的尾端外径为2mm，中心管的尾端内径为1.5mm，中心管的头端外径为0.4mm，中心管的头端内径为0.2mm。
进一步地，插拔接头包括依次连接的前段、中段和后段，前段、中段和后段均为空心结构，且同轴设置；前段为圆柱体结构，前段的外径等于进液管的内径；中段为圆台结构，圆台的最小外径与前段的外径相等，圆台的外周面设有橡胶层，中段与前段变径过渡连接，圆台的最大外径小于或等于后段的外径。
进一步地，后段的外周设有防滑螺纹。
进一步地，插拔接头为特氟龙插拔接头，插拔接头连接有特氟龙管，特氟龙管与样品瓶连接。
进一步地，沿载气流向，进气管的外周设有第二限位凸起和第一限位凸起，第一限位凸起的最高点高于第二限位凸起的最高点。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
a)本实用新型提供的高稳定性石英玻璃雾化器，采用石英材质制成，石英的膨胀系数低，材料性质稳定，硬度大，纯度高，表面光洁度好，不仅能够防止发生盐堵，还能够通过高温燃烧的方式清除进液管内的积碳，操作方便，清洁效果好，大大缩短常规清洗时间，大大提升测试效率，而且能够彻底避免因清洗不彻底而干扰测试结果，提高了测试结果准确性。
b)本实用新型提供的高稳定性石英玻璃雾化器，喷嘴的喷口处管壁呈圆弧结构，提升了雾化器的雾化效率。
c)本实用新型提供的高稳定性石英玻璃雾化器，插拔接头的前段设置环形密封圈、中段设置为圆台结构，双重密封结构大幅提升了密封效果，防止漏液，提升了雾化器的工作稳定性。
d)本实用新型提供的高稳定性石英玻璃雾化器，采用特氟龙插拔接头和特氟龙管，能够避免信号干扰，提高测试结果的可靠性。
e)本实用新型提供的高稳定性石英玻璃雾化器，进气管设有用于防止导气软管滑落的二级防脱落结构，即设有第一限位凸起和第二限位凸起，第一限位凸起的最高点高于第二限位凸起的最高点，当导气软管套设在进气管上后，在第一限位凸起和第二限位凸起之间利用捆绑件进行捆绑，能够有效防止测试过程中导气软管滑落。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书和附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实用新型实施例中的高稳定性石英玻璃雾化器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中的第一种结构喷嘴的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中的第二种结构喷嘴的结构示意图。
附图标记：
1-外管；2-中心管；3-进液管；4-进气管；5-喷嘴；51-圆弧结构；52-直通道；53-内凹通道；6-环状气路；7-第一限位凸起；8-第二限位凸起；9-插拔接头；10-环形密封圈；11-特氟龙管。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种高稳定性石英玻璃雾化器，如图1所示，包括外管1、中心管2、进液管3、进气管4和插拔接头9；其中，外管1、中心管2、进液管3、进气管4均为石英玻璃管。外管1包括渐缩型结构的喷嘴5，外管1的尾端与进液管3的外壁密封连接或一体成型；中心管2的尾端与进液管3的出液口连接，插拔接头9可拆卸安装于进液管3的进液口，待测溶液通过进液管3进入中心管2；中心管2设于外管1内，中心管2的中心线与外管1的中心线重合，中心管2的外壁与外管1的内壁之间的空间构成环状气路；外管1的侧壁设有进气管安装口，进气管4密封设于进气管安装口，载气通过进气管4进入环状气路并由喷嘴5喷出。
现有雾化器采用硅酸硼玻制成，杂质含量高，表面光洁度差，并含有微气泡，拉制后会进一步影响表面光洁度，从而影响雾化器的耐高盐性，容易发生盐堵。而本实施例的雾化器由石英玻璃制成，杂质含量低，硬度大，表面光洁度好，不含或含有极少量的微气泡，拉制后也能保持较好的表面光洁度，有助于防止盐堵塞，因而提升了雾化器的工作稳定性。
本实施例中，插拔接头9为特氟龙插拔接头，插拔接头9连接有特氟龙管11，特氟龙管11与样品瓶连接。采用特氟龙材料的插拔接头9和特氟龙管11，能够避免信号干扰，提高测试结果的可靠性。
进一步的，插拔接头9包括依次连接的前段、中段和后段，前段、中段和后段均为空心结构，且同轴设置；前段为规则的圆柱体结构，前段的外径等于进液管3的内径，前段的外周上设有环形密封圈10；中段为圆台结构，圆台的最小外径与前段的外径相等，圆台的外周面设有橡胶层，中段与前段变径过渡连接，圆台的最大外径小于或等于后段的外径，后段的外周设置防滑螺纹，便于操作者把握，起防滑作用。操作者把握后段将插拔接头9插入进液管3内后，插拔接头9的前段通过环形密封圈10与进液管3的内壁密封接触，由于中段为圆台结构，圆台的最小半径等于进液管3的内径，随着前段的不断伸入，当中段圆台的最小半径处到达进液管3的进液口时，随着操作者继续施加插入力，圆台表面的橡胶层会发生形变，进入进液管3的进液口，此时，插拔接头9与进液管3的内壁有两处密封，一处为前段的环形密封圈10与进液管3的内壁密封接触，另一处为圆台表面的橡胶层与进液管3的内壁密封接触，两级密封设计，提升了密封效果，避免了测试过程中样品管意外脱落，保证了雾化器的工作可靠性。
本实施例中，载气通过导气软管进入进气管4，进气管4设有用于防止导气软管滑落的防脱落结构，防脱落结构为二级限位凸起结构，包括第一限位凸起7和第二限位凸起8，第一限位凸起7的最高点高于第二限位凸起8的最高点，具体的，沿载气流向方向上，进气管4的外周设有第二限位凸起8和第一限位凸起7，第二限位凸起8和第一限位凸起7之间的凹型空间用于捆绑件捆绑。导气软管套设在进气管上后，包覆第一限位凸起7和第二限位凸起8，在第一限位凸起7和第二限位凸起8之间利用捆绑件进行捆绑，捆绑件如卡箍、金属捆绑线等，能够有效防止测试过程中导气软管滑落。
影响玻璃同心雾化器测定信号稳定性的因素之一是喷口的盐分积累堵塞问题，在雾化含盐量较高的溶液时，溶液中的盐分会逐渐析出，慢慢堵塞气路间隙，使气体的流速和压力发生变化，从而影响雾化效率，造成测定信号的漂移。严重时会造成载气连接管断开，需要中断分析对雾化器进行清洗。是否易发生盐堵塞主要取决于中心管端口(中心管的出液口)从外管端口(喷嘴5的喷口)缩进的距离，中心管端口缩进的距离越小盐堵塞的可能性越大，中心管端口缩进的距离过大则会影响雾化效果。本实施例中，中心管的端口位于喷嘴5内，中心管的端口缩进喷嘴5的喷口的距离为1-2mm。
经研究发现，雾化器喷嘴5的锥度与雾化效率有关，锥角钝的比锥角锐的雾化效率高，其原因是在较钝的锥角下，气流通道的收缩更快，形成更大的气体流速，从而提高雾化效率。
本实施例中，喷嘴5的喷口经钝化处理，喷嘴5的喷口处管壁呈圆弧结构51，制作过程中，使用高精度的磨床对喷嘴5的喷口进行打磨，并经高温烧结处理，得到锥角钝的圆弧结构51。
进一步的，喷嘴5包括两种结构：第一种结构的喷嘴，由喷嘴尾端至喷嘴端口，喷嘴5的内径呈线性减小，如图2所示；第二种结构的喷嘴，包括内径变径段和内径直管段，内径变径段具有内凹通道53，内凹通道53由内凹曲面围成，内径直管段具有直通道52，直通道52的直径不变，由喷嘴尾端至喷嘴端口，喷嘴5的内径先呈非线性减小再保持不变，直通道52的长度为1-2mm，如图3所示。
其中，具有第二种结构喷嘴的雾化器，中心管2的端口与直通道52的下端面持平，此结构的雾化器，载气在环状气路内先经过具有凹形曲面的内凹通道53，经凹形曲面通道加速后进入直通道，喷嘴5的喷口处管壁呈圆弧结构51，气流通道的收缩更快，能够形成更大的气体流速，使雾化器具有更优的雾化效果。
由poiseuille方程可知:溶液的提升量与中心管2的半径和压力差成正相关与液体粘度和中心管2长度成反比。其中，溶液提升量指单位时间提升液体的体积，直接影响到达等离子炬的溶液量，溶液提升量是与灵敏度相关的参数。载气的流量、压力及样品溶液的粘度和密度等条件的微细变化都会造成溶液提升量的改变造成分析信号强度的波动，使稳定性变差。由于雾化器要与雾室匹配，保证喷嘴处于旋流雾室的切线入口处，雾化器的长度一般是固定的，因此，本实施例通过控制中心管2的管径、外管1的管径达到所要要求的提升量，本实施例中，中心管2、外管1的具体结构及参数为：外管1还包括与喷嘴尾端连接的主管段，主管段与喷嘴5变径过渡连接，主管段的内径为3.5-4.5mm、外径为5.5-6.5mm，喷嘴5的内径由喷嘴尾端至喷嘴端口逐渐减小，喷嘴端口的内径为0.3mm；由中心管2的尾端至头端，中心管2的管径由粗均匀变细，中心管2的尾端外径为2mm，中心管2的尾端内径为1.5mm，中心管2的头端外径为0.4mm，中心管2的头端内径为0.2mm。上述参数设置能够提升溶液提升量，进而保证测试灵敏度，中心管2的壁厚大于等于0.2mm，比现有雾化器的中心毛细管壁的厚度大，增加了中心管的强度。
实施时，载气由进气管4进入环状气路6中，并经喷嘴5喷出，载气在环状气路中加速，在喷嘴5的喷口处形成负压，待测溶液在负压的作用下经进液管3进入中心管2，并经中心管2的端口喷出，经加速的载气与中心管2的端口喷出的溶液在喷嘴内撞击，待测溶液雾化，雾化后的雾状颗粒进入雾室，直至完成分析测试。
与现有技术相比，本实施例提供的高稳定性石英玻璃雾化器，采用石英材质制成，石英的膨胀系数低，材料性质稳定，硬度大，纯度高，表面光洁度好，不仅能够防止发生盐堵，还能够通过高温燃烧的方式清除进液管内的积碳，操作方便，清洁效果好，大大缩短常规清洗时间，大大提升测试效率，而且能够彻底避免因清洗不彻底而干扰测试结果，提高了测试结果准确性；将雾化器喷嘴的喷口处管壁设置为圆弧结构，提升了雾化器的雾化效率；将插拔接头的前段设置环形密封圈、中段设置为圆台结构，双重密封结构大幅提升了密封效果，防止漏液，提升了雾化器的工作稳定性；同时，采用特氟龙插拔接头和特氟龙管，能够避免信号干扰，提高测试结果的可靠性。通过在进气管的外周设置用于防止导气软管滑落的二级防脱落结构，二级防脱落结构包括第一限位凸起和第二限位凸起，第一限位凸起的最高点高于第二限位凸起的最高点，当导气软管套设在进气管上后，在第一限位凸起和第二限位凸起之间利用捆绑件进行捆绑，能够有效防止测试过程中导气软管滑落，提升了雾化器的工作可靠性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
1.一种高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，包括外管(1)、中心管(2)、进液管(3)、进气管(4)和插拔接头(9)，外管(1)、中心管(2)、进液管(3)、进气管(4)均为石英玻璃管；
外管(1)包括渐缩型结构的喷嘴(5)，喷嘴(5)的喷口处管壁呈圆弧结构(51)；
外管(1)的尾端与进液管(3)的外壁密封连接或一体成型；
中心管(2)的尾端与进液管(3)的出液口连接，插拔接头(9)可拆卸安装于进液管(3)的进液口，插拔接头(9)的外壁设有环形密封圈(10)，待测溶液通过进液管(3)进入中心管(2)；
中心管(2)设于外管(1)内，中心管(2)的中心线与外管(1)的中心线重合，中心管(2)的外壁与外管(1)的内壁之间的空间构成环状气路；
外管(1)的侧壁设有进气管(4)，载气通过进气管(4)进入环状气路并由喷嘴(5)喷出。
2.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，外管(1)还包括与喷嘴尾端连接的主管段，主管段与喷嘴(5)变径过渡连接。
3.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，中心管(2)的端口位于喷嘴(5)内，中心管(2)的端口缩进喷嘴(5)的喷口的距离为1-2mm。
4.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，由喷嘴尾端至喷嘴端口，喷嘴(5)的内径呈线性减小。
5.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，喷嘴包括内径变径段和内径直管段，内径变径段具有内凹通道(53)，内凹通道(53)由内凹曲面围成，内径直管段具有直通道(52)，直通道(52)的直径不变，由喷嘴尾端至喷嘴端口，喷嘴(5)的内径先呈非线性减小再保持不变。
6.根据权利要求2所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，主管段的内径为3.5-4.5mm、外径为5.5-6.5mm；
喷嘴端口的内径为0.3mm；
由中心管(2)的尾端至头端，中心管(2)的管径由粗均匀变细，中心管(2)的尾端外径为2mm，中心管(2)的尾端内径为1.5mm，中心管(2)的头端外径为0.4mm，中心管(2)的头端内径为0.2mm。
7.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，插拔接头(9)包括依次连接的前段、中段和后段，前段、中段和后段均为空心结构，且同轴设置；
前段为圆柱体结构，前段的外径等于进液管(3)的内径；
中段为圆台结构，圆台的最小外径与前段的外径相等，圆台的外周面设有橡胶层，中段与前段变径过渡连接，圆台的最大外径小于或等于后段的外径。
8.根据权利要求7所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，后段的外周设有防滑螺纹。
9.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，插拔接头(9)为特氟龙插拔接头，插拔接头(9)连接有特氟龙管(11)，特氟龙管(11)与样品瓶连接。
10.根据权利要求1所述的高稳定性石英玻璃雾化器，其特征在于，沿载气流向，进气管(4)的外周设有第二限位凸起(8)和第一限位凸起(7)，第一限位凸起(7)的最高点高于第二限位凸起(8)的最高点。
技术总结