[發明專利]一種周圍剪切氣流式液橋生成器

有效

• 申請號: 201510230383.6
• 申請日: 2015-05-08
• 公開（公告）號: CN105063743B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 梁儒全;閆付強;張志輝;李曉媛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C30B13/00
• 分類號: C30B13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 崔蘭蒔

技術領域

本發明屬于流體物理學技術領域，特別是涉及一種周圍剪切氣流式液橋生成器，該液橋生成器主要用于研究周圍剪切氣流和液橋體積比對液橋界面形狀的影響。

背景技術

現有工程實踐中，通常采用浮區法晶體生長技術制備高質量晶體，用于模擬浮區法晶體生長過程的物理模型稱為液橋。工程實踐與理論研究表明：周圍剪切氣流以及液橋體積比是影響液橋界面形狀的重要因素。因此，研究周圍剪切氣流和液橋體積比對液橋界面的影響規律對控制晶體生長和提高產品質量具有重大意義。

然而，針對剪切氣流和液橋體積比所進行的實驗研究還處于起步階段，國內外針對這方面的文獻非常少，少有的實驗研究也因其液橋生成設備結構復雜、功能單一等缺點而不能廣泛推廣。

因此，為滿足當前實驗需求，亟需一種結構簡單、功能齊全的新型液橋生成器，能夠產生不同大小和不同方向的剪切氣流，并且可任意調節體積比。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種周圍剪切氣流式液橋生成器。該液橋生成器通過上、下均勻送氣套管可以在液橋周圍產生不同大小和不同方向的剪切氣流；并且通過調節上橋柱的高度，可產生不同的體積比。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種周圍剪切氣流式液橋生成器，包括支架，在支架的上部具有上橋柱安裝孔，下部具有下橋柱安裝孔；在上橋柱安裝孔內垂直安裝有上橋柱，在下橋柱安裝孔內垂直安裝有下橋柱，在上橋柱安裝孔側方的支架上設置有上橋柱的緊固螺釘；在所述上橋柱與下橋柱之間設置有觀察套管，上橋柱和下橋柱的出氣端均設置在觀察套管內；所述上橋柱由上均勻送氣套管和上盤組成，上均勻送氣套管同軸套裝在上盤外部；所述下橋柱由下均勻送氣套管和下盤組成，下均勻送氣套管同軸套裝在下盤外部。

在所述上均勻送氣套管和下均勻送氣套管的出氣端分別均勻設置有四個突起。

在所述下均勻送氣套管外套裝有卡環，下橋柱通過所述卡環安裝在支架的下橋柱安裝孔內。

所述觀察套管采用玻璃套管。

本發明的有益效果：

本發明結構簡單，功能獨特；通過上、下均勻送氣套管可以分別在上、下端對液橋形成平行的剪切氣流，并且氣流的方向可自由選擇，即可以在液橋周圍產生不同大小和不同方向的剪切氣流；并且通過調節上橋柱的高度，可產生不同的體積比。

附圖說明

圖1是本發明的液橋生成器的整體結構示意圖；

圖2是本發明的上橋柱的結構示意圖；

圖3是圖2的左視圖；

圖4是本發明的下橋柱的結構示意圖；

圖5是圖4的左視圖；

其中：1-支架，2-下橋柱，3-上橋柱，4-緊固螺釘，5-上盤，6-上均勻送氣套管，7-下盤，8-卡環，9-下均勻送氣套管，10-突起，11-觀察套管。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步地詳細說明。

如圖1～圖5所示，一種周圍剪切氣流式液橋生成器，包括起支撐作用的支架1，在支架1的上部具有上橋柱安裝孔，下部具有下橋柱安裝孔；在上橋柱安裝孔內垂直安裝有上橋柱3，在下橋柱安裝孔內垂直安裝有下橋柱2，在上橋柱安裝孔側方的支架1上設置有上橋柱3的緊固螺釘4；在所述上橋柱3與下橋柱2之間設置有觀察套管11，上橋柱3和下橋柱2的出氣端均設置在觀察套管11內；所述上橋柱3由上均勻送氣套管6和上盤5組成，上均勻送氣套管6同軸套裝在上盤5外部，上均勻送氣套管6與上盤5緊密連接；所述下橋柱2由下均勻送氣套管9和下盤7組成，下均勻送氣套管9同軸套裝在下盤7外部，下均勻送氣套管9與下盤7緊密連接。

在所述上均勻送氣套管6和下均勻送氣套管9的出氣端分別均勻設置有四個突起10。

在所述下均勻送氣套管9外套裝有卡環8，下橋柱2通過所述卡環8安裝在支架1的下橋柱安裝孔內。

所述觀察套管11采用玻璃套管。

下面結合附圖說明本發明的一次使用過程：

如圖1～圖5所示，首先將實驗液體通過微型注射泵準確地注入上盤5與下盤7之間，形成液橋，靜止的液橋通過表面張力維持界面形狀。然后先將氣體送入球形流量計中，通過球形流量計控制氣體流量，再根據實驗需求將氣體送入上均勻送氣套管6或下均勻送氣套管9內。

利用本發明的液橋生成器研究氣流速度、氣流方向和體積比對液橋界面形狀的影響，可通過以下三個具體實驗方案實施：