本实用新型属于硫化镉生产技术领域，具体涉及一种高效率硫化镉气相合成设备。
背景技术：
硫化镉(CdS)是直接带隙宽禁带的半导体材料，其禁带宽度Eg为2.42ev，分子量为144.46，无放射性，微溶于水和乙醇，溶于酸且极易溶于氨水。CdS纳米薄膜具有良好的光电转化特性，能很好匹配太阳能光谱可见光区，且对可见光有非常好的透射率，通常使用CdS纳米薄膜充当窗口层与P型半导体材料一起构成异质结太阳能电池。另外，由于在实验研究中发现CdS异质结太阳能电池具有高转化率、低成本和工艺简单等优点，因此，硫化镉将是未来廉价、高效率太阳能电池发展的主要研究方向，起到促进太阳能利用推广的作用，给地球带来洁净、环保、高效的能源，解决现在以及以后的能源危机。
现有技术中关于硫化镉的技术文献也较多，例如申请号为201510489364.5的发明专利公开了一种硫化镉气相合成装置，包括彼此连通的镉蒸发管、硫蒸发管和合成管，镉蒸发管的出料口和硫蒸发管的出料口分别与合成管的进料口连接，并且气态镉从镉蒸发管进入合成管的方向与气态硫从硫蒸发管进入合成管的方向之间的夹角为0～90°；镉蒸气从镉蒸发管进入合成管的方向与硫蒸气从硫蒸发管进入合成管的方向之间的夹角为0～45°；镉蒸发管具有固态镉转化为气态镉的镉蒸发室，镉蒸发管的进料口处设置有具有进气管的进气帽，进气帽与镉蒸发管的进料口之间为磨口连接；硫蒸发管具有固态硫转化为气态硫的硫蒸发室，硫蒸发管的进料口处设置有具有进气管的进气帽，进气帽与硫蒸发管的进料口之间为磨口连接；合成管具有气态镉与气态硫进行合成反应的合成室，合成管的出料口处设置有具有出气管的出气帽，出气帽与合成管的出料口之间为磨口连接；合成管中设置有用于改变气态镉与气态硫的移动路径的挡板组件。
这种气相合硫化镉是采用气态镉与气态硫直接反应，避免了引人其他杂质并且能够制备得到纯度较高的硫化镉，在使用过程中合成产物硫化镉在合成室底部沉积下来，但是镉蒸发管的出料口和硫蒸发管的出料口分别于合成管的进料口连接，使得部分合成产物硫化镉会从镉蒸发管与合成管的连接处下落进入到镉蒸发管内，一级从硫蒸发管与合成管的连接处下落进入到硫蒸发管内，从而降低了硫化镉的生产效率，造成了资源的浪费。
技术实现要素：
本实用新型为了解决现有硫化镉气流合成设备存在的生产效率低的问题，而提供一种高效率硫化镉气相合成设备。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种高效率硫化镉气相合成设备，包括镉蒸发管和硫蒸发管，所述镉蒸发管和硫蒸发管的出料口端均连通有合成管，其特征在于，所述合成管的下端设置有空腔，所述空腔内设置有螺旋导流管，所述螺旋导流管的管壁与合成管的空腔壁密封连接，所述合成管的内壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽与空腔的上端相互连通；所述硫蒸发管经的出料口经管道与螺旋导流管连通，所述镉蒸发管的出料口端与空腔连通，所述螺旋导流管上开设有若干均匀设置的通孔。
进一步的，所述环形凹槽内设置有若干破旋板。
进一步的，所述破旋板沿着合成管的径向方向设置有环形凹槽内。
进一步的，所述合成管内设置有可拆卸的挡板，所述挡板上开设有沿着合成管轴线方向设置的通气孔。
进一步的，所述挡板的截面呈弧形，并且挡板的圆心位于挡板的上侧。
进一步的，所述空腔的内壁上设置有保温隔热层。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的高效率硫化镉气相合成设备，包括镉蒸发管和硫蒸发管，所述镉蒸发管和硫蒸发管的出料口端均连通有合成管，所述合成管的下端设置有空腔，所述空腔内设置有螺旋导流管，所述螺旋导流管的管壁与合成管的空腔壁密封连接，所述合成管的内壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽与空腔的上端相互连通；所述硫蒸发管经的出料口经管道与螺旋导流管连通，所述镉蒸发管的出料口端与空腔连通，所述螺旋导流管上开设有若干均匀设置的通孔。本实用新型在使用过程中，镉蒸发管内的镉蒸气进入到空腔内，并且在螺旋导流管的作用下在空腔内做螺旋运动；硫蒸气经管道进入到螺旋导流管的内部并通过通孔穿过螺旋导流管进入到空腔内，硫蒸气和镉蒸气在空腔内形成涡流运动，然后从环形凹槽进入到合成管的内部，在合成管内进行反应，由于本实用新型的硫蒸气和镉蒸气是从合成管的侧壁上进入到合成管的内部，因此合成管的下端与镉蒸发管和硫蒸发管均没有联通，反应生成的硫化镉不会从镉蒸发管和硫蒸发管内，从而减少硫化镉的浪费，提高生产效率。
同时本实用新型的硫蒸气和镉蒸气在空腔内进行涡流运动，能够提高镉蒸气和硫蒸气混合的均匀性，进一步提高反应的均匀性，减少由于合成管上部的抽吸作用而造成的原料的浪费，进一步提高合成的效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中标记：1、镉蒸发管，2、硫蒸发管，3、合成管，4、空腔，5、螺旋导流管，6、环形凹槽，7、破旋板，8、保温隔热层，9、挡板，10、通气孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。
结合附图，本实用新型的高效率硫化镉气相合成设备包括镉蒸发管1和硫蒸发管2，所述镉蒸发管1和硫蒸发管2的出料口端均连通有合成管3，所述合成管3的下端设置有空腔4，本实用新型的合成管的下端是指在合成管的管体的下端，即是合成管3管体的下端设置有空腔，本实用新型可以将合成管3整体的管壁加厚，然后在下端设置空腔4，也可以通过在合成管3的下端的管壁进行加厚设计，然后在开设空腔4，所述空腔4内设置有螺旋导流管5，螺旋导流管为管状结构，并且螺旋导流管内设置有空腔体，所述螺旋导流管5的管壁与合成管3的空腔4壁密封连接，所述合成管3的内壁上开设有环形凹槽6，所述环形凹槽6与空腔4的上端相互连通；所述硫蒸发管2经的出料口经管道与螺旋导流管5连通，所述镉蒸发管1的出料口端与空腔4连通，所述螺旋导流管5上开设有若干均匀设置的通孔(附图中没有画出)。本实用新型在使用过程中，镉蒸发管1内的镉蒸气进入到空腔4内，并且在螺旋导流管5的作用下在空腔4内做螺旋运动(涡流运动)；硫蒸发管2内的硫蒸气经管道进入到螺旋导流管5的内部并通过通孔穿过螺旋导流管5进入到空腔内，硫蒸气和镉蒸气在空腔内形成涡流运动，然后从环形凹槽进入到合成管的内部，在合成管内进行反应，由于本实用新型的硫蒸气和镉蒸气是从合成管的侧壁上进入到合成管的内部，因此合成管的下端与镉蒸发管和硫蒸发管均没有联通，反应生成的硫化镉不会从镉蒸发管和硫蒸发管内，从而减少硫化镉的浪费，提高生产效率。
同时本实用新型的硫蒸气和镉蒸气在空腔内进行涡流运动，能够提高镉蒸气和硫蒸气混合的均匀性，进一步提高反应的均匀性，减少由于合成管上部的抽吸作用而造成的原料的浪费，进一步提高合成的效率。
其中，合成管、硫蒸发管和镉蒸发管的其他结构并没有进行改变，本实用新型改变了镉蒸发管和硫蒸发管与合成管的连通方式，从而达到防止反应生成物硫化镉进入到硫蒸发管和镉蒸发管的内部的目的。对于合成管、硫蒸发管和镉蒸发管的其他位置的具体结构以及整个硫化镉的加工方法都属于现有技术，可以参照申请号为201510489364.5的专利对合成管、硫蒸发管和镉蒸发管其他位置的具体结构进行理解，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。
作为本实用新型一种优选的方式，所述环形凹槽6内设置有若干破旋板7，所述破旋板4沿着合成管3的径向方向设置有环形凹槽6内，通过设置破旋7便于用于打乱镉蒸气和硫蒸气的涡流运动，使得镉蒸气和硫蒸气均匀的分布到合成管3内进行均匀反应，提高二者之间的接触时间，减少由于合成管上部的抽吸作用而造成的原料的浪费，进一步提高合成的效率。
作为本实用新型一种优选的方式，所述合成管3内设置有可拆卸的挡板9，所述挡板9上开设有沿着合成管3轴线方向设置的通气孔10，通过设置挡板9能够即能够延缓混合气体在合成管内上升的速度，同时能够增加混合气体在合成管3内分布的均匀性，使得镉蒸气和硫蒸气能够在合成管内进行充分反应，提高产量，减少资源的浪费。
进一步的，所述挡板9的截面呈弧形，并且挡板9的圆心位于挡板的上侧，通过将挡板设置为弧形，从环形凹槽6内喷射出的混合气流能够沿着挡板的进行运动，从而逐次将气流从挡板的各个位置分散开来，提高混合气体在合成管3分布的均匀性。
作为本实用新型一种优选的方式，所述空腔4的内壁上设置有保温隔热层8，通过设置保温隔热层8。通过设置保温隔热层8既能够保证气态硫和气态镉出现冷凝的情况，同时也能够防止由于合成管3加热的时候导致空腔内温度过高而导致在空腔内进行反应的问题，从而保证硫化镉的生成是在合成管内。
作为本实用新型一种优选的方式，为了能够进行气体保护处理，防止在合成管内填充有空气，所述合成管3内设置有密封板，所述密封板与环形凹槽6的下平面在同一平面上，从而保护气体能够对整个合成管3内进行气体保护。
实施例一
本实施例的高效率硫化镉气相合成设备，包括镉蒸发管和硫蒸发管，所述镉蒸发管和硫蒸发管的出料口端均连通有合成管，所述合成管的下端设置有空腔，所述空腔内设置有螺旋导流管，所述螺旋导流管的管壁与合成管的空腔壁密封连接，所述合成管的内壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽与空腔的上端相互连通；所述硫蒸发管经的出料口经管道与螺旋导流管连通，所述镉蒸发管的出料口端与空腔连通，所述螺旋导流管上开设有若干均匀设置的通孔。
实施例二
本实施例的高效率硫化镉气相合成设备，包括镉蒸发管和硫蒸发管，所述镉蒸发管和硫蒸发管的出料口端均连通有合成管，所述合成管的下端设置有空腔，所述空腔内设置有螺旋导流管，所述螺旋导流管的管壁与合成管的空腔壁密封连接，所述合成管的内壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽与空腔的上端相互连通；所述硫蒸发管经的出料口经管道与螺旋导流管连通，所述镉蒸发管的出料口端与空腔连通，所述螺旋导流管上开设有若干均匀设置的通孔；所述环形凹槽内设置有若干破旋板。
实施例三
本实施例的高效率硫化镉气相合成设备，包括镉蒸发管和硫蒸发管，所述镉蒸发管和硫蒸发管的出料口端均连通有合成管，所述合成管的下端设置有空腔，所述空腔内设置有螺旋导流管，所述螺旋导流管的管壁与合成管的空腔壁密封连接，所述合成管的内壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽与空腔的上端相互连通；所述硫蒸发管经的出料口经管道与螺旋导流管连通，所述镉蒸发管的出料口端与空腔连通，所述螺旋导流管上开设有若干均匀设置的通孔；所述环形凹槽内设置有若干破旋板；所述破旋板沿着合成管的径向方向设置有环形凹槽内。
实施例四
在上述任一实施例的基础之上，所述合成管内设置有可拆卸的挡板，所述挡板上开设有沿着合成管轴线方向设置的通气孔。
实施例五
在实施例四的基础之上，所述挡板的截面呈弧形，并且挡板的圆心位于挡板的上侧。
实施例六
在上述任一实施例的基础之上，所述空腔的内壁上设置有保温隔热层。