CN102896064A - 一种压电陶瓷超声雾化片 - Google Patents

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张建辉
陈道根
纪晶
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

本发明公开了一种压电陶瓷超声雾化片，其采用两个雾化单元，每个雾化单元中，将一片压电陶瓷片与一片金属膜片粘结在一起，并且每个金属膜片上设有密集的锥形雾化孔。其中一组压电陶瓷片的位于锥形孔的小径端，另一组压电陶瓷片的陶瓷片位于锥形孔的大径端。将两片压电陶瓷片是堆叠在一起的，这样就形成了压电超声雾化片结构，相对增加了金属膜片的厚度，并且增大了锥形雾化孔的腔体体积，有利于增大雾化量，提高雾化效果。同时，金属膜片之间的微薄的吸附性弹性体可以防止两个金属膜片变形时直接接触产生大的噪音，并起密封作用。

Description

一种压电陶瓷超声雾化片
技术领域
本发明涉及一种将液体进行雾化的装置，尤其涉及一种采用压电陶瓷片进行超声雾化的雾化片。
 
技术背景
将液体打散转化为雾状小液滴的过程称为雾化，属于一种换能过程。实际中雾化所用的换能器有很多，如超声雾化换能器、压缩雾化换能器等。但随着压电材料以及压电理论的成熟，压电超声换能器被广泛应用。本发明采用的雾化片就是一种压电陶瓷超声换能器。
 现阶段中采用的压电超声雾化片大多是单层金属膜片与单片陶瓷片粘结（图2）或者单层金属片双面粘结陶瓷片（图1）。在加电后，陶瓷片径向伸缩振动带动金属膜片做弯曲振动。金属膜片的弯曲振动改变了膜片中锥型雾化孔的形状，形成一个相对的压缩和舒张过程，带动了液体的传输，并在锥形孔的小径端不断有微细的小液滴溢出，实现了液体的雾化。但现阶段使用的雾化片各尺寸参数是相对固定的，金属膜片厚度不可改变，增大影响振动，减小降低了雾化片的使用寿命；雾化孔锥角采用的是一个最优角度，不能改变；另外，锥形雾化孔的小径受制于雾化颗粒大小，也是相对不变的。这些因数对雾化量和雾化效果的进一步提高是极其不利的。
 
发明内容
技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种通过增大雾化孔的工作容积从而有效增大雾化量的压电陶瓷超声雾化片。
技术方案
为了解决上述的技术问题，本发明的压电陶瓷超声雾化片包括第一压电陶瓷雾化单元和第二压电陶瓷雾化单元，其中，所述的第一压电陶瓷雾化单元由粘结在一起的第一压电陶瓷片和第一金属膜片组成，所述的第二压电陶瓷雾化单元由粘结在一起的第二压电陶瓷片和第二金属膜片组成；所述的第一压电陶瓷片具有第一开孔，第一金属膜片上位于第一开孔的区域设有一组第一锥形孔；所述第二压电陶瓷片具有第二开孔，第二金属膜片上位于第二开孔的区域设有一组第二锥形孔；所述的第一金属膜片和第二金属膜片粘结在一起，并且各第一锥形孔和各第二锥形孔位置相对应；所述的第一锥形孔朝向第一压电陶瓷片的第一开口小于朝向第二金属膜片的第二开口，所述的第二锥形孔朝向第一金属膜片的第三开口小于朝向第二压电陶瓷片的第四开口。
更进一步地，所述的第一锥形孔的第二开口与第二锥形孔的第三开口大小相同。
更进一步地，所述的第一锥形孔的第二开口也可以小于与第二锥形孔的第三开口。
更进一步地，所述的第一金属膜片边缘延伸出第一压电陶瓷片，第二金属膜片边缘延伸出第二压电陶瓷片，即压电陶瓷片外围尺寸小于金属膜片的尺寸。
更进一步地，所述第一金属膜片和第二金属膜片的边缘通过弹性体粘结在一起。所述的弹性体可以减小金属膜片变形时直接接触产生噪音，同时起到密封作用。
本发明的压电陶瓷超声雾化片采用两个雾化单元，每个雾化单元中，将一片压电陶瓷片与一片金属膜片粘结在一起，并且每个金属膜片上设有密集的锥形雾化孔。其中一组压电陶瓷片的位于锥形孔的小径端，另一组压电陶瓷片的陶瓷片位于锥形孔的大径端。将两片压电陶瓷片是堆叠在一起的，这样就形成了压电超声雾化片结构，相对增加了金属膜片的厚度，并且增大了锥形雾化孔的腔体体积，有利于增大雾化量，提高雾化效果。同时，金属膜片之间的微薄的吸附性弹性体可以防止两个金属膜片变形时直接接触产生大的噪音，并起密封作用。
有益效果
与现有技术相比，本发明的压电陶瓷超声雾化片利用两片金属膜片中锥形雾化孔尺寸的不同，将两片压电陶瓷片堆叠，相对增加了金属膜片的厚度，增大了锥形雾化孔腔体体积，有利于增大雾化量，提高雾化效果。利用现有的压电陶瓷材料和金属片即可实现本发明的雾化片，成本低。
 
说明书附图
图1  现有压电陶瓷片（单片金属膜片与两片陶瓷片粘接而成）结构示意图；
图2现有压电陶瓷片（单片金属膜片与单片陶瓷片粘接而成）结构示意图；
图3 本发明的结构示意图；
图4 本发明的工作过程（吸程）示意图；
图5 本发明的工作过程（排程）示意图。
 
具体实施方式
如图3所示，本实施例的压电陶瓷超声雾化片，包括第一压电陶瓷雾化单元和第二压电陶瓷雾化单元，其中，所述的第一压电陶瓷雾化单元由粘结在一起的第一压电陶瓷片1和第一金属膜片2组成，所述的第二压电陶瓷雾化单元由粘结在一起的第二压电陶瓷片5和第二金属膜片4组成；所述的第一压电陶瓷片1具有第一开孔9，第一金属膜片2上位于第一开孔9的区域设有一组密集的第一锥形孔8；所述第二压电陶瓷片5具有第二开孔6，第二金属膜片4上位于第二开孔6的区域设有一组密集的第二锥形孔7；所述的第一金属膜片2和第二金属膜片7粘结在一起，并且各第一锥形孔8和各第二锥形孔7位置相对应；所述的第一锥形孔8朝向第一压电陶瓷片1的第一开口小于朝向第二金属膜片4的第二开口，所述的第二锥形孔7朝向第一金属膜片2的第三开口小于朝向第二压电陶瓷片5的第四开口。所述的第一锥形孔8的第二开口直径小于或等于第二锥形孔7的第三开口直径。所述的第一金属膜片2边缘延伸出第一压电陶瓷片1，第二金属膜片4边缘延伸出第二压电陶瓷片5，第一金属膜片2和第二金属膜片4的边缘通过弹性体3粘结在一起。
如图4所示，在第一压电陶瓷雾化单元101上施加交流电，在第二压电陶瓷雾化单元102上施加与其反向的交流电（相位差为180°）。 现假设第一压电陶瓷片1在交流电作用作径向收缩振动（朝向中心），第一金属膜片2在第一压电陶瓷片1的牵引下向下弯曲；同时，因电压反向，第二压电陶瓷片5做径向舒张振动（背离中心）使第二金属膜片4也向下弯曲。这样，在半个周期内两片压电陶瓷片完成了一个协同向下弯曲，两个锥形雾化孔腔体体积相对增大，液体流入雾化孔腔体中，此为工作的吸程。
如图5所示，在另半个周期内，第一压力电陶瓷片1作径向舒张振动（背离中心），第二金属膜片2向上弯曲；同时，第二压电陶瓷片5作径向收缩振动（朝向中心），第二金属膜片4也向上弯曲，两个锥形雾化孔腔体体积相对减小，液体被挤压，在锥形雾化孔小径端溢出微细小液滴，实现雾化，此为工作的排程。
如此第一、第二压电陶瓷雾化单元进行周期性的吸程、排程，最终实现液体的雾化。

Claims (5)

1.一种压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，包括第一压电陶瓷雾化单元和第二压电陶瓷雾化单元，其中，所述的第一压电陶瓷雾化单元由粘结在一起的第一压电陶瓷片（1）和第一金属膜片（2）组成，所述的第二压电陶瓷雾化单元由粘结在一起的第二压电陶瓷片（5）和第二金属膜片（4）组成；所述的第一压电陶瓷片（1）具有第一开孔（9），第一金属膜片（2）上位于第一开孔（9）的区域设有一组第一锥形孔（8）；所述第二压电陶瓷片（5）具有第二开孔（6），第二金属膜片（4）上位于第二开孔（6）的区域设有一组第二锥形孔（7）；所述的第一金属膜片（2）和第二金属膜片（7）粘结在一起，并且各第一锥形孔（8）和各第二锥形孔（7）位置相对应；所述的第一锥形孔（8）朝向第一压电陶瓷片（1）的第一开口小于朝向第二金属膜片（4）的第二开口，所述的第二锥形孔（7）朝向第一金属膜片（2）的第三开口小于朝向第二压电陶瓷片（5）的第四开口。
2.如权利要求1所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的第一锥形孔（8）的第二开口与第二锥形孔（7）的第三开口大小相同。
3.如权利要求1所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的第一锥形孔（8）的第二开口小于与第二锥形孔（7）的第三开口。
4.如权利要求1或2或3所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的第一金属膜片（2）边缘延伸出第一压电陶瓷片（1），第二金属膜片（4）边缘延伸出第二压电陶瓷片（5）。
5.如权利要求4所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，第一金属膜片（2）和第二金属膜片（4）的边缘通过弹性体（3）粘结在一起。
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