CN103252299A - 一种压电陶瓷雾化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压电陶瓷雾化器，包括粘结在一起的金属膜片和压电陶瓷环片，所述的压电陶瓷环片中间设有通孔，金属膜片对应于所述通孔的区域为雾化微孔区，所述的雾化微孔区设有一组锥形雾化孔，所述的金属膜片一面为浸液面，另一面为背液面，所述压电陶瓷环片非与金属膜片接触的表面设有导电介质层，所述的雾化微孔区包括第一雾化微孔区域和至少一个第二雾化微孔区域。本发明的雾化器不仅有效的减小雾化器工作时雾化液体金属膜片表面上的凝聚，而且有效的防止雾化液体的外泄，从而提高雾化液体的使用率，提升雾化器的雾化效果，适用于各种雾化方式。

Description

一种压电陶瓷雾化器
技术领域
本发明涉及一种用于将液体进行雾化的雾化器，特别是一种利用压电陶瓷雾化片进行雾化的雾化器。
背景技术
雾化器常用于日常生活中加湿、临床药物的雾化，现有技术中雾化器通常由设有雾化微孔的金属膜片与压电陶瓷环粘结。雾化器加电后，压电陶瓷环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锥型雾化孔的形状，形成一个相对的压缩和舒张过程，带动液体的传输，并在锥形孔的小径端不断有微细的小液滴产生，实现液体流体驱动、搬运及液体的雾化。
现有技术中雾化器常采用如图1所示的锥形雾化孔，所述锥形雾化孔夹角为θ(0°＜θ＜90°)。现假设液体从微孔大径端D流向小径端d时的流阻系数为ξ1；液体从微孔小径端d流向大径端D时的流阻系数为ξ2。图2为锥形孔流阻系数ξ1、ξ2与锥形微孔夹角θ的关系曲线，从图中可得锥形雾化微孔存在一个雾化死区，雾化死区夹角
Figure BDA00003239904300011
范围大致为锥形雾化孔夹角θ小于死区夹角
Figure BDA00003239904300013
时，流阻系数ξ1大于ξ2；微孔夹角θ大于雾化死区夹角时，流阻系数ξ1小于ξ2。现有雾化器采用雾化微孔夹角θ大于雾化死区夹角
Figure BDA00003239904300015
的锥形雾化孔，即大径端面D设于金属膜片与雾化液体接触的表面，小径端面d设于设于金属膜片雾化喷出表面。
图3为专利号为201120400121.7、名称为《一种金属雾化片》的中国实用新型专利揭示的雾化片剖面结构示意图，包括金属膜片33、压电陶瓷环32、覆盖于压电陶瓷环32表面上易导电的金属介质层34。其特征在于：所述的金属膜片33微孔区34设有的雾化微孔341夹角θ大小相同、几何参数相同。该特征的雾化器工作一段时间后，从雾化器金属膜片33喷出的雾化液体会凝聚成液体微团并附着于背液面332，最后汇聚成液滴。附着于金属膜片的液滴相当于液体膜面覆盖于背液面332，该附着区域内雾化微孔341在后续雾化过程中喷出的雾化微颗粒会受到来自该液滴的阻力，进而阻碍该附着区域内雾化微孔341的雾化，降低了雾化器雾化效果。其次，随着雾化时间的加长，汇聚于金属膜片31表面上的液滴越来越多，液滴的量达到一定值后液滴就会外泄，这不仅造成雾化液体的浪费而且外泄的雾化液体对其周边物体还会带来污染破坏，造成不必要的经济损失。
发明内容
技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种新型结构雾化器，该雾化器采用特殊结构的金属膜片，从而提高雾化液体的使用率，提升雾化器的雾化效果。
技术方案
为了解决上述的技术问题，本发明的压电陶瓷雾化器包括粘结在一起的金属膜片和压电陶瓷环片，所述的压电陶瓷环片中间设有通孔，金属膜片对应于所述通孔的区域为雾化微孔区，所述的雾化微孔区设有一组密集的锥形雾化孔，所述的锥形雾化孔纵截面呈锥形，所述的金属膜片一面为浸液面，与雾化液相接触，与压电陶瓷环片相接触的另一面为背液面，所述压电陶瓷环片非与金属膜片接触的表面设有导电介质层，所述的雾化微孔区包括第一雾化微孔区域和至少一个第二雾化微孔区域，所述的至少一个第二雾化微孔区域位于第一雾化微孔区域内。
更进一步地，所述的第一、第二雾化微孔区及其雾化孔可以这样设置，所述的第一雾化微孔区域中的第一锥形雾化微孔较大的开口设于金属膜片的浸液面，较小的开口设于金属膜片的背液面；所述的第二雾化微孔区域中的第二锥形雾化微孔较大的开口设于金属膜片的浸液面，较小的开口设于金属膜片的背液面。
更进一步地，所述的锥形雾化孔还应当满足一定的雾化角度的要求，即所述的第一锥形雾化微孔夹角θ1满足
Figure BDA00003239904300021
所述的第二锥形雾化微孔夹角θ2满足
Figure BDA00003239904300022
其中为雾化死区夹角值，
更进一步地，所述的第一、第二雾化微孔区及其雾化孔还可以这样设置，所述的第一雾化微孔区域中的第一锥形雾化微孔较大的开口设于金属膜片的浸液面，较小的开口设于金属膜片的背液面；所述的第二雾化微孔区域中的第二锥形雾化微孔较大的开口设于金属膜片的背液面，较小的开口设于金属膜片的浸液面。
更进一步地，所述的锥形雾化孔还应当满足一定的雾化角度的要求，即所述的第一锥形雾化微孔夹角θ1满足
Figure BDA00003239904300025
所述的第二锥形雾化微孔夹角θ2满足
Figure BDA00003239904300026
其中为雾化死区夹角值，
Figure BDA00003239904300028
所述的第二雾化微孔区处于第一雾化微孔区域内，并且第一雾化微孔区喷出的雾化液体总量应大于第二雾化微孔区喷出的雾化液体总量，从雾化微孔的数量上来看，第一雾化微孔区的锥形雾化孔的数量要远远大于第二雾化微孔区的锥形雾化孔的数量。
所述的第二雾化微孔区域在第一雾化微孔区域中的位置可以有不同的方案，例如可以位于第一雾化微孔区域的中心区域或者边缘区域，当具有多个第二雾化微孔区域时，各第二雾化微孔区域应当分散布置，并遵循布置于金属膜片液体凝聚量最大处，其所分布的位置应有利于最大化的减小雾化液体在金属膜片表面上凝聚。
更进一步地，所述的第二雾化微孔区域的外轮廓形状为一定图案的封闭曲线，呈液滴剖面形、圆形或多边形。
有益效果
本发明的雾化器采用设有不同面积的雾化微孔区域，其中较小面积的第二微孔区所设有的雾化微孔工作时从金属膜片浸液面进入的雾化液体量小于背液面进入的雾化液体量，故所述的第一雾化微孔区雾化过程中凝聚附着于金属膜片背液面上的雾化液体，可以通过所述的第二雾化微孔区所设有的雾化微孔进行反向雾化回流至载液箱。该结构的雾化器不仅有效的减小雾化器工作时雾化液体金属膜片表面上的凝聚，而且有效的防止雾化液体的外泄，从而提高雾化液体的使用率，提升雾化器的雾化效果，适用于各种雾化方式。
附图说明
图1为现有技术中的雾化器结构示意图，其中显示了雾化微孔剖面结构；
图2为现有技术中雾化器的雾化孔与微孔夹角的关系示意图；
图3为现有技术中一种雾化器的剖面结构示意图；
图4为本发明一个实施例的雾化器剖面示意图，其中显示本发明一个技术方案的雾化孔结构；
图5为图4所示雾化器另一方向结构示意图；
图6为本发明另一个实施例的雾化器剖面示意图，其中显示本发明另一个技术方案的雾化孔结构；
图7为图6所示雾化器另一方向结构示意图；
图8为本发明的第三个实施例的雾化器结构示意图；
图9为本发明的第四个实施例的雾化器结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行进一步说明。
实施例一：
如图4所示，本实施例的压电陶瓷雾化器，包括粘结在一起的金属膜片43和压电陶瓷环片42，所述的压电陶瓷环片42中间设有通孔，金属膜片43对应于所述通孔的区域为雾化微孔区45，所述的雾化微孔区45设有一组锥形雾化孔，所述的金属膜片43一面为浸液面431，与压电陶瓷环片42相接触的另一面为背液面432，所述压电陶瓷环片42非与金属膜片43接触的表面设有导电介质层41，所述的雾化微孔区45包括第一雾化微孔区域44和一个第二雾化微孔区域46，所述的至少一个第二雾化微孔区域46位于第一雾化微孔区域44内。
所述的第一雾化微孔区域44中的第一锥形雾化微孔441较大的开口设于金属膜片43的浸液面431，较小的开口设于金属膜片43的背液面432；所述的第二雾化微孔区域46中的第二锥形雾化微孔461较大的开口设于金属膜片43的浸液面431，较小的开口设于金属膜片43的背液面432，其中，第一锥形雾化微孔441夹角θ1满足
Figure BDA00003239904300041
所述的第二锥形雾化微孔461夹角θ2满足
Figure BDA00003239904300042
其中
Figure BDA00003239904300043
为雾化死区夹角值，
Figure BDA00003239904300044
如图5所示，本实施例的第二雾化微孔区域46位于第一雾化微孔区域44的边缘区域，其外轮廓形状呈封闭曲线形，呈液滴剖面形，这样布置有利于最大化的减小雾化液体在金属膜片43表面上凝聚。本实施例的压电陶瓷雾化器尤其适用于雾化器雾化方向为水平方向的场合。
实施例二：
如图6所示，本实施例的雾化器采用与实施例一基本相同的结构，由金属膜片53和压陶电陶瓷环片52组成，金属膜片53对应于压电陶瓷环片52上通孔的位置为雾化微孔区55，不同的是锥形雾化微孔的开口设置有所不同，所述的第一雾化微孔区域54中的第一锥形雾化微孔541较大的开口设于金属膜片53的浸液面531，较小的开口设于金属膜片53的背液面532；所述的第二雾化微孔区域56中的第二锥形雾化微孔561较大的开口设于金属膜片53的背液面532，较小的开口设于金属膜片53的浸液面531。所述的第一锥形雾化微孔541夹角θ1满足
Figure BDA00003239904300045
所述的第二锥形雾化微孔561夹角θ2满足其中
Figure BDA00003239904300047
为雾化死区夹角值，
Figure BDA00003239904300048
如图7所示，本实施例的第二雾化微孔区域56在第一雾化微孔区域54中的位置与实施例一采用的方案相同，其外轮廓形状呈封闭曲线形，呈液滴剖面形，设置于第一雾化微孔区域54的边缘区域。
实施例三：
如图8所示，本实施例的雾化器采用与实施例一和实施例二基本相同的结构，由粘结在一起的金属膜片71和压电陶瓷环片72组成，压电陶瓷环片72具有通孔，金属膜片71对应于所述通孔的位置为雾化微孔区73，雾化微孔区73设有第一雾化微孔区731和第二雾化微孔区732，其中第一雾化微孔区731的锥形雾化孔74所采用的结构与实施例一中的方案相同，即第一雾化微孔区731的锥形雾化孔74较大的开口设于金属膜片71的浸液面，较小的开口设于金属膜片71的背液面，夹角θ1满足
Figure BDA00003239904300051
其中
Figure BDA00003239904300052
为雾化死区夹角值，
Figure BDA00003239904300053
本实施例的第二雾化微孔区732的锥形雾化孔可以采用实施例一及实施例二所采用的第二雾化微孔区结构中的任意一种，即较大的开口设于金属膜片71的浸液面，较小的开口设于金属膜片71的背液面，夹角θ2满足
Figure BDA00003239904300054
其中
Figure BDA00003239904300055
为雾化死区夹角值，
Figure BDA00003239904300056
其中第二雾化微孔区732的锥形雾化孔75还可以将较大的开口设于金属膜片71的背液面，较小的开口设于金属膜片71的浸液面，夹角θ2满足
Figure BDA00003239904300057
其中
Figure BDA00003239904300058
为雾化死区夹角值，第二雾化微孔区732设置于所述的第一雾化微孔区731的中心位置，其外形轮廓为圆形，本实施例中压电陶瓷雾化器适用于雾化器雾化方向为垂直方向的场合。
实施例四：
如图9所示，本实施例的雾化器采用与实施例一和实施例二基本相同的结构，由粘结在一起的金属膜片81和压电陶瓷环片82组成，压电陶瓷环片82具有通孔，金属膜片81对应于所述通孔的位置为雾化微孔区83，所述的雾化微孔区83由第一雾化微孔区831、第二雾化微孔区832及第三雾化微孔区833组成；第一雾化微孔区831的锥形雾化孔84较大的开口设于金属膜片81的浸液面，较小的开口设于金属膜片81的背液面，夹角θ1满足
Figure BDA000032399043000510
其中
Figure BDA000032399043000511
为雾化死区夹角值，
Figure BDA000032399043000512
其中，第二雾化微孔区832的锥形雾化孔85可以采用实施例一及实施例二所采用的第二雾化微孔区结构中的任意一种，即锥形雾化孔85较大的开口设于金属膜片81的浸液面，较小的开口设于金属膜片81的背液面，夹角θ2满足
Figure BDA000032399043000513
其中第二雾化微孔区832的锥形雾化孔85还可以将较大的开口设于金属膜片81的背液面，较小的开口设于金属膜片81的浸液面夹角θ2满足
Figure BDA000032399043000514
其中
Figure BDA000032399043000515
为雾化死区夹角值，
Figure BDA000032399043000516
第三雾化微孔区833的锥形雾化孔86采用与第二雾化微孔区832的锥形雾化孔85相同的结构。所述的第二雾化微孔区832外形轮廓为圆形，布置于第一雾化微孔区831的中心位置，第三雾化微孔区833外形轮廓为液滴剖面状，布置于第一雾化微孔区831的边缘位置，本实施例的压电陶瓷雾化器适用于雾化器雾化方向不定的场合。

Claims (9)

1.一种压电陶瓷雾化器，包括粘结在一起的金属膜片(43)和压电陶瓷环片(42)，所述的压电陶瓷环片(42)中间设有通孔，金属膜片(43)对应于所述通孔的区域为雾化微孔区(45)，所述的雾化微孔区(45)设有一组锥形雾化孔，所述的金属膜片(43)一面为浸液面(431)，与压电陶瓷环片(42)相接触的另一面为背液面(432)，所述压电陶瓷环片(42)非与金属膜片(43)接触的表面设有导电介质层(41)，其特征在于，所述的雾化微孔区(45)包括第一雾化微孔区域(44)和至少一个第二雾化微孔区域(46)，所述的至少一个第二雾化微孔区域(46)位于第一雾化微孔区域(44)内。
2.如权利要求1所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的第一雾化微孔区域(44)中的第一锥形雾化微孔(441)较大的开口设于金属膜片(43)的浸液面(431)，较小的开口设于金属膜片(43)的背液面(432)；所述的第二雾化微孔区域(46)中的第二锥形雾化微孔(461)较大的开口设于金属膜片(43)的浸液面(41)，较小的开口设于金属膜片(43)的背液面(432)。
3.如权利要求2所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的第一锥形雾化微孔(441)夹角θ1满足
Figure FDA00003239904200011
所述的第二锥形雾化微孔(461)夹角θ2满足
Figure FDA00003239904200012
其中
Figure FDA00003239904200013
为雾化死区夹角值，
Figure FDA00003239904200014
4.如权利要求1所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的第一雾化微孔区域(54)中的第一锥形雾化微孔(541)较大的开口设于金属膜片(53)的浸液面(531)，较小的开口设于金属膜片(53)的背液面(532)；所述的第二雾化微孔区域(56)中的第二锥形雾化微孔(561)较大的开口设于金属膜片(53)的背液面(532)，较小的开口设于金属膜片(53)的浸液面(531)。
5.如权利要求4所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的第一锥形雾化微孔(541)夹角θ1满足
Figure FDA00003239904200015
所述的第二锥形雾化微孔(561)夹角θ2满足
Figure FDA00003239904200016
其中
Figure FDA00003239904200017
为雾化死区夹角值，
6.如权利要求1所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的至少一个第二雾化微孔区域(46)位于第一雾化微孔区域(44)的中心区域。
7.如权利要求1所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的至少一个第二雾化微孔区域(46)位于第一雾化微孔区域(44)的边缘区域。
8.如权利要求1所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，具有两个独立布置的第二雾化微孔区域，其中一个第二雾化微孔区域位于第一雾化微孔区域的中心区域，另一个第二雾化微孔区域位于第二雾化微孔区域的边缘区域。
9.如权利要求6或7或8所述的压电陶瓷雾化器，其特征在于，所述的至少一个第二雾化微孔区域外轮廓形状呈封闭曲线形。
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