CN104689946A - 一种微细型超声波喷头 - Google Patents

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Abstract

一种微细型超声波喷头，其包括换能器、外壳前盖、外壳后盖、电气接头、进气端口和进液端口，所述换能器包括换能器后盖板、压电振子组、电极焊片、换能器前盖板，压电振子组的电极通过电极焊片引出并与电气接头连接，电气接头固定在外壳后盖上。所述微细型超声波喷头的换能器后盖板和前盖板分别与外壳后盖和外壳前盖通过密封圈紧密接触，外壳前盖罩在换能器外并与外壳后盖连接并夹持固定换能器，换能器尾端杆穿过外壳后盖通过一个三通接头与一个流体管连接，流体管另一端与一个卡套管接头连接，卡套管接头的另一端为进气端口，三通接头的侧端为进液端口。

Description

一种微细型超声波喷头
所属技术领域
本发明涉及一种超声波雾化喷涂装置，特别是涉及一种微小喷涂面积和极低流量的超声波喷涂喷头，属于液体喷涂领域。
背景技术
随着纳米材料技术的发展，纳米级薄膜的应用变得越加广泛，如：透明导电薄膜、隔光薄膜、纳米催化剂薄膜、支架导管等介入医疗器械的药物涂层等等。因此纳米级薄膜制备的产业化需求也日益增加。传统的薄膜制备方法有二流体喷涂、旋转喷涂、真空蒸镀、丝网印刷、溅射等。二流体喷涂由于基于高压气体和液体产生高动能进行的雾化喷涂，故此会造成涂料的大量浪费。旋转喷涂由于基片高速旋转时大量液体会被甩出，真空蒸镀由于大量液体蒸汽会沉积在炉壁和工件以外的地方，丝网印刷由于大量液体涂料会滞留在丝网上，故此以上4种表面处理方式都会造成大量的原料浪费，涂覆效率很低。并且由于二流体喷涂的雾化颗粒不均匀且喷涂流量的不可控性，旋转喷涂中心部分与边缘部分厚度不同，真空蒸镀的流量不可控性，丝网印刷的丝网精度，造成这4种表面处理方式制成的薄膜均匀度较差。且二流体喷涂、旋转喷涂和丝网印刷都很难实现纳米级精度的薄膜制备。溅射的方式是通过原子级别的颗粒对靶进行逐一喷射而实现涂覆，虽然溅射的方式可以实现很高精度且均匀的薄膜，但其由于要求在真空或特殊气氛环境下进行，从而使薄膜制备的成本大大提高，大大降低了制备效率，且很难实现较大面积的薄膜制备。
超声波雾化喷涂方式(专利号：2013205313376)作为一种新型技术正在被应用于纳米级薄膜的制备中，该技术通过超声波变幅杆增大超声波换能器发出的超声波的振幅，使得粘稠度较大的液体或固体颗粒悬浮液可以被雾化，并通过施加特定走向的压缩气体将液雾均匀喷出。超声波雾化喷涂具有喷涂均匀、流量可控的优势，且可以实现在常温常压环境下制备薄膜，使得纳米级薄膜的规模化生产成为可能。但是用于微小面积的薄膜喷涂时，如冠装动脉支架、导管、导丝等表面的药物涂层喷涂，就需要喷雾头实现微细线型喷雾，且实现极低流量的喷涂。如动脉支架表面的涂药通常喷涂宽度在2mm以内，喷涂最大流量0.5ml/min。采用该技术的超声波喷头，很难实现微小面积的喷涂且喷涂流量较大，在进行流量1ml/min以下的喷涂时，会出现雾化断断续续的现象，从而在进行微小面积和低流量的微细元件上的薄膜喷涂应用上受到限制。并且该技术的超声波喷头只能雾化喷涂一种液体，无法实现同时两种液体的双组份喷涂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是实现微小面积和极低流量喷涂的超声波喷头，以及同时对两种不同液体进行雾化喷涂，从而解决在微细元件上的表面喷涂问题以及双组份液体的喷涂。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种微细型超声波喷头，其包括换能器、外壳前盖、外壳后盖、电气接头、进气端口和进液端口，所述换能器包括换能器后盖板、压电振子组、电极焊片、换能器前盖板，压电振子组的电极通过电极焊片引出并与电气接头连接，电气接头固定在外壳后盖上。所述微细型超声波喷头的换能器后盖板和前盖板分别与外壳后盖和外壳前盖通过密封圈紧密接触，外壳前盖罩在换能器外并与外壳后盖连接并夹持固定换能器，换能器尾端杆穿过外壳后盖通过一个三通接头与一个流体管连接，流体管另一端与一个卡套管接头连接，卡套管接头的另一端为进气端口，三通接头的侧端为进液端口。
所述换能器前盖板的中心轴位置有一直通孔，孔径在0.5mm至2mm之间，所述微细型超声波喷头包括一根微细导管，该微细导管穿过换能器前盖板的通孔、三通接头和流体管，微细导管的内径在1.5mm以下。
所述微细型超声波喷头的超声波频率在20kHz至300kHz之间。
所述换能器前盖板在结构上顺序地分为雾化端、前端杆、中端杆、后端杆和尾端杆五部分，前端杆为圆柱形或圆台形，雾化端为前端杆的端面，中端杆、后端杆和尾端杆为圆柱形，中端杆外围有一圈突起的卡盘与外壳前盖通过密封圈紧密接触。
所述换能器尾端杆套有一密封圈与外壳后盖紧密接触。
工作时，液体从进液端口进入，通过换能器中的直通孔流到雾化端，雾化端产生超声波振荡使得液体雾化。在进气端口通入一定量的压缩气体，压缩气体流过微细导管的内孔并在前端出口处喷出，喷出的压缩气体使被雾化的液雾收缩成一束细线状。进气端口也可通入液体，使两种液体在雾化端进行雾化，因此所述的微细型超声波喷头也可用于双组份液体的雾化。
(三)有益效果
按照本发明技术方案采用微细型超声波喷头，可将喷涂液体以微小细线的形式喷出，最小喷幅宽度为1mm，且可以在0.001ml/min的极低流量下持续不间断地喷雾，从而实现在微细元件上的表面进行微小流量喷涂。同时可以实现两种不同液体的雾化喷涂。
附图说明：
图1为本发明的微细型超声波喷头的3D实体示意图；
图2为本发明的微细型超声波喷头的3D剖面图；
图3为本发明的微细型超声波喷头中换能器的结构剖面图；
图4为本发明的微细型超声波喷头中局部结构剖面图；
图5为本发明的微细型超声波喷头工作原理示意图。
具体实施方式：
如图1和图2所示，本发明公开了一种微细型超声波喷头，其包括换能器1、外壳前盖2、外壳后盖3、三通接头4、流体管5、卡套管接头6、微细导管7、密封圈8、密封圈9。所述的换能器1的尾端杆11f套有密封圈8与外壳后盖3紧密接触，中端杆11c外围有一圈突起的卡盘11g与外壳前盖2通过密封圈9紧密接触，外壳前盖2罩在换能器1外并与外壳后盖4连接并夹持固定换能器，换能器1的尾端杆11f穿过外壳后盖通过三通接头4与流体管5连接，流体管5与卡套管接头6连接。外壳后盖3后侧连接有电气端口3a，三通接头4侧面连接有进液端口4a，卡套管接头6上端连接有进气端口6a。所述换能器1中心轴位置贯穿一直通孔11e，孔径为2mm，通孔11e内有一根微细导管7，微细导管7的内孔7a的孔径为1mm，该微细导管7穿过换能器前盖板11的通孔11e、三通接头4、流体管5和卡套管接头6。
如图3所示，所述换能器1包括换能器后盖板12、压电振子组13、电极焊片14和换能器前盖板11，压电振子组13的电极通过电极焊片14引出。压电振子组13由2个圆环状压电陶瓷片同轴罗列组成，并以并联方式电连接，压电振子组13其中一极与换能器前盖板11和换能器后盖板12电连接。换能器前盖板11在结构上顺序地分为雾化端11a、前端杆11b、中端杆11c、后端杆11d和尾端杆11f四部分。前端杆11b为圆台形，中端杆11c、后端杆11d和尾端杆11f为圆柱形，中端杆11b外围有一圈突起的卡盘11g与外壳前盖2通过密封圈9紧密接触。换能器前盖板11的后端杆11d和尾端杆11f穿过压电振子组13、电极焊片14和换能器后盖板12，换能器尾端杆11f套有一密封圈与外壳后盖3紧密接触。该实施例中换能器1的超声波谐振频率为100kHz。
如图4所示，所述换能器前盖板11的中心轴位置通孔11e的孔径为2mm，所述微细导管7的内孔7a的孔径为1mm。
如图5所示，工作时，液体从进液端口4a进入，通过换能器1中的直通孔11e流到雾化端11a，雾化端11a产生超声波振荡使得液体雾化。在进气端口6a通入一定量的压缩气体，压缩气体流过微细导管7的内孔7a并在前端出口处喷出，喷出的压缩气体使被雾化的液雾收缩成一束细线状。进气端口6a也可通入液体，使两种液体在雾化端11a进行雾化，因此本发明的微细型超声波喷头也可用于双组份液体的雾化。

Claims (3)

1.一种微细型超声波喷头，其包括换能器、外壳前盖、外壳后盖、电气接头、流体管、卡套管接头和三通接头，所述换能器包括换能器后盖板、压电振子组、电极焊片、换能器前盖板，压电振子组的电极通过电极焊片引出并与电气接头连接，电气接头固定在外壳后盖上；其特征在于：所述微细型超声波喷头的换能器后盖板和前盖板分别与外壳后盖和外壳前盖通过密封圈紧密接触，外壳前盖罩在换能器外并与外壳后盖连接并夹持固定换能器，换能器尾端杆穿过外壳后盖通过三通接头与流体管连接，流体管与卡套管接头连接；
所述换能器前盖板的中心轴位置有一通孔，孔径在0.5mm至2mm之间，所述微细型超声波喷头包括一根微细导管，该微细导管穿过换能器前盖板的通孔、三通接头和流体管，微细导管的内径在1.5mm以下。
2.根据权利要求1所述的微细型超声波喷头，其特征在于：所述换能器前盖板分为前端杆、中端杆、后端杆和尾端杆四部分，前端杆为圆柱形或圆台形，中端杆、后端杆和尾端杆为圆柱形，中端杆外围有一圈突起的卡盘与外壳前盖通过密封圈紧密接触。
3.根据权利要求1所述的微细型超声波喷头，其特征在于：所述换能器尾端杆套有一密封圈与外壳后盖紧密接触。
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