CN106513234B - 一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种维托辛斯基低频超声大角度多次雾化喷头，喷头整体振动方向为轴向方向。本发明的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头变幅杆为维托辛斯基线型变幅杆。维托辛斯基变幅杆放大系数大，所用金属体积小，结构稳定发热少，克服了圆锥形变幅杆、阶梯型变幅杆其变幅杆金属体积大，发热多的缺点；维托辛斯基变幅杆具有较大放大系数，而且作为整个变幅杆克服了复合变幅杆连接困难及长时间工作发热不稳定的缺点。本发明通过进水管道处施加一段时间的持续压力，使雾滴持续加速，在扇形金属薄片的右端面发生雾化，突破了低频超声雾化难以生成超细雾滴和小角度的缺点，可用于农业雾化栽培及超声喷涂等领域。

Description

一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头
技术领域
本发明属于雾化栽培领域，具体涉及一种超声雾化喷头技术，尤其是一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头。
背景技术
超声雾化器由于其雾滴尺寸细小均匀等优势在农业工程领域有着广泛的应用前景。超声雾化是指利用电子高频振荡，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，不需加热或添加任何化学试剂。目前超声雾化喷头的变幅杆的主要形状有圆锥形、贝塞尔型和阶梯型等。圆锥形变幅杆，结构简单，易于设计和制造，但是其放大系数低；阶梯型变幅杆具有高的放大系数，但是也具有高的应力集中，容易折断。圆锥形变幅杆、阶梯型变幅杆其变幅杆金属体积大，发热多，导致寿命短，现阶段绝大部分喷头喷射角度小，雾化液滴过于集中，不适应农业栽培，而且雾滴大。本发明提供一种维托辛斯基线型变幅杆，该结构变幅杆不仅具有复合变幅杆放大系数大，应力均匀的优点，并且相比之下金属体积小，结构稳定发热少，喷射角度大，可以生成超细雾滴。
超声二次雾化喷头是超声雾化器的最关键部件，由超声换能器、变幅杆、喷嘴和钢悬浮球四部分组成，变幅杆的一端连接超声换能器，另一端连接喷嘴，在喷嘴前部分设置钢球。超声换能器将高频振荡的电信号转化成超声机械振动，变幅杆将超声换能器产生的声波振幅放大，在喷嘴前的雾化面处产生空化效应，将液体雾化，同时产生聚焦声场将钢球悬浮起来，产生的雾滴与悬浮球碰撞产生细小雾滴，这种超声喷头只能发生二次雾化。而且现阶段绝大部分喷头喷射角度小，雾化液滴过于集中，喷涂效率低，不适宜农业栽培及超声喷涂。本发明旨在克服上述现有技术的不足，提供一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，以保证结构稳定金属发热少，确保喷头不会因发热过大而导致工作不稳定，并使雾滴在向外凸起的扇形金属右端面发生大角度雾化，得到超细雾滴。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于，包括从左到右依次由紧固螺栓连接在一起的后盖板、薄电极、压电陶瓷、前盖板、变幅杆；紧固螺和压电陶瓷之间设有绝缘环，所述变幅杆是母线为维托辛斯基曲线圆柱体，所述变幅杆的上半部分有一个通孔，通孔的上端为进液口，通孔的右端为出液口；变幅杆右端同轴连接金属支撑环，金属支撑环右端同轴连接向外凸起的、截面为圆弧状的金属薄片，所述金属薄片上设有微孔。
进一步地，所述变幅杆的母线为曲线所述变幅杆的左端面圆半径y1为30cm-40cm，右端面圆半径y2为5cm～8cm，整个变幅杆长度L为60cm-70cm，其中
进一步地，所述维托辛斯基线型雾化喷头的右端雾化面为箕舌线，所述箕舌线的曲线方程为y＝8a3/(x2+4a2)，取则曲线为
进一步地，所述出液口处的雾化面与金属薄片(11)之间形成弧形空隙，所述弧形空隙从左到右的长度为d＝0.5～1(mm)。
进一步地，金属支撑环的轴向长度为1cm～1.5cm，金属支撑环的壁厚为3mm～5mm。
进一步地，金属支撑环由2个微型紧固螺钉固定在变幅杆右端，金属薄片焊接到金属支撑环右端。
进一步地，金属薄片微孔的直径为4μm～6μm。
本发明的工作过程如下：液体从维托辛斯基线型变幅杆上的进液口流入超声雾化喷头内，从维托辛斯基线型变幅杆上的出液口流出，在出液口的右端面第一次雾化。第一次雾化后的雾滴速度较低，在持续压力作用下第一次雾化后的雾滴速度增加，以较高的速度打在金属薄片的左端，雾滴发生再次雾化，这次雾化后的雾滴粒径小于第一次雾化后的雾滴粒径。这次雾化后的雾滴再在持续压力作用下从金属薄片的激光通孔射出，由于是向外的扇形金属薄片而且随维托辛斯基线型变幅杆做同频率的超声振动，所以在金属薄片的外端面发生第三次雾化实现了大角度及多次雾化。
本发明具有有益效果：
1、本发明的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头采用维托辛斯基线型变幅杆，维托辛斯基变幅杆放大系数大，所用金属体积小，结构稳定发热少，克服了圆锥形变幅杆、阶梯型变幅杆其变幅杆金属体积大，发热多的缺点。
2、本发明维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头克服了复合变幅杆连接困难及长时间工作发热不稳定的缺点，但具有较大放大系数，应力均匀的优点。
3、本发明维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头可以使雾滴在向外凸起的扇形金属片上发生多次和大角度雾化，得到超细雾滴。
附图说明
图1为本发明的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头的原理结构图。
图2为本发明的维托辛斯基线型变幅杆的原理图。
图3为本发明的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头右端的放大图。
图中：
1、后盖板；2、薄电极；3、压电陶瓷；4、绝缘环；5、紧固螺栓；6、前盖板；7、蔓叶线型复合变幅杆；8、进液口；9、金属支撑环；10、微型紧固螺钉；11、扇形金属薄片；12、负极引线；13、正极引线；14、出液口。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1，本发明所述的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，包括从左到右依次由紧固螺栓5连接在一起的后盖板1、薄电极2、压电陶瓷3、薄电极2、前盖板6、变幅杆7；紧固螺5和压电陶瓷3之间设有绝缘环4，压电陶瓷3左端的薄电极2通过负极引线12连接电源负极；压电陶瓷3右端的薄电极2通过正极引线13连接电源正极，图1下所述曲线为喷头振幅曲线，其中两块压电陶瓷3的中间为节点Ⅰ，进液口所对应为节点Ⅱ。所述变幅杆7是母线为维托辛斯基曲线圆柱体，如图2所示，所述变幅杆的母线为曲线所述变幅杆的左端面圆半径y1为30cm-40cm，右端面圆半径y2为5cm～8cm，整个变幅杆长度L为60cm-70cm，其中所述维托辛斯基线型雾化喷头的右端雾化面为箕舌线，所述箕舌线的曲线方程为y＝8a3/(x2+4a2)，取则曲线为所述变幅杆7的上半部分有一个通孔，通孔的上端为进液口8，通孔的右端为出液口14。
变幅杆7右端同轴连接金属支撑环9，金属支撑环9由2个微型紧固螺钉10固定在变幅杆7右端，金属支撑环9的轴向长度为1cm～1.5cm，金属支撑环9的壁厚为3mm～5mm。金属支撑环9右端同轴连接向外凸起的、截面为圆弧状的金属薄片11，所述金属薄片11上设有微孔，微孔的直径为4μm～6μm。金属薄片11焊接到金属支撑环9右端，所述出液口处的雾化面与金属薄片11之间形成弧形空隙，所述弧形空隙从左到右的长度为d＝0.5～1(mm)。
液体从维托辛斯基线型变幅杆7上的进液口8流入超声雾化喷头内，从维托辛斯基线型变幅杆7上的出液口14流出，在出液口14的右端面第一次雾化。第一次雾化后雾滴在持续液压作用下，使雾滴以较高的速度打在扇形金属薄片11的左端，雾滴发生再雾化，从而使雾化后的雾滴粒径小于上一次雾化后的雾滴粒径。这次雾化后的雾滴在后续持续压力作用下从扇形金属薄片11的激光通孔射出，在扇形金属薄片11的右端面发生再次雾化，雾化后的雾滴粒径小于上次雾化后的雾滴粒径，由于是向外凸起的扇形金属片，可以实现雾滴雾化角度近似呈120°，这样实现了雾滴大角度多次雾化。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于，包括从左到右依次由紧固螺栓(5)连接在一起的后盖板(1)、薄电极(2)、压电陶瓷(3)、薄电极(2)、前盖板(6)、蔓叶线型复合变幅杆(7)；紧固螺栓(5)和压电陶瓷(3)之间设有绝缘环(4)，所述蔓叶线型复合变幅杆(7)是母线为维托辛斯基曲线圆柱体，所述蔓叶线型复合变幅杆(7)的上半部分有一个通孔，通孔的上端为进液口(8)，通孔的右端为出液口(14)；蔓叶线型复合变幅杆(7)右端同轴连接金属支撑环(9)，金属支撑环(9)右端同轴连接向外凸起的、截面为圆弧状的金属薄片(11)，所述金属薄片(11)上设有微孔。
2.根据权利要求书1所述的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于：所述蔓叶线型复合变幅杆的母线为曲线所述蔓叶线型复合变幅杆的左端面圆半径y1为30cm-40cm，右端面圆半径y2为5cm～8cm，整个蔓叶线型复合变幅杆长度L为60cm-70cm，其中
3.根据权利要求书1所述的一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于：所述维托辛斯基线型雾化喷头的右端雾化面为箕舌线，所述箕舌线的曲线方程为y＝8a3/(x2+4a2)，取则曲线为
4.根据权利要求书1所述的一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于：所述出液口处的雾化面与金属薄片(11)之间形成弧形空隙，所述弧形空隙从左到右的长度为d＝0.5～1mm。
5.根据权利要求书1所述的维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于：金属支撑环(9)的轴向长度为1cm～1.5cm，金属支撑环(9)的壁厚为3mm～5mm。
6.根据权利要求书1所述的一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于：金属支撑环(9)由2个微型紧固螺钉(10)固定在蔓叶线型复合变幅杆(7)右端，金属薄片(11)焊接到金属支撑环(9)右端。
7.根据权利要求书1所述的一种维托辛斯基线型低频超声大角度多次雾化喷头，其特征在于：金属薄片(11)微孔的直径为4μm～6μm。
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