CN112676058A

CN112676058A - 一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置

Info

Publication number: CN112676058A
Application number: CN202011494298.8A
Authority: CN
Inventors: 严秋锋
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明涉及压电雾化设备技术领域，具体涉及一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置。包括弹性振子根部、压电体的固定体、进水管、弹性振子体部、喷嘴、弹性振子头部、流体驱动器、压电体和腔体；弹性振子根部、压电体、弹性振子体部及弹性振子头部依次连接且水平设置在腔体内部；压电体的固定体设置在腔体内部且与腔体固定连接；压电体的固定体与压电体固定连接；腔体设有通孔；进水管贯通通孔并与腔体密封连接；流体驱动器设置于弹性振子体部外侧且与腔体固定连接；喷嘴固定设置于腔体的出口端；喷嘴与弹性振子头部连接并尺寸相匹配。本发明降低压电喷射、雾化装置的制造成本，并提升雾化量且可以控制液滴的大小和喷射速度。

Description

一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置

技术领域

本发明涉及压电雾化设备技术领域，具体涉及一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置。

背景技术

压电喷射、雾化装置是一种利用压电驱动技术将液体分散为微小液滴的过程，广泛的应用于航空航天、医疗卫生、绿色环保、安全节能等诸多领域。根据压电喷射、雾化装置的基本结构，可以将其分为泵式和阀式两种。泵式是由压电元件和无阀微孔配合实现流体的喷射，该类型的压电喷射、雾化装置对喷嘴的尺寸和流管的精度要求非常高，且流量较小，只适用于微流量场合。阀式又可以分为喷嘴挡板式和针阀式，均需其它动力装置提供喷嘴内、外压差。其中，喷嘴挡板式结构简单，但承压能力小、密封性差，也只适用于小流量场合；针阀式则需由压电叠堆或杠杆放大机构来提供较大的行程，才能保证密封和一定的流量调节范围，不论是压电叠堆，还是杠杆放大机构，均需较高的制造成本，严重阻碍其发展及推广。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提出了一种新型压电喷射、雾化装置，该压电喷射、雾化装置利用二介纵振原理来提供喷嘴内、外压差实现雾化，从而简化压电喷射、雾化装置的结构，降低压电喷射、雾化装置的制造成本，并提升雾化量。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，包括弹性振子根部、压电体的固定体、进水管、弹性振子体部、喷嘴、弹性振子头部、流体驱动器、压电体和腔体；所述弹性振子根部、压电体、弹性振子体部及弹性振子头部依次连接且水平设置在腔体内部；所述压电体的固定体设置在腔体内部且与腔体固定连接；所述压电体的固定体与压电体固定连接；所述腔体设有通孔；所述进水管贯通通孔并与腔体密封连接；所述流体驱动器设置于弹性振子体部外侧且与腔体固定连接；所述喷嘴固定设置于腔体的出口端；所述喷嘴与弹性振子头部连接并尺寸相匹配。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述弹性振子根部、弹性振子体部、弹性振子头部均采用铝合金制成。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述进水管为圆形空心玻璃管，所述圆形空心玻璃管与腔体利用密封胶密封连接，用于液体进入腔体。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述喷嘴设置锥形孔并与弹性振子头部相匹配，用于喷射液体。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述压电体采用压电陶瓷制成。

本发明所述，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明采用二阶纵振原理形成一种集泵驱动器与主动阀于一体的新型压电喷射、雾化装置，为二阶纵振原理在压电喷射、雾化装置的首次应用。通过本发明可以压电喷射、雾化装置的结构，降低压电喷射、雾化装置的制造成本，并提升雾化量。同时，通过调整电压和驱动频率可控制变形构件流体驱动器的振幅和喷嘴芯的形成，进而控制液滴的大小和喷射速度。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是本发明的进水管的剖面结构示意图；

图3是本发明的喷嘴的剖面结构示意图；

图4是本发明的腔体的剖面结构示意图；

图5是本发明的工作原理示意图；

图中标号示意如下：

1-弹性振子根部；2-压电体的固定体；3-进水管；4-弹性振子体部；5-喷嘴；6-弹性振子头部；7-流体驱动器；8-压电体；9-腔体；A-压电体所在节面；B-进水管所在节面；C-流体驱动器所在节面；D-喷嘴所在节面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

如图1至图4所示，一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，包括弹性振子根部1、压电体的固定体2、进水管3、弹性振子体部4、喷嘴5、弹性振子头部6、流体驱动器7、压电体8和腔体9；弹性振子根部1、压电体2、弹性振子体部4及弹性振子头部6依次连接且水平设置在腔体9内部；压电体的固定体2设置在腔体9内部且与腔体9固定连接；压电体的固定体2与压电体8固定连接；腔体9设有通孔；进水管3贯通通孔并与腔体9密封连接；流体驱动器7设置于弹性振子体部4外侧且与腔体9固定连接；喷嘴5固定设置于腔体9的出口端；喷嘴5与弹性振子头部6连接并尺寸相匹配。

其中，压电体8与压电体的固定体2之间通过螺栓固定在一起；压电体固定体2与腔体9之间通过螺栓连接在一起；进水管3和腔体9密封连接，可通过胶粘，以确保密封性；流体驱动器7与腔体9之间通过螺栓连接在一起；喷嘴5和腔体9之间通过螺栓连接在一起；所述的喷嘴5和弹性振子头部6尺寸应配合好。

弹性振子根部1、弹性振子体部4、弹性振子头部6均采用铝合金制成。进水管3为圆形空心玻璃管，圆形空心玻璃管与腔体9利用密封胶密封连接，用于液体进入腔体9。喷嘴5设置锥形孔并与弹性振子头部6相匹配，用于喷射液体。压电体8采用压电陶瓷制成。腔体9由三部分组成，包括前部、中部和尾部；腔体9前部上加工了一个直径等于进水管3外径的通孔，用于进液体。

如图5所示，A为压电体8所在节面；B为进水管3所在节面；C为流体驱动器7所在节面；D为喷嘴5所在节面。本发明具体使用时，压电体8通以超声频率的交变电压，激励弹性振子根部1、弹性振子体部4、弹性振子头部6产生二阶纵向振动。弹性振子在该模态的一个节面A处通过压电体的固定体2与腔体9固定，变形构件流体驱动器7位于模态的一个波峰C处。当弹性振子振动在前半周期，流体驱动器7变形使得腔内容积减小时，弹性振子头部6与喷嘴5产生间隙，阀体呈开启状态，流体从喷嘴5喷出；当弹性振子振动在后半周期，流体驱动器7变形使得腔内容积增大时，弹性振子头部6与喷嘴5产生接触，阀体呈关闭状态，流体从进口被吸入腔体9。弹性振子头部6相当于喷嘴芯。如此，液滴从喷嘴5处以弹性振子振动的频率喷出，对弹性振子通电时间或振动次数进行控制可实现液滴按需或连续喷射。

本发明采用二阶纵振原理形成一种集泵驱动器与主动阀于一体的新型压电喷射、雾化装置，为二阶纵振原理在压电喷射、雾化装置的首次应用。通过本发明可以压电喷射、雾化装置的结构，降低压电喷射、雾化装置的制造成本，并提升雾化量。同时，通过调整电压和驱动频率可控制变形构件流体驱动器7的振幅和喷嘴芯的形成，进而控制液滴的大小和喷射速度。

以上所述的具体实施方案，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方案而已，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，其特征在于，包括弹性振子根部（1）、压电体的固定体（2）、进水管（3）、弹性振子体部（4）、喷嘴（5）、弹性振子头部（6）、流体驱动器（7）、压电体（8）和腔体（9）；所述弹性振子根部（1）、压电体（8）、弹性振子体部（4）及弹性振子头部（6）依次连接且水平设置在腔体（9）内部；所述压电体的固定体（2）设置在腔体（9）内部且与腔体（9）固定连接；所述压电体的固定体（2）与压电体（8）固定连接；所述腔体（9）设有通孔；所述进水管（3）贯通通孔并与腔体（9）密封连接；所述流体驱动器（7）设置于弹性振子体部（4）外侧且与腔体（9）固定连接；所述喷嘴（5）固定设置于腔体（9）的出口端；所述喷嘴（5）与弹性振子头部（6）连接并尺寸相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，其特征在于，所述弹性振子根部（1）、弹性振子体部（4）、弹性振子头部（6）均采用铝合金制成。

3.根据权利要求1所述的一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，其特征在于，所述进水管（3）为圆形空心玻璃管，所述圆形空心玻璃管与腔体（9）利用密封胶密封连接，用于液体进入腔体（9）。

4.根据权利要求1所述的一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，其特征在于，所述喷嘴（5）设置锥形孔并与弹性振子头部（6）相匹配，用于喷射液体。

5.根据权利要求1所述的一种柱塞喷射阀式压电喷射、雾化装置，其特征在于，所述压电体（8）采用压电陶瓷制成。