CN203955427U - 一种聚拢型超声波喷头 - Google Patents

Abstract

一种聚拢型超声波喷头，其包括换能器、外壳前盖、外壳后盖、电气接头、进气口、气流室，所述换能器与外壳后盖连接，外壳前盖罩在换能器外并与外壳后盖连接。所述聚拢型超声波喷头的气流室包括气流室外壳、气流室内胆和气流嘴，气流室内胆的横截面为一工字型结构，气流室内胆与气流室外壳连接组成气流室内腔，气流室内胆和气流嘴中心有一锥形通孔，气流室内胆和气流嘴与换能器前端杆组成气流室外腔，气流室外腔的内壁由换能器前端杆外表面组成，气流室外腔的外壁由气流室内胆和气流嘴的锥形孔的内表面组成。气流室外腔的外壁与气流室外腔的内壁即换能器前端杆外表面的夹角为0°-40°之间。

Description

一种聚拢型超声波喷头

所属技术领域

本实用新型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，如电池薄膜、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小元件上的薄膜喷涂应用上受到限制。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是实现微小面积和微流量喷涂的超声波喷头，从而解决在微小元件上的表面喷涂问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种聚拢型超声波喷头，其包括换能器、外壳前盖、外壳后盖、电气接头、进气口、气流室，所述换能器与外壳后盖连接，外壳前盖罩在换能器外并与外壳后盖连接。所述聚拢型超声波喷头的气流室包括气流室外壳、气流室内胆和气流嘴，气流室内胆的横截面为一工字型结构，气流室内胆与气流室外壳连接组成气流室内腔，气流室内胆和气流嘴中心有一锥形通孔，气流室内胆和气流嘴与换能器前端杆组成气流室外腔，气流室外腔的内壁由换能器前端杆外表面组成，气流室外腔的外壁由气流室内胆和气流嘴的锥形孔的内表面组成。

所述气流室外腔的外壁与气流室外腔的内壁即换能器前端杆外表面的夹角为0°-40°之间。所述气流室外壳上有一通孔为进气口。所述气流室外壳与气流室前盖连接或为一体结构。所述气流室内胆与气流嘴连接或为一体结构。

所述换能器包括换能器后端、压电振子组、电极焊片和换能器前端，压电振子组的电极通过电极焊片引出。压电振子组由偶数个圆环状压电陶瓷片同轴罗列组成，并以并联方式电连接，压电振子组其中一极与换能器前端和换能器后端电连接。换能器前端在结构上顺序地分为雾化端、前端杆、中端杆、后端杆和进液端口五部分。换能器前端的后端杆穿过压电振子组、电极焊片和换能器后端与外壳后盖连接。

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被雾化。在进气端口通入一定量的压缩气体，压缩气体先流过气流室内腔，在气流室内腔内形成一定涡旋气流并均匀分布后流入气流室外腔，压缩气体在雾化端与气流嘴锥形通孔前端出口处喷出，喷出的压缩气体使被雾化的液滴均匀分布并成收缩聚拢状喷出。

(三)有益效果

按照本实用新型技术方案采用聚拢型超声波喷头，可将喷涂液体以收缩聚拢的雾状形式喷出，最小喷幅宽度为2mm，且可以在0.01ml/min的极低流量下持续不间断地喷雾，从而实现在微小元件上的表面进行小流量喷涂。

附图说明：

图1为本实用新型的聚拢型超声波喷头的3D实体示意图；

图2为本实用新型的聚拢型超声波喷头的3D剖面图；

图3为本实用新型的聚拢型超声波喷头中气流室局部结构剖面图；

图4为本实用新型的聚拢型超声波喷头中气流嘴与气流室内胆一体结构剖面图；

图5为本实用新型的聚拢型超声波喷头中换能器的结构剖面图；

图6为本实用新型的聚拢型超声波喷头中工作原理示意图。

具体实施方式：

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种聚拢型超声波喷头，其包括换能器1、外壳前盖2、外壳后盖3、气流室4。所述的换能器1与外壳后盖3连接，外壳前盖2罩在换能器1外并与外壳后盖3连接，外壳后盖3后侧连接有电气端口31，气流室4包括气流室外壳41、气流嘴42和气流室内胆43，气流室外壳41罩在换能器1外并与外壳前盖2连接，气流嘴42与气流室内胆43为一体结构，罩在换能器1外并与气流室外壳41连接。所述气流室外壳41上侧面有一通孔为进气端口41a，气流嘴42中心为一锥形通孔，换能器前端杆11b的雾化端11a位于气流嘴42锥形通孔前端出口处。换能器1的尾端为进液端口11f，换能器1中心轴位置贯穿一直通孔11e。

如图3所示，气流室内胆43的横截面为一工字型结构，气流室内胆43与气流室外壳41连接组成气流室内腔4a，气流室内腔4a由气流室内胆43的外表面与气流室外壳41内表面所围成的空间构成。气流室内胆43和气流嘴42与换能器前端杆11b组成气流室外腔4b，气流室外腔4b由气流室内胆43的锥形内表面、气流嘴42的锥形内表面和换能器1前端杆11b外表面所围成的空间构成，气流室外腔4b的内壁由换能器1前端杆11b外表面组成，气流室外腔4b的外壁由气流室内胆43和气流嘴42的锥形孔的内表面组成。气流室外腔4b的外壁与气流室外腔4b的内壁即换能器前端杆11b外表面的夹角为5°。

如图4所示，气流嘴42与气流室内胆43为一体结构，气流室内胆43的横截面43b为一工字型结构，气流嘴42的内表面42a与气流室内胆内表面43a为一锥形通孔。

如图5所示，所述换能器1包括换能器后端12、压电振子组13、电极焊片14和换能器前端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端11和换能器后端12电连接。换能器前端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和进液端口11f五部分。换能器前端11的后端杆11d穿过压电振子组13、电极焊片14和换能器后端12与外壳后盖3连接。

如图6所示，工作时，液体从进液端口11f进入，通过换能器1中的直通孔11e流到雾化端11a被雾化。在进气端口41通入一定量的压缩气体，压缩气体先流过气流室内腔4a，在气流室内腔4a内形成一定涡旋气流并均匀分布后流入气流室外腔4b，压缩气体在雾化端11a与气流嘴42锥形通孔前端出口处喷出，喷出的压缩气体使被雾化的液滴均匀分布并成收缩聚拢状喷出。

Claims (5)

1.一种聚拢型超声波喷头，其包括换能器、外壳前盖、外壳后盖、电气接头、进气口、气流室，所述换能器与外壳后盖连接，外壳前盖罩在换能器外并与外壳后盖连接；其特征在于：所述聚拢型超声波喷头的气流室包括气流室外壳、气流室内胆和气流嘴，气流室内胆的横截面为一工字型结构，气流室内胆与气流室外壳连接组成气流室内腔，气流室内胆和气流嘴中心有一锥形通孔，气流室内胆和气流嘴与换能器前端杆组成气流室外腔，气流室外腔的内壁由换能器前端杆外表面组成，气流室外腔的外壁由气流室内胆和气流嘴的锥形孔的内表面组成。

2.根据权利要求1所述的聚拢型超声波喷头，其特征在于：所述气流室外腔的外壁与气流室外腔的内壁即换能器前端杆外表面的夹角为0°-40°之间。

3.根据权利要求1所述的聚拢型超声波喷头，其特征在于：所述气流室外壳上有一通孔为进气口。

4.根据权利要求1所述的聚拢型超声波喷头，其特征在于：所述气流室外壳与气流室前盖连接或为一体结构。

5.根据权利要求1所述的聚拢型超声波喷头，其特征在于：所述气流室内胆与气流嘴连接或为一体结构。