CN208694957U - 振动筛孔式气溶胶发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动筛孔式气溶胶发生器，解决了体积大、喷雾量小，不能应用于微量液体产生气溶胶等问题，技术方案是包括样品仓，样品仓包括仓室，仓室配置成盛放气溶胶产生过程中所需液体；包括发生块，内设液体流通孔，发生块内垂直于液体流通孔轴线方向设有压电陶瓷振动片，压电陶瓷振动片上有多个筛孔，筛孔位于液体流通孔内；压电陶瓷振动片电连接有用于控制压电陶瓷振动片振动频率和振幅的控制模块；仓室和液体流通孔相连通。该技术要点，可通电带动压电陶瓷振动片振动，利用振动时的惯性将液体由筛孔处喷出，形成细小粒径的气溶胶，适用于微量液体产生气溶胶，且体积小。筛孔设置多个，可提高气溶胶的喷雾量。

Description

振动筛孔式气溶胶发生器

技术领域

本实用新型涉及气溶胶生成技术领域，特别是涉及一种振动筛孔式气溶胶发生器。可用于吸入毒理药物安全性评价、农药急性毒性吸入实验研究、构建动物的各种疾病模型和其药物疗效实验研究、大气污染物对动物呼吸系统影响的研究等。

背景技术

吸入毒理学是研究可吸入物对机体毒作用发生、发展和消除的各种条件、规律和机制及对可吸入物进行危险性评价的一门科学。其专业研究内容主要有：空气中各种物质的理化特性；呼吸道的基础生物学；吸入物在体内的沉积和滞留及其与体内重要系统、器官间的相互作用；这些相互作用是如何导致疾病产生的。

随着国际吸入毒理学研究日趋活跃，国内许多专家也充分认识到了吸入毒理学的重要意义。研究毒物的种类更达到包括氯气、沙漠尘、偏二甲基肼、柴油机排出物、汽车尾气颗粒物等几十余种；分析的指标有大鼠嗅觉粘膜毒性的酶组织化学改变、肺灌洗液中各种酶的变化、脾脏NK细胞和K细胞、肝颗粒体钙泵、血小板等几十种。

现有的用于吸入毒理实验的气溶胶发生装置包括粉尘气溶胶发生器和液体气溶胶发生器，市场上的液体气溶胶发生器具有体积大、喷雾效率低、且不能应用于微量液体产生气溶胶。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种体积小、喷雾量大，适用于微量液体产生气溶胶的振动筛孔式气溶胶发生器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种振动筛孔式气溶胶发生器，包括：

样品仓，包括仓室，所述仓室配置成盛放气溶胶发生所需的液体；

发生块，内设置有液体流通孔，且所述发生块内垂直于所述液体流通孔的轴线方向设置有压电陶瓷振动片，所述压电陶瓷振动片横穿所述液体流通孔将所述液体流通孔分截成上下两段；

所述压电陶瓷振动片上开设有多个供液体流通的筛孔，液体通过多个所述筛孔形成细小粒径的气溶胶，且多个所述筛孔位于所述液体流通孔内；

所述压电陶瓷振动片电连接有控制模块，所述控制模块配置成控制所述压电陶瓷振动片的振动频率和振动振幅；

所述仓室与所述液体流通孔相连通。

通过采用上述技术方案，压电陶瓷振动片在控制模块的带动下振动，样品仓内的液体跟着一起振动，在振动的惯性力下速度加快，然后通过压电陶瓷振动片上的筛孔形成细小粒径的气溶胶，工作效率高，且筛孔设置多个，可以使得气溶胶的喷雾量大，即便是一滴液体递进去也可以通过振动压电陶瓷振动片产生气溶胶，适用于微量液体产生气溶胶。

本实用新型进一步设置为：所述压电陶瓷振动片包括两个环形压电片和一个振动筛板，所述振动筛板位于两个环形压电片中间位置，多个所述筛孔设置在所述振动筛板上。

通过采用上述技术方案，结构简单，便于振动筛板和环形压电片的更换拆装等。

本实用新型进一步设置为：所述压电陶瓷振动片外边缘处设置有密封圈。

通过采用上述技术方案，密封圈的设置，可以避免样品仓内的液体漏出，影响气溶胶发生过程的效率等。

本实用新型进一步设置为：所述发生块上开设有通气孔，所述发生块内设有气体流通槽，所述气体流通槽分别与所述通气孔和所述液体流通孔相连通；

所述通气孔处连接有向所述气体流通槽内通气的通气装置；

所述气体流通槽位于所述压电陶瓷振动片的下方位置。

通过采用上述技术方案，液体经由压电陶瓷振动片上的筛孔形成气溶胶的过程中，向通气孔处通气，气体流经气体流通槽向发生块内进气，形成的气溶胶可在四周气体的吹动下向液体流通孔的中心线处扩散，减少形成的气溶胶向外扩散碰撞到液体流通孔的侧壁。

本实用新型进一步设置为：多个所述筛孔呈圆锥形形状，圆锥形横截面的最大端与液体接触。

通过采用上述技术方案，液体由直径最大端进入，由直径最小端喷出，使得形成的气溶胶粒径较小；同时，液体受到的压力也逐渐增大，从而提高气溶胶喷出的效率。

本实用新型进一步设置为：多个所述筛孔的直径为0.5μｍ-50μｍ。

通过采用上述技术方案，筛孔直径设置为0.5μｍ-50μｍ，气溶胶粒径与筛孔的直径基本成正比关系，气溶胶粒径与筛孔直径相差很小。

本实用新型进一步设置为：所述仓室包括一体化设计且相互连通的柱形仓室和锥形仓室，所述锥形仓室于所述柱形仓室所在侧的一端为锥形横截面的最大端，且所述锥形仓室的锥形横截面的最小端与所述发生块抵接。

通过采用上述技术方案，样品仓上端为柱形仓室，下端为锥形仓室，液体经由压电陶瓷振动片成气溶胶后，液体不断减少，锥形仓室的设计，使得样品仓内的液体不断向下走，提高液体向下流的速率，使得样品仓内没有液体滞留等。

本实用新型进一步设置为：所述样品仓与所述发生块可拆卸固定连接。

通过采用上述技术方案，方便样品仓和发生块的拆卸和安装，便于更换和维护。

本实用新型进一步设置为：所述样品仓背向所述发生块一端安装有堵盖。

通过采用上述技术方案，堵盖将样品仓盖住，使得样品仓内的液体在不会暴露在室内，且可以避免外界杂质进入到样品仓内污染液体或杂质堵塞压电陶瓷振动片上的筛孔等。

本实用新型进一步设置为：所述样品仓连接有加压装置。

通过采用上述技术方案，液体形成气溶胶过程中，加压装置可以对盛放液体的样品仓进行加压，控制液体的流量和样品仓内对液体的压力，使得液体被挤压向下流出，提高液体流经筛孔的速率气溶胶的喷出量等。

附图说明

后文将参照附图以及实施例而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按照比例绘制的。

图1为本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器的结构示意图；

图2为本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器的剖视图；

图3为本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器的剖视图中的局部放大图；

图4为本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器中的振动筛板的局部剖视图；

图5为本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器电连接的主视图。

其中，1.堵盖；2.样品仓；21.仓室；21a.柱形仓室；21b.锥形仓室；3.发生块；31.液体流通孔；32.通气孔；33.电连接导线孔；34.气体流通槽；4.导流器；41.导流通道；5.压电陶瓷振动片；51.压电片；52.振动筛板；52a.筛孔；6.密封圈；7.控制模块；8.通气装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照图1至图5对本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器的实施例做进一步说明。

一种振动筛孔式气溶胶发生器，由上到下依次包括堵盖1、样品仓2、发生块3和导流器4（图中未表示出），其中，堵盖1和样品仓2呈可拆卸固定连接，样品仓2和发生块3呈可拆卸固定连接，且堵盖1和发生块3分别位于样品仓2的上下两端，发生块3和导流器4呈一体化设计；样品仓2包括带有外螺纹的连接部（图中未表示出），发生块3上开设有与连接部相匹配的螺纹孔（图中未表示出），样品仓2与发生块3呈螺纹固定连接；同时样品仓2朝向堵盖1的一侧开设内螺纹孔，堵盖1上设置有带有外螺纹、且与样品仓2上的内螺纹孔匹配的凸出部，堵盖1和样品仓2同样采用螺纹固定连接。采用螺纹的连接方式，结构简单，拆装方便，可快速将堵盖1、样品仓2和发生块3拆开或安装。

样品仓2包括仓室21，仓室21又包括一体化成型设计的柱形仓室21a和锥形仓室21b，柱形仓室21a位于样品仓2朝向堵盖1的一侧，锥形仓室21b位于样品仓2朝向发生块3的一侧，且锥形仓室21b的横截面大小沿样品仓2朝向发生块3的方向逐渐减小，即锥形仓室21b于发生块3所在一侧为锥形仓室21b横截面的最小端。发生块3内设有液体流通孔31，液体流通孔31长度与所述发生块3长度一致，即液体流通孔31贯穿整个发生块3的上下两端，且液体流通孔31与锥形仓室21b连通；导流器4内开设有通孔，用于将生成的气溶胶导流出来，液体流通孔31与导流器4上的通孔相连通。

在发生块3内，垂直于液体流通孔31的轴线方向，设置有压电陶瓷振动片5，压电陶瓷振动片5横穿液体流通孔31将液体流通孔31截成上下两端，本实用新型优选为，压电陶瓷振动片5包括两个环形压电片51和一个振动筛板52，两个环形压电片51分别位于振动筛板52的上下两侧，且两个环形压电片51和振动筛板52粘接固定连接；振动筛板52上开设有多个筛孔52a，多个筛孔52a都位于液体流通孔31内且在环形压电片51环内，多个筛孔52a设置为锥形孔，且锥形孔横截面的最大端朝向样品仓2一侧与液体接触。

发生块3上开设有电连接导线孔33，两个环形压电片51电连接有电线设备，电线从电连接导线孔33处伸出与一个控制模块7连接，控制模块7通电工作可以控制环形压电片51振动，从而带动与环形压电片51粘接固定连接的振动筛板52振动。

此外，发生块3上还开设有通气孔32，发生块3内设置有环形气体流通槽34，气体流通槽34与液体流通孔31同轴线设置，且气体流通槽34与液体流通孔31相连通。通气孔32处采用气管（图中未表示出）将发生块3内的气体流通槽34与一个通气装置8连接，通气装置8可以采用气泵。通气孔32和七日流通槽34位于振动筛板52的下方位置。

进一步地，本实用新型还包括与样品仓2相连通的加压装置（图中未表示出），加压装置用于向样品仓2内液体的液量和压力进行控制。

本实用新型振动筛孔式气溶胶发生器在工作时，先向样品仓2内加入液体，然后盖上堵盖1，堵盖1的设置，可以避免外界杂质进入到样品仓2内污染所需液体，从而堵塞筛孔52a等；样品仓2内的仓室21由上到下依次为柱形仓室21a和锥形仓室21b，且锥形仓室21b的开口横截面由上到下依次减小，在开口直径最小端与发生块3抵接，样品仓2内的液体，在气溶胶发生过程中可以循着锥形仓室21b的向下的斜边一直向下流，不会出现某一部分出现积液等的情况。此时，打开控制模块7和通气装置8，两个环形压电片51在电场的作用下发生弯曲变形，引起振动筛板52发生振动，液体也随之振动。当环形压电片51和振动筛板52发生谐振时，振动筛板52达到最大振幅，中心处的振幅最大，处于筛孔52a处的液体在振动筛板52的振动下被加速，当液体的惯性力大于筛孔52a的表面张力时，液滴将从筛孔52a中喷出形成粒径微小的气溶胶颗粒。

气溶胶颗粒的粒径大小和惯性速度取决于液体、振动筛孔52a的大小和振动筛板52的振动能量，如果在振动筛板52的中央区域布置多个筛孔52a，气溶胶喷出流量将随之增加，以达到较大的喷雾流量。而气溶胶颗粒的粒径大小又与众多因数有关，如液体的表面张力、液体的粘度等液体特性。假设液滴从筛孔52a喷出时的初速度为初速度为v。雾化滚滴的直径可表示为：

其中，α为修正因子，与液体的表面张力和粘度等液体特性有关， D为喷孔的直径，f为压力脉冲频率，即振动频率。

由式可知，气溶胶粒径主要取决于筛孔52a的直径大小，有实验表明，在筛孔52a直径较小的情况下（0.3μｍ-60μｍ），气溶胶粒径与筛孔52a直径基本成正比关系，气溶胶粒径与筛孔52a直径相差很小。本实用新型优选为筛孔52a的直径为0.5μｍ-50μｍ，筛孔52a的数量大于或等于10000个，以到达较大的气溶胶喷出量。

此外，为了便于液体向下挤压通过筛孔52a，可以选择打开加压装置来控制样品仓2内的液体的流量和压力，压力越大，液体越受力向下挤压，气溶胶喷雾速度越大。

为了避免液体的流出，压电陶瓷振动片5外侧周围设置有密封圈6，主要是在两个环形压电片51外侧周围套设密封圈6，密封圈6采用SIL硅橡胶密封圈，该密封圈6具有极佳的耐热、耐寒、耐大气老化性能，且有很好的绝缘性能。

在形成气溶胶的过程中，打开通气装置8，气体经由气管、通气孔32进入到气体流通槽34内，气体流通槽34与液体流通孔31相连通且气体流通槽34位于振动筛板52的下方位置，液体经过振动筛板52的筛孔52a形成的气溶胶在液体流通孔31内喷出时，在气溶胶四周有气体吹动，将气溶胶吹动向内靠拢，减少部分气溶胶喷出撞到液体流通孔31的内壁情况发生。

形成的气溶胶进入到导流器4内，经由导流器4导流出来进行其他实验或后溪操作过程中的使用。

本实用新型体积小，易携带，效率高，且适用于微量液体产生气溶胶，一滴液体递进到样品仓2内即可产生气溶胶，实用性好。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所作出的任何改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，包括：

样品仓，包括仓室，所述仓室配置成盛放产生气溶胶过程中所需的液体；

发生块，内设置有液体流通孔，且所述发生块内垂直于所述液体流通孔的轴线方向设置有压电陶瓷振动片，所述压电陶瓷振动片横穿所述液体流通孔将所述液体流通孔分截成上下两段；

所述压电陶瓷振动片上开设有多个供液体流通的筛孔，液体通过多个所述筛孔形成细小粒径的气溶胶，且多个所述筛孔位于所述液体流通孔内；

所述压电陶瓷振动片电连接有控制模块，所述控制模块配置成控制所述压电陶瓷振动片的振动频率和振动振幅；

所述仓室与所述液体流通孔相连通。

2.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于， 所述压电陶瓷振动片包括两个环形压电片和一个振动筛板，所述振动筛板位于两个环形压电片中间位置，多个所述筛孔设置在所述振动筛板上。

3.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，所述压电陶瓷振动片外边缘处设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，所述发生块上开设有通气孔，所述发生块内设有气体流通槽，所述气体流通槽分别与所述通气孔和所述液体流通孔相连通；

所述通气孔处连接有向所述气体流通槽内通气的通气装置；

所述气体流通槽位于所述压电陶瓷振动片的下方位置。

5.根据权利要求2所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，多个所述筛孔呈圆锥形形状，圆锥形横截面的最大端与液体接触。

6.根据权利要求5所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，多个所述筛孔的直径为0.5μｍ-50μｍ。

7.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，所述仓室包括一体化设计且相互连通的柱形仓室和锥形仓室，所述锥形仓室于所述柱形仓室所在侧的一端为锥形横截面的最大端，且所述锥形仓室的锥形横截面的最小端与所述发生块抵接。

8.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，所述样品仓与所述发生块可拆卸固定连接。

9.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，所述样品仓背向所述发生块一端安装有堵盖。

10.根据权利要求1所述的振动筛孔式气溶胶发生器，其特征在于，所述样品仓连接有加压装置。