CN219334602U - 电子雾化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子雾化装置，该电子雾化装置包括雾化喷嘴、供液装置以及供气装置，所述供液装置和所述供气装置分别与所述雾化喷嘴相连通；所述电子雾化装置还包括感应电极，所述感应电极与所述雾化喷嘴相配合，以在所述雾化喷嘴和所述感应电极之间产生强电场。本实用新型通过设置与雾化喷嘴配合以产生强电场的感应电极，让经雾化喷嘴喷出的一次破碎的液滴带电，产生二次的静电破碎，可以满足产品小型化过程中的喷雾粒径需求。

Description

电子雾化装置

技术领域

本实用新型涉及雾化领域，更具体地说，涉及一种电子雾化装置。

背景技术

随着雾化技术发展，电子雾化装置越来越朝小型化方向发展，然而，随着产品的小型化，一些固有矛盾就暴露出来了。例如，对于射流雾化装置而言，当产品小型化时，其气泵的尺寸相应地也需要小型化，然而，当气泵小型化时，容易导致气压不足，气压不足又导致喷雾粒径偏大，使得喷雾达不到用户的预期需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于当产品小型化时，其气泵的尺寸相应地也需要小型化，然而，当气泵小型化时，容易导致气压不足，气压不足又导致喷雾粒径偏大，使得喷雾达不到用户的预期需求，提供一种可以满足产品小型化过程中的喷雾粒径需求的电子雾化装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：提供一种电子雾化装置，包括雾化喷嘴、供液装置以及供气装置，所述供液装置和所述供气装置分别与所述雾化喷嘴相连通；所述电子雾化装置还包括感应电极，所述感应电极与所述雾化喷嘴相配合，以在所述雾化喷嘴和所述感应电极之间产生强电场。

在一些实施例中，所述雾化喷嘴包括雾化针，所述雾化针分别与所述供液装置和所述供气装置相连通，并与所述感应电极相配合，以在两者之间产生强电场。

在一些实施例中，所述雾化针包括内层流道以及环绕所述内层流道的外层流道，所述内层流道与所述供液装置连通，和/或所述外层流道与所述供气装置相连通。

在一些实施例中，所述雾化针包括筒状外针以及共轴地设置于所述外针内的筒状内针，所述外针的内径大于所述内针的外径；所述内针的内壁面界定出所述内层流道，所述外针的内壁面和所述内针的外壁面共同界定出所述外层流道。

在一些实施例中，所述感应电极呈环形，并围绕在所述雾化针的外围。

在一些实施例中，所述感应电极所在的平面与所述雾化针的轴线相垂直。

在一些实施例中，所述感应电极和所述雾化针二者之一接正极高压或负极高压，所述感应电极和所述雾化针二者之另一接地。

在一些实施例中，所述正极高压为+3～+5kV，所述负极高压为-3～-5kV。

在一些实施例中，所述感应电极呈圆环状、椭圆环状或方形薄片状。

在一些实施例中，所述感应电极采用金属材料制成。

本实用新型的有益效果在于：通过设置与雾化喷嘴配合以产生强电场的感应电极，让经雾化喷嘴喷出的一次破碎的液滴带电，产生二次的静电破碎，可以满足产品小型化过程中的喷雾粒径需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中电子雾化装置的立体结构示意图；

图2是图1所示的电子雾化装置的结构示意图；

图3是图2所示的电子雾化装置的雾化喷嘴的剖面示意图；

图4是图2所示的电子雾化装置的部分分解示意图；

图5是图2所示的呈圆环状的感应电极的立体结构示意图；

图6是图2所示的呈椭圆环状的感应电极的立体结构示意图；

图7是图2所示的呈方形薄片状的感应电极的立体结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

射流雾化是一种常用的雾化方式，原理是通过高速的气体射流来撞击或剪切液体使其破碎成细小的颗粒，气流速度越快，气体压力越大，产生的颗粒越多，也越细腻。由于射流雾化原理简单，易于实现，射流雾化技术的喷雾产品广泛用于各个行业，比如美容产品的补水保湿、农业灌溉和喷洒、医疗雾化吸入、喷雾消杀等。与射流雾化不同，静电雾化是通过高压电加载到液体使其破碎成颗粒的雾化方式，本质上是通过液体内部之间的静电排斥力来克服液滴的表面张力，因此电场强度越大，颗粒荷电量越多，产生的气溶胶越细腻。然而，由于静电雾化技术难度较大，当前在小型化喷雾产品的实现中面临困难，主要是在电喷雾电离质谱、静电纺丝、喷墨打印、航天电推进等高精尖领域中有应用。

射流雾化装置比较简单，一般包括储液仓、雾化喷嘴、气泵三部分，由气泵供气到喷嘴，再通过文丘里效应从储液仓吸入液体，当高速气流和液体相撞之后破碎成液滴，最后被气流带出形成喷雾。因此，射流雾化对气体压力要求很高，当气体压力不足时，破碎液体的效果不佳，会导致喷雾粒径偏大，而增加气体压力又会显著增加气泵的体积，在小型化便携产品中往往难以实现细腻喷雾。此外，射流雾化喷嘴分为内混式和外混式，以气体和液体的混合位置在内部或外部来区分，雾化喷嘴一般采用圆柱式设计，喷嘴前端体积较大，导致现有射流喷嘴难以同时集成其他设计。

静电雾化通过静电力的作用，很容易将液体破碎成微小颗粒，颗粒直径一般可以到微米甚至纳米的级别，因此静电雾化喷雾细腻。但是，静电雾化同样存在一些问题，最制约的问题是静电雾化的雾化量小，这是由于静电需要在尖端富集形成强电场，而尖端的流量不会很大，因此单个静电雾化喷头的流量较低，一般在μL量级。此外，静电雾化破碎的液滴带有电荷，在锥射流模式下，液滴喷出的动量往往不够，很容易被电场影响再次吸附到喷头或者电极附近，导致放电的发生，从而影响整个静电雾化系统运行的稳定性。受限于这两个技术问题，静电雾化一般应用在小流量、高精密度、高使用成本的场景，比如电喷雾电离质谱、喷墨打印、电推进等领域。

由于射流雾化和静电雾化都有各自的优劣势，将两种雾化技术结合，能够很好地解决各自的弊端。一是射流雾化对流量没约束，能够弥补静电雾化流量较低的问题；二是静电雾化的液滴直径较小，通过静电和射流的耦合方式破碎液滴，能够解决低气体压力下射流雾化粒径偏大的问题，并且能够减小气泵体积以及气泵噪音；三是射流雾化带有足够大的喷射动量，能够让液滴克服电场力的吸引，不会重新吸附到电极上，从而增加静电雾化装置的稳定性。因此，将射流雾化和静电雾化两种方式结合，具有很好的技术优势和应用前景，但是当前还缺乏可靠的设计方案能够实现较好的射流静电复合雾化效果。

图1示出了本实用新型一些实施例中的电子雾化装置1，该电子雾化装置1是一种小型化喷雾装置，其可以用于美容补水护肤、医疗雾化吸入、喷雾消毒等领域，其将射流雾化和静电雾化有机地结合在一起，具有便携、高雾化量、高沉积率、喷雾细腻、负离子等特点。

一同参阅图2至图4，该电子雾化装置1在一些实施例中可包括雾化喷嘴10、供液装置20、供气装置30以及感应电极41。供液装置20用于供应诸如药物、美容液、消毒液等液体介质，供气装置30用于提供高速气体，该雾化喷嘴10分别与供液装置20和供气装置30相连通，形成射流雾化单元，将供液装置20供给的液体和供气装置30供给的气体混合形成射流雾化。感应电极41与雾化喷头10相配合，形成静电雾化单元，用以在两者之间产生强电场，由于强电场的存在，经射流雾化一次破碎的液滴会带电，产生二次的静电破碎。因此，其既解决静电雾化低流量、放电不稳定的问题，又解决射流雾化粒径偏大的问题。

雾化喷嘴10在一些实施例中可包括针状喷雾结构，以便与感应电极41配合形成强电场。在一些实施例中，雾化喷嘴10可包括喷雾针11以及与喷雾针11相连接的接口部12。该喷雾针11能够与感应电极41配合，产生足够强的电场，以形成该电子雾化装置1的静电模块。

喷雾针11在一些实施例中可采用不锈钢或者其他金属材料制成。喷雾针11在一些实施例中可为同轴针头，其可呈圆筒状，并可包括筒状外针以及共轴地设置于该外针内的筒状内针，外针和内针的长度为1mm-20mm。外针的内径大于内针的外径，喷雾针11包括多种规格，其规格范围为10G-34G左右，其对应喷雾针11的外径范围为0.18mm-3.4mm左右。且同样的G号码，其对应的外径相同，对应内径则根据针头的类型的不同而不同。因此，喷雾针11的内径范围可根据实际情况进行设置。可以理解地，在一些实施例中，可根据不同的要求设置合适规格的喷雾针11。内针的内壁面界定出一个柱状的内层流道111，内针的外壁面和外针的内壁面一道界定出一个环形的外层流道112。供液装置20与内层流道111相连通，以往内层流道111中注入液体。供气装置30与外层流道112相连通，以往外层流道112中注入高速气体。工作时，喷口处的外层高速气体射流会剪切内层的液流，将液体破碎成细小颗粒，形成喷雾。在一些实施例中，外针和内针的内径可以有不同的组合，以实现不同气液配比。

在一些实施例中，采用同轴针头作为雾化喷嘴，既能保证射流雾化的稳定性，又在针尖产生足够强的电场，形成静电雾化，是一种耦合形式的雾化方案。

接口部12在一些实施例中可包括进气口121以及进液口122。该进气口121与外层流道112相连通，以将供气装置30与外层流道112相连通。进液口122与内层流道112相连通，以将供液装置20与内层流道111相连通。

该供液装置20在一些实施例中可具有一个储液仓210，该储液仓210用于储存需要雾化的药物、美容液、消毒液等液体介质，这些液体介质可通过主动或者被动的方式供给到雾化喷嘴10中。主动供液是指可以采用注射泵或者压电泵等方式，被动供液则是指可以通过气体的虹吸效应来实现。该供气装置30用于为雾化喷嘴10提供高速气体。该感应电极41可用于与喷雾针11配合形成强电场，该强电场使经过喷雾针射流雾化一次破碎的颗粒带电，进而能够在静电力的作用下二次破碎，以使颗粒的粒径更小。

供液装置20在一些实施例中可采用主动供液的方式供液，图示的注射泵即是主动供液方式中的一种，其可包括外壳21、推杆22和步进电机23，该外壳21用于形成一端带有注液口2101的储液仓210，该推杆22从储液仓210的另一端可轴向移动地设在储液仓210中。该步进电机23与推杆22连接配合，以驱动推杆22于储液仓210中移动，以将储液仓210内的液体介质输送到雾化喷嘴10。

在一些实施例中，该电子雾化装置1还包括接头50，该接头50用于将注液口2101和进液口122相连通，以向雾化喷嘴10提高液体介质。

供气装置30在一些实施例中可包括气泵31以及将气泵31与进气口121相连通的连接件32。该气泵31用于产生高速气体，并通过进气口121供给到雾化喷嘴10的外层流道112。在一些实施例中，由于气体压力过小会导致液滴难以破碎，气体压力过大会导致噪音以及小型化问题，因此需要根据具体使用场景确定气泵31的合适的供气压力。

感应电极41在一些实施例中可采用金属材料制成，其用于导电。一同参阅图5至图7，感应电极41在一些实施例中可呈圆环状、椭圆环状或方形薄片状等形状，其环绕在喷雾针11外围，且所在的平面可与喷雾针11的轴线相垂直，以使喷雾针11和感应电极41之间形成强电场。在一些实施例中，为了使喷雾针11和感应电极41之间形成强电场，可以将雾化喷嘴10接正极或者负极高压，感应电极1接地，以使两者之间形成电势差。在另一些实施例中，也可以雾化喷嘴10接地，感应电极41接正极或者负极高压，以使两者之间形成电势差。正极高压在一些实施例中可为+3～+5kV，负极高压在一些实施例中可为-3～-5kV。如此，由于感应电极41和喷雾针11之间产生强电场，因此，经过喷雾针11产生的射流雾化一次破碎的颗粒会带电，进而能够在静电力的作用下二次破碎，以形成细腻喷雾。

在一些实施例中，还可以通过改变感应电极41的空间布置和感应电极41与雾化喷嘴10的空间距离，调节感应电极41与雾化喷嘴10之间的电场强度。具体地，由公式E＝U/d可知，(其中，E为电场强度，U为电势差，d为感应电极41与雾化喷嘴10的空间距离)，在一些实施例中，可以根据控制感应电极41与雾化喷嘴10的空间距离，控制电场的强度，感应电极41与雾化喷嘴10的空间距离过大会导致电场场强低，感应电极41与雾化喷嘴10的空间距离过近会导致放电。因此，优选地，感应电极41与雾化喷嘴10的空间距离为5mm-20mm，能保证电场强度在适当的范围。可以理解地，正极高压不局限于+3～+5kV，其可以根据需要进行设置，同样地，负极高压也不局限于-3～-5kV，其可以根据需要进行设置。

图2所示的在一些实施例中，该电子雾化装置1还包括高压电源60，该高压电源60与感应电极41相连接，以提供感应电极41提供正极高压。此时，雾化喷嘴10接地。

由上述可知，电子雾化装置1在小型化、便携化的基础上，将射流雾化和静电雾化有机地结合在了一起，具有高雾化量、喷雾细腻等优点。另外，喷雾中还带有正离子或者负离子，且正、负离子含量能够通过电压来调节，带电的正负属性会对人体产生不同的生物效应，需要按照实际应用场景来确定，同时带电离子会增强雾化介质在表面的吸附，具有高沉积率特点。

在一些实施例中，电子雾化装置1还可适用于不同粘度的液体介质，能够实现对低粘液体到高粘液体的雾化。

通过实施本实用新型，具有以下有益效果：

(1)通过同轴针头式雾化喷嘴10的设计，在小型化、便携化的基础上，将射流雾化和静电雾化有机地结合在了一起，解决了静电雾化流量低、放电不稳定以及射流雾化粒径偏大等问题；

(2)基于感应电极41的静电设计，大大提高了颗粒荷电量，有利于液体颗粒在静电力的作用下二次破碎，形成细腻喷雾；

(3)射流雾化产生的大颗粒动量大、易吸附，静电雾化产生的小颗粒静电吸附能力强，两者结合后能够大大增强雾化介质在表面的吸附率、利用率。

可以理解地，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种电子雾化装置，包括雾化喷嘴、供液装置以及供气装置，所述供液装置和所述供气装置分别与所述雾化喷嘴相连通；其特征在于，所述电子雾化装置还包括感应电极，所述感应电极与所述雾化喷嘴相配合，以在所述雾化喷嘴和所述感应电极之间产生强电场。

2.根据权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述雾化喷嘴包括雾化针，所述雾化针分别与所述供液装置和所述供气装置相连通，并与所述感应电极相配合，以在两者之间产生强电场。

3.根据权利要求2所述的电子雾化装置，其特征在于，所述雾化针包括内层流道以及环绕所述内层流道的外层流道，所述内层流道与所述供液装置连通，和/或所述外层流道与所述供气装置相连通。

4.根据权利要求3所述的电子雾化装置，其特征在于，所述雾化针包括筒状外针以及共轴地设置于所述外针内的筒状内针，所述外针的内径大于所述内针的外径；所述内针的内壁面界定出所述内层流道，所述外针的内壁面和所述内针的外壁面共同界定出所述外层流道。

5.根据权利要求2所述的电子雾化装置，其特征在于，所述感应电极呈环形，并围绕在所述雾化针的外围。

6.根据权利要求5所述的电子雾化装置，其特征在于，所述感应电极所在的平面与所述雾化针的轴线相垂直。

7.根据权利要求5所述的电子雾化装置，其特征在于，所述感应电极和所述雾化针二者之一接正极高压或负极高压，所述感应电极和所述雾化针二者之另一接地。

8.根据权利要求7所述的电子雾化装置，其特征在于，所述正极高压为+3～+5kV，所述负极高压为-3～-5kV。

9.根据权利要求5所述的电子雾化装置，其特征在于，所述感应电极呈圆环状、椭圆环状或方形薄片状。

10.根据权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述感应电极采用金属材料制成。

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