[实用新型]压电式微滴喷头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷头，尤其涉及一种喷嘴相对压电陶瓷驱动器独立，能单独快速拆装的压电式微滴喷头。

背景技术

微滴喷射(droplet jetting)是用外力迫使液体以微滴的形式从容腔的小孔(喷嘴)中射出来的技术，所谓“微滴”是指其尺寸可精确控制至微米(μm)级水平，容积可控制在微升(μL)至飞升(fL)级水平，它是由喷墨打印发展出来的一种最新技术。这种技术具有分辨率高、喷射频率高，能实现喷射液滴容积的高精度、超微细控制，可采用多种多样的喷射液，因此广泛用于二维微滴喷射系统和三维微滴喷射系统。其中，典型二维微滴喷射系统有喷墨打印机、喷码机、喷绘机、喷射制网机、点胶机、生物芯片点样仪和组合材料芯片点样仪；典型三维微滴喷射系统有三维打印快速成形机。

微滴喷射系统的技术关键是微滴喷头，微滴喷头可分为连续式(ContinuousPrinting，简称CP)和按需(Drop-On-Demand，简称DOD，又称随机式)两类。当控制器发出一次喷射信号后，连续喷射系统的每个喷嘴能不断地射出由液滴构成的液流，而按需喷射系统的每个喷嘴只喷出一滴液滴。典型的微滴喷头有电场偏转式、阀控式、热泡式(电热式)和压电式等。在上述几种微滴喷头中，发展最快的是压电式微滴喷头，这种喷头已成为当今微滴喷头的主流。

压电式喷头(piezoelectric printing head)属于按需喷射喷头，图1示出了现有压电式喷头的基本原理。它利用在压电陶瓷驱动器11上施加脉冲电压信号12，使其产生变形并挤压喷头内的液体而将液体喷出。压电式喷头通常由压电陶瓷驱动器11、喷嘴14和小容腔15等组成。在压电陶瓷驱动器11上未施加驱动信号时，小容腔15中液体的压力足够低，液体因表面张力而保持在小容腔中；需要喷射时，在压电陶瓷驱动器11上施加一个脉冲电压12，压电驱动器11立即发生微米级变形，隔膜17也随之向下变形，从而使小容腔15的容积迅速缩小，产生朝向喷嘴14的压力波，此压力波克服喷嘴14中的压力损失和液体的表面张力，使喷嘴14出口处形成一个液滴13，并使其从喷嘴14出口喷出。然后，压电陶瓷驱动器11恢复原状，新的液体由通道16和18进入喷头的小容腔15。

这种压电式喷头存在以下两个主要问题：(1)采用一体化结构，一旦失效必然造成整体报废。在现有的这种压电式喷头中，压电陶瓷驱动器与容腔、喷嘴构成一体化部件，用户不可能自行更换其中某一个零件，因此在使用过程中，往往会由于喷嘴堵塞并无法清洗疏通的情况，使得喷头整体报废，昂贵的压电陶瓷驱动器也无法再利用，造成很大的浪费，也成为用户最大的顾虑。(2)适用的环境条件有限。现有的这种压电式喷头一般是针对大量需求的领域设计制造的，因此适用的环境条件有所限制，例如，用于普通图文打印的压电式喷头通常难于承受化学腐蚀，不能用于喷射含有有机溶剂的液体。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种压电式微滴喷头，压电陶瓷驱动器与喷嘴为相互分立结构，便于清洗与更换喷嘴，而且能抵抗化学腐蚀，可喷射含有有机溶剂的液体。

本实用新型的技术方案为：本实用新型揭示了一种压电式微滴喷头，其特征在于，包括：

驱动控制器，输出脉冲电压驱动信号；

支座；

安装板，位于该支座之上；

压电陶瓷驱动器，与该驱动控制器连接，进一步包括：

压电陶瓷片，在该脉冲电压驱动信号的作用下，该压电陶瓷片的右端先向下拍打击发柱，然后向上复位；

击发器，进一步包括：

击发柱，台阶状结构；

复位件，与该击发柱的上部连接，在该压电陶瓷片的右端向上复位时，在弹簧作用下使该击发柱随同向上恢复原位；

喷嘴，进一步包括：

喷嘴筒，其外部螺纹与该支座相连，上半部分与该击发柱配合完成导向，下半部分与该击发柱共同形成容腔以便存储喷射液；

喷嘴孔，开设在该喷嘴筒的底部，该喷嘴筒存储的喷射液在该击发柱向下移动的作用下从该喷嘴孔中喷出。

上述的压电式微滴喷头，其中，该喷嘴筒的外圆是螺纹连接，该支座的内孔是螺纹连接。

上述的压电式微滴喷头，其中，该喷嘴筒相对该支座是可旋转的，该喷嘴筒上的喷嘴孔相对该击发柱下端面的位置是可以调节的。

上述的压电式微滴喷头，其中，该喷嘴筒上部开有斜孔道，以便注入喷射液和排除混入的空气。