[发明专利]一种压电超声换能雾化喷嘴

说明书

本发明公开了一种压电超声换能雾化喷嘴,由螺栓式主体结构的换能器、换能器安装基座、换能器保护外罩及一些密封及电学部件组成。其中螺栓式的换能器主体一端有端面，有端面的一端以圆柱的形式延伸，并且进一步以缩颈阶梯形式延伸，而在延伸端的最远端是一个平坦的小圆柱面，该面就是雾化平面。位于螺栓的另一侧是一个阶梯形式的压紧螺母，该螺母较小圆柱端带有外螺纹；环形的压电陶瓷片通过阶梯形式的压紧螺母压紧到螺栓式结构换能器的圆柱端面上。阶梯形式的压紧螺母的小圆柱外螺纹端刚性的拧紧到一个安装基座上，因为改进了压电换能器的固定安装方式，本发明能够高效的实现将高频电波转换成高频的机械震荡，有足够的功率可以将液体（即使是粘稠的）均匀雾化，即考虑最小化能量衰减，又考虑了与喷嘴其他部件的形位误差的精确可控，振型的可靠均匀，保证雾化的均与，同时为具有很好的雾化造型提供很好可扩展性。

技术领域

本发明涉及涉及一种压电超声雾化喷嘴，特别是涉及用于高端精密的喷涂（比如电子与医药），属于压电功率超声雾化领域。

背景技术

目前的压电超声雾化喷嘴通常采用低频纵波的方式（朗之万换能器的形式），超声的震荡频率通常是在高于人耳所能感觉的频率（通常是20Hz以上），因为压电超声雾化有着及均与的颗粒分布特性，这也是目前发现可实现的最均匀的颗粒度分布的雾化方式，同时压电超声雾化的颗粒度服从严格的数学公式，因此有着很好的可追溯特性，这就为实现精密可控的喷涂提供了可能，因此在精密喷涂领域，比如电子芯片制造行业、太阳能制作行业、精密医药、精密化工行业有着广阔的应用前景, 这一技术一直属于前卫技术。

目前精密的压电超声雾化喷嘴产品及系统基本为世界一两个公司所垄断，这里面所面临的技术屏障主要有三个：1、是稳定可靠的电源及喷嘴；2、是喷嘴雾化均匀一致性；3、是雾化的造型技术；在这三项中，雾化的造型技术是最为关键的，因此又细分成nozzle型（就是液从中间孔出）和非nozzle型（就是没有中间液孔，液从旁边单独供液管加入），不管是nozzle型还是非nozzle型都有其技术的局限性；因为压电超声振子的安装夹持方式对其振幅及振型的影响很大。

以前的技术中大多是采用弹性柔性支撑压电换能器，或者在节点处做专门的安装固定，这将带来一系列问题，采用弹性柔性的支撑虽然可以很好的减少震荡能量的损失，但是其形位的准确性将受到影响，毕竟压电超声雾化喷嘴作为一个整体产品，除了压电换能器外还需要其他的辅组零件，这些辅组零件与压电换能器共同构成了一个完整的压电喷嘴。采用在节点处做专门的固定安装也会有一系列问题：因为压电换能器的频率自身是有变化的，因此节点实际位置也会变化，另外节点安装为了迎合节点，必须将压电换能器的螺杆做的很长，这在高频的压电换能结构中，是很难实现的一个工艺障碍，因为高频压电换能器的陶瓷片尺寸很小，所以换能器的螺杆会很细（有时只能做到M3或M4）,而这么细的螺杆中间还要打通孔，因此加工难度很大。另外因为以前工艺即使在节点夹持，其夹持点的外径也很小，通常并不大于换能器的雾化平面，因此能量的衰减其实也不小。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种压电超声雾化喷嘴，能够是其中的换能器有很小的能量衰减，同时又可保证很好安装精度，为喷嘴后续的雾化造型及雾化均匀性提供很好的保障。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种压电超声换能雾化喷嘴,由螺栓式主体结构的换能器、换能器安装基座、换能器保护外罩及一些密封及电学部件组成，其中螺栓式的换能器主体一端有端面，有端面的一端以圆柱的形式延伸，并且以缩颈阶梯形式延伸，而在延伸端的最远端是一个平坦的小圆柱面（该面就是雾化平面）。位于螺栓的另一侧是一个阶梯形式的压紧螺母，该螺母较小圆柱端带有外螺纹；环形的压电陶瓷片则通过阶梯形式的压紧螺母压紧到螺栓式结构换能器的圆柱端面上。阶梯形式的压紧螺母的小圆柱外螺纹端刚性的拧紧到一个安装基座上，压紧螺母小圆柱端的根部有一段柱面没有外螺纹，用于套橡胶O型圈，橡胶O型圈只在锁紧螺母的小圆柱的径向端与安装基座的内孔无螺纹段密封；基座上的外螺纹安装一个换能器保护罩，用于隔绝换能器与外界的作用。螺栓式换能器的的螺栓埋在阶梯式压紧螺母，因此在阶梯式压紧螺母内部可含有带通孔的顶丝和弹性胶垫，通过顶丝定紧胶垫起到密封的作用。