[发明专利]一种微型水滴发生器

摘要

本发明公开了一种微型水滴发生器，该水滴发生器用于实现在地面冰风洞中产生单个或是多个水滴，为研究水滴在高速运动过程中形变、破碎、温度和速度的变化以及对机翼的撞击特性等提供帮助。该水滴发生器的设计是基于Rayleigh不稳定原理的。本发明的水滴发生器包括压电装置、引水管和中部壳体以及精密针头等零件。在频率发生器提供的脉冲信号作用下，第一压电振动器在液体腔中产生声压力波，声压力波与精密针头出口处的液体自由弯月面相互作用而产生单个液滴喷射；第二压电振动器产生弯曲振动与液体相互作用产生压力波，使得精密针头出口处产生连续的等直径水滴。

主权项

一种微型水滴发生器，其特征在于：该水滴发生器包括有顶盖(1)、中部壳体(2)、底盖(3)、第一压电振动器(4)、第二压电振动器(5)、针头夹具(6)、针头(6A)、引水管(6B)、密封圈(7)、套筒(8)；套筒(8)为硅胶材料，密封圈(7)为聚四氟乙烯；顶盖(1)的上表面为光整板面(11)，顶盖(1)的下表面设有外圆环(12)、内圆台(13)，外圆环(12)与内圆台(13)之间是凹槽(14)；该凹槽(14)用于放置中部壳体(2)的凸台(24)；外圆环(12)上设有C通孔(121)、圆形槽(122)；该C通孔(121)与A螺纹孔(211)同轴，且通过一螺钉实现顶盖(1)与中部壳体(2)上端的连接；该圆形槽(122)用于引水管(6B)穿过；内圆台(13)上设有D通孔(131)、E通孔(132)；D通孔(131)与E通孔(132)分别用于第一压电振动器(4)上的正电极(43)、负电极(44)穿过；中部壳体(2)上设有上台体(21)、下台体(22)，上台体(21)与下台体(22)之间是凹槽环(23)，上台体(21)上方设有凸台(24)；中部壳体(2)的中心为锥形通道(25)、圆形通道(26)，锥形通道(25)在圆形通道(26)的上方；上台体(21)的端面上设有A螺纹孔(211)；下台体(22)的圆柱面上设有A通孔(221)，该A通孔(221)用于放置第二压电振动器(5)；凸台(24)的圆柱面上设有B通孔(241)，该B通孔(241)用于放置引水管(6B)；凸台(24)的内圆柱面上设有内圆台(242)，该内圆台(242)用于支撑第一压电振动器(4)；圆形通道(26)用于放置套筒(8)，套筒(8)的上下两端分别套装有上套圈(8A)、下套圈(8B)；锥形通道(25)和圆形通道(26)构成液体腔；底盖(3)的上表面为光整板面(31)，底盖(3)的下方设有锥形圆台(32)，锥形圆台(32)的中心设有F通孔(321)，该F通孔(321)用于放置微形针头(6A)；底盖(3)的外缘上设有G通孔(311)；底盖(3)与中部壳体(2)的下台体(22)之间套接有聚四氟乙烯密封圈(7)；第一压电振动器(4)包括有氧化锂铌压电片(41)和薄铜片(42)、正电极(43)、负电极(44)、以及两个起固定作用的聚四氟乙烯上垫圈(4A)、下垫圈(4B)，薄铜片(42)安装在上垫圈(4A)与下垫圈(4B)之间，氧化锂铌压电片(41)与薄铜片(42)粘结在一起，正电极(43)与负电极(44)连接在氧化锂铌压电片(41)上；氧化锂铌压电片(41)和薄铜片(42)、正电极(43)和负电极(44)装配在一起构成压电模块；下垫圈(4B)安装在中部壳体(2)的内圆台(242)上；第二压电振动器(5)包括有结构相同的左压电模块和右压电模块；左压电模块由A压电片(51)、正电极(53)、负电极(54)和A电极座(57)构成，A电极座(57)上设有两个供正电极(53)、负电极(54)通过的通孔，正电极(53)与负电极(54)焊接在A压电片(51)的一端面上，A压电片(51)的另一端面粘接在套筒(8)上，正电极(53)、负电极(54)分别穿过A电极座(57)上的两个通孔后，与外部的频率发生器连接；右压电模块由B压电片(52)、正电极(55)、负电极(56)和B电极座(58)构成，B电极座(58)上设有两个供正电极(55)、负电极(56)通过的通孔，正电极(55)与负电极(56)焊接在B压电片(52)的一端面上，B压电片(52)的另一端面粘接在套筒(8)上，A压电片(51)与B压电片(52)对称粘接在套筒(8)上；正电极(55)、负电极(56)分别穿过B电极座(58)上的两个通孔后，与外部的频率发生器连接；A电极座(57)与B电极座(58)的结构相同，A压电片(51)与B压电片(52)结构相同；针头夹具(6)的外部为圆柱形，针头夹具(6)的上方中心设计成锥形通道(61)，针头夹具(6)的下方用于安装针头(6A)。