具有声学聚焦装置的超声雾化器制造方法及图纸

本公开提供了“具有声学聚焦装置的超声雾化器”。一种用于涂敷涂层的雾化器，包括喷嘴板、执行器和声学聚焦装置。所述喷嘴板限定至少一个孔。所述执行器被配置成振荡以在流体内形成压力波，从而从所述喷嘴板喷射所述流体。所述声学聚焦装置使所述压力波朝向所述孔聚焦。

Ultrasonic nebulizer with acoustic focusing device

【技术实现步骤摘要】
具有声学聚焦装置的超声雾化器
本公开涉及高容量涂覆设备，并且更具体地涉及具有聚焦装置的流体雾化器。
技术介绍
本部分中的说明仅仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。在大批量生产环境中利用涂层(例如，底漆、底涂层、透明涂层等)涂覆机动车辆(例如，车架、车身、面板等)涉及大量的资金成本，不仅用于涂敷和控制涂层，还用于用以捕获过喷喷涂物(overspray)的设备。过喷喷涂物可以高达离开涂敷器的涂层的40％，或者换句话说，所购买和涂敷的涂层有高达40％被浪费(即，转移效率为约60％)。在建造喷漆车间时，捕获过喷喷涂物的设备涉及大量资金费用，包括使过喷喷涂物向下通过喷漆室的大型空气处理系统，在喷漆室地板下流动以捕获过喷喷涂物的连续水流的结构，过滤系统和治理等。此外，操作设备的成本很高，因为必须调节流过喷漆室的空气(以大于每分钟200,000立方英尺的速度流动)，必须保持水流，必须提供压缩空气，并且应用复杂的静电学以提高转移效率。利用已知的生产设备，液体涂层通过喷嘴雾化，所述喷嘴包括旋转钟罩，所述旋转钟罩基本上是旋转盘或碗状物，其以每分钟约20,000-80,000转旋转。液体通常从旋转盘表面上的环形缝隙喷射，并且经由离心力朝向钟罩的边缘推动。然后，液体在钟罩的边缘处形成带状物，并且然后形成液滴。尽管该设备用于其预期目的，但是由于其设计而出现各种问题。首先，液体涂层的动量大部分是横向的，这表示它在平行于车辆而不是朝向车辆的方向上移动。为了补偿这种运动，施加成形空气，所述成形空气使液滴朝向车辆重新定向。此外，使用静电学将液滴引导朝向车辆。液滴具有相当宽的尺寸分布，这可能引起外观问题。超声雾化是产生具有窄尺寸分布的液滴的有效手段，所述液滴具有垂直于涂敷器表面(例如，朝向车辆的表面)的液滴动量。然而，粘性涂层可能需要从用于超声雾化的小孔径尺寸喷射大量能量。本公开解决了与传统的大批量生产喷漆室操作相关联的这些问题。
技术实现思路
本部分提供对本公开的总体概述并且不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。在一种形式中，一种用于涂敷涂层的雾化器包括喷嘴板、执行器和声学聚焦装置。所述喷嘴板限定至少一个孔。所述执行器被配置成使所述喷嘴板振荡以在流体内形成压力波，从而从所述喷嘴板喷射流体。所述声学聚焦装置被配置成使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦。在本公开的各种替代形式中：所述声学聚焦装置是声学反射器，所述声学反射器具有面向所述喷嘴板的凹形侧面；所述声学聚焦装置的焦点位于所述至少一个孔处；所述至少一个孔是多个孔；所述声学聚焦装置使压力波朝向所述多个孔聚焦；所述雾化器还包括多个所述声学聚焦装置，每个声学聚焦装置使所述压力波朝向所述孔中相应的一个孔聚焦；所述雾化器还包括多个所述喷嘴板和多个所述执行器，每个执行器被配置成使所述喷嘴板中相应的一个喷嘴板振荡，其中所述雾化器包括多个声学聚焦装置，每个声学聚焦装置与所述喷嘴板中相应的一个喷嘴板相关联；所述执行器与所述喷嘴板一体形成；所述执行器是压电材料。在另一种形式中，一种用于涂敷涂层的雾化器包括喷嘴板、执行器和声学聚焦装置。所述喷嘴板限定至少一个孔。所述执行器被配置成使流体振荡以在所述流体中形成压力波。所述声学聚焦装置设置在所述执行器和所述喷嘴板之间并且被配置成使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦。在本公开的各种替代形式中：所述声学聚焦装置是声学透镜，所述声学透镜具有面向所述至少一个孔的凹形侧面；所述声学聚焦装置被配置成使得通过所述声学聚焦装置的声速沿着所述声学聚焦装置变化，以使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦；所述声学聚焦装置包括设置成平行于所述喷嘴板的平面体，通过所述平面体的所述声速贯穿所述平面体变化，以使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦；所述声学聚焦装置的密度沿着所述声学聚焦装置变化，以使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦；所述至少一个孔是多个孔；所述声学聚焦装置使所述压力波朝向所述多个孔聚焦；所述雾化器还包括多个声学聚焦装置，每个声学聚焦装置使所述压力波朝向所述孔中相应的一个孔聚焦；所述雾化器还包括多个所述喷嘴板和多个所述执行器，每个执行器被配置成使所述喷嘴板中相应的一个喷嘴板振荡，其中所述雾化器包括多个声学聚焦装置，每个声学聚焦装置与所述喷嘴板中相应的一个喷嘴板相关联。在又一种形式中，一种用于涂敷涂层的雾化器包括喷嘴板、执行器和贮存器。所述喷嘴板限定孔。所述执行器与所述喷嘴板间隔开。所述贮存器在所述喷嘴板和所述执行器之间。所述执行器被配置成振荡以通过所述贮存器中的流体形成压力波。所述执行器被成形为使所述压力波聚焦，使得所述压力波随着更加靠近所述喷嘴板而变得更聚焦。在本公开的各种替代形式中的一种中：所述执行器是具有弯曲形状的压电元件，所述弯曲形状具有朝向所述喷嘴板的焦点。另外的应用领域将根据本文提供的描述而变得显而易见。应当理解，描述和具体示例旨在仅出于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过示例的方式描述其各种形式，在附图中：图1是根据本公开的教导的示例性涂层喷涂系统的平面视图；图2示意性地描绘了图1的喷涂系统的涂敷器的平面视图，所述涂敷器具有根据本公开的教导的微型涂敷器阵列；图3示意性地描绘了图2的涂敷器的一部分，示出微型涂敷器中的一个微型涂敷器；图4示意性地描绘了图3中的截面4-4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有声学聚焦装置的喷嘴；图5示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第二结构的声学聚焦装置的喷嘴；图6示意性地描绘了图5的侧剖视图的一部分；图7示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第三结构的声学聚焦装置的喷嘴；图8示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第四结构的声学聚焦装置的喷嘴；图9示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第五结构的声学聚焦装置的喷嘴；图10示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第六结构的声学聚焦装置的喷嘴；图11示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第七结构的声学聚焦装置的喷嘴；并且图12示意性地描绘了类似于图4的侧剖视图，示出了根据本公开的教导的具有第八结构的声学聚焦装置的喷嘴。本文所描述的附图仅出于说明的目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，而并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，相应的附图标记指示相似的或相应的零件和特征。提供了示例以将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，诸如具体部件的类型、设备和方法，以提供对本公开的变型的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，并且本文提供的示例可以包括替代实施例，而并不旨在限制本公开的范围。在一些示例中，没有详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术。本公开提供了用于在高产量环境中控制对机动车辆涂敷涂料的各种装置、方法和系统，其减少过喷喷涂物并提高涂料的转移效率。应当理解，对机动车辆的引用仅仅是示例性的，并且根据本公开的教导，也可以对其他物体(诸如工业设备和器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涂敷涂层的雾化器，所述雾化器包括：喷嘴板，所述喷嘴板限定至少一个孔；执行器，所述制动器被配置成振荡以在流体内形成压力波，从而从所述至少一个孔喷射所述流体；和声学聚焦装置，所述声学聚焦装置被配置成使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦。

【技术特征摘要】
2018.01.30 US 62/624,013;2018.12.06 US 16/211,3241.一种用于涂敷涂层的雾化器，所述雾化器包括：喷嘴板，所述喷嘴板限定至少一个孔；执行器，所述制动器被配置成振荡以在流体内形成压力波，从而从所述至少一个孔喷射所述流体；和声学聚焦装置，所述声学聚焦装置被配置成使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦。2.如权利要求1所述的雾化器，其中所述执行器被配置成使所述喷嘴板振荡。3.如权利要求2所述的雾化器，其中所述声学聚焦装置是声学反射器，所述声学反射器具有面向所述喷嘴板的凹形侧面。4.如权利要求2所述的雾化器，其中所述执行器与所述喷嘴板一体形成。5.如权利要求1所述的雾化器，其中所述声学聚焦装置设置在所述执行器和所述喷嘴板之间，并且被配置成使所述压力波朝向所述至少一个孔聚焦。6.如权利要求5所述的雾化器，其中所述声学聚焦装置是声学透镜，所述声学透镜具有面向所述至少一个孔的凹形侧面。7.如权利要求5所述的雾化器，其中所述声学聚焦装置是声学透镜，所述声学透镜具有设置成平行于所述喷嘴板的平面体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘婉娇，凯文·理查德·约翰·埃尔伍德，马克·爱德华·尼克尔斯，克里斯多夫·迈克尔·佐伊贝特，斯科特·亚当斯，
申请(专利权)人：福特汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国,US