本发明专利技术公开了一种采样聚焦复合喷头装置，包括用以供气溶胶流体流入的上端盖、与上端盖贴合用以加速气溶胶流体的加速喷嘴组件、与加速喷嘴组件配合连接的收口喷嘴组件和连接收口喷嘴组件且用以将气溶胶流体喷出的喷嘴底座；上端盖开设有入口通道；加速喷嘴组件与收口喷嘴组件之间配合形成用以采样的第一腔体，第一腔体的侧壁设有采样孔；喷嘴底座设有用以将气溶胶流体喷出的出口通道，收口喷嘴组件与喷嘴底座之间形成用以将气溶胶流体聚集至所述出口通道的进气通道。本发明专利技术还公开了一种具有上述采样聚焦复合喷头装置的气溶胶直写打印设备。上述采样聚焦复合喷头装置解决了碰撞采样器到喷头之间的堵塞问题，提高了气溶胶直写打印设备的工作效率。
Aerosol direct writing printing equipment and its sampling and focusing compound nozzle device
【技术实现步骤摘要】
气溶胶直写打印设备及其采样聚焦复合喷头装置
本专利技术涉及气溶胶直写打印
，特别涉及一种采样聚焦复合喷头装置。本专利技术还涉及一种具有上述采样聚焦复合喷头装置的气溶胶直写打印设备。
技术介绍
气溶胶(aerosol)由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点，其大小为0.001～100微米，分散介质为气体。液体气溶胶通常称为雾，固体气溶胶通常称为雾烟。气溶胶直写打印工艺是将气溶胶以直写的形式有序地沉积在基底上，如图1所示在工艺过程中涉及到了三个基本步骤：雾化器01雾化产生气溶胶流；虚拟碰撞采样器02对气溶胶流进行采样；在喷头处被鞘气流聚焦成细直线。首先往雾化器01中通入高压气流，将雾化器01中的液态物质雾化成许多直径为2～5微米的小液滴，形成了气溶胶态的混合气流；然后该气溶胶流进入到虚拟碰撞采样器02中，同时在碰撞采样器02的两端进行低压抽气，利用不同分子间的惯性差异，把其中惯性比较小的气体分子抽离出来，大多数分散的小液滴因惯性大而直接进入到碰撞采样器02的输出端，从而被筛选出来，这样就可以得到更加黏稠的气溶胶流体，这一步骤的目的就是为了提高气溶胶流的密度和浓度；最后该流体通向喷头，被环绕在四周的辅助气流冲击之后，汇聚成了一条细流束，达到了聚焦的效果，可以直接打印在基底上。同时，辅助气流的聚焦功能也起到了防止喷头被堵塞的作用。一般距离基底的打印高度范围是2～5毫米，最高打印精度可达10微米。气溶胶直写打印工艺常常被应用于制备平板显示屏、燃料电池以及微纳传感器等电子设备，其优点是：步骤简单；占地面积小；低成本；无污染；可制备刚/柔性件。不过气溶胶在管道运输的过程中会粘附在管壁上，造成了沿程损失，尤其是碰撞采样器02到喷头的这一段运输，因为气溶胶的密度和浓度都变大，粘性变强，在管道运输的过程中会有更多的液滴颗粒团聚在一起，黏附在管壁上。这样的现象不仅降低了材料的利用率，造成浪费，更是很有可能会堵塞管道，阻碍气溶胶流的流通。所以为了降低成本，避免出现浪费和故障等现象。因此，如何解决气溶胶直写打印设备的碰撞采样器02到喷头之间的堵塞问题，成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采样聚焦复合喷头装置，上述装置能够有效解决碰撞采样器到喷头之间的堵塞问题。本专利技术的另一目的是提供一种具有上述采样聚焦复合喷头装置的气溶胶直写打印设备。为实现上述目的，本专利技术提供一种采样聚焦复合喷头装置，用于气溶胶直写打印设备，包括用以供气溶胶流体流入的上端盖、与所述上端盖贴合用以加速气溶胶流体的加速喷嘴组件、与所述加速喷嘴组件配合连接的收口喷嘴组件和连接所述收口喷嘴组件且用以将气溶胶流体喷出的喷嘴底座；所述上端盖开设有入口通道；所述加速喷嘴组件与所述收口喷嘴组件之间配合形成用以采样的第一腔体，所述第一腔体的侧壁设有采样孔；所述喷嘴底座设有用以将气溶胶流体喷出的出口通道，所述收口喷嘴组件与所述喷嘴底座之间形成用以将气溶胶流体聚集至所述出口通道的进气通道。可选地，还包括设于所述入口通道的第一快插接头和设于所述采样孔的第二快插接头。可选地，所述加速喷嘴组件设有连接所述入口通道的加速喷嘴和固定所述加速喷嘴的第一固定盘。可选地，所述加速喷嘴包括连接所述入口通道的渐缩段和连接所述渐缩段的等径段；所述渐缩段的始端的直径不小于所述入口通道的直径，所述等径段的直径等于所述渐缩段的末端的直径。可选地，所述收口喷嘴组件包括设于外周的套筒部和设于所述套筒部的中段的收口喷嘴，所述收口喷嘴通过第二固定盘内接于所述套筒部且所述第二固定盘将所述套筒部分割为上下两个无盖空腔。可选地，位于所述第二固定盘上方的所述无盖空腔与所述第一固定盘配合形成所述第一空腔，所述采样孔设于所述套筒部的侧壁。可选地，所述入口通道、所述加速喷嘴、所述收口喷嘴和所述出口通道的轴线重合。可选地，所述上端盖、所述第一固定盘和所述第二固定盘均为相互配合的圆盘状。可选地，所述收口喷嘴的下部呈自所述第二固定盘至所述收口喷嘴的末端延伸的倒锥型；所述喷嘴底座包括用以伸入位于所述第二固定盘下方的所述无盖空腔的凸台，所述凸台开设与所述收口喷嘴配合的倒锥型槽，所述倒锥型槽与所述收口喷嘴的下部形成所述进气通道；所述套筒部的侧壁开设连接所述进气通道的进气孔，所述进气孔设有第三快插接头。本专利技术还提供一种气溶胶直写打印设备，包括上述任一项所述的采样聚焦复合喷头装置，还包括连接所述入口通道、用以向所述入口通道提供气溶胶流体的雾化器。相对于上述
技术介绍
，本专利技术所提供的采样聚焦复合装置包括上端盖、加速喷嘴组件、收口喷嘴组件和喷嘴底座。上端盖开设入口通道供气溶胶进入，加速喷嘴组件和收口喷嘴组件形成第一腔体，在第一腔体的侧壁开设采样孔进行抽气采样，加速喷嘴组件一方面起到对气溶胶的加速作用，另一方面和收口喷嘴组件配合替代碰撞采样器实现采样功能；喷嘴底座设有出口通道，收口喷嘴组件和喷嘴底座之间形成进气通道，通过向进气通道泵入空气实现将气溶胶聚集至出口通道替代聚焦喷嘴实现将气溶胶聚集的功能。上述采样聚焦复合喷头装置将采样功能和聚集功能的部件集成为一体，省略了采样部件到聚集部件之间的管道运输，有效缩短了气溶胶流体的运输路径，极大减少了沿程损失，避免出现材料浪费和管道堵塞的问题，提供了气溶胶直写打印设备的工作效率。且上述集成化的设计节约了整体占用空间，提高了空间利用率且有助于缩小气溶胶直写打印设备的体积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中气溶胶直写打印设备的工作原理图；图2为本专利技术实施例所提供的采样聚焦复合喷头装置的设计原理图；图3为本专利技术实施例所提供的采样聚焦复合喷头装置的直观图；图4为图3的正视图；图5为图4的剖视图；图6为图5中上端盖的直观图；图7为图6的剖视图；图8为图5中加速喷嘴组件的直观图；图9为图8的剖视图；图10为图5中收口喷嘴组件的直观图；图11为图10的剖视图；图12为图5中喷嘴底座的直观图；图13为图12的剖视图。其中：01-雾化器、02-碰撞采样器、03-聚焦喷头、1-上端盖、2-加速喷嘴组件、21-加速喷嘴、22-第一固定盘、3-收口喷嘴组件、31-套筒部、32-第二固定盘、33-收口喷嘴、4-喷嘴底座、41-凸台、5-入口通道、6-出口通道、7-采样孔、8-进气通道、9-进气孔、10-第一快插接头、11-第二快插接头、12-第三快插接头。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心在于将实现采样功能的部件和实现将气溶胶聚集喷出功能的部件集成为一体，取代传统的碰撞采样器02和聚焦喷头03，省去了碰撞采样器02和聚焦喷头03之间的连接管道，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采样聚焦复合喷头装置，用于气溶胶直写打印设备，其特征在于，包括用以供气溶胶流体流入的上端盖(1)、与所述上端盖(1)贴合用以加速气溶胶流体的加速喷嘴组件(2)、与所述加速喷嘴组件(2)配合连接的收口喷嘴组件(3)和连接所述收口喷嘴组件(3)且用以将气溶胶流体喷出的喷嘴底座(4)；所述上端盖(1)开设有入口通道(5)；所述加速喷嘴组件(2)与所述收口喷嘴组件(3)之间配合形成用以采样的第一腔体，所述第一腔体的侧壁设有采样孔(7)；所述喷嘴底座(4)设有用以将气溶胶流体喷出的出口通道(6)，所述收口喷嘴组件(3)与所述喷嘴底座(4)之间形成用以将气溶胶流体聚集至所述出口通道(6)的进气通道(8)。
【技术特征摘要】
1.一种采样聚焦复合喷头装置，用于气溶胶直写打印设备，其特征在于，包括用以供气溶胶流体流入的上端盖(1)、与所述上端盖(1)贴合用以加速气溶胶流体的加速喷嘴组件(2)、与所述加速喷嘴组件(2)配合连接的收口喷嘴组件(3)和连接所述收口喷嘴组件(3)且用以将气溶胶流体喷出的喷嘴底座(4)；所述上端盖(1)开设有入口通道(5)；所述加速喷嘴组件(2)与所述收口喷嘴组件(3)之间配合形成用以采样的第一腔体，所述第一腔体的侧壁设有采样孔(7)；所述喷嘴底座(4)设有用以将气溶胶流体喷出的出口通道(6)，所述收口喷嘴组件(3)与所述喷嘴底座(4)之间形成用以将气溶胶流体聚集至所述出口通道(6)的进气通道(8)。2.根据权利要求1所述的采样聚焦复合喷头装置，其特征在于，还包括设于所述入口通道(5)的第一快插接头(10)和设于所述采样孔(7)的第二快插接头(11)。3.根据权了要求2所述的采样聚焦复合喷头装置，其特征在于，所述加速喷嘴组件(2)设有连接所述入口通道(5)的加速喷嘴(21)和固定所述加速喷嘴(21)的第一固定盘(22)。4.根据权利要求3所述的采样聚焦复合喷头装置，其特征在于，所述加速喷嘴(21)包括连接所述入口通道(5)的渐缩段和连接所述渐缩段的等径段；所述渐缩段的始端的直径不小于所述入口通道(5)的直径，所述等径段的直径等于所述渐缩段的末端的直径。5.根据权利要求4所述的采样聚焦复合喷头装置，其特征在于，所述收口喷嘴组件(3)包括设于外周的套筒部(31)和设于所述套筒部(31...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄力雄，王晗，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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