一种压电超声雾化器制造技术

本发明专利技术公开了一种压电超声雾化器，包括相互连接的金属膜片和压电陶瓷环片，其中，压电陶瓷环片的外径小于或者等于金属膜片的直径，金属膜片上位于压电陶瓷环片通孔区域内设有一组雾化孔，所述的一组雾化孔中的雾化孔的纵截面呈锥形，其朝向通孔的一端开口直径小于另一端的开口直径，并且任意相邻的三个雾化孔的间距相同或十分接近。雾化孔满足0.7d1<χ<1.2d1，并且雾化孔区域的面积满足A1=（30%~45%）S，其中，d1为雾化孔背离通孔的开口的直径，χ为所述任意相邻的三个雾化孔的间距，A1为雾化孔背离通孔的开口的总面积，S为雾化孔分布区域面积。本发明专利技术的压电陶瓷超声雾化器避免了因雾化器设计存在的盲目性而使雾化效果不稳定的问题，并相对延长雾化器的使用寿命，减小了使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种雾化器，用于对液体进行运送、传输，尤其涉及利用压电陶瓷来进行超声雾化的雾化器。
技术介绍
将液体打散转化为雾状小液滴的过程称为雾化，其实际是一种能量转化过程，将输入的电能转化为小液滴的机械能以及同时产生的其他形式的能量，比如热能。现有使用的压电陶瓷超声雾化器(如附图1和附图2所示)，其金属膜片上雾化孔的分布参数与排列方式缺乏一定的规律性，雾化器中雾化孔的设计中存在一定的盲目性，这不可避免的使雾化器最终的工作效果存在着一定的不稳定性。例如，当雾化器输入的能量给定时，雾化孔间距X设计的过小、雾化孔数n过大使分配给每个雾化孔的能量减少，雾化效果降低。同时因雾化孔间距X过小，雾化孔分布区域内会出现严重的应力集中和应力疲劳，造成雾化器使用寿命缩短、雾化装置使用成本相对增加；反之，当雾化孔间距X设计的过大、雾化孔数n过小，则参与雾化过程的孔数过少，能量利用率低，雾化效果也不理想。由此可见，雾化器中雾化孔的设计对雾化器的工作状态的稳定与否起着至关重要的作用，需要提出一种合理的雾化孔分布参数与排列方案。
技术实现思路
技术问题 本专利技术要解决的技术问题是提供一种对雾化孔进行特殊布置及排列的压电超声雾化器，提高雾化器的能量利用率，增大雾化量，提高雾化效果，并相对延长雾化器的使用寿命，相对减小雾化装置的使用成本。技术方案为了解决上述的技术问题，本专利技术的压电超声雾化器包括相连接的金属膜片和压电陶瓷环片，其中，压电陶瓷环片的外径小于或者等于金属膜片的直径，金属膜片位于压电陶瓷环片的通孔的区域具有一组雾化孔，所述的一组雾化孔中的各雾化孔的纵截面呈锥形，即其朝向通孔的一端开口直径小于另一端的开口直径，并且任意相邻的三个雾化孔的间距相同，或者三个雾化孔之间的间距十分接近。本专利技术的压电超声雾化器整体采用通常的结构，其金属膜片和压电陶瓷环片通过粘结或焊接的方式结合在一起，压电陶瓷环片中间有一个通孔，在金属膜片相应的区域密集地开设有雾化孔，其中，各雾化孔采用一端开口小、另一端开口稍大的结构。更进一步地，所述的任意相邻的三个雾化孔的设置满足0.Td1 < X < 1.2屯，并且A1 = (30% 45% )S，其中，Cl1为雾化孔背离通孔的开口的直径即雾化孔稍大一端开口的直径，X为所述任意相邻的三个雾化孔的间距即相邻雾化孔稍大一端开口边缘之间的距离，A1为雾化孔背离通孔的开口的总面积，S为雾化孔分布区域面积。本专利技术的技术方案中，各雾化孔间距基本一致(即X1 X2 X3 X)，每相邻的三个雾化孔之间雾化孔圆心连接成一个近似为正三角形，其具体分布参数与排列方式的要求是通过能量利用率与雾化孔的结构参数及分布参数的关系推理出来的。有益效果本专利技术的压电超声雾化器避免了因雾化器设计存在的盲目性而使雾化效果不稳定的问题。同时本专利技术还可以有助于提高雾化器的能量利用率，增大雾化量，提高雾化效果，并相对延长雾化器的使用寿命，相对减小雾化装置的使用成本。附图说明图1压电陶瓷超声雾化器结构及原理示意图；图2现有的压电陶瓷超声雾化器中各结构单元的分布示意图；图3现有的压电陶瓷超声雾化器中雾化孔间分布参数示意图；图4压电陶瓷超声雾化器雾化孔的结构参数示意图；图5本专利技术的压电超产雾化器中雾化孔分布区域内雾化孔数分布的两种极限情况示意图，其中(a)为一种极限情况A示意图，(b)为另一种极限情况B示意图；图6本专利技术的压 电超声雾化器中雾化孔间分布参数示意图；图7本专利技术的压电超声雾化器中各结构单元分布示意图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术进行进一步说明。首先，结合图1和图2对压电陶瓷雾化器的工作原理进行描述。金属膜片I中心区域有一分布着密集微小雾化孔3的区域，雾化孔3分布区域外为压电陶瓷环片2，金属膜片I和压电陶瓷环片2分别与交流电源正负极相接，输入的电压值为U，输入的交流电频率为f。根据交流电的能量计算公式可得，交流电供给的能量E与电压值U，输入频率f的平方成正比，即E = kUf2(其中k为系数)。在实际工作中输入电压值U是给定的，那么可以确定输入的能量取决于输入频率f 的大小。由压电陶瓷超声雾化器工作原理可知输入的交流电频率f与雾化器的固有频率相等。而雾化器的固有频率由雾化器的整体结构参数决定，因雾化孔3极其微小，雾化孔区域3中雾化孔参数(包括雾化孔的大孔端直径Cl1、小孔端直径d2、轴向长度t、雾化孔之间的相对间距X、雾化孔的数目n、大孔总面积A1以及小孔总面积4)对雾化器的固有频率影响不大，可以视为一个定值。U给定、输入交流电的频率也为定值，根据E = kUf2可以发现交流电输入的能量E是一定的。如图3，4所示，雾化孔3的轴向长度t 一般由金属膜片的中心区域厚度决定，是一个定值。雾化孔3的小孔直径d2取决于雾化所需的小液滴大小，为一个定值。当t、d2确定时，雾化孔3的大孔直径Cl1受制于雾化孔的最优锥角9，也是一个定值。根据公式A = np (^)2，d —定，孔数n越大，雾化孔总面积也越大，雾化孔的间距X越小，所以对雾化孔的设计只需要如何确定雾化孔的数目n，但因雾化孔数n与雾化孔间距X是相互关联的，在实际设计中对雾化孔数n的设计可以转化为对雾化孔间距X的确定。根据上述输入能量E与雾化孔孔数n的关系，可先以能量的转化效率为线索来确定雾化孔的设计方法。当输入的能量E—定，n可变，则必定n有一个合理的选择范围。如图5(a)所示，当n小于某个值(nmin)时，参与雾化作用的孔数有限，造成雾化效果不佳、雾化量不大。另外，雾化作用消耗的能量少，有大量的能量转化为热能，能量利用率不高；反之，如图5(b)所示，当n大于某个值(n_)时，因为参与雾化孔的孔数过多，而输入的能量E有限，这样分配给每个雾化孔的能量相对减小，雾化效果可能降低。同时，雾化孔数过多使雾化孔间距X太小，雾化孔区域内容易出现应力集中，在高频振动的工作状态下，应力集中区域很容易出现疲劳损坏，进而造成雾化器的使用寿命缩短，使用成本提高。故雾化孔数n过大或过小均是不合适的。根据雾化孔数n的设计要求，因雾化孔数n与雾化孔间距X相关，所以在实际中只需要在设计中确定雾化孔间距X。根据以上的原理，如图6、图7所示，本实施例的压电超声雾化器包括相连接的金属膜片I和压电陶瓷环片2，其中，压电陶瓷环片2的外径小于或者等于金属膜片I的直径，金属膜片I位于压电陶瓷环片2的通孔4的区域具有一组雾化孔3，所述的一组雾化孔3中的雾化孔的纵截面呈锥形，其朝向通孔4的一端开口直径小于另一端的开口直径，并且任意相邻的三个雾化孔的间距相同或十分接近。所述的任意相邻的三个雾化孔的设置满足0.Td1 < X < 1.2屯，并且雾化孔区域的面积满SA1 = (30% 45% ) S，其中，Cl1为雾化孔3背离通孔4的开口的直径，X为所述任意相邻的三个雾化孔的间距，A1为雾化孔3背离通孔4的开口的总面积，S为雾化孔分布区域面积。此种结构的雾化器雾化效果是比较理想的，雾化孔分布区域内也不会出现大的应力集中和应力疲劳，避免了现阶段中因雾化孔设计的盲目性造成的雾化效果不稳定 、雾化器使用寿命缩短等问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电超声雾化器，包括相互连接的金属膜片（1）和压电陶瓷环片（2），其中，压电陶瓷环片（2）的外径小于或者等于金属膜片（1）的直径，金属膜片（1）上位于压电陶瓷环片（2）通孔（4）区域内设有一组雾化孔（3），其特征在于，所述的一组雾化孔（3）中的雾化孔的纵截面呈锥形，其朝向通孔（4）的一端开口直径小于另一端的开口直径，并且任意相邻的三个雾化孔的间距相同。

【技术特征摘要】
1.一种压电超声雾化器，包括相互连接的金属膜片(I)和压电陶瓷环片(2)，其中，压电陶瓷环片(2)的外径小于或者等于金属膜片(I)的直径，金属膜片(I)上位于压电陶瓷环片(2)通孔(4)区域内设有一组雾化孔(3)，其特征在于，所述的一组雾化孔(3)中的雾化孔的纵截面呈锥形，其朝向通孔(4)的一端开口直径小于另一端的开口直径，并且任意相邻的三个雾化孔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建辉，
申请(专利权)人：南京长辉机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：