一種渦旋散射型超聲波噴頭的製作方法
2023-05-18 03:47:46
一種渦旋散射型超聲波噴頭的製作方法
【專利摘要】一種渦旋散射型超聲波噴頭，其包括換能器、外殼前蓋、外殼後蓋、電氣接頭、進氣口、氣流室外殼，所述換能器與外殼後蓋連接，外殼前蓋罩在換能器外並與外殼後蓋連接。所述渦旋散射型超聲波噴頭的氣流室外殼與外殼前蓋連接，換能器前端杆與氣流室外殼之間有一個渦輪狀齒輪，該渦輪齒輪外圓有一圈傾斜的渦輪齒牙。所述氣流室外殼側面有一通孔為進氣口，進氣口位置高於渦輪齒輪。
【專利說明】一種渦旋散射型超聲波噴頭
所屬【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超聲波噴塗裝置，特別是涉及一種噴塗面積較大的超聲波噴塗噴頭，屬於液體噴塗領域。
【背景技術】
[0002]隨著納米材料技術的發展，納米級薄膜的應用變得越加廣泛，如:透明導電薄膜、隔光薄膜、防指紋薄膜、納米催化劑薄膜等等。因此納米級薄膜製備的產業化需求也日益增力口。傳統的薄膜製備方法有二流體噴塗、旋轉噴塗、真空蒸鍍、絲網印刷、濺射等。二流體噴塗由於基於高壓氣體和液體產生高動能進行的霧化噴塗，故此會造成塗料的大量浪費。旋轉噴塗由於基片高速旋轉時大量液體會被甩出，真空蒸鍍由於大量液體蒸汽會沉積在爐壁和工件以外的地方，絲網印刷由於大量液體塗料會滯留在絲網上，故此以上4種表面處理方式都會造成大量的原料浪費，塗覆效率很低。並且由於二流體噴塗的霧化顆粒不均勻且噴塗流量的不可控性，旋轉噴塗中心部分與邊緣部分厚度不同，真空蒸鍍的流量不可控性，絲網印刷的絲網精度，造成這4種表面處理方式製成的薄膜均勻度較差。且二流體噴塗、旋轉噴塗和絲網印刷都很難實現納米級精度的薄膜製備。濺射的方式是通過原子級別的顆粒對靶進行逐一噴射而實現塗覆，雖然濺射的方式可以實現很高精度且均勻的薄膜，但其由於要求在真空或特殊氣氛環境下進行，從而使薄膜製備的成本大大提高，大大降低了製備效率，且很難實現較大面積的薄膜製備。
[0003]超聲波霧化噴塗方式(專利號:2013205313376)作為一種新型技術正在被應用於納米級薄膜的製備中，該技術通過超聲波變幅杆增大超聲波換能器發出的超聲波的振幅，使得粘稠度較大的液體或固體顆粒懸浮液可以被霧化，並通過施加特定走向的壓縮氣體將液霧均勻噴出。超聲波霧化噴塗具有噴塗均勻、流量可控的優勢，且可以實現在常溫常壓環境下製備薄膜，使得納米級薄膜的規模化生產成為可能。但是用於大面積的薄膜噴塗時，需要噴霧頭儘可能的實現最大噴幅以提高噴塗效率。採用該技術的超聲波噴頭，很難實現較大幅寬的噴塗，從而在進行大面積的薄膜噴塗應用上受到限制。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是實現大噴幅寬度的超聲波噴頭，從而提高大面積薄膜噴塗的效率。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種渦旋散射型超聲波噴頭，其包括換能器、夕卜殼前蓋、外殼後蓋、電氣接頭、進氣口、氣流室外殼，所述換能器與外殼後蓋連接，外殼前蓋罩在換能器外並與外殼後蓋連接。所述渦旋散射型超聲波噴頭的氣流室外殼與外殼前蓋連接，換能器前端杆與氣流室外殼之間有一個渦輪狀齒輪，該渦輪齒輪外圓有一圈傾斜的渦輪齒牙。所述氣流室外殼側面有一通孔為進氣口，進氣口位置高於渦輪齒輪。[0008]所述渦輪齒牙的傾斜度在20° -60°之間。
[0009]所述渦輪齒輪通過一圓筒狀結構穿過換能器前端杆並固定在換能器與氣流室外殼之間。
[0010]所述外殼的內側前半部分為圓錐筒狀結構，圓錐面夾角為60° -170°。
[0011]所述進氣口直徑為D，渦輪齒輪上表面距離進氣口中心的高度為h，h>0.[0012]所述換能器包括換能器後端、壓電振子組、電極焊片和換能器前端，壓電振子組的電極通過電極焊片引出。壓電振子組由偶數個圓環狀壓電陶瓷片同軸羅列組成，並以並聯方式電連接，壓電振子組其中一極與換能器前端和換能器後端電連接。換能器前端在結構上順序地分為霧化端、前端杆、中端杆和後端杆和進液埠五部分。換能器前端的後端杆穿過壓電振子組、電極焊片和換能器後端與連接杆連接。
[0013]工作時，液體從進液埠進入，通過換能器中的直通孔流到霧化端面被霧化。同時在進氣埠通入壓縮氣體，壓縮氣體流過渦輪齒輪的外圓一圈傾斜渦輪齒牙的間隙，從而形成旋轉的氣體渦流，氣體渦流在霧化端與外殼圓孔出口處的間隙流出，噴出的渦流帶動被霧化的液霧成圓錐形擴散噴出。
[0014](三)有益效果
[0015]按照本發明技術方案採用渦旋散射型超聲波噴頭，可將噴塗液體以圓錐的形式擴散噴出，從而使超聲波噴頭的噴幅寬度得以提高，大幅提高薄膜噴塗的效率。並且通過渦輪齒輪產生的氣體渦流還可時霧化的液體均勻分布，使噴塗在工件表面的薄膜更加均勻。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0016]圖1為本發明的渦旋散射型超聲波噴頭的3D實體示意圖；
[0017]圖2為本發明的渦旋散射型超聲波噴頭的3D剖面圖；
[0018]圖3為本發明的渦旋散射型超聲波噴頭中換能器的結構剖面圖；
[0019]圖4為本發明的渦旋散射型超聲波噴頭中氣流室外殼的結構剖面圖；
[0020]圖5為本發明的渦旋散射型超聲波噴頭中渦輪齒輪的3D實體示意圖。
【具體實施方式】:
[0021]如圖1和圖2所示，本發明公開了一種渦旋散射型超聲波噴頭，其包括換能器1、外殼前蓋2、外殼後蓋3、氣流室外殼4和渦輪齒輪5。所述的換能器I與外殼後蓋3連接，外殼前蓋2罩在換能器I外並與外殼後蓋3連接，外殼後蓋3後側連接有電氣埠 31，氣流室外殼4罩在換能器I外並與外殼前蓋2連接，渦輪齒輪5外圓有一圈傾斜的渦輪齒牙。所述氣流室外殼4內側前半部分為圓錐筒狀結構，側面有一通孔為進氣埠 41，進氣埠 41位置高於渦輪齒輪，其前端面中心位置有一圓孔出口，換能器前端11的霧化端Ila位於該圓孔出口處。換能器11的尾端為進液埠 llf，換能器I中心軸位置貫穿一直通孔lie。
[0022]如圖3所示， 所述換能器I包括換能器後端12、壓電振子組13、電極焊片14和換能器前端11，壓電振子組13的電極通過電極焊片14引出。壓電振子組13由2個圓環狀壓電陶瓷片同軸羅列組成，並以並聯方式電連接，壓電振子組13其中一極與換能器前端11和換能器後端12電連接。換能器如端11在結構上順序地分為霧化端11a、如端杆lib、中端杆11c、後端杆Ild和進液埠 Ilf五部分。換能器前端11的後端杆Ild穿過壓電振子組13、電極焊片14和換能器後端12與外殼後蓋3連接。
[0023]如圖4和圖2所示，氣流室外殼4的內側前半部分為圓錐筒狀結構，圓錐面夾角為80°。氣流室外殼側面有一通孔為進氣埠 41，進氣埠 41的中心到渦輪齒輪5的上表面51的高度h>0.5D，D為進氣埠 41的直徑。
[0024]如圖5所示，所述渦輪齒輪5通過一圓筒狀結構53穿過換能器前端杆Ilb並固定在換能器I與氣流室外殼4之間。渦輪齒輪外圓有一圈傾斜的渦輪齒牙，渦輪齒輪5的齒牙面52與渦輪齒輪5的上表面51的夾角為55°，即渦輪齒牙的傾斜度為55°。
[0025]工作時，液體從進液埠 32進入，通過換能器I中的直通孔lie流到霧化端面Ila被霧化。同時在進氣埠 33通入壓縮氣體，壓縮氣體流過渦輪齒輪5的外圓一圈傾斜渦輪齒牙的間隙，從而形成旋轉的氣體渦流，氣體渦流在霧化端Ila與氣流室外殼4圓孔出口處的間隙流出，噴出的渦流帶動被霧化的液霧成圓錐形擴散噴出。
【權利要求】
1.一種渦旋散射型超聲波噴頭，其包括換能器、外殼前蓋、外殼後蓋、電氣接頭、進氣口、氣流室外殼，所述換能器與外殼後蓋連接，外殼前蓋罩在換能器外並與外殼後蓋連接；其特徵在於:所述渦旋散射型超聲波噴頭的氣流室外殼與外殼前蓋連接，換能器前端杆與氣流室外殼之間有一個渦輪狀齒輪，該渦輪齒輪外圓有一圈傾斜的渦輪齒牙；所述氣流室外殼側面有一通孔為進氣口，進氣口位置高於渦輪齒輪。
2.根據權利要求1所述的渦旋散射型超聲波噴頭，其特徵在於:所述渦輪齒牙的傾斜度在20° -60°之間。
3.根據權利要求1所述的渦旋散射型超聲波噴頭，其特徵在於:所述渦輪齒輪通過一圓筒狀結構穿過換能器前端杆並固定在換能器與氣流室外殼之間。
4.根據權利要求1所述的渦旋散射型超聲波噴頭，其特徵在於:所述氣流室外殼內部為圓錐筒形狀，圓錐面夾角夾角為60° -170°。
5.根據權利要求1所述的渦旋散射型超聲波噴頭，其特徵在於:所述進氣口直徑為D，渦輪齒輪上表面距離進氣口中心的高度為h，h>0.
【文檔編號】B05B17/06GK103949370SQ201410187358
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】鹹威 申請人:北京東方金榮超聲電器有限公司