[发明专利]即热超声微喷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体介质的雾化装置，特别是涉及一种将大粘度液体即热加温与超声雾化的装置，属于液体雾化领域。

背景技术

液体喷雾是将液体通过喷嘴喷射到气体介质中，使之分散并破裂成小颗粒液滴的过程。由于液体相对于空气或气体的高速运动，或者由于机械能的施加和喷射装置的旋转或振动，液体会雾化成各种尺寸范围的细小颗粒。

自上个世纪80年代末、90年代初以来，超声雾化作为一项新型雾化技术逐渐引起人们的关注。当液体流经一个超声换能致动的雾化表面时，在雾化表面就会形成一层波状液体薄膜，随着振动振幅的增大，液体表面波的振幅也增大。当液膜表面波的振幅增大到一定值时，液体表面波的顶部就会变得不稳定并破裂，从雾化表面喷射甩出大量细小的雾状液滴。由于超声雾化能在很低的液体传输速度下可以获得极佳的雾化质量，相比较其它雾化方法，超声雾化的颗粒尺寸较小，均匀性好，雾滴尺寸细小均匀，雾化效果容易控制，所以在各个领域有着普遍的应用，尤其适合薄膜的制备。目前，超声雾化技术已广泛应用于空气加湿、药剂雾化治疗、半导体刻蚀、电子产品盐雾试验以及光谱分析等方面。

美国专利US4978067所示超声喷嘴是目前得到大量应用的一种压电致动超声雾化喷嘴，该喷嘴实际上是一个共振装置，它由夹在钛金属外壳中的一对压电圆片组成，雾化表面位于喷嘴出口处。两个压紧的压电圆片作为电源输入的一极，金属外壳作为另一极。当两极的极性随高频输入信号往复变化时，压电圆片就会以与输入信号相同的频率发生振动，振动产生的超声压力波沿喷嘴轴向传播，引起喷嘴端部发生与输入信号同频率的振动。设计的喷嘴长度正好等于一个压力波的波长，压力波在喷嘴两个端面的来回反射造成压力波的叠加和共振，形成标准波模式。由于自由端的边界条件限制，波峰位于喷嘴的两个端面处。共振振幅的大小与盖板的直径有关，由于喷嘴出口端前盖的直径变小，因而共振的振幅被放大，出口端振幅远远大于入口端振幅，增大的幅度与喷嘴直径的变化相等。

随着超声波的频率越高，雾化液滴的尺度也越细。低粘度液体在20KHz下平均雾化尺度为90微米，在90KHz下平均雾化尺度为30微米。对于粘度越大的液体，粘性阻力越大，表面张力一般也越大，液体超声雾化必须在形成良好液体薄膜的基础上，提供足够的振幅使液体在表面波的作用下，破裂成细小的雾状液滴。然而超声频率越高，相应的压电晶片的尺寸越小，随之雾化表面的振幅也相应减小，因此，能够雾化的液体粘度也会越小。类似专利US4978067结构、工作频率100Hz的喷嘴，对理想的雾化效果，液体黏度值不能超过60厘泊，固态物质含量应该低于30％。

中国专利CN1359733A所示专利给出了一种雾化给药用的压电驱动装置，包括一个一面带微喷孔的弹性腔膜、安装在弹性腔膜的另一面的压电陶瓷片、与弹性腔膜相连并为弹性腔膜提供液体的供液管，由电激励信号驱动弹性腔膜振动，形成压力波将液体从微喷孔处挤出形成雾化液滴给药。该专利雾化颗粒的大小决定于微喷孔直径的大小，要得到粒径微小的雾化液滴，微喷孔直径尺寸也很小，一般在20微米以下，用于粘度较大的液体时由于其粘性阻力与表面张力较大，易造成堵塞，因而难以达到良好的雾化效果，因此该型微喷装置对于可雾化的液体粘度同样有严格的限制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的缺陷，利用大多数液体粘度随温度升高而下降(如纯甘油的粘度在10℃时3900厘泊，50℃时为142厘泊，90℃时为21.3厘泊)，同时表面张力也会变小的原理，本发明基于上述原理即时加热液体降低其粘度与表面张力，从而提供一种能够对大粘度液体进行雾化的即热超声雾化装置。

(技术方案)

为解决上述问题，本发明提供一种即热超声微喷装置，该装置包括：超声微喷嘴、超声激励电源及用于向所述超声微喷嘴提供待雾化液体的进液管，还包括：微波加热器，设在所述进液管上，用于加热所述待雾化的液体。

优选地，所述超声微喷嘴包括：超声变幅杆；超声换能器，设在所述超声变幅杆上，与所述超声激励电源相连；弹性腔膜、阵列喷孔膜，所述弹性腔膜的一侧与所述超声变幅杆的前端相连，另一侧与所述阵列喷孔膜连接而在其内部构成一腔室，所述进液管与该腔室相连。

优选地，所述加热器为微波加热器，该微波加热器与微波源连接。

优选地，在所述进液管上还设有温控系统，用于控制加热器的温度。

(三)有益效果