[发明专利]一种径向厚度方向极化的中频超声雾化喷头

说明书

技术领域

本发明属于雾化栽培领域，具体涉及一种超声雾化喷头技术。

背景技术

超声雾化器和传统雾化器(如气水引射器、离心式喷雾机和低压喷头)相比，可以产生较细雾滴，更有利于植物生长。目前，国内外常用的工作频率大于1MHz的高频超声雾化器，存在驱动电压大，水肥利用效率低、高能耗以及通过空化作用破坏营养液的化学结构等缺点，另外，由于采用极薄的雾化片，其可靠性低、寿命短。和高频超声雾化器相比低频超声雾化器(工作频率介于20KHz-100KHz)存在容易发热，工作效率低，产生的雾滴比较大，雾滴大小不可调等缺点。

传统纵向复合式压电换能器极化方向为轴向厚度方向，压电陶瓷片轴向厚度小于径向厚度，压电陶瓷晶堆轴向形变小于径向形变。由于纵向复合式压电换能器依赖于压电陶瓷的轴向振动，进而带动整个喷头做轴向振动。故极化方向为轴向厚度方向的传统纵向复合式压电换能器存在压电陶瓷晶堆轴向形变小于径向形变的缺点。传统纵向复合式压电换能器，前后盖板采用金属材料，金属材料中声速较大的为7075硬铝合金。纵向复合式压电换能器，为了减少轴向以外的振动，换能器的横截面尺寸应小于工作频率所对应的材料中波长的四分之一。根据波长计算公式：

λ=cf]]>

式中：λ为超声波在材料中的波长，c为超声波在材料中的速度，f为超声波频率。当工作频率为120KHz时，根据波长计算公式，知：λ(7075硬铝合金)=41mm。由此可知，当工作频率为120KHz时，采用金属材料作为前后盖板的传统纵向复合式压电换能器，其横截面尺寸很小，整个喷头的尺寸也很小。根据先前技术可知，如果喷头尺寸太小，无法喷雾，且不方便加工。因此，极化方向为轴向厚度方向且前后盖板采用金属材料的传统纵向复合式压电换能器，其工作频率不能高于120KHz。

发明内容

本发明的目的在于提供一种径向厚度方向极化的中频超声雾化喷头，使工作频率可大于120KHz，达到300KHz～500KHz。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种径向厚度方向极化的中频超声雾化喷头，压电陶瓷(3)右侧均粘贴绝缘环(4)；所述压电陶瓷晶堆一端连接后盖板(7)，另一端连接前盖板(2)；盖板(2)、压电陶瓷(3)、绝缘环(4)、后盖板(7)通过螺栓(11)依次从前到后连接在一起，特征在于：四个径向厚度方向极化的压电陶瓷(3)同轴组成的压电陶瓷晶堆；压电陶瓷(3)内壁与外壁均涂有银层(6)；

所述压电陶瓷(3)轴向厚度w大于压电陶瓷(3)的径向厚度t；压电陶瓷晶堆振动时轴向形变大于径向形变；所述压电陶瓷(3)的径向厚度t为3mm-5mm。

所述前盖板(2)和后盖板(7)的材料为SiC陶瓷晶堆。

所述压电陶瓷(3)内壁与螺栓(11)之间存在径向为2-4mm的环形空隙，在环形空隙内安装支撑压电陶瓷(3)与绝缘环(4)的绝缘件组合(5)；绝缘件组合(5)为硬度较大的绝缘材料，由薄壁圆柱形绝缘环及粘贴在薄壁圆柱形绝缘环两个端面的环形绝缘薄片组成；在绝缘件组合(5)的薄壁圆柱形绝缘环上半部分的一条圆柱母线上均匀分布四个小孔A，在位于绝缘件组合(5)左侧的环形绝缘薄片上半部分开有一个小孔B；

后盖板(7)上钻有两个沿喷头中轴线对称的通孔A和通孔B，小孔B的圆心位于后盖板(7)上半部分的通孔A的轴线上；四条正极引线(9)分别从绝缘件组合(5)的薄壁圆柱形绝缘环上的四个小孔A穿过引到环形空隙，再经小孔B和后盖板(7)上半部分的通孔A引出，连接电源正极；后盖板(7)、螺栓(11)、前盖板(2)沿中轴线上开有通孔，在后盖板、螺栓、前盖板上沿喷头中轴线开有通孔C、通孔D和通孔E，后盖板上的通孔C为进液口，前盖板上的通孔E为出液口；前盖板右端连接金属薄片，出液口与金属薄片之间为锥形空隙，金属薄片上与锥形空隙对应的部位打有均匀分布的激光通孔，激光通孔的直径范围为3um-5um。

本发明的工作过程如下：液体从后盖板上的进液口流入超声雾化器内，从前盖板上的出液口流出，在出液口的右端面雾化，雾化后的雾滴从金属薄片上的激光通孔射出，根据金属薄片上的激光通孔直径，控制雾滴粒径。