[发明专利]一种低频超声三次雾化喷头

说明书

技术领域

本发明是一种用于雾化栽培领域的超声雾化器，尤其涉及超声雾化器的雾化喷头结构。

背景技术

超声雾化是运用电子超高频震荡原理，在超声波发生器上通过一定频率的振荡电流，产生高频电能信号，通过换能器将其转换为超声机械振动(即超声波)；超声波通过雾化介质传播，在气液界面处形成表面张力波，由于超声空化作用而使液体分子作用力破坏，从液体表面脱出形成雾滴，从而实现液体的雾化，超声雾化的雾滴直径达微米级，水雾中含有大量负离子，能够增加空气湿度及清新空气，并吸收空气中的尼古丁、甲醛等有害物质。超声雾化器由于其雾滴尺寸细小均匀等优势在农业工程领域有着广泛的应用前景。超声雾化器的应用可以有效减少农药对环境的污染，雾化产生的细小雾滴弥散在植物根须周围，与根须接触表面积大，营养液含氧量高，有利于植物根须的生长，发挥植物的生长潜力，提高了生产效率。

超声二次雾化喷头是超声雾化器的最关键部件，由超声换能器、变幅杆、喷嘴和钢悬浮球四部分组成，变幅杆的一端连接超声换能器，另一端连接喷嘴，在喷嘴前部分设置钢球。超声换能器将高频振荡的电信号转化成超声机械振动，变幅杆将超声换能器产生的声波振幅放大，在喷嘴前的雾化面处产生空化效应，将液体雾化，同时产生聚焦声场将钢球悬浮起来，产生的雾滴与悬浮球碰撞产生细小雾滴。这种超声雾化喷头雾化量大、可靠性高，其缺点是声场能量未得到充分利用，其产生的雾滴虽然比一次雾化产生的雾滴小，但是平均雾滴对于雾化栽培仍然偏大。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的不足，提供一种低频超声三次雾化器，充分利用声辐射场能量，产生比低频超声二次雾化更细的雾滴，更有利于植物对营养液的吸收。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低频超声三次雾化喷头，包括超声换能器、变幅杆、偏心球、压块、限位弹簧、支撑架、进液孔、出液孔；所述超声换能器的上端面与变幅杆的下端面粘接在一起，变幅杆的上端锥面开有喷头凹槽，喷头凹槽内设有偏心球；所述换能器的波节点处设有法兰，换能器与法兰连接成为一体，所述法兰上开有一对扇形缺口，所述换能器在扇形缺口的中线上开有一个进液孔，所述换能器中轴线上开有出液孔，所述进液孔同所述出液孔的一端相连通，所述出液孔的另一端和喷头凹槽相连通；所述法兰的上端面与支撑架用螺栓连接在一起，支撑架所在平面经过低频超声三次雾化喷头所在轴线，位于偏心球上方的支撑架，其内侧下方同限位弹簧的一端相焊接，限位弹簧的另一端与压块相焊接，压块和限位弹簧长度方向与低频超声三次雾化喷头所在轴线共线，所述压块将偏心球限制在喷头凹槽中。

进一步，所述压块贴近偏心球的一面为弧形凹面。

进一步，所述偏心球分为两个相粘结的半球，一个半球为铝质半球，另一个半球为铁质半球，两个半球的直径相同，直径取值范围10-30mm。

进一步，所述偏心球的质心和几何中心不重合，偏心球所受的向上的声悬浮力作用在偏心球的几何中心，而向下的重力作用在其重心，向下的重力和向上的悬浮力不在一条直线上。

进一步，所述法兰的扇形缺口的夹角为15°-30°。

进一步，所述喷头凹槽为球缺形状，其高度为偏心球直径的四分之一到三分之一。

进一步，所述进液孔、出液孔的孔径均为1-2mm。

与同类雾化器相比，本发明具有以下技术效果：

1.偏心球即可产生在声辐射力和重力形成的转矩作用下，高速旋转，无需外加驱动装置，结构简单可靠，成本低廉。

2.通过偏心球相关参数的设置，当其高速旋转，对二次雾化的雾滴通过离心效应使营养液进行三次雾化，能够产生比二次雾化更细的雾滴，更有利于植物根系的充分吸收。

附图说明

图1是超声雾化喷头的三维图；

图2是超声雾化喷头未工作时的状态图；

图3是超声雾化喷头的A-A剖面图；

图4是法兰和进液孔的B-B剖面位置关系图；

图5是偏心球的结构图；

图6是偏心球的旋转原理图；

图7为轻质偏心球未被抬起时的状态图；

图8为偏心球在悬浮力的作用下被抬起时的状态图；

图9为营养液在雾化面形成水膜的状态图；

图10为水膜破碎产生的雾滴与轻质偏心球碰撞进行二次雾化图；

图11为第三次雾化图。