[发明专利]一种压电二相流超声雾化喷头

说明书

技术领域

本发明属于超声雾化喷头领域，尤其是涉及一种压电二相流超声雾化喷头。

背景技术

目前，在超声雾化技术领域，产生超声振动的方法主要有两种：一种是利用电声换能器产生超声，另一种是利用流体做动力来产生超声。这两种方法有各自的优缺点，利用电声换能器雾化喷头产生的雾滴均匀、能耗小，雾滴粒径随压电振子设计频率变化而变化，频率越高雾滴粒径越小，缺点是雾化量小，且雾滴随意飘散没有方向性；利用流体动力式超声雾化方式，雾化量大且可以定向将雾滴吹送到指定区域，其缺点是在气体压力较小时，其雾滴粒径粗大且不均匀，若想得到精细雾滴则需提供高压力、大流量的压缩空气，能耗较高。

发明内容

针对现有技术中存在无法同时兼具雾化量大、粒径细、功耗低、定向喷雾的不足，本发明提供了一种压电二相流超声雾化喷头，通过将压电超声雾化和流体动力式超声雾化的有机结合，能够实现低能耗工况下产生大量的超细雾滴。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种压电二相流超声雾化喷头，包括进气口接头、连接螺栓、压电振子、变幅杆、拉瓦尔式阀芯、阶梯型锥阀、第二端盖和第一端盖；所述压电振子和变幅杆通过中空的连接螺栓固定连接；所述连接螺栓尾部与进气口接头连接；所述变幅杆前端固定连接第二端盖；所述拉瓦尔式阀芯的一端固定在变幅杆顶部的阶梯孔内，另一端固定在所述第二端盖后端面的凹槽内；所述变幅杆阶梯孔的孔壁面上设有进液孔；所述拉瓦尔式阀芯靠近出口处沿径向开有多个导流孔；拉瓦尔式阀芯外圆面和变幅杆阶梯孔的内圆面之间形成环型腔；所述第二端盖的中孔为圆锥形；所述第二端盖螺纹连接第一端盖；所述第一端盖后端的卡槽处设置有径向定位圈；所述径向定位圈上安装有阶梯型锥阀；所述阶梯型锥阀的底部开有螺纹孔，振动隔板中心开有螺纹孔，所述阶梯型锥阀和振动隔板通过调节螺栓连接；所述振动隔板和第一端盖顶端之间构成共鸣室；所述共鸣室内设置有多根软管；所述软管的一端连接振动隔板的通孔，另一端连接第一端盖的通孔。

进一步的，所述阶梯型锥阀锥角为40°，圆锥面为阶梯型，阶梯的高度和宽度均为1.5mm，阶梯型锥阀的底部沿圆周均布3个定位键；所述径向定位圈沿圆周均匀开设有3个矩形槽；所述阶梯型锥阀的3个定位键分别位于径向定位圈的3个矩形槽中；所述第二端盖的圆锥孔锥角为40°，圆锥孔入口直径为4.5mm。

进一步的，所述振动隔板为圆形板，且均匀开设有5个通孔；所述第一端盖为圆形端盖，且均匀开设有5个通孔；所述共鸣室内设置有5根软管，所述软管的入口和出口连线与第一端盖轴线成21°夹角，所述软管和振动隔板、第一端盖之间采用插拔插头连接。

进一步的，所述拉瓦尔式阀芯收缩段入口直径为5mm，喉口直径为2mm，扩张段出口直径为3.5mm，拉瓦尔式阀芯入口端和出口端都设置有凸台，入口端凸台卡在变幅杆顶部阶梯孔后端内，出口端的凸台卡在第二端盖的凹槽内。

进一步的，所述进液孔位于变幅杆阶梯孔的孔壁面中心处，所述环型腔厚度为1.3-1.7mm，所述导流孔的直径为1.5-2mm；所述拉瓦尔式阀芯靠近出口处沿径向均匀开有3个导流孔。

进一步的，所述第一端盖开口端外圆面为圆锥形，所述第一端盖和第二端盖外侧套有防松螺母；所述防松螺母与第一端盖接触部位为内圆锥面，内圆锥面的圆锥角与第一端盖的外圆锥面的圆锥角相等，均为10-15°。

进一步的，所述防松螺母的内圆锥面为偏心结构，其轴心与第一端盖外圆锥面的轴心偏离1-1.2mm；所述第一端盖外圆面上设有法兰。

进一步的，所述压电振子依次包括压电振子后盖板、铜片电极和压电振子前盖板；所述压电振子后盖板、铜片电极、压电振子前盖板、变幅杆和第二端盖之间均采用金属胶固定连接。

进一步的，所述第一端盖、第二端盖、振动隔板的材料为不锈钢304；所述变幅杆为带圆锥过渡面的阶梯型变幅杆，材料为硬铝7075。

进一步的，所述压电振子后端至变幅杆前端距离L为94mm；所述变幅杆的长度L1为声波在变幅杆中的一个波长，即66mm，变幅杆小端直径为19mm；第二端盖后端面至第一端盖前端面的距离L2为声波在第二端盖和第一端盖内波长的一半，即26mm；所述压电振子直径和变幅杆直径d1相同，均为30mm；所述连接螺栓和变幅杆中心孔直径d2为5mm。

本发明的有益效果：