專利名稱：具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于噴射裝置，特別是一種具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置。
背景技術(shù)：
近年來，微機(jī)電技術(shù)由于制程技術(shù)的大幅進(jìn)步及大量資源投入研究而具有長足進(jìn)步。其中，微型噴射裝置的發(fā)展更因噴墨式印表機(jī)的大量商品化應(yīng)用而成為微機(jī)電系統(tǒng)研究成果最為豐碩的產(chǎn)品與技術(shù)，且由于微型噴射裝置具有可以精確地控制微量的液體的流速及流量的功效，因此，更被廣泛地應(yīng)用在諸如生技醫(yī)療、微量涂布或定量控制裝置、室內(nèi)空氣香味產(chǎn)生裝置等領(lǐng)域。
已有的微型噴射裝置主要可分為熱泡式、壓電式兩種，由于本申請案的領(lǐng)域?qū)儆趬弘娛轿⑿蛧娚溲b置，因此，對熱泡式微型噴射裝置的技術(shù)原理于本文不另加說明。
壓電式微型噴射裝置主要是利用壓電元件承受電壓時(shí)產(chǎn)生快速的微幅震動(dòng)的原理，以驅(qū)動(dòng)壓縮元件產(chǎn)生壓縮動(dòng)作，從而將流體從噴孔噴射出去。
壓電式的微型噴射裝置與熱泡式噴射裝置相較下，由于其利用機(jī)械式控制流體噴射的速度及流量，因此，一般而言其精確性高于熱泡式的微型噴射裝置，所以對于流體噴射的精密度要求較高的場合通常使用壓電式的微型噴射裝置。
但已有的壓電式微型噴射裝置在使用上仍存在許多需要改進(jìn)之處首先，壓電式微型噴射裝置最重要的元件為壓電元件，然而壓電元件是由壓電材料制成，但是壓電材料若長時(shí)間接觸具有腐蝕性液體，將會因?yàn)楦g性液體的侵蝕作用，而使得壓電元件的位移特性逐漸消失，甚至于造成壓電元件損毀的情形，所以使得已有的壓電式微液滴噴射裝置通常無法應(yīng)用于噴射具有腐蝕性液體的場合。
此外，已有的壓電式微液滴噴射裝置通常在壓電板與噴孔間保留一個(gè)腔體，流體進(jìn)入到腔體中，再借由壓電元件壓縮腔體中的流體，從而使得流體從噴孔中噴射而出。然而，已有的設(shè)計(jì)，腔體的間隙通常皆遠(yuǎn)大于于壓電元件的震動(dòng)幅度，所以使得壓電元件震動(dòng)時(shí)，僅會造成腔體小幅度的容積變化，因此使壓電元件產(chǎn)生的壓縮效果有限，而無法產(chǎn)生高壓力，以至于噴孔板的孔徑不能過小，所以已有的此種類型微液滴噴射裝置所噴射的流體顆粒不易于微粒化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種避免壓電元件受到腐蝕性流體破壞、提高流體壓縮壓力、使流體噴射顆粒微小化、適用范圍廣的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置。
本發(fā)明包括噴孔座、設(shè)置于噴孔座上的噴孔板、膜片、壓電板及供壓電板設(shè)置且四周與噴孔座貼合的壓電板承座；噴孔座上設(shè)有腔體及借以將流體引導(dǎo)至腔體的流體通道；噴孔板上設(shè)有數(shù)個(gè)微小噴孔；膜片設(shè)置于噴孔板與壓電板之間，且令膜片周邊貼合于噴孔座與壓電板承座之間；至少一部分壓電板連接并驅(qū)動(dòng)膜片產(chǎn)生震動(dòng)。
其中壓電板的一端固定于壓電板承座上，其另一端與膜片接觸。
流體通道包含從腔體連通到噴孔座外側(cè)的入口流道。
膜片與噴孔板相互平行。
膜片于動(dòng)態(tài)時(shí)與噴孔板之間存在間隙。
腔體環(huán)繞設(shè)置于噴孔板周圍區(qū)。
腔體連通到噴孔座外側(cè)的流道。
壓電板承座設(shè)有開孔及卡槽。
壓電板的一端卡合固定于卡槽中，其另一端懸空地伸出至開孔的中央。
膜片于動(dòng)態(tài)時(shí)與噴孔板之間間隙周圍與腔體相互連通。
由于本發(fā)明包括噴孔座、設(shè)置于噴孔座上的噴孔板、膜片、壓電板及供壓電板設(shè)置且四周與噴孔座貼合的壓電板承座；噴孔座上設(shè)有腔體及借以將流體引導(dǎo)至腔體的流體通道；噴孔板上設(shè)有數(shù)個(gè)微小噴孔；膜片設(shè)置于噴孔板與壓電板之間，且令膜片周邊貼合于噴孔座與壓電板承座之間；至少一部分壓電板連接并驅(qū)動(dòng)膜片產(chǎn)生震動(dòng)。當(dāng)壓電板承受電壓時(shí)，壓電板可產(chǎn)生上下震動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)膜片產(chǎn)生垂直于噴孔板方向的震動(dòng)，使膜片與噴孔板之間的流體受到壓縮而從噴孔板的噴孔噴射而出，且因膜片設(shè)置于噴孔板與壓電板之間，使得壓電板被膜片隔絕而不會接觸到流體，因此壓電板的材質(zhì)不會被流體破壞，使得本發(fā)明可以被應(yīng)用在具有腐蝕性的流體的噴射用途。不僅避免壓電元件受到腐蝕性流體破壞、提高流體壓縮壓力，而且使流體噴射顆粒微小化、適用范圍廣，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。


圖1、為本發(fā)明分解結(jié)構(gòu)示意立體圖。
圖2、為本發(fā)明分解結(jié)構(gòu)示意立體圖(另一視角)。
圖3、為本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖4、為本發(fā)明噴射動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括噴孔座10、噴孔板20、膜片30、壓電板40及壓電板承座50。
噴孔座10設(shè)有安裝孔14，可供噴孔板20裝置于安裝孔14中。噴孔座10的上設(shè)有流體通道11，流體通道11包含環(huán)繞設(shè)置于噴孔板20周圍區(qū)的腔體12及從腔體12連通到噴孔座10外側(cè)的入口流道13，借由入口流道13可將流體從噴孔座10的外側(cè)引導(dǎo)進(jìn)入到腔體12的中，并且使得流體從噴孔板20的周圍進(jìn)入到噴孔板20與膜片30之間的間隙中。
噴孔板20為扁平片狀體，其上設(shè)置數(shù)個(gè)密布的微小噴孔21，用以供流體從噴孔21以微小顆粒噴射而出。
如圖2、圖3所示，膜片30設(shè)置于噴孔座10與壓電板承座50之間。
壓電板40設(shè)置于膜片30相對于噴孔板20的另外一側(cè)，且壓電板40至少有一部分與膜片30接觸連接，從而能夠驅(qū)動(dòng)膜片3 產(chǎn)生震動(dòng)。
如圖2所示，壓電板承座50設(shè)有開孔51及位于開孔51上方的卡槽52。
壓電板40的一端卡合固定于卡槽52中，其另一端懸空地伸出至開孔51的中央，且伸入于開孔51的一端與膜片30的背面接觸。
如圖4所示，當(dāng)壓電板40承受電壓時(shí)，壓電板40活動(dòng)的一端可產(chǎn)生上下震動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)膜片30產(chǎn)生垂直于噴孔板20方向的震動(dòng)，使膜片30與噴孔板20之間的流體受到壓縮而從噴孔板20的噴孔噴射而出。
本發(fā)明的主要特征在于噴孔板20、膜片30及壓電板40之間的相對位置關(guān)系。
如圖3、圖4所示，噴孔座10的腔體12及噴孔板20是設(shè)置于膜片30一側(cè)面，而壓電板40則設(shè)置于膜片30相對于腔體12及噴孔板20的另外一側(cè)，使得壓電板40可以被膜片隔絕，而不會接觸到流體，因此壓電板40的材質(zhì)不會被流體破壞，使得本發(fā)明可以被應(yīng)用在具有腐蝕性的流體的噴射用途。
此外，本發(fā)明的另外一個(gè)特征為膜片30與噴孔板20相互平行，而且膜片30與噴孔板20之間于動(dòng)態(tài)時(shí)，兩者之間存在間隙31，隨著頻率變化，當(dāng)達(dá)到共振頻率時(shí)，此間隙會因?yàn)檎穹^大而撞擊頂孔板，導(dǎo)致間隙31加大；且噴孔座10上的腔體12是與間隙31的周圍相互連通，因此，使得腔體12內(nèi)部的流體可因?yàn)槊?xì)現(xiàn)象而進(jìn)入到間隙31中。
當(dāng)膜片30受到壓電板40驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)，間隙31在變化過程中，使得進(jìn)入間隙31中的流體被壓縮，從而促使流體從噴孔板20的噴孔21噴射而出。
借由以上技術(shù)手段，本發(fā)明不僅可達(dá)到避免壓電元件受到腐蝕性流體破壞，而且又可增加流體壓縮壓力，從而有助于流體噴射顆粒微小化的目的，因此，使得本發(fā)明可以突破已有裝置的使用限制，使其應(yīng)用范圍更為廣泛。
權(quán)利要求
1.一種具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，它包括噴孔座、設(shè)置于噴孔座上的噴孔板、壓電板及供壓電板設(shè)置且四周與噴孔座貼合的壓電板承座；噴孔座上設(shè)有腔體及借以將流體引導(dǎo)至腔體的流體通道；噴孔板上設(shè)有數(shù)個(gè)微小噴孔；其特征在于在所述的噴孔板與壓電板之間設(shè)有膜片，且令膜片周邊貼合于噴孔座與壓電板承座之間；至少一部分壓電板連接并驅(qū)動(dòng)膜片產(chǎn)生震動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的壓電板的一端固定于壓電板承座上，其另一端與膜片接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的流體通道包含從腔體連通到噴孔座外側(cè)的入口流道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的膜片與噴孔板相互平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的膜片于動(dòng)態(tài)時(shí)與噴孔板之間存在間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的腔體環(huán)繞設(shè)置于噴孔板周圍區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的腔體連通到噴孔座外側(cè)的流道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的壓電板承座設(shè)有開孔及卡槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的壓電板的一端卡合固定于卡槽中，其另一端懸空地伸出至開孔的中央。
10.根據(jù)權(quán)利要求3、5或6所述的具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置，其特征在于所述的膜片于動(dòng)態(tài)時(shí)與噴孔板之間間隙周圍與腔體相互連通。
全文摘要
一種具有膜片的壓電式微液滴噴射裝置。為提供一種避免壓電元件受到腐蝕性流體破壞、提高流體壓縮壓力、使流體噴射顆粒微小化、適用范圍廣的噴射裝置，提出本發(fā)明，它包括噴孔座、設(shè)置于噴孔座上的噴孔板、膜片、壓電板及供壓電板設(shè)置且四周與噴孔座貼合的壓電板承座；噴孔座上設(shè)有腔體及借以將流體引導(dǎo)至腔體的流體通道；噴孔板上設(shè)有數(shù)個(gè)微小噴孔；膜片設(shè)置于噴孔板與壓電板之間，且令膜片周邊貼合于噴孔座與壓電板承座之間；至少一部分壓電板連接并驅(qū)動(dòng)膜片產(chǎn)生震動(dòng)。
文檔編號B41J2/01GK1796120SQ200410104158
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者高天和, 彭毓瑩, 簡金品 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院