一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭及其設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭的設(shè)計方法及依據(jù)該方法設(shè)計的高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭。所述的設(shè)計方法具體為：根據(jù)恒應(yīng)變的特定要求，推導(dǎo)出相應(yīng)的截面變化規(guī)律，設(shè)計超聲霧化噴頭變幅桿部分，然后設(shè)計和變幅桿匹配的換能器部分，最后得到應(yīng)力分布均勻和高振幅的超聲霧化噴頭；本發(fā)明還公開一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭，它是由換能器、高斯復(fù)合形角的變幅桿組成。其應(yīng)力沿桿的軸向分布是均勻的，即沒有極大值存在，所以隨著變幅桿的形狀因數(shù)的提高，在輸出端得到較大的振幅。
【專利說明】一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭及其設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是用于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一種超聲霧化器，尤其涉及超聲霧化器的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及其采用該設(shè)計方法的超聲霧化噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲霧化是指利用電子高頻震蕩，通過陶瓷霧化片的高頻諧振，將液態(tài)水分子結(jié)構(gòu)打散而產(chǎn)生自然飄逸的水霧，不需加熱或添加任何化學(xué)試劑。目前超聲霧化噴頭的變幅桿的主要形狀有圓錐形、指數(shù)形、懸鏈形、貝塞爾形和階梯形等。圓錐形變幅桿，結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計和制造，但是它的放大系數(shù)低；指數(shù)形和懸鏈形變幅桿具有光滑的應(yīng)力分布，但是它的放大系數(shù)低；階梯形變幅桿具有高的放大系數(shù)，但是也具有高的應(yīng)力集中，容易折斷。由于變幅桿中的最大質(zhì)點振動速度與桿中的最大應(yīng)力成正比，所以變幅桿輸出端所能達(dá)到的振動速度常常受到變幅桿材料所能承受的應(yīng)力，即疲勞強度所限制。因而考慮到高斯復(fù)合形變幅桿的應(yīng)力沿桿的軸向分布是均勻的，即沒有極大值存在，故而隨著變幅桿的形狀因數(shù)的提高，就可能在輸出端得到很大的振動速度，故選擇高斯復(fù)合形變幅桿。
[0003]目前超聲霧化器有低頻(工作頻率介于20kHz-80kHz)和高頻(工作頻率大于IMHz)之分。低頻超聲霧化器(工作頻率在20kHz和80kHz之間)有穩(wěn)定的霧化量，可靠性高，但由于它的霧滴偏大(霧滴直徑在30 μ m和100 μ m之間)，霧滴尺寸很難調(diào)節(jié)。高頻霧化器一般指工作頻率大于IMHz的霧化器，其結(jié)構(gòu)尺寸一般較小，霧滴細(xì)，但是它具有工作可靠性差，功率小，霧滴大小難以控制，工況穩(wěn)定性差等缺點；根據(jù)霧滴大小的計算公式:
【權(quán)利要求】
1.一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭的設(shè)計方法，其特征在于，設(shè)計方法按下列步驟進(jìn)行:根據(jù)要求設(shè)定超聲霧化噴頭的變幅桿長度L和諧振頻率F，然后根據(jù)高斯復(fù)合形角變幅桿的振動形式，即要求應(yīng)力沿桿的軸向分布是均勻的，得到波動方程:
2.一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于，所述高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭，由超聲換能器、高斯復(fù)合形角變幅桿組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于，所述高斯復(fù)合形角變幅桿由圓柱形變幅桿和高斯型變幅桿復(fù)合而成，高振幅的一端用四分之一波長的高斯型變幅桿；在低振幅端可以采用四分之一波長的圓柱形變幅桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于，所述超聲換能器由換能器前蓋板、換能器后蓋板組成，換能器前蓋板與高斯形角變幅桿連接，換能器前蓋板與換能器后蓋板之間設(shè)有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷之間設(shè)有薄電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高斯復(fù)合形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于，所述高斯形角變幅桿的底端設(shè)有垂直于變幅桿的進(jìn)液口，所述變幅桿的內(nèi)部設(shè)有沿桿向分布的出液口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高斯復(fù)合形中頻超聲霧化噴頭，其特征在于:應(yīng)力沿桿的軸向分布均勻，隨著變幅桿的形狀因數(shù)的提高，在變幅桿輸出端得到較大的振幅。
【文檔編號】B05B17/06GK103433169SQ201310291040
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】高建民, 陸岱鵬 申請人:江蘇大學(xué)