用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭、裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭、裝置及方法，其中，該同軸雙孔針頭包括：第一雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭的內(nèi)孔直徑相關(guān)；第二雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭的下端出氣口輸出；其中，所述第二雙孔針頭套設(shè)在所述第一雙孔針頭的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布。
【專利說(shuō)明】用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭、裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于點(diǎn)膠、滴定【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭、裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在形成液滴時(shí)，為了控制液滴體積，需要選用不同內(nèi)徑的針頭，針頭內(nèi)徑越小，形成的液滴體積越小。
[0003]目前，較細(xì)的針頭內(nèi)徑0.16mm，因液體表面張力的作用，形成的液滴直徑約2mm，液滴體積ml，在重力作用下克服針頭對(duì)液滴的內(nèi)力下落?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了獲得更小體積的液滴，將脈沖壓縮空氣送入注射器，對(duì)針頭內(nèi)液體產(chǎn)生一定的脈沖推力，克服針頭與液滴間的內(nèi)力，使液滴噴出針頭，通過(guò)控制壓縮空氣的體積，形成小體積的液滴。
[0004]但采用壓縮空氣形成小液滴的過(guò)程存在一定的缺點(diǎn):
[0005]1、壓縮空氣的體積與壓力、溫度密切相關(guān)，精確控制很困難；
[0006]2、空氣管道存在彈性、管道內(nèi)的空氣具有可壓縮性，影響了壓縮空氣噴出量，液滴體積廣生誤差；
[0007]3、壓縮空氣噴出體積受環(huán)境溫度影響，液滴體積產(chǎn)生誤差；
[0008]4、液滴體積越小,所需針頭直徑越小,針頭容易堵塞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭、裝置及方法；
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供了一種用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭，其特征在于，包括:第一雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭的內(nèi)孔直徑相關(guān)；第二雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭的下端出氣口輸出；其中，所述第二雙孔針頭套設(shè)在所述第一雙孔針頭的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布。
[0011]又一方面，本發(fā)明提供了一種用于液滴細(xì)分的裝置，包括:氣源，用于提供脈沖壓縮空氣；液體罐，用于存儲(chǔ)待細(xì)分的液體；空氣脈沖發(fā)生器，用于控制所述脈沖壓縮空氣的輸出頻率；其中，所述空氣脈沖發(fā)生器的一端與所述氣源相連；同軸雙孔針頭，用于獲取所需體積的液滴；所述同軸雙孔針頭包括:第一雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭的內(nèi)孔直徑相關(guān)；所述同軸雙孔針頭中的第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口與所述液體罐相連；所述同軸雙孔針頭還包括:第二雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭的下端出氣口輸出；所述同軸雙孔針頭中的第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口與所述空氣脈沖發(fā)生器的另一端連接；其中，所述第二雙孔針頭套設(shè)在所述第一雙孔針頭的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布；第一調(diào)頻部件及第二調(diào)頻部件，用于控制所需體積液滴的形成頻率；其中，所述氣源通過(guò)所述第一調(diào)頻部件與所述液體罐相連；所述液體罐通過(guò)所述第二調(diào)頻部件與所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口相連。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一調(diào)頻部件是減壓閥；和/或，所述第二調(diào)頻部件是流量閥。
[0013]再一方面，本發(fā)明提供了一種用于液滴細(xì)分的方法，包括以下步驟:灌液步驟；將液體罐中所存儲(chǔ)的帶細(xì)分的液體從第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口灌入所述第一雙孔針頭中；輸氣步驟；將氣源中的壓縮空氣從第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口輸入所述第二雙孔針頭中；控頻步驟；通過(guò)流量閥及減壓閥調(diào)控所述第一雙孔針頭中的液滴形成頻率；通過(guò)空氣脈沖發(fā)生器調(diào)控所述氣源中的壓縮空氣的輸出頻率；成型步驟；依據(jù)所述流量閥、減壓閥所調(diào)控的所述第一雙孔針頭中的液滴形成頻率，及依據(jù)所述空氣脈沖發(fā)生器所調(diào)控的壓縮空氣的輸出頻率；從所述第一雙孔針頭的下端進(jìn)液口獲取所需體積的液滴。
[0014]進(jìn)一步地，所述成型步驟中，從所述第一雙孔針頭的下端進(jìn)液口所獲取的液滴體積隨著所述壓縮空氣輸出頻率的增大而減小。
[0015]進(jìn)一步地，所述成型步驟中，當(dāng)= 2f1；則V2 =;當(dāng)f2 = 3f1；則V2 =l/3*Vl ;其中，V1為所述液滴的初始體積，V2為被細(xì)分后的液滴體積；f\為所述壓縮空氣的初始輸出頻率，f2為液滴被細(xì)分時(shí)的壓縮空氣的輸出頻率。
[0016]進(jìn)一步地，所述成型步驟中，當(dāng)f2 = f3，則V2為被細(xì)分后的液滴體積的最大值；其中，V2為被細(xì)分后的液滴體積；f2為液滴被細(xì)分時(shí)的壓縮空氣的輸出頻率；f3為液滴被細(xì)分時(shí)液滴的形成頻率。
[0017]本發(fā)明的有益效果如下所述:
[0018]通過(guò)改變由第二雙孔針頭41所輸入的脈沖壓縮空氣的頻率，相同直徑的第一雙孔針頭40內(nèi)孔可以形成不同體積的液滴；較大直徑的第一雙孔針頭40可以形成較小體積的液滴，且針頭不易堵塞；同時(shí)，脈沖壓縮空氣壓力和體積不需要精確控制。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的用于液滴細(xì)分的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的用于液滴細(xì)分的方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]實(shí)施例一
[0025]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭，包括--第一雙孔針頭40，用于作為所述同軸雙孔針頭的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭40的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭40的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭40的內(nèi)孔直徑相關(guān)；第二雙孔針頭41，用于作為所述同軸雙孔針頭的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭41的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭41的下端出氣口輸出；其中，所述第二雙孔針頭41套設(shè)在所述第一雙孔針頭40的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布。
[0026]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例一中，第一雙孔針頭40與第二雙孔針頭41可通過(guò)一部件一體成型制成；其中，第一雙孔針頭40的上端進(jìn)液口可設(shè)置成漏斗狀寬口徑，便于待細(xì)分的液體被灌入；第一雙孔針頭40的下端出液口可設(shè)置成針孔狀窄口徑便于形成液滴；同時(shí)，第二雙孔針頭41中用于輸入脈沖壓縮空氣的上端進(jìn)氣口可開(kāi)設(shè)在第二雙孔針頭41的頂端側(cè)部。
[0027]實(shí)施例二
[0028]請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種用于液滴細(xì)分的裝置，該裝置基于本實(shí)施例一所提供的同軸雙孔針頭；包括:氣源1，用于提供脈沖壓縮空氣；液體罐2，用于存儲(chǔ)待細(xì)分的液體；空氣脈沖發(fā)生器3，用于控制所述脈沖壓縮空氣的輸出頻率；其中，空氣脈沖發(fā)生器3的一端與氣源I相連；同軸雙孔針頭4，用于獲取所需體積的液滴；所述同軸雙孔針頭4包括:第一雙孔針頭40，用于作為所述同軸雙孔針頭4的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭40的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭40的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭40的內(nèi)孔直徑相關(guān)；所述同軸雙孔針頭4中的第一雙孔針頭40的上端進(jìn)液口與所述液體罐2相連；所述同軸雙孔針頭4還包括:第二雙孔針頭41，用于作為所述同軸雙孔針頭40的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭41的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭41的下端出氣口輸出；所述同軸雙孔針頭4中的第二雙孔針頭41的上端進(jìn)氣口與所述空氣脈沖發(fā)生器3的另一端連接；其中，所述第二雙孔針頭41套設(shè)在所述第一雙孔針頭40的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布；第一調(diào)頻部件及第二調(diào)頻部件，用于控制所需體積液滴的形成頻率；其中，所述氣源I通過(guò)所述第一調(diào)頻部件2與所述液體罐2相連；所述液體罐2通過(guò)所述第二調(diào)頻部件6與所述第一雙孔針頭40的上端進(jìn)液口相連。
[0029]優(yōu)選的，第一調(diào)頻部件5可以是減壓閥(液體罐2通過(guò)減壓閥與氣源I相連能夠?qū)崿F(xiàn)克服第一雙孔針頭40內(nèi)部的管道壓力)；第二調(diào)頻部件6可以是流量閥。
[0030]需要說(shuō)明的是，以上各組成部件之間的連接可通過(guò)空氣管道7進(jìn)行連接相通。
[0031]具體來(lái)說(shuō)，液體罐2中所存儲(chǔ)的待細(xì)分的液體通過(guò)空氣管道7從第一雙孔針頭40的上端進(jìn)液口被灌入第一雙孔針頭40中；氣源I中的壓縮空氣依次經(jīng)過(guò)空氣管道7、空氣脈沖發(fā)生器3，從第而雙孔針頭41的上端進(jìn)氣口被輸入至第二雙孔針頭41中；同時(shí)，通過(guò)第一調(diào)頻部件5、第二調(diào)頻部件6調(diào)控第一雙孔針頭40中液滴的形成頻率，通過(guò)空氣脈沖發(fā)生器調(diào)控第二雙孔針頭41中脈沖壓縮空氣的輸出頻率，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)第一雙孔針頭40中液滴細(xì)分。
[0032]實(shí)施例三
[0033]請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種用于液滴細(xì)分的方法，該方法基于本發(fā)明實(shí)施例二提供的裝置，包括如下步驟:
[0034]步驟SlOla:灌液步驟；將液體罐中所存儲(chǔ)的帶細(xì)分的液體從第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口灌入所述第一雙孔針頭中；步驟SlOlb:輸氣步驟；將氣源中的壓縮空氣從第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口輸入所述第二雙孔針頭中；步驟S102:控頻步驟；通過(guò)流量閥及減壓閥調(diào)控所述第一雙孔針頭中的液滴形成頻率；通過(guò)空氣脈沖發(fā)生器調(diào)控所述氣源中的壓縮空氣的輸出頻率；步驟S103:成型步驟；依據(jù)所述流量閥、減壓閥所調(diào)控的所述第一雙孔針頭中的液滴形成頻率，及依據(jù)所述空氣脈沖發(fā)生器所調(diào)控的壓縮空氣的輸出頻率；從所述第一雙孔針頭的下端進(jìn)液口獲取所需體積的液滴。
[0035]具體來(lái)說(shuō)，在步驟S103 (成型步驟)中，從第一雙孔針頭的下端進(jìn)液口所獲取的液滴體積與第一雙孔針頭的內(nèi)孔直接相關(guān)；所獲取的液滴體積隨著所述壓縮空氣輸出頻率的增大而減小。如參見(jiàn)下表試驗(yàn)數(shù)據(jù)所示:
[0036]
第一雙孔液滴平均液滴直徑口第一雙孔液滴平均液滴直徑口處、I Hh 47古47液?同體積扯、丨?丨卡丨?伎'/同體積針頭內(nèi)徑直徑犯圍τΛ 針頭內(nèi)徑直徬犯圍τΛ
,、 ,、,、 犯圍(mL) , Λ , 、, Λ 氾圍(mL)
(.mm)(mm)imm)(mm；(mm)(mm)
0.162.02.00.270.843.63.4-3.71.32-1.70
0.22.52.50.521.64.13.9-4.31.99-2.66
0.252.72.70.662.164.54.3-4.72.66-3.48
0.412.9? 90 823.004.84.6-5.13.26-4.44
[0037]在步驟S103 (成型步驟)中，具體關(guān)系可為:當(dāng)f2 = 2f1;貝丨J V2 = 1/2^γχ ;當(dāng)f2 =
3f\，則v2 = 1/3*ν!;依次類推.........其中，V1為所述液滴的初始體積，V2為被細(xì)分后的液滴體積為所述壓縮空氣的初始輸出頻率，f2為液滴被細(xì)分時(shí)的壓縮空氣的輸出頻率。同時(shí)，當(dāng)f2 = &，則V2為被細(xì)分后的液滴體積的最大值；其中，f3為液滴被細(xì)分時(shí)液滴的形成頻率。
[0038]本發(fā)明提供的用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭、裝置及方法；采用同軸雙孔針頭(第一雙孔針頭40、第二雙孔針頭41)，通過(guò)脈沖壓縮空氣對(duì)液滴的沖擊實(shí)現(xiàn)液滴細(xì)分，實(shí)際操作過(guò)程中，當(dāng)脈沖壓縮空氣輸出頻率等于第一雙孔針頭40內(nèi)液滴形成頻率，則形成最大體積液滴；當(dāng)脈沖壓縮空氣頻率大于液滴形成頻率，液滴體積減小比例與脈沖壓縮空氣頻率增加比例線性相關(guān)；通過(guò)控制液滴形成頻率和脈沖壓縮空氣頻率實(shí)現(xiàn)液滴細(xì)分。
[0039]綜上所述，本發(fā)明的有益效果為:通過(guò)改變由第二雙孔針頭41所輸入的脈沖壓縮空氣的頻率，相同直徑的第一雙孔針頭40內(nèi)孔可以形成不同體積的液滴；較大直徑的第一雙孔針頭40可以形成較小體積的液滴，且針頭不易堵塞；同時(shí)，脈沖壓縮空氣壓力和體積不需要精確控制。
[0040] 最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于液滴細(xì)分的同軸雙孔針頭，其特征在于，包括: 第一雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭的內(nèi)孔直徑相關(guān)； 第二雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭的下端出氣口輸出； 其中，所述第二雙孔針頭套設(shè)在所述第一雙孔針頭的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布。
2.一種用于液滴細(xì)分的裝置，其特征在于，包括: 氣源，用于提供脈沖壓縮空氣； 液體罐，用于存儲(chǔ)待細(xì)分的液體； 空氣脈沖發(fā)生器，用于控制所述脈沖壓縮空氣的輸出頻率；其中，所述空氣脈沖發(fā)生器的一端與所述氣源相連； 同軸雙孔針頭，用于獲取所需體積的液滴； 所述同軸雙孔針頭包括:第一雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的內(nèi)孔針頭，待細(xì)分的液體從所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口被灌入，并在所述第一雙孔針頭的下端出液口處形成液滴，且所述液滴的體積與所述第一雙孔針頭的內(nèi)孔直徑相關(guān)；所述同軸雙孔針頭中的第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口與所述液體罐相連； 所述同軸雙孔針頭還包括:第二雙孔針頭，用于作為所述同軸雙孔針頭的外孔針頭，脈沖壓縮空氣從所述第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口被輸入，并在所述第二雙孔針頭的下端出氣口輸出；所述同軸雙孔針頭中的第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口與所述空氣脈沖發(fā)生器的另一端連接； 其中，所述第二雙孔針頭套設(shè)在所述第一雙孔針頭的外部，且二者呈同軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布； 第一調(diào)頻部件及第二調(diào)頻部件，用于控制所需體積液滴的形成頻率；其中，所述氣源通過(guò)所述第一調(diào)頻部件與所述液體罐相連；所述液體罐通過(guò)所述第二調(diào)頻部件與所述第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口相連。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于: 所述第一調(diào)頻部件是減壓閥； 和/或， 所述第二調(diào)頻部件是流量閥。
4.一種用于液滴細(xì)分的方法，其特征在于，包括以下步驟: 灌液步驟；將液體罐中所存儲(chǔ)的帶細(xì)分的液體從第一雙孔針頭的上端進(jìn)液口灌入所述第一雙孔針頭中； 輸氣步驟；將氣源中的壓縮空氣從第二雙孔針頭的上端進(jìn)氣口輸入所述第二雙孔針頭中； 控頻步驟；通過(guò)流量閥及減壓閥調(diào)控所述第一雙孔針頭中的液滴形成頻率；通過(guò)空氣脈沖發(fā)生器調(diào)控所述氣源中的壓縮空氣的輸出頻率； 成型步驟；依據(jù)所述流量閥、減壓閥所調(diào)控的所述第一雙孔針頭中的液滴形成頻率，及依據(jù)所述空氣脈沖發(fā)生器所調(diào)控的壓縮空氣的輸出頻率；從所述第一雙孔針頭的下端進(jìn)液口獲取所需體積的液滴。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于: 所述成型步驟中，從所述第一雙孔針頭的下端進(jìn)液口所獲取的液滴體積隨著所述壓縮空氣輸出頻率的增大而減小。
6.依據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于: 所述成型步驟中，當(dāng)f2 = 2?\,貝丨J V2 = 1/2^!;當(dāng)f2 = 3?\,貝丨J V2 = 1/3^!； 其中，V1為所述液滴的初始體積，V2為被細(xì)分后的液滴體積；f\為所述壓縮空氣的初始輸出頻率，f2為液滴被細(xì)分時(shí)的壓縮空氣的輸出頻率。
7.依據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于: 所述成型步驟中，當(dāng)f2 = f3，則V2為被細(xì)分后的液滴體積的最大值； 其中，V2為被細(xì)分后的液滴體積；f2為液滴被細(xì)分時(shí)的壓縮空氣的輸出頻率；f3為液滴被細(xì)分時(shí)液滴的形成頻率。
【文檔編號(hào)】B05C11/10GK104148242SQ201410428273
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】盧俊輝 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)