本發(fā)明屬于霧化栽培和精確噴涂領域，涉及一種超聲霧化噴頭技術，具體為低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置。

背景技術：

超聲霧化器由于其霧滴尺寸細小均勻等優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)工程領域有著廣泛的應用前景。超聲霧化是指利用電子高頻振蕩，通過陶瓷霧化片的高頻諧振，將液態(tài)水分子結構打散而產(chǎn)生自然飄逸的水霧，不需加熱或添加任何化學試劑。目前超聲霧化噴頭的變幅桿的主要形狀有圓錐形、貝塞爾型和階梯型等。圓錐形變幅桿，結構簡單，易于設計和制造，但是其放大系數(shù)低；階梯型變幅桿具有高的放大系數(shù)，但是也具有高的應力集中，容易折斷。圓錐形變幅桿、階梯型變幅桿其變幅桿放大系數(shù)低，發(fā)熱多，導致壽命短。本發(fā)明提供一種低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置，分別為雙曲線型霧化體，一級威布爾分布曲線收縮體，二級威布爾分布曲線收縮體，液滴經(jīng)過該后兩級細化結構，使得霧滴逐級細化，使生成的粒滴直徑逐級變小，粒滴直徑分布窄，生成粒徑集中性好的超細霧滴。考慮到液滴經(jīng)過第一級雙曲線型變幅桿霧化后，在第二級威布爾分布曲線收縮體和第三級威布爾分布曲線收縮體內(nèi)表面，霧氣有可能由于第二級威布爾分布曲線收縮體和第三級威布爾分布曲線收縮體溫度過低，從而導致霧氣可能液化成液滴，所以為了保證液體在第一級雙曲線型變幅桿霧化后，能夠不液化進入第二級威布爾分布曲線收縮體和第三級威布爾分布曲線收縮體，故本發(fā)明在第二級上下威布爾分布曲線收縮體、第三級上下威布爾分布曲線收縮體外分別纏繞連接在一起的電阻絲，通過溫度檢測和電阻絲，從而保證這三級溫度穩(wěn)定并且溫度大于50℃，保證霧滴流不會因溫度低而液化，本發(fā)明還采用送風裝置，有助于霧滴流沿軸上方向移動，還有助于霧氣在第二級威布爾分布曲線收縮體和第三級威布爾分布曲線收縮體的出口處細化。

超聲二次霧化噴頭是超聲霧化器的最關鍵部件，由超聲換能器、變幅桿、噴嘴和鋼懸浮球四部分組成，變幅桿的一端連接超聲換能器，另一端連接噴嘴，在噴嘴前部分設置鋼球。超聲換能器將高頻振蕩的電信號轉化成超聲機械振動，變幅桿將超聲換能器產(chǎn)生的聲波振幅放大，在噴嘴前的霧化面處產(chǎn)生空化效應，將液體霧化，同時產(chǎn)生聚焦聲場將鋼球懸浮起來，產(chǎn)生的霧滴與懸浮球碰撞產(chǎn)生細小霧滴。這種超聲噴頭只能發(fā)生二次霧化。而且現(xiàn)階段絕大部分噴頭的霧化液滴過于集中，噴涂效率低，不適宜工業(yè)噴射及超聲噴涂。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的提供一種低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置，以提高霧化效率，減小粒滴直徑，使粒滴直徑分布窄，使霧滴發(fā)生多級細化，得到超細霧滴流，本發(fā)明采用溫度檢測、電阻絲，是為了保證第一級雙曲線霧化體，第二級威布爾分布曲線收縮體，第三級威布爾分布曲線收縮體溫度穩(wěn)定，又保證霧氣不會因第二級威布爾分布曲線形、第三級威布爾分布曲線形內(nèi)表面溫度過低而液化，送風裝置還有助于霧滴流在第二級、第三級威布爾分布曲線收縮體出口處細化。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的具體技術方案如下：

一種低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置，其特征在于，包括后蓋板、薄電極、壓電陶瓷、前蓋板、金屬外罩、第一級雙曲線型變幅桿、第二級收縮體、第三級收縮體和電風扇，所述后蓋板、前蓋板之間依次設置有薄電極負極、第一壓電陶瓷、薄電極正極、第二壓電陶瓷，所述后蓋板、前蓋板、薄電極、壓電陶瓷均通過緊固螺栓固定在第一級雙曲線型變幅桿的后側，薄電極負極、第一壓電陶瓷、薄電極正極、第二壓電陶瓷與緊固螺栓之間設置有絕緣層；所述第一級雙曲線型變幅桿上具有進液通道，所述第一級雙曲線型變幅桿的出液口端的外壁截面的輪廓為雙曲線形狀，所述第一級雙曲線型變幅桿的出液口端設置有金屬支撐環(huán)，金屬支撐環(huán)的軸向長度為1cm～1.5cm，厚度為3mm～5mm，金屬支撐環(huán)上設置有金屬薄片，所述金屬薄片上具有直徑為4μm～6μm的通孔，所述金屬外罩固定在第一級雙曲線型變幅桿的出液口端，第二級收縮體、第三級收縮體依次設置在所述第一級雙曲線型變幅桿進液通道的出液口的后側，所述第二級收縮體、第三級收縮體均具有呈威布爾分布曲線形狀的收縮體、環(huán)狀金屬墊，所述金屬墊焊接在收縮體的出口處；所述第一級雙曲線型變幅桿的金屬支撐環(huán)、第二級收縮體的環(huán)狀金屬墊和第三級收縮體的環(huán)狀金屬墊的內(nèi)徑依次減?。唤饘偻庹志哂幸粋€進氣口，進氣口與送風裝置連通。

優(yōu)選地，第一級雙曲線型變幅桿出液口端的外壁截面輪廓的雙曲線由雙曲線的左支曲線c、右支曲線d、y＝y(tǒng)₀、y＝0圍成的區(qū)域，取a＝5mm～7mm；b＝25mm～50mm，雙曲線型變幅桿的長度為l＝25mm～50mm。

優(yōu)選地，所述威布爾分布曲線收縮體為關于x軸對稱的威布爾分布曲線，威布爾分布曲線為其中α＝1，β＝2，γ＝-0.5。

優(yōu)選地，第二級收縮體、第三級收縮體的呈威布爾分布曲線形狀的收縮體通過連接桿固定在金屬外罩的內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，所述第二級收縮體、第三級收縮體霧滴流出口直徑分別為D₁＝1～2mm，D₂＝0.5～1mm。

優(yōu)選地，所述第二級收縮體金屬環(huán)的內(nèi)徑為d₁＝1.5～2.5mm、厚度為w₁＝0.5～1mm；所述第三級收縮體金屬環(huán)的內(nèi)徑為d₂＝1～1.5mm、厚度為w₂＝0.5～1mm。

優(yōu)選地，在第一級雙曲線型變幅桿、第二級收縮體、第三級收縮體外表面貼金屬溫度傳感器貼片，第二級收縮體、第三級收縮體外分別纏繞電阻絲，溫度傳感器、電阻絲均與控制器相連；通過金屬溫度傳感器貼片實時采集第一級雙曲線型變幅桿、第二級收縮體、第三級收縮體的溫度并把信息發(fā)送給控制器，在控制器內(nèi)并設定溫度最小閾值，并通過控制電阻絲的工作保證威布爾曲線收縮體內(nèi)溫度大于50℃。

本發(fā)明的工作過程如下：液體首先從第一級雙曲線型變幅桿上的進液口流入超聲霧化噴頭內(nèi)，從第一級雙曲線型變幅桿上的出液口流出，在出液口的右端面霧化。霧化后的霧滴速度較低，在持續(xù)壓力作用下霧化后的霧滴速度增加，以較高的速度進入第二級威布爾分布曲線收縮體，由于第二級威布爾分布曲線收縮體出口直徑小于第一級雙曲線型變幅桿出液口的直徑，霧滴在出口處進行細化，這級細化后的霧滴粒徑小于霧化后的霧滴粒徑，粒滴直徑分布更窄，粒徑集中性更好。這級細化后的霧滴在持續(xù)壓力作用下從第二級威布爾分布曲線收縮體出口處通孔射出，以更高的速度進入第三級威布爾分布曲線收縮體，由于第三級收縮體出口直徑小于第二級收縮體出口直徑，霧滴再一次細化，這次細化后的霧滴粒徑更小于第二級細化后的霧滴粒徑，粒滴直徑分布更加窄，粒徑集中性更加好?？紤]到液滴經(jīng)過第一級雙曲線型變幅桿霧化體霧化后，在經(jīng)過第二級威布爾分布曲線收縮體和第三級威布爾分布曲線收縮體內(nèi)表面，有可能因溫度過低，導致霧氣可能液化成液滴，同時在第一級雙曲線型變幅桿外表面，第二級外表面，第三級外表面貼溫度傳感器金屬片，第二級、第三級收縮體外分別纏繞的電阻絲，先通過金屬溫度傳感器貼片采集這三級的溫度并把信息發(fā)送給控制器，經(jīng)過邏輯運算，控制電阻絲、空壓機相應的繼電器動作。

本發(fā)明具有有益效果：

1、本發(fā)明的低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置，其噴頭整體振動方向為軸向方向。低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置變幅桿為雙曲線型變幅桿，采用雙曲線型變幅桿使得液滴霧化，再經(jīng)過后兩級母線為威布爾分布曲線第二級威布爾分布曲線收縮體，第三級威布爾分布曲線收縮體兩級細化，產(chǎn)生超細霧滴流，霧化效率高，與傳統(tǒng)的噴頭相比，由于采用第一級雙曲線型變幅桿、第二級、第三級威布爾分布曲線收縮體，克服了圓錐形變幅桿、階梯型變幅桿其變幅桿粒滴直徑大、粒滴直徑分布寬以及難以產(chǎn)生超細霧滴流的缺點。

2、本發(fā)明的低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置使霧滴流經(jīng)過第二級、第三級威布爾分布曲線收縮體的出口，逐級減小，發(fā)生多級細化，得到超細霧滴流?？捎糜陟F化栽培、植物保護、工業(yè)超精密噴涂以及焊接等領域。

3、通過在第一級雙曲線型變幅桿、第二級母線為威布爾曲線收縮體、第三級威布爾曲線收縮體外表面貼溫度傳感器金屬片，在第二級上下威布爾分布曲線收縮體、第三級上下威布爾分布曲線收縮體外分別纏繞連接電阻絲，在控制系統(tǒng)的檢測和控制下，通過控制空壓機和電阻絲，使得在密封條件下的第二級威布爾分布曲線收縮體、第三級威布爾分布曲線收縮體內(nèi)表面的溫度與第一級雙曲線型變幅桿保持一致，保證霧氣在經(jīng)過第二級威布爾分布曲線收縮體和第三級威布爾分布曲線收縮體時，不會因溫度過低而液化，極大地提高了霧滴使用效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置的結構圖。

圖2為本發(fā)明的第一級雙曲線型的原理圖。

圖3為本發(fā)明的第一級雙曲線型前端的放大圖。

圖4為本發(fā)明威布爾分布曲線原理圖。

圖5為本發(fā)明的第二級威布爾分布曲線收縮體原理圖。

圖6為本發(fā)明的第三級威布爾分布曲線收縮體原理圖。

圖7為本發(fā)明裝置的霧滴流發(fā)生原理圖。

圖8為本發(fā)明的控制器原理圖。

圖中：

1-后蓋板，2-薄電極，3-壓電陶瓷，4-絕緣環(huán)，5-前蓋板，6-進液口，7-金屬外罩，8-連接桿，9-溫度傳感器金屬貼片，10-電阻絲，11-送風裝置，12-威布爾分布曲線收縮體，13-第一級雙曲線型變幅桿，14-緊固螺栓，15-負極引線，16-正極引線，17-金屬薄片，18-出液口，19-金屬支撐環(huán)，20-金屬墊，21-霧滴群，22-第一級霧滴流，23-第二級霧滴流。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

如圖1所示，本發(fā)明所述的低頻超聲超細直線霧滴流發(fā)生裝置，其特征在于，包括后蓋板1、薄電極2、壓電陶瓷3、前蓋板5、金屬外罩7、第一級雙曲線型變幅桿13、第二級收縮體、第三級收縮體和電風扇11，兩塊壓電陶瓷3的左端分別連接一個薄電極2。左端的薄電極2通過負極引線15連接電源負極，為薄電極負極；右端的薄電極2通過正極引線16連接電源正極，為薄電極正極。所述后蓋板、前蓋板之間依次設置有薄電極負極、第一壓電陶瓷、薄電極正極、第二壓電陶瓷，所述后蓋板1、前蓋板5、薄電極2、壓電陶瓷3均通過緊固螺栓14固定在第一級雙曲線型變幅桿13的后側，薄電極負極、第一壓電陶瓷、薄電極正極、第二壓電陶瓷與緊固螺栓之間設置有絕緣環(huán)4。

第一級雙曲線型變幅桿13上具有進液通道，進液通道的上端為進液口6，進液通道的右端為出液口18。所述第一級雙曲線型變幅桿13的出液口18端的外壁截面的輪廓為雙曲線形狀。所述雙曲線由雙曲線的左支曲線c、右支曲線d、y＝y(tǒng)₀、y＝0圍成的區(qū)域，如圖2所示，取a＝5mm～7mm；b＝25mm～50mm，y₀＝20～30mm，雙曲線型變幅桿13的長度為l＝25mm～50mm。所述第一級雙曲線型變幅桿13的出液口18端設置有金屬支撐環(huán)19，金屬支撐環(huán)(19)的軸向長度為1cm～1.5cm，厚度為3mm～5mm，金屬支撐環(huán)19上設置有圓形屬薄片17，所述金屬薄片17上具有直徑為4μm～6μm的通孔。所述金屬外罩7固定在第一級雙曲線型變幅桿13的出液口18端，第二級收縮體、第三級收縮體依次設置在所述第一級雙曲線型變幅桿13進液通道的出液口18的后側，所述第二級收縮體、第三級收縮體均具有呈威布爾分布曲線形狀的收縮體、環(huán)狀金屬墊20，所述金屬墊20焊接在收縮體的出口處；第二級收縮體、第三級收縮體的呈威布爾分布曲線形狀的收縮體通過連接桿8固定在金屬外罩7的內(nèi)壁上。所述第一級雙曲線型變幅桿13的金屬支撐環(huán)19、第二級收縮體的金屬環(huán)20和第三級收縮體的金屬環(huán)20的內(nèi)徑依次減小。金屬外罩具有一個進氣口，進氣口與送風裝置11連通。

所述第二級收縮體、第三級收縮體霧滴流出口直徑分別為D₁＝1～2mm，D₂＝0.5～1mm。如圖4所示，威布爾分布曲線收縮體曲線為對稱的威布爾分布曲線，其中α＝1，β＝2，γ＝-0.5。如圖5、圖6所示，所述第二級收縮體環(huán)狀金屬墊(20)的內(nèi)徑為d₁＝1.5～2.5mm、寬度為w₁＝0.5～1mm；所述第三級收縮體環(huán)狀金屬墊20的內(nèi)徑為d₂＝1～1.5mm、寬度為w₂＝0.5～1mm。

如圖7所示，液體從第一級雙曲線型變幅桿13上的進液口6流入超聲霧化噴頭內(nèi)，從第一級雙曲線型變幅桿13上的出液口18流出，在出液口18的金屬片上發(fā)生霧化形成無敵群21。霧化后的霧滴速度較低，在風場作用下，霧滴加速，以較高的速度進入第二級收縮體12，由于第二級收縮體12出口直徑小于第一級雙曲線型變幅桿金屬支撐環(huán)19的內(nèi)徑，霧滴流進一步細化。這次細化后的霧滴形成第一級霧滴流22在持續(xù)壓力作用下從第二級收縮體上出口處通孔射出，進入第三級收縮體，由于第三級威布爾分布曲線收縮體出口直徑小于第二級威布爾分布曲線收縮體出口直徑，霧滴流進一步細化，形成第二級霧滴流23?？紤]到霧滴流經(jīng)過第一級雙曲線型變幅桿13霧化體霧化后，在經(jīng)過第二級威布爾分布曲線收縮體、第三級威布爾分布曲線收縮體內(nèi)表面時，有可能因溫度過低，導致霧滴液化，因而在第一級雙曲線型變幅桿外表面、第二級上威布爾分布曲線形外表面以及第三級上威布爾分布曲線形外表面的金屬溫度傳感器貼片9采集溫度，第二級威布爾分布曲線收縮體外、第三級威布爾分布曲線收縮體外纏繞著電阻絲10，先通過金屬溫度傳感器貼片9采集這三級的溫度并把信息發(fā)送給控制器，經(jīng)過邏輯運算，控制空壓機11及電阻絲10連接的繼電器動作，保證在密封條件下的第二級、第三級威布爾分布曲線收縮體內(nèi)表面的溫度與第一級雙曲線型變幅桿保持一致，以防止霧滴流在細化過程中發(fā)生液化，如圖8所示。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。