一種壓電二相流超聲霧化噴頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種壓電二相流超聲霧化噴頭，包括壓電振子、變幅桿、第二端蓋和第一端蓋；壓電振子和變幅桿通過連接螺栓連接；連接螺栓尾部安裝進(jìn)氣口接頭；變幅桿前端固定第二端蓋；拉瓦爾式閥芯固定在變幅桿的階梯孔和第二端蓋的凹槽內(nèi)；變幅桿階梯孔的孔壁面上設(shè)有進(jìn)液孔；拉瓦爾式閥芯靠近出口處沿徑向開有多個(gè)導(dǎo)流孔；第二端蓋螺紋連接第一端蓋；第一端蓋后端的卡槽處設(shè)置有徑向定位圈；徑向定位圈上安裝階梯型錐閥；階梯型錐閥和振動(dòng)隔板通過調(diào)節(jié)螺栓連接；振動(dòng)隔板和第一端蓋頂端之間構(gòu)成共鳴室；共鳴室內(nèi)設(shè)置有多根軟管。本發(fā)明能夠在低能耗工況下產(chǎn)生大量的超細(xì)霧滴，克服傳統(tǒng)技術(shù)無法同時(shí)兼顧霧化量大、粒徑細(xì)、功耗低、定向噴霧的不足。
【專利說明】
-種壓電二相流超聲霧化噴頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于超聲霧化噴頭領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種壓電二相流超聲霧化噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在超聲霧化技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)生超聲振動(dòng)的方法主要有兩種:一種是利用電聲換 能器產(chǎn)生超聲，另一種是利用流體做動(dòng)力來產(chǎn)生超聲。運(yùn)兩種方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，利用電 聲換能器霧化噴頭產(chǎn)生的霧滴均勻、能耗小，霧滴粒徑隨壓電振子設(shè)計(jì)頻率變化而變化，頻 率越高霧滴粒徑越小，缺點(diǎn)是霧化量小，且霧滴隨意飄散沒有方向性;利用流體動(dòng)力式超聲 霧化方式，霧化量大且可W定向?qū)㈧F滴吹送到指定區(qū)域，其缺點(diǎn)是在氣體壓力較小時(shí)，其霧 滴粒徑粗大且不均勻，若想得到精細(xì)霧滴則需提供高壓力、大流量的壓縮空氣，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在無法同時(shí)兼具霧化量大、粒徑細(xì)、功耗低、定向噴霧的不足， 本發(fā)明提供了一種壓電二相流超聲霧化噴頭，通過將壓電超聲霧化和流體動(dòng)力式超聲霧化 的有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗工況下產(chǎn)生大量的超細(xì)霧滴。
[0004] 本發(fā)明是通過W下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0005] -種壓電二相流超聲霧化噴頭，包括進(jìn)氣口接頭、連接螺栓、壓電振子、變幅桿、拉 瓦爾式閥忍、階梯型錐閥、第二端蓋和第一端蓋;所述壓電振子和變幅桿通過中空的連接螺 栓固定連接;所述連接螺栓尾部與進(jìn)氣口接頭連接;所述變幅桿前端固定連接第二端蓋;所 述拉瓦爾式閥忍的一端固定在變幅桿頂部的階梯孔內(nèi)，另一端固定在所述第二端蓋后端面 的凹槽內(nèi)；所述變幅桿階梯孔的孔壁面上設(shè)有進(jìn)液孔;所述拉瓦爾式閥忍靠近出口處沿徑 向開有多個(gè)導(dǎo)流孔;拉瓦爾式閥忍外圓面和變幅桿階梯孔的內(nèi)圓面之間形成環(huán)型腔;所述 第二端蓋的中孔為圓錐形;所述第二端蓋螺紋連接第一端蓋;所述第一端蓋后端的卡槽處 設(shè)置有徑向定位圈；所述徑向定位圈上安裝有階梯型錐閥；所述階梯型錐閥的底部開有螺 紋孔，振動(dòng)隔板中屯、開有螺紋孔，所述階梯型錐閥和振動(dòng)隔板通過調(diào)節(jié)螺栓連接;所述振動(dòng) 隔板和第一端蓋頂端之間構(gòu)成共鳴室;所述共鳴室內(nèi)設(shè)置有多根軟管;所述軟管的一端連 接振動(dòng)隔板的通孔，另一端連接第一端蓋的通孔。
[0006] 進(jìn)一步的，所述階梯型錐閥錐角為40%圓錐面為階梯型，階梯的高度和寬度均為 1.5mm，階梯型錐閥的底部沿圓周均布3個(gè)定位鍵;所述徑向定位圈沿圓周均勻開設(shè)有3個(gè)矩 形槽;所述階梯型錐閥的3個(gè)定位鍵分別位于徑向定位圈的3個(gè)矩形槽中；所述第二端蓋的 圓錐孔錐角為40°，圓錐孔入口直徑為4.5mm。
[0007] 進(jìn)一步的，所述振動(dòng)隔板為圓形板，且均勻開設(shè)有5個(gè)通孔;所述第一端蓋為圓形 端蓋，且均勻開設(shè)有5個(gè)通孔;所述共鳴室內(nèi)設(shè)置有5根軟管，所述軟管的入口和出口連線與 第一端蓋軸線成21°夾角，所述軟管和振動(dòng)隔板、第一端蓋之間采用插拔插頭連接。
[000引進(jìn)一步的，所述拉瓦爾式閥忍收縮段入口直徑為5mm，喉口直徑為2mm，擴(kuò)張段出口 直徑為3.5mm，拉瓦爾式閥忍入口端和出口端都設(shè)置有凸臺(tái)，入口端凸臺(tái)卡在變幅桿頂部階 梯孔后端內(nèi)，出口端的凸臺(tái)卡在第二端蓋的凹槽內(nèi)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述進(jìn)液孔位于變幅桿階梯孔的孔壁面中屯、處，所述環(huán)型腔厚度為 1.3-1.7mm，所述導(dǎo)流孔的直徑為1.5-2mm;所述拉瓦爾式閥忍靠近出口處沿徑向均勻開有3 個(gè)導(dǎo)流孔。
[0010] 進(jìn)一步的，所述第一端蓋開口端外圓面為圓錐形，所述第一端蓋和第二端蓋外側(cè) 套有防松螺母;所述防松螺母與第一端蓋接觸部位為內(nèi)圓錐面，內(nèi)圓錐面的圓錐角與第一 端蓋的外圓錐面的圓錐角相等，均為10-15°。
[0011] 進(jìn)一步的，所述防松螺母的內(nèi)圓錐面為偏屯、結(jié)構(gòu)，其軸屯、與第一端蓋外圓錐面的 軸屯、偏離1-1.2mm;所述第一端蓋外圓面上設(shè)有法蘭。
[0012] 進(jìn)一步的，所述壓電振子依次包括壓電振子后蓋板、銅片電極和壓電振子前蓋板； 所述壓電振子后蓋板、銅片電極、壓電振子前蓋板、變幅桿和第二端蓋之間均采用金屬膠固 定連接。
[0013] 進(jìn)一步的，所述第一端蓋、第二端蓋、振動(dòng)隔板的材料為不誘鋼304;所述變幅桿為 帶圓錐過渡面的階梯型變幅桿，材料為硬侶7075。
[0014] 進(jìn)一步的，所述壓電振子后端至變幅桿前端距離L為94mm;所述變幅桿的長度L1為 聲波在變幅桿中的一個(gè)波長，即66mm，變幅桿小端直徑為19mm;第二端蓋下端面至第一端蓋 上端面的距離L2為聲波在第二端蓋和第一端蓋內(nèi)波長的一半，即26mm;所述壓電振子直徑 和變幅桿直徑dl相同，均為30mm;所述連接螺栓和變幅桿中屯、孔直徑d2為5mm。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：
[0016] (1)利用本發(fā)明所述壓電二相流超聲霧化噴頭，使得霧滴在受到超聲霧化之前，在 超音波的強(qiáng)能量的作用下發(fā)生第一次霧化，又在超音速氣流帶動(dòng)下撞擊階梯型錐閥發(fā)生第 二次霧化，之后經(jīng)過兩次霧化的霧滴群在高壓氣體的作用下進(jìn)入共鳴室內(nèi)的軟管中，共鳴 室的本征頻率和二相流體的脈動(dòng)頻率一致時(shí)產(chǎn)生共振，在共鳴室內(nèi)液滴實(shí)現(xiàn)第Ξ次霧化， 經(jīng)過Ξ次霧化的霧滴，飛出噴嘴后打在第一端蓋封閉端端面上，在超聲振動(dòng)作用下實(shí)現(xiàn)第 四次霧化;而傳統(tǒng)的壓電式超聲霧化器霧化的對(duì)象是液膜，所W本發(fā)明比傳統(tǒng)壓電式超聲 霧化噴頭的霧化量更大，霧滴更小。
[0017] (2)在變幅桿作用下，第二端蓋和階梯型錐閥會(huì)發(fā)生軸向振動(dòng)，但由于兩者振幅不 同，使得環(huán)型通道的通道截面積發(fā)生周期性的變化，二流體射流通過拉瓦爾式閥忍擴(kuò)張段 出口進(jìn)入階梯型錐閥和第二端蓋內(nèi)圓錐面之間的環(huán)型通道時(shí)，產(chǎn)生壓力波動(dòng)，在周期性壓 力波動(dòng)的作用下會(huì)變?yōu)槌羲倜}動(dòng)流體，脈動(dòng)氣流對(duì)霧滴的進(jìn)一步破裂起到積極作用;在 噴頭出口處增加了共鳴室，經(jīng)過Ξ次霧化的霧滴在共鳴室里在聲波的作用下進(jìn)一步破裂變 小，使霧滴更加均勻。
[0018] (3)在拉瓦爾式閥忍前端設(shè)置階梯型錐閥，使得由拉瓦爾式閥忍出來的二相流體 在高速通過環(huán)型通道時(shí)增加了與錐閥撞擊的機(jī)會(huì)，有利于霧滴的進(jìn)一步破碎。
[0019] (4)與傳統(tǒng)哈特曼式共振腔的共振方式不同，本發(fā)明中二相流體通過拉瓦爾式閥 忍擴(kuò)張段出口進(jìn)入階梯型錐閥和第二端蓋內(nèi)圓錐面之間的環(huán)型通道時(shí)，產(chǎn)生壓力波動(dòng)，引 起二相流體的振蕩，其振蕩狀態(tài)受供氣壓力、供液壓力、供氣量、液體密度等多種因素的影 響。同時(shí)，在變幅桿作用下，第二端蓋和階梯型錐閥會(huì)發(fā)生軸向振動(dòng)，但由于兩者振幅不同， 使得環(huán)型通道的橫截面積發(fā)生周期性的變化，從而引起二相流體周期性的脈動(dòng)。二相流體 的脈動(dòng)引起共鳴室振動(dòng)隔板周期性的振動(dòng)，當(dāng)共鳴室的本征頻率和二相流體的脈動(dòng)頻率一 致時(shí)即發(fā)生共振。二相流體的脈動(dòng)頻率受環(huán)境溫度影響較大，而共鳴室的本征頻率是基本 不變的，所W傳統(tǒng)的流體動(dòng)力式超聲霧化噴頭使共鳴室產(chǎn)生超聲振動(dòng)比較困難。而本發(fā)明 所述的二流體脈動(dòng)頻率主要受變幅桿的軸向振動(dòng)頻率的影響，而在很大程度上減弱了對(duì)環(huán) 境溫度等因素的依賴。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述壓電二相流超聲霧化噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2為圖1中A處局部放大圖。
[0022] 圖3為圖2中B處的爆炸圖。
[0023] 圖4為階梯型錐閥和徑向定位圈的裝配示意圖。
[0024] 圖5為噴頭截面位置與其對(duì)應(yīng)軸向位移幅值關(guān)系。
[0025] 附圖標(biāo)記說明如下：
[0026] 1-壓電振子后蓋板，2-進(jìn)氣口接頭，3-進(jìn)氣孔，4-連接螺栓，5-銅片電極，6-壓電振 子，7-壓電振子前蓋板，8-變幅桿，9-拉瓦爾式閥忍，10-進(jìn)液孔，11-導(dǎo)流孔，12-第二端蓋， 13-防松螺母，14-第一端蓋，15-軟管，16-調(diào)節(jié)螺栓，17-共鳴室，18-法蘭，19-振動(dòng)隔板，20- 徑向定位圈，21-階梯型錐閥。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖W及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[00%]如圖1和圖2所示，一種壓電二相流超聲霧化噴頭，包括進(jìn)氣口接頭2、連接螺栓4、 壓電振子6、變幅桿8、拉瓦爾式閥忍9、階梯型錐閥21、第二端蓋12和第一端蓋14;所述壓電 振子6和變幅桿8通過中空的連接螺栓4固定連接;所述連接螺栓4尾部與進(jìn)氣口接頭2連接； 所述變幅桿8前端采用金屬膠固定連接第二端蓋12。所述變幅桿8為帶圓錐過渡面的階梯型 變幅桿，材料為硬侶7075;所述變幅桿8的長度L1為聲波在變幅桿8的一個(gè)波長，即66mm，變 幅桿8小端直徑為19mm;變幅桿8的頂部開設(shè)有階梯孔，階梯孔的深度為10-13mm;變幅桿8的 階梯孔上端面中屯、處開有進(jìn)液孔10，進(jìn)液孔10與拉瓦爾式閥忍9軸線中點(diǎn)相對(duì)應(yīng);所述第二 端蓋12的后端面開設(shè)有凹槽，所述第二端蓋12的中孔為圓錐形，所述第二端蓋12的圓錐孔 錐角為40%圓錐孔入口直徑為4.5mm。所述拉瓦爾式閥忍則欠縮段入口直徑為5mm，喉口直徑 為2mm，收縮段的軸向長度為喉口面積的4-6倍。擴(kuò)張段出口直徑為3.5mm，擴(kuò)張段的設(shè)計(jì)形 式是維托辛思基曲線，喉口部位設(shè)計(jì)為圓弧。拉瓦爾式閥忍9入口端和出口端都設(shè)置有凸 臺(tái)，入口端凸臺(tái)卡在變幅桿8頂部階梯孔后端內(nèi)，出口端的凸臺(tái)卡在第二端蓋12的凹槽內(nèi)， 運(yùn)樣就保證了拉瓦爾式閥忍9安裝時(shí)與噴頭外圓面的同屯、度。所述拉瓦爾式閥忍9靠近出口 處沿徑向均勻開有3個(gè)導(dǎo)流孔11，所述導(dǎo)流孔11的直徑為拉瓦爾式閥忍9外圓面 和變幅桿8階梯孔的內(nèi)圓面之間形成環(huán)型腔。
[0029]所述第二端蓋12螺紋連接第一端蓋14;所述第一端蓋14開口端外圓面為圓錐形， 所述第一端蓋14和第二端蓋12外側(cè)套有防松螺母13;所述防松螺母13與第一端蓋14接觸部 位為內(nèi)圓錐面，內(nèi)圓錐面的圓錐角與第一端蓋14的外圓錐面的圓錐角相等，均為10-15%防 松螺母13的凹面是偏屯、的，運(yùn)樣防松螺母13像模子一樣將第一端蓋14模緊，W防止第一端 蓋14在高頻振動(dòng)時(shí)松動(dòng)。所述環(huán)型腔厚度為1.3-1.7mm;第一端蓋14端面為最大振幅位置， 該通道內(nèi)的液體形成一層液膜，液膜的厚度為1.3-1.7mm，液膜在第一端蓋14端面上發(fā)生超 聲霧化。
[0030] 所述第一端蓋14后端的卡槽處設(shè)置有徑向定位圈20;如圖3和圖4所示，階梯型錐 閥21錐角為40°C，圓錐面為階梯型，階梯的高度和寬度均為1.5mm，階梯型錐閥21的底部沿 圓周均布3個(gè)定位鍵;所述徑向定位圈20沿圓周均勻開設(shè)有3個(gè)矩形槽;所述階梯型錐閥21 的3個(gè)定位鍵分別位于徑向定位圈20的3個(gè)矩形槽中，并可通過調(diào)節(jié)螺栓16沿軸線調(diào)節(jié)階梯 型錐閥21相對(duì)于拉瓦爾式閥忍9出口的位置，拉瓦爾式閥忍9出口處的橫截面積也隨之發(fā)生 變化，從而調(diào)節(jié)拉瓦爾式閥忍9出口處流體的速度;所述階梯型錐閥21的軸向調(diào)節(jié)范圍為0- 6mm，使得拉瓦爾式閥忍9出口處流體的速度在1.8至2.2馬赫之間變化，其理論依據(jù)如下所 述：
[0031] Q=ApV，Q是流量，A是管的截面積，V是在截面A處的氣流速度，
[0032] 再由氣體運(yùn)動(dòng)歐拉方程dP = -dVpV，
[0033] 推導(dǎo)出
，M是馬赫數(shù)，
[0034] 因此當(dāng)流體速度大于音速時(shí)，流體速度隨截面積變大而變大，隨截面積變小而變 ?。划?dāng)流體速度小于音速時(shí)，流體速度隨截面積變小而變小，反之亦然。
[0035] 再由拉瓦爾噴管截面比公式：
[0036] 其中A是管道任意位置截面積，A*是喉管截面積了，丫是比熱容比，Μ是管道任意位 置流體馬赫數(shù)。取空氣的比熱容比丫 =1.4,拉瓦爾管擴(kuò)張段出口初始直徑為3.5mm，喉口直 徑2mm，得到拉瓦爾管擴(kuò)張段出口處馬赫數(shù)為2.2,同時(shí)，通過調(diào)節(jié)階梯型錐閥的軸向位置， 使拉瓦爾管出口處的流道截面積發(fā)生變化，變化范圍為4.5-9.6mm2，從而出口處流體速度 變化范圍為1.8-2.2馬赫。
[0037] 所述階梯型錐閥21的底部開有螺紋孔，振動(dòng)隔板19中屯、開有螺紋孔，所述階梯型 錐閥21和振動(dòng)隔板19通過調(diào)節(jié)螺栓16連接。所述振動(dòng)隔板19為圓形板，且均勻開設(shè)有5個(gè)通 孔;所述第一端蓋14為圓形端蓋，且均勻開設(shè)有5個(gè)通孔;所述振動(dòng)隔板19和第一端蓋14頂 端之間構(gòu)成共鳴室17,所述共鳴室17的本征頻率為55-6化化。所述共鳴室17內(nèi)設(shè)置有5根軟 管15,每根軟管15的一端連接振動(dòng)隔板19的通孔，另一端連接第一端蓋14的通孔。所述軟管 15的入口和出口連線與第一端蓋14軸線成21°夾角，所述軟管15和振動(dòng)隔板19、第一端蓋14 之間采用插拔插頭連接；當(dāng)調(diào)節(jié)振動(dòng)隔板19的軸向位置時(shí)，塑膠軟管15會(huì)隨著拉伸和壓縮。 所述第一端蓋14外圓面上設(shè)有法蘭18,法蘭18用W限制第一端蓋14的軸向振幅，W減小由 于變幅桿8的振動(dòng)對(duì)共鳴室17本征頻率的影響。
[0038] 所述壓電振子6依次包括壓電振子后蓋板1、3片銅片電極5和壓電振子前蓋板7;由 壓電振子后蓋板1、3片銅片電極5、壓電振子前蓋板7和變幅桿8組成的超聲霧化噴頭的主體 的振動(dòng)頻率為55-65曲Z;所述壓電振子后蓋板1、3片銅片電極5、壓電振子前蓋板7和變幅桿 8之間均采用金屬膠固定連接。所述第一端蓋14、第二端蓋12、振動(dòng)隔板19的材料為不誘鋼 304。
[0039] 如圖5所示，所述壓電振子6后端至變幅桿8前端距離L為94mm;第二端蓋12下端面 至第一端蓋14上端面的距離L2為聲波在第二端蓋12和第一端蓋14內(nèi)波長的一半，即26mm; 所述壓電振子6直徑和變幅桿8直徑dl相同，均為30mm;所述連接螺栓4和變幅桿8的內(nèi)徑d2 為5mm。本發(fā)明高壓氣體由空壓機(jī)供給，進(jìn)氣管道與噴頭尾部的進(jìn)氣孔3連接;待霧化液體由 補(bǔ)液累抽送至進(jìn)液孔10;超聲霧化噴頭的主體由驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)，第一、Ξ片銅片電極5接電 源負(fù)極，第二片銅片電極5接電源正極，驅(qū)動(dòng)頻率為55-65曲Z。
[0040] 工作過程：
[0041 ] 高壓氣體(4.5-5.5bar)由噴頭尾部的進(jìn)氣接口 2進(jìn)入，經(jīng)過拉瓦爾式閥忍9后氣體 被加速至超音速（1.8-2.2馬赫），待霧化液體由補(bǔ)液累抽送至進(jìn)液孔10流入，液體充滿拉瓦 爾式閥忍9與變幅桿8階梯孔內(nèi)圓面之間的空隙后，經(jīng)過導(dǎo)流孔11，在拉瓦爾式閥忍9出口附 近流入并與超音速氣流匯合實(shí)現(xiàn)第一次霧化，霧化后的液滴隨高速氣流撞擊階梯型錐閥21 實(shí)現(xiàn)第二次霧化;二相流體通過拉瓦爾式閥忍9擴(kuò)張段出口進(jìn)入階梯型錐閥21和第二端蓋 12內(nèi)圓錐面之間的環(huán)型通道時(shí)，產(chǎn)生壓力波動(dòng)，引起二相流體的振蕩，同時(shí)，在變幅桿8作用 下，第二端蓋12和階梯型錐閥21會(huì)發(fā)生軸向振動(dòng)，但由于兩者振幅不同，使得環(huán)型通道的橫 截面積發(fā)生周期性的變化，從而引起二相流體周期性的脈動(dòng)，所述共鳴室17的本征頻率和 二相流體的脈動(dòng)頻率一致時(shí)產(chǎn)生共振，經(jīng)過兩次霧化的霧滴群在高壓氣體的作用下進(jìn)入共 鳴室17內(nèi)的軟管15中，在共鳴室17內(nèi)液滴實(shí)現(xiàn)第Ξ次霧化，需要說明的是，二相流體的脈沖 狀態(tài)及共鳴室的本征頻率會(huì)受多種因素的影響，比如壓力、溫度、液體密度等，需要經(jīng)過反 復(fù)試驗(yàn)找到共振點(diǎn);第一端蓋14在壓電振子6的作用下沿軸向超聲振動(dòng)，經(jīng)過Ξ次霧化的液 滴由噴嘴飛出后，一部分液滴撞擊到第一端蓋14的端面，在超聲振動(dòng)作用下實(shí)現(xiàn)第四次霧 化，同時(shí)，殘留在第一端蓋14端面的液膜在超聲振動(dòng)作用下實(shí)現(xiàn)超聲霧化。每一次霧化都使 霧滴群中直徑較大的霧滴粒徑進(jìn)一步變小，經(jīng)過四次霧化后霧滴粒徑更加均勻，霧化量顯 著提高。
[0042]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不 背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換 或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，包括進(jìn)氣口接頭（2)、連接螺栓(4)、壓 電振子（6)、變幅桿（8)、拉瓦爾式閥芯（9)、階梯型錐閥（21)、第二端蓋（12)和第一端蓋 (14);所述壓電振子(6)和變幅桿(8)通過中空的連接螺栓(4)固定連接;所述連接螺栓(4) 尾部與進(jìn)氣口接頭(2)連接;所述變幅桿(8)前端固定連接第二端蓋（12);所述拉瓦爾式閥 芯(9)的一端固定在變幅桿(8)頂部的階梯孔內(nèi)，另一端固定在所述第二端蓋(12)后端面的 凹槽內(nèi)；所述變幅桿(8)階梯孔的孔壁面上設(shè)有進(jìn)液孔（10);所述拉瓦爾式閥芯(9)靠近出 口處沿徑向開有多個(gè)導(dǎo)流孔(11);拉瓦爾式閥芯(9)外圓面和變幅桿(8)階梯孔的內(nèi)圓面之 間形成環(huán)型腔;所述第二端蓋（12)的中孔為圓錐形;所述第二端蓋（12)螺紋連接第一端蓋 (14);所述第一端蓋（14)后端的卡槽處設(shè)置有徑向定位圈（20);所述徑向定位圈（20)上安 裝有階梯型錐閥（21);所述階梯型錐閥（21)的底部開有螺紋孔，振動(dòng)隔板（19)中心開有螺 紋孔，所述階梯型錐閥（21)和振動(dòng)隔板（19)通過調(diào)節(jié)螺栓（16)連接;所述振動(dòng)隔板（19)和 第一端蓋（14)頂端之間構(gòu)成共鳴室（17);所述共鳴室（17)內(nèi)設(shè)置有多根軟管（15);所述軟 管（15)的一端連接振動(dòng)隔板(19)的通孔，另一端連接第一端蓋(14)的通孔。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述階梯型錐閥 (21)錐角為40°，圓錐面為階梯型，階梯的高度和寬度均為1.5mm，階梯型錐閥（21)的底部沿 圓周均布3個(gè)定位鍵;所述徑向定位圈（20)沿圓周均勻開設(shè)有3個(gè)矩形槽;所述階梯型錐閥 (21)的3個(gè)定位鍵分別位于徑向定位圈（20)的3個(gè)矩形槽中；所述第二端蓋(12)的圓錐孔錐 角為40°，圓錐孔入口直徑為4.5mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述振動(dòng)隔 板(19)為圓形板，且均勻開設(shè)有5個(gè)通孔;所述第一端蓋(14)為圓形端蓋，且均勻開設(shè)有5個(gè) 通孔;所述共鳴室（17)內(nèi)設(shè)置有5根軟管（15)，所述軟管（15)的入口和出口連線與第一端蓋 (14)軸線成21°夾角，所述軟管（15)和振動(dòng)隔板（19)、第一端蓋（14)之間采用插拔插頭連 接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述拉瓦爾 式閥芯(9)收縮段入口直徑為5mm，喉口直徑為2mm，擴(kuò)張段出口直徑為3.5mm，拉瓦爾式閥芯 (9) 入口端和出口端都設(shè)置有凸臺(tái)，入口端凸臺(tái)卡在變幅桿(8)頂部階梯孔后端內(nèi)，出口端 的凸臺(tái)卡在第二端蓋(12)的凹槽內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述進(jìn)液孔 (10) 位于變幅桿(8)階梯孔的孔壁面中心處，所述環(huán)型腔厚度為1.3-1.7mm，所述導(dǎo)流孔的 直徑為1.5-2_;所述拉瓦爾式閥芯(9)靠近出口處沿徑向均勻開有3個(gè)導(dǎo)流孔(11)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述第一端 蓋（14)開口端外圓面為圓錐形，所述第一端蓋（14)和第二端蓋（12)外側(cè)套有防松螺母 (13);所述防松螺母（13)與第一端蓋（14)接觸部位為內(nèi)圓錐面，內(nèi)圓錐面的圓錐角與第一 端蓋(14)的外圓錐面的圓錐角相等，均為10-15°。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述防松螺母 (13)的內(nèi)圓錐面為偏心結(jié)構(gòu)，其軸心與第一端蓋(14)外圓錐面的軸心偏離1-1.2mm;所述第 一端蓋(14)外圓面上設(shè)有法蘭（18)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述壓電振 子(6)依次包括壓電振子后蓋板（1)、銅片電極(5)和壓電振子前蓋板(7);所述壓電振子后 蓋板(1)、銅片電極(5)、壓電振子前蓋板(7)、變幅桿(8)和第二端蓋(12)之間均采用金屬膠 固定連接。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述第一端 蓋(14)、第二端蓋(12)、振動(dòng)隔板(19)的材料為不銹鋼304;所述變幅桿(8)為帶圓錐過渡面 的階梯型變幅桿，材料為硬鋁7075。10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電二相流超聲霧化噴頭，其特征在于，所述壓電振 子(6)后端至變幅桿(8)前端距離L為94mm;所述變幅桿(8)的長度L1為聲波在變幅桿(8)中 的一個(gè)波長，即66mm，變幅桿(8)小端直徑為19mm;第二端蓋（12)下端面至第一端蓋（14)上 端面的距離L2為聲波在第二端蓋（12)和第一端蓋（14)內(nèi)波長的一半，即26mm;所述壓電振 子(6)直徑和變幅桿(8)直徑dl相同，均為30mm;所述連接螺栓(4)和變幅桿(8)中心孔直徑 d2為5mm〇
【文檔編號(hào)】B05B17/06GK105834054SQ201610319946
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】高建民, 馬俊龍
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)