CN102553767A - 压电陶瓷超声雾化片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压电陶瓷超声雾化片包括一组至少由两片压电陶陶瓷片组成的压电陶瓷片组和一组至少由一片金属片组成的金属片组；所述的压电陶瓷片组中，各压电陶瓷片设有通孔；所述的压电陶瓷片与金属片相互交叉叠置，并且金属片完全覆盖所述的通孔。本发明的压电陶瓷超声雾化片采用多层夹持结构，金属片与压电陶瓷片的结合强度高，不易脱落，可以较好的实现一个雾化片金属片采用多种振动模式结合，即轴向弯曲振动和径向伸缩振动的结合，增加了该结构雾化片的振动模式，拓宽了雾化片的雾化效果范围。

Description

压电陶瓷超声雾化片

 

技术领域

本专利涉及一种用于将液体进行雾化的雾化片，尤其涉及一种采用压电陶瓷材料的超声雾化片。

 

背景技术

液体通过压电超声波雾化片振动的作用，可以将其雾化，这是众所周知的技术，即雾化片通过高频震荡将液体分子结构打散而形成雾状。

在现有技术中，压电超声波雾化片主要是采用单层金属双层陶瓷片夹心式和单层金属单片陶瓷片两种形式的压电陶瓷超声雾化片，均是采用压电陶瓷片的平面振动（轴向弯曲振动和径向伸缩振动）模式来带动金属膜片振动而使液体雾化，例如专利号为200320110900.9、名称为《超声压电雾化片》的中国实用新型专利揭示的雾化片，以及专利号为201020541627.5、名称为《超声波雾化换能片》的中国实用新型专利揭示的雾化片。这种结构的雾化片不能很好地达到雾化的均匀、细化效果，且雾化片金属片振动模式单一。

目前雾化片使用的压电陶瓷有两种驱动方式，即径向驱动方式和轴向驱动方式。径向驱动方式所用的金属片必须带凸帽，这样才能将压电陶瓷片的径向振动模式转换为轴向振动模式，从而使液体产生雾化；轴向驱动方式直接用片面金属片即可产生雾化所需的轴向振动模式。由于径向驱动模式能量转换效率低，并且由于金属膜片上的微孔不得不控制在很小的范围，所以加工难度较高，而且在使用过程中微孔容易堵塞。

 

发明内容

技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种采用夹心式结构的压电陶瓷超声雾化片，金属片与压电陶瓷片之间为多层夹持方式，具有较强的结构强度。

技术方案

为了解决上述的技术问题，本发明的压电陶瓷超声雾化片包括一组至少由两片压电陶陶瓷片组成的压电陶瓷片组和一组至少由一片金属片组成的金属片组；所述的压电陶瓷片组中，各压电陶瓷片设有通孔；所述的压电陶瓷片与金属片相互交叉叠置，并且金属片完全覆盖所述的通孔。本发明的技术方案中，所述的压电陶瓷片与金属片相互交叉叠置是指各压电陶瓷片和金属片之间相互交叉排列，即按照一片压电陶瓷片、一片金属片、一片压电陶瓷片、一片金属片的排列方式叠置；所述的通孔可以是圆形通孔，也可以是其他可适用的形状。为了实现雾化片雾化液体的功能，金属片需要完全覆盖住压电陶瓷片的通孔部分，相应地，金属片的覆盖压电陶瓷片通孔的部分加工有大量雾化孔。

更进一步地，本发明的技术方案中，压电陶瓷片的个数和金属片的个数可以根据实际需要进行选择，如压电陶瓷片数为2个，金属片个数为2个，或者所述的压电陶瓷片组中压电陶瓷片数至少为3个，所述的金属片组中金属片数至少为2个。本发明的技术方案中，各金属片上设置的雾化孔可采用圆形通孔，也可采用截面呈锥形的通孔，并且其大小是由大至小排列（金属片由下至上顺序时）的，即当金属片为2个以上时，为了达到更好的雾化效果，各金属片上雾化孔的孔径按金属片（上至下的顺序）排列的顺序依次从小至大排列，从压电陶瓷片和金属片叠置的方向来看，上金属片上雾化孔的孔径小下金属片上雾化孔的孔径。

一般地，各压电陶瓷片的通孔在各压电陶瓷片的排列方向上所处的位置相同，即当不考虑金属片对各通孔的覆盖因素时，各通孔之间的相互贯通的。

考虑到雾化片的通用形状，本发明技术方案的雾化片中，所述的压电陶瓷片和金属片截面均呈圆形。金属片的外径小于或等于或者大于压电陶瓷片的外径。

为了方便与雾化片外界的控制电路相连接，所述的金属片边缘处设有供导线焊接固定的焊盘。

更进一步地，所述的金属片可根据实际需要采用不同的结构。当所述的金属片的覆盖通孔的部分呈平板形状即金属片整体呈平板形状时，可实现金属片的轴向弯曲振动，当所述的金属片的覆盖通孔的部分呈凸帽形状时，可实现金属片的径向伸缩振动，通过该对金属片形状和结构的设计，可实现从不同振动方向上对液体进行雾化。所述的金属片优先整体呈圆形，其截面为矩形，即为圆片形状。

更进一步地，所述的金属片组中，至少有一个金属片的覆盖通孔的部分呈平板形状，并且至少有一个金属片的覆盖通孔的部分呈凸帽形状，即可实现金属片弯曲振动和轴向振动相互耦合，克服现有的雾化片仅可单向振动的缺陷，进而实现更好的雾化效果。

本发明技术方案中，对于不同数量组合的压电陶瓷片和金属片，可以选择不同的工作状态：

当各压电陶瓷片串联连接时，并且各金属片覆盖压电陶瓷片通孔的部分平板形状，各陶瓷片相对面极性相同时，可实现轴向弯曲振动。

当各压电陶瓷片串联连接，并且各金属片覆盖压电陶瓷片通孔的部分呈凸帽形状时，此时，如果陶瓷片相对面极性相反，实现径向伸缩振动。

当各压电陶瓷片并联连接，此时处于各陶瓷片中间的金属片边缘伸出压电陶瓷片，并且各金属片覆盖压电陶瓷片通孔的部分呈凸帽形状，各陶瓷片相对面极性相同时，实现径向伸缩振动。

当各压电陶瓷片并联连接，此时处于各陶瓷片中间的金属片边缘伸出压电陶瓷片，并且各金属片覆盖压电陶瓷片通孔的部分平板形状，各陶瓷片相对面极性相反时，实现轴向弯曲振动。

亦可选择不同驱动连接方式，调整各陶瓷片相对面极性，采用不同形状的金属片相组合使用，则可实现部分金属片轴向弯曲振动、部分金属片径向伸缩振动。

当压电陶瓷片和金属片数都为2时，则金属片只有轴向弯振或径向伸缩振动两种振动模式选择，即两种振动模式只能选其一，不出现两种振动模式耦合的情形。

本发明的压电陶瓷超声雾化片基于金属片的高频振动，将液体如水雾化，但其工作原理不同于现有技术中的雾化片。以雾化对象为水为例，其首先在第一压电陶瓷片与第一金属片形成的第一区域内通过金属片的高频振动对液体进行初次雾化，得到颗粒较大的水雾，接着，第一区域内的初次雾化汽体进入在与第一压电陶瓷片和第一金属片依次排列的第二压电陶瓷片和第二金属片形成的第二区域，被第二次雾化，从而得到颗料较小的水雾，如需要颗料更小的水雾，则再进行一次或多次雾化，这样，即可得到理想的雾化效果。

 

有益效果

 本发明的压电陶瓷超声雾化片采用多层夹持结构，金属片与压电陶瓷片的结合强度高，不易脱落，单片金属片振动可采用相对较低能量的振动达到较好的雾化效果，在医疗、美容、环境处理等领域均可广泛应用，且使用寿命长；又可采用弯曲振动模式时，金属片可采用平面型金属片，加工简单，成本降低。由于采用多片陶瓷片的叠堆，亦可以较好的实现一个雾化片金属片采用多种振动模式结合，即轴向弯曲振动和径向伸缩振动的结合，增加了该结构雾化片的振动模式，拓宽了雾化片的雾化效果范围。

 

说明书附图

图1为本发明的雾化器结构平面图；

图2为本发明的一个实施例的金属片带焊盘的雾化器平面图；

图3为金属片为平面形（大于压电陶瓷片）的雾化器剖面图；

图4为金属片为凸帽形的雾化器剖面图；

图5为串联时轴向弯振的雾化器结构剖面图；

图6为并联时轴向弯振的雾化器结构剖面图；

图7为串联时径向伸缩振动的雾化器结构剖面图；

图8为并联时径向伸缩振动的雾化器结构剖面图；

图9为本发明的一个实施例的一轴向振动（上），一径向伸缩振动（下）结合的雾化器剖面图。

 

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2、图3所示，本实施例的压电陶瓷超声雾化片包括一组由3片压电陶瓷片即第一压电陶陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、第三压电陶瓷片13组成的压电陶瓷片组1和一组由2片金属片即第一金属片21和第二金属片面22组成的金属片组2；所述的压电陶瓷片组1中，第一压电陶瓷片设有第一通孔14，第二压电陶瓷片设有第二通孔14’，第三压电陶瓷片设有第三通孔14’’；所述的压电陶瓷片与金属片相互交叉叠置，即接照自上至第一压电陶瓷片11、第一金属片21、第二压电陶瓷片12、第二金属片22、第三压电陶瓷片13的顺序排列；第一金属片21完全覆盖第一通孔14和第二通孔14’， 第二金属片21完全覆盖第二通孔14’和第三通孔14’’， 第一通孔14、第二通孔14’和第三通孔14’’在压电陶瓷片排列方向上的位置相同。其中的金属片材料为铜，其整体呈平板形状。

如图3所示，第一金属片21设有大量第一雾化孔211；第二金属片22设有大量第二雾化孔221，并且第一雾化孔211的孔径小于第二雾化孔221，本图中仅示出一个雾化孔。所述雾化孔为锥形通孔，其较大的开口一端朝向液体进入压电陶瓷超声雾化片的方向；与液体进入压电陶瓷片的方向一致，各金属片的雾化孔依次由大到小，即按金属片从上至下孔依次变大，从下至上依次变小。

如图1、2所示，各压电陶瓷片和各金属片中截面均呈圆形；如图2所示，金属片的外径大于压电陶瓷片的外径，并且金属片边缘设置有供导线焊接固定的焊盘3；金属片上设置有第一雾化孔211。

如图5所示，当各压电陶瓷片相串联连接时，第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的相对面极性相同，第二压电陶瓷片12和第三压电陶瓷片13的相对面极性相同，实现轴向弯曲振动。

如图6所示，当各压电陶瓷片相并联连接时，第一金属片21和第二金属22伸出压电陶瓷片的边缘，第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的相对面极性相反，第二压电陶瓷片12和第三压电陶瓷片13的相对面极性相反，实现径向伸缩振动。

本实施例的压电陶瓷超声雾化片工作时，以雾化对象为水为例，第二金属片22受驱动产生高频振动，水在第一区域8内被初次雾化，得到颗粒较大的雾化汽体，雾化汽体进入由第一金属片21和第二金属片22形成的第二区域9内，第一金属片21的高频振动对进入的雾化汽体进行第二次雾化，由于第一金属片21的第一雾化孔211外径小于第二金属片22的第二雾化孔221外径，因此可以进而得到颗料较小的雾化汽体。如需要进一步对得到的雾化汽体进行处理，则增加金属片和压电陶瓷片的个数即可，并且金属片的雾化孔具有更小的外径。

 

实施例二：

如图4所示，本实施例的压电陶瓷超声雾化片包括一组由3片压电陶瓷片即第一压电陶瓷片41、第二压电陶瓷片42、第三压电陶瓷片43组成的压电陶瓷片组和一组由2片金属片即第一金属片51和第二金属片面52组成的金属片组；第一压电陶瓷片设有第一通孔411，第二压电陶瓷片设有第二通孔421，第三压电陶瓷片设有第三通孔431；所述的压电陶瓷片与金属片相互交叉叠置，即接照自上至第一压电陶陶瓷片41、第一金属片51、第二压电陶瓷片42、第二金属片52、第三压电陶陶瓷片43的顺序排列；第一金属片51完全覆盖第一通孔411和第二通孔421， 第二金属片52完全覆盖第二通孔421和第三通孔431，各通孔在压电陶瓷片排列方向所处的位置相同。第一金属片51设有大量第一雾化孔即第一雾化孔61；第二金属片52设有大量第二雾化孔71，图中仅示出各一个雾化孔，并且第一雾化孔61的孔径小于第二雾化孔71的孔径。

第一金属片51的覆盖第一通孔411、第二通孔421的部分为凸帽形状，朝向第二压电陶瓷片42凸起，相应地，第二金属片52的覆盖第二通孔421、第三通孔431的部分为凸帽形状，朝向第三压电陶瓷片43凸起。

如图7所示，当各压电陶瓷片相串联连接时，第一压电陶瓷片41和第二压电陶瓷片42的相对面极性相同，第二压电陶瓷片42和第三压电陶瓷片43的相对面极性相同，实现轴向弯曲振动。

如图8所示，当各压电陶瓷片相并联连接时，第一金属片51和第二金属52伸出压电陶瓷片的边缘，第一压电陶瓷片41和第二压电陶瓷片42的相对面极性相反，第二压电陶瓷片42和第三压电陶瓷片43的相对面极性相反，实现径向伸缩振动。

本实施例的压电陶瓷超声雾化片工作过程与实施例一相同，但是由于采用了具有凸帽形状的金属片，其可进行径向振动，从而产生不同的雾化效果。

 

实施例三：

如图9所示，提供了本发明另一种实施方式，其采用类似于实施例一、实施二的结构，亦采用三片压电陶瓷片和二片金属片，各压电陶瓷片和各金属片相互交错依次排列。其中，第一金属片8设有大量第一雾化孔81，其覆盖压电陶瓷通孔部分为平板状；第二金属片9设有大量第二雾化孔91，其覆盖压电陶瓷通孔的部分为凸帽形状。本实施例可实现金属片弯曲振动和轴向振动相互耦合，克服现有的雾化片仅可单向振动的缺陷，进而实现更好的雾化效果。

Claims (12)

1.一种压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，该压电陶瓷超声雾化片包括一组至少由两片压电陶瓷片组成的压电陶瓷片组（1）和一组至少由一片金属片组成的金属片组（2）；所述的压电陶瓷片组（1）中，各压电陶瓷片设有通孔（14）；所述的压电陶瓷片与金属片相互交叉叠置，并且金属片完全覆盖所述的通孔（14），金属片覆盖通孔（14）的区域设有至少一个雾化孔（211，221）。

2.如权利要求1所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的压电陶瓷片组（1）中压电陶瓷片数至少为3个，所述的金属片组（2）中金属片数至少为2个。

3.如权利要求1或2所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的雾化孔（211，212）为锥形孔。

4.如权利要求3所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，各金属片上雾化孔的大小按照金属片排列的顺序依次从大至小排列。

5.如权利要求1或2所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，各压电陶瓷片的通孔（14）在其排列方向上所处的位置相同。

6.如权利要求1或2所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的压电陶瓷片和金属片整体形状呈圆形。

7.如权利要求6所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，金属片的外径小于或等于压电陶瓷片的外径。

8.如权利要求6所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，压电陶瓷片的外径小于金属片的外径。

9.如权利要求8所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的金属片边缘处设有焊盘（3）。

10.如权利要求7或8或9所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的金属片的覆盖通孔（14）的部分呈平板形状。

11.如权利要求7或8或9所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的金属片的覆盖通孔（14）的部分呈凸帽形状。

12.如权利要求7或8或9所述的压电陶瓷超声雾化片，其特征在于，所述的金属片组（2）中，至少有一个金属片的覆盖通孔（14）的部分呈平板形状，并且至少有一个金属片的覆盖通孔（14）的部分呈凸帽形状。

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