CN112895722A - 一种气动式单液滴发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动式单液滴发生器，属于流体力学技术领域，包括发生器本体、接头件、连接件和液体容腔；接头件包括气体入口、连通口和气体出口；连接件的下端连通于液体容腔，液体容腔的底部设有针孔；向气体入口通入脉冲气体，脉冲气体沿接头件经连接件进入液体容腔，液体容腔内的液体在脉冲气体的冲击下从针孔被挤出后，脉冲气体从气体出口排出以使液体容腔内产生负压，进而使液体被吸回液体容腔内，实现单液滴的挤出。本发明通过通入脉冲气体使液体在冲击下从针孔挤出，同时脉冲气体排出使液体容器内产生负压，液体被吸回液体容腔内，以实现单液滴的挤出；并且通过控制电磁阀实现对发生器内的脉冲气体压力和脉冲气体作用时间合理调节。

Description

一种气动式单液滴发生器

技术领域

本发明属于流体力学技术领域，更具体地，涉及一种气动式单液滴发生器。

背景技术

现有技术中单个液滴发生器主要由两种，一种是喷墨打印机所采用的利用压电陶瓷产生脉冲压力，挤出单个液滴，这种液滴发生器所产生的液滴直径在20微米以下；另一种是从针管滴落，这种液滴发生器所产生的液滴直径在2.5毫米左右，并且不能调节液滴的直径。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种气动式单液滴发生器，其目的在于通过向液体容腔通入脉冲气体以使液体在冲击下从针孔挤出，脉冲气体从气体出口排出以使液体容器内产生负压，液体在负压作用下吸回液体容腔内，从而形成单液滴挤出，由此解决现有技术中无法通过气动实现单液滴挤出的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种气动式单液滴发生器，所述发生器包括：发生器本体以及设置于所述发生器本体内的接头件、连接件和液体容腔；

所述接头件为T型三通接头，包括气体入口、连通口和气体出口，所述气体入口位于所述发生器本体的侧端，所述气体出口位于所述发生器本体的顶部，所述连通口与所述连接件的上端连通；

所述连接件的下端连通于所述液体容腔，所述液体容腔的底部设有针孔；

向所述气体入口通入脉冲气体，所述脉冲气体沿所述接头件经所述连接件进入所述液体容腔，所述液体容腔内的液体在所述脉冲气体的冲击下从所述针孔被挤出之后，所述脉冲气体沿所述接头件上方的气体出口排出以使所述液体容腔内产生负压，进而使液体被吸回所述液体容腔内，以实现单液滴挤出。

优选地，还包括电磁阀，所述电磁阀安装于向所述气体入口通入脉冲气体的管路上，用于控制脉冲气体间歇式进入所述气体入口。

优选地，在所述电磁阀与所述气体入口之间的管路上还设有气压调节阀，所述气压调节阀用于调节进入所述气体入口的脉冲气体的压力。

优选地，进入所述气体入口的脉冲气体的压力为0～0.25bar。

优选地，还包括调压管道，所述调压管道连接于所述气体出口，通过调节所述调压管道的长度以改变从所述气体出口排出脉冲气体的阻力。

优选地，所述调压管道为柔性管道。

优选地，所述针孔的直径不大于800微米。

优选地，所述液体容腔为渐缩结构，其腔径自上而下逐渐减小。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明提出的气动式单液滴发生器通过向液体容腔通入脉冲气体以使液体在冲击下从针孔挤出，脉冲气体从气体出口排出以使液体容器内产生负压，液体在负压作用下吸回液体容腔内，从而实现单液滴的挤出。

2、本发明提出的气动式单液滴发生器通过控制电磁阀以使脉冲气体间歇式进入气体入口，实现对发生器内的脉冲气体压力和脉冲气体作用时间合理调节。

3、本发明提出的气动式单液滴发生器通过在气体出口设置软体调压管道，可以调节气体出口的阻力，从而实现对发生器内气压的调节。

4、本发明提出的气动式单液滴发生器将针孔的直径设置为不大于800微米，可以使液体在自身表面张力的作用下不会从针孔滴出，防止在不使用时液体容腔内液体的流失。

5、本发明提出的气动式单液滴发生器通过将脉冲气体的压力设定在0～2.5bar之间，进而使从针孔挤出的液滴直径在0.8毫米～1.7毫米之间，区别于现有技术中液滴的直径过大或过小，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明气动式单液滴发生器的结构示意图；

图2是本发明气动式单液滴发生器挤出液滴的过程图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：发生器本体1；接头件2；气体入口21；连通口22；气体出口23；连接件3；液体容腔4；针孔5。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1，本发明提出了一种气动式单液滴发生器，该发生器包括发生器本体1以及设置于所述发生器本体1内的接头件2、连接件3和液体容腔4。

接头件2为T型三通接头，垂直管口分别为气体出口23和连通口22，水平管口为气体入口21。所述连接件3为各处管径不同的管道，其上下两端分别连通于所述接头件2的所述连通口22和所述液体容腔4。本发明的实施例中，所述液体容腔4的容积为1毫升左右，在所述液体容腔4的底部设有针孔5，所述针孔5被密封圈和螺母通过压紧固定和密封。

作为本发明的优选实施例，所述针孔5的直径为500微米～800微米。

作为本发明的进一步优选实施例，所述针孔5的直径为500微米或800微米。在液体的表面张力作用下，液体能够保持在液体容腔内而不会滴落。

更进一步的说明，所述气体入口21通过管道连接外部的脉冲气体发生装置，并且在所述管道靠近所述气体入口21处依次安装气压调节阀和电磁阀。所述电磁阀通过开或关进而控制进入所述气体入口21的脉冲气体。需要说明的是，由于脉冲气体为高压气体，因此在脉冲气体进入气体入口21之前设置所述气压调节阀，所述气压调节阀用于调节脉冲气体的压强防止发生器内压强过大使所述液体容腔4内的液体被过多挤出，从而无法形成单液滴。

作为本发明的优选实施例，所述气压调节阀将进入发生器内的脉冲气体的压力调节为0～2.5bar之间。

更进一步的说明，在所述T型三通接头的气体出口23处还连接一调压管道，所述调压管道为软体长管道，该管道提供一个阻力环境，用于调节发生器内的压力变化。

本发明的工作原理如下：

经气压调节阀调节至0～2.5bar的脉冲气体通过T型三通接头进入所述发生器内部，所述液体容腔4中的液体受到冲击而被从所述针孔5挤出。之后发生器内的脉冲气体由所述T型三通接头的气体出口23喷出。由于此时电磁阀关闭，导致脉冲气体不再进入发生器内，所述发生器内差生负压，使得液体在负压所用下从针孔吸回液体容腔内。

本发明通过合理调节脉冲气体的压力以及作用时间，以及气体出口的阻力，即气体出口处连接的调压管道的长度，就可以挤出单个液滴。本发明的单液滴发生器挤出的液滴的初速度为零，液滴的直径在0.8毫米至1.7毫米之间。本发明气动式单液滴发生器的液滴挤出过程请参阅图2。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气动式单液滴发生器，其特征在于，所述发生器包括：发生器本体(1)以及设置于所述发生器本体(1)内的接头件(2)、连接件(3)和液体容腔(4)；

所述接头件(2)为T型三通接头，包括气体入口(21)、连通口(22)和气体出口(23)，所述气体入口(21)位于所述发生器本体(1)的侧端，所述气体出口(23)位于所述发生器本体(1)的顶部，所述连通口(22)与所述连接件(3)的上端连通；

所述连接件(3)的下端连通于所述液体容腔(4)，所述液体容腔(4)的底部设有针孔(5)；

向所述气体入口(21)通入脉冲气体，所述脉冲气体沿所述接头件(2)经所述连接件(3)进入所述液体容腔(4)，所述液体容腔(4)内的液体在所述脉冲气体的冲击下从所述针孔(5)被挤出之后，所述脉冲气体沿所述接头件(2)上方的气体出口(23)排出以使所述液体容腔(4)内产生负压，进而使液体被吸回所述液体容腔(4)内，以实现单液滴挤出。

2.根据权利要求1所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，还包括电磁阀，所述电磁阀安装于向所述气体入口(21)通入脉冲气体的管路上，用于控制脉冲气体间歇式进入所述气体入口(21)。

3.根据权利要求2所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，在所述电磁阀与所述气体入口(21)之间的管路上还设有气压调节阀，所述气压调节阀用于调节进入所述气体入口(21)的脉冲气体的压力。

4.根据权利要求3所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，进入所述气体入口(21)的脉冲气体的压力为0～0.25bar。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，还包括调压管道，所述调压管道连接于所述气体出口(23)，通过调节所述调压管道的长度以改变从所述气体出口(23)排出脉冲气体的阻力。

6.根据权利要求5所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，所述调压管道为柔性管道。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，所述针孔(5)的直径不大于800微米。

8.根据权利要求7所述的一种气动式单液滴发生器，其特征在于，所述液体容腔(4)为渐缩结构，其腔径自上而下逐渐减小。

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