CN115284747B - 一种气溶胶点射喷头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气溶胶点射喷头，包括点射动力模组，点射动力模组包括驱动装置和导雾管；旋转导雾轴模组，设置在点射动力模组下方，包括与驱动装置连接的导雾中空转轴；换气模组，设置在旋转导雾轴模组内，包括与导雾中空转轴连接的换气塞、套设在换气塞外的出气缸，以及一端与出气缸连接另一端与抽气装置连接的负压气接头；换气塞包括与导雾管连通的主进雾孔，以及设置在主进雾孔一侧并与主进雾孔连通的出雾孔；出气缸包括与出雾孔适配的导雾孔和抽气负压孔，抽气负压孔与所述负压气接头连通；喷涂模组，用于将导雾孔内的气溶胶喷射至外界。该气溶胶点射喷头可以解决现有技术中的喷涂装置在进行非连续喷涂时，喷涂的线条不够精准的问题。

Description

一种气溶胶点射喷头

技术领域

本发明涉及气溶胶喷涂装置领域，特别涉及一种气溶胶点射喷头。

背景技术

气溶胶喷射打印技术是近年来新兴的一种非接触式陷阱制造技术。相较于传统材料打印技术产品，具有打印精度高(～8μm)、边界可控性好、适用材料多(可雾化的溶液、悬浮液)、粘度范围宽(1～1000cP)及微纳结构原位调控等特点，可实现纳米级厚度，微米级特征，可广泛应用于新能源、电子、光电、微纳制造、半导体及生物医药等领域材料薄膜及高性能器件研发、制备和小批量生产过程，并为新材料设计、表界面研究提供一种全新方案。

在传统的气溶胶喷涂中，连续性的喷涂可实现高精细的喷涂过程。但随着气溶胶喷涂应用领域的拓展，非连续性高精细喷涂变得尤为迫切。针对气溶胶喷涂的非连续喷涂控制，传统的控制方式一般采用电磁铁开关阻隔的形式，虽然缓解了非连续喷涂的使用需求，但同时也遇到了使用过程中的实际问题。比如：在非连续性喷涂过程中，电磁开关阻隔时，会将墨水堆积在挡板上，对于粘度较大的墨水，严重时会污染堵塞喷头；另外，电磁铁开关过程中，由于是通过电磁铁磁力作用下伸缩撞击喷头模组，引起喷头模组的震动，导致线条端点处出现规律的波浪线和难以控制的“尾巴”。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种气溶胶点射喷头，旨在解决背景技术当中的至少一个技术问题。

本发明提出的气溶胶点射喷头，包括点射动力模组，包括驱动装置和穿设于所述驱动装置中的导雾管；旋转导雾轴模组，设置在所述点射动力模组下方，包括与所述驱动装置连接的导雾中空转轴；换气模组，设置在所述旋转导雾轴模组内，包括与所述导雾中空转轴连接的换气塞、套设在所述换气塞外的出气缸，以及一端与所述出气缸连接另一端与抽气装置连接的负压气接头；所述换气塞包括与所述导雾管连通的主进雾孔，以及设置在所述主进雾孔一侧并与所述主进雾孔连通的出雾孔；所述出气缸包括与所述出雾孔适配的导雾孔和抽气负压孔，所述抽气负压孔与所述负压气接头连通；喷涂模组，用于将导雾孔内的气溶胶喷射至外界。

上述气溶胶点射喷头，通过导雾管与气溶胶供给装置连通，导雾管穿设于驱动装置与旋转导雾轴模组的导雾中空转轴中并与换气模组的换气塞内的主进雾管连通，使得气溶胶能够通过导雾管进入主进气雾孔以及出雾孔中，当气溶胶点射喷头需要进行非连续点射喷涂时，气溶胶先经过导雾管、主进雾孔以及出雾孔然后进入出气缸的导雾孔中，最后从导雾孔进入喷涂模组喷射至外界，然后驱动装置驱动导雾中空转轴转动，导雾中空转轴带动换气塞转动，使得换气塞内的出雾孔从导雾孔上方移开至与抽气负压孔同轴连通，由于抽气负压孔与负压气接头连通，且负压气接头与抽气装置连通，所以此时气溶胶将从负压气接头排出，与此同时喷涂模组无法喷出气溶胶，重复这一步骤，即可实现非连续喷涂。由于该装置是通过转动换气塞实现非连续喷涂功能的，所以在非连续性喷涂过程中不会出现因为撞击导致气溶胶点射喷头机械振动的问题，从而避免出现线条端点处出现规律的波浪线和难以控制的“尾巴”的状况。此外，由于气溶胶点射喷头内的气溶胶被抽气装置抽走，气溶胶点射喷头内的气溶胶不会出现残留堆积的状况，从而解决非连续喷涂时，喷涂挡板上墨水堆积过多的问题。

另外，根据发明提出的气溶胶点射喷头，还可以具有如下的附加技术特征：

优选地，所述旋转导雾轴模组还包括套设在所述导雾中空转轴外侧的点射套筒和密封螺母，所述密封螺母固定在所述点射套筒上方，所述换气模组设置在所述点射套筒内；所述导雾中空转轴中段向外延伸有一圈翻边，所述点射套筒通过所述翻边套设固定在所述导雾中空转轴上。

优选地，所述喷涂模组包括与所述点射套筒连接的喷嘴外壳，和设置在所述喷嘴外壳内与所述出气缸连接的内喷头件，以及一端设置在所述喷嘴外壳内另一端伸出所述喷嘴外壳的外喷头件，所述外喷头件远离所述内喷头件一侧与喷头连接，所述外喷头件、内喷头件以及喷头内均设有相互连通且同轴的导气孔。

优选地，所述喷涂模组还包括正压气接头，所述正压气接头一端与供气装置连接另一端与所述喷嘴外壳内部连通；所述内喷头件靠近所述外喷头件一侧呈锥形，所述外喷头件嵌套在所述内喷头件上且嵌套部分有间隙，所述外喷头件置于所述喷嘴外壳一端的侧壁与所述喷嘴外壳的内壁有间隙，所述正压气接头通过所述间隙与所述导气孔连通。

优选地，所述内喷头件靠近所述出气缸一侧设有与所述导气孔连通的螺孔，所述螺孔与所述出气缸侧壁上的外螺纹适配，所述螺孔底部与所述出气缸底部有间隙。

优选地，所述出气缸靠近所述换气塞一侧设有用于容置所述换气塞的容置槽，所述容置槽底部与设有密封垫片，所述容置槽侧壁设有密封条，所述密封垫片上设有两个通孔，所述通孔分别与所述导雾孔和所述抽气负压孔适配，所述出气缸与所述换气塞之间通过所述密封垫片和所述密封条实现密封。

优选地，所述点射套筒分别与所述密封螺母和所述导雾中空转轴的连接处均设有密封圈。

优选地，所述气溶胶点射喷头还包括喷头支架，所述喷头支架顶端向外延伸有用于固定所述驱动装置的固定平台，所述固定平台上开设有用于避让所述导雾管的避让孔；所述喷头支架底端向外延伸有用于固定所述喷头模组的卡箍，所述卡箍侧面设有紧固件用于压紧所述喷头模组。

优选地，所述喷头支架上还设有限位传感器，所述旋转导雾轴模组外侧设有与所述限位传感器适配的传感器挡片。

优选地，所述容置槽底部还设有凸台，所述密封垫片上开设有与所述凸台适配的凹槽，所述密封垫片的高度大于所述凸台的高度。

附图说明

图1为本发明一实施例中提出的气溶胶点射喷头的结构示意图；

图2为本发明一实施例中提出的气溶胶点射喷头的剖面示意图；

图3为本发明一实施例中提出的换气模组的剖面示意图；

图4为本发明一实施例中提出的出气缸的1/4的剖面示意图；

图5为本发明一实施例中提出的旋转导雾轴模组的1/4的剖面示意图；

图6为本发明一实施例中提出的喷涂模组的剖面示意图；

图7为本发明一实施例中提出的喷头支架的结构示意图；

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图4，所示为本发明第一实施例中的气溶胶点射喷头，包括由上至下依次设置的点射动力模组10、旋转导雾轴模组20、换气模组30和喷涂模组40，其中：

点射动力模组10包括驱动装置11和穿设于驱动装置11中的导雾管12；旋转导雾轴模组20设置在点射动力模组10下方，包括与驱动装置11连接的导雾中空转轴21；换气模组30设置在旋转导雾轴模组20内，包括与导雾中空转轴21连接的换气塞31、套设在换气塞31外的出气缸32，以及一端与出气缸32连接另一端与抽气装置连接的负压气接头33；换气塞31包括与导雾管12连通的主进雾孔311，以及设置在主进雾孔311一侧并与主进雾孔311连通的出雾孔312；出气缸32包括与出雾孔312适配的导雾孔321和抽气负压孔322，抽气负压孔322与负压气接头33连通；喷涂模组40用于将导雾孔321内的气溶胶喷射至外界。

可以理解的，通过导雾管12与气溶胶供给装置连通，导雾管12穿设于驱动装置11与旋转导雾轴模组20的导雾中空转轴21中并与换气模组30的换气塞31内的主进雾管311连通，使得气溶胶能够通过导雾管12进入主进气雾孔311以及出雾孔312中，当气溶胶点射喷头需要进行非连续点射喷涂时，气溶胶先经过导雾管12、主进雾孔311以及出雾孔312然后进入出气缸32的导雾孔321中，最后从导雾孔321进入喷涂模组40喷射至外界，然后驱动装置11驱动导雾中空转轴21转动，导雾中空转轴21带动换气塞31转动，使得换气塞内31的出雾孔312从导雾孔321上方移开至与抽气负压孔322同轴连通，由于抽气负压孔322与负压气接头33连通，且负压气接头33与抽气装置连通，所以此时气溶胶将从负压气接头33排出，与此同时喷涂模组40无法喷出气溶胶，重复这一步骤，即可实现非连续喷涂。由于该装置是通过转动换气塞31实现非连续喷涂功能的，所以在非连续性喷涂过程中不会出现因为撞击导致气溶胶点射喷头机械振动的问题，从而避免出现线条端点处出现规律的波浪线和难以控制的“尾巴”的状况。此外，由于气溶胶点射喷头内的气溶胶被抽气装置抽走，气溶胶点射喷头内的气溶胶不会出现残留堆积的状况，并且也不会将墨水堆积在挡板上。

需要说明的是，驱动装置11可以采用中空轴步进电机，该电机的转轴中空可便于导雾管12穿设在其中，驱动装置11通过导线与外界电源和控制台连接，实现气溶胶点射喷头的全自动喷涂。此外与导雾管12连通的气溶胶供给装置，可以采用常见的雾化器。并且抽气装置与供气装置可以采用气泵。此外，针对不同材料，可以调节抽气装置的功率，来保证能将气溶胶从负压气接头33抽出。此外，墨水超雾化后即为本申请中描述的气溶胶。

具体的，旋转导雾轴模组20还包括套设在导雾中空转轴21外侧的点射套筒22和密封螺母23，密封螺母23固定在点射套筒22上方，换气模组30设置在点射套筒22内；导雾中空转轴21中段向外延伸有一圈翻边211，点射套筒22通过翻边211套设固定在导雾中空转轴21上。可以理解的点射套筒22和密封螺母23依次从导雾中空转轴21上方套设至翻边211上，然后将导雾中空转轴21与驱动转装置11的转轴固定连接，实现旋转导雾轴模组20的安装，由于点射套筒22与导雾中空转轴21之间可以相互转动，所述通过设置密封螺母23，以及在点射套筒22分别与密封螺母23和导雾中空轴21的连接处均设置密封圈70，来实现导雾中空转轴21与点射套筒22之间的密封连接。

另外的，喷涂模组40包括与点射套筒22连接的喷嘴外壳41，和设置在喷嘴外壳41内与出气缸32连接的内喷头件42，以及一端设置在喷嘴外壳41内另一端伸出喷嘴外壳41的外喷头件43，外喷头件43远离内喷头件42一侧与喷头44连接，外喷头件43、内喷头件42以及喷头44内均设有相互连通且同轴的导气孔421。可以理解的喷嘴外壳41与点射套筒22连接使得换气模组30置于喷嘴外壳41与点射套筒22内，换气模组30内的气溶胶依次通过内喷头件42、外喷头件43以及喷头44喷射至外界。

进一步的，喷涂模组40还包括正压气接头45，正压气接头45一端与供气装置连接另一端与喷嘴外壳41内部连通；内喷头件42靠近外喷头件43一侧呈锥形，外喷头件43嵌套在内喷头件42上且嵌套部分有间隙，外喷头件43置于喷嘴外壳41一端的侧壁与喷嘴外壳41的内壁有间隙，正压气接头45通过上述间隙与导气孔421连通。可以理解的供气装置通过正压气接头45以及上述间隙对导气孔421内施加压力，使得导气孔421内的气溶胶进一步压缩，并通过外喷头件43以及喷头44内的导气孔的直径逐渐减小，使得喷涂模组40最终喷射出的气溶胶浓度进一步提高，从而使得喷射打印的图案更加清晰。

示例而非限定的，在一些可选的实施例中，内喷头件42靠近出气缸32一侧设有与导气孔421连通的螺孔422，螺孔422与出气缸32侧壁上的外螺纹适配，螺孔422底部与出气缸32底部有间隙。通螺纹实现出气缸32与内喷头件42的连接，设置间隙是为了使得气溶胶可以从导雾孔321进入导气孔421内。具体安装时，先将内喷头件42从喷嘴外壳41上方伸入喷嘴外壳41内，然后通过螺纹将内喷头件42固定在喷嘴外壳41内，然后将外喷头件43从喷嘴外壳41下方伸入喷嘴外壳41内通过螺纹将外喷头件43固定在喷嘴外壳41上，在将喷头44通过螺纹与外喷头件43固定，最后将出气缸32安装至内喷头件42上；然后将出气缸43对准换气塞31套在换气塞31上，与此同时转动喷嘴外壳41，通过螺纹使得喷嘴外壳41与点射套筒22连接。此外，螺纹上缠绕有生料带。通过缠绕生料带来保证螺纹连接处的气密性。另外，在一些可选的实施例中，可以将螺纹设置为牙型角为55°的密封管螺纹，也可以实现螺纹连接的密封性，在本实施例中可采用圆锥外螺纹和圆锥内螺纹的配合，这种配合适用于高压的场合。

另外的，出气缸32靠近换气塞31一侧设有用于容置换气塞31的容置槽323，容置槽323底部与设有密封垫片50，密封垫片50上设有两个通孔，上述通孔分别与导雾孔321和抽气负压孔322适配，容置槽323侧壁设有密封条60，出气缸32与换气塞31之间通过密封垫片50和密封条60实现密封。换气塞31与出气缸32之间可以相互转动，并设置密封件实现两者之间的密封。此外，容置槽323底部还设有凸台3231，密封垫片50上开设有与凸台3231适配的凹槽，凸台3231的高度低于密封垫片50的高度，设置凸台3213是为了防止换气塞31转动时带动密封垫片50转动，导致密封垫片50挡住了导雾孔321和抽气负压孔322。

具体的，气溶胶点射喷头还包括喷头支架80，喷头支架80顶端向外延伸有用于固定驱动装置11的固定平台81，固定平台81上开设有用于避让导雾管12的避让孔811；喷头支架80底端向外延伸有用于固定喷头模组40的卡箍82，卡箍82侧面设有紧固件83用于压紧喷头模组40。可以理解的驱动装置11架设固定在固定平台81上然后通过避让孔811将导雾管11和驱动装置11的转轴向下伸出，喷涂模组40的喷嘴外壳41外侧呈台阶状，卡箍82卡设在喷嘴外壳41的外侧台阶状部位下方，并通过紧固件83将喷涂模组40进一步压紧固定，通过上下两端的固定方式将气溶胶点射喷头固定在喷头支架80上。

进一步的，喷头支架80上还设有限位传感器90，旋转导雾轴模组20外侧设有与限位传感器90适配的传感器挡片100。具体的，限位传感器90可以采用激光传感器或霍尔传感器等，传感器挡片100跟据限位传感器90种类进行相应的适配。由于驱动装置11长时间的使用，可能在驱动装置11带动换气塞31转动时出现转动角度过大或过小的状况，此时出雾孔312就无法对准导雾孔321或抽气负压孔322，因此需要限位传感器90与传感器挡片100的配合来帮助驱动装置11进行校准。具体的，可以设置控制台控制限位传感器90和驱动装置11，通过限位传感器90提供的信息来对驱动装置11进行校准。

综上所述，本发明上述实施例当中的气溶胶点射喷头，通过导雾管12与气溶胶供给装置连通，导雾管12穿设于驱动装置11与旋转导雾轴模组20的导雾中空转轴21中并与换气模组30的换气塞31内的主进雾管311连通，使得气溶胶能够通过导雾管12进入主进气雾孔311以及出雾孔312中，当气溶胶点射喷头需要进行非连续点射喷涂时，气溶胶先经过导雾管12、主进雾孔311以及出雾孔312然后进入出气缸32的导雾孔321中，最后从导雾孔321进入喷涂模组40喷射至外界，然后驱动装置11驱动导雾中空转轴21转动，导雾中空转轴21带动换气塞31转动，使得换气塞内31的出雾孔312从导雾孔321上方移开至与抽气负压孔322同轴连通，由于抽气负压孔322与负压气接头33连通，且负压气接头33与抽气装置连通，所以此时气溶胶将从负压气接头33排出，与此同时喷涂模组40无法喷出气溶胶，重复这一步骤，即可实现非连续喷涂。由于该装置是通过转动换气塞31实现非连续喷涂功能的，所以在非连续性喷涂过程中不会出现因为撞击导致气溶胶点射喷头机械振动的问题，从而避免出现线条端点处出现规律的波浪线和难以控制的“尾巴”的状况。此外，由于气溶胶点射喷头内的气溶胶被抽气装置抽走，气溶胶点射喷头内的气溶胶不会出现残留堆积的状况，并且也不会将墨水堆积在挡板上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种气溶胶点射喷头，其特征在于，包括：

点射动力模组，包括驱动装置和穿设于所述驱动装置中的导雾管；

旋转导雾轴模组，设置在所述点射动力模组下方，包括与所述驱动装置连接的导雾中空转轴；

换气模组，设置在所述旋转导雾轴模组内，包括与所述导雾中空转轴连接的换气塞、套设在所述换气塞外的出气缸，以及一端与所述出气缸连接另一端与抽气装置连接的负压气接头；所述换气塞包括与所述导雾管连通的主进雾孔，以及设置在所述主进雾孔一侧并与所述主进雾孔连通的出雾孔；所述出气缸包括与所述出雾孔适配的导雾孔和抽气负压孔，所述抽气负压孔与所述负压气接头连通；

喷涂模组，用于将导雾孔内的气溶胶喷射至外界；

所述旋转导雾轴模组还包括套设在所述导雾中空转轴外侧的点射套筒和密封螺母，所述密封螺母固定在所述点射套筒上方，所述换气模组设置在所述点射套筒内；所述导雾中空转轴中段向外延伸有一圈翻边，所述点射套筒通过所述翻边套设固定在所述导雾中空转轴上。

2.根据权利要求1所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述喷涂模组包括与所述点射套筒连接的喷嘴外壳，和设置在所述喷嘴外壳内与所述出气缸连接的内喷头件，以及一端设置在所述喷嘴外壳内另一端伸出所述喷嘴外壳的外喷头件，所述外喷头件远离所述内喷头件一侧与喷头连接，所述外喷头件、内喷头件以及喷头内均设有相互连通且同轴的导气孔。

3.根据权利要求2所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述喷涂模组还包括正压气接头，所述正压气接头一端与供气装置连接另一端与所述喷嘴外壳内部连通；所述内喷头件靠近所述外喷头件一侧呈锥形，所述外喷头件嵌套在所述内喷头件上且嵌套部分有间隙，所述外喷头件置于所述喷嘴外壳一端的侧壁与所述喷嘴外壳的内壁有间隙，所述正压气接头通过所述间隙与所述导气孔连通。

4.根据权利要求2或3所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述内喷头件靠近所述出气缸一侧设有与所述导气孔连通的螺孔，所述螺孔与所述出气缸侧壁上的外螺纹适配，所述螺孔底部与所述出气缸底部有间隙。

5.根据权利要求1所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述出气缸靠近所述换气塞一侧设有用于容置所述换气塞的容置槽，所述容置槽底部与设有密封垫片，所述容置槽侧壁设有密封条，所述密封垫片上设有两个通孔，所述通孔分别与所述导雾孔和所述抽气负压孔适配，所述出气缸与所述换气塞之间通过所述密封垫片和所述密封条实现密封。

6.根据权利要求1所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述点射套筒分别与所述密封螺母和所述导雾中空转轴的连接处均设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述气溶胶点射喷头还包括喷头支架，所述喷头支架顶端向外延伸有用于固定所述驱动装置的固定平台，所述固定平台上开设有用于避让所述导雾管的避让孔；所述喷头支架底端向外延伸有用于固定喷头模组的卡箍，所述卡箍侧面设有紧固件用于压紧所述喷头模组。

8.根据权利要求7所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述喷头支架上还设有限位传感器，所述旋转导雾轴模组外侧设有与所述限位传感器适配的传感器挡片。

9.根据权利要求5所述的气溶胶点射喷头，其特征在于，所述容置槽底部还设有凸台，所述密封垫片上开设有与所述凸台适配的凹槽，所述密封垫片的高度大于所述凸台的高度。