CN117443475A - 一种压电式微液滴给进***及方法 - Google Patents
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Abstract
一种压电式微液滴给进***及方法，属于微液滴给进装置领域。其包括微控制器、功率调节器、液滴定量器、液滴给进器和振动器，所述微控制器调节输出功率及波形经功率调节器后，输出给振动器，所述的液滴定量器与液滴给进器相连，液体经液滴定量器定量输送给波滴给进器，液滴给进器外壁安装有振动器，保证了液滴滴落的稳定性，适用于液体的滴状和小流量的输送，解决了现在微液体滴状无法主动下落、微小流量输送流动下限低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电式微液滴给进***及方法，属于微液滴给进装置领域。
背景技术
在微液滴的实验研究及相关工业领域，如喷墨领域，都需要可控性较好的微液滴产生装置，当涉及到微液滴粒径时还需要装置能够形成宽幅微液滴粒径调节能力。
单液滴连续式发生技术通常是采用驱动器高频率驱动喷射液，当喷射液从喷嘴喷出后经过电极区域进行充电，之后通过偏转电场对充电后的液滴进行筛选，使带电荷的液滴喷射到目标物上，其液滴大小并不能精准控制。针对于微液滴按需式发生，驱动泵挤压式驱动件推移距离难以精准控制，使得液滴粒径均匀性较差。专利CN114887833A公开了一种切断式单液滴发生装置，能够有效解决粒径不均匀的问题，但其主要作用于大液滴，专利CN112138734A公开了液滴的产生方法和装置，提升了微液滴的控制精度，但其微液滴粒径调节能力较差。
随着工业生产的精细化和科学研究的深入化，对微液滴的粒径和均匀性的需求越来越多，针对现有微液滴装置液滴粒径调节能力、均匀性较差的问题，亟需一种压电式微液滴费劲装置，以满足微液滴宽幅粒径调节的需求。
发明内容
本发明研发目的是为了解决现有微液滴装置微液滴无法下落、微小流量输送流动下限低的问题，本发明提供一种压电式微液滴给进***及方法，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案：
方案一、一种压电式微液滴给进***，包括微控制器、功率调节器、液滴定量器、液滴给进器和振动器，所述微控制器调节输出功率及波形经功率调节器后，输出给振动器，所述的液滴定量器与液滴给进器相连，液体经液滴定量器定量输送给波滴给进器，液滴给进器外壁安装有振动器。
优选的：所述液滴给进器的内部设有毛细金属管。
优选的：所述功率调节器由微控制器产生的波形进行驱动。
优选的：所述微控制器产生任意波形。
优选的：所述振动器设置有两组，两组振动器分别置于液滴给进器的外壁。
优选的：所述两组振动器分别上下布置于波滴给进器外侧，并与液滴给进器外侧相接触。
优选的：所述微控制器产生不同的振动参数，分别驱动两组振动器。
优选的：所述液滴定量器为压电陶瓷驱动的定量器。
优选的：所述功率调节器为两路电源的压电陶瓷驱动电源，两路电源根据微控制器产生的不同波形进行独立输出。
方案二、一种压电式微液滴给进方法，是依托于方案一所述的一种压电式微液滴给进***实现的，包括以下步骤：
步骤1.将微控制和功率调节器进行初始化；
步骤2.连接液滴定量器和液滴给进器；
步骤3.设定工作参数并启动液滴定量器，排出空气和杂质；
步骤4.当液滴给进器出口液体稳定流出后，关闭液滴定量器；
步骤5.根据物料特性和给进要求，使微控制器分别设定两组振动器的工作参数，与此同时，设定液滴定量器的工作参数；
步骤6.启动液滴定量器，再同时启动振动器，完成微液滴的给进。
本发明具有以下有益效果：
本发明的微控制器产生的波形驱动功率调节器，功率调节器对波形处理后以电压的形式输出给两个振动器，不同波形的输出满足不同的振动需求；液体经液滴定量器定量输送给波滴给进器，经过液滴给进器完成液体的给进；振动片上下布置于波滴给进器外侧与液滴给进器外倒相接触，用于液体的滴状和小流量的输送，保证了液滴滴落的稳定性，解决了现在微液体滴状无法主动下落、微小流量输送流动下限低的问题。
附图说明
图1是本发明的一种压电式微液滴给进***的结构示意图。
图中：1-微控制器，2-功率调节器，3-液滴定量器，4-液滴给进器，5-振动器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种压电式微液滴给进***，包括微控制器1、功率调节器2、液滴定量器3、液滴给进器4和振动器5，
所述的微控制器能够产生任意波形，并调节波形的频率、幅宽、偏移、相位、参数，用于根据物料特性调整振动器的振动幅度、频率，所述微控制器1调节输出功率及波形经功率调节器2后，功率调节器2对波形处理后以电压的形式输出给振动器5，所述的液滴定量器3与液滴给进器4通过管路相连，液滴给进器4外壁安装有振动器5所述振动器5设置有两组，功率调节器2输出到两组振动器5的参数不同，两组振动器5分别置于液滴给进器4的外壁。
液体经液滴定量器3定量输送给波滴给进器4，经过液滴给进器4的毛细端部滴出，完成液体的给进。
所述两组振动器5按照上下的方向，分别置于液滴给进器4外侧，并与液滴给进器4外侧相接触，下方振动器5通过往复作用产生的振动传导到液滴给进器4，上方的振动器5同样通过往复式的移动，修正液滴给进器端部的移动距离，在两个振动器5共同的作用下，完成微液滴的滴落工作，如此设计，保证了液滴滴落的稳定性。
所述液滴给进器4的内部设有毛细金属管，且为弯曲型压电驱动的定量器，在液滴给进器4的毛细金属管外侧设置的两组振动器5，两组振动器5都需要完成往复式周期性的移动，但是移动参数并不相同，分别用于克服微液滴的表面张力和微液滴低落范围。如此设计，既满足了微液滴滴落的需求，同时满足了微液滴滴落范围的可控性。
所述液滴定量器3为压电陶瓷驱动的定量器，又采用弯曲压电型定量器，弯曲压电型定量器设有液体的进口和出口，进口与工作液体相连，出口与滴液给进器4相连，按照设定的工作参数，液滴定量器3内的压电陶瓷会形成往复性周期运动，从而把液体定量输送给液滴给进器4。如此设计，弯曲型压电的可控性高，可控精度为纳米级，如此能够准确的对微液滴的流量进行定量。
经过定量后的液体，流入到滴液给进器4，在内部形成毛细流动，减小了微液滴与滴液管的作用力。
液滴流出毛细管端部时，由于表面张力的作用，并不能形成微液滴自主下落，需要借助振动器5的振动作用，使微液滴能够克服表面张力进行滴落，单一振动器5存在条件下微液滴的滴落范围较大，在很多工况条件下并不能满足使用要求，因此需要增加一个振动器5，在辅助液滴滴落的同时修正液滴的滴落范围，如此设计，在保证微液滴滴落的同时控制了微液滴的滴落范围。
所述功率调节器2为两路电源的压电陶瓷驱动电源，两路电源根据微控制器1产生的不同波形进行独立输出。所述功率调节器2由微控制器1产生的波形进行驱动。
所述微控制器1产生任意波形。所述微控制器1产生不同的振动参数，分别驱动两组振动器5。微控制器1根据物料特性和微液滴给进要求，调节驱动振动器5使用的波形频率、幅度，功率调节器2根据微控制器1发出的信号分别进行两路压电陶瓷片的驱动。不同的波形产生的效果不同，在本装置中所应用的作用也有所不同。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种压电式微液滴给进方法，是依托于具体实施方式一所述的一种压电式微液滴给进***实现的，包括以下步骤：
步骤1.将微控制1和功率调节器2进行初始化；
步骤2.连接液滴定量器3和液滴给进器4；
步骤3.设定稍大工作参数并启动液滴定量器4，排出空气和杂质；
步骤4.当液滴给进器4出口液体稳定流出后，关闭液滴定量器3；
步骤5.根据物料特性和给进要求，使微控制器1分别设定两组振动器5的工作参数，与此同时，设定液滴定量器3的工作参数；
步骤6.启动液滴定量器3，再同时启动振动器5，完成微液滴的给进。
压电式微液滴给进***，在使用之前应该进行液滴定量器3的标定。
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压电式微液滴给进***，其特征在于：包括微控制器(1)、功率调节器(2)、液滴定量器(3)、液滴给进器(4)和振动器(5)，所述微控制器(1)调节输出功率及波形经功率调节器(2)后，输出给振动器(5)，所述的液滴定量器(3)与液滴给进器(4)相连，液体经液滴定量器(3)定量输送给波滴给进器(4)，液滴给进器(4)外壁安装有振动器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述液滴给进器(4)的内部设有毛细金属管。
3.根据权利要求2所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述功率调节器(2)由微控制器(1)产生的波形进行驱动。
4.根据权利要求3所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述微控制器(1)产生任意波形。
5.根据权利要求2所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述振动器(5)设置有两组，两组振动器(5)分别置于液滴给进器(4)的外壁。
6.根据权利要求4所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述两组振动器(5)分别上下布置于波滴给进器(4)外侧，并与液滴给进器(4)外侧相接触。
7.根据权利要求6所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述微控制器(1)产生不同的振动参数，分别驱动两组振动器(5)。
8.根据权利要求7所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述液滴定量器(3)为压电陶瓷驱动的定量器。
9.根据权利要求8所述的一种压电式微液滴给进***，其特征在于：所述功率调节器(2)为两路电源的压电陶瓷驱动电源，两路电源根据微控制器(1)产生的不同波形进行独立输出。
10.一种压电式微液滴给进方法，是依托于权利要求9所述的一种压电式微液滴给进***实现的，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.将微控制(1)和功率调节器(2)进行初始化；
步骤2.连接液滴定量器(3)和液滴给进器(4)；
步骤3.设定工作参数并启动液滴定量器(4)，排出空气和杂质；
步骤4.当液滴给进器(4)出口液体稳定流出后，关闭液滴定量器(3)；
步骤5.根据物料特性和给进要求，使微控制器(1)分别设定两组振动器(5)的工作参数，与此同时，设定液滴定量器(3)的工作参数；
步骤6.启动液滴定量器(3)，再同时启动振动器(5)，完成微液滴的给进。
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