专利名称：一种基于隔膜和电磁激振器的药液喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及，特别提供了一种基于隔膜和电磁激振器的药液喷射装置。
技术背景
在农业及工业喷涂切割过程中，传统液体喷射装置多采用液力式和气力式，但该类喷射装置喷出的液体多液滴分散，均勻程度低，对于分散的液滴其每个液滴的特性千差万别，特别是对覆盖率，均勻性要求高的农业病虫害的防治无法达到理想的要求；其次在试验研究中普通喷射装置只能分析其雾滴群的整体特性，对于单个雾滴特性及运动状态的精确描述无法实现。在半导体晶片或玻璃基板的表面，由光刻工序和蚀刻工序制作细微电路图。在光刻工序中，使药液供给装置将光刻胶等药液喷涂在晶片或者玻璃基板上，此时若喷射的液滴粒径大小不一，喷射液滴有散射角，则会引起电路故障和图案缺陷，因此本文提出一种基于隔膜和电磁激振器的药液喷射装置为雾滴的均勻喷射，覆盖率的提高及雾滴特性的测量提供了依据。发明内容
本发明的目的是使喷射出单个直线型液滴，特提供了一种基于隔膜和电磁激振器的药液喷射装置。
一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，该装置包括隔膜，该隔膜根据吸入药液的化学性质常采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚偏氟橡胶、聚四六乙烯橡胶，当应用于农业植保时隔膜选用氟橡胶，其功能为在电磁激振器的激励作用下隔膜产生弹性变形通过挤压生成单个连续雾滴；驱动装置，该驱动装置采用激振频率从1HZ-10KHZ可调的电磁激振器，使隔膜做有规律的压缩膨胀运动。
喷射装置内采用球形隔膜，其工作状态为在推杆的作用下隔膜产生变形，其变形过程为推杆在电磁激振器的推动下向上运动使喷头体内的可变容积增大，与进液管内部形成压力差，使药液吸入喷头体内。
喷射装置内的隔膜在推杆的向下推动下隔膜四周与喷头体内壁相接处，此时隔膜下部液体在隔膜的压力作用下由喷头导管压出。推动隔膜运动的推杆采用不锈钢材质。进液口中设置一锥形阀芯的液控单向阀，保证了液体在压力差作用下被吸入和液滴喷射时封闭进液口。
常温下，喷嘴入射角越大，喷雾雾锥角也越大，为获得直线型单个液滴，喷头导管入口采用入射角为0度，液滴在隔膜的作用下从喷嘴口压出。本发明的药液供给装置的特征由喷嘴所喷出的液滴尺寸可达到200um-1000um，此装置雾滴大小主要由喷嘴孔径决定。
本发明的优点实现单雾滴直线喷射，相同的激振频率，及进液口中锥形液控单向阀和恒压回流道使保证了弹簧开启后喷嘴管道压力的恒定，喷雾雾滴特性基本相同，沉积分布较普通药液喷射装置更为均勻，也为雾滴沉积及运动状态的测量提供了一种新的手段。
图1为喷射装置结构简图。图2为喷射装置下回程喷射液体工作简图。图3为喷射装置上回程吸液工作简图。图4为喷头结构设计。图中，1弹簧、2动圈、3励磁线圈、4激振器外壳、5顶杆、6恒压弹簧、7喷头导管、8 喷嘴、9恒压回流道、10进液口、11隔膜、12中心磁极、13磁极板。
具体实施例方式由附图1、2、3对本发明连接构造及工作方式做进一步说明如下 实施例喷射装置在农业喷雾上的应用
此药液供给装置由电磁激振结构和药液喷射结构组成，且两部分铸造成一整体，电磁激振结构包括上下两个W形的弹簧1和动圈2，所述两个弹簧1的两端部固定于圆形激振器外壳4的内壁上，两个弹簧1中部通过一圆柱形顶杆5连接，顶杆5与两W形弹簧1的接触点处设置凸台，保证激振精度，所述动圈2由中心磁极和励磁线圈构成，动圈处于永磁铁形成强磁场中，当通以交流电时，动圈因受到不断变化电磁力在磁场中往复运动，动圈上激振杆将惯性力施加到模型上，环形中心磁极(12)内孔套在顶杆(5)上通过磁力吸附；所述电磁激振结构与药液喷射装置两工作室通过塑料或者不锈钢隔开，在隔开上侧加装橡胶密封套；所述球形隔膜11通过强力粘结剂或者橡胶吸盘连接于球顶杆5下端部；药液出口密封与开启采用不锈钢结构的恒压弹簧6，所述恒压弹簧6形状为板弹簧，板弹簧粘一端结于箱体外壳内壁，另一端部密封开启的弹簧端部连接锥形密封孔，将弹簧和端部密封锥形槽密封于药液喷射结构端部的弹簧滑槽中；喷头导管7与喷射结构连接方式为铸成整体或螺纹连接；喷嘴8结构如图4所示与喷头导管摩擦连接；圆形内壁结构的塑料进液管道10可采用过盈配合和强力粘接剂固定于壳体上，恒压回流道9与进液管道10和喷头导管7采用过盈配合和强力粘接剂连接；进液管道10中采用锥形结构的液控单向阀，此液控单向阀固定于恒压回流道端部连接的右侧，恒压回流道9中设置相同的锥形结构的液控单向阀，但单向阀按相反的方向装入管道中，并保证回流道9压力大于进液管道10的压力，即恒压回流道中的单向阀开启压力大于进液管道10中单向阀开启压力，否则回流稳压管路失效。在电磁激振器激振作用下推杆5上下移动，下回程推杆向上运动时，喷头体腔内的可变容积增大，与进液管10形成压力差，此时单向阀打开将恒定压力的药液吸入腔内； 上回程推杆向下运动时，因隔膜被挤压变形与喷头腔内壁挤压，避免了液体向腔的上部移动，使液体被挤压于腔的底部，推杆继续向下作用，当达到底部恒压弹簧开启压力F时喷头导管7开启，此喷头到管处设置恒压回流道9以保证喷头进液口液滴压力的恒定，要求管道 9中药液压力大于等于恒压弹簧6的开启压力。如此往复运动，在工作压力恒定情况下即可挤压出连续的单个雾滴。其结构设计如下
1、常温下，喷孔直径越小，水射流喷雾雾化形成微粒粒径越小；
2、随着喷头长径比L/d变小，雾化效果更好，破碎程度越好；3、喷头的入射角越大，喷雾的雾锥角也越大，入射角越小雾化效果越好，本农业喷雾实例旨在得到连续单个雾滴，对于喷嘴出口液体射流速度不做要求，在实际农业喷雾应用中可采用风送使雾滴均勻扩散。
a:喷嘴设计图及相关公式从图中a为喷嘴的入射角，本结构采用入射角a=0，L/d为喷嘴长径比，常用2-4 ；喷嘴输出功率计算公式如下
权利要求
1.一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，其特征在于，由电磁激振结构和药液喷射结构组成；所述电磁激振结构和药液喷射结构铸造成一整体，电磁激振结构包括上下两个W形的弹簧(1)和动圈(2)，所述两个弹簧(1)的两端部固定于圆形激振器外壳(4)的内壁上，两个弹簧(1)中部通过一圆柱形顶杆(5 )连接，顶杆(5 )与两W形弹簧(1)的接触点处设置凸台；所述动圈(2)由中心磁极和励磁线圈构成，动圈处于永磁铁形成强磁场中，当通以交流电时，动圈因受到不断变化电磁力在磁场中往复运动，动圈上激振杆将惯性力施加到模型上环形中心磁极(12)内孔套在顶杆(5)上通过磁力吸附；所述电磁激振结构与药液喷射装置两工作室通过塑料或者不锈钢隔开，在隔开上侧加装橡胶密封套；所述药液喷射结构包括球形隔膜(11)、恒压弹簧(6)、喷头导管(7)、喷嘴(8)、恒压回流道(9)和进液管道(10);所述球形隔膜(11)通过强力粘结剂或者橡胶吸盘连接于球顶杆 (5)下端部；恒压弹簧(6)密封或开启药液出口 ；圆形内壁的喷头导管(7)与喷射结构连接； 喷嘴(8)与喷头导管(7)摩擦连接；圆形内壁结构的进液管道(10)固定于壳体上，恒压回流道(9)与进液管道10和喷头导管7采用过盈配合和强力粘接剂连接；进液管道(10)中采用锥形结构的液控单向阀，液控单向阀固定于回流管(9)端部连接的右侧，恒压回流道(9) 中设置相同的锥形结构的相反的液控单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置， 其特征在于，隔膜11和容积腔的结构根据喷嘴入射口弹簧的开启压力来确定P=^fd Γ d Ppgd，F=PS;JD χ JO ^ JO ζ其中，P为为喷射水压，F为为容腔室底部所承受的压力，S为容腔底部面积，a为椭圆 X轴半径，b为椭圆y轴半径，c椭圆ζ轴半径为，P为为液滴密度，g为为重力加速度，d为喷嘴出口直径。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置采用激振频率从1HZ-10KHZ可调的电磁激振器，使隔膜做有规律的压缩膨胀运动。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，其特征在于，所述隔膜根据吸入药液的化学性质常采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚偏氟橡胶或聚四六乙烯橡胶。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，其特征在于，所述推杆(5 )采用不锈钢材质。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，其特征在于，所述恒压弹簧(6)形状为板弹簧，板弹簧粘一端结于箱体外壳内壁，另一端部密封开启的弹簧端部连接锥形密封孔，将弹簧和端部密封锥形槽密封于药液喷射结构端部的弹簧滑槽中。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于隔膜泵和电磁激振器的药液喷射装置，其特征在于，所述喷头导管(7)与喷射结构连接方式为铸成整体或螺纹连接。
全文摘要
本发明提出一种基于隔膜和电磁激振器的药液喷射装置，其实现单雾滴直线喷射，使喷雾雾滴粒径基本相同，沉积分布较普通药液喷射装置更为均匀，也为雾滴沉积及运动状态的测量提供了一种新的手段。此药液供喷射装置主要由隔膜、电磁激振器及喷头喷嘴组成，其结构简图见说明书附图。
文档编号A01M7/00GK102489422SQ20111036749
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者王立伟, 邱白晶 申请人:江苏大学