一种可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴论文和设计-汤骁斌

全文摘要

本实用新型涉及一种可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，包括超声波喷嘴平台、空气帽，空气帽通过锁紧螺帽安装在超声波喷嘴平台前端，并通过O型圈密封，空气帽的后端面上开设有环槽一、环槽二，空气帽中心开设有旋流腔体，环槽一通过导流槽与旋流腔体相连通，旋流腔体与超声波喷嘴平台之间形成环缝，空气帽前端开设有气缝，环槽二通过流道与气缝相连通，超声波喷嘴平台内中部设有液体入口，超声波喷嘴平台内下部设有与中心气体入口、环槽一相通的导流孔二，超声波喷嘴平台内下部设有与边缘气体入口、环槽二相通的导流孔一；本实用新型使得喷雾角度及喷雾速度可调整，喷雾形态更稳定，分布更均匀，解决了气体低流速下的均匀性问题。

主设计要求

1.一种可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，包括超声波喷嘴平台(1)、O型圈(2)、锁紧螺帽(3)，其特征在于：还包括空气帽(4)，所述空气帽(4)通过锁紧螺帽(3)安装在超声波喷嘴平台(1)前端，所述空气帽(4)与超声波喷嘴平台(1)之间通过O型圈(2)密封，所述空气帽(4)的后端面上开设有呈圆环状的环槽一(41)、环槽二(45)，所述空气帽(4)中心开设有旋流腔体(43)，所述环槽一(41)通过导流槽(42)与旋流腔体(43)相连通，所述旋流腔体(43)的内壁面与超声波喷嘴平台(1)前端的延伸端(17)之间形成环缝(44)，所述延伸端(17)的前端面为雾化面(16)，所述空气帽(4)前端开设有倾斜布置的气缝(47)，所述环槽二(45)通过流道(46)与气缝(47)相连通，所述超声波喷嘴平台(1)内中部沿轴向设有液体入口(15)，所述超声波喷嘴平台(1)内下部设有导流孔二(14)，所述导流孔二(14)后端与中心气体入口(13)相通，所述导流孔二(14)前端与环槽一(41)相通，所述超声波喷嘴平台(1)内下部设有导流孔一(12)，所述导流孔一(12)后端与边缘气体入口(11)相通，所述导流孔一(12)前端与环槽二(45)相通。

设计方案

2.如权利要求1所述的可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，其特征在于：所述气缝(47)的缝宽大于流道(46)的孔径。

3.如权利要求1所述的可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，其特征在于：所述旋流腔体(43)前部为圆柱形孔，所述旋流腔体(43)后部为圆锥形孔，所述圆锥形孔由前至后孔径逐渐增大。

4.如权利要求3所述的可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，其特征在于：所述圆柱形孔的内壁面与超声波喷嘴平台(1)前端的延伸端(17)之间形成环缝(44)。

5.如权利要求1所述的可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，其特征在于：所述流道(46)、气缝(47)均沿空气帽(4)中心对称分布。

6.如权利要求5所述的可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，其特征在于：所述气缝(47)设置有两条，所述流道(46)设置有两组，每组流道(46)设有大小相同的三个。

设计说明书

[技术领域]

本实用新型涉及喷嘴技术领域，具体地说是一种可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴。

[背景技术]

超声波喷嘴是工业应用领域的重要部件，可以应用在液晶面板、电路板、芯片等行业，用于蚀刻、喷涂等工艺。喷嘴的使用性能决定着整个设备的性能，对生产有着极为重要的意义。然而，众多喷嘴的使用性能不一，没有充分考虑复杂多变的工况，且不同工艺对喷嘴的分布和喷雾形态是不同的。现有的超声波喷嘴在设计合理，加工质量有保证的情况下，仅能初步实现颗粒度要求，但不能根据工艺需求进行角度、分布和喷雾形态的调整。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，使得喷雾角度及喷雾速度可调整，喷雾形态更稳定，分布更均匀，解决了气体低流速下的均匀性问题。

为实现上述目的设计一种可实现低流速气体下均匀喷气的超声波喷嘴，包括超声波喷嘴平台1、O型圈2、锁紧螺帽3、空气帽4，所述空气帽4通过锁紧螺帽3安装在超声波喷嘴平台1前端，所述空气帽4与超声波喷嘴平台1之间通过O型圈2密封，所述空气帽4的后端面上开设有呈圆环状的环槽一41、环槽二45，所述空气帽4中心开设有旋流腔体43，所述环槽一41通过导流槽42与旋流腔体43相连通，所述旋流腔体43的内壁面与超声波喷嘴平台1前端的延伸端17之间形成环缝44，所述延伸端17的前端面为雾化面16，所述空气帽4前端开设有倾斜布置的气缝47，所述环槽二45通过流道46与气缝47相连通，所述超声波喷嘴平台1内中部沿轴向设有液体入口15，所述超声波喷嘴平台1内下部设有导流孔二14，所述导流孔二14后端与中心气体入口13相通，所述导流孔二14前端与环槽一41相通，所述超声波喷嘴平台1内下部设有导流孔一12，所述导流孔一12后端与边缘气体入口11相通，所述导流孔一12前端与环槽二45相通。

进一步地，所述气缝47的缝宽大于流道46的孔径。

进一步地，所述旋流腔体43前部为圆柱形孔，所述旋流腔体43后部为圆锥形孔，所述圆锥形孔由前至后孔径逐渐增大。

进一步地，所述圆柱形孔的内壁面与超声波喷嘴平台1前端的延伸端17之间形成环缝44。

进一步地，所述流道46、气缝47均沿空气帽4中心对称分布。

进一步地，所述气缝47设置有两条，所述流道46设置有两组，每组流道46设有大小相同的三个。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

(1)在液体经超声波一次雾化后，得到大致稳定的喷雾型态的情况下，加装本实用新型后喷雾角度可调整，喷雾速度可调整，喷雾型态更稳定，分布更均匀；

(2)本实用新型通过增设一空气帽，将原来用在双流体喷嘴的空气帽，经改进设计后应用于超声波喷嘴的前端，使得通过超声波喷嘴的辅助雾化气体进入超声波本体的气道，经过内部导流孔，通过环槽分成两路进入两个气道和气缝均匀吹出，吹到超声波雾化的雾滴，使雾滴形成所需的喷雾效果；

(3)本实用新型将原来不喷稳定的喷雾形态，变得稳定，方便了实际应用，且由于辅助气量不大，不会导致大量昂贵的液体飘散和浪费，该点与空气雾化喷嘴完全不同，同时该设计解决了气体低流速下的均匀性问题，也具备较好的加工性能，值得推广应用。

[附图说明]

图1是本实用新型的剖视图；

图2是本实用新型中超声波喷嘴平台的剖视图；

图3是本实用新型的轴测图；

图4是本实用新型中空气帽的结构示意图；

图5是图4的俯视结构示意图；

图中：1、超声波喷嘴平台 2、O型圈 3、锁紧螺帽 4、空气帽 11、边缘气体入口 12、导流孔一 13、中心气体入口 14、导流孔二 15、液体入口 16、雾化面 17、延伸端 41、环槽一 42、导流槽 43、旋流腔体 44、环缝 45、环槽二 46、流道 47、气缝。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括：超声波喷嘴平台1、O型圈2、锁紧螺帽3、空气帽4，空气帽4通过锁紧螺帽3安装在超声波喷嘴平台1前端，空气帽4与超声波喷嘴平台1之间通过O型圈2密封，空气帽4的后端面上开设有呈圆环状的环槽一41、环槽二45，空气帽4中心开设有旋流腔体43，环槽一41通过导流槽42与旋流腔体43相连通，旋流腔体43的内壁面与超声波喷嘴平台1前端的延伸端17之间形成环缝44，延伸端17的前端面为雾化面16，空气帽4前端开设有倾斜布置的气缝47，环槽二45通过流道46与气缝47相连通，超声波喷嘴平台1内中部沿轴向设有液体入口15，超声波喷嘴平台1内下部设有导流孔二14，导流孔二14后端与中心气体入口13相通，导流孔二14前端与环槽一41相通，超声波喷嘴平台1内下部设有导流孔一12，导流孔一12后端与边缘气体入口11相通，导流孔一12前端与环槽二45相通。

其中，气缝47的缝宽大于流道46的孔径；旋流腔体43前部为圆柱形孔，旋流腔体43后部为圆锥形孔，圆锥形孔由前至后孔径逐渐增大，圆柱形孔的内壁面与超声波喷嘴平台1前端的延伸端17之间形成环缝44；流道46、气缝47均沿空气帽4中心对称分布，优选为：气缝47设置有两条，流道46设置有两组，每组流道46设有大小相同的三个。

本实用新型的工作原理为：一路气体从超声波喷嘴平台的中心气体入口13通过导流孔14，再通过超声波喷嘴平台与空气帽构成的环槽41，再通过空气帽的导流槽42，再在空气帽的旋流腔体43旋转，再从超声波喷嘴平台与空气帽构成的环缝44使气体旋转喷出，带动在超声波喷雾平台的雾化面16所雾化的雾滴，形成圆锥形的喷雾效果。液体是从超声波喷雾平台的液体入口15进入的。另一路气体从超声波喷嘴平台的边缘气体入口11通过导流孔12，再通过超声波喷嘴平台与空气帽4构成的特征环槽45，再通过空气帽的两个对称的流道46，气体释放到气缝47，气体在气缝扩散成气膜，使得比直接单个孔状出口有更加均匀的气体流动形态，这样对称气体流冲击第一路气体推进超声波喷雾，压扁形成扇形喷雾效果，使得喷雾分布更为均匀，稳定。

本实用新型中，空气帽4气体出口是对称的两组各3个大小相同的流道46和两条气缝47组成。气缝的宽度和深度不同，效果不同。缝宽大于孔径，以保证其加工性能。孔数局限在3个，气缝夹角也不只限于图示的角度，不同偏转角度会得到不同的喷雾角度。

本实用新型的整个工作过程是连贯的，只要根据工艺需求独立调整气体流量即可，区别于普通空气帽，该空气帽在低气压、低流速下喷雾性能有更均，对超声波喷嘴起到更好的辅助雾化效果。尽管空气帽4是一个独立的零件，但其他分体式设计也属于实现本实用新型之精神。空气帽4的两条气缝4-7在上述技术方案的描述中，不可调整缝宽；采用分体式设计，则可调整缝宽，以满足不同的气体流量和分布。

本实用新型通过特别设计，超声波喷嘴的辅助雾化气体进入超声波本体的气体入口，经过内部导流气道，通过环槽分成两个气道和气缝，气体均匀吹出，两路气膜吹到超声波雾化的雾滴，使雾滴形成所需的喷雾形态。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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