压电精密喷涂装置的制作方法

本发明涉及一种从两个或多个来源喷射液体或其他流体的喷射装置，如喷射液体和空气，特别是涉及一种压电精密喷涂装置。

背景技术：

超声喷涂利用超声振动在液体中产生的雾化功能，对流经超声波换能器前端的液体进行雾化，产生微米级细小液滴，然后加入适当压力的压缩气体，使雾粒在气流作用下更加碎小、均匀化，同时引导雾粒运行方向，增加雾化颗粒运行动力，从而达到对待涂物体表面精密喷涂的目的。

现有的超声喷涂技术具有以下不足之处：

1、需将液体雾化为微米级细小液滴，故一般适用于粘度较低的液体或液固混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)，而针对黏度较高的液体或固液混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)则不能进行充分的雾化，产品适用性较低。

2、一般超声波振动频率越高，雾化颗粒越小，但电气功率也就变低，雾化量相应变小，无法在雾化颗粒的同时保证雾化量的稳定，在雾化颗粒较小的工况下，生产效率较低。

3、通过调整待喷涂液体或液固混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)的浓度和粘度、供液量、导流气体压力、喷头或喷涂平台的相对运行速度及超声波振动频率和功率等电气、物理参数，可达到亚纳米级～微米级膜厚，供液量精度低，当喷涂液体或液固混合体浓度和粘度固定时，对喷涂薄膜的厚度调节存在局限性。

4、超声喷涂中，超声换能器工作在谐振频率或靠近谐振频率附近的某个频率点，针对待喷涂的不同粘度或浓度的液体，超声换能器的负载特性会发生变化，导致换能器自身的谐振频率点产生漂移变化，对超精密喷涂产生不利影响。

5、为了提高超声换能器雾化喷涂的精度，使用中会将待喷涂液体先经过精密流量泵，使流体高精度分配再进入到超声换能器工作段完成雾化喷射，进一步增加了使用超声换能器实现超声雾化的使用成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用成本低、装调难度低且喷涂精度高的压电精密喷涂装置。

本发明压电精密喷涂装置，包括驱动主体包括相互连接的压电陶瓷、杠杆放大机构，所述杠杆放大机构将所述压电陶瓷在电场作用下伸缩所产生的微位移放大至规定行程，还包括流道载体，所述流道载体内设置有腔座，所述腔座设置有液腔、气腔，所述液腔、气腔分别与所述流道载体上开设的液体流道、气体流道连通，所述杠杆放大机构连接推杆，所述推杆伸入所述液腔内，所述液腔底部与喷嘴连通。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述喷嘴的喷孔周向均布若干个亚微米级气孔，所述气孔与所述气腔连通。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述腔座上部开口处设置有封盖，所述封盖下方设置有密封件，所述推杆依次穿过所述封盖、密封件伸入所述液腔内。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述气腔布设在所述液腔外侧周向且二者相互独立。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述液体流道外接液体吹送装置，所述液体吹送装置利用第一路压缩空气将液体推送入所述液腔内。

本发明压电精密喷涂装置，第二路压缩气体经所述气体流道输入所述气腔内。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述腔座与流道载体、喷嘴之间设置有密封圈。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述驱动主体外接风冷装置。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述液体流道、气体流道一端设置有密封盖板。

本发明压电精密喷涂装置，其中所述密封盖板上靠近所述气体流道入口的位置安装有气动接头。

本发明压电精密喷涂装置至少具有以下有益效果：

1、液滴通过压缩空气推送至液腔中，推杆挤压液腔，液体或液固混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)从喷嘴处被推出，并通过喷嘴周围均匀排布的亚微米级气孔，将喷嘴处的液滴雾化，有效地喷涂至产品上，形成均匀的薄膜，喷涂过程中，通过电控参数调节压电陶瓷的工作状态，并通过减压阀控制气路的流量及压强，实现参数化控制液体或液固混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)的雾化颗粒大小及雾化量，精密控制薄膜厚度，实现精密喷涂；

2、利用压电陶瓷瞬间变形带动推杆运动，将液体从喷嘴喷出，实现纳升级液滴喷射，同时喷嘴处采用气流对液滴进一步雾化，完成精密喷涂，该创新机理使得本发明的喷涂装置在1khz以内的任意工作频率点，都可以完成不同粘度、不同浓度待喷涂液体的稳定作业，无频率漂移等问题，适用于低、中、高粘度液体或液体中掺入适量微小颗粒体的液固混合体，液体粘度适应范围较广；

3、喷涂装置结构简单，安装工艺简洁，采用压电控制原理，动力源部分的电参数均可量化调节，喷嘴输出端的雾化气源与供液气源分离且压力可控，可调参数操作便捷，装调难度低；

4、推杆、喷嘴均为可拆卸、可替换件，便于装配、拆洗、清洁及维护，有效的延长了装置的使用寿命，确保了装置的机械精密性，有效的提高了装置的经济性和耐用性；

5、气体流道与液体流道、液腔与气腔在结构内部完全分离，便于分别清洗、维护，有效的改善了长时间使用或更换产品后不利于清洗维护的缺点，同时装配工艺简便，有效的提升了生产效率；

6、风冷装置散热降温，有效改善喷涂装置长时间高强度工作造成的过热情况，增强了喷涂装置的工作稳定性，有利于延长其使用寿命，降低使用成本。

下面结合附图对本发明的压电精密喷涂装置作进一步说明。

附图说明

图1为本发明压电精密喷涂装置的主视局部剖面图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为本发明压电精密喷涂装置中的驱动主体内部结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明中，驱动主体1包括相互连接的压电陶瓷101、杠杆放大机构102，杠杆放大机构102基于杠杆放大原理，将压电陶瓷101在电场作用下伸缩所产生的微位移放大至喷涂所需的规定行程。压电陶瓷101作为驱动源，通过调节电学参数便可实现喷涂所需位移参数的量化调节，有效拓展了喷涂装置所适用的液体或液固混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)的粘度范围。压电陶瓷101作为驱动源，与杠杆放大机构102配合实现喷涂行程的控制为业内常用成熟技术，压电陶瓷101与杠杆放大机构102的具体安装、设置方式参见本领域常规技术手段，此处不赘述。

驱动主体1下方装设流道载体2，流道载体2内开设有一空腔，空腔内装设有腔座4，腔座4底部为喷嘴6，该喷嘴6从流道载体2的底部推入并压紧。喷嘴6内部开设有供液体流出的漏斗式通道。优选的，为防止漏液、漏气，腔座4与流道载体2之间，以及腔座4与喷嘴6之间设置有多个密封圈。腔座4中部也形成空腔，腔座4与驱动主体1对接的上部开口处设置有封盖41，杠杆放大机构102下端连接有推杆5，推杆5穿过封盖41伸入空腔内，推杆5上穿设密封件3，该密封件3位于封盖41下方，即推杆5向下依次穿过封盖41、密封件3，由此，腔座4内形成一个液腔10，该液腔10底部与喷嘴6连通。为便于输入液体，流道载体2上开设有液体流道7，该液体流道7外接液体吹送装置71，液体吹送装置71利用第一路压缩空气将液体推送入液腔10内。具体地，此液体吹送装置71可采用常见的“鲁尔接头”。优选的，上述液体流道7、气体流道8右侧末端共用密封盖板9封堵。密封盖板9一方面起密封作用，密封液体流道7，另一方面起送气安装座的作用，具体地，在密封盖板9上靠近气体流道8气体入口的位置处安装气动接头，将外部稳定可调的气压送入气体流道8内。推杆5伸入液腔10内，推杆5向下运动时，液体受挤压，从漏斗式通道的管状部被推出喷嘴6外。为了对喷出的液滴进行雾化，腔座4上还设有气腔11，气腔11与流道载体2上开设的气体流道8连通，第二路压缩气体经气体流道8输入气腔11内，气腔11布设在液腔10外侧周向且二者相互独立。喷嘴6的喷孔13周向均布若干个亚微米级气孔12，该气孔12在喷嘴6内从喷孔13向斜上方延伸，直至与喷嘴6上部分外周的气腔11连通，使得压缩气体由气腔11经气孔12汇聚至喷孔13处，将从喷孔13中喷出的细小液滴雾化。上述密封件3及各密封圈的设置可有效防止液体从推杆5与封盖41配合处或从相关部件之间的配合处泄露，实现液腔10与外部及气腔11的完全分离。优选的，驱动主体1可外接风冷装置，通过第三路压缩空气进行风冷降温，以提高整个喷涂装置的工作稳定性。优选的，上述液腔10和气腔11在装置通电后处于常闭状态，以防止漏液。

上述液体也可为液体中掺入适量微小颗粒体的液固混合体。

总之，本发明通过压电陶瓷101作为喷涂装置的驱动源，压电陶瓷101加载稳定不变的直流电压后产生微米级小行程，经杠杆放大机构102放大为亚毫米级大行程，推杆5被带动沿自身轴向反复运动。通过第一路恒定可调节的压缩空气将液体从流道载体2中的液体流道7中注入至液腔10内，在推杆5作用下，将液腔10内的液体持续、稳定、高频地输出至喷嘴6外部，有效改善了超声波雾化中雾化量的不确定性以及无法适用于中高粘度液体或液固混合体(液体中掺入适量微小颗粒体)的不足。第二路恒定的可调节的压缩空气从气体流道8中注入气腔11内，通过均匀分布于喷孔13外侧一周的亚微米级大小的气孔12喷出，将喷孔13中喷出的细小液滴雾化，有效地将推杆5推出的纳升级液滴吹散形成雾状薄膜，所形成的薄膜厚度均匀。此过程中，通过调节加载电压的大小或喷孔13孔径大小即可调节输出液滴的大小。而且，上述薄膜成型依靠两级精度控制，即，无论液体粘度高低，驱动源形成的液滴一般为纳升级，控制精度很高，在此高精度可控液滴的基础上再通过气孔12雾化，进一步提高了成膜精度，实现了量化精密调节，喷涂形成的薄膜厚度的稳定性显著提升。另外，本发明的驱动源工作状态稳定，不因喷涂颗粒大小而改变雾化量，能够在提高雾化效力的同时稳定雾化量，有效提高生产效率。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。