[發(fā)明專利]層流液滴發(fā)生器裝置以及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380034596.0
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN104602653B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·R·維爾克森;I·林奇;L·T·格米納里奧;C·E·亨特
• 申請（專利權(quán)）人: 艾諾維亞股份有限公司
• 主分類號: A61F9/00
• 分類號: A61F9/00;B05B17/00;B05B17/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 許劍樺

1.一種用于產(chǎn)生定向液滴流的裝置，所述裝置包括：

殼體；

儲存器，所述儲存器布置在殼體內(nèi)，用于接收一定體積的流體；以及

噴射器機構(gòu)，所述噴射器機構(gòu)與儲存器流體連通，并設(shè)置成產(chǎn)生所述流體的定向液滴流，所述噴射器機構(gòu)包括發(fā)生器板和壓電促動器；

其中，發(fā)生器板包括面對流體的表面、液滴噴射表面和多個開口，所述多個開口穿過發(fā)生器板的厚度在所述面對流體的表面和液滴噴射表面之間形成；

其中，壓電促動器可操作成直接或間接地使得發(fā)生器板以一頻率震蕩，以便產(chǎn)生所述流體的定向液滴流；

發(fā)生器板的所述多個開口從面對流體的表面至液滴噴射表面斜度逐漸變化，以提供外部進口的曲率半徑，所述外部進口具有圓形形狀，從而通過使得所述多個開口設(shè)置成在流體經(jīng)過開口時提供具有層流流動的流體而在產(chǎn)生定向液滴流的過程中減少通過所述多個開口從液滴噴射表面通向面對流體的表面的空氣流；以及

曲率半徑的尺寸與開口在液滴噴射表面處的尺寸的比率是：當(dāng)開口在液滴噴射表面處大于40μm時大于2.5；或者當(dāng)開口在液滴噴射表面處小于40μm時大于5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：從面對流體的表面進入各開口的外部進口為凹槽形進口部，所述凹槽形進口部提供了從面對流體的表面至開口內(nèi)的逐漸過渡。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：在液滴噴射表面，繞至少一個開口限定出溝槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：各外部進口為凹槽形進口部，各開口還限定了槽道，所述槽道延伸至液滴噴射表面，所述槽道設(shè)置成具有足夠長度，以便在流體到達液滴噴射表面之前獲得流體的層流流動。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：所述噴射器機構(gòu)還包括與發(fā)生器板和壓電促動器連接的噴射器板，所述壓電促動器可操作成使得噴射器板以一頻率震蕩，從而使發(fā)生器板震蕩，以便產(chǎn)生定向液滴流。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中：噴射器板有中心開口區(qū)域，所述中心開口區(qū)域與發(fā)生器板對齊，壓電促動器與噴射器板的周邊區(qū)域連接，以便不會阻礙發(fā)生器板的所述多個開口。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中：發(fā)生器板的所述多個開口布置在發(fā)生器板的中心區(qū)域中，所述中心區(qū)域沒有被壓電促動器覆蓋，并與噴射器板的中心開口區(qū)域?qū)R。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中：發(fā)生器板具有相對于噴射器板減小的尺寸，且發(fā)生器板的尺寸至少局部由所述中心區(qū)域和所述多個開口的結(jié)構(gòu)占據(jù)的區(qū)域來確定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：噴射器機構(gòu)設(shè)置成噴射定向液滴流，以使得至少75％質(zhì)量的噴射液滴沉積在目標(biāo)上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：噴射器機構(gòu)設(shè)置成噴射液滴流，所述液滴流具有在20微米至400微米范圍內(nèi)的平均噴射液滴直徑。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：噴射器機構(gòu)設(shè)置成噴射平均初始噴射速度在0.5m/s至10m/s范圍內(nèi)的液滴流。

12.一種在操作過程中減少空氣進入流體噴射器組件內(nèi)的方法，包括：設(shè)置流體噴射器組件，以便在流體從流體噴射器組件噴射之前獲得流體的層流流動，所述流體噴射器組件包括：液滴發(fā)生器板，所述液滴發(fā)生器板具有面對流體的表面、液滴噴射表面和多個開口，所述多個開口穿過液滴發(fā)生器板的厚度形成于所述面對流體的表面和液滴噴射表面之間；所述方法包括在面對流體的表面上提供通向各開口的入口，所述開口從面對流體的表面至液滴噴射表面逐漸過渡，以提供外部進口的曲率半徑，所述外部進口具有圓形形狀，從而通過使得開口設(shè)置成在流體經(jīng)過開口時提供具有層流流動的流體而在操作過程中減少空氣進入流體噴射器組件內(nèi)，其中：曲率半徑的尺寸與開口在液滴噴射表面處的尺寸的比率是：當(dāng)開口在液滴噴射表面處大于40μm時大于2.5；或者當(dāng)開口在液滴噴射表面處小于40μm時大于5。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中：入口為凹槽入口，開口還限定從所述凹槽入口延伸至液滴噴射表面的槽道，槽道的長度足以在流體到達液滴噴射表面時獲得流體的層流流動。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中：槽道長度為大約125μm。