[發明專利]一種粒徑可調的液滴發生系統

有效

• 申請號: 202110704943.2
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113499927B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 胡亮;馬瓊;佘壘;方言燊;蘇芮;付新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06;B05B12/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種粒徑可調的液滴發生系統。本發明包括液滴發生裝置、供液排氣組件和控制組件；控制組件分別與液滴發生裝置和供液排氣組件電連接，液滴發生裝置通過導管與供液組件相連；控制組件分別控制液滴發生裝置和供液排氣組件使得液滴發生裝置中產生液滴，同時控制組件也監測供液排氣組件的運行狀態。本發明在激勵頻率控制和噴射液體壓力控制的基礎上，無需拆裝噴嘴，通過轉動噴嘴上的孔板底座，即可改變出液口處的微孔尺寸，能精準實現10μm?570μm甚至更大范圍粒徑的液滴產生。

技術領域

本發明屬于液滴產生領域的一種液滴發生系統，具體涉及了一種粒徑可調的液滴發生系統。

背景技術

射流的瑞利失穩是一種界面流體力學原理，指射流在給定頻率的激振下，會自動斷裂成和給定頻率一致的液滴?；谏淞魅鹄Х€的微液滴發生系統，能產生頻率、尺寸、液滴間距可調節的微米級的液滴，并且特別適用于例如通量超過10000滴/秒的高通量液滴需求場合，在工業中有廣泛的應用，如噴墨打印、生物制藥、增材制造及產生EUV光刻機光源靶滴等。液滴發生系統的擾動激勵源大多采用壓電片或壓電片，并通過變幅桿將振動傳遞孔板附近處，在該擾動下射流會自動斷裂成和給定頻率一致的液滴。

現有的液滴產生器，專利CN111220746A公開了一種液滴發生裝置系統、樣品檢測器、對應方法和用途，液滴發生裝置單元只能被配置成產生具有處于10μm到50μm的小范圍內的基于體積的平均直徑的液滴。專利CN208839612U公開了一種通過預設頻率、流體流量、壓力等參數，產生液滴尺寸均勻、穩定的高頻異步多分散液滴的發生系統，但是需要更換不同管徑的輸液管或者不同孔數、孔徑的孔板來實現，增加了操作難度，效率較低。專利CN108927234A公開了一種基于壓電激震機理的液滴發生系統，可產生半徑在0.075-0.505mm之間的小液滴，但是也同樣需要更換不同直徑的玻璃噴嘴，且不能產生較小尺寸的液滴。

目前單個液滴發生系統的微孔孔徑尺寸是固定的，受射流中擾動增長率的限制，此種方式只能產生小范圍尺寸內的液滴，要產生大范圍的液滴，需要更換孔板或噴嘴改變微孔孔徑。為克服上述技術缺陷，我們設計了一種粒徑可調的液滴發生系統，在激勵頻率控制和噴射液體壓力控制的基礎上，該液滴發生系統可以通過轉動噴嘴上的孔板底座，無需拆裝噴嘴即可改變出液口處的微孔尺寸，液滴將以非常受控且均勻的方式形成，以此達到產生大范圍粒徑的液滴的目的，很大程度提高了裝置的利用效率，降低了設計成本。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題和需求，本發明提供了一種粒徑可調的液滴發生系統。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括液滴發生裝置、供液排氣組件和控制組件；控制組件分別與液滴發生裝置和供液排氣組件電連接，液滴發生裝置通過導管與供液組件相連；控制組件分別控制液滴發生裝置和供液排氣組件使得液滴發生裝置中產生液滴，同時控制組件也監測供液排氣組件的運行狀態。

所述液滴發生裝置包括上蓋筒、腔體、下蓋、噴嘴、微孔孔板和激振組件；

腔體的上下兩端均為開口狀態，并且腔體的內部中空，用于存儲液體；上蓋筒固定安裝在腔體的上端，下蓋通過螺紋套裝在腔體的下部，上蓋筒和下蓋中部開設有安裝孔，激振組件的一端穿過上蓋筒的安裝孔后設置在腔體的內部并且激振組件的端部延伸到微孔孔板附近，激振組件的另一端與上蓋筒固定連接，激振組件與控制組件電連接；微孔孔板設置在腔體的下端面，微孔孔板的下端面與噴嘴的上端面貼合，噴嘴和微孔孔板均通過下蓋固定安裝在腔體的下端；噴嘴的下端穿過下蓋的安裝孔延伸到外面，噴嘴的下端噴出液滴；腔體一側的頂部和下部分別開設有排氣口和進液口，排氣口和進液口均通過導管與供液排氣組件相連。

所述上蓋筒固定安裝在腔體的上端，具體為：

所述上蓋筒的上端設置有凸起緣，上蓋筒上端的凸起緣與腔體的上端固定連接，上蓋筒的下端深入腔體內部，使得上蓋筒嵌裝在腔體的上端，上蓋筒的下端開設有安裝孔；所述激振組件固定安裝在上蓋筒內部；