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1、(10)申请公布号 CN 102896061 A(43)申请公布日 2013.01.30CN102896061A*CN102896061A*(21)申请号 201210389763.0(22)申请日 2012.10.15B05B 17/04(2006.01)B05B 5/00(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人刘英想 陈维山 刘军考 石胜君(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109代理人张宏威(54) 发明名称基于弯振夹心换能器的压电微喷装置(57) 摘要基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，涉及压电。
2、微喷技术领域。它解决了现有采用贴片结构的压电微喷装置所普遍存在的能量利用率低和喷射量提高受限制等问题。本发明的两片压电陶瓷片均设置在后端盖与前端盖之间，后端盖与一个压电陶瓷片之间、前端盖与另一个压电陶瓷片之间均设置有一个电极片；两片压电陶瓷片之间设置有两个共面且存有间隙的电极片；两片压电陶瓷片均沿厚度方向极化，且极化方向相反；喷嘴上开有圆锥形内腔，圆锥形内腔的底部开有喷射通孔，圆锥形内腔上部的一侧开有进流孔；前端盖末端的底面与振动片的顶面固定连接，振动片的底面将喷嘴中圆锥形内腔的大开口端完全覆盖。本发明适用于药物注射、打印成像、微量润滑等领域。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 。
3、附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页1/1页21.基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，它包括弯振夹心换能器（1）、振动片（2）和喷嘴（3）；其特征是：弯振夹心换能器（1）包括后端盖（1-1）、前端盖（1-2）、两片压电陶瓷片（1-3）和四片电极片（1-4），所述两片压电陶瓷片（2）依次设置在后端盖（1-1）与前端盖（1-2）之间，后端盖（1-1）与一个压电陶瓷片（1-3）之间设置有一个电极片（1-4），前端盖（1-2）与另一个压电陶瓷片（1-3）之间设置有一个电极片（1-4）；两片压电陶瓷片（1-3）之间设置有两个电极片。
4、（1-4），该两个电极片（1-4）位于同一平面上，且该两个电极片（1-4）之间存有间隙；两片压电陶瓷片（1-3）均沿厚度方向极化，且两片压电陶瓷片（1-3）的极化方向相反；喷嘴（3）上开有圆锥形内腔（3-1），圆锥形内腔（3-1）的底部开有喷射通孔（3-3），圆锥形内腔（3-1）上部的侧壁上开有进流孔（3-2）；前端盖（1-2）末端的底面与振动片（2）的顶面固定连接，所述振动片（2）的底面与喷嘴（3）中圆锥形内腔（3-1）的大开口端边缘固定连接，且将喷嘴（3）中圆锥形内腔（3-1）的大开口端完全覆盖。2.根据权利要求1所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，其特征在于所述压电陶瓷片（1-3）截。
5、面为方形或圆形。3.根据权利要求1所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，其特征在于前端盖（1-2）与振动片（2）的连接位置位于振动片（2）中心位置。4.根据权利要求1所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，其特征在于前端盖（1-2）与振动片（2）之间通过驱动足（4）连接。5.根据权利要求1所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，其特征在于所述圆锥形内腔（3-1）与喷射通孔（3-3）同轴。权 利 要 求 书CN 102896061 A1/3页3基于弯振夹心换能器的压电微喷装置技术领域0001 本发明涉及到一种基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，属于压电微喷技术领域。背景技术0002 压电微喷技术。
6、是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出振动，并与液体腔中液体相互作用，产生的压力波传递到喷嘴处导致液体射流从喷嘴喷出进而雾化为液滴。液滴的大小和速度与驱动电压的幅值和频率有关。压电喷射技术不会造成所喷射液体的物理/化学变化，对液体自身几乎没有损害；此外，压电喷射还具有控制灵活简单、功耗低、体积小和易于集成的突出优点。在药物注射、打印成像、微量润滑等领域都具有十分广阔的应用价值。0003 但是，出于激励原理的简单性和理论分析方法的简便性，目前成熟的压电微喷装置大多采用金属弹性片粘贴压电陶瓷薄片的方式进行激励，压电陶瓷工作在低机电耦合效率的d31模式，能量利用率较低；此外，该振动模式获得。
7、的振动强度偏低，限制了该类装置喷射量的提高。发明内容0004 为了解决现有采用贴片结构的压电微喷装置所普遍存在的能量利用率低和喷射量提高受限制的问题，本发明提供了一种基于弯振夹心换能器的压电微喷装置。0005 本发明的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，它包括弯振夹心换能器1、振动片2和喷嘴3；弯振夹心换能器1包括后端盖1-1、前端盖1-2、两片压电陶瓷片1-3和四片电极片1-4，所述两片压电陶瓷片2依次设置在后端盖1-1与前端盖1-2之间，后端盖1-1与一个压电陶瓷片1-3之间设置有一个电极片1-4，前端盖1-2与另一个压电陶瓷片1-3之间设置有一个电极片1-4；两片压电陶瓷片1-3之间设置有。
8、两个电极片1-4，该两个电极片1-4位于同一平面上，且该两个电极片1-4之间存有间隙；两片压电陶瓷片1-3均沿厚度方向极化，且两片压电陶瓷片1-3的极化方向相反；喷嘴3上开有圆锥形内腔3-1，圆锥形内腔3-1的底部开有喷射通孔3-3，圆锥形内腔3-1上部的侧壁上开有进流孔3-2；前端盖1-2末端的底面与振动片2的顶面固定连接，所述振动片2的底面与喷嘴3中圆锥形内腔3-1的大开口端边缘固定连接，且将喷嘴3中圆锥形内腔3-1的大开口端完全覆盖。0006 本发明的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置在工作时弯振换能器采用两相在时间上具有180度相位差的交流电压信号进行激励，设置于前端盖与压电陶瓷片之间以。
9、及设置于后端盖与压电陶瓷片之间的电极片均与激励信号的公共端连接，设置于两片压电陶瓷片之间的两片电极片分别与两相驱动信号连接，进而通过压电陶瓷片两侧交替的伸缩振动实现换能器弯曲振动的激励，进一步带动连接在前端盖末端的振动片产生弯曲振动，振动片会与圆锥形内腔中的液体相互作用，产生的压力波传递到喷嘴处最终实现液体射流从喷嘴喷出。通过控制压电陶瓷上施加的激励电压的幅值，可以实现对喷射量的精确控制。说 明 书CN 102896061 A2/3页40007 本发明中压电陶瓷工作在高机电耦合效率的d33模式，能量利用率较高，可充分提高能量利用率并有效提高前端盖末端质点的振幅，最终会使该装置喷射量得到有效的提。
10、高。0008 本发明的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置具有能量利用率高、可实现大剂量喷射、工作稳定性好等优点。附图说明0009 图1是本发明所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置的剖视图，图2是图1所示基于弯振夹心换能器的压电微喷装置中弯振夹心换能器的立体结构示意图，图3是图2所示弯振夹心换能器的局部视图，图4是图1所示基于弯振夹心换能器的压电微喷装置中的喷嘴的结构示意图，图5是图1所示基于弯振夹心换能器的压电微喷装置工作原理示意图。具体实施方式0010 具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置，它包括弯振夹心换能器1、振动片2和喷嘴3；弯。
11、振夹心换能器1包括后端盖1-1、前端盖1-2、两片压电陶瓷片1-3和四片电极片1-4，所述两片压电陶瓷片2依次设置在后端盖1-1与前端盖1-2之间，后端盖1-1与一个压电陶瓷片1-3之间设置有一个电极片1-4，前端盖1-2与另一个压电陶瓷片1-3之间设置有一个电极片1-4；两片压电陶瓷片1-3之间设置有两个电极片1-4，该两个电极片1-4位于同一平面上，且该两个电极片1-4之间存有间隙；两片压电陶瓷片1-3均沿厚度方向极化，且两片压电陶瓷片1-3的极化方向相反；喷嘴3上开有圆锥形内腔3-1，圆锥形内腔3-1的底部开有喷射通孔3-3，圆锥形内腔3-1上部的侧壁上开有进流孔3-2；前端盖1-2末端。
12、的底面与振动片2的顶面固定连接，所述振动片2的底面与喷嘴3中圆锥形内腔3-1的大开口端边缘固定连接，且将喷嘴3中圆锥形内腔3-1的大开口端完全覆盖。0011 本实施方式的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置在应用的时候，压电陶瓷片采用两相在时间上具有180度相位差的交流电压信号进行激励，设置于前端盖1-2与压电陶瓷片1-3之间以及设置于后端盖1-1与压电陶瓷片1-3之间的电极片1-4均与激励信号的公共端连接，设置于两片压电陶瓷片1-3之间的两片电极片1-4分别与两相驱动信号连接，进而通过压电陶瓷片两侧交替的伸缩振动实现换能器弯曲振动的激励，进一步带动连接在前端盖末端的振动片产生弯曲振动，振动片会与。
13、圆锥形内腔中的液体相互作用，产生的压力波传递到喷嘴处最终实现液体射流从喷嘴喷出；圆锥形内腔3-1通过进流孔3-2与外部流体供给系统连接。0012 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置的区别在于，所述纵振压电陶瓷片1-3截面为方形或圆形，这样可以简化加工与装配工艺。0013 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置的区别在于，所述前端盖1-2与振动片2连接位置位于振动片2中心位置，这样可以保证换能器1的弯曲振动有效用于激励振动片2的弯曲振动。说 明 书CN 102896061 A3/3页50014 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置的区别在于，前端盖1-2与振动片2之间通过驱动足4连接。0015 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一所述的基于弯振夹心换能器的压电微喷装置的区别在于，所述圆锥形内腔3-1与喷射通孔3-3同轴，这种设置方式有利于液体喷出。说 明 书CN 102896061 A1/2页6图1图2图3说 明 书 附 图CN 102896061 A2/2页7图4图5说 明 书 附 图CN 102896061 A。