具有膜片的压电式微液滴喷射装置

摘要

一种具有膜片的压电式微液滴喷射装置。为提供一种避免压电元件受到腐蚀性流体破坏、提高流体压缩压力、使流体喷射颗粒微小化、适用范围广的喷射装置，提出本发明，它包括喷孔座、设置于喷孔座上的喷孔板、膜片、压电板及供压电板设置且四周与喷孔座贴合的压电板承座；喷孔座上设有腔体及借以将流体引导至腔体的流体通道；喷孔板上设有数个微小喷孔；膜片设置于喷孔板与压电板之间，且令膜片周边贴合于喷孔座与压电板承座之间；至少一部分压电板连接并驱动膜片产生震动。

说明书

技术领域

本发明属于喷射装置，特别是一种具有膜片的压电式微液滴喷射装置。

背景技术

近年来，微机电技术由于制程技术的大幅进步及大量资源投入研究而具有长足进步。其中，微型喷射装置的发展更因喷墨式印表机的大量商品化应用而成为微机电系统研究成果最为丰硕的产品与技术，且由于微型喷射装置具有可以精确地控制微量的液体的流速及流量的功效，因此，更被广泛地应用在诸如生技医疗、微量涂布或定量控制装置、室内空气香味产生装置等领域。

已有的微型喷射装置主要可分为热泡式、压电式两种，由于本申请案的领域属于压电式微型喷射装置，因此，对热泡式微型喷射装置的技术原理于本文不另加说明。

压电式微型喷射装置主要是利用压电元件承受电压时产生快速的微幅震动的原理，以驱动压缩元件产生压缩动作，从而将流体从喷孔喷射出去。

压电式的微型喷射装置与热泡式喷射装置相较下，由于其利用机械式控制流体喷射的速度及流量，因此，一般而言其精确性高于热泡式的微型喷射装置，所以对于流体喷射的精密度要求较高的场合通常使用压电式的微型喷射装置。

但已有的压电式微型喷射装置在使用上仍存在许多需要改进之处：

首先，压电式微型喷射装置最重要的元件为压电元件，然而压电元件是由压电材料制成，但是压电材料若长时间接触具有腐蚀性液体，将会因为腐蚀性液体的侵蚀作用，而使得压电元件的位移特性逐渐消失，甚至于造成压电元件损毁的情形，所以使得已有的压电式微液滴喷射装置通常无法应用于喷射具有腐蚀性液体的场合。

此外，已有的压电式微液滴喷射装置通常在压电板与喷孔间保留一个腔体，流体进入到腔体中，再借由压电元件压缩腔体中的流体，从而使得流体从喷孔中喷射而出。然而，已有的设计，腔体的间隙通常皆远大于于压电元件的震动幅度，所以使得压电元件震动时，仅会造成腔体小幅度的容积变化，因此使压电元件产生的压缩效果有限，而无法产生高压力，以至于喷孔板的孔径不能过小，所以已有的此种类型微液滴喷射装置所喷射的流体颗粒不易于微粒化。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免压电元件受到腐蚀性流体破坏、提高流体压缩压力、使流体喷射颗粒微小化、适用范围广的具有膜片的压电式微液滴喷射装置。

本发明包括喷孔座、设置于喷孔座上的喷孔板、膜片、压电板及供压电板设置且四周与喷孔座贴合的压电板承座；喷孔座上设有腔体及借以将流体引导至腔体的流体通道；喷孔板上设有数个微小喷孔；膜片设置于喷孔板与压电板之间，且令膜片周边贴合于喷孔座与压电板承座之间；至少一部分压电板连接并驱动膜片产生震动。

其中：

压电板的一端固定于压电板承座上，其另一端与膜片接触。

流体通道包含从腔体连通到喷孔座外侧的入口流道。

膜片与喷孔板相互平行。

膜片于动态时与喷孔板之间存在间隙。

腔体环绕设置于喷孔板周围区。

腔体连通到喷孔座外侧的流道。

压电板承座设有开孔及卡槽。

压电板的一端卡合固定于卡槽中，其另一端悬空地伸出至开孔的中央。

膜片于动态时与喷孔板之间间隙周围与腔体相互连通。

由于本发明包括喷孔座、设置于喷孔座上的喷孔板、膜片、压电板及供压电板设置且四周与喷孔座贴合的压电板承座；喷孔座上设有腔体及借以将流体引导至腔体的流体通道；喷孔板上设有数个微小喷孔；膜片设置于喷孔板与压电板之间，且令膜片周边贴合于喷孔座与压电板承座之间；至少一部分压电板连接并驱动膜片产生震动。当压电板承受电压时，压电板可产生上下震动，从而驱动膜片产生垂直于喷孔板方向的震动，使膜片与喷孔板之间的流体受到压缩而从喷孔板的喷孔喷射而出，且因膜片设置于喷孔板与压电板之间，使得压电板被膜片隔绝而不会接触到流体，因此压电板的材质不会被流体破坏，使得本发明可以被应用在具有腐蚀性的流体的喷射用途。不仅避免压电元件受到腐蚀性流体破坏、提高流体压缩压力，而且使流体喷射颗粒微小化、适用范围广，从而达到本发明的目的。

附图说明

图1、为本发明分解结构示意立体图。

图2、为本发明分解结构示意立体图(另一视角)。

图3、为本发明侧视结构示意剖视图。

图4、为本发明喷射动作示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括喷孔座10、喷孔板20、膜片30、压电板40及压电板承座50。

喷孔座10设有安装孔14，可供喷孔板20装置于安装孔14中。喷孔座10的上设有流体通道11，流体通道11包含环绕设置于喷孔板20周围区的腔体12及从腔体12连通到喷孔座10外侧的入口流道13，借由入口流道13可将流体从喷孔座10的外侧引导进入到腔体12的中，并且使得流体从喷孔板20的周围进入到喷孔板20与膜片30之间的间隙中。

喷孔板20为扁平片状体，其上设置数个密布的微小喷孔21，用以供流体从喷孔21以微小颗粒喷射而出。

如图2、图3所示，膜片30设置于喷孔座10与压电板承座50之间。

压电板40设置于膜片30相对于喷孔板20的另外一侧，且压电板40至少有一部分与膜片30接触连接，从而能够驱动膜片3 产生震动。

如图2所示，压电板承座50设有开孔51及位于开孔51上方的卡槽52。

压电板40的一端卡合固定于卡槽52中，其另一端悬空地伸出至开孔51的中央，且伸入于开孔51的一端与膜片30的背面接触。

如图4所示，当压电板40承受电压时，压电板40活动的一端可产生上下震动，从而驱动膜片30产生垂直于喷孔板20方向的震动，使膜片30与喷孔板20之间的流体受到压缩而从喷孔板20的喷孔喷射而出。

本发明的主要特征在于喷孔板20、膜片30及压电板40之间的相对位置关系。

如图3、图4所示，喷孔座10的腔体12及喷孔板20是设置于膜片30一侧面，而压电板40则设置于膜片30相对于腔体12及喷孔板20的另外一侧，使得压电板40可以被膜片隔绝，而不会接触到流体，因此压电板40的材质不会被流体破坏，使得本发明可以被应用在具有腐蚀性的流体的喷射用途。

此外，本发明的另外一个特征为膜片30与喷孔板20相互平行，而且膜片30与喷孔板20之间于动态时，两者之间存在间隙31，随着频率变化，当达到共振频率时，此间隙会因为振幅较大而撞击顶孔板，导致间隙31加大；且喷孔座10上的腔体12是与间隙31的周围相互连通，因此，使得腔体12内部的流体可因为毛细现象而进入到间隙31中。

当膜片30受到压电板40驱动而产生震动时，间隙31在变化过程中，使得进入间隙31中的流体被压缩，从而促使流体从喷孔板20的喷孔21喷射而出。

借由以上技术手段，本发明不仅可达到避免压电元件受到腐蚀性流体破坏，而且又可增加流体压缩压力，从而有助于流体喷射颗粒微小化的目的，因此，使得本发明可以突破已有装置的使用限制，使其应用范围更为广泛。