擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元及噴射裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及噴射單元領(lǐng)域，特別是指一種擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元及噴射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，液滴噴射裝置在噴墨打印、點(diǎn)膠等液滴噴射場(chǎng)合中應(yīng)用十分廣泛，液滴噴射裝置無(wú)論在哪種應(yīng)用中都是最核心、成本最高、技術(shù)含量最高的部件，國(guó)產(chǎn)的液滴噴射裝置尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，工業(yè)用的液滴噴射裝置完全依賴于進(jìn)口。國(guó)外的液滴噴射裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，液滴噴射裝置適用范圍也有限，零部件易磨損，壽命短。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)中的液滴噴射裝置，例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103879147A公開(kāi)了一種印制電子專用打印噴頭，電極分別在陶瓷管的內(nèi)外表面，圓管結(jié)構(gòu)的成型工藝難度較大，一般通過(guò)模具制作，采用較大噸位壓機(jī)制成圓管胚體，再燒結(jié)成型，批量制造成本較高，另夕卜，噴墨打印使用的壓電陶瓷管直徑一般很小，幾個(gè)毫米，受到操作空間的限制，往往造成內(nèi)、外電極涂覆和陶瓷極化，制作工藝?yán)щy。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元及噴射裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供技術(shù)方案如下:
[0006]—種擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元，包括側(cè)壁可收縮的噴管和設(shè)置在所述噴管的側(cè)壁處的壓電陶瓷致動(dòng)器，所述噴管的下部設(shè)置有噴嘴，其中:
[0007]所述壓電陶瓷致動(dòng)器為兩個(gè)柱狀壓電陶瓷，分別設(shè)置在所述噴管的兩側(cè)，所述柱狀壓電陶瓷沿橫向方向極化，所述柱狀壓電陶瓷的橫向方向兩端加電；
[0008]或者，所述壓電陶瓷致動(dòng)器為中空的管狀壓電陶瓷，套設(shè)在所述噴管上，所述管狀壓電陶瓷沿豎向方向極化，所述管狀壓電陶瓷的豎向方向兩端加電。
[0009]進(jìn)一步的，所述柱狀壓電陶瓷與所述噴管相對(duì)的一端設(shè)置有剛性墊圈。
[0010]進(jìn)一步的，所述液滴噴射單元還包括剛性支撐框，所述柱狀壓電陶瓷與所述噴管相背的一端抵靠在所述剛性支撐框上。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述柱狀壓電陶瓷為單塊或疊層結(jié)構(gòu)。
[0012]—種擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置，包括儲(chǔ)液腔，所述儲(chǔ)液腔的入口端和出口端分別連接有液體入口管和液體出口管，所述儲(chǔ)液腔的上部設(shè)置有蓋板，所述液滴噴射裝置還包括權(quán)利要求1-4中任一所述的液滴噴射單元，所述噴管的上部與所述儲(chǔ)液腔密封連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述液滴噴射單元的數(shù)量為至少兩個(gè)。
[0014]進(jìn)一步的，所述剛性支撐框固定連接在所述儲(chǔ)液腔的下部。
[0015]進(jìn)一步的，所述液滴噴射單元通過(guò)橡膠圈或密封膠的方式與所述儲(chǔ)液腔連接，所述蓋板與所述儲(chǔ)液腔之間設(shè)置有橡膠膜。
[0016]進(jìn)一步的，所述噴嘴的孔徑為0.0lmm?0.1mm,所述噴管的內(nèi)徑為0.1mm?2mm，所述噴管的側(cè)壁厚度為0.1mm?0.5mm。
[0017]進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷致動(dòng)器的選材為鋯鈦酸鉛，所述噴管的選材為玻璃或塑料。
[0018]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0019]本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元，可以采用兩種結(jié)構(gòu)對(duì)噴管進(jìn)行致動(dòng)，對(duì)于采用兩個(gè)柱狀壓電陶瓷的液滴噴射單元，柱狀壓電陶瓷的極化方向與加電方向相同，是利用壓電陶瓷的d33壓電系數(shù)對(duì)噴管實(shí)現(xiàn)致動(dòng)的，d 33壓電系數(shù)的數(shù)值是同種材料d31壓電系數(shù)的2倍，可以使柱狀壓電陶瓷在低壓時(shí)也能產(chǎn)生很大的變形量，使本實(shí)用新型可以噴射粘度更高的液體；對(duì)于采用管狀壓電陶瓷的液滴噴射單元是利用管狀壓電陶瓷在‘模式下伸長(zhǎng)時(shí)，壓電系數(shù)d31、泊松比等參數(shù)引起的變形會(huì)使管狀壓電陶瓷內(nèi)徑收縮，從而對(duì)噴管的側(cè)壁產(chǎn)生壓力，完成液滴噴射的過(guò)程。上述兩種壓電陶瓷致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)加電方式簡(jiǎn)單，克服了現(xiàn)有技術(shù)中電極分別設(shè)置在壓電陶瓷的內(nèi)外表面，成型工藝難度大的缺陷，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝制造成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0023]圖4為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0024]圖5為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置的Xz面剖視圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置的外方內(nèi)圓型的管狀壓電陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖和加電方式；
[0026]圖7為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置的外方內(nèi)圓型的管狀壓電陶瓷的xy截面變形示意圖；
[0027]圖8為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射裝置的圓管型的管狀壓電陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖和Xy截面示意圖；
[0028]圖9為本實(shí)用新型的擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元的一種噴射液滴的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]一方面，本實(shí)用新型提供一種擠壓式壓電陶瓷致動(dòng)的液滴噴射單元1，包括側(cè)壁可收縮的噴管12和設(shè)置在所述噴管12的側(cè)壁處的壓電陶瓷致動(dòng)器，噴管12的下部設(shè)置有噴嘴13，其中:
[0031]如圖1所示，壓電陶瓷致動(dòng)器為兩個(gè)柱狀壓電陶瓷11A、11B，分別設(shè)置在噴管12的兩側(cè)，柱狀壓電陶瓷11A、IIB沿橫向方向極化，柱狀壓電陶瓷11A、IIB的橫向方向兩端加電；
[0032]或者，如圖2所示，壓電陶瓷致動(dòng)器為中空的管狀壓電陶瓷11，套設(shè)在噴管12上，管狀壓電陶瓷11沿豎向方向極化，管狀壓電陶瓷11的豎向方向兩端加電。
[0033]本實(shí)用新型中的壓電陶瓷致動(dòng)器可以采用兩種結(jié)構(gòu)對(duì)噴管12進(jìn)行致動(dòng)，對(duì)于采用兩個(gè)柱狀壓電陶瓷IlAUlB的液滴噴射單元，柱狀壓電陶瓷IlAUlB的極化方向與加電方向相同，是利用壓電陶瓷的d33壓電系數(shù)對(duì)噴管12實(shí)現(xiàn)致動(dòng)的，d33壓電系數(shù)的數(shù)值是同種材料d31壓電系數(shù)的2倍，可以使柱狀壓電陶瓷IlAUlB在低壓時(shí)也能產(chǎn)生很大的變形量，使本實(shí)用新型可以噴射粘度更高的液體；對(duì)于采用管狀壓電陶瓷11的液滴噴射單元I是利用管狀壓電陶瓷11在d33模式下伸長(zhǎng)時(shí)，壓電系數(shù)d31、泊松比等參數(shù)引起的變形會(huì)使管狀壓電陶瓷11內(nèi)徑收縮，從而對(duì)噴管12的側(cè)壁產(chǎn)生壓力，完成液滴噴射的過(guò)程。上述兩種壓電陶瓷致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)加電方式簡(jiǎn)單，克服了現(xiàn)有技術(shù)中電極分別設(shè)置在壓電陶瓷的內(nèi)外表面，成型工藝難度大的缺陷，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝制造成本低。
[0034]如圖1所示，為了保護(hù)噴管12的表面不受壓電陶瓷擦傷，同時(shí)分散柱狀壓電陶瓷IlAUlB對(duì)噴管12的壓力，柱狀壓電陶瓷IlAUlB與噴管12相對(duì)的一端可以設(shè)置有剛性墊圈 14A、14B。
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