RU2806072C1 - Device for ultrasonic fine atomization of liquids - Google Patents
Device for ultrasonic fine atomization of liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806072C1 RU2806072C1 RU2023109175A RU2023109175A RU2806072C1 RU 2806072 C1 RU2806072 C1 RU 2806072C1 RU 2023109175 A RU2023109175 A RU 2023109175A RU 2023109175 A RU2023109175 A RU 2023109175A RU 2806072 C1 RU2806072 C1 RU 2806072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- concentrator
- vibrations
- ultrasonic
- end surface
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области ультразвуковой техники, а именно к устройствам для мелкодисперсного распыления (диспергирования) жидкостей и может быть использовано в наноиндустрии, химико-технологической, фармацевтической и медицинской промышленности.The invention relates to the field of ultrasonic technology, namely to devices for fine atomization (dispersion) of liquids and can be used in the nanoindustry, chemical technology, pharmaceutical and medical industries.
Ультразвуковые колебания определенной частоты и достаточной амплитуды способны обеспечивать распыление (диспергирование) пленки жидкости на твердой колеблющейся поверхности в газовой среде. Реализующие такой процесс устройства мелкодисперсного распыления широко применяются для получения аэрозолей различных жидкостей, при интенсификации тепло- и массообменных процессов в распылительной сушке, при нанесении различных покрытий, формировании тонких слоев лекарственных веществ (микродоз) или защитных слоев на поверхность кожи, грануляты и таблетируемый материал, при получении монодисперсных гранул, распылении расплавов химических веществ и металлов, изготовлении нанопорошков и т.п.Устройства ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей находит применение в медицине для создания лечебных и стерилизующих аэрозолей.Ultrasonic vibrations of a certain frequency and sufficient amplitude are capable of atomizing (dispersing) a liquid film on a solid oscillating surface in a gaseous environment. Fine atomization devices that implement this process are widely used to produce aerosols of various liquids, to intensify heat and mass transfer processes in spray drying, to apply various coatings, to form thin layers of medicinal substances (microdoses) or protective layers on the surface of the skin, granules and tablet material, when producing monodisperse granules, spraying melts of chemicals and metals, producing nanopowders, etc. Devices for ultrasonic fine spraying of liquids are used in medicine to create therapeutic and sterilizing aerosols.
Устройства ультразвукового распыления жидкостей имеет ряд преимуществ перед устройствами, реализующими химические (конденсационные) и механические (дисперсионные) способы, так как позволяет значительно интенсифицировать процесс, улучшить качество продукта, заменить громоздкие устройства более компактными. Такие устройства, при высокой концентрации формируемого аэрозоля, позволяют получать монодисперсный и однородный по составу факел распыления с заданным размером формируемых капель.Devices for ultrasonic spraying of liquids have a number of advantages over devices that implement chemical (condensation) and mechanical (dispersion) methods, as they can significantly intensify the process, improve the quality of the product, and replace bulky devices with more compact ones. Such devices, at a high concentration of the generated aerosol, make it possible to obtain a monodisperse and homogeneous in composition spray plume with a given size of the formed droplets.
Кроме того, достоинствами устройства ультразвукового распыления являются - малая энергоемкость процесса, отсутствие дополнительных расходных материалов (газ, растворители и т.д.), возможность получения факела распыления конусной формы, высокое качество и равномерность получаемых покрытий.In addition, the advantages of an ultrasonic spraying device are the low energy intensity of the process, the absence of additional consumables (gas, solvents, etc.), the possibility of obtaining a cone-shaped spray torch, and the high quality and uniformity of the resulting coatings.
Механизм получения аэрозолей устройством ультразвукового распыления объясняется кавитационной и волновой теориями. При формировании колебаний в жидкой среде на границе раздела жидкость-газ, при достаточном количестве зародышей кавитации (включений газа, твердых частичек) происходит захлопывание кавитационных полостей, формирующих ударные волны и капиллярные стоячие волны на поверхности жидкости, с гребней которых происходит отрыв мелких капель.The mechanism for producing aerosols by an ultrasonic atomization device is explained by cavitation and wave theories. When oscillations form in a liquid medium at the liquid-gas interface, with a sufficient number of cavitation nuclei (gas inclusions, solid particles), cavitation cavities collapse, forming shock waves and capillary standing waves on the surface of the liquid, from the crests of which small drops are separated.
В современных нанотехнологических и химико-технологических, фармацевтических и других производствах используются различные устройства ультразвукового мелкодисперсного распыления, позволяющие вести процесс распыления жидкостей и расплавов различного дисперсного состава, без газовых потоков или с потоками в средах активных и инертных газов. Это весьма важно для лекарственного сырья, химически лабильных к кислороду воздуха, особенно в мелкодисперсном состоянии материалов.In modern nanotechnological and chemical-technological, pharmaceutical and other industries, various ultrasonic fine atomization devices are used, which make it possible to carry out the process of atomizing liquids and melts of various dispersed compositions, without gas flows or with flows in active and inert gas environments. This is very important for medicinal raw materials that are chemically labile to air oxygen, especially in a finely dispersed state of materials.
При создании устройств ультразвукового распыления одновременно решаются две проблемы. Важнейшая из них - это проблема уменьшения размеров формируемых частиц. Ее решение обеспечивается увеличением частоты ультразвуковых колебаний. При этом, число поверхностных стоячих волн растет, на них формируются гребни (соответствующие по размерам, определенным резонансным условиям), которые после наступления порога интенсивности отрываются от гребня волны. Размеры возникающих волн и гребней, а в связи с этим и размеры формируемых капель определяются частотой ультразвуковых колебаний (с учетом физико-химических свойств распыляемых жидкостей - величины поверхностного натяжения и вязкости).When creating ultrasonic spraying devices, two problems are simultaneously solved. The most important of them is the problem of reducing the size of the formed particles. Its solution is ensured by increasing the frequency of ultrasonic vibrations. At the same time, the number of surface standing waves increases, crests are formed on them (corresponding in size to certain resonant conditions), which, after reaching an intensity threshold, are separated from the wave crest. The dimensions of the resulting waves and ridges, and in connection with this the dimensions of the formed droplets, are determined by the frequency of ultrasonic vibrations (taking into account the physicochemical properties of the sprayed liquids - the value of surface tension and viscosity).
Таким образом, рабочая частота устройства ультразвукового распыления определяет средний диаметр капель формируемого аэрозоля, который равен:Thus, the operating frequency of the ultrasonic atomization device determines the average diameter of the droplets of the generated aerosol, which is equal to:
D=α×λK (1) где α - коэффициент пропорциональности (частично зависит от вязкости жидкости); λK- длина капиллярных волн, образующихся на поверхности слоя жидкости, которая равна:D=α×λ K (1) where α is the proportionality coefficient (partially depends on the viscosity of the liquid); λ K is the length of capillary waves formed on the surface of the liquid layer, which is equal to:
(2) (2)
где σ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости; ρ - плотность жидкости; f - частота УЗ колебаний.where σ is the coefficient of surface tension of the liquid; ρ - liquid density; f is the frequency of ultrasonic vibrations.
Таким образом, выбор резонансной частоты устройства ультразвукового распыления обеспечивает заданный средний диаметр капель формируемого аэрозоля.Thus, the choice of the resonant frequency of the ultrasonic spraying device ensures a given average diameter of the droplets of the generated aerosol.
Вторая проблема связана с необходимостью обеспечения заданной производительности распыления.The second problem is related to the need to ensure a given spraying performance.
Производительность устройства ультразвукового распыления будет определяться размером поверхности, покрываемой слоем жидкости и колеблющейся с необходимой амплитудой. Т.е. устройство способно обеспечивать распыление с требуемой производительностью на выбранной рабочей частоте только в том случае, когда амплитуда колебаний поверхности распыления превышает по величине определенное значение. Т.е., решение проблемы увеличения производительности устройства связано с необходимостью обеспечения необходимой амплитуды колебаний максимальной по площади поверхности распыления.The performance of an ultrasonic spray device will be determined by the size of the surface covered by a layer of liquid and oscillating with the required amplitude. Those. the device is capable of providing spraying with the required performance at the selected operating frequency only when the amplitude of oscillations of the spray surface exceeds a certain value. That is, the solution to the problem of increasing the productivity of the device is associated with the need to ensure the required amplitude of oscillations of the maximum spray surface area.
Выбор среднего диаметра капель формируемого аэрозоля и, соответственно, рабочей частоты устройства ультразвукового мелкодисперсного распыления определяется необходимостью обеспечивать минимальные из возможных диаметры формируемых капель при соблюдении условия, что получающейся массы капли достаточно для того, чтобы не менее 90% формируемых капель достигли поверхности, на которую осуществляется напыление. Так распыление капель со средним диаметром в 80 мкм обеспечивается при частоте колебаний распылителя равной 40кГц. При частоте 120 кГц формируется аэрозоль со средним размером частиц 18…20 мкм, при частоте 180 кГц - 13…15 мкм, а при частоте 250 кГц - 9…10 мкм.The choice of the average diameter of the droplets of the generated aerosol and, accordingly, the operating frequency of the ultrasonic fine atomization device is determined by the need to ensure the minimum possible diameters of the formed droplets, subject to the condition that the resulting mass of the droplet is sufficient for at least 90% of the formed droplets to reach the surface on which it is carried out. spraying Thus, the spraying of droplets with an average diameter of 80 microns is ensured at an oscillation frequency of the atomizer equal to 40 kHz. At a frequency of 120 kHz, an aerosol with an average particle size of 18...20 µm is formed, at a frequency of 180 kHz - 13...15 µm, and at a frequency of 250 kHz - 9...10 µm.
Однако, с уменьшением среднего размера формируемых капель обеспечиваемым увеличением рабочей частоты, пропорционально уменьшается производительность распыления.However, with a decrease in the average size of the formed droplets provided by an increase in operating frequency, the spraying performance decreases proportionally.
Поэтому развитие устройств ультразвукового мелкодисперсного распыления связано с решением одновременно двух проблем - формирования меньших по размеру частиц и обеспечением, при этом, максимально возможной производительности.Therefore, the development of ultrasonic fine atomization devices is associated with simultaneous solution of two problems - the formation of smaller particles and, at the same time, ensuring the highest possible productivity.
Создаваемые и применяемые в настоящее время устройства ультразвукового мелкодисперсного распыления основаны на использовании специальных колебательных систем. Ультразвуковые колебательные системы, выполняются, как правило, на основе пьезоэлектрических преобразователей обладают рядом неоспоримых преимуществ (маленькие габаритные размеры, высокий КПД, во многих случаях не требуют применения принудительного охлаждения). Поэтому, для ультразвукового распыления, наибольшее распространение получили различные устройства, например выполненные по патентам США №4153201, 4301968, 4337896, 4352459, 4541564, 4642581, 4655393, 4659014, 4723708, 4978067, 4996080, 5219120, 5632445, 6663554, 7347889, или по патентам РФ №2393881, 2388500, 2305621) на основе пьезоэлектрического преобразователя. Все известные устройства в основе содержат пьезоэлектрический преобразователь, а для увеличения амплитуды механических колебаний используются различные по форме концентраторы. Рабочая частота всех известных ультразвуковых колебательных систем ограничивается частотой в 80 кГц и малой распылительной поверхностью (торцевая поверхность конечного участка концентратора выполняется диаметром не более 1…3 мм), что не позволяет осуществлять формирование аэрозоля со средним размером менее 18…20 мкм и производительностью более 0,35 мл/с.Ultrasonic fine atomization devices currently being created and used are based on the use of special oscillating systems. Ultrasonic oscillatory systems, usually made on the basis of piezoelectric transducers, have a number of undeniable advantages (small overall dimensions, high efficiency, in many cases do not require the use of forced cooling). Therefore, for ultrasonic spraying, various devices are most widely used, for example, those made under US patents No. 4153201, 4301968, 4337896, 4352459, 4541564, 4642581, 4655393, 4659014, 4723708, 4978067, 4996080, 5219120, 5632445, 6663554, 7347889, or by RF patents No. 2393881, 2388500, 2305621) based on a piezoelectric transducer. All known devices contain a piezoelectric transducer at their base, and to increase the amplitude of mechanical vibrations, concentrators of various shapes are used. The operating frequency of all known ultrasonic oscillatory systems is limited by a frequency of 80 kHz and a small spray surface (the end surface of the final section of the concentrator is made with a diameter of no more than 1...3 mm), which does not allow the formation of an aerosol with an average size of less than 18...20 microns and a productivity of more than 0 .35 ml/s.
Наиболее близким по технической сущности и функциональному назначения к предлагаемому техническому решению является устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей по патенту США №8613400 [1], декабрь 2013 г., принятое за прототип.The closest in technical essence and functional purpose to the proposed technical solution is a device for ultrasonic fine atomization of liquids according to US patent No. 8613400 [1], December 2013, adopted as a prototype.
Устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления, принятое за прототип состоит из размещенных в корпусе преобразователя электрических колебаний в механические колебания ультразвуковой частоты, концентратора механических колебаний, заканчивающегося выходящим из корпуса цилиндрическим участком с торцевой поверхностью, в преобразователе и концентраторе вдоль их оси выполнен канал, выходящий на торцевую поверхность.The ultrasonic fine atomization device, adopted as a prototype, consists of a converter of electrical vibrations into mechanical vibrations of ultrasonic frequency located in the housing, a concentrator of mechanical vibrations ending with a cylindrical section with an end surface emerging from the housing; a channel is made in the converter and concentrator along their axis, exiting to the end surface .
Известная ультразвуковая колебательная система выполнена по традиционной схеме преобразователя Ланжевена [2], в которой суммарная волновая длина (учитывающая различия в скоростях распространения УЗ колебаний в материалах накладок и пьезоматериала) торцевой стягивающей накладки, двух пьезоэлектрических элементов и рабочей накладки соответствует половине длины волны формируемых колебаний. Рабочая накладка выполнена в виде стержня ступенчато переменного диаметра. Такая полуволновая конструктивная схема позволяет объединить четвертьволновой пьезоэлектрический резонансный преобразователь и четвертьволновой концентратор (усилитель) механических ультразвуковых колебаний, и таким образом обеспечить не только формирование ультразвуковых колебаний на заданной частоте, но и их усиление до величины амплитуды, достаточной для обеспечения процесса распыления частиц с определенным распределением по размерам формируемых частиц.The known ultrasonic oscillatory system is made according to the traditional Langevin transducer scheme [2], in which the total wavelength (taking into account the differences in the speeds of propagation of ultrasonic vibrations in the materials of the pads and piezomaterial) of the end tension pad, two piezoelectric elements and the working pad corresponds to half the wavelength of the generated vibrations. The working pad is made in the form of a rod of stepwise variable diameter. This half-wave design makes it possible to combine a quarter-wave piezoelectric resonant transducer and a quarter-wave concentrator (amplifier) of mechanical ultrasonic vibrations, and thus ensure not only the formation of ultrasonic vibrations at a given frequency, but also their amplification to an amplitude sufficient to ensure the process of sputtering particles with a certain distribution according to the size of the formed particles.
В известной конструкции суммарная толщина пьезоэлектрических элементов много меньше четверти длины волны формируемых ультразвуковых колебаний. Для устройства, принятого за прототип и предназначенного для формирования УЗ колебаний с частотой от 120 до 250 кГц толщина пьезоэлектрических элементов не превышает 1 мм, а вся резонансная длина колебательной системы из титанового сплава при полуволновом исполнении не превышает на частотах 120кГц и 250кГц 21 мм или 10 мм (при скорости распространения УЗ колебаний в титановом сплаве 5100 м/с), соответственно.In the known design, the total thickness of the piezoelectric elements is much less than a quarter of the wavelength of the generated ultrasonic vibrations. For a device adopted as a prototype and intended for the formation of ultrasonic vibrations with a frequency from 120 to 250 kHz, the thickness of the piezoelectric elements does not exceed 1 mm, and the entire resonant length of the oscillatory system made of titanium alloy in a half-wave version does not exceed 21 mm or 10 at frequencies of 120 kHz and 250 kHz mm (at a speed of propagation of ultrasonic vibrations in a titanium alloy of 5100 m/s), respectively.
При этом диаметр колебательной системы не должен превышать четверти длины волны формируемых колебаний в материале накладок, т.е. 10 мм (на частоте 120 кГц при скорости распространения УЗ колебаний в титановом сплаве 5100 м/с) или 5 мм на частоте 250 кГц. В противном случае, при диаметре колебательной системы больше четверти длины волны УЗ колебаний, в системе будут возникать диаметральные колебания на частотах, близких к частоте продольных колебаний. Эти колебания снижают эффективность полезных продольных колебаний и практически, исключают возможность реализации процесса распыления, поскольку для эффективного распыления жидких сред амплитуда колебаний торцевой распылительной поверхности должна быть более 10…15 мкм [3].In this case, the diameter of the oscillatory system should not exceed a quarter of the wavelength of the generated vibrations in the material of the pads, i.e. 10 mm (at a frequency of 120 kHz at a speed of propagation of ultrasonic vibrations in a titanium alloy of 5100 m/s) or 5 mm at a frequency of 250 kHz. Otherwise, if the diameter of the oscillatory system is more than a quarter of the wavelength of ultrasonic oscillations, diametric oscillations will occur in the system at frequencies close to the frequency of longitudinal oscillations. These vibrations reduce the effectiveness of useful longitudinal vibrations and practically exclude the possibility of implementing the spraying process, since for effective spraying of liquid media the amplitude of vibrations of the end spray surface must be more than 10...15 microns [3].
Для обеспечения такой амплитуды колебаний необходимо прикладывать к электродам пьезоэлектрических элементов очень большое электрическое напряжение (до 1000 В). Но даже в таком случае амплитуда колебаний пьезоэлектрических элементов не превышает 1 мкм. Для обеспечения необходимой амплитуды колебаний торцевой поверхности (поверхности распыления) в 10…15 мкм необходимо в конструкции устройства распыления использовать концентратор с коэффициентом усиления не менее 15. Столь высокое усиление в устройстве, принятом за прототип обеспечивается при помощи ступенчатого концентратора и поэтому рабочая накладка выполнена в виде стержня ступенчато переменного диаметра. При диаметре колебательной системы в 10 мм (на частоте 120 кГц) или 5 мм на частоте 250 кГц и коэффициенте усиления ступенчатого концентратора (квадрат отношения диаметров входного и выходного участков концентратора) в 15 диаметр торцевой распылительной поверхности не может превышать 2,5 мм (5 мм) на частоте 120 кГц или 1,3 мм (1,3 мм) на частоте 250 кГц.To ensure such an amplitude of oscillations, it is necessary to apply a very high electrical voltage (up to 1000 V) to the electrodes of the piezoelectric elements. But even in this case, the vibration amplitude of the piezoelectric elements does not exceed 1 micron. To ensure the required amplitude of oscillations of the end surface (spray surface) of 10...15 microns, it is necessary to use a concentrator with a gain of at least 15 in the design of the spray device. Such a high gain in the device adopted as the prototype is ensured using a stepped concentrator and therefore the working pad is made in in the form of a rod of stepwise variable diameter. With a diameter of the oscillating system of 10 mm (at a frequency of 120 kHz) or 5 mm at a frequency of 250 kHz and a gain of the stepped concentrator (the square of the ratio of the diameters of the input and output sections of the concentrator) of 15, the diameter of the end spray surface cannot exceed 2.5 mm (5 mm) at 120 kHz or 1.3 mm (1.3 mm) at 250 kHz.
Поскольку известно, что распыление осуществляется только при определенной толщине слоя, растекающейся по поверхности распыления жидкости (0.1 мм для воды и незначительно больше для вязких жидкостей), и при соответствующем уменьшении площади распылительной поверхности (например, в 4 раза при указанных частотах) происходит снижение производительности не менее чем в 4 раза.Since it is known that spraying is carried out only with a certain thickness of the layer spreading over the surface of the liquid spray (0.1 mm for water and slightly more for viscous liquids), and with a corresponding decrease in the spray surface area (for example, 4 times at the indicated frequencies), a decrease in productivity occurs no less than 4 times.
По этой причине невозможно обеспечить необходимой производительности при распылении на высоких частотах. Так при распылении на частоте 120 кГц обеспечивается предельная производительность (по воде) до 0,35 мл/с [4], то на частоте в 250 кГц обеспечить производительность более 0,05…0,1 мл/с практически невозможно из-за малой поверхности распыления, колеблющейся с требуемой амплитудой.For this reason, it is impossible to achieve the required performance when spraying at high frequencies. Thus, when spraying at a frequency of 120 kHz, a maximum productivity (for water) of up to 0.35 ml/s is ensured [4], while at a frequency of 250 kHz it is almost impossible to ensure a productivity of more than 0.05...0.1 ml/s due to the low spray surface oscillating with the required amplitude.
При применении известных устройств скорости отрыва от колеблющейся поверхности распылителя формируемых частиц аэрозоля не значительные. Это приводит к нестабильности факела распыления в пространстве и его перемещению по случайной траектории по рабочей поверхности (поверхности формирования напыляемого покрытия). При этом, распространение частиц аэрозоля происходит на небольшие расстояния (несколько сантиметров). Указанные проблемы приводят к невозможности нанесения качественных покрытий на миниатюрные по размерам изделия (например - коронарные стенты) при использовании дорогостоящих материалов.When using known devices, the speed of separation of the formed aerosol particles from the oscillating surface of the atomizer is not significant. This leads to instability of the spray torch in space and its movement along a random trajectory along the working surface (the surface of formation of the sprayed coating). At the same time, the spread of aerosol particles occurs over short distances (several centimeters). These problems lead to the impossibility of applying high-quality coatings to miniature-sized products (for example, coronary stents) when using expensive materials.
Для стабилизации условия формирования факела аэрозоля в пространстве возникает необходимость создания в составе устройства распыления дополнительных воздушных потоков. В прототипе это обеспечивается только формированием потока вокруг излучающей поверхности, т.е. обеспечивается возможность формирования факела распыления только в виде конуса.To stabilize the conditions for the formation of an aerosol plume in space, it becomes necessary to create additional air flows as part of the spraying device. In the prototype, this is ensured only by the formation of a flow around the radiating surface, i.e. it is possible to form a spray torch only in the form of a cone.
Таким образом, проведенные анализ конструкции и функциональных возможностей прототипа позволяет выделить его следующие существенные недостатки:Thus, the analysis of the design and functionality of the prototype allows us to highlight its following significant disadvantages:
1. Низкая эксплуатационная надежность колебательной системы, обусловленная возможностью электрического пробоя и чрезмерного нагрева (до разполяризации - потери пьезоэлектрических свойств пьезоматериала). Этот недостаток обусловлен подачей на пьезоэлемент электрического напряжения до 1000 В и снижением добротности и пьезоэффективности (коэффициента электромеханического преобразования) пьезоматериала при столь высоких напряжениях.1. Low operational reliability of the oscillatory system, due to the possibility of electrical breakdown and excessive heating (before depolarization - loss of the piezoelectric properties of the piezomaterial). This drawback is due to the supply of electrical voltage up to 1000 V to the piezoelectric element and a decrease in the quality factor and piezoefficiency (electromechanical conversion coefficient) of the piezomaterial at such high voltages.
2. Выполнение концентратора УЗ колебаний в виде ступенчато переменного стержня с коэффициентом усиления 15 приводит к недопустимым механическим напряжениям в зоне перехода, быстрому механическому разрушению этого перехода, и выходу из строя всего устройства распыления.2. Making the ultrasonic vibration concentrator in the form of a stepwise variable rod with a gain of 15 leads to unacceptable mechanical stresses in the transition zone, rapid mechanical destruction of this transition, and failure of the entire sputtering device.
3. Низкая эффективность устройства, обусловленная сильной зависимости резонансной рабочей частоты колебательной системы от нагрузки (т.е. от количества жидкости на распылительной поверхности, на конечном участке концентратора и от свойств этой жидкости) в процессе распыления из-за наличия ступенчато переменного концентратора УЗ колебаний с коэффициентом усиления до 15. В этом случае, поддержание рабочей частоты электронного генератора, соответствующей рабочей резонансной частоте колебательной системы становится невозможным, что обуславливает снижение производительности и частые срывы процесса распыления во время выполнения ответственных операций по напылению.3. Low efficiency of the device, due to the strong dependence of the resonant operating frequency of the oscillatory system on the load (i.e., on the amount of liquid on the spray surface, on the final section of the concentrator and on the properties of this liquid) during the spraying process due to the presence of a step-variable ultrasonic vibration concentrator with a gain of up to 15. In this case, maintaining the operating frequency of the electronic generator corresponding to the operating resonant frequency of the oscillatory system becomes impossible, which causes a decrease in productivity and frequent disruptions of the spraying process during critical spraying operations.
4. Низкая производительность процесса распыления, обусловленная малой поверхностью распыления и невозможностью дальнейшего ее увеличения, из-за невозможности увеличения амплитуды колебаний при увеличении поверхности распыления (уменьшении коэффициента усиления концентратора).4. Low productivity of the spraying process, due to the small spray surface and the impossibility of further increasing it, due to the impossibility of increasing the oscillation amplitude with an increase in the spray surface (decreasing the gain of the concentrator).
5. Невозможность формирования различных по форме и размерам напыляемого пятна факелов распыляемого аэрозоля, в частности наиболее важного для нанесения покрытий - плоского факела распыления.5. The impossibility of forming sprayed aerosol torches of different shapes and sizes of the sprayed spot, in particular the most important for coating application - a flat spray torch.
Таким образом, выявленные недостатки ограничивают функциональные возможности (эффективность и производительность) известного устройства мелкодисперсного распыления, обуславливают низкую эксплуатационную надежность системы и сложность обеспечения ее оптимальной работы при изменениях нагрузки.Thus, the identified shortcomings limit the functionality (efficiency and productivity) of the known fine atomization device, cause low operational reliability of the system and the difficulty of ensuring its optimal operation when the load changes.
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков прототипа и создание нового устройства ультразвукового мелкодисперсного распыления, способного создать условия для формирования факелов нужной формы и размера, повысить эффективность и производительность известных устройств, увеличить эксплуатационную надежность устройства, обеспечить его оптимальную работу при изменениях нагрузки, обеспечив тем самым возможность распыления вязких жидкостей.The proposed technical solution is aimed at eliminating the shortcomings of the prototype and creating a new device for ultrasonic fine atomization, capable of creating conditions for the formation of torches of the desired shape and size, increasing the efficiency and productivity of known devices, increasing the operational reliability of the device, ensuring its optimal operation when the load changes, thereby ensuring Possibility of spraying viscous liquids.
В предлагаемом устройстве ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей, состоящем из размещенных в корпусе преобразователя электрических колебаний в механические колебания ультразвуковой частоты, концентратора механических колебаний, заканчивающегося выходящим из корпуса цилиндрическим участком с торцевой поверхностью, в преобразователе и концентраторе вдоль их оси выполнен канал, выходящий на торцевую поверхность, преобразователь выполнен в виде последовательно установленных, механически и акустически связанных между собой цилиндрической отражающей металлической накладки, двух пьезоэлектрических кольцевых элементов, толщиной не более десятой части толщины отражающей накладки и рабочей накладки, внешний диаметр в местах соединения которых соответствует четверти длины волны формируемых преобразователем продольных колебаний, длина каждой из накладок вместе с толщиной одного пьезоэлемента соответствуют четверти длины волны формируемых УЗ колебаний, рабочая накладка выполнена уменьшающейся по диаметру от места соединения с пьезоэлементом до соединения с концентратором механических колебаний, концентратор выполнен из металла в виде тела вращения, состоящего из двух последовательно выполненных цилиндрических участков, длиной, соответствующей шестой части длины волны формируемых УЗ колебаний, причем, присоединенный к рабочей накладке участок имеет диаметр, соответствующий диаметру пьезоэлементов, диаметр второго цилиндрического участка соответствует диаметру торцевой поверхности распыления жидкости, между ними выполнен плавный радиальный переход, на участке плавного перехода, в месте минимума продольных механических колебаний системы, выполнен кольцевой поясок крепления концентратора в корпусе цилиндрической формы, имеющем торцевые поверхности, на одной из которых размещен патрубок, соединенный с центральным каналом преобразователя эластичным звукоизолирующим трубчатым элементом, патрубки подачи газа выполнены параллельно оси преобразователя и каналов формирования факела распыления, вторая торцевая поверхность корпуса имеет центральное отверстие для вывода цилиндрического участка с торцевой поверхностью распыления жидкости и канал формирования газового потока вокруг цилиндрического участка, причем диаметр отверстия относительно диаметра цилиндрического участка концентратора выполняются в зависимости от длины и величины расхождения факела распыления, с внешней стороны торцевой поверхности корпуса выполнены осесимметричные, относительно центрального отверстия выступы, с каналами подачи газового потока, имеющие выходы, направленные под углом к оси выходящего из корпуса цилиндрического участка концентратора, на расстояние не менее диаметра поверхности распыления.In the proposed device for ultrasonic fine atomization of liquids, consisting of a transducer of electrical vibrations into mechanical vibrations of ultrasonic frequency located in the housing, a concentrator of mechanical vibrations ending with a cylindrical section with an end surface emerging from the housing; in the converter and concentrator along their axis there is a channel exiting to the end surface , the transducer is made in the form of a sequentially installed, mechanically and acoustically interconnected cylindrical reflective metal pad, two piezoelectric ring elements with a thickness of no more than a tenth of the thickness of the reflective pad and a working pad, the outer diameter at the junction of which corresponds to a quarter of the wavelength of the longitudinal vibrations generated by the transducer , the length of each of the pads, together with the thickness of one piezoelement, corresponds to a quarter of the wavelength of the generated ultrasonic vibrations, the working pad is made decreasing in diameter from the point of connection with the piezoelement to the connection with the concentrator of mechanical vibrations, the concentrator is made of metal in the form of a body of revolution, consisting of two sequentially made cylindrical sections, with a length corresponding to a sixth of the wavelength of the generated ultrasonic vibrations, and the section attached to the working plate has a diameter corresponding to the diameter of the piezoelements, the diameter of the second cylindrical section corresponds to the diameter of the end surface of the liquid spray, a smooth radial transition is made between them, in the section of the smooth transition , in the place of minimum longitudinal mechanical vibrations of the system, there is a ring belt for fastening the concentrator in a cylindrical body having end surfaces, on one of which there is a pipe connected to the central channel of the converter by an elastic soundproofing tubular element, the gas supply pipes are made parallel to the axis of the converter and the formation channels spray torch, the second end surface of the housing has a central hole for outputting a cylindrical section with the end surface of liquid spraying and a channel for forming a gas flow around the cylindrical section, and the diameter of the hole relative to the diameter of the cylindrical section of the concentrator is made depending on the length and divergence of the spray torch, from the outside The end surface of the housing is made of axially symmetrical protrusions relative to the central hole, with gas flow supply channels having outlets directed at an angle to the axis of the cylindrical section of the concentrator emerging from the housing, at a distance not less than the diameter of the spray surface.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг. 1, на которой схематично изображено предлагаемое устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей.The essence of the proposed technical solution is illustrated in Fig. 1, which schematically shows the proposed device for ultrasonic fine atomization of liquids.
Предлагаемое устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей, содержит последовательно установленные, механически и акустически связанные между собой цилиндрическую отражающую металлическую накладку 1, два пьезоэлектрических кольцевых элемента 2, толщиной не более десятой части толщины отражающей накладки и рабочую накладку 3, внешний диаметр в местах соединения которых с пьезоэлементами соответствует четверти длины волны формируемых преобразователем продольных колебаний, длина каждой из накладок вместе с толщиной одного пьезоэлемента соответствуют четверти длины волны формируемых УЗ колебаний, рабочая накладка выполнена уменьшающейся по диаметру от места соединения с пьезоэлементом до соединения с концентратором 4 механических колебаний, концентратор выполняется из металла в виде тела вращения, состоящего из двух последовательно выполненных цилиндрических участков, длиной, соответствующей шестой части длины волны формируемых УЗ колебаний, причем, присоединенный к рабочей накладке участок имеет диаметр, соответствующий диаметру пьезоэлементов, диаметр второго цилиндрического участка соответствует диаметру торцевой поверхности распыления жидкости, между ними выполнен плавный радиальный переход 5, на участке плавного перехода, в месте минимума продольных механических колебаний системы, выполнен кольцевой поясок 6 крепления концентратора в корпусе 7 цилиндрической формы, имеющем торцевые поверхности 8 и 9, на одной из которых 8 размещен патрубок 10, соединенный с центральным каналом преобразователя эластичным звукоизолирующим трубчатым элементом, патрубки подачи газа 11 параллельно оси преобразователя и каналов 12 формирования факела распыления, вторая торцевая поверхность 9 корпуса имеет центральное отверстие 13 для вывода цилиндрического участка с торцевой поверхностью распыления жидкости и канал 14 формирования газового потока вокруг цилиндрического участка, причем диаметр отверстия относительно диаметра цилиндрического участка концентратора выполняются в зависимости от длины факела и величины расхождения факела распыления, с внешней стороны торцевой поверхности корпуса выполнены осесимметричные, относительно центрального отверстия выступы 15, с каналами подачи газового потока, имеющие выходы 16, направленные под углом к оси выходящего из корпуса цилиндрического участка концентратора, на расстояние не менее диаметра поверхности распыления.The proposed device for ultrasonic fine atomization of liquids contains a sequentially installed, mechanically and acoustically interconnected cylindrical reflective metal pad 1, two piezoelectric ring elements 2, with a thickness of no more than a tenth of the thickness of the reflective pad and a working pad 3, the outer diameter at the junctions of which with the piezoelements corresponds to a quarter of the wavelength of the longitudinal vibrations generated by the transducer, the length of each of the pads, together with the thickness of one piezoelement, corresponds to a quarter of the wavelength of the generated ultrasonic vibrations, the working pad is made decreasing in diameter from the junction with the piezoelement to the connection with the concentrator of 4 mechanical vibrations, the concentrator is made of metal in in the form of a body of rotation, consisting of two sequentially made cylindrical sections, a length corresponding to a sixth of the wavelength of the generated ultrasonic vibrations, and the section attached to the working plate has a diameter corresponding to the diameter of the piezoelements, the diameter of the second cylindrical section corresponds to the diameter of the end surface of the liquid spray, between them a smooth radial transition 5 is made, in the section of the smooth transition, in the place of minimum longitudinal mechanical vibrations of the system, an annular belt 6 is made for fastening the concentrator in a cylindrical body 7, having end surfaces 8 and 9, on one of which 8 there is a pipe 10 connected to the central one the transducer channel is an elastic soundproofing tubular element, the gas supply pipes 11 are parallel to the axis of the transducer and the channels 12 for forming the spray torch, the second end surface 9 of the housing has a central hole 13 for outputting a cylindrical section with the end surface of liquid spraying and a channel 14 for forming a gas flow around the cylindrical section, and the diameter of the hole relative to the diameter of the cylindrical section of the concentrator is made depending on the length of the torch and the divergence of the spray torch; on the outer side of the end surface of the body there are axisymmetric protrusions 15 relative to the central hole, with gas flow supply channels having outlets 16 directed at an angle to the axis of the outlet from the body of the cylindrical section of the concentrator, to a distance not less than the diameter of the spray surface.
Формирование в предлагаемом устройстве пьезоэлектрического преобразователя в виде соединенных цилиндрической отражающей металлической накладки 1, двух пьезоэлектрических кольцевых элементов 2, толщиной не более десятой части толщины отражающей накладки и рабочей накладки 3 позволяет формировать УЗ колебания с заданной частотой, например, на частотах 120 кГц и 250 кГц при суммарной длине преобразователя 21 мм или 10 мм (при скорости распространения УЗ колебаний в титановом сплаве 5100 м/с). При этом длина каждой из накладок вместе с толщиной одного пьезоэлемента соответствуют четверти длины волны формируемых УЗ колебаний, что обеспечивает, при оптимальном размещении пьезоэлементов в месте минимума механических разрушающих напряжений, формирование продольных колебаний требуемой частоты. Поскольку внешний диаметр в местах соединения накладок с пьезоэлементами соответствует четверти длины волны формируемых преобразователем продольных колебаний паразитных радиальных колебаний не возникает и энергия на их формирование не расходуется. Рабочая накладка преобразователя выполнена уменьшающейся по диаметру от места соединения с пьезоэлементом до соединения с концентратором 4 механических колебаний, например от диаметра 10 мм (у устройства на 120 кГц) или 5 мм (у устройства на 250 кГц) до 5 или 2,5 мм, соответственно. Такое уменьшение диаметра в два раза обеспечит усиление колебаний в 4 раза. Таким образом, сам преобразователь обеспечит усиление в 4 раз без возникновения предельных механических нагрузок, как в прототипе при реализации усиления сразу в 15 раз за счет ступенчатого перехода от преобразователя к выходному участку концентратора.The formation in the proposed device of a piezoelectric transducer in the form of a connected cylindrical reflective metal pad 1, two piezoelectric ring elements 2, with a thickness of no more than a tenth of the thickness of the reflective pad and the working pad 3 allows the formation of ultrasonic vibrations with a given frequency, for example, at frequencies of 120 kHz and 250 kHz with a total transducer length of 21 mm or 10 mm (at a speed of propagation of ultrasonic vibrations in a titanium alloy of 5100 m/s). In this case, the length of each of the pads, together with the thickness of one piezoelement, corresponds to a quarter of the wavelength of the generated ultrasonic vibrations, which ensures, with optimal placement of the piezoelements in the place of minimum mechanical destructive stresses, the formation of longitudinal vibrations of the required frequency. Since the outer diameter at the junction of the pads with the piezoelements corresponds to a quarter of the wavelength of the longitudinal vibrations generated by the transducer, parasitic radial vibrations do not occur and energy is not spent on their formation. The working pad of the transducer is made decreasing in diameter from the point of connection with the piezoelectric element to the connection with the concentrator of 4 mechanical vibrations, for example, from a diameter of 10 mm (for a device at 120 kHz) or 5 mm (for a device at 250 kHz) to 5 or 2.5 mm, respectively. Such a halving of the diameter will provide a 4-fold increase in vibrations. Thus, the converter itself will provide a 4-fold amplification without the occurrence of extreme mechanical loads, as in the prototype when implementing a 15-fold amplification at once due to a stepwise transition from the converter to the output section of the concentrator.
Использование полуволнового концентратора, присоединяемого далее к преобразователю с достаточным усилением (например, 4 вместо 15 у прототипа), обеспечивает дополнительное усиление. Уменьшение диаметра концентратора в два раза также обеспечит усиление колебаний в 4 раза (например, от диаметра 10 мм у устройства на 120 кГц или 5 мм у устройства на 250 кГц до 5 или 2,5 мм, соответственно). Поскольку такое усиление обеспечивается на участке плавного перехода длиной в одну шестую часть длины волны продольных колебаний механические напряжения на переходе будут минимальными, что обеспечит длительную эксплуатацию устройства без поломок. Суммарный коэффициент усиления преобразователя и концентратора в таком устройстве будет равен 16 (соответствовать прототипу), но диаметр распылительной поверхности будет увеличен в 2 раза (до диаметра 5 мм у устройства на 120 кГц или 2,5 мм у устройства на 250 кГц). Такое увеличение диаметра распылительной поверхности обеспечит увеличение производительности распыления предлагаемым устройством не менее чем в 4 раза по сравнению с прототипом. При сохранении диаметра распылительной поверхности, соответствующего прототипу (2,5 и 1.3 мм), возможно обеспечение аналогичного по производительности распыления при уменьшении напряжения питания пьезоэлектрических элементов в 4 раза, что существенно скажется на условиях и сроках эксплуатации устройства за счет работы пьезоэлементов при меньших температурах нагрева и сохранении свойств пьезоэлементов на очень длительные сроки, уменьшения величины механических напряжений в материалах преобразователя и концентратора.The use of a half-wave concentrator, which is then connected to a converter with sufficient gain (for example, 4 instead of 15 in the prototype), provides additional gain. Reducing the diameter of the concentrator by half will also provide a 4-fold increase in vibration (for example, from a diameter of 10 mm for a 120 kHz device or 5 mm for a 250 kHz device to 5 or 2.5 mm, respectively). Since such amplification is provided in a section of a smooth transition with a length of one-sixth of the wavelength of longitudinal vibrations, the mechanical stresses at the transition will be minimal, which will ensure long-term operation of the device without breakdowns. The total gain of the converter and concentrator in such a device will be equal to 16 (corresponding to the prototype), but the diameter of the spray surface will be increased by 2 times (to a diameter of 5 mm for a 120 kHz device or 2.5 mm for a 250 kHz device). Such an increase in the diameter of the spray surface will ensure an increase in the spraying performance of the proposed device by at least 4 times compared to the prototype. While maintaining the diameter of the spray surface corresponding to the prototype (2.5 and 1.3 mm), it is possible to achieve spraying performance similar in quality by reducing the supply voltage of the piezoelectric elements by 4 times, which will significantly affect the conditions and service life of the device due to the operation of the piezoelements at lower heating temperatures and preserving the properties of piezoelements for very long periods, reducing the magnitude of mechanical stress in the materials of the converter and concentrator.
Выполнение на участке плавного перехода кольцевого пояска 6 обеспечит крепление концентратора и всей колебательной системы в корпусе 7 цилиндрической формы в месте минимума продольных механических колебаний системы. Таким образом, будут существенно уменьшены передаваемый на корпус колебания, будет снижено демпфирование преобразователя, что существенно улучшит его резонансные и эксплуатационные свойства.Making an annular belt 6 in a smooth transition area will ensure fastening of the concentrator and the entire oscillatory system in a cylindrical housing 7 in a place where longitudinal mechanical vibrations of the system are minimal. Thus, the vibrations transmitted to the housing will be significantly reduced, the damping of the converter will be reduced, which will significantly improve its resonant and operational properties.
Выполнение на торцевой поверхности 8 патрубка 10 обеспечит подачу распыляемой жидкости через эластичный, звукоизолирующий трубчатый элемент в центральный канал преобразователя без демпфирования преобразователя и исключит потери жидкости.Making a pipe 10 on the end surface 8 will ensure the supply of sprayed liquid through an elastic, sound-insulating tubular element into the central channel of the converter without damping the converter and will eliminate liquid loss.
Патрубки для подачи газа 11, выполненные параллельно оси преобразователя и патрубки каналов 12 для формирования факела распыления обеспечат передачу газа для формирования потоков до второй торцевой поверхность 9 корпуса. Выполнения в ней центрального отверстия 13 для вывода цилиндрического участка с торцевой поверхностью распыления жидкости и канал 14 обеспечат формирование газового потока вокруг цилиндрического участка. Диаметр этого отверстия относительно диаметра цилиндрического участка концентратора может регулироваться (например, сменными элементами) в зависимости от длины факела и величины расхождения факела распыления.The gas supply pipes 11, made parallel to the axis of the converter, and the channel pipes 12 for forming the atomization torch will ensure the transfer of gas to form flows to the second end surface 9 of the housing. Making a central hole 13 in it to output a cylindrical section with the end surface of liquid spraying and a channel 14 will ensure the formation of a gas flow around the cylindrical section. The diameter of this hole relative to the diameter of the cylindrical section of the concentrator can be adjusted (for example, by replaceable elements) depending on the length of the torch and the divergence of the spray torch.
Для формирования из конусного или цилиндрического факела плоского факела с внешней стороны торцевой поверхности корпуса выполнены осесимметричные, относительно центрального отверстия выступы 15, с каналами подачи газового потока, Выходы 16 из этих выступов направляются под таким углом к оси выходящего из корпуса цилиндрического участка концентратора, чтобы газовый поток начинал воздействие в наиболее благоприятном месте для формирования плоского факела.To form a flat torch from a conical or cylindrical torch, on the outer side of the end surface of the housing there are axisymmetric protrusions 15, relative to the central hole, with gas flow supply channels. The outlets 16 of these protrusions are directed at such an angle to the axis of the cylindrical section of the concentrator emerging from the housing so that the gas the flow began its impact in the most favorable place for the formation of a flat torch.
Таким образом, увеличение площади излучающей поверхности позволит повысить производительность распыления, по сравнению с прототипом, увеличить эксплуатационную надежность системы, обеспечить ее оптимальную работу при изменениях нагрузки и обеспечить возможность формирования плоских потоков при распылении различных по вязкости жидкостей.Thus, increasing the area of the emitting surface will improve the spraying performance compared to the prototype, increase the operational reliability of the system, ensure its optimal operation when the load changes, and provide the ability to form flat flows when spraying liquids of different viscosities.
Технический результат - увеличение производительности процесса на повышенных частотах распыления (при формировании меньших по размеру частиц) и возможность обеспечить формирование плоских потоков при распылении различных по вязкости жидкостей.The technical result is an increase in process productivity at increased spray frequencies (with the formation of smaller particles) and the ability to ensure the formation of flat flows when spraying liquids of different viscosities.
Предложенное устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления практически реализовано в разработанном ООО «Центр ультразвуковых технологий» технологическом аппарате для нанесения специальных покрытий (фиг. 2).The proposed device for ultrasonic fine spraying is practically implemented in a technological apparatus developed by LLC Center for Ultrasonic Technologies for applying special coatings (Fig. 2).
На фиг. 2 показано устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей, помещенное на электронный блок - генератор, предназначенный для питания пьезоэлектрического преобразователя устройства. Рядом расположены элементы, обеспечивающие формирование плоского факела требуемого размера.In fig. Figure 2 shows a device for ultrasonic fine atomization of liquids, placed on an electronic unit - a generator designed to power the piezoelectric transducer of the device. Nearby are elements that ensure the formation of a flat torch of the required size.
Мелкосерийное производство устройств ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей планируется начать в 2023 году.Small-scale production of devices for ultrasonic fine atomization of liquids is planned to begin in 2023.
Список литературы, используемой при составлении заявки:List of references used in drawing up the application:
1. Ультразвуковая распылительная насадка с функцией конусного распыления [Текст]: патент US 8,613.400 В2: МПК В5В 7/10 (2006.01) / Daniel J. Filicicchia, David С. Huffman, Michel R. Thenin; патентообладатель: Spraying Systems Co; заявка: №12/742,574 от 19.11.2008. Опубликовано: 24.12.2013.1. Ultrasonic spray nozzle with cone spray function [Text]: patent US 8,613,400 B2: IPC B5B 7/10 (2006.01) / Daniel J. Filicicchia, David S. Huffman, Michel R. Thenin; Patentee: Spraying Systems Co; application: No. 12/742,574 dated November 19, 2008. Published: 12/24/2013.
2. Хмелев В.Н. Применение ультразвуковых колебаний высокой интенсивности в промышленности [Текст] / В.Н. Хмелев, Р.В. Барсуков, А.Н. Сливин, С.Н. Цыганок, А.В. Шалунов. - Барнаул: АлтГТУ, 2010. - 196 с. 2. Khmelev V.N. Application of high-intensity ultrasonic vibrations in industry [Text] / V.N. Khmelev, R.V. Barsukov, A.N. Slivin, S.N. Tsyganok, A.V. Shalunov. - Barnaul: AltSTU, 2010. - 196 p.
3. Хмелев В.Н. Ультразвуковое распыление жидкостей [Текст] / В.Н. Хмелев, А.В. Шалунов, К.В. Шалунова, С.Н. Цыганок, Р.В. Барсуков, А.Н. Сливин. - Барнаул: АлтГТУ, 2010. - 228 с. 3. Khmelev V.N. Ultrasonic spraying of liquids [Text] / V.N. Khmelev, A.V. Shalunov, K.V. Shalunova, S.N. Tsyganok, R.V. Barsukov, A.N. Slitheen. - Barnaul: AltSTU, 2010. - 228 p.
4. Ultrasound Company [Electronic resource]. - Sono-Tek Corporation. - Режим доступа: http://www.sono-tek.com/, свободный - (06.04.2023).4. Ultrasound Company [Electronic resource]. - Sono-Tek Corporation. - Access mode: http://www.sono-tek.com/, free - (04/06/2023).
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2806072C1 true RU2806072C1 (en) | 2023-10-25 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4978067A (en) * | 1989-12-22 | 1990-12-18 | Sono-Tek Corporation | Unitary axial flow tube ultrasonic atomizer with enhanced sealing |
| RU2446894C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" | Ultrasound oscillating system for spraying fluids |
| US8613400B2 (en) * | 2007-11-19 | 2013-12-24 | Spraying Systems Co. | Ultrasonic atomizing nozzle with cone-spray feature |
| CN104689946A (en) * | 2014-07-30 | 2015-06-10 | 北京东方金荣超声电器有限公司 | Superfine ultrasonic sprayer |
| US20200122184A1 (en) * | 2017-04-18 | 2020-04-23 | Jiangsu University | Low-frequency ultrasonic atomizing device having large atomization quantity |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4978067A (en) * | 1989-12-22 | 1990-12-18 | Sono-Tek Corporation | Unitary axial flow tube ultrasonic atomizer with enhanced sealing |
| US8613400B2 (en) * | 2007-11-19 | 2013-12-24 | Spraying Systems Co. | Ultrasonic atomizing nozzle with cone-spray feature |
| RU2446894C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" | Ultrasound oscillating system for spraying fluids |
| CN104689946A (en) * | 2014-07-30 | 2015-06-10 | 北京东方金荣超声电器有限公司 | Superfine ultrasonic sprayer |
| US20200122184A1 (en) * | 2017-04-18 | 2020-04-23 | Jiangsu University | Low-frequency ultrasonic atomizing device having large atomization quantity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4402458A (en) | Apparatus for atomizing liquids | |
| FI68721B (en) | MEDICAL EXPLOITATIONS OF BRAENSLESPRIDARE | |
| US7830070B2 (en) | Ultrasound atomization system | |
| KR20080040728A (en) | Ultrasound apparatus and method for mixing liquids and coating stents | |
| US7753285B2 (en) | Echoing ultrasound atomization and/or mixing system | |
| CN112495675B (en) | High flux micro-droplet generating device based on multi-source excitation | |
| KR101970493B1 (en) | Method of spray-drying and apparatus for spray-drying | |
| RU2806072C1 (en) | Device for ultrasonic fine atomization of liquids | |
| US20080128527A1 (en) | Liquid dispensing apparatus based on piezoelectrically driven hollow horn | |
| US11872504B2 (en) | Atomizing device for use in a spray dryer | |
| Park et al. | Principles and droplet size distributions of various spraying methods: A review | |
| RU2446894C1 (en) | Ultrasound oscillating system for spraying fluids | |
| Tsai et al. | Miniaturized multiple Fourier-horn ultrasonic droplet generators for biomedical applications | |
| RU146359U1 (en) | ULTRASONIC SPRAY | |
| RU2481160C1 (en) | Ultrasound sprayer | |
| US20230175774A1 (en) | Atomizing spray dryer | |
| US10888891B2 (en) | Atomiser assembly | |
| CN101879493A (en) | Ultrasonic focusing liquid sprayer | |
| RU2782024C1 (en) | Method for dispersing liquids and ultrasonic disperser | |
| RU2653832C1 (en) | Acoustic nozzle with spraying diffuser | |
| RU2646999C1 (en) | Acoustic nozzle with spraying diffuser | |
| Khmelev et al. | High-frequency vibration system for liquid atomization | |
| RU2658021C1 (en) | Acoustic atomizer for spraying solutions | |
| RU2658023C1 (en) | Acoustic nozzle for spraying solutions | |
| US20080142616A1 (en) | Method of Producing a Directed Spray |