CS205256B1

CS205256B1 - Luquid sprayer,especially for laboratory purposes

Info

Publication number: CS205256B1
Application number: CS91679A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Orna; Zdenek Ruml; Karel Gabriel; Vaclav Sabek
Original assignee: Miloslav Orna; Zdenek Ruml; Karel Gabriel; Vaclav Sabek
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká rozprašovače kapalin, zejména pro laboratorní účely, který vytváří z přiváděné kapaliny jeden nebo několik proudů kapek stejného průměru, a který je vhodný například při sledování podmínek vzniku a průběhu kavitace, eroze, koroze a podobných jevů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid atomizer, in particular for laboratory purposes, which generates one or more drop streams of the same diameter from the feed liquid and which is suitable, for example, for monitoring conditions of cavitation, erosion, corrosion and the like.

Dosavadní rozprašovače kapalin používají k rozprašování kapalin například kmitající rezonátory, které při určité frekvenci utrhávají kapky z hladiny kapaliny, se kterou jsou v dotyku. Jiné rozprašovače rozechvívají pomocí rezonátorů proudící plyn, do nějž je zaveden proud kapaliny, který se tak trhá na kapky. Dalším známým řešením jsou rezonátory s příčnými kmity, jimiž kapalina prochází a rozpadá se na kapky. Ještě jiná řešení používají například rotující disky, na které se přivádí proud kapaliny, který se na jejich okraji trhá na kapky. Některé rozprašovače používají také kapiláry, jejímž otvorem je protlačován proud kapaliny za současného působení mechanických nebo akustických kmitů na hmotu kapiláry, čímž se vytékající kapalina rozpadá na kapky.The prior art liquid atomizers use, for example, oscillating resonators for atomizing liquids which, at a certain frequency, tear drops from the level of the liquid they are in contact with. Other atomizers vibrate the gas flowing through the resonators, into which a liquid stream is introduced, which tears into drops. Another known solution is resonators with transverse vibrations through which the liquid passes and disintegrates into drops. Yet other solutions use, for example, rotating discs to which a stream of liquid is fed, which rips into droplets at the edge thereof. Some nebulisers also use capillaries through which a liquid stream is forced through the orifice while mechanical or acoustic vibrations are applied to the capillary mass, whereby the effluent disintegrates into drops.

Při použití rezonátorů s akustickým rozprašováním kapaliny a při použití rotujících disků nelze zaručit stejný průměr získaných kapek; při použití kapiláry dochází ke značným ztrátám při průchodu kapaliny relativně dlouhou kapilárou a navíc při potřebě většího množství kapek je zapotřebí použít i několika zdrojů kmitů.The same droplet diameter cannot be guaranteed when using liquid acoustic spray resonators and rotating discs; When using a capillary tube, there is a considerable loss of liquid flow through a relatively long capillary tube and, in addition, if multiple drops are required, several sources of oscillation are required.

Uvedené nevýhody dosavadních řešeni podstatně omezuje rozprašovač kapalin zejména pro laboratorní účely, obsahující elektromechanický měnič napojený na generátor, koncentrátor a snímač amplitudy, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v plášti rozprašovače je umístěn elektromechanický měnič, spojený s koncentrátorem, opatřeným snímačem amplitudy. Tento koncentrátor zasahuje do komůrky pracovní kapaliny, do níž ústí přívod pracovní kapaliny, a jejíž dno tvoří kalibrovací vložka regulátoru počtu kapek. Regulátor počtu kapek je vytvořen z kalibrovací vložky, opatřené otvory a vložené do otvoru přítlačné příruby. K této kalibrovací vložce se přimyká těsnicí clonka, rovněž opatřená otvory, k níž se dále přimyká středící kroužek s otvory a k tomuto středícímu kroužku přítlačný prstenec, opatřený, spojovacími prvky.The above-mentioned disadvantages of the prior art considerably limit the liquid atomizer especially for laboratory purposes, comprising an electromechanical transducer connected to a generator, a concentrator and an amplitude sensor according to the invention, characterized in that an electromechanical transducer connected to the concentrator provided with the amplitude sensor . This concentrator extends into the working fluid chamber into which the working fluid inlet flows and the bottom of which is formed by a calibration insert of the droplet regulator. The droplet regulator is formed from a calibration insert provided with holes and inserted into the opening of the pressure flange. A sealing diaphragm, also provided with apertures, is attached to this calibration insert, to which a centering ring with apertures is further adhered and to this centering ring there is a pressure ring provided with connecting elements.

Výhodou rozprašovače kapalin podle vynálezu je stejná velikost získaných kapek, regulovatelnost jejich množství a regulovatelnost počtu proudů kapek. Podstatnou výhodou tohoto rozprašovače kapalin je použití pouze jednoho zdroje kmitů - elektromechanické měniče k zíekáni i většího množství proudů kapek stejných průměrů. Počet těchto proudů je omezen pouze počtem otvorů v kalibrovací vložce.The advantages of the liquid sprayer according to the invention are the same size of the droplets obtained, the controllability of their amount and the control of the number of drop streams. An essential advantage of this liquid atomizer is the use of only one source of oscillations - an electromechanical transducer to obtain even a larger number of drop streams of the same diameter. The number of these currents is limited only by the number of holes in the calibration insert.

Na výkresu je znázorněn v nárysném řezu jeden příklad praktického provedení rozprašovače kapalin podle vynálezu a připojeného k polovodičovému řiditelnému generátoru. Obr. 1 tohoto výkresu představuje celkové sestaveni rozprašovače kapalin a obr. 2 představuje detailní provedení jeho regulátoru.In the drawing, one example of a practical embodiment of a liquid atomizer according to the invention and connected to a semiconductor controllable generator is shown in a cross-sectional view. Giant. 1 of this drawing represents the overall assembly of a liquid atomizer and FIG. 2 shows a detailed embodiment of its regulator.

Podle tohoto příkladu provedení sestává rozprašovač kapalin z válcového pláště 01. opatřeného z jedné strany dnem 02 a z opačné strany akčním nástavcem 03. ukončeným regulátorem 2 počtu kapek. Vnější povrch dna 02 je opatřen levým konektorem 101 pro spojení elektromechanického měniče 2 a pravým konektorem 102 pro spojení snímače 2 amplitudy levým vedením 111 a pravým vedením 112 s řiditelným polovodičovým generátorem 2, opatřeným indikátorem 51 amplitudy, přepínačem 52 frekvenčního pásma, ladicím prvkem 53 a regulátorem 54 výkonu.According to this exemplary embodiment, the liquid sprayer consists of a cylindrical shell 01 provided with a bottom 02 on one side and an action adapter 03 on the opposite side, terminated by a droplet regulator 2. The outer surface of the bottom 02 is provided with a left connector 101 for connecting the electromechanical transducer 2 and a right connector 102 for connecting the amplitude sensor 2 by the left lead 111 and the right lead 112 to the controllable semiconductor generator 2, provided with an amplitude indicator 51, frequency band switch 52. power regulator 54.

Akční nástavec 03 válcového tvaru je připojen svým osazením k plášti 02· V jeho středu je upraven otvor pro dřík koncentrátoru J a pro regulátor 2 počtu kapek. Volný prostor mezi čelem dříku koncentrátoru J a regulátorem 2 počtu kapek tvoří komůrku 30 pracovní kapaliny, do níž ústí přívod 32 pracovní kapaliny. Nad tímto přívodem 32 pracovní kapaliny je proveden odvzdušňovací otvor 31. Regulátor 2 počtu kapek pozůstává podle obr. 2 z kalibrovací vložky 22, jejíž dno je opatřeno otvory o průměrech, které jsou v přesné relaci k žádané velikosti kapek, déle ze středícího kroužku 21» ^z těsnicí clonky 44 opatřené počtem otvorů, který odpovídá žádoucímu počtu proudů kapek,a konečně z přítlačné příruby 42 a z přítlačného prstence 45- Celek regulátoru 2 počtu kapek je rozebíratelně připevněn k akčnímu nástavci OJ spojovacími prvky 46.The cylindrical action extension 03 is attached by its shoulder to the housing 02. In its center there is an opening for the shank of the concentrator J and for the regulator 2 of the number of drops. The free space between the face of the concentrator shaft J and the droplet regulator 2 forms the working fluid chamber 30 into which the working fluid supply 32 opens. A bleed hole 31 is provided above this working fluid inlet 31. The droplet regulator 2 consists of a calibration insert 22, whose bottom is provided with holes having diameters which are in exact relation to the desired droplet size, longer from the centering ring 21 ». ^{from a} sealing orifice 44 provided with a number of holes corresponding to the desired number of drop streams, and finally from a pressure flange 42 and a pressure ring 45. The assembly of the droplet regulator 2 is detachably attached to the actuator adapter OJ by connecting elements 46.

K levému konektoru 101 je připojen elektromechanický měnič 2 levým spojem 121 a k pravému konektoru 102 je připojen snímač 2 amplitudy pravým spojem 122. Snímač 2 amplitudy je upevněn na spodní části elektromechanického měniče 2 ⁸ připojen k horní části koncentrátoru J. Elektromechanický měnič 2 3^e ’^v tomto příkladě provedení piezoelektrického Langevinova typu. Tvoří jej horní a dolní piezoelektrický element 12. 21, mezi něž je vložena vložná elektroda 132. napojená na jeden vodič levého spojen 121.An electromechanical transducer 2 is connected to the left connector 121 and a right amplitude transducer 2 is connected to the right connector 102. The amplitude transducer 2 is mounted at the bottom of the electromechanical transducer ²⁸ connected to the top of the concentrator J. Electromechanical transducer 2 3 ^e ' ⁱⁿ this example, a piezoelectric Langevin type embodiment. It consists of an upper and lower piezoelectric element 12, between which is inserted an insertion electrode 132 connected to one conductor of the left connection 121.

Horní a dolní piezoelektrický element 12. 13 jsou sevřeny horním a dolním kovovým členem 22, 14, přičemž mezi horní piezoelektrický element 12 a horní kovový člen 11 je vložena druhá elektroda 131. napojená na druhý vodič levého spoje 121. Potřebný stahovací tlak vyvozuje šroub 10. ^z napájecího obvodu řiditelného polovodičového generátoru 2 vstupuje levým vedením 111 přes levý konektor 101 a levým spojem 121 do elektrod 131. 132 elektromechanického měniče 2 elektrický proud, potřebný k buzeni piezoelektrických elementů 12. 22· Elektromechanický měnič 2 může být nejen piezoelektrického, ale i magnetostrikčního nebo také jiného typu. Jeho úkolem je přeměna elektrické energie například o frekvenci v pásmu 10 až 60 kHz na vibrační energii, která je předávána koncentrátoru 2·The upper and lower piezoelectric element 12, 13 are clamped by the upper and lower metal members 22, 14, with a second electrode 131 interposed between the upper piezoelectric element 12 and the upper metal member 11, connected to the second conductor of the left joint 121. ^{from the} power supply circuit of the controllable semiconductor generator 2, the electric current required to drive the piezoelectric elements 12 is input via the left lead 111 via the left connector 101 and the left junction 121 to the electrodes 131. 132. magnetostriction or other type. Its task is to convert electrical energy, for example, in the frequency range of 10 to 60 kHz into vibration energy, which is transmitted to the concentrator 2 ·

Amplituda těchto kmitů je sledována snímačem 2 amplitudy. Informace o amplitudě kmitů jsou ze snímače 2 amplitudy předávány vodiči pravého spoje 122 přes pravý konektor 102 a pravým vedením 112 do nezakresleného vyhodnocovacího obvodu řiditelného polovodičového generátoru 5,. Poměrná velikost amplitudy je z výstupu řečeného vyhodnocovacího obvodu přivedena na vstup indiktárou 51 amplitudy. Potřebné frekvenční pásmo je nastavitelné přepínačem 52 frekvenčního pásma a přesné nastavení frekvence kmitů v oblasti tohoto frekvenčního pásma umožňuje ladicí prvek 53. Výstupní výkon řiditelného polovodičového generátoru 2» ha němž je závislá velikost amplitudy kmitání koncentrátoru J, je řízena regulátorem 54 výkonu.The amplitude of these oscillations is monitored by a 2 amplitude sensor. The oscillation amplitude information is transmitted from the amplitude sensor 2 to the right link conductor 122 via the right connector 102 and the right line 112 to an uneven evaluation circuit of the controllable semiconductor generator 5. The relative magnitude of the amplitude is supplied from the output of said evaluation circuit by an amplitude indicator 51. The necessary frequency band is adjustable by the frequency band switch 52, and the tuning element 53 allows precise adjustment of the frequency of the bandwidth in the region of the frequency band.

Vibrační energie z elektromechanického měniče J. je dále předávána koncentrátoru 2» který vytváří akustické kmity. Přívodem 32 pracovní kapaliny se přivádí pod tlakem pracovní kapalina do komůrky JO, kterou tvoří v akčním nástavci 03 jednak stěny jeho středového otvoru a jednak kalibrovací vložka 41 a čelo dříku koncentrátoru 2· Akustické kmity, vytvářené v koncentrátoru 2, se jeho dříkem přenášejí na pracovní kapalinu, dopravovanou do komůrky 30. Chvění pracovní kapaliny v interakci s kalibrovací vložkou 41 má za následek vytváření kapek 6 pracovní kapaliny, a to stejného průměru a ve stejném počtu proudů, kolik odkrytých otvorů kalibrovací vložky 41 ponechává těsnicí clonka 44.The vibration energy from the electromechanical transducer 1 is further transmitted to the concentrator 2 which generates acoustic oscillations. Working fluid supply 32 supplies pressurized working fluid to the chamber 10, which in the action nozzle 03 forms the walls of its central opening and the calibrating insert 41 and the concentric shaft of the concentrator 2. The acoustic oscillations formed in the concentrator 2 are transferred to the working shaft. vibration of the working fluid in interaction with the calibration insert 41 results in the formation of drops of the working liquid 6 of the same diameter and in the same number of streams as the openings 44 of the calibration insert 41 leave.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Liquid atomizer, in particular for laboratory use, comprising an electromechanical transducer connected to a generator, a concentrator and an amplitude sensor, characterized in that an electromechanical transducer (1) connected to a concentrator (3) provided with a transducer (2) is disposed in the sprayer housing (01). of amplitude, the concentrator (3) extending into the working fluid chamber (30) into which the working fluid inlet (32) flows and the bottom of which is a calibration insert (41) of the droplet regulator (4).

Liquid atomiser according to Claim 1, characterized in that the droplet regulator (4) is formed by a calibration insert (41) provided with orifices and inserted into the opening of the pressure flange (42), and to said calibration insert (41). the sealing diaphragm (44) also provided with apertures, to which a centering ring (43) with apertures is further attached, and to this centering ring (43) a thrust ring (45) provided with connecting elements (46).