RU2465965C1 - Method of controlling ultrasound spraying - Google Patents
Method of controlling ultrasound spraying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465965C1 RU2465965C1 RU2011140651/05A RU2011140651A RU2465965C1 RU 2465965 C1 RU2465965 C1 RU 2465965C1 RU 2011140651/05 A RU2011140651/05 A RU 2011140651/05A RU 2011140651 A RU2011140651 A RU 2011140651A RU 2465965 C1 RU2465965 C1 RU 2465965C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impedance
- spraying
- liquid
- current
- oscillatory system
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической, микроэлектронной и другим отраслям промышленности. Изобретение может быть использовано для построения ультразвуковых распылителей, применяемых в таких технологических процессах, как: нанесение фоторезистов при производстве модулей памяти, микросхем и процессоров, химико-механическое полирование полупроводниковых пластин-заготовок для производства полупроводниковых компонентов в микроэлектронной промышленности, нанесение полирующих жидкостей и покрытий в оптико-электронном приборостроении, нанесение покрытий на сердечные клапаны и стенты коронарных сосудов в медицинской промышленности [1], нанесение дезинфицирующих покрытий при производстве медицинской техники и имплантов, дезинфекции помещений, получение наночастиц и нанесение нанопокрытий в производстве функциональных наноматериалов, распыление нейтральных или специальных материалов для коагуляции взрыво-, пожаро- и химически опасных аэрозолей, распыление жидких удобрений, стимуляторов роста и гербицидов при выращивании сельскохозяйственной и садовоогородной продукции, распыление жидких ароматических и лекарственных препаратов (например, антибиотиков) в помещениях птичников, свинарен и коровников.The invention relates to chemical, microelectronic and other industries. The invention can be used to build ultrasonic nebulizers used in such technological processes as: applying photoresists in the production of memory modules, microcircuits, and processors, chemical and mechanical polishing of semiconductor wafers for the manufacture of semiconductor components in the microelectronic industry, applying polishing liquids and coatings in optoelectronic instrumentation, coating of heart valves and stents of coronary vessels in the medical industry [1], the application of disinfecting coatings in the manufacture of medical equipment and implants, the disinfection of rooms, the production of nanoparticles and the application of nanocoatings in the production of functional nanomaterials, the spraying of neutral or special materials for coagulation of explosive, fire and chemically hazardous aerosols, the spraying of liquid fertilizers, stimulants growth and herbicides when growing agricultural and horticultural products, spraying liquid aromatic and medicinal products (e.g. antibiotic ) In the premises of poultry houses and barns Svinarov.
При ультразвуковом способе распыливания жидкость переходит в аэрозольное состояние за счет увеличения поверхностной энергии пленки жидкости, которое достигается путем наложения на нее механических колебаний высокой интенсивности ультразвуковой частоты. Преимуществами УЗ распыления являются: низкая энергоемкость; высокая производительность процесса; возможность обеспечивать мелкодисперсное и монодисперсное распыление; отсутствие распыляющего агента; возможность распылять высоковязкие жидкости без предварительного снижения вязкости; возможность мелкодисперсного распыления расплавов металлов; высокое качество и равномерность получаемых покрытий; наличие в каплях жидкости циркуляционных токов, способствующих ускорению процессов теплообмена, массопереноса на поверхности капли [2, 3].With the ultrasonic method of atomization, the liquid goes into an aerosol state by increasing the surface energy of the liquid film, which is achieved by superimposing mechanical vibrations of high intensity ultrasonic frequency on it. The advantages of ultrasonic spraying are: low energy intensity; high productivity of the process; the ability to provide fine and monodisperse spraying; lack of a spraying agent; the ability to spray highly viscous liquids without first reducing the viscosity; the possibility of fine dispersion of metal melts; high quality and uniformity of the resulting coatings; the presence of circulating currents in the liquid droplets, which accelerate the processes of heat transfer and mass transfer on the droplet surface [2, 3].
Современные ультразвуковые распылители состоят из колебательной системы, конструктивно выполненной в виде последовательно установленных и акустически связанных между собой пьезоэлектрических элементов с частотнопонижающими металлическими накладками, одна из которых является распыляющей, и электронного генератора, предназначенного для питания колебательной системы. Процесс распыления в таких распылителях может реализовываться двумя способами: высокочастотное (более 1 МГц) распыление в фонтане и низкочастотное (менее 500 кГц) в слое.Modern ultrasonic nebulizers consist of an oscillatory system, structurally made in the form of piezoelectric elements sequentially mounted and acoustically connected with each other with frequency-reducing metal plates, one of which is a spray, and an electronic generator designed to power the oscillatory system. The spraying process in such sprayers can be implemented in two ways: high-frequency (more than 1 MHz) spraying in the fountain and low-frequency (less than 500 kHz) in the layer.
В промышленности наибольшее распространение получил способ ультразвукового распыления в слое, заключающийся в подаче на излучающую поверхность ультразвуковой колебательной системы распыляемой жидкости и воздействии на нее механическими колебаниями ультразвуковой частоты. При этом распыление осуществляется путем отрыва капелек жидкости с гребней стоячих капиллярных волн, параметрически возбуждаемых на поверхности раздела сред жидкость-воздух вследствие возмущения поверхности жидкости ударными волнами, образующимися захлопывающимися кавитационными пузырьками, создаваемыми колеблющейся поверхностью излучателя.In industry, the most widespread method of ultrasonic atomization in the layer, which consists in applying to the emitting surface of the ultrasonic oscillatory system of the atomized liquid and exposing it to mechanical vibrations of ultrasonic frequency. In this case, sputtering is carried out by separating liquid droplets from the crests of standing capillary waves, parametrically excited at the liquid-air interface due to perturbation of the liquid surface by shock waves generated by collapsing cavitation bubbles created by the oscillating surface of the emitter.
Толщина слоя распыляемой жидкости, покрывающей колеблющуюся поверхность, является конечной величиной и в значительной степени определяет эффективность процесса. При этом для каждой жидкости существует своя оптимальная толщина слоя, зависящая как от самих свойств жидкости, так и от параметров ультразвукового воздействия, при которой процесс реализуется с наибольшей эффективностью. На фиг.1 приведены зависимости относительной производительности распыления от толщины слоя жидкости для различных амплитуд колебаний излучающей поверхности ультразвукового распылителя. Видно, что даже незначительное отклонение толщины слоя жидкости от оптимального значения приводит к существенному снижению производительности распыления.The thickness of the layer of sprayed liquid covering the oscillating surface is a finite quantity and largely determines the efficiency of the process. Moreover, for each liquid there is its own optimal layer thickness, depending both on the properties of the liquid itself and on the parameters of ultrasonic exposure, at which the process is implemented with the greatest efficiency. Figure 1 shows the dependence of the relative spraying productivity on the thickness of the liquid layer for various amplitudes of oscillations of the radiating surface of the ultrasonic atomizer. It is seen that even a slight deviation of the liquid layer thickness from the optimal value leads to a significant decrease in spraying performance.
Проблема усугубляется тем, что устройства регулирования подачи жидкости в распылитель являются инерционными и не способными оперативно реагировать на изменение производительности распыления, вызванной отклонением толщины слоя жидкости от оптимального значения. Так, например, увеличение толщины слоя жидкости приводит к снижению производительности распыления (выхода жидкости из распылителя), что в свою очередь при неизменной подачи жидкости в распылитель приводит к дальнейшему росту толщины слоя и уменьшению производительности. Этот процесс лавинообразно нарастает и, в конечном итоге, приводит к прекращению процесса распыления - «срыву распыления».The problem is aggravated by the fact that the device for regulating the flow of liquid into the atomizer is inertial and incapable of promptly responding to changes in atomization performance caused by deviation of the liquid layer thickness from the optimal value. So, for example, an increase in the thickness of the liquid layer leads to a decrease in spraying performance (liquid exit from the atomizer), which in turn, with a constant supply of liquid to the atomizer, leads to a further increase in the layer thickness and a decrease in productivity. This process is growing like an avalanche and, ultimately, leads to the cessation of the spraying process - “spray failure”.
В настоящее время контроль «срыва распыления» осуществляется визуально - оператором. При обнаружении «срыва распыления» оператор отключает подачу жидкости в распылитель и выключает распылитель для обеспечения свободного стекания образовавшегося слоя жидкости. Затем оператор устанавливает необходимое значение электрического напряжения, подаваемого на электроды пьезопреобразователя колебательной системы, и повторно включает подачу жидкости [1].Currently, the control of "spray breakdown" is carried out visually by the operator. Upon detection of a “spray failure”, the operator turns off the fluid supply to the sprayer and turns off the sprayer to ensure free flow of the resulting liquid layer. Then the operator sets the necessary value of the electric voltage supplied to the electrodes of the piezoelectric transducer of the oscillatory system, and re-enables the fluid supply [1].
Применяемый на практике способ управления процессом распыления обладает рядом серьезных недостатков:The practical method for controlling the spraying process has several serious drawbacks:
- не позволяет оперативно регулировать амплитуду ультразвукового воздействия при изменении свойств жидкости, например вязкости;- does not allow you to quickly adjust the amplitude of the ultrasonic effect when changing the properties of a liquid, such as viscosity;
- оптимальная толщина слоя для каждой жидкости подбирается экспериментальным путем, что требует длительной настройки оборудования и не позволяет обеспечить установку оптимальной толщины с высокой точностью;- the optimal layer thickness for each liquid is selected experimentally, which requires a long setup of the equipment and does not allow for the installation of the optimal thickness with high accuracy;
- не позволяет контролировать и поддерживать в процессе распыления оптимальную толщину слоя жидкости;- does not allow to control and maintain during the spraying process the optimal thickness of the liquid layer;
- не исключает «срывов распыления» и требует длительного времени ручного установления рабочего режима распылителя после такого срыва;- does not exclude "spray breakdowns" and requires a long time to manually establish the operating mode of the sprayer after such a breakdown;
- характеризуется возможностью появления брака продукции (например, при напылении покрытий, распылительной сушке продукта) при возникновении «срыва распыления», связанного с разбрызгиванием крупных капель жидкости.- characterized by the possibility of product defects (for example, when spraying coatings, spray drying of the product) in the event of “spray failure” associated with the spraying of large drops of liquid.
Устранение указанных недостатков возможно только путем полной или частичной автоматизации управления процессом распыления. Наиболее полно эта задача решается в способе управления процессом ультразвукового распыления, принятом за прототип [4].The elimination of these shortcomings is possible only by full or partial automation of the spraying process control. Most fully this problem is solved in the method of controlling the process of ultrasonic atomization, adopted as a prototype [4].
Способ управления процессом ультразвукового распыления, принятый за прототип, заключается в контроле параметров колебательной системы и изменении амплитуды электрического напряжения, подаваемого на электроды пьезопреобразователя колебательной системы, при изменении свойств распыливаемых материалов и производительности распыления. В качестве контролируемого параметра колебательной системы выступает ее резонансная частота, по скорости изменения которой в автоматическом режиме определяют увеличение толщины слоя жидкости и возникновение «срыва распыления».The method of controlling the process of ultrasonic atomization, adopted as a prototype, consists in controlling the parameters of the oscillatory system and changing the amplitude of the electric voltage supplied to the electrodes of the piezoelectric transducer of the oscillating system when changing the properties of the sprayed materials and the spraying performance. The resonant frequency acts as a controlled parameter of the oscillatory system, the rate of change of which in the automatic mode determines the increase in the thickness of the liquid layer and the occurrence of “sputter failure”.
Способ, принятый за прототип, повышает эффективность процесса за счет обеспечения автоматического обнаружения «срыва распыления», автоматического возобновления распыления после «срыва» и исключения необходимости визуального контроля процесса, однако он не устраняет существенных недостатков способа управления процессом распыления, заключающихся в:The method adopted for the prototype increases the efficiency of the process by providing automatic detection of "spray breakdown", automatic resumption of spraying after "breakdown" and eliminating the need for visual control of the process, however, it does not eliminate the significant disadvantages of the method of controlling the spraying process, which are:
- невозможности контроля и поддержания в процессе распыления оптимальной толщины слоя для различных жидкостей, что приводит к снижению производительности процесса распыления;- the inability to control and maintain during the spraying process the optimal layer thickness for various liquids, which leads to a decrease in the productivity of the spraying process;
- невозможности установления амплитуды колебаний излучающей поверхности распылителя, оптимальной для каждой жидкости при заданной производительности, превышение которой ведет к образованию крупных капель - разбрызгиванию жидкости;- the impossibility of establishing the amplitude of oscillations of the radiating surface of the atomizer, optimal for each liquid at a given performance, exceeding which leads to the formation of large droplets - spraying liquid;
- снижении качества распыления из-за возникновения «срывов распыления», которые не устраняются полностью, поскольку автоматизируется только обнаружение срыва и возобновление процесса распыления.- a decrease in the quality of spraying due to the occurrence of “spray stalls,” which are not completely eliminated, since only stall detection and the resumption of the spraying process are automated.
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанных недостатков прототипа и создание способа управления процессом ультразвукового распыления, обеспечивающего повышение эффективности реализуемого процесса за счет автоматического установления оптимальных режимов ультразвукового воздействия и толщины слоя распыляемой жидкости, позволяющих осуществлять распыление с максимальной эффективностью (производительностью) и исключить возможности появления «срывов распыления».The proposed technical solution is aimed at eliminating the specified disadvantages of the prototype and creating a method for controlling the process of ultrasonic spraying, which ensures an increase in the efficiency of the process being implemented by automatically establishing optimal modes of ultrasonic exposure and the layer thickness of the sprayed liquid, which allow spraying with maximum efficiency (productivity) and eliminate the possibility of occurrence of " spray disruptions. "
В предлагаемом способе управления процессом ультразвукового распыления, заключающемся в контроле параметров колебательной системы и изменении амплитуды электрического напряжения, подаваемого на электроды пьезопреобразователя колебательной системы, при изменении свойств распыливаемых материалов и производительности распыления, контролируют амплитуду тока, являющегося разностью между током, протекающим через пьезоэлектрические элементы преобразователя колебательной системы и реактивной емкостной составляющей этого тока, обусловленной собственной электрической емкостью пьезоэлектрических элементов. Увеличение или уменьшение амплитуды электрического напряжения, подаваемого от электронного генератора на пьезопреобразователь, осуществляют на основании сравнений контролируемых по току и электрическому напряжению значений импеданса жидкости, подвергаемой распыливанию со среднеарифметическим значением импеданса этой же жидкости, измеренным перед началом распыливания и собственным импедансом пьезопреобразователя колебательной системы. Увеличение или уменьшение амплитуды электрического напряжения производят до момента, пока измеренное значение импеданса не будет соответствовать среднеарифметическому значению между импедансом жидкости, измеренным перед началом распыливания, и собственным импедансом пьезопреобразователя колебательной системы.In the proposed method for controlling the process of ultrasonic sputtering, which consists in monitoring the parameters of the oscillatory system and changing the amplitude of the electric voltage supplied to the electrodes of the piezoelectric transducer of the oscillating system, when changing the properties of the sprayed materials and spraying performance, the amplitude of the current, which is the difference between the current flowing through the piezoelectric elements of the transducer, is controlled oscillatory system and reactive capacitive component of this current, due Applicants' own capacitance of the piezoelectric elements. The increase or decrease in the amplitude of the electric voltage supplied from the electronic generator to the piezoelectric transducer is carried out on the basis of comparisons of the current and electric voltage values of the impedance of the liquid being sprayed with the arithmetic mean value of the impedance of the same liquid, measured before atomization and the intrinsic impedance of the piezoelectric transducer of the oscillating system. An increase or decrease in the amplitude of the electric voltage is carried out until the measured impedance value corresponds to the arithmetic mean value between the liquid impedance measured before spraying and the intrinsic impedance of the piezoelectric transducer of the oscillatory system.
Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что для управления процессом ультразвукового распыления и установления оптимальных параметров ультразвукового воздействия и толщины слоя предлагается контролировать изменение импеданса ультразвуковой колебательной системы, равного произведению электрического напряжения на пьезопреобразователе колебательной системы и тока, являющегося разностью между током, протекающим через пьезоэлектрические элементы преобразователя колебательной системы, и реактивной емкостной составляющей этого тока, обусловленной собственной электрической емкостью пьезоэлектрических элементов.The essence of the proposed technical solution is that to control the process of ultrasonic atomization and establish optimal parameters of ultrasonic exposure and layer thickness, it is proposed to control the change in the impedance of the ultrasonic oscillatory system equal to the product of the electric voltage on the piezoelectric transducer of the oscillatory system and the current, which is the difference between the current flowing through the piezoelectric elements of the converter of the oscillatory system, and reactive capacitive vessel this current, due to the intrinsic electrical capacitance of the piezoelectric elements.
Сущность технического решения поясняется фиг.2. На фиг.2а приведены зависимости импеданса ультразвуковой колебательной системы и производительности распыления от толщины слоя жидкости. Зависимости получены для воды при амплитуде колебаний распылительной поверхности 14 мкм.The essence of the technical solution is illustrated in figure 2. Figure 2a shows the dependences of the impedance of an ultrasonic oscillatory system and spray performance on the thickness of a liquid layer. Dependences were obtained for water with an oscillation amplitude of the spray surface of 14 μm.
На первом участке зависимости, представленной на фиг.2а, происходит возрастание толщины слоя жидкости и, как следствие, возрастает величина акустической нагрузки на ультразвуковую колебательную систему. Толщина слоя жидкости при этом еще мала для создания разряжения, достаточного для образования кавитации. Ввиду отсутствия кавитации измеренное значение импеданса колебательной системы принимается за импеданс жидкости.In the first section of the dependence shown in figa, there is an increase in the thickness of the liquid layer and, as a consequence, the magnitude of the acoustic load on the ultrasonic oscillatory system. The thickness of the liquid layer is still small to create a vacuum sufficient for the formation of cavitation. Due to the absence of cavitation, the measured value of the impedance of the oscillatory system is taken as the impedance of the liquid.
В начале участка 2 (фиг.2а) происходит зарождение кавитации на поверхности ультразвуковой колебательной системы, вызывающее уменьшение импеданса колебательной системы и начало процесса распыления. Дальнейшее увеличение слоя в пределах 2 участка вызывает увеличение производительности до максимального значения. При этом кавитационные пузырьки полностью покрывают распыляющую поверхность, а значение импеданса колебательной системы уменьшается до среднего значения между импедансом жидкости в отсутствии кавитации и импедансом колебательной системы, измеренным до начала распыления.At the beginning of section 2 (Fig. 2a), cavitation is generated on the surface of the ultrasonic oscillatory system, causing a decrease in the impedance of the oscillatory system and the beginning of the spraying process. A further increase in the layer within 2 sections causes an increase in productivity to a maximum value. In this case, cavitation bubbles completely cover the spray surface, and the value of the impedance of the oscillatory system decreases to the average value between the impedance of the liquid in the absence of cavitation and the impedance of the oscillatory system, measured before spraying.
Дальнейшее увеличение слоя распыляемой жидкости (участок 3 на фиг.2а) вызывает снижение производительности и повторный рост импеданса колебательной системы, обусловленный возросшей акустической нагрузкой со стороны слоя жидкости.A further increase in the layer of sprayed liquid (section 3 in FIG. 2a) causes a decrease in productivity and a repeated increase in the impedance of the oscillatory system due to the increased acoustic load from the side of the liquid layer.
В конечном итоге распыление полностью прекращается (участок 4 на фиг.2а), а измеренное значение импеданса повторно становится равным импедансу жидкости в отсутствие кавитации.Ultimately, the spraying is completely stopped (
На фиг.2б показаны зависимости, полученные при уменьшении толщины слоя жидкости. В этом случае на распылительной поверхности вначале формировался слой жидкости, затем осуществлялась генерация ультразвуковых колебаний с амплитудой 14 мкм, приводящих к возникновению кавитации и распылению жидкости. Подача дополнительной жидкости в процессе распыления не осуществлялась, что приводило к уменьшению толщины слоя жидкости и приближению его к оптимальному значению (0,8 мм для воды). Как видно из фиг.2б измеренное значение импеданса при этом соответствовало среднему значению между импедансом жидкости в отсутствие кавитации и импедансом колебательной системы, измеренным до начала распыления.On figb shows the dependences obtained by reducing the thickness of the liquid layer. In this case, a liquid layer was first formed on the spray surface, then ultrasonic vibrations with an amplitude of 14 μm were generated, leading to cavitation and liquid spraying. Additional fluid was not supplied during the spraying process, which led to a decrease in the thickness of the liquid layer and its approximation to the optimal value (0.8 mm for water). As can be seen from figb measured value of the impedance in this case corresponded to the average value between the impedance of the liquid in the absence of cavitation and the impedance of the oscillatory system, measured before spraying.
Дальнейшее распыление жидкости (участок 2 на фиг.2б) приводит к уменьшению слоя ниже оптимального значения и уменьшению производительности распыления. Значение импеданса при этом стремится к значению собственного импеданса колебательной системы, работающей в воздушной среде. Подобные зависимости могут быть получены для различных амплитуд колебаний распылительной поверхности и для различных по физическим свойствам жидкостей.Further spraying of the liquid (section 2 in FIG. 2b) leads to a decrease in the layer below the optimum value and a decrease in spraying performance. The impedance value in this case tends to the value of the intrinsic impedance of the oscillatory system operating in the air. Similar dependences can be obtained for various oscillation amplitudes of the spray surface and for liquids with different physical properties.
Таким образом, оптимальной толщине слоя распыляемой жидкости соответствует среднеарифметическое значение импеданса распыляемой жидкости, измеренное перед началом распыливания и собственного импеданса колебательной системы.Thus, the optimum thickness of the sprayed liquid layer corresponds to the arithmetic mean value of the impedance of the sprayed liquid, measured before spraying and the intrinsic impedance of the oscillatory system.
На фиг.2в представлена зависимость изменения импеданса колебательной системы в процессе распыления жидкости. Управление процессом осуществляется по предлагаемому способу.On figv presents the dependence of the change in the impedance of the oscillatory system in the process of spraying liquid. Process control is carried out by the proposed method.
Участок 1 соответствует подаче напряжения на пьезопреобразователь колебательной системы и генерации ультразвуковых колебаний с амплитудой, недостаточной для распыления жидкостей (4…6 мкм). В этом режиме осуществляется измерение собственного импеданса колебательной системы.
На участке 2 осуществляется подача распыляемой жидкости и одновременное увеличение амплитуды колебаний. На первой половине участке 2 происходит увеличение толщины слоя жидкости и фиксируется повышение измеряемого значения импеданса жидкости. Процесс продолжается до тех пор, пока толщина слоя жидкости и амплитуда колебаний распыляющей поверхности не достигнет значения, достаточного для распыления жидкости. Этот момент соответствует максимальному измеренному значению импеданса и принимается за импеданс жидкости в отсутствие кавитации.At section 2, the sprayed liquid is supplied and the oscillation amplitude is simultaneously increased. In the first half of section 2, an increase in the thickness of the liquid layer occurs and an increase in the measured value of the liquid impedance is recorded. The process continues until the thickness of the liquid layer and the amplitude of the oscillations of the spraying surface reaches a value sufficient to spray the liquid. This moment corresponds to the maximum measured value of the impedance and is taken as the impedance of the liquid in the absence of cavitation.
Дальнейшее увеличение напряжения на пьезопреобразователе колебательной системы приводит к возникновению кавитации в распыляемой жидкости, увеличению производительности распыления и уменьшению измеряемого значения импеданса.A further increase in the voltage across the piezoelectric transducer of the oscillatory system leads to cavitation in the sprayed liquid, an increase in spraying performance, and a decrease in the measured impedance value.
В начале участка 3 толщина слоя жидкости равна оптимальной, а измеренное значение импеданса равно среднеарифметическому значению импеданса распыляемой жидкости, и собственного импеданса колебательной системы. Однако амплитуда ультразвуковых колебаний распыляющей поверхности оказывается чрезмерной для оптимальной толщины слоя жидкости, что приводит к его уменьшению меньше оптимального значения.At the beginning of section 3, the thickness of the liquid layer is optimal, and the measured value of the impedance is equal to the arithmetic mean value of the impedance of the sprayed liquid and the intrinsic impedance of the oscillatory system. However, the amplitude of the ultrasonic vibrations of the spraying surface is excessive for the optimal thickness of the liquid layer, which leads to its decrease below the optimal value.
Это факт фиксируется по уменьшению измеряемого значения импеданса и приводит к уменьшению напряжения подаваемого на пьезопреобразователь колебательной системы. Таким образом, значение импеданса приводится в соответствие со среднеарифметическим значением между импедансом жидкости, измеренным перед началом распыливания и собственным импедансом пьезопреобразователя колебательной системы.This fact is recorded by decreasing the measured value of the impedance and leads to a decrease in the voltage supplied to the piezoelectric transducer of the oscillatory system. Thus, the impedance value is brought into correspondence with the arithmetic mean value between the liquid impedance measured before spraying and the intrinsic impedance of the piezoelectric transducer of the oscillatory system.
В предлагаемом способе управления процессом ультразвукового распыления задача повышения эффективности решается за счет:In the proposed method for controlling the process of ultrasonic atomization, the task of increasing efficiency is solved by:
- отсутствия необходимости ручной установки амплитуды ультразвукового воздействия;- no need to manually set the amplitude of the ultrasonic effect;
- автоматического установления оптимальной толщины слоя распыляемой жидкости;- automatic establishment of the optimal layer thickness of the sprayed liquid;
- автоматического установления необходимой амплитуды ультразвукового воздействия в зависимости от требуемой производительности распыления жидкости;- automatic establishment of the necessary amplitude of ultrasonic exposure, depending on the required performance of the spray liquid;
- полного исключения возможности возникновения «срывов распыления».- the complete elimination of the possibility of occurrence of "spray breakdowns".
Предложенный способ реализуется в аппарате ультразвукового распыления жидкостей, разработанном ООО «Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ». Фото аппарата представлено на фиг.3. Ниже приведены его технические характеристики:The proposed method is implemented in an ultrasonic liquid atomization apparatus developed by the AltSTU Center for Ultrasonic Technologies LLC. A photo of the apparatus is presented in figure 3. Below are its technical specifications:
Практическая реализация предложенного способа управления в составе аппарата для распыления планируется с I квартала 2012 года.The practical implementation of the proposed control method as part of the spraying apparatus is planned from the 1st quarter of 2012.
Список литературыBibliography
1. Хмелев В.Н. Ультразвуковое распыление жидкостей [Текст] / В.Н.Хмелев, А.В.Шалунов, А.В.Шалунова - Барнаул АлтГТУ, 2010. - 272 с.1. Khmelev V.N. Ultrasonic atomization of liquids [Text] / V.N.Khmelev, A.V. Shalunov, A.V. Shalunova - Barnaul AltGTU, 2010. - 272 p.
2. Экнадиосянц О.К. Получение аэрозолей [Текст] / О.К.Экнадиосянц // Физические основы ультразвуковой технологии / под ред. Л.Д.Розенберга. - М.: Наука, 1970. - С.337-395.2. Eknadiosyants O.K. Obtaining aerosols [Text] / O.K. Eknadiosyants // Physical foundations of ultrasound technology / ed. L.D. Rosenberg. - M .: Nauka, 1970 .-- S.337-395.
3. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) [Текст] / Б.Г.Новицкий. - М.: Химия, 1983. - 192 с.3. Novitsky B.G. The use of acoustic vibrations in chemical-technological processes (Processes and apparatuses of chemical and petrochemical technology) [Text] / B. G. Novitsky. - M.: Chemistry, 1983. - 192 p.
4. Patent US 5588592. Method and apparatus for detecting the onset of flooding of an ultrasonic atomizer / Wilson; Robert F.4. Patent US 5588592. Method and apparatus for detecting the onset of flooding of an ultrasonic atomizer / Wilson; Robert F.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140651/05A RU2465965C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Method of controlling ultrasound spraying |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140651/05A RU2465965C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Method of controlling ultrasound spraying |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2465965C1 true RU2465965C1 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140651/05A RU2465965C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Method of controlling ultrasound spraying |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465965C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784015C1 (en) * | 2022-05-12 | 2022-11-23 | Сергей Олегович Румянцев | Liquid sprayer |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3884417A (en) * | 1972-02-01 | 1975-05-20 | Plessey Handel Investment Ag | Nozzles for the injection of liquid fuel into gaseous media |
| EP0217518A1 (en) * | 1985-09-05 | 1987-04-08 | Delavan Inc | Ultrasonic spray nozzle and method |
| US5588592A (en) * | 1994-04-14 | 1996-12-31 | J. Eberspacher | Method and apparatus for detecting the onset of flooding of an ultrasonic atomizer |
| RU2131794C1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-06-20 | Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета им.И.И.Ползунова | Method for controlling process of ultrasonic dimensional working |
| RU2228223C2 (en) * | 1999-09-22 | 2004-05-10 | Майкрокоутинг Текнолоджиз, Инк. | Liquid spraying device and method |
| UA46035U (en) * | 2009-05-25 | 2009-12-10 | Запорожский Национальный Технический Университет | METHOD for electroslag hard-facing |
| US20100078496A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Sono-Tek Corporation | Methods and systems for ultrasonic spray shaping |
-
2011
- 2011-10-06 RU RU2011140651/05A patent/RU2465965C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3884417A (en) * | 1972-02-01 | 1975-05-20 | Plessey Handel Investment Ag | Nozzles for the injection of liquid fuel into gaseous media |
| EP0217518A1 (en) * | 1985-09-05 | 1987-04-08 | Delavan Inc | Ultrasonic spray nozzle and method |
| US5588592A (en) * | 1994-04-14 | 1996-12-31 | J. Eberspacher | Method and apparatus for detecting the onset of flooding of an ultrasonic atomizer |
| RU2131794C1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-06-20 | Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета им.И.И.Ползунова | Method for controlling process of ultrasonic dimensional working |
| RU2228223C2 (en) * | 1999-09-22 | 2004-05-10 | Майкрокоутинг Текнолоджиз, Инк. | Liquid spraying device and method |
| US20100078496A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Sono-Tek Corporation | Methods and systems for ultrasonic spray shaping |
| UA46035U (en) * | 2009-05-25 | 2009-12-10 | Запорожский Национальный Технический Университет | METHOD for electroslag hard-facing |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818771C1 (en) * | 2019-12-23 | 2024-05-06 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol generator comprising surface acoustic wave atomizer |
| RU2784015C1 (en) * | 2022-05-12 | 2022-11-23 | Сергей Олегович Румянцев | Liquid sprayer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6053424A (en) | Apparatus and method for ultrasonically producing a spray of liquid | |
| US11167325B2 (en) | Method for surface cleaning | |
| US5145113A (en) | Ultrasonic generation of a submicron aerosol mist | |
| US9333523B2 (en) | Atomizing spray apparatus | |
| US9480938B2 (en) | Method for using acoustic waves for purging filters in semiconductor manufacturing equipment | |
| KR20080040728A (en) | Ultrasound apparatus and method for mixing liquids and coating stents | |
| CN103736620A (en) | Preparation method for ultrasonic atomization spraying film | |
| CN110769941B (en) | Coating head of mist coating film forming apparatus and maintenance method thereof | |
| JP4947365B2 (en) | Atomizer | |
| CN104209221A (en) | Low-frequency bending vibration type secondary ultrasonic atomizer | |
| US20150082689A1 (en) | Small droplet sprayer | |
| RU2465965C1 (en) | Method of controlling ultrasound spraying | |
| JP2004515353A (en) | Ultrasonic atomizer | |
| US20140011318A1 (en) | Methods and systems for ultrasonic spray shaping | |
| TWI602235B (en) | Method and apparatus for processing wafer-shaped articles | |
| Khmelev et al. | Features of designing of a specialized high-frequency ultrasonic sprayer | |
| JP2006121988A (en) | Method for controlling insect pest | |
| Luhovskyi et al. | Journal of the Technical University of Gabrovo | |
| JP2006110660A (en) | Water drop with oil film generating and mixing device | |
| CN212856369U (en) | Spraying system | |
| JP2009113019A (en) | Rotary spray coating method and apparatus for liquid | |
| CN111085359B (en) | Fluid guiding device for spraying, spraying system and spraying method | |
| CN113660959B (en) | Mist supply device | |
| CN218650263U (en) | Atomizing nozzle and atomizing device | |
| JP7492140B2 (en) | Clogging prevention device and clogging prevention method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191007 |