RU86499U1

RU86499U1 - ULTRASONIC AEROSOL GENERATOR

Info

Publication number: RU86499U1
Application number: RU2009109114/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Тюпин
Original assignee: Сергей Владимирович Тюпин
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2009-09-10

Abstract

Ультразвуковой генератор аэрозоля, содержащий аэрозольную камеру, состоящую из верхней и нижней частей, и подпитывающее устройство, при этом в нижней части камеры расположен, по крайней мере, один ультразвуковой преобразователь, выполненный в виде служащего одновременно емкостью для рабочей жидкости цилиндрического стакана, в днище преобразователя герметично закреплен ультразвуковой излучатель, представляющий собой пьезоэлемент и имеющий форму сегмента полусферы, в боковой стенке или в днище нижней части аэрозольной камеры выполнено входное отверстие для воздуха, снабженное вентилятором, в верхней части камеры вертикально над ультразвуковым излучателем и соосно с ним расположен канал для выхода аэрозоля, нижний срез которого расположен выше уровня рабочей жидкости, отличающийся тем, что канал для выхода аэрозоля выполнен в виде единого патрубка, состоящего из верхнего и нижнего участков, при этом нижний участок канала выполнен в виде конфузора и имеет длину, не превышающую расстояние по вертикали от плоскости нижнего среза канала до начала зоны аэрозолеобразования в фонтане рабочей жидкости, а верхний участок канала выполнен в виде диффузора, подпитывающее устройство содержит гидроклапан с входным и выходным штуцерами, систему управления гидроклапаном, содержащую поплавок с магнитом и датчик уровня жидкости, а также блок включения гидроклапана, причем гидроклапан закреплен на внутренней стенке верхней части камеры, его входной штуцер выведен через отверстие в стенке камеры наружу, а выходной штуцер выпускным отверстием сообщен с рабочей жидкостью, поплавок с магнитом установлен с возможность�An ultrasonic aerosol generator containing an aerosol chamber consisting of upper and lower parts and a feeding device, wherein at least one ultrasonic transducer is located in the lower part of the chamber, which is made in the form of a cylindrical cup serving simultaneously as a working fluid container in the bottom of the transducer hermetically fixed ultrasonic emitter, which is a piezoelectric element and having the shape of a hemisphere segment, is made in the side wall or in the bottom of the bottom of the aerosol chamber o the air inlet, equipped with a fan, in the upper part of the chamber vertically above the ultrasonic emitter and coaxially with it there is an aerosol exit channel, the lower cut of which is located above the working fluid level, characterized in that the aerosol exit channel is made in the form of a single nozzle, consisting of upper and lower sections, while the lower section of the channel is made in the form of a confuser and has a length not exceeding the vertical distance from the plane of the lower section of the channel to the beginning of the aerosol formation zone I’m in the fountain of the working fluid, and the upper section of the channel is made in the form of a diffuser, the feed device contains a hydraulic valve with inlet and outlet fittings, a hydraulic valve control system containing a float with a magnet and a liquid level sensor, as well as a hydraulic valve switch unit, and the hydraulic valve is mounted on the inner wall the upper part of the chamber, its inlet fitting is led out through an opening in the chamber wall, and the outlet fitting is in communication with the working fluid, the float with a magnet is installed with the possibility

Description

Полезная модель относится к области распыления жидкостей с применением ультразвуковых колебаний и может быть использована в медицине и быту для увлажнения воздуха и дезинфекции помещений, а также в хранилищах сочной сельскохозяйственной продукции как источник высокодисперсного водяного аэрозоля для увлажнения вентиляционного потока и как генератор аэрозоля из водных растворов фунгицидов, регуляторов роста и иных агрохимикатов, используемых в хранилищах.The utility model relates to the field of spraying liquids with the use of ultrasonic vibrations and can be used in medicine and everyday life for humidifying air and disinfecting rooms, as well as in storages of juicy agricultural products as a source of highly dispersed water aerosol to moisten the ventilation flow and as an aerosol generator from aqueous solutions of fungicides , growth regulators and other agrochemicals used in storage.

Известен ультразвуковой генератор аэрозоля, содержащий аэрозольную камеру, состоящую из верхней и нижней частей, и подпитывающее устройство, состоящее из герметичной емкости и системы трубопроводов, причем в нижней части аэрозольной камеры расположен, по крайней мере, один ультразвуковой преобразователь, выполненный в виде служащего одновременно емкостью для рабочей жидкости цилиндрического стакана, в днище преобразователя герметично закреплен ультразвуковой излучатель, представляющий собой пьезоэлемент и имеющий форму сегмента полусферы, в боковой стенке или в днище нижней части аэрозольной камеры выполнено входное отверстие для воздуха, снабженное вентилятором, в верхней части камеры вертикально над ультразвуковым излучателем и соосно с ним расположен канал для выхода аэрозоля, выполненный в виде трубы, нижний срез которой расположен выше уровня жидкости, при этом герметичная емкость подпитывающего устройства расположена за пределами аэрозольной камеры (1).Known ultrasonic aerosol generator containing an aerosol chamber, consisting of upper and lower parts, and a feeding device, consisting of a sealed container and a piping system, and in the lower part of the aerosol chamber is located at least one ultrasonic transducer, made in the form of serving at the same time capacity for the working fluid of a cylindrical cup, an ultrasonic transducer, which is a piezoelectric element and has the shape of a segment of the sphere, in the side wall or in the bottom of the lower part of the aerosol chamber an air inlet is provided, equipped with a fan, in the upper part of the chamber vertically above the ultrasonic emitter and coaxially with it there is an aerosol exit channel made in the form of a pipe, the lower cut of which is located above the level liquid, while the sealed capacity of the feed device is located outside the aerosol chamber (1).

Недостатком указанного устройства является повышенная энергоемкость из-за использования в качестве канала для выхода аэрозоля - трубы. Канал такой конфигурации создает излишнее гидравлическое сопротивление воздушному и аэрозольному потоку, а также оказывает стесняющее воздействие на расширяющееся при движении «облако» аэрозоля, в результате чего капли оседают на стенке канала, происходит неполный вынос аэрозоля, снижается производительность и повышается энергоемкость. Недостатком также является невозможность работы подпитывающего устройства непосредственно от напорного водопровода.The disadvantage of this device is the increased energy intensity due to the use of a pipe as a channel for the exit of aerosol. A channel of this configuration creates excessive hydraulic resistance to air and aerosol flow, and also has a constraining effect on the aerosol cloud that expands with movement, as a result of which droplets settle on the channel wall, incomplete aerosol removal occurs, productivity decreases and energy consumption increases. The disadvantage is the inability to operate the feed device directly from the pressurized water supply.

Цель полезной модели - снижение энергоемкости, а также расширение сферы применения.The purpose of the utility model is to reduce energy intensity, as well as expand the scope of application.

Указанная цель достигается тем, что в ультразвуковом генераторе аэрозоля, содержащем аэрозольную камеру, состоящую из верхней и нижней частей, и подпитывающее устройство, при этом в нижней части камеры расположен, по крайней мере, один ультразвуковой преобразователь, выполненный в виде служащего одновременно емкостью для рабочей жидкости цилиндрического стакана, в днище преобразователя герметично закреплен ультразвуковой излучатель, представляющий собой пьезоэлемент и имеющий форму сегмента полусферы, в боковой стенке или в днище нижней части аэрозольной камеры выполнено входное отверстие для воздуха, снабженное вентилятором, в верхней части камеры вертикально над ультразвуковым излучателем и соосно с ним расположен канал для выхода аэрозоля, нижний срез которого расположен выше уровня рабочей жидкости, канал для выхода аэрозоля выполнен в виде единого патрубка, состоящего из верхнего и нижнего участков, при этом нижний участок канала выполнен в виде конфузора и имеет длину, не превышающую расстояние по вертикали от плоскости нижнего среза канала до начала зоны аэрозолеобразования в фонтане рабочей жидкости, а верхний участок канала выполнен в виде диффузора, подпитывающее устройство содержит гидроклапан с входным и выходным штуцерами, систему управления гидроклапаном, содержащую поплавок с магнитом и датчик уровня жидкости, а также блок включения гидроклапана, причем гидроклапан закреплен на внутренней стенке верхней части аэрозольной камеры, его входной штуцер выведен через отверстие в стенке камеры наружу, а выходной штуцер выпускным отверстием сообщен с рабочей жидкостью, поплавок с магнитом установлен с возможностью перемещения вверх-вниз вдоль направляющего стержня квадратного поперечного сечения, закрепленного на периферии днища преобразователя, датчик уровня жидкости закреплен на стенке ультразвукового преобразователя, блок включения гидроклапана расположен на днище нижней части аэрозольной камеры.This goal is achieved by the fact that in an ultrasonic aerosol generator containing an aerosol chamber, consisting of upper and lower parts, and a feeding device, at the same time, at least one ultrasonic transducer is located in the lower part of the chamber, made in the form of a container serving simultaneously liquid of a cylindrical glass, an ultrasonic transducer, which is a piezoelectric element and having the shape of a hemisphere segment, is sealed in the bottom of the transducer in the side wall or in the bottom part of the aerosol chamber has an air inlet provided with a fan, in the upper part of the chamber vertically above the ultrasonic emitter and coaxially with it there is a channel for the exit of the aerosol, the lower section of which is located above the level of the working fluid, the channel for the exit of the aerosol is made in the form of a single nozzle, consisting of the upper and lower sections, while the lower section of the channel is made in the form of a confuser and has a length not exceeding the vertical distance from the plane of the lower section of the channel to the beginning of the aer the formation of salts in the fountain of the working fluid, and the upper section of the channel is made in the form of a diffuser, the feeding device contains a hydraulic valve with inlet and outlet fittings, a hydraulic valve control system containing a float with a magnet and a liquid level sensor, as well as a hydraulic valve switching unit, and the hydraulic valve is mounted on the inner wall the upper part of the aerosol chamber, its inlet fitting is led out through an opening in the chamber wall, and the outlet fitting is connected to the working fluid by the outlet opening, a float with magnesium The volume is installed with the possibility of moving up and down along the guide rod of a square cross-section mounted on the periphery of the bottom of the transducer, a liquid level sensor is mounted on the wall of the ultrasonic transducer, the hydraulic valve enable unit is located on the bottom of the lower part of the aerosol chamber.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фиг.1, где представлен вертикальный разрез ультразвукового генератора аэрозоля.The essence of the proposed utility model is illustrated in figure 1, which shows a vertical section of an ultrasonic aerosol generator.

Ультразвуковой генератор аэрозоля имеет аэрозольную камеру, состоящую из нижней 1 и верхней 2 частей. В нижней части 1 расположен ультразвуковой преобразователь 3, выполненный в виде служащего одновременно емкостью для рабочей жидкости 4 цилиндрического стакана. В днище преобразователя 3, в центральной его части, герметично установлен пьезоэлектрический ультразвуковой излучатель 5, имеющий форму сегмента полусферы. На периферии днища преобразователя закреплен вертикальный стержень 6 квадратного поперечного сечения, который является направляющей для поплавка 7. На последнем закреплен постоянный магнит 8, который обращен в сторону датчика 9 уровня жидкости, установленного на стенке ультразвукового преобразователя 3. На днище нижней части 1 аэрозольной камеры размещен блок 10 включения гидроклапана 11. В боковой стенке или днище (не показано) нижней части 1 аэрозольной камеры имеется входное отверстие 12 для воздуха, снабженное вентилятором 13.The ultrasonic aerosol generator has an aerosol chamber consisting of lower 1 and upper 2 parts. In the lower part 1 is an ultrasonic transducer 3, made in the form of serving simultaneously as a container for the working fluid 4 of a cylindrical glass. In the bottom of the transducer 3, in its central part, a piezoelectric ultrasonic emitter 5 having the shape of a hemisphere segment is sealed. On the periphery of the bottom of the transducer, a vertical rod 6 of square cross section is fixed, which is a guide for the float 7. At the last, a permanent magnet 8 is fixed, which faces the sensor 9 of the liquid level mounted on the wall of the ultrasonic transducer 3. On the bottom of the lower part 1 of the aerosol chamber is located unit 10 for turning on the hydraulic valve 11. In the side wall or bottom (not shown) of the lower part 1 of the aerosol chamber, there is an air inlet 12 provided with a fan 13.

В верхней части 2 аэрозольной камеры над преобразователем 3 и соосно с ним расположен канал для выхода аэрозоля, выполненный в виде единого патрубка, состоящего из верхнего 14 и нижнего 15 участков, при этом нижний участок канала выполнен в виде конфузора, длина которого не превышает расстояние по вертикали от плоскости нижнего среза канала до начала зоны аэрозолеобразования в фонтане 16 рабочей жидкости 4, а верхний участок канала выполнен в виде диффузора. При этом нижний срез канала для выхода аэрозоля расположен выше уровня рабочей жидкости 4. На внутренней стенке верхней части 2 аэрозольной камеры расположен гидроклапан 11 подпитывающего устройства, имеющий входной 17 и выходной 18 штуцеры, причем входной штуцер 17 выведен через отверстие в стенке камеры наружу, а выходной штуцер 18 своим выпускным отверстием сообщен с рабочей жидкостью 4.In the upper part 2 of the aerosol chamber above the transducer 3 and coaxially with it there is an aerosol exit channel made in the form of a single nozzle consisting of the upper 14 and lower 15 sections, while the lower channel section is made in the form of a confuser, the length of which does not exceed the distance vertical from the plane of the lower cut of the channel to the beginning of the aerosol formation zone in the fountain 16 of the working fluid 4, and the upper section of the channel is made in the form of a diffuser. The lower section of the channel for the exit of the aerosol is located above the level of the working fluid 4. On the inner wall of the upper part 2 of the aerosol chamber there is a hydraulic valve 11 of the feeding device having an inlet 17 and an outlet 18 fittings, the inlet fitting 17 being brought out through the hole in the chamber wall, and the outlet fitting 18 is in communication with the working fluid 4 through its outlet.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

От электрического генератора (не показан) сигнал определенной частоты подается на пьезоэлектрический излучатель 5. При этом электрические сигналы преобразуются в механические колебания ультразвуковой частоты, иными словами - в ультразвуковые волны. Последние вследствие сферической формы излучателя фокусируются в одной точке, положение которой определяет уровень рабочей жидкости. В результате этого на поверхности жидкости в месте выхода пучка ультразвуковых волн наблюдается так называемый ультразвуковой фонтан 16, с поверхности средней и верхней части которого происходит образование высокодисперсного аэрозоля. При работе вентилятора 13, внутри аэрозольной камеры создается воздушный поток, который, проходя через конфузор 15 и диффузор 14, уносит с собой наружу практически весь образующийся аэрозоль.From an electric generator (not shown) a signal of a certain frequency is fed to a piezoelectric emitter 5. In this case, the electrical signals are converted into mechanical vibrations of the ultrasonic frequency, in other words, into ultrasonic waves. The latter, due to the spherical shape of the emitter, are focused at one point, the position of which determines the level of the working fluid. As a result of this, the so-called ultrasonic fountain 16 is observed on the liquid surface at the exit point of the ultrasonic wave beam, with the formation of a highly dispersed aerosol from the surface of the middle and upper part of it. When the fan 13 is operating, an air stream is created inside the aerosol chamber, which, passing through the confuser 15 and the diffuser 14, carries with it out practically all the aerosol generated.

Благодаря наличию подпитывающего устройства, содержащего элементы 7, 8, 9, 10 и 11, уровень рабочей жидкости в стакане преобразователя автоматически поддерживается постоянным. Автоматическое регулирование осуществляется следующим образом. По мере уноса аэрозоля уровень жидкости 4 уменьшается относительно некоторого рабочего значения. Вместе с тем, поплавок 7 с магнитом 8 перемещаются вниз вдоль направляющей 6, приближаясь к датчику 9 уровня. Как только магнит 8 достигает зоны действия датчика 9, последний подает сигнал на блок 10, который подает напряжение на ранее закрытый гидроклапан 11. Последний открывается, и подпитывающая жидкость поступает в стакан преобразователя 3 в количестве, гораздо превышающем производительность ультразвукового генератора аэрозоля. Уровень жидкости 4 увеличивается, поплавок 7 с магнитом 8 перемещаются вверх вдоль направляющей 6, удаляясь от датчика 9 уровня. Как только магнит 8 покидает зону действия датчика 9, сигнал к блоку 10 исчезает, гидроклапан 11 обесточивается и перекрывает подачу подпитывающей воды. Далее цикл повторяется.Due to the presence of a feeding device containing elements 7, 8, 9, 10 and 11, the level of the working fluid in the transducer cup is automatically kept constant. Automatic regulation is as follows. As the aerosol is carried away, the liquid level 4 decreases relative to a certain operating value. However, the float 7 with the magnet 8 moves down along the guide 6, approaching the level sensor 9. As soon as the magnet 8 reaches the range of the sensor 9, the latter sends a signal to the block 10, which supplies voltage to the previously closed hydraulic valve 11. The latter opens, and the feed liquid enters the beaker of the transducer 3 in an amount much higher than the performance of the ultrasonic aerosol generator. The liquid level 4 increases, the float 7 with the magnet 8 moves up along the guide 6, moving away from the level sensor 9. As soon as the magnet 8 leaves the range of the sensor 9, the signal to the block 10 disappears, the hydraulic valve 11 is de-energized and shuts off the feed water supply. Next, the cycle repeats.

Выполнение в ультразвуковом генераторе аэрозоля канала для выхода аэрозоля в виде единого патрубка, состоящего из верхнего и нижнего участков, причем нижний участок выполнен в виде конфузора и имеет длину, не превышающую расстояние по вертикали от плоскости нижнего среза канала до начала зоны аэрозолеобразования в фонтане рабочей жидкости, а верхний участок выполнен в виде диффузора, позволяет, во-первых, уменьшить гидравлическое сопротивление входящему в канал воздушному потоку и выходящему из канала потоку аэрозоля, снижая, тем самым энергозатраты на создание воздушного потока, во-вторых, сократить стесняющее воздействие канала на расширяющееся при движении «облако» аэрозоля, уменьшая, тем самым, возможность контактирования аэрозоля со стенками канала и увеличивая его вынос, что в совокупном эффекте приводит к снижению энергоемкости. Изменение конструкции подпитывающего устройства позволяет расширить область использования ультразвукового генератора, так как имеется возможность осуществлять подпитку, как от резервуара самотеком, так и от напорного трубопровода, причем в том и другом случае уровень рабочей жидкости поддерживается автоматически.The implementation in the ultrasonic generator of aerosol of the channel for the exit of aerosol in the form of a single nozzle, consisting of upper and lower sections, the lower section is made in the form of a confuser and has a length not exceeding the vertical distance from the plane of the lower section of the channel to the beginning of the aerosol formation zone in the fountain of the working fluid and the upper section is made in the form of a diffuser, which allows, firstly, to reduce the hydraulic resistance of the air flow entering the channel and the aerosol stream leaving the channel, thereby reducing energy consumption for creating an air flow, secondly, to reduce the channel’s constraining effect on the aerosol cloud expanding during movement, thereby reducing the possibility of aerosol contacting the channel walls and increasing its discharge, which, in the aggregate effect, leads to a decrease in energy consumption. Changing the design of the feed device allows you to expand the scope of use of the ultrasonic generator, since it is possible to feed both from the reservoir by gravity and from the pressure pipe, and in both cases the level of the working fluid is maintained automatically.

Источник информацииThe source of information

1. Патент РФ №2254934, кл. В05 В17/06, 2004 г.1. RF patent №2254934, cl. B05 B17 / 06, 2004

Claims

An ultrasonic aerosol generator containing an aerosol chamber consisting of upper and lower parts and a feeding device, wherein at least one ultrasonic transducer is located in the lower part of the chamber, which is made in the form of a cylindrical cup serving simultaneously as a working fluid container in the bottom of the transducer hermetically fixed ultrasonic emitter, which is a piezoelectric element and having the shape of a hemisphere segment, is made in the side wall or in the bottom of the bottom of the aerosol chamber o the air inlet, equipped with a fan, in the upper part of the chamber vertically above the ultrasonic emitter and coaxially with it there is an aerosol exit channel, the lower cut of which is located above the working fluid level, characterized in that the aerosol exit channel is made in the form of a single nozzle, consisting of upper and lower sections, while the lower section of the channel is made in the form of a confuser and has a length not exceeding the vertical distance from the plane of the lower section of the channel to the beginning of the aerosol formation zone I’m in the fountain of the working fluid, and the upper section of the channel is made in the form of a diffuser, the feed device contains a hydraulic valve with inlet and outlet fittings, a hydraulic valve control system containing a float with a magnet and a liquid level sensor, as well as a hydraulic valve switch unit, and the hydraulic valve is mounted on the inner wall the upper part of the chamber, its inlet fitting is led out through an opening in the chamber wall, and the outlet fitting is in communication with the working fluid, the float with a magnet is installed with the possibility move up and down along the guide rod of square cross section, fixed to the bottom periphery of the transducer, a liquid level sensor is fixed to the wall of the ultrasonic transducer unit incorporating hydraulic valve situated on the bottom of the bottom of the aerosol chamber.