Устройство для ультразвукового распыления жидких сред

Устройство для ультразвукового распыления жидких сред.
Полезная модель относится к технологии ультразвукового распыления жидких сред и может быть использована для создания комфортного эстетического состояния воздушной среды в жилых и служебных помещениях, для обезвреживания от вирусов и бактерий в местах массового скопления людей (детских учреждениях, школах, ВУЗах, библиотеках, магазинах, ресторанах, больницах и т.д.).
Известно устройство для ультразвукового распыления жидких сред Патент РФ № 2152829, МПК7 В 05 В 17/06, опубл. 20.07.2000 г., выбранное в качестве прототипа, содержаш;ее генератор электрических колебаний, состояш;ий из усилительного элемента и базового колебательного контура, связанных цепью положительной обратной связи, и испаритель жидкости с пьезоэлементом, находящимся в акустическом контакте с испаряемой жидкостью. В качестве базового колебательного контура генератора используется пьезоэлемент испарителя жидкости, образующий с распыляемой жидкость связанные колебательные контуры, совместная резонансная характеристика которых задает режим колебаний генератора.
Педостатком этого устройства является неопределенность его конкретного конструктивного исполнения.
Задачей полезной модели является создание простой и эффективной конструкции устройства для ультразвукового распыления жидких сред с высокой дисперсностью при минимальных массогабаритных показателях.
Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для ультразвукового распыления жидких сред, также как в прототипе, содержащем, генератор электрических колебаний, состоящий из связанных цепью положительной обратной связи усилительного элемента и пьезоэлемента испарителя жидкости, находящегося в акустическом контакте с распыляемой жидкостью и образующего при этом связанные
2003108652
lilllllillllllllllllllllllllillli
гооз108й5г
M11K7B05B 17/06
колебательные контуры, совместная резонансная характеристика которых задает режим колебаний генератора, согласно полезной модели, в качестве генератора электрических колебаний использована схема, содержащая пьезоэлемент, включенный между базой и коллектором транзистора, первый конденсатор, включенный между коллектором и эммитером этого транзистора, второй конденсатор, включенный между базой и эммитером транзистора, при этом пьезоэлемент зашунтирован первым резистором, а второй резистор включен между базой транзистора и третьим резистором, который включен в цепь эммитера транзистора, и шунтирован третьим конденсатором, причем третий резистор через катушку индуктивности соединен с первым выходом блока питания, второй выход которого связан с коллектором транзистора, образуя общую точку схемы, кроме того, выходы блока питания зашунтированы четвертым конденсатором, а к третьему конденсатору подключен пятый конденсатор, который соединен с общей точкой первого и второго диода, при этом последовательно соединенные первый диод, четвертый резистор и светодиод включены между пятым конденсатором и общей точкой схемы, а четвертый резистор и светодиод защунтированы щестым конденсатором, причем второй диод подключен к общей точке схемы.
В данном устройстве распыляемая жидкость наносится непосредственно на поверхность пьезоэлемента. Генерация электрических колебаний происходит за счет включения пьезоэлемента между коллектором и базой транзистора, а первого и второго конденсаторов соответственно между коллектором и эмиттером, базой и эмиттером. Эти конденсаторы образуют цепь положительной обратной связи. Нужное соотношение емкостей конденсаторов создает условие возбуждения колебаний. Частота автоколебаний ниже резонансной частоты пьезоэлемента за счет цепи обратной связи. Электрические колебания вследствие пьезоэффекта возбуждают механические колебания пьезоэлемента, которые и создают акустические колебания в испаряемой
жидкости. Выбор пьезоэлемента и конденсаторов обратной связи позволяет работать на характерных частотах распыления жидкости.
Предложенное устройство просто по конструктивному исполнению и имеет небольшие массогабаритные характеристики. С его помощью возможно мелкодисперсное распыление различных жидких сред (ароматических и лекарственных веществ на водной, спиртовой и масляной основах) для создания комфортного эстетического состояния воздушной среды, уничтожения вредных бактерий и вирусов в жилых и служебных помещениях, различных местах массового скопления людей.
На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства для ультразвукового распыления жидких сред.
Устройство содержит пьезоэлемент 1, включенный между базой и коллектором транзистора 2, первый конденсатор 3, включенный между коллектором и эммитером транзистора 2, второй конденсатор 4, включенный между базой и эммитером транзистора 2. В цепь эммитера транзистора 2 включен первый резистор 5, зашунтированный третьим конденсатором 6. Пьезоэлемент 1 зашунтирован вторым резистором 7. Третий резистор 8 включен между базой транзистора 2 и первым резистором 5, который через катушку индуктивности 9 соединен с первым выходом блока питания 10. Второй выход блока питания 10 соединен с коллектором транзистора 2 и образует общую точку схемы. Выходы блока питания 10 шунтированы четвертым конденсатором 11. К третьему конденсатору 6 последовательно подсоединен пятый конденсатор 12, который другим выводом соединен с общей точкой первого 13 и второго 14 диодов соответственно. Соединенные последовательно первый диод 13, четвертый резистор 15 и светодиод 16 подключены к общей точке схемы. Четвертый резистор 15 и светодиод 16 шунтированы шестым конденсатором 17. Второй диод 14 подключен к общей точке схемы.
В качестве пьезоэлемента 1 выбран пьезокерамический элемент, а в качестве блока питания 10 может быть использован любой стандартный источник напряжения на 12 ± 2 В.
Напряжение постоянного тока с блока питания 10 поступает через катушку индуктивности 9 и первый резистор 5 к эммиттеру транзистора 2. Между эммиттером и коллектором транзистора 2 образуется прямое напряжение. Через резисторы 7, 8 и транзистор 2 протекает постоянный ток. На первом резисторе 5 образуется напряжение отрицательной обратной связи по постоянному току, стабилизирующее рабочую точку транзистора 2 на вольтамперной характеристике. Третий конденсатор 6 отфильтровывает переменный ток, и транзистор 2 готов к возбуждению колебаний. Элементы 1-4 образуют схему автогенератора, где конденсаторы 3 и 4 создают положительную обратную связь. Условие возбуждения колебаний: емкость конденсатора 4 больше емкости конденсатора 3. Между коллектором и эмиттером транзистора 2 возбуждаются высокочастотные колебания. Частота автоколебаний ниже резонансной частоты излучателя - пьезоэлемента 1 вследствие шунтирования его конденсаторами 3 и 4. Катушка индуктивности 9 и четвертый конденсатор 11 образуют фильтр низких частот, препятствуюш,ий прохождению ВЧ-колебаний к источнику питания 10. Часть ВЧ-энергии, ограниченная пятым конденсатором 12 передается на схему выпрямления, состояш;ую из диода 14 и 13, шестого конденсатора 17. Выпрямленное напряжение на шестом конденсаторе 17 через токоограничиваюш;ий четвертый резистор 15 записывает светодиод 16, излучение которого указывает, что прибор находится в рабочем состоянии. На пьезоэлемент 1 наносят несколько капель ароматических веществ на водной, спиртовой или масляной основах (эфирных масел или иных жидких лекарственных веществ). Под воздействием ультразвуковых колебаний, которые образуются на пьезоэлементе 1, происходит распыление в воздух мелкодисперсных фракций. Использование такого
резонансного распыления жидких сред активизирует их биологические структуры путем возбуждения поверхности капли аэрозоля. Предложенная конструкция устройства для ультразвукового распыления жидких сред позволяет получать мелкодисперсные аэрозоли с диаметром частиц 0,3 - 0,5 мкм, в том числе вязких жидкостей (чистых эфирных масел), которые находятся в воздухе в течение 18-20 часов. Прибор работает на разрешенной Министерством Здравоохранения РФ частоте 2,64 МГц. Устройство компактно (не больше компьютерной мышки), имеет массу не более 350 г, просто в обращении.