Портативный мобильный ультразвуковой распылитель жидкости

Предлагаемая полезная модель относится к ультразвуковой технике для распыления жидкостей, создания аэрозолей лекарственных препаратов, жидкостей косметического, художественного и декоративного назначения. Полезная модель может применяться в различных областях прикладной медицины, косметологии, как способ нанесения лакокрасочных, смазочных и других видов жидкостей.
Известно устройство ультразвукового распылителя (Патент № RU 2481160 С1, МПК В05В 17/06, опубл. 10.05.2013), содержащего пьезоэлектрический преобразователь, концентратор, заканчивающийся инструментом с конусной распылительной поверхностью, в котором выполнены каналы, соединенные с осевым каналом для подачи распыляемой жидкости, центры каналов равномерно расположены по окружностям различного диаметра для обеспечения необходимой геометрии факела распыла. Недостатками предложенной конструкции являются необходимость принудительной подачи на распыляющую поверхность распыляемой жидкости, воздействуя на нее пневматически и необходимость подачи сжатого воздуха для дальнейшей транспортировки распыленной жидкости, что делает данное исполнение устройства с конической распыляющей поверхностью неприменимым в качестве мобильного устройства карманного исполнения.
Известно устройство для ультразвукового распыления лекарственных растворов (Патент № RU 14515 U1, МПК А61М 11/00, В05В 17/04, опубл. 10.08.2000), имеющее в составе кожух, герметичную емкость для распыляемой жидкости, ультразвуковой генератор и связанные с ним ультразвуковой компрессор и электромеханический преобразователь с ультразвуковым концентратором сложной формы. Устройство позволяет проводить обработку лекарственными растворами различной вязкости, направляя факел распыленной жидкости в нужные точки и зоны обрабатываемых участков, оперируя ручкой, жестко связанной с кожухом и корпусом устройства, устройство запитывается от сети и имеет встроенный преобразователь напряжения сети. Основными недостатками данной конструкции является привязанность к электрической сети, невозможность оперативно сменить емкость в распыляемой жидкостью, например с другой жидкостью, необходимость принудительной подачи жидкости на распыляющий орган устройства, реализованной с помощью встроенного ультразвукового компрессора.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является ультразвуковой аэрозольный аппарат, ультразвуковой распылитель и генератор высокочастотных колебаний для его осуществления (Патент № RU 22879 U1, МПК А61М 11/00, А61М 15/02, Н03В 5/36, опубл. 10.05.2002). Он состоит из корпуса, в котором размещены ультразвуковой распылитель, блок управления ультразвуковым распылителем, емкость для распыляемой жидкости выполнена съемной и сменной, устройство комплектуется адаптером питания для работы от сети и имеет встроенный низковольтный источник питания для автономной работы. Устройство выполнено портативным и переносным. Основными недостатками предложенной конструкции являются - ее габариты несовместимы с карманным ношением, ограниченность задания направления факела распыла, устройство предназначено для установки на ровной поверхности и степень свободы направления факела распыла ограничена выходным патрубком распыла.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в решении задачи миниатюризации для обеспечения компактности и мобильности до уровня карманного ношения, в исключении необходимости принудительной подачи распыляемой жидкости на распыляющую поверхность, в исключении необходимости подачи сжатого воздуха для обеспечения формирования факела распыла, в возможности быстрой смены одной распыляемой жидкости на другую с незначительными затратами на промывку устройства перед сменой распыляемой жидкости.
Наиболее полно сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 изображен чертеж портативного мобильного ультразвукового распылителя жидкости в разрезе, поясняющий конструктивное решение.
Технический результат достигается тем, что портативный мобильный ультразвуковой распылитель жидкости выполнен в едином корпусе 7, в переднем торце которого расположено ультразвуковое распыляющее устройство с мембраной из инертного материала 1, деформированной в форме усеченного конуса на части, образованной плоскостью сечения, параллельной основанию конуса, имеется перфорация. Ультразвуковое распыляющее устройство установлено на едином корпусе с помощью гайки 2, герметизация обеспечена кольцом 3, выполненным из стойкого к распыляемым жидкостям эластичного полимера, имеющим П-образный профиль. За счет перфорации мембраны 1 жидкость, натекающая из установленной съемной емкости 4 и смачивающая внутреннюю поверхность мембраны 1, заключена во внутреннем объеме устройства, состоящего из объема замембранного пространства, канала подачи распыляемой жидкости 17 и объема съемной емкости 4 для распыляемой жидкости, малость отверстий перфорации и малость высоты столба жидкости не позволяют ей свободно истекать через мембрану. Съемная емкость 4 вкручивается в штуцер 5 и уплотняется кольцом 15. Блок управления ультразвуковым распыляющим устройством 13 расположен с противоположной стороны единого корпуса относительно ультразвукового распыляющего устройства и отделен от него герметичной стенкой, провода от блока управления к ультразвуковому распыляющему устройству выходят из полости блока управления через отверстие и проходят в наружном кабель-канале 16 вне полостей единого корпуса. Герметичная стенка и наружный кабель-канал обеспечивают изоляцию блока управления и проводов к ультразвуковому распыляющему устройству от контакта с распыляемой жидкостью. На верхнюю поверхность единого корпуса из полости расположения блока управления выводятся валы верньер 8 настройки частоты и мощности ультразвуковых колебаний. Через внутреннюю стенку единого корпуса 7 разделяющую полости расположения блока управления 13 и полость эргономичной рукояти 6 посредством отверстия 12 проложены провода запитывающие блок управления постоянным электрическим током от аккумуляторной батареи 11, располагающейся в полости эргономичной рукояти 6. Так же в нижней стенки эргономичной рукояти расположен соответствующий разъем 10 для подключения аккумуляторной батареи к зарядному устройству, микропереключатель 14 включения/выключения питания блока управления, сопряженный с рычажным механизмом 9, приводимым в действие пальцем оператора. Устройство рычажного механизма 9 снабжено защитой от случайного нажатия при карманном ношении распылителя.
Работа портативного мобильного ультразвукового распылителя жидкости осуществляется путем установки съемной емкости 4 с жидкостью, соответствующей целям распыления, в штуцер 5. Во время установки устройство переворачивают, а емкость 4 держат вверх горлышком соответственно. Устанавливают закручиванием по, имеющейся в штуцере 5 и горлышке емкости, резьбе, после чего распылитель переворачивают в нормальное рабочее положение, соответствующее представленному на фиг. 1. Жидкость из емкости 4 по каналу 17 попадает на внутреннюю поверхность мембраны 1. Оператор распылителя, нажимая на рычаг 9, активирует подачу питания от аккумуляторной батареи 11 на блок управления 13 посредством микропеключателя 14. Блок управления 13 генерирует соответствующий сигнал, передаваемый на ультразвуковое распыляющее устройство. Находящаяся до этого в покое жидкость, под воздействием колебаний мембраны 1, принудительно попадает на внешнюю поверхность мембраны 1 через отверстия перфорации, где и происходит ее распыл. Во время работы распылителем, оператор может направлять факел распыла в произвольную сторону, под произвольными углами. Работа в строго вертикальном распыле (вниз или вверх) имеет некоторую особенность, в виде периодической необходимости поворота распылителя в положение, приведенное на фиг. 1, или близкое к нему, для удаления накопившихся в замембранном пространстве воздушных пузырьков в полость съемной емкости 4. Окончание работы происходит в обратной последовательности началу работ, распылитель переворачивают, выкручивают съемную емкость (переворот распылителя сопряжен с необходимостью удаления жидкости из замембранной полости по каналу 17 в съемную емкость).
Полезная модель портативного мобильного ультразвукового распылителя жидкости была осуществлена путем создания опытного образца, собранного в едином корпусе, спроектированного в соответствии с фиг. 1 и распечатанного на 3D-принтере, из соответствующих покупных изделий (ультразвуковой распылитель, блок управления, аккумуляторная батарея и микропеключатель). Распыление воды, водных растворов глицерина различных концентраций (от 5 до 30%) показали стабильный факел распыла протяженностью 80-100 мм, этилового и изопропилового спирта 70-90 мм, красок (использовались краски для офсетной печати, краски для бытовых струйных принтеров) 60-90 мм. В ходе испытаний, опытный образец портативного мобильного ультразвукового распылителя жидкости, показал свою эффективность в нанесении маркировки через трафарет, в качестве «дистанционной кисти» при нанесении изображений художественного содержания на различные поверхности (с многократной заменой съемных емкостей с красками разных цветов), при бесконтактной обработке кожных покровов спиртосодержащими антисептическими средствами, при осуществлении бесконтактной смывки спирторастворимых загрязнений с различных поверхностей.