УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОЙ СРЕДЫ

Группа полезных моделей относится к области ультразвукового распыления жидкостей, растворов, суспензий и может быть использована в различных областях техники, в частности, в машиностроении, химической и легкой промышленности.
Известно ультразвуковое устройство распыления жидких сред, содержащее ультразвуковой излучатель с концентратором и систему подвода жидкой среды к торцевой поверхности концентратора (см. патент РФ 2033278, 1995).
Недостатками этого устройства являются низкая дисперсность, малая производительность, ограниченная возможность регулирования дисперсии.
Ближайшим аналогом группы полезных моделей является устройство для ультразвукового распыления жидких сред (см. патент РФ 2033279, 1995), содержащее стержневой концентратор для передачи ультразвуковых колебаний жидкой среде, корпус с соплом и средство для подачи жидкой среды на торцевую поверхность концентратора, при этом концентратор установлен в корпусе с зазором.
Недостатками этого устройства являются низкая производительность, малый диапазон регулирования дисперсности, отсутствие возможности распыления вязких жидкостей, невозможность работы устройства при различной ориентации в пространстве, связанное с использованием в качестве механизма распыления силы тяжести.
Задачей группы полезных моделей является создание устройства с расширенными функциональными возможностями.
Достигаемый при этом технический результат состоит в повышении производительности, обеспечении широкого диапазона регулирования дисперсии и обеспечении распыления вязких жидкостей, в улучшении качества дисперсии и повышении эффективности работы при различной пространственной ориентации устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве ультразвукового распыления жидкой среды с использованием стержневого концентратора для передачи ультразвуковых колебаний жидкой среде, содержащем корпус с соплом, причем концентратор установлен в корпусе с зазором, а его торцевая поверхность установлена с зазором относительно торцевой поверхности сопла, и средство для подачи жидкой среды на торцевую поверхность концентратора, в котором концентратор выполнен с каналом для подачи газообразной среды под давлением.
Указанный результат достигается и тем, что корпус выполнен герметичным, а канал для подачи газообразной среды - с возможностью подачи ее по оси концентратора; что сопло имеет цилиндрическую форму; что в качестве газообразной среды использован воздух; что средство для подачи жидкой среды выполнено в верхней части корпуса с его боковой стороны.
Этот же технический результат достигается и тем, что в устройстве ультразвукового распыления жидкой среды с использованием стержневого концентратора для передачи ультразвуковых колебаний жидкой среде, содержащем корпус с соплом, причем концентратор установлен в корпусе с зазором, а сопло установлено с зазором в выемке концентратора, расположенной со стороны его торцевой поверхности, и средство для подачи жидкой среды в корпус, концентратор выполнен с каналом для подачи газообразной среды под давлением к поверхности выемки, обращенной к торцу сопла.
Указанный технический результат достигается также тем, что средство для подачи жидкой среды выполнено в верхней части корпуса с его боковой стороны;
что корпус выполнен герметичным, а канал для подачи газообразной среды - с возможностью подачи ее по оси концентратора; что поверхность выемки, обращенная к торцу сопла, выполнена под углом к оси концентратора; что в качестве газообразной среды использован воздух; что длина концентратора составляет 3/4λ, а длина выемки - λ/4, где λ - длина волны.
На фиг.1 схематично изображено один из вариантов устройства согласно полезной модели.
На фиг.2 схематично изображен другой вариант устройства согласно полезной модели.
Устройство для распыления жидких сред по первому варианту (фиг.1) содержит магнитострикционный излучатель ультразвуковых колебаний с рубашкой жидкостного охлаждения (на чертеже не показаны), соединенный с излучателем стержневой концентратор 1, корпус 2 с соплом 3, средство 4 для подачи жидкой среды на торцевую поверхность концентратора 1. Концентратор 1 установлен в корпусе 2 с зазором, а его торцевая поверхность установлена с зазором относительно торцевой поверхности сопла 3, и, концентратор 1 выполнен с каналом 5 для подачи газообразной среды под давлением в зазор между торцевыми поверхностями концентратора 1 и сопла 3. Сопло 3 имеет цилиндрическую форму, а средство 4 выполнено в верхней части корпуса 2 с его боковой стороны. Корпус 2 выполнен герметичным, а канал 5 для подачи газообразной среды - с возможностью подачи ее по оси концентратора 1.
Устройство работает следующим образом.
Распыляемую жидкость подают в корпус 2, где она поступает в зазор между корпусом 2 и концентратором 1 и далее в зазор между торцевыми поверхностями концентратора 1 и сопла 3. Воздух под давлением подают в канал 5. Колебания концентратора создают разряжение у его торцевой поверхности, что способствует дроблению жидкой среды. От торцевой поверхности концентратора 1 диспергированную жидкую среду через сопло 3 выталкивает воздух, что позволяет увеличить производительность, обеспечить распыление вязких сред и дает возможность устройству работать при любой пространственной ориентации.
Устройство по другому варианту (фиг.2) содержит магнитострикционный излучатель ультразвуковых колебаний с рубашкой жидкостного охлаждения (на чертеже не показаны), соединенный с излучателем стержневой концентратор 1, корпус 2 с соплом 3, средство 4 для подачи жидкой среды на торцевую поверхность концентратора 1. Концентратор 1 установлен в корпусе 2 с зазором, а сопло 3 установлено с зазором в выемке концентратора 1, расположенной со стороны торцевой поверхности последнего. Концентратор 1 выполнен с каналом 5 для подачи газообразной среды под давлением. Сопло 3 имеет цилиндрическую форму, а средство 4 выполнено в верхней части корпуса 2 с его боковой стороны. Корпус 2 выполнен герметичным, а канал 5 для подачи газообразной среды - с возможностью подачи ее по оси концентратора 1. Поверхность выемки, обращенная к торцу сопла 3, выполнена под углом к оси концентратора 1. Длина концентратора 1 составляет 3/4λ, а длина выемки - λ/4, где λ - длина волны.
Устройство работает следующим образом.
Распыляемую жидкость подают в корпус 2, где она поступает в зазор между корпусом 2 и концентратором 1 и в выемку концетратора 1. Воздух под давлением подают в канал 5. Колебания концентратора создают разряжение у его торцевой поверхности, что способствует дроблению жидкой среды. От торцевой поверхности концентратора 1 диспергированную жидкую среду через сопло 3 выталкивает воздух, что позволяет увеличить производительность, распылять вязкие среды и дает возможность устройству работать при любой пространственной ориентации.
Кроме того, за счет радиальных ультразвуковых колебаний стенок стержневого концентратора 1 по месту выемки возникает кавитация, что дает возможность лучше распылять вязкие жидкости и улучшить качество дисперсии. При выполнении поверхности выемки стержневого концентратора 1, обращенной к соплу 3 под углом α к его оси, обеспечиваются дополнительные возможности по регулированию дисперсии, вследствие того, что угол падения жидкости на поверхность выемки стержневого концентратора 1 равен углу отражения, изменение угла α дает дополнительные возможности по регулированию дисперсии.
Для максимальной эффективности устройства длина концентратора 1 должна составлять 3/4λ, а длина выемки - λ/4, где λ - длина волны.