Nguyên lý làm việc và ưu điểm của thiết bị phun siêu âm

Phun sơn luôn có trong cuộc sống của chúng ta và được sử dụng từ lâu đời với nhiều mục đích khác nhau, trong đó có việc phun sơn trang trí và bảo vệ. Do đó, nó là một công cụ khác dành cho các nhà khoa học vật liệu để chuẩn bị màng mỏng. Trong quá trình phun, kích thước vòi phun, hình dạng vòi phun, giảm đầu phun để giảm khoảng cách bề mặt, tốc độ phun và độ nóng của bề mặt trong quá trình phun là những thông số có thể được kiểm soát để đạt được kết quả tốt nhất.

Sử dụng vòi phun siêu âm, dung dịch phun có thể được đồng nhất, kích thước giọt có thể được kiểm soát hiệu quả (tần số vòi phun ảnh hưởng đến kích thước giọt) và lượng sương giảm vi mô có thể được phân phối, đảm bảo sự đồng nhất về thành phần, cấu trúc và độ chính xác của các màng và mẫu tạo thành . Chất thải vật liệu được giữ ở mức tối thiểu và ít rủi ro hơn đối với người vận hành thiết bị.

01 Cách thức hoạt động

Nguyên lý hoạt động của đầu phun siêu âm là sử dụng đầu dò sóng siêu âm để biến đổi sóng âm tần số giảm cao thành năng lượng cơ học, sau đó chuyển hóa thành chất lỏng, từ đó tạo ra sóng dừng. Khi chất lỏng rời khỏi bề mặt nguyên tử hóa của vòi phun, nó sẽ vỡ ra thành một màn sương mịn có kích thước micrô đồng nhất làm giảm các giọt có kích thước. Không giống như các vòi phun truyền thống dựa vào áp suất và chuyển động giảm tốc độ cao để phá vỡ chất lỏng thành các hạt nhỏ. Vòi siêu âm sử dụng siêu âm nguyên tử hóa chất lỏng, và năng lượng rung siêu âm thấp. Chất lỏng có thể được đưa đến đầu phun bằng trọng lực hoặc máy bơm chất lỏng áp suất thấp để phun liên tục hoặc gián đoạn.

02 Nhược điểm của phun truyền thống

Vòi phun áp lực ban đầu được sử dụng để phun. Vòi phun áp lực có độ bền kém khi phun, dễ bị tắc nghẽn, yêu cầu hệ thống phức tạp hơn một chút (để tạo áp lực), nhiều chất thải vật liệu và ô nhiễm môi trường, đặc biệt nguy hiểm cho người phun.

Phun nguyên tử khí có tỷ lệ chuyển hóa thấp và chất thải cao; thời gian phun hơi lâu do áp suất thấp; khi không khí lưu thông không thông suốt, dễ xảy ra hiện tượng phun quá mức hoặc sương sơn; bởi vì sự xuất hiện cuối cùng là rất mịn, bụi và không khí yêu cầu trên bề mặt là rất cao nghiêm ngặt; Độ nhớt của sơn cần được giảm bớt bằng cách thêm dung môi hoặc nhiệt để đạt được hình thức đẹp.

03Những ưu điểm của phun siêu âm

Không giống như vòi phun áp lực, vòi phun siêu âm không sử dụng áp suất cao để ép chất lỏng qua các lỗ nhỏ để tạo ra tia phun. Chất lỏng được đưa qua trung tâm của vòi phun bằng một lỗ lớn hơn mà không có áp suất và được phun ra do rung động siêu âm trong vòi phun. Các vòi phun của các kênh cung cấp chất lỏng và các lỗ phun tương đối lớn, tạo điều kiện cho tắc nghẽn làm giảm lượng phun tự do.

Phun ổn định

The ultrasonic spraying system can work with automated integrated equipment, and the spraying quality is stable, and the particle size is between 25μm and 50μm.

Tính đồng nhất cao hơn

So với công nghệ phun truyền thống, độ đồng đều và khả năng kiểm soát của hệ thống phun siêu âm được cải thiện đáng kể. Các khuyết tật thông thường trên bề mặt của lớp phủ thiết bị y tế được loại bỏ và hỗ trợ kỹ thuật được cung cấp để chuẩn bị cho hiệu suất tuyệt vời của lớp phủ bề mặt của các thiết bị y tế can thiệp.

Có thể được trang bị với nền tảng được sưởi ấm

Máy phun siêu âm có thể được trang bị bộ phận gia nhiệt cho chất nền, chẳng hạn như tấm gia nhiệt. Nhiều ống tiêm được kiểm soát độc lập (hộp đựng dung dịch phủ) có thể được sử dụng để xử lý các vật liệu khác nhau, điều này cần thiết cho việc chế tạo nhiều lớp giảm hoặc tạo thành các màng khác nhau trên các phần khác nhau của chất nền giảm, nếu cần thiết, một trong các ống tiêm có thể chứa chất lỏng sạch, chẳng hạn như như nước cất, để tránh nhiễm bẩn. Máy phun siêu âm có thể được sử dụng kết hợp với lớp phủ nhúng, trong trường hợp đó, mô-đun lớp phủ nhúng vẫn đứng yên trong khi có thể di chuyển.

Kiểm soát chính xác phân phối giọt

Mỗi vòi phun siêu âm hoạt động ở một tần số cộng hưởng cụ thể, xác định kích thước trung bình của các giọt. Kích thước giọt gần như không thay đổi và có thể nằm trong phân bố giọt được dự đoán nghiêm ngặt về mặt toán học. Kích thước của các hạt nguyên tử hóa về cơ bản là một hàm của tần số hoạt động, tần số càng cao thì các hạt nguyên tử hóa càng nhỏ.

Chống giảm ô nhiễm

Các đầu phun được làm từ hợp kim titan có độ bền cực cao và các kim loại độc quyền khác, làm cho chúng có khả năng chống hóa chất đặc biệt và có đặc tính âm thanh tuyệt vời. Phần tử nhiễm điện được chứa trong một vỏ kín để bảo vệ cụm vòi phun khỏi sự nhiễm bẩn từ bên ngoài. Ống cung cấp chạy suốt chiều dài của vòi phun. Thiết kế của vòi phun đảm bảo rằng chất lỏng chỉ tiếp xúc với titan bên trong vòi phun.

04

Yếu tố hiệu suất vòi phun

tính chất lỏng

Gần như tất cả dữ liệu về kích thước giọt do các nhà sản xuất vòi phun cung cấp đều dựa trên việc phun nước ở 70 độ F (21 độ) trong điều kiện phòng thí nghiệm. Ảnh hưởng của các đặc tính chất lỏng cần được hiểu và xem xét khi lựa chọn vòi phun cho các quá trình nhạy cảm với kích thước giọt.

Nhiệt độ

Sự thay đổi nhiệt độ chất lỏng không ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của vòi phun, nhưng có thể ảnh hưởng đến độ nhớt, sức căng bề mặt và trọng lượng riêng, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất vòi phun.

Tỷ lệ

Khối lượng riêng là tỷ số giữa khối lượng của một thể tích chất lỏng nhất định với khối lượng của cùng một thể tích nước. Trong quá trình phun, ảnh hưởng chính của trọng lượng riêng của chất lỏng khác với nước là công suất của vòi phun. Tất cả dữ liệu hiệu suất của vòi phun giảm do nhà cung cấp cung cấp đều dựa trên việc phun nước.

Độ nhớt

Độ nhớt động lực được định nghĩa là đặc tính của chất lỏng để chống lại những thay đổi về hình dạng hoặc sự sắp xếp của các phần tử của nó trong quá trình chảy. Độ nhớt của chất lỏng chủ yếu ảnh hưởng đến sự hình thành kiểu phun và kích thước giọt. So với nước tinh khiết, chất lỏng có độ nhớt cao hơn yêu cầu áp suất tối thiểu cao hơn để bắt đầu hình thành dạng phun và tạo ra góc phun hẹp hơn.

Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt của chất lỏng có xu hướng giả định là kích thước nhỏ nhất có thể, hoạt động như một màng chịu lực căng. Bất kỳ phần nào của bề mặt chất lỏng đều tạo ra lực căng lên các phần lân cận hoặc các vật thể khác tiếp xúc với nó. Lực nằm trong mặt phẳng của bề mặt và lực trên một đơn vị chiều dài là lực căng bề mặt. Ảnh hưởng chính của sức căng bề mặt phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất làm việc tối thiểu, góc hướng phun, và kích thước giọt.

Vòi phun mặc

Sự hao mòn của vòi phun được biểu thị bằng sự gia tăng công suất vòi phun và sự thay đổi trong kiểu phun, trong đó sự phân bố (độ đồng đều của kiểu phun) xấu đi và tăng kích thước giọt. Lựa chọn vật liệu chống mài mòn của kết cấu có thể kéo dài tuổi thọ của vòi phun. Bởi vì nhiều vòi phun chất lỏng riêng lẻ được sử dụng để đo lưu lượng, các vòi phun bị mòn có thể dẫn đến việc sử dụng chất lỏng quá mức.