超声喷嘴概述

1、超声喷嘴概述超声波喷嘴系统取代压力喷嘴，在广泛的工业和研发应用。废物对环境的关注和不可接受的数量巳引起科 学家，工程师和设计师采用超声喷雾喷嘴系统作为一种技术，更精确，可控性更强，更环保的涂料中的应 用。索诺-Tek的超声波喷嘴，用他们特有的细水雾喷，极大地减少过喷，节省金钱和减少大气污染。他们还 广泛开辟一个新的应用可能性。他们是理想的，例如，当需要极低的流速。本公司的超声波无堵塞喷嘴 不会穿出来，他们帮助减少在关键制造工艺的停机时间。对于基材涂料，保湿，喷雾干燥，卷绕镀膜，精细喷涂线，和其他许多工业和研发应用，索诺-Tek的超 声波喷嘴产量结果远远优于其他技术。索诺-Tek的超声波喷嘴减少

2、:材料消耗高达80%浪费的过度喷涂，大气污染废物处置维修和停机多功能，可靠，一致的喷雾模式容易形成精确的涂层应用高度可控喷涂生产可靠的，一致的结果无堵塞没有运动部件的磨损耐腐蚀的钛金属和不锈钢结构超低流量的能力，间歇性或持续超声波喷嘴技术区分压，超声雾化喷嘴从大多数其他喷嘴的一个特点是其软，低速精雾状喷洒，通常在每秒3-5英寸的顺 序。液体雾化成细水雾喷，使用高频率的声波振动。压电换能器转换成机械能电力输入的振动，在液体中 创建的毛细波，当进入喷嘴的形式。其他常见的雾化技术，使用压力以产生喷雾，一般超过100生产速 度下降超声雾化产生的时代。这个速度差意味着压力喷雾剂产生尽可能多的动能，做超声

3、雾化喷洒10000 次的顺序。这鲜明的对比喷雾能源具有重要的实际影响。在涂料的应用，加压，低速喷雾显著减少过喷量以来的下降往往在基板上，而不是关闭它反弹， 解决。这意味着进入实质性的节省材料和减少排放到环境。喷雾，可精确控制和形引气辅助气流滞销喷雾。小到0.070英寸的喷雾模式广泛高达1-2英尺宽， 可以用喷涂成型设备的专业类型。超低流量由于超声雾化过程中的功能不依赖于压力，主要是由一个单位时间内的喷嘴雾化液量控制喷嘴一起使用的 液体输送系统。索诺-Tek的超声波喷嘴的整个家庭的流速范围是从低到每秒高达约6加仑每小时几微升。根据特定的喷嘴和聘用（齿轮泵，注射泵，加压水库，蠕动泵，重力饲料，等）

4、液体输送系统的类型，该 技术能够提供非凡的各种流/喷的可能性。跌落尺寸范围选择性，一般情况下，超声雾化生产的下降有一个相对狭窄的的粒度分布。中位数下降的尺寸范围为18-68微米， 取决于特定类型的喷嘴的工作频率。作为一个例子，一个喷嘴直径约为40微米大小的中位数下降，99.9% 的下降将下降在5-200微米直径的范围。超声雾化无处不在的开尔文勋爵的作品。超声雾化无处不在的开尔文勋爵的作品。超声雾化现象有其根源在于在19世纪后期声学物理，特别是在简单地说，当液膜是放置在光滑的表面设置成振动，振动方向垂直于表面的议案等，液体吸收振动能量， 这是转化成驻波。定期交替在两个方向延伸，在左边的显微照片显

5、示的波峰和波谷，被称为毛细波，这些 波形成一个长方形的格子图案，在液体表面上。当底层的振动幅度的增加，波的振幅相应增加，也就是说，坝顶高和波谷更深。毛细波的高度超过要求， 以保持其稳定性，最终达成一个关键的振幅。其结果是，海浪崩溃和液体的小水珠雾化表面正常的退化波 的顶部弹出。一个有用的比喻，有助于可视化这个过程中，来自我们的日常经验。到岸边的海浪通过开放 水域从稳定过渡到不稳定，他们的做法岸边。波的形式泡沫破碎的不稳定是显而易见的。在这种类型的波不稳定的原因是，因为它接近岸边，波接触的底部洋底，并减缓了摩擦力。波顶，另一方 面，继续前进畅通的。最终的结果是，波倾翻。在这个分手的过程中，从弹出

6、的小水珠喷波面。虽然执政 创造一喷毛细血管和海浪的机制不同，结果是相似的。超声波喷嘴，作为他们的名字所暗示的，超声波喷嘴采用高频声波，超出人类的听觉范围。圆盘形压电陶瓷换能器转 换成机械能电能。传感器接收的高频信号从一个发电机电输入，并转换成振动的议案，在相同的频率。两 个钛合金气瓶放大的议案，并在雾化表面的振动幅度增加。喷嘴配置，压电晶体的激发，创造横向驻波沿喷嘴的长度。来自位于大直径喷嘴体晶体经过超声波能量驻 波喷嘴的长度，因为它穿越了一步过渡和放大。喷嘴设计（如下所示），这样一个节面是位于晶体之间。超声波能量有效的雾化，雾化表面（喷嘴）必须 设在反节点，振幅最大的地方。而要做到这一点，喷

7、嘴的长度必须是一个半波长的整数倍。由于波长取决 于工作频率，喷嘴尺寸均受频率。一般情况下，高频率的喷嘴较小，创建更小的下降，因而有较小的最大 流量比在较低频率下运行的喷嘴能力。ANtJ-NODE NOM ARIll-NCiM RING SEALMAJUMUM VtBAATlONAL MflPtlTUDlPffiZOElfCTRlC CRYSTALSWOMIZtD LIQUID IS GENfcRAlFDASASOFL LOW VELOCITY SPRAY RESULTIMG IN MINIMAL OVERSPRAYfliraMfziNGSURFAceFRONT HOUSfNG jLIQUID

8、Ff ED CHANNELD-W(iSEALELECTRI31 CONN ECTOR TO THEfiflOAOBAND ULTRASONIC GE.NERAT0KACTIVEtLECTftODtIlTAMfUM REAR ANtJ-NODE NOM ARIll-NCiM RING SEALMAJUMUM VtBAATlONAL MflPtlTUDlPffiZOElfCTRlC CRYSTALSWOMIZtD LIQUID IS GENfcRAlFDASASOFL LOW VELOCITY SPRAY RESULTIMG IN MINIMAL OVERSPRAYfliraMfziNGSURFA

9、ceFRONT HOUSfNG jLIQUID Ff ED CHANNELD-W(iSEALELECTRI31 CONN ECTOR TO THEfiflOAOBAND ULTRASONIC GE.NERAT0KACTIVEtLECTftODtIlTAMfUM REAR HORNGROUND E-LLtlRODEHFAfl HOUSINGGROUND LUGTllAhllUM AMPLIFYINGSECTION (FRONT HORN；Q-H1NC5EAL喷嘴体是由钛制造，由于其良好的声学特性，拉伸强度高，优异的耐腐蚀性。通过大，无堵塞饲料，运行 喷嘴的长度的管引入到雾化表面的液体吸收部分振动

10、能量，设立在液体表面上的波浪运动。对于液体雾化， 雾化表面的振动幅度，必须小心控制。低于所谓的临界振幅，能量不足以产生雾化滴。如果幅度过高，液 体是从字面上撕开，并大块”流体喷出，空化作为巳知的条件。不仅是生产喷嘴的优良特性，低速雾的幅 度理想，在输入功率的窄带。输入能量的精细控制是区别于其他如焊工，乳化剂，超声波清洗机超声波设备超声波雾化喷嘴;其他设备上 靠空化为了几百到数千瓦特的输入功率。超声雾化，一般都在15瓦功率水平。电源是通过调整电源的输 出电平控制。由于雾化机制依赖只介绍雾化表面上的液体，液体雾化率完全取决于在它被传递到表面的速度。因此，每 一个超声喷嘴有一个固有的广泛的流量范围。

11、从理论上讲，拒绝”的比例（比例最大的可能最小流量）是 无限的。在实践中，这一比例是有限的，以约5时01分，设计约束的结果。超声波喷嘴工作原理每个超声喷嘴工作在一个特定的共振频率，这主要是由喷嘴的长度决定。喷嘴的电活性元素都包含在一个 密封外壳保护钛酸铅锆/压电换能器，电极，并连接线从外部污染。化学防渗O型圈确保密封的完整性。 喷嘴是从一个非常高强度的钛合金（钛6AL - 4V）和316不锈钢制造，这使得它非常耐化学武器袭击， 并提供优越的声学特性。下面是一个典型的生产喷嘴截面。有几个特点值得注意。电活性元素都包含在一个密封外壳保护钛酸铅锆/压电换能器，电极，并连接线从外部污染。化学防渗O 型圈

12、确保密封的完整性。住房提供了一个方便的位置安装在大多数应用中的喷嘴，因为它是唯一的喷嘴部分，是超声积极。对于涉 及一个真空室或其他类型的化学反应室的接口应用，住房，可配备或安装法兰的组成部分，对现有的反应 堆端口螺栓。前方和后方两个角是从一个非常高强度的钛合金（钛6AL - 4V）捏造。这种合金还具有优异的抗化学腐蚀。 住房是316不锈钢制造。电连接器是一个密封的SMA连接器由不锈钢制成。钛角和房屋的前部和后部的 部分之间的O型密封圈的Kalrez （杜邦公司的商标）。之间的前部和后部外壳的O型密封圈氟橡胶（杜 邦公司的商标）。液体进料管，喷嘴运行的整个长度，是一个不可分割的一部分的前面钛号角

13、。因此，仅液体喷嘴内的钛接 触。通常情况下，喷嘴提供316不锈钢压缩配件安装在液体进料管，配以适当的聚合物管的后部。喷嘴上面显示功能的一个锥形雾化表面。其目的是为了传播喷雾。有些应用需要，喷雾很窄。在这种情况 下，雾化表面雕刻成一个平面或接近平坦的表面。根据喷型宽度的要求和所需的流量，雾化表面可能有一 个非常小的直径或延长，平段。如下的可能性。右图左侧的图示表示的圆锥状的雾化表面产生一个锥形的喷雾模式。通常情况下，喷信封直径2-3英寸才 能实现。该中心的例子是索诺康MicroSpray喷嘴的特点。对于这种类型的喷嘴，孔口尺寸范围从0.015-0.040 英寸。它通常建议在使用流率非常低，需要窄

14、的喷雾模式的应用。右边的插图描绘了一个圆柱形的喷雾形状，流量可以比较高的应用场合中使用，但必须喷型的横向范围有 限。超声波喷嘴操作注意事项1=超声波喷嘴操作注意事项1=输入功率范围毛细管波机制，管超声雾化是讨论的基础知识 、页面上。在那里，有人说，雾化过程是局限于一个相对 狭窄的输入功率范围。低于临界功率水平，有足够的能量，造成雾化。雾化收益通常是功率范围一般只局 限于一个狭窄的区域，约1-2瓦高于临界功率水平。超出这个范围的功率水平，液体从字面上是撕开过 剩提供能源，造成大块的材料特征软细滴喷雾，而不是被驱逐。这种情况被称为汽蚀。所需功率的确切大小取决于几个因素。这些措施包括:喷嘴类型液体的

15、特性（如粘度，固体含量）流量每个喷嘴类型，由于其特定的几何形状和其他因素，一般都会有一个不同的临界功率水平相同的液体。例 如，一个48 kHz的喷嘴设计一个锥形雾化表面提供大量的流速广角喷雾模式，关键的功率水平，一般会 在3.5-4瓦的输入功率附近时，雾化水。另一个喷嘴，在相同的频率，但设计用于微流操作（一个非常小 的雾化表面），可能只需要2瓦雾化水。被雾化的液体类型，强烈地影响最小的功率水平。更粘稠液体或液体，固体含量高，普遍提高最低的功率 要求。例如，在最后一段中提到的一个锥形雾化表面的48 kHz的喷嘴，可能需要至少8瓦的输入功率， 如果被雾化的液体分别为20%的固体含量，异丙醇基材料。

16、见各种液体的相容性超声雾化液体的性质如 何确定与否的材料是一种超声雾化很好的候选人的进一步信息。流速也起着作用，在确定的最低功率水平。对于一个给定的喷嘴，流速越高，越高，所需的功率，因为喷 嘴工作在更高的流速更难。流速喷嘴的雾化能力承担的进一步信息，请参阅流量范围和液体输送问题。温度限制，包括超声波喷嘴的积极分子的压电换能器是有限的，最高工作温度。该限制的特点是定义为材料的压电 属性消失时的温度，居里点失去其永久极化的结果。超声波喷嘴中使用的铅锆钛酸传感器，居里点是刚刚 超过300摄氏度。然而，这并不意味着，传感器可以工作在任何地方的温度接近这个极限，因为在压电性能的退化降级，逐 渐不是突然，

17、随着工作温度。一个实际的上限为大约150摄氏度，没有更低的温度限制。因此，将这些传感器的喷嘴也同样有限的工作温度，无论是在中，可以将它们放在的环境和贯穿其中的液 体温度。方法巳被开发为空气或气体冷却，因此，它有可能在某些情况下的高温下工作在喷嘴。必须包括 在热方程的另一个因素是，喷嘴产生一定的热量。它可能在高功率和100%的占空比经验喷嘴经营30度 C的温度上升。虽然这代表着一个极端的情况下，这个因素应该记住，在评估什么，如果有的话，冷却需要。如果你有一个应用程序，涉及高温，咨询索诺康。一个解决方案通常是用。超声波喷嘴墨滴大小和分布掉落的大小是由超声波产生的喷雾喷嘴振动的频率，被雾化的表面张力

18、和液体的密度。但是，频率的主要 因素。墨滴大小中位数频率的2/3次方成反比。因此，更高的频率较小的墨滴大小中位数。通常情况下，从超声波喷嘴的液滴大小分布如下日志正态分布曲线。简单来说，这种分布熟悉的钟形，但 在对数刻度。所附的图表显示此为对水的几个喷嘴频率累计基础上的分布。HQE腊匕巨5NLJJA3MO_ILJJIsdo&oLL.o INLJJznlLJJdHQE腊匕巨5NLJJA3MO_ILJJIsdo&oLL.o INLJJznlLJJd Number median diameur_ Number mean diameter Surface mean diameter Weight mea

19、n diameter - Sauter mean diameterDROP DIAMETER (MICRONS)Note: Dara compiled for water. Other materials mav give different results.各种参数可以用来描述一个特定的下降分布的均值和中位数的墨滴大小。数中位数直径定义墨滴大小的 50%点-也就是说，一个半滴喷雾直径大于这个值，而另一半有直径小于这个值。这个数字意味着和重 量平均直径平均直径。数量平均直径是获得加在一起的每一滴喷雾样品的直径和除以滴在样品的数量总和。 是通过加在一起的每一滴喷雾样品的体积（体积与直径的立方成正

20、比），这笔款项的立方根，最后由滴数 除以体重平均直径。Sauter平均直径是一家专业的参数，主要用于在燃烧应用。措施的滴体积表面积的有 效的比例。工作频率（KHZ）液滴直径中位数（微米）*25553549483860311201818013超声喷嘴流量范围l=J超声喷嘴流量范围l=J|=|索诺-Tek的超声波喷嘴涵盖范围很广，从几微升/分钟的流速高达6加仑/小时。一个特定的喷嘴的流速 范围是由三个因素：孔口尺寸雾化表面积液体的特点最后一个因素，液体的特点，包括在部分超声雾化与各种液体的兼容性。更困难的液体雾化，较低，将其 最大流速为一个给定的的喷嘴。孔口尺寸，起着主要作用在确定最大和最小流量的

21、。最大流率与液体流的速度，因为它的雾化表面上出现。 雾化过程依赖于液体流扩散到表面毛细波。流速度低，表面力足够强大的吸引”的液体，并导致其抱住表 面。作为流的增加速度，达到一个临界速度是表面部队克服流的动能，导致成为完全从表面分离流。（从 投手浇筑水的行为，是从我们的日常经验的一个很好的模拟。）由于多年来我们的观察结果，临界速度是13英寸/秒的顺序。作为一个例子，一个喷嘴孔口直径为0.100 英寸，这意味着进入一个GPH （约1.7毫升/秒）的最大流量。从理论上讲，是没有任何孔口尺寸的低流量的速率限制，因为这个过程是独立的压力。然而，在实践中， 确实存在下限。由于流量减少，达到一个点的速度变得

22、如此之低的液体到在非均匀的圆周方式的雾化表面 出现，造成雾化模式变得扭曲。在某些应用中，稳定的喷雾模式是不重要的（如某些化学反应室），这种 扭曲可能还可以忍受。在其他应用程序，模式的完整性是非常重要的（如表面涂层），低速流扭曲都是不 可接受的。在这种情况下，作为一个实际问题，从一个给定大小的孔流的最小速度，最大速度是20%左右。 对于我们上面的例子中，最大流速为1.7 GPH，最小流量约0.35 GPH。雾化表面积可用金额是最后一个因素，影响最大流量从一个给定的喷嘴。有些涉及这方面的超声波喷嘴理 论，使我们在这里不赘述。如果你感兴趣，在细节上进一步的信息是可用的。一个给定大小的雾化表面明显有多

23、少液体，它可以支持创建，需要创建毛细波的电影的限制。如果在表面 上的倾销的数量变得太大，淹没了表面的能力，以维持液膜。前索诺康进行了十多年的研究显示，可持续发展的最大流量不仅取决于可用的房地产量，但也对喷嘴的工 作频率。较低的频率喷嘴可以支持更大的流速，频率高于具有相同的雾化表面积的喷嘴。考虑到的表面面 积和工作频率，我们到达了部分实验/部分理论的关系，在最大流量如下： 实验待定常数，k是主要依赖表面积，修改频率的关系，这是理论。一个是雾化表面积。k的大小是28,500 秩序。下图列出这些结果索诺-Tek公司生产的喷嘴的频率范围。纵坐标，具体的流量，R，简直是最大流 速，F最大，除以面积，A.总之，有三个因素，可以判断一个给定的喷嘴最大流量。然而，在每一个实例，这些因素