دستگاه اتمایزر التراسونیک
اتمایزرهای التراسونیک (فراصوت) برای تولید اسپری بسیار ریز از مایع استفاده می‌شود که در آن با تبدیل امواج صوتی فرکانس بالا به انرژی مکانیکی و انتقال آن به مایع حین خروج از نازل، یک غبار ریز از قطرات یکنواخت به اندازه میکرون تولید می‌کنند. مایع مورد استفاده می‌تواند مایع معمولی تا فلز مذاب باشد.
- دستگاه اتمایزر التراسونیک چیست؟
در اتمایزرهای التراسونیک (فراصوت) با کمک فناوری فراصوت، سعی می‌گردد اسپری بسیار ریز از مایع تولید گردد. این مایع حین خروج از نازل، تبدیل به غبار ریز و یکنواخت به اندازه میکرون می‌شود. در اسپری فراصوتی مایع بدون فشار از وسط یک نازل با دهانه نسبتا بزرگ تغذیه می‌شود و به دلیل ارتعاشات اولتراسونیک در نازل اتمیزه می‌شود. یک ترنسدیوسر پیزوالکتریک ساندویچی با مهندسی دقیق اختصاصی شرکت فراصوت تجهیز ایرانیان (ایران التراسونیک) انرژی مکانیکی مورد نیاز برای ایجاد ارتعاشات در نازل را فراهم می‌کند. توان مورد نیاز برای کار با نازل های اولتراسونیک معمولا بین 5 تا 40 وات متغیر است.
شماتیک عملکرد اتمایزر التراسونیک مبتنی بر سیستم کاویتاسیون
مقایسه پاشش التراسونیک با اسپری هوا
- ویژگی‌های نازل دستگاه اتمایزر التراسونیک
هر نازل التراسونیک با فرکانس تشدید خاصی کار می‌کند که اندازه قطرات متوسط را تعیین می‌کند. اندازه قطرات واریانس کمی دارند و می‌توان آنها را از نظر ریاضی محاسبه کرد که در یک توزیع قطره پیش‌بینی شده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، یک نازل 120 کیلوهرتز قطرات با متوسط اندازه ذرات 18 میکرون (هنگام پاشش آب) تولید می‌کند. هرچه فرکانس بالاتر باشد، اندازه متوسط قطره کوچکتر است.
نازل‌ها از یک آلیاژ تیتانیوم با استحکام بسیار بالا و سایر فلزات برای بدنه و اجزای دیگر ساخته شده اند که آنها را در برابر واکنش‌های شیمیایی مقاوم می‌کند. تمامی اجزای ترنسدیوسر پیزوالکتریک در یک محفظه آب‌بند قرار دارند که از اجزای نازل در برابر آلودگی خارجی محافظت می‌کند.
همچنین، اتمایزرهای ساخت شرکت فراصوت تجهیز ایرانیان امکان کارکرد پیوسته و یا پالسی (روشن و خاموش شدن در فواصل زمانی مشخص) را دارند.
- کاربردهای صنعتی اتمایزرهای التراسونیک
اتمیزاسیون التراسونیک کاربردهای متنوعی در صنعت نظیر نبولایزر دارویی، استریل کردن، پوشش‌دهی سطح، اسپری سوخت مایع، تولید پودرهای فلزی، پرینترهای جوهری و غیره آن دارد که در آن کیفیت ریز بودن ذرات از اهمیت بالایی برخوردار است.
ویژگی سرعت کم اسپری و اعمال پوشش یکنواخت این تکنولوژی را برای صنایع پوشش‌دهی و روانکاری مطلوب می‌کند.
ویژگی تولید اسپری بسیار ریز با سرعت کم استفاده از فناوری فراصوت را در صنایع دارویی بسیار جذاب کرده است. نبولایزر دارویی برای تولید قطرات دارو در محدوده 1 الی 5 میکرون استفاده می‌شود که با این اندازه امکان ورود دارو از طریق مجاری هوا به شش‌ها جهت درمان یا مرطوب‌سازی وجود دارد.
این اتمایزرها برای افشان کردن سوخت استفاده می‌شود که معمولا حداکثر نرخ جریان در حدود 7 لیتر بر ساعت در فرکانس 55 کیلوهرتز قابل حصول است. البته در برخی موارد برای افزایش دبی از جریان هوا نیز به صورت ترکیبی استفاده می‌کنند.
عدم نیاز به فشار در اسپری کردن یک مزیت در مایع‌های ویسکوز محسوب می‌شود که برای صنایع غذایی مزیت می‌باشد.
نمونه کاربردهای صنعتی:
پوشش‌دهی سطح قطعات (مانند سلول‌های خورشیدی و ...)
اتمیزاسیون و کاهش مصرف سوخت
پوشش کاتالیست در سلول سوختی
ایجاد پوشش‌های ضد میکروب (منسوجات پزشکی)
پوشش فتورزیست در لیتوگرافی
- مزایای استفاده از اتمایزرهای التراسونیک
فناوری پوشش اولتراسونیک یک جایگزین مناسب در مقایسه با سیستم‌های پوشش معمولی در طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و تحقیق و توسعه شده است. در بسیاری از موارد که به روش های دیگر غیر ممکن است توسط روش اسپری فراصوتی امکانپذیر می‌گردد. در مقایسه با بسیاری از سیستم های پوشش دیگر، نازل های اسپری اولتراسونیک دقیق تر، قابل کنترل تر، تکرارپذیرتر و سازگارتر با محیط زیست هستند. همچنین به دلیل سرعت کم اسپری و کنترل‌پذیری، از ریختن بیشتر مواد روی سطح جلوگیری می‌شود که از منظر استفاده بهینه از مواد، قابل ملاحظه است. به همین جهت از این اتمایزر ها در حوزه های زیر استفاده می‌شود:
- پزشکی (برای مثال پوشش‌دهی مواد ضد باکتری و میکروب)
- انرژی و نانومواد (برای مثال اتمیزاسیون سوخت)
- مدارات مجتمع و نیمه هادی‌ها (برای مثال پوشش دهی لایه محافظ بر روی انواع مواد)
- صنایع شیشه (برای مثال پوشش ضد آب و هوا و آبگریز بر روی شیشه)
- انواع پوشش‌های سخت ضد خش، پوشش‌های پلیمری محافظ، ضد اثر انگشت
- مشخصات فنی دستگاه اتمایزر التراسونیک
هر کاربرد (پاشش سوخت، پاشش مواد دارویی، مرطوب‌سازی و ...) دارای ویژگی‌های فنی از منظر اندازه قطر ذره، شکل اسپری، سرعت اسپری و دبی یا سرعت حجمی مایع است. فرکانس کاری و مشخصات مایع مهمترین پارامترها موثر در طراحی اتمایزرهای شرکت فراصوت تجهیز ایرانیان است. این پارامترها روی اندازه قطر ذرات و توزیع اندازه ذرات اثرگذار هستند. سرعت اولیه قطرات مایع توسط توان التراسونیک کنترل می‌گردد. دبی یا جریان حجمی مایع توسط سطح فعال تماس بخش ارتعاشی با مایع مشخص می‌گردد.
مدل دستگاه | FTI-ATM-XXF |
|---|---|
فرکانس | 55 کیلوهرتز (قابل طراحی در فرکانس 100-25 کیلوهرتز) |
توان نامی | 20 وات 5-50 وات (وابسته به فرکانس) |
محدوده تنظیم توان | 5-100 درصد (دستی) |
دبی | 50-100 میلی‌لیتر در دقیقه (براساس کاربرد با انتخاب فرکانس از 500-1 میلی‌لیتر در دقیقه) |
متوسط اندازه ذرات | 25 میکرومتر (براساس فرکانس از 40-15 میکرومنر) |
ابعاد دستگاه (همراه میز) | منبع تغذیه: 30*12*15 سانتی‌متر اتمایزر: قطر 3 و طول 5 سانتی‌متر |
وزن دستگاه | منبع تغذیه: 4 کیلوگرم اتمایزر: 100 گرم |
برق مصرفی | برق تک فاز (220 ولت) قابل تبدیل به 12 و 24 ولت |
