專利名稱：用于霧化的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于散布、乳化、混合、壓碎和其他加工領域的霧化方法和設備。
眾所周知，一旦各種材料例如在散布、乳化、混合和壓碎領域中霧化后，其固有的各種功效就可以得到充分地發(fā)揮，從而可以得到非常滿意的結果。因此迫切要求開發(fā)一種用于霧化各種材料的方法和設備。
至于霧化設備，由于材料的純化(沒有污染)要求相當高的等級，存在經(jīng)霧化的顆粒的零件應該能夠得以充分地清潔。
而且，由于常規(guī)的霧化設備必須產(chǎn)生高壓，因此不可避免地會使設備變大并且會更加昂貴。這樣，對于常規(guī)霧化設備而言，熟悉現(xiàn)有技術的人一直以來強烈要求尺寸減小和改善清潔度。
在日本專利公開2-261525中公開了一種通過液體的碰撞、擾動、湍流、流道的擴寬或收窄產(chǎn)生氣穴的方式使液體中的材料霧化的方法，該專利公開了在振蕩器中的噴嘴盤上提供孔和通道的技術，該振蕩器是用于待霧化材料的霧化零件。在美國專利說明書第4533254號中，公開了一種噴嘴孔和薄膜室的結合結構。霧化可以通過這樣的現(xiàn)有技術得到。
但是，根據(jù)現(xiàn)有技術，用于一種材料/多種材料霧化的構件是由在腔室中的盤和/或噴嘴上形成槽或薄膜空間的通道構成的。
而且，上述霧化構件與待霧化的液體或材料的較大的接觸區(qū)域(接觸表面區(qū))可能會導致清潔度降低。
另外，由于用于壓縮液體的設備是壓縮機或泵，在要求規(guī)定霧化所需的壓力的情況下，該設備可以擴大。
此外，低的清潔度需要高的維護成本，為了與高的壓力匹配而放大或提供高的性能所需要的高的制造成本，常規(guī)霧化設備所需的各種成本可能是相當昂貴的。
據(jù)說，如果霧化材料的顆粒尺寸可以按要求設計(所謂的“顆粒尺寸設計”)則是最理想的，但是，這對現(xiàn)有技術來說是不可能的。
考慮到現(xiàn)有技術中所存在的上述缺點，本發(fā)明提出了一種霧化方法和設備，本發(fā)明對于各種材料都具有良好的霧化能力并且具有較高的清潔度，設備易于安排得緊湊并且可將各種成本維持在較低的水平上。
在進行了各種研究之后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種基于聲學理論或共振理論的霧化方法，該霧化方法完全不同于基于氣穴理論的常規(guī)霧化方法，并且發(fā)現(xiàn)了這種基于聲學理論或共振理論的霧化方法可導致非常好的結果。本發(fā)明涉及一種用于基于這種理論(完全不同于常規(guī)的氣穴霧化理論)的霧化的方法和設備。
根據(jù)本發(fā)明，用于混合和霧化與一種液體一起霧化的材料的霧化方法包括下列步驟使待霧化的材料和液體通過一個具有較大橫截面的氣室件到達一個設置有多個橫截面非常小的部分的構件；通過使氣室構件、所述具有非常小的橫截面的部分和所述液體共振產(chǎn)生超聲波振動；在待霧化的材料上反復施加應力。
而且，根據(jù)本發(fā)明，用于將一種待霧化的材料與一種液體一起混合和霧化的霧化設備包括一個具有較大的橫截面的氣室構件；一個設置有多個橫截面非常小的部分的構件；和將待霧化的材料和該液體提供給所述氣室構件和所述設置有多個橫截面非常小的部分的構件的供應管系統(tǒng)。所述氣室構件和所述設置有多個橫截面非常小的部分的構件裝配成能夠通過使所述氣室構件、所述橫截面非常小的部分和所述液體共振的方式產(chǎn)生超聲波振動，以便在待霧化的材料上反復施加應力。
為了應用該方法和/或設備來進行霧化，根據(jù)本發(fā)明，對于設置有非常小的橫截面面積的部分的構件最好是具有內表面的圓筒形狀。而且，象注射針這樣的直徑較小的金屬圓筒構件適合于具有內表面的圓筒形狀。
為了應用該方法和/或設備來進行霧化，根據(jù)本發(fā)明，該構件最好設置有具有非常小的橫截面面積的部分以便具有多條直的通道。對于具有多條直的通道的上述構件，多個由多個直徑較小的金屬圓筒形構件構成的捆扎構件，或多個用合金粉末燒結在一起的直徑較小的圓筒形捆扎構件，或通過使用電火花加工技術形成的具有多個通孔的實心圓筒形構件是最理想的。
根據(jù)按上述那樣構成的本發(fā)明的用于霧化的方法或設備，當待霧化的材料和液體通過氣室構件和設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件時，通過氣室構件和具有非常小的橫截面面積的部分與液體一起共振的方式產(chǎn)生超聲波振動。換句話說，當待霧化材料和液體通過設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件時，產(chǎn)生對應于所謂的“流動噪聲”的振動。具有通過上述振動和氣室構件產(chǎn)生的振動的共振頻率的振動在氣室中傳播。這樣，就產(chǎn)生了超聲波，因為在氣室和具有非常小的橫截面面積的部分中與液體共振的振動頻率是非常高的。
當待霧化的材料和液體通過氣室構件和設置有具有非常小的的橫截面面積的部分的構件時，通過在側壁上的氣穴現(xiàn)象或撞擊可在(待霧化的)材料上施加彎曲應力和/或剪切應力。此處，本發(fā)明要解釋的是，由于產(chǎn)生了超聲波振動，在材料上反復施加彎曲應力和/或剪切應力的次數(shù)就變得如此得多以致用常規(guī)的霧化設備是絕對達不到的。
由于在待霧化材料上施加的彎曲應力(彎曲應力和/或剪切應力是通過氣穴現(xiàn)象，與側壁的撞擊和其他因素導致的)的頻率大大地增加，就使材料獲得了理想的霧化。
在本發(fā)明中，設置有非常小的橫截面面積的部分的構件的內徑，長度和液體壓力要適當?shù)卦O定，在附圖中示出的經(jīng)霧化的材料的顆粒尺寸的分布特性曲線就變得很陡，并且在附圖中示出的顆粒尺寸的分布有非常急劇的變化。因此，經(jīng)霧化的材料的顆粒尺寸是均勻的。
換句話說，借助本發(fā)明，在霧化過程中是理想但是利用現(xiàn)有技術又不可能實現(xiàn)的“顆粒尺寸設計”變得可能的了。通過適當?shù)卦O定設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件的內徑和通過該構件的液體的壓力，就可以獲得具有規(guī)定的顆粒尺寸的經(jīng)霧化的材料。
設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件的長度和尺寸是長的和/或大的，在附圖中示出的顆粒尺寸分布特性曲線將是急劇變化的。這樣就獲得了精確的顆粒尺寸設計。
此處，本發(fā)明的用于霧化的方法和設備中，需要清潔并且與經(jīng)霧化的材料接觸的部件只有氣室構件和設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件。因此，只有兩個部件在霧化后需要進行清潔，這樣，清潔的能力和清潔的效率都要比現(xiàn)有技術的清潔能力和清潔效率好得多。
對于設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件，使用的是非常小的構件，如后面將提及的那樣，該構件與經(jīng)霧化的材料的接觸面積是相當小的，清潔的能力就得以改善。
此外，在本發(fā)明的用于霧化的方法和設備中，一旦設定形狀、尺寸和其他各種參數(shù)以便通過氣室構件、具有非常小的的橫截面面積的部分和液體的共振產(chǎn)生超聲波振動，就不再需要在常規(guī)設備中要求的任何超高壓。因此，整個設備的尺寸的減小就很容易實現(xiàn)。
本發(fā)明的超聲波振動發(fā)生器是由具有非常小的橫截面面積的構件和用于將液體供應給該構件的供應管系統(tǒng)構成的。設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件被構造成能通過具有非常小的橫截面面積的構件與液體的共振來產(chǎn)生超聲波振動。因此，一旦設定氣室構件構件和設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件的形狀、尺寸，流過的液體的壓力和其他的各種參數(shù)，就可以非常容易得到合適的超聲波振動?？紤]到在目前階段要得到超聲波振動壓電元件和高頻交流電是必不可少的，因此，本發(fā)明在超聲波應用的領域中也是非常有用的。
根據(jù)本發(fā)明的霧化方法，在用于將待霧化的材料與液體混合并且進行霧化的霧化方法中，其特征在于該霧化方法包括使待霧化的材料和液體通過具有較小的橫截面面積的氣室構件到達設置有具有非常小的橫截面面積的通路的精致較小的通道構件；和在使液體通過具有非常大的橫截面面積和多個具有非常小的橫截面面積的通道部件時，對材料進行霧化。具有非常小的橫截面面積的通道構件是由多個直的的通道構造的并且所述多個直的的通道的每個橫截面面積要選擇得使對應于經(jīng)霧化的材料的規(guī)定的顆粒尺寸的分布。
在將待霧化的材料與液體混合并進行霧化的霧化設備中，本發(fā)明的設備包括一個用于將待霧化的材料進行霧化的發(fā)生器和一個用于供應待霧化的材料和液體的供應管系統(tǒng)。該發(fā)生器具有一個具有較大的橫截面面積的的氣室構件和設置有具有非常小的橫截面面積的通路的直徑較小的通道構件。在使液體通過具有非常小的橫截面面積的構件時，就對材料進行了霧化。具有非常小的橫截面面積的直徑較小的通道構件的通路包括多個直的通道，每個通道的橫截面面積對應于經(jīng)霧化的材料規(guī)定的顆粒尺寸的分布。
在本發(fā)明的霧化設備中，最好是直徑較小的通道安置在與發(fā)生器相關的位置上，該通道可以分成兩個隔開的部分，并且該通道構件分別在前側和后側與直徑較小的通道構件嚙合。
根據(jù)其結構在上面已經(jīng)說明的本發(fā)明，由于超聲波振動是通過具有較大的橫截面面積的構件和多個具有非常小的橫截面面積的通道構件的共振產(chǎn)生的，各種應力會反復施加到待霧化的材料上。在多個具有非常小的橫截面面積的通道中，一旦導致氣穴現(xiàn)象，氣穴的效應就會散布到通道的橫截面的所有面積上，使得由氣穴導致的剪切應力可以正確地作用在待霧化的材料上。
在剪切應力作用在該材料上時，依賴于選擇直徑較小的通道構件的多個直的通道的每個橫截面面積可以使顆粒尺寸達到規(guī)定的顆粒尺寸的分布，這樣就使“顆粒尺寸設計”成為可能。
簡而言之，本發(fā)明包括下列步驟使待霧化的材料與液體混合；將壓力傳遞給振蕩器；以及通過氣室構件中具有較大橫截面面積的構件和多個具有非常小的橫截面面積的直徑較小的直的通道與液體共振產(chǎn)生超聲波并且通過反復地在待霧化的材料上施加應力而使其霧化。此處，每個直的的通道的橫截面面積要選擇得使待霧化的材料對應于規(guī)定的顆粒尺寸的分布。
此處，可以分隔成兩個部分的直徑較小的通道構件相對于振蕩器安裝就位，并且該些通道構件分別在前側和后側與所述的直徑較小的通道構件嚙合。對中可以實現(xiàn)清潔，達到霧化技術中要求的可清潔性。
本發(fā)明的實施例下面參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。


圖1是示出本發(fā)明的第一實施例的方框圖。
圖2是與圖1不同的實施例的透視圖，示出了帶有多個具有非常小的橫截面面積的部分的構件。
圖3是帶有多個具有非常小的橫截面面積的部分但是不同于圖1和圖2所示的構件的另一個透視圖。
圖4是模仿第一實例的設備的示意圖。
圖5是在圖4所示的設備中制成的各種通道的數(shù)值表。
圖6是一幅側視圖，示出了用在第二實例中的構件或注射所需要的構件，該構件具有非常小的橫截面面積。
圖7是從本發(fā)明的第二實例測量得到的顆粒尺寸分布圖。
圖8是從本發(fā)明的第三實例的實施例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖9是從本發(fā)明的第三實例的另一個實施例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖10是從本發(fā)明的第三實例的又一個實施例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖11是從本發(fā)明的第四實例的一個實施例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖12是從本發(fā)明的第四實例的另一個實施例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖13是從本發(fā)明的第四實例的又一個實施例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖14是從本發(fā)明的第五實例測量得到的顆粒尺寸的分布圖。
圖15是一幅方框圖，示出了本發(fā)明的第二實例的結構。
圖16是一幅分解側視圖，示出了圖15所示的振蕩器的結構。
圖17是顆粒尺寸分布的說明圖。
在圖1中，標號10標示的是本發(fā)明的用于霧化的設備(霧化設備)。設備10具有一個將待霧化的材料和水(液體)供應到其內的儲存器12，一個流量和排放壓力可調泵，和是一個霧化該材料的構件的霧化構件20，上面所提及的構件在管線L1中串聯(lián)對中。
從一個供應源16通過管道L2將待霧化的材料(例如油)供應給一個儲存器12。從水供應源18通過管道L3供應作為液體的水。管道系統(tǒng)是由管線L1，L2和L3構成的。
霧化構件20具有一個氣室構件22和一個具有內表面24的直徑較小的圓筒形金屬件(一個設置有多個具有非常小的的橫截面面積的部分的構件)。從圖1可以清楚地看到，氣室構件22具有一個較大的橫截面面積，或氣室構件22的橫截面面積大于構件24的橫截面面積。
在圖1中，符號DD表示將霧化構件20內經(jīng)霧化的材料和水的混合物施加到所有類型的處理系統(tǒng)。在圖1所示的實施例中，在進行霧化過程中，從供應源16通過管道L2將待霧化的材料供應給儲存器12并且從水源18供應水。供應給儲存器12的材料和水由一個泵14給予水位差并且通過管道L1供應給霧化構件20。
在霧化構件20處，具有內表面的圓筒形構件24(即設置有非常小的橫截面面積的構件)在噴流形成的過程中成為所謂的流動噪聲的發(fā)生源。換句話說，具有內表面的圓筒形構件24是作為一個聲音源工作的。
在氣室22中與具有內表面的圓筒形構件共振的頻率是如此得高，以致相當于一種超聲波振動(參見后面的實例)。因此，一旦具有內表面的圓筒形構件24作為聲源工作，它就會與氣室構件22和具有內表面的圓筒形構件中的液體一起共振并且是以象超聲波振動那樣高的頻率共振的。
由于是以高的振動頻率共振，因此，供應給霧化構件20的材料通過與構件22，24的撞擊或通過氣穴效應反復地被施加彎曲應力或剪切應力從而可以得到非常理想的霧化。
在圖1中，具有內表面的圓筒形構件24只是作為一個直徑較小的金屬管示出，但是，在圖2中，霧化構件可以是由多個用帶子26捆扎起來的具有內表面的直徑較小的金屬圓筒形構件24和氣室22(圖中用標號20A表示)組合構成的霧化構件。
或者如圖3中所示的構件24B，霧化構件可以由其直徑大于具有內表面的直徑較小的金屬圓筒形構件24，24A…圓筒形構件27得到，這些構件24，24A…設置有多個通孔28…。此處，推薦利用多個通孔28。
在圖3中同樣示出了多個通孔28的內徑，在待霧化的材料要求具有多種顆粒尺寸的情況下，可以使通孔的內徑具有多種不同的數(shù)量。例如，當圓筒形構件27是用所謂的連續(xù)多孔結構的高純度的氧化鋁陶瓷構成時，圓筒形構件可以具有多個約0.01mm尺寸的小孔。當陶瓷圓筒形構件27是用電火花加工機加工時，內徑約為0.3mm，圓筒形構件可以具有兩種內徑(0.01mm，0.03mm)的孔。
圖4涉及的是本發(fā)明的第一實例，該圖示出了作為一個示范例的用于霧化的方法和設備。
所示出的總的用標號100表示的霧化設備設置由流動側I，水(液體)和待霧化的材料(磷酸鈣10％，一種乳化劑pyrroli sisannarium0.2％流入顆粒尺寸是5.13μm)通過沒有示出的管道系統(tǒng)供應，連接構件J設置在流動側I，對應于氣室構件C1，C2，C3的三個氣室和兩個(對應于設置由具有較小的橫截面面積的部分的構件的)噴嘴安裝在氣室N1，N2和一個用于待霧化的材料和水的混合物流出的出口OL(流出側O)之間。
噴嘴N1和N2的內徑d是0.2mm，而氣室C1，C2，和C3的內徑D是7mm(參見圖5)。噴嘴N1和N2的長度(在圖4中的箭頭L方向上的長度)總長是0.5mm(雖然沒有在圖4中示出)，而氣室C2的長度是20mm。
如圖5所示那樣，在噴嘴N1和N2中的流動速率是64米/每秒，而在氣室C1，C2，和C3中的流動速率從橫截面面積的比值計算出是0.05米/每秒。
采用上面提及的設備，可以獲得理想的結果。如果這樣進行霧化，基于常規(guī)的氣穴理論，施加有彎曲應力或剪切應力的部位不只是N1和N2處。而在顆粒上施加彎曲應力或剪切應力的次數(shù)的頻率N可以從下式計算出N＝T/ΔT…………式(1)在式(1)中，T是顆粒通過噴嘴的所需的時間，使用LN來表示噴嘴N1和N2的長度，用U表示材料通過的速率，T＝LN/U。將以上數(shù)值代入該式得到T＝0.5×10-3(米)/64(米/每秒)。
而ΔT是施加到顆粒上的振動的周期，并且是與共振頻率(＝150KHz)的倒數(shù)相一致的。將數(shù)值代入(1)式，得到N＝T/ΔT＝(0.5×10-3/64)/(1/150×10-3)＝1.2(次數(shù))假設本發(fā)明的霧化是基于常規(guī)的氣穴理論，就意味著材料的每個顆粒通過在顆粒上施加彎曲應力或剪切應力平均次數(shù)1.2次就可以粉碎和霧化。換句話說，鑒于次數(shù)N＝1.2對于顆粒的霧化是太少了，因而只能斷定本發(fā)明的霧化不是基于常規(guī)的氣穴理論。
相反，假定通過氣室和具有非常小的橫截面面積的部分與液體的共振導致的超聲波振動可以實現(xiàn)本發(fā)明的霧化，就可以獲得次數(shù)N。在將圖4所示的設備應用到模型上時，它可以被認為由氣室C1和噴嘴N1構成的裝置與由氣室C2和噴嘴N1，N2構成的裝置的結合。
如上面所提及的那樣，LC或氣室C2的長度(圖4中箭頭L方向的長度)是0.02m，聲速的代表速度是1500米/秒，這樣，基礎頻率F就是1500/0.02＝75KHz。而上面所提及的兩個裝置(由氣室C1和噴嘴N1構成的裝置，以及由氣室C2和噴嘴N1，N2構成的裝置)的共振頻率就是2F＝150KHz(諧振頻率)。
因此，就從該式中得到了通過共振頻率150KHz在氣室C2內的顆粒上施加彎曲應力或剪切應力的次數(shù)N。
N＝T/ΔT顆粒通過氣室C2所需的時間T(＝LC/U，其中氣室C2的長度為LC，流速為U)就是T＝20.0×10-3(米)/0.05(米/秒)(參見圖5)，而在顆粒上的振動周期ΔT是共振頻率150KHz的倒數(shù)。
將數(shù)值代入式(1)，次數(shù)N就如下式N＝T/ΔT＝(20.0×10-3/0.05)/(1/150×10-3)＝6×10-4(次數(shù))次數(shù)的數(shù)值要是足以獲得理想的霧化的數(shù)值。而從此例中可以理解到，本發(fā)明涉及的霧化是基于聲響效應或共振理論。
而且，本發(fā)明的經(jīng)霧化的材料的顆粒尺寸的分布是如此的急劇變化以致常規(guī)的技術從沒有見到過，這與在顆粒上施加彎曲應力或剪切應力的次數(shù)相當多的情況是一致的。
圖2涉及本發(fā)明的第二實例，其中進行了使用圖1所示的霧化設備將20％的油與80％的水混合或乳化的試驗。作為具有內表面的直徑較小的金屬圓筒形構件24(設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件)，使用了一個長度為25mm，內徑為0.5mm的注射針。針24E的針尖以這樣的方式安置使得其傾斜的表面30面朝下如圖6所示那樣。
在圖7中示出了在用泵14以排放壓力10個大氣壓攪動3秒和循環(huán)3秒后用一個衍射/散射型顆粒尺寸分布測量儀(在此例中使用的是由Horiba Manufacturing Company生產(chǎn)的商標為“LA-910”型圖中沒有示出該顆粒尺寸分布測量儀)測得的顆粒尺寸分布。
圖7中所示的測量結果示出顆粒的分布是急劇變化的并且顆粒直徑為3至5μm的顆?？偸翘幵谡龖B(tài)尺寸分布曲線中心區(qū)，霧化的效果是相當理想的。
作為本發(fā)明的第三實例，進行了與第二實例相同的測量，使用的是與第二實例相同的測量儀來對與第二實例相同的樣品進行測量，其中，壓力為1個大氣壓，排放時間為1分鐘，內徑為1.2mm，長度為38mm。測量的結果示于圖8中。從圖中可以看出，經(jīng)霧化的樣品的顆粒尺寸形成了具有兩個非常尖形的蜂頂?shù)恼龖B(tài)分布曲線。
與圖8所示的結果相比，圖9中示出了除了壓力為3個大氣壓力外是在相同的狀態(tài)下測得的結果，而圖10中是除了壓力為10個大氣壓外相同的狀態(tài)下測得的結果。在圖8至圖10所示的情況下，供應給霧化設備的樣品和液體的壓力影響著顆粒直徑或顆粒尺寸的分布。
作為本發(fā)明的實例4，示出了使用內徑為0.55mm，長度為25mm的針以及在除了壓力不同外相同的參數(shù)下進行試驗的測量結果。圖11中示出了壓力為60kgf/cm2的結果，圖12中示出了壓力為70kgf/cm2的結果，而圖13中示出了壓力為90kgf/cm2的結果。在上面提及的情況中，壓力不會對顆粒直徑或顆粒尺寸分布有影響，但是，在所有的情況下，應該理解到，它們都具有變化非常急劇的顆粒尺寸分布。
作為本發(fā)明的第五實例，圖14中示出了使用二氧化鈦作為樣品的測量結果。與使用油的情況一樣，以變化非常急劇的尺寸分布曲線獲得了非常理想的霧化。
在圖15中，示出了使用標號110表示整個設備的本發(fā)明的用于實例2的霧化設備。該設備110具有用于供應待霧化的材料和水(液體)的儲料容器101，一個由一個電機103驅動的流量和排放壓力可變泵102，一個用來釋放過高壓力的減壓閥104，一個壓力表105，一個用于將空氣排放到管道中的放氣活門106，和一個用于進行霧化的振蕩器107，并且所有構件都串聯(lián)在管道系統(tǒng)L中。
如圖16的分解視圖所示那樣，振蕩器107的主要部件是由分成具有直徑非常小的通道的兩段111，111的直徑較小構件，一個套管113，氣室構件112，112，和外套螺帽114，114構成的。直徑較小的通道件穿透有多個直的通道H1，H2……，這些通道的橫截面面積要選擇得能夠獲得規(guī)定的顆粒尺寸分布，并且通過將一個定位銷115插入定位孔116中的方式使左右兩個構件正確地對中放置。然后將它們插入在兩側的圓周表面上具有螺紋113a的圓筒形套管113內。在套管113的左右兩側處，氣室構件112以這樣的方式連接使得一個在一側處的突出構件112a插入到套管113內并且與直徑較小的通道構件111接觸。氣室112的內徑具有較大的橫截面面積并且氣室112的另一側經(jīng)一個螺釘連接到一個未在附圖中示出的管上。在氣室112的周邊上的直徑較大部分112b與外套螺帽114固定，其一側用螺紋構件113a固定到套管113的邊緣上，這樣就將氣室構件112固定住。在本發(fā)明的實施中，可以通過將多個具有通道的構件捆扎起來制成直徑較小的通道構件，并且通道H1，H2可以制成有多個，并且通道的直徑可以按需要選擇。
在霧化過程中，待霧化的材料和水(油)可以從儲存容器101通過泵102提供給振蕩器107，同時，減壓閥104降低過高的壓力，并且排氣活門106將管道中的混入空氣排出。在振蕩器107中，橫截面面積從氣室構件112處的較大面積，變化到在直徑較小通道構件處的非常小的面積，然后在另一個氣室構件112處再次變化到較大的面積，其中霧化是通過由共振導致的超聲波振動產(chǎn)生的氣穴現(xiàn)象實現(xiàn)的。
用這種方法得到的顆粒尺寸分布被發(fā)現(xiàn)處在一個非常窄的分布范圍內，該范圍的中心是隨象構件的橫截面面積那樣的各種參數(shù)而變化的。這樣，通過適當?shù)剡x擇每個直的的通道H1，H2……的橫截面面積，就可以獲得具有規(guī)定的顆粒尺寸分布，例如象圖17所示那樣，的霧化，該霧化具有根據(jù)每個直的通道的橫截面面積的顆粒尺寸分布。
當直徑小的通道構件111分成兩個構件并且使用定位銷115對中時，通道的清潔就比較容易并且在制造該設備時直的通道H1，H2的加工也容易并且較精確。
本發(fā)明的第一實例的效果和/或應用如下面所述(1)可以得到良好的霧化和范圍非常窄的顆粒尺寸分布；(2)提出了基于全新的原理的霧化方法和設備，不僅注意到一般的氣穴產(chǎn)生，而且還考慮到聲響效應和/或共振效應；(3)可以設計顆粒尺寸的分布(顆粒尺寸設計)；(4)具有高的清潔能力和/或高的清潔效率；(5)通過將與經(jīng)霧化的材料接觸的接觸面積減至最小的方式降低了清潔工作費用；(6)特別容易促使整個設備緊湊；(7)可以將制造成本保持在非常低的水平，因為沒有必要使用任何高壓裝置或象鉆石那樣的昂貴材料；(8)無需使用任何壓電元件或高頻交流電，就能非常容易地獲得超聲波振動，只要形狀，尺寸和其他參數(shù)經(jīng)適當?shù)剡x定即可；(9)使用范圍廣闊，例如可用于散布，乳化，混合，攪拌和粉碎。對這樣寬的使用范圍具有較高的實用性。
本發(fā)明的第二實施例的效果和/或應用如下所述(10)用較簡單的設備可以很容易得到霧化，而無需使用任何較大尺寸的裝置和/或高壓裝置；(11)通過選擇通道的橫截面面積可以按需要得到具有任何顆粒尺寸分布的霧化。設置有橫截面面積非常小的通道的構件可以很容易替換，使得可以很容易將材料霧化成具有任何規(guī)定的顆粒尺寸分布；和(12)易于拆卸構件以便使清潔工作容易進行。
權利要求
1.一種用于將待霧化的材料與液體混合并且使該材料霧化的霧化方法，該方法包括下列步驟使待霧化的材料和液體通過具有較大的橫截面面積的氣室構件到達一個設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件；在所述通過步驟中，通過該氣室構件和具有非常小的橫截面面積的部分與液體共振，并且在待霧化的材料上反復地施加應力的方式產(chǎn)生超聲波振動。
2.如權利要求1所述的霧化方法，其特征在于設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件是一個具有內表面的圓筒形構件。
3.如權利要求1和2中任一項所述的霧化方法，其特征在于設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件具有多個直的通道。
4.一種用于將待霧化的材料與液體混合并且使該材料霧化的霧化設備，該設備包括一個具有較大橫截面面積的氣室構件；一個設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件；和一個用于將待霧化材料和該液體供應給所述氣室構件和所述具有非常小的橫截面面積的部分的構件的供應管道系統(tǒng)；所述氣室構件和所述設置有具有非常小的橫截面面積部分的構件組裝成能通過所述氣室構件和該具有非常小的橫截面面積的部分共振產(chǎn)生超聲波振動，以便在待霧化的材料上反復地施加應力。
5.如權利要求4所述的霧化設備，其特征在于所述設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件是一個具有內表面的圓筒形構件。
6.如權利要求4和5中任一項所述的霧化設備，其特征在于設置有具有非常小的橫截面面積的部分的所述構件具有多個直的通道。
7.一種產(chǎn)生超聲波振動的設備，該設備包括一個具有較大橫截面面積的氣室構件；一個設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件；和一個將液體供應給所述氣室構件和所述設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件的供應管系統(tǒng)；所述氣室構件和所述設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件組裝成通過使所述氣室構件和具有非常小的橫截面面積的部分與所述液體共振產(chǎn)生超聲波振動。
8.一種用于將待霧化的材料與液體混合并且使該材料霧化的霧化方法，該方法包括下列步驟使待霧化材料和液體通過一個具有較大橫截面面積的氣室構件到達一個具有非常小的橫截面面積的通道的直徑較小的氣室構件，使得當該液體通過具有較大橫截面面積的構件和多個具有非常小的橫截面面積的通道時，該材料得到霧化；在直徑較小的氣室構件中的橫截面面積非常小的通道是由多個直的通道構成的；和多個直的通道的每個橫截面面積要選擇得對應于規(guī)定的顆粒尺寸分布。
9.一種用于將待霧化材料與液體混合并且使其霧化的設備，該設備包括一個用于使待霧化的材料霧化的振蕩器；和一個用于將待霧化的材料和液體供應給所述振蕩器的供應管系統(tǒng)；所述振蕩器包括一個具有較大橫截面面積的氣室構件和一個具有非常小的橫截面面積的通道的直徑較小的氣室構件；當該液體通過具有較大橫截面面積的構件和多個具有非常小的橫截面面積的通道時，所述材料得以霧化；在該直徑較小的通道構件中的具有非常小的的橫截面面積的通道是由多個直的的通道構成的；和所述多個直的通道的每個橫截面面積對應于經(jīng)霧化的材料的規(guī)定的顆粒尺寸分布。
10.如權利要求9所述的霧化設備，其特征在于所述振蕩器包括兩個可分開的直徑較小的通道構件，所述通道構件相互對中，所述氣室構件分別在前側和后側與該直徑較小的通道構件嚙合。
全文摘要
一種霧化方法和霧化設備,可以良好特性對各種材料進行霧化,有高清潔性,使設備更加緊湊,并可使各種成本保持較低的水平。使待霧化材料和液體通過一具有較大橫截面面積的氣室構件到達一設置有具有非常小的橫截面面積的部分的構件,通過氣室構件和該部分與液體共振來產(chǎn)生超聲波振動在待霧化材料上反復施加應力。方法的步驟:使待霧化材料和液體通過具有較大橫截面面積的氣室構件和到達設置有具有非常小的橫截面面積通道的通道構件。
文檔編號B01J19/10GK1174752SQ9711403
公開日1998年3月4日 申請日期1997年6月27日 優(yōu)先權日1996年6月27日
發(fā)明者內藤富久 申請人:Sg工程株式會社, 株式會社奇跡