XY-PT-⊘15ABMG 15mm Zagniatany rozpylacz z drobną mgiełką do perfum, krótki typ

Jak zaprojektować otwór atomizujący Krótka dysza pompy perfumowanej o średnicy 15 mm z drobną mgiełką osiągnąć najlepszy efekt?

Jako główny składnik opakowań perfum, efekt atomizacji 15-milimetrowej zaciskanej krótkiej dyszy pompy delikatnej mgły perfumowej bezpośrednio wpływa na wrażenia użytkownika związane ze stosowaniem perfum i teksturę produktu. Jako kluczowy parametr określający efekt atomizacji, otwór atomizacji musi być kompleksowo zaprojektowany w połączeniu z czynnikami wielowymiarowymi, takimi jak mechanika płynów, właściwości materiału i scenariusze użycia, aby osiągnąć najlepszy efekt „jednolitej drobnej mgiełki, stabilnego sprayu i umiarkowanego zatrzymywania zapachu”.

1. Projektowanie podstawowych parametrów apertury w oparciu o mechanikę płynów

Istota atomizacji polega na tym, że gdy ciecz przechodzi przez mały otwór pod ciśnieniem, wchodzi w interakcję z siłą ścinającą powietrza w wyniku gwałtownego wzrostu natężenia przepływu, tworząc rozproszone cząstki kropelek. W przypadku krótkiej dyszy zaciskanej 15 mm konstrukcja otworu musi najpierw spełniać podstawowe wymagania dotyczące „drobnej mgiełki” - zwykle średnica kropli wysokiej jakości dyszy perfum musi być kontrolowana w zakresie 5–30 μm. Zbyt gruba doprowadzi do nierównomiernego rozpylenia i zbyt silnego zatrzymania zapachu. Zbyt drobny łatwo odparuje ze względu na zbyt lekkie kropelki, skracając czas utrzymywania się zapachu.
Z punktu widzenia mechaniki płynów średnica apertury i kropli są dodatnio skorelowane, ale nie liniowo. Dane eksperymentalne pokazują, że gdy apertura mieści się w zakresie 0,1-0,3 mm, średnicę kropli można ustabilizować w idealnym zakresie 10-20 µm: gdy apertura jest mniejsza niż 0,1 mm, chociaż mogą tworzyć się drobniejsze kropelki, łatwo jest spowodować zablokowanie z powodu nadmiernego napięcia powierzchniowego cieczy, zwłaszcza składniki olejków eterycznych zawarte w perfumach mogą pozostać w aperturze i krystalizować; gdy apertura jest większa niż 0,3 mm, średnica kropli przekroczy 30 μm i wystąpi zjawisko „słupa wody” lub „rozpryskiwania dużych kropel”, niszcząc delikatne uczucie sprayu. Dlatego zaleca się, aby otwór atomizacyjny krótkiej dyszy 15 mm opierał się na zakresie 0,15–0,25 mm, a następnie dostosowywał go do konkretnych potrzeb.
Jednocześnie współczynnik kształtu otworu (stosunek długości otworu do średnicy) musi odpowiadać ciśnieniu pompy. Krótka dysza ma zwartą konstrukcję, krótki skok pompy i stosunkowo ograniczone ciśnienie, a współczynnik kształtu jest zwykle kontrolowany w zakresie 2:1–3:1. Jeśli współczynnik kształtu jest zbyt duży (np. większy niż 4:1), opór cieczy przechodzącej przez otwór znacznie wzrośnie, co może prowadzić do niewystarczającej siły natrysku i sporadycznego tworzenia się mgły; jeśli współczynnik kształtu jest zbyt mały (na przykład mniejszy niż 1:1), natężenie przepływu cieczy jest zbyt duże, a kropelki są podatne na „rozpylanie” z powodu nadmiernej energii kinetycznej i nie mogą tworzyć skoncentrowanego obszaru rozpylania.

2. Projekt układu otworów dopasowany do struktury zaciskania

Konstrukcja zaciskana 15 mm charakteryzuje się szybkim połączeniem z wylotem butelki perfum za pomocą zatrzasku, zwartą konstrukcją i koniecznością dostosowania do scen przenośnych, dlatego układ otworów musi być zgodny ze stabilnością i szczelnością struktury zaciskanej.
Z punktu widzenia mechaniki konstrukcji położenie otworu musi unikać punktu naprężenia zagniatania. Średnica krótkiej dyszy 15 mm jest ograniczona, a klamra jest zwykle rozmieszczona na krawędzi dyszy. Otwór powinien być ustawiony centralnie, a odległość od klamry nie powinna być mniejsza niż 3mm, aby uniknąć deformacji otworu na skutek przenoszenia naprężeń podczas montażu klamry, co wpływa na stabilność sprayu. Na przykład podczas projektowania dyszy serii 15 mm firma Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd zastosuje symulację naprężeń na etapie opracowywania formy, aby zapewnić, że położenie otworu znajduje się w obszarze o minimalnych naprężeniach strukturalnych, w połączeniu z precyzyjnym ustawieniem zautomatyzowanego sprzętu montażowego, aby zapewnić spójność rozmiaru otworu.
Ponadto szczelność konstrukcji klamry wymaga, aby prześwit pomiędzy otworem a korpusem pompy był kontrolowany w zakresie 0,01–0,03 mm. Jeśli luz jest zbyt duży, łatwo jest spowodować wyciek cieczy; jeśli luz jest zbyt mały, otwór może zostać ściśnięty i zdeformowany na skutek błędów montażowych. Dlatego dokładność obróbki otworu musi osiągnąć ± 0,005 mm, co opiera się na precyzyjnych procesach tłoczenia i formowania wtryskowego aluminium. Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd opiera się na kompletnym łańcuchu produkcyjnym, od tłoczenia aluminium po formowanie wtryskowe. Cała kontrola procesu może spełnić takie wymagania dotyczące precyzyjnego przetwarzania i zapewnić podstawowe gwarancje stabilności apertury.

3. Materiały aperturowe i obróbka powierzchni dostosowana do składników perfum

Składniki perfum są złożone i obejmują alkohol, olejki eteryczne, substancje zapachowe itp. Lepkość i korozyjność olejków eterycznych będą miały wpływ na trwałość i efekt atomizacji apertury. Dlatego też dobór materiału i obróbka powierzchni otworu muszą być dostosowane do składników perfum.
Jeśli chodzi o materiały, otwór krótkiej dyszy 15 mm jest zwykle wykonany ze stali nierdzewnej lub ceramiki. Stal nierdzewna ma dobrą odporność na korozję i nadaje się do perfum zawierających większą ilość alkoholu; materiały ceramiczne charakteryzują się dużą gładkością powierzchni, niełatwo pozostawiają składniki olejków eterycznych, mogą zmniejszać ryzyko zatykania i szczególnie nadają się do wysokiej klasy perfum zawierających naturalne olejki eteryczne. Gładkość wewnętrznej ścianki otworu musi być poniżej Ra0,8 μm. Zbyt duża chropowatość spowoduje zawirowania cieczy w otworze, niszcząc równomierność atomizacji. Proces obróbki powierzchni tlenkiem glinu może poprawić gładkość powierzchni i odporność materiału na korozję, zapewniając wsparcie dla długotrwałego, stabilnego użytkowania apertury.
W przypadku perfum zawierających składniki na bazie silikonu otwór musi być hydrofobowy (np. powłoka), aby zapobiec przyleganiu cieczy do otworu i utworzeniu ciekłej warstwy, co spowoduje stopniowe zmniejszanie ilości rozpylonej cieczy. W przypadku produktów na bazie emulsji bezalkoholowych należy odpowiednio zwiększyć aperturę do 0,25-0,3 mm oraz poprawić gładkość wewnętrznej ścianki, aby zapobiec zatykaniu apertury przez emulsję z powodu dużej lepkości.

4. Projekt adaptacji dynamicznej otworu w połączeniu ze scenariuszem użytkowania

„Krótka” konstrukcja krótkiej dyszy 15 mm sprawia, że nadaje się ona do zastosowań przenośnych. Użytkownicy mogą go używać w środowiskach o różnej temperaturze i wilgotności, dlatego projekt przysłony musi uwzględniać wpływ czynników środowiskowych na efekt atomizacji.
Jeśli chodzi o zdolność dostosowywania się do temperatury, otwór musi rezerwować margines na rozszerzalność i kurczliwość cieplną. Gdy temperatura otoczenia wzrośnie z -5 ℃ do 40 ℃, wielkość porów materiału metalicznego zmieni się o 0,001-0,003 mm z powodu rozszerzalności i kurczenia się cieplną. Dlatego podczas projektowania wielkość porów w temperaturze pokojowej należy dostosować o 0,002 mm. Na przykład, gdy docelowy rozmiar porów wynosi 0,2 mm, rzeczywisty rozmiar przetwarzania można ustawić na 0,202 mm, aby zapewnić utrzymanie efektywnego zakresu 0,199–0,205 mm w ekstremalnych temperaturach.
Jeśli chodzi o kontrolę objętości sprayu, scenariusze przenośne wymagają pojedynczej objętości sprayu w zakresie 0,05-0,1 ml. Zbyt duży spowoduje szybkie zużycie perfum, natomiast zbyt mały nie pozwoli uzyskać idealnego efektu zatrzymania zapachu. Objętość natrysku jest proporcjonalna do kwadratu wielkości porów, dlatego należy ją precyzyjnie kontrolować na podstawie wielkości porów: objętość pojedynczego natrysku przy wielkości porów 0,15 mm wynosi około 0,05 ml, wielkość porów 0,2 mm wynosi około 0,08 ml, a wielkość porów 0,25 mm wynosi około 0,12 ml. W połączeniu z koniecznością przenoszenia, apertura 0,2 mm jest najlepszym wyborem zarówno pod względem objętości sprayu, jak i czasu utrzymywania zapachu.
Ponadto różnica w ciśnieniu użytkownika spowoduje wahania ciśnienia pompy, a konstrukcja otworu musi zapewniać pewien stopień przeciwdziałania zakłóceniom. Ustawiając rowek prowadzący (głębokość 0,05 mm, szerokość 0,1 mm) na wejściu otworu, można złagodzić wahania ciśnienia, aby zapewnić, że odchylenie objętości natrysku pod różnymi siłami nie przekroczy 10%. Na etapie opracowywania formy dopasowanie pomiędzy rowkiem prowadzącym a otworem zostanie zoptymalizowane poprzez symulację stanu płynu pod różnymi siłami nacisku, a objętość natrysku każdej partii produktów zostanie skalibrowana w połączeniu z automatycznym sprzętem do wykrywania, aby zapewnić spójność.

5. Wspólne projektowanie apertur i innych konstrukcji

Efekt atomizacji jest wynikiem synergistycznego działania wielu elementów, takich jak otwór i wewnętrzny kanał przepływowy dyszy, ciśnienie w korpusie pompy i konstrukcja zaworu. Najlepszego efektu nie można osiągnąć, opierając się na jednym rozmiarze apertury, dlatego należy opracować podejście do „projektu systemu”.
Jeśli chodzi o dopasowanie kanału przepływowego do apertury, średnica kanału przepływowego powinna być 5-8 razy większa od apertury (na przykład, gdy apertura wynosi 0,2 mm, średnica kanału przepływowego wynosi 1-1,6 mm), aby zapewnić, że ciecz utworzy stabilny stan laminarny przed wejściem do apertury i uniknąć nierównomiernej atomizacji spowodowanej turbulencjami. Jednocześnie naroża kanału przepływowego muszą przyjąć łuk przejściowy (promień nie mniejszy niż 0,5 mm), aby zmniejszyć opory przepływu cieczy i kontrolować spadek ciśnienia w granicach 5%.
Dopasowanie ciśnienia w korpusie pompy i otworu należy określić w drodze testów krok po kroku. Ciśnienie korpusu pompy w przypadku krótkiej dyszy 15 mm wynosi zwykle 0,3–0,5 MPa, a otwór musi być zrównoważony ciśnieniem: otwór 0,15 mm jest odpowiedni dla ciśnienia 0,3–0,4 MPa, otwór 0,2 mm jest odpowiedni dla ciśnienia 0,4–0,45 MPa, a otwór 0,25 mm jest odpowiedni dla ciśnienia 0,45–0,5 MPa. Niedopasowanie ciśnienia do apertury doprowadzi do problemu „nadmierne ciśnienie spowoduje, że kropelki będą zbyt drobne i łatwe do ulatniania się, podczas gdy zbyt niskie ciśnienie spowoduje, że kropelki będą zbyt grube i łatwe do kapania”.

6. Proces weryfikacji i optymalizacji konstrukcji apertury

Aby zapewnić najlepszy efekt projektu apertury, należy ustanowić kompletny system weryfikacji obejmujący badania laboratoryjne i symulację rzeczywistych scenariuszy użytkowania.
Badania laboratoryjne obejmują: 1. Badanie rozkładu wielkości kropel z wykorzystaniem laserowego analizatora wielkości cząstek w celu wykrycia zakresu rozkładu średnic kropel. W optymalnych warunkach 90% średnic kropel powinno skupiać się w przedziale 10-20µm; 2. Test kąta natrysku. Kąt natrysku wysokiej jakości dyszy powinien być kontrolowany w zakresie 30°-45°. Zbyt szeroka spowoduje rozproszenie strumienia, a zbyt wąska spowoduje zbyt mały obszar pokrycia; 3. Test trwałości, po naciśnięciu w sposób ciągły 1000 razy, zmiana rozmiaru otworu musi być mniejsza niż 0,002 mm, a stopień tłumienia objętości natrysku nie może przekraczać 5%.
Rzeczywista symulacja scenariusza musi uwzględniać nawyki użytkownika, takie jak testowanie stabilności sprayu pod różnymi kątami trzymania (0°–45°), aby upewnić się, że konstrukcja apertury może nadal utrzymywać równomierną atomizację, gdy jest używana w pozycji niepionowej. Bezpłatna usługa sprawdzania i dostarczania próbek świadczona przez Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd może pomóc klientom zweryfikować efekt projektu apertury w rzeczywistych scenariuszach użytkowania i szybko dostosować parametry formy w oparciu o opinie, a także skutecznie wdrożyć plan projektu dzięki niezależnemu warsztatowi opracowywania form.