Способ генерирования монодисперсных капель и устройство для его осуществления
Изобретение относится к технике получения аэрозоля и может быть использовано при получении аэрозоля для исследовательских целей, а также для тарировки и контроля устройств по измерению дисперсного состава аэрозоля. Цель изобретения - повышение стабильности траектории полета капель. Для этого в зоне свободной осцилляции генерируемых капель накладывают переменное электрическое поле, направленное параллельно траектории движения капель, с частотой, равной собственной частоте осцилляции генерируемых капель. Устройство для генерирования монодисперсных капель снабжено размещенным под свободным концом иглы 2 насадком, выполненным в виде плоского конденсатора с пластинами 4, 5, расположенными параллельно стальной пластине с иглой 2 и имеющими отверстия, образующие канал для прохождения капель. Нижняя пластина 5 конденсатора выполнена с возможностью перемещения относительно второй пластины. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (l)) А1 (51)5 В 05 В 17/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4383833/31-05 (22) 14.01.88 (46) 15.12.90. Бюл. № 46 (71) Одесский государственный университет им. И. И. Мечникова (72) А. В. Колпаков,. В. А. Салов, Е. И. Титова и С. Л. Жбанкова (53) 66.069.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 975107 кл. В 05 В 17/06, 1981 ° (54) СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ МОНОДИСПЕРСНЫХ КАПЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике получения аэрозоля и может быть ис— пользовано при получении аэрозоля для исследовательских целей, а также для тарировки и контроля устройств по измерению дисперсного состава аэрозоля, Цель изобретения — повышение стабильности траектории полета капель. Дпя этого в зоне свободной осцилляции генерируемых капель накладывают переменное электрическое поле, направленное параллельно. траектории движения капель с частотой, равной собственной частоте осцилляции генерируемых капель.
Устройство для генерирования монодисперсных капель снабжено размешенными. под свободным концом иглы 2 насадком, выполненным в виде плоского конденса- тора с пластинами 4, 5, расположенными параллельно стальной пластине с иглой
2 и имеющими отверстия„ образующие канал для прохождения капель. Нижняя ппастина 5 конденсатора выполнена с возможностью перемещения относительно второй пластины. 2 ил.
16131
Изобретение относится к технике по лучения аэрозоля и может быть использовано при получении аэрозоля для иссдедовательских целей, а также.для та« рировки и контроля устройств по измерению дисперсного состава аэрозоля.
Цель изобретения - повышение стабильности траектории полета капель.
На фиг. 1 изображен генератор монодисперсных капель; на фиг. 2 — форма
10 капель, выходящих из капилляра.
Генератор содержит капилляр стальную пластину с иглой 2, электро.магнит 3 для возбуждения колебаний пластины. Генератор снабжен размещен15 ным под свободным концом иглы насадком, выполненным в виде плоского конденсатора с пластинами.4 и 5, расположенными параллельно стальной пластине с иглой 2 и имеющими отверстия дпя прохождения капель. Нижняя пластина 5 конденсатора выполнена с возможностью перемещения относительно пластины 4 за счет закрепления ее в ползуне, установленном с возможностью перемещения по стойке 6. Все элементы генератора смонтированы на платформе 7.
Способ .осуществляют следующим образом.
В процессе работы игла 2 входит в капилляр, заполненный жидкостью, на некоторую глубину, а на обратном пути вытягивает из него жидкую перемычку, из которой после отрыва ее у 35 капилляра и иглы образуется капля.
Для повышения стабильности траектории полета капель в зоне свободной осцилляции генерируемых капель накладывают переменное электрическое поле, направленное параллельно траектории движения капель с частотой, равной собственной частоте осцилляции генерируемых капель, определяемой из вы. ражения
45 где f — частота осцилляции, Гц;
g, — поверхностное натяжение жидкости, дин/см;
P - -плотность жидкости, г/см ;
r -- радиус капли, см; и = 2,3,4 — мода осцилляций.
При наложении переменного электри ческого поля с указанной частотой в зоне свободной осцилляции генерируе50
87 4 мых капель. первичный эллипсоид (капля) располагается вдоль силовых линий. Капиллярные силы стремятся сжать эллипсоид, а электрические силы препятствуют этому сжатию, что приводит. к компенсации разнонаправленных сил.
Поскольку капиллярные силы, стремящиеся придать эллипсоидному жидкому элементу сферическую форму, уменьшаются по мере его сжатия, то и к конденсатору прикладывается переменное электрическое поле, величина которого становится равной нулю в момент образования сферической капли. Происходит полная компенсация капиллярных и электрических сил, после чего капля покидает конденсатор, проходя через отверстие во внешней его пластине.
Учитывая, что капли различных разрядов отличаются не только периодом колебаний, но и скоростью движения удобно расстояние между обкладками конденсатора подобрать эксперименталь"
1 но, для чего внешняя пластина 5 кон;денсатора перемещается по стойке 6.
Пример. Капли воды, выходящие из генератора, направляются в промежуток между пластинами 4 и 5. На пластины подается переменное напряжение
3 кВ, частота которого определяется по формуле где f — частота осцилляции, Гц;
0 — поверхностное натяжение жидкости, дин/см;
P - плотность жидкости, г/см ;
r — - радиус капли, см; и =, 2,3,4 - мода осцилляций. Капли имеют радиус r = 80 мкм и начальную скорость 150 см/с. Тогда для воды при 20 С имеют: р = о
= 72 дин/см, (J = 1 г/см ; п = 2 и
f = 3 3 10 Гц.
Расстояние между пластинами выби рается, исходя иэ длины большой оси эдлипсоида, которая в данном случае составляет 0,16 см, Учитывая также возможность пробоя, расстояние выбирают 0 5 см, для чего перемещают подвижную пластину 6 (фиг. 1).
За процессом устранения колебаний наблюдают в длиннофокусный проекционный микроскоп при импульсном освещении. Для удобства наблюдения используют устройство, позволяющее задерживать световой импульс, так что можно
S 1613187 . 6 наблюдать любую стадию процесса осцил- ния капель с частотой, равной собстляции. венной частоте осцилляции. генерируе-.
Таким образом, при отсутствии пере- мых капель, определяемой из выражения менного электрического поля изображение капли при импульсном, синхронном п(п-1) (n-2) eG
f с генератором капель освещении лока- ) .9 лизуется в пространстве, ограниченном окружностью, диаметр которой равен двум диаметрам капель, т.e.. D =
=2 1к °
Формула изобретения
Фиа.?
Составитель В. Ляпина
Редактор И. Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор T. Малец
Заказ 3852 Тираж 552 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва,- Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10!
При включенном и правильно подобранном поле изображение капли локализуется внутри окружности, диаметр ко- 15 торой составляет D = 1,1 д„, т.е. стабильность траектории увеличивается в 1,8 раза.
- 1. Способ генерирования монодисперсных капель, заключающийся в том, что капли формируют путем вытягивания из капилляра струи с последующим . дроблением ее на капли, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности траектории полета капель, в зоне свободной осцилляции генерируемых капель накладывают 30 переменное электрическое поле, направленное параллельно траектории движегде f - частота осцилляции, Гц;
n = 2,3,4 — мода осцилляцийф
g — поверхностное натяжение жид» кости, дин/см; (Э вЂ” плотность жидкости, г/см ;
r — - радиус капли, см.
2. Устройство для генерирования монодисперсных капель, содержащее стальную пластину с иглой, капилляр и электромагнит для воздействия на пластину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности траектории полета капель, оно снабжено размещенным под свободным концом иглы насадком, выполненным в виде плоского конденсатора с пластинами, расположенными параллельно стальной пластине с иглой и имеющими отверстия, образующие канал.,для прохождения капель.
3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нижняя пла» стина конденсатора выполнена с возмож« ностью перемещения относительно второй пластины.
