در سناریوهای صنعتی مانند پاشش سموم دفع آفات ، تولید مایع برقی و تصفیه گاز زباله ، نازل های فلزی سنتی که اغلب به دلیل خوردگی مادی و نقص ساختاری نشت می کنند. طبق آمار ، میانگین عمر سرویس نازل های فلزی در رسانه های خورنده کمتر از 6 ماه است و میزان قطره آن به اندازه 15 ٪ -20 ٪ است که نه تنها باعث زباله منابع می شود بلکه باعث خطرات آلودگی ثانویه می شود. نازل های آئروسل پلاستیکی مسیر جدیدی را برای حل این مشکل از طریق نوآوری مواد و بهینه سازی ساختاری فراهم کنید.
منطق طراحی اصلی ساختار PP دو لایه
بستر پلی پروپیلن (PP) به یک ماده کلیدی برای ساختار دو لایه با ویژگی های زیر تبدیل شده است:
مقاومت در برابر خوردگی: هیچ گروه عملکردی فعال در زنجیره مولکولی وجود ندارد و در یک محیط با مقدار pH 2-12 پایدار است تا از بارش یون فلزی جلوگیری شود.
خاصیت خودکشی: ضریب اصطکاک پایین تر از مواد فلزی است و خطر چسبندگی ذرات را کاهش می دهد.
سازگاری قالب گیری تزریق: ساختار پیچیده می تواند از طریق فناوری قالب گیری تزریق دقیق یکپارچه شود تا از مشکل جوشکاری/آب بندی نازل های فلزی سنتی جلوگیری شود.
کانال داخلی برای دستیابی به جریان جهت مایع از طریق مکانیسم های زیر ، طراحی بیونیک را اتخاذ می کند:
بهینه سازی شیب مقطع کانال: عرض کانال در ورودی 2.5 میلی متر است و در خروجی به 1.8 میلی متر کوچک می شود و با استفاده از اثر Venturi برای افزایش سرعت جریان مایع.
شیار راهنمای مارپیچ: یک الگوی مارپیچی با عمق 0.3 میلی متر بر روی دیواره داخلی کانال تنظیم شده است تا مایع را راهنمایی کند تا یک جریان چند لایه ایجاد کند و نوسان فشار ناشی از تلاطم را کاهش دهد.
ساختار ضد سیفون: یک زاویه 15 درجه سانتیگراد در انتهای کانال طراحی شده است تا به طور موثر جریان عقب مایع را با فشار حفره هوای بیرونی مسدود کند.
حفره هوای بیرونی به روشهای زیر یک سد فشار تشکیل می دهد:
طراحی محفظه هوای مستقل: حفره هوا و کانال جریان مایع کاملاً توسط یک پارتیشن PP ضخامت 0.1 میلی متر برای جلوگیری از آلودگی متقاطع محیط جدا می شوند.
تعادل فشار پویا: یک شیر تنفسی در بالای حفره تنظیم شده است. هنگامی که فشار سیستم نوسان می کند ، حفره هوا به طور خودکار فشار هوا را تنظیم می کند تا اختلاف فشار با محیط خارجی حفظ شود.
جبران تغییر شکل الاستیک: مدول الاستیک ماده PP اجازه می دهد تا هنگام تغییر فشار ، حفره را کمی تغییر شکل دهد ، نیروی ضربه را جذب کرده و از آسیب ساختاری جلوگیری کند.
مسیر اجرای فنی مکانیسم ضد قطره
هنگامی که سیستم اسپری بسته شد ، ساختار PP دو لایه در مراحل زیر به صفر می رسد:
تأخیر در انتشار فشار: شیر تنفسی حفره هوای بیرونی هنگام کاهش فشار سیستم به آرامی گاز را آزاد می کند و فشار در حفره بالاتر از فشار جوی را حفظ می کند.
مسدود کردن تنش سطح مایع: طراحی Bevel در انتهای کانال جریان داخلی ، تنش سطح مایع را افزایش می دهد و از شکسته شدن قطرات از طریق رابط جلوگیری می کند.
سرکوب اثر سیفون: شیار راهنمای مارپیچ ، تداوم مایع را از بین می برد ، شیب مقطع کانال جریان را ترکیب می کند ، یک گرادیان فشار معکوس را تشکیل می دهد و کانال سیفون را مسدود می کند.
از طریق آزمایشگاه های آزمایشگاهی که شرایط کار صنعتی را شبیه سازی می کند ، نازل ساختار PP دو لایه در طی 10 دقیقه در شرایط زیر هیچ گونه بارش قطره ای به دست نمی آورد:
نوع رسانه: محلول اسیدی با pH = 2 ، محلول قلیایی با pH = 12 ، امولسیون حاوی 20 ٪ ذرات معلق.
دامنه فشار: فشار سیستم 3-8 نوار ؛
شرایط محیطی: درجه حرارت 25 ، رطوبت 60 ٪.
دو لایه PP ساختار صنعت نوآوری کاربرد
اسپری ضد رانش: طراحی جریان جهت کانال جریان داخلی اجازه می دهد تا مایع به صورت اسپری فن شکل اسپری شود و میزان رانش سموم دفع آفات را کاهش دهد.
آبیاری قطره ای با باقیمانده: سد فشار حفره هوای بیرونی مانع از قطره شدن مایع پس از بسته شدن سیستم آبیاری قطره ای می شود و خطر آلودگی خاک را کاهش می دهد.
تضمین کیفیت پوشش: عدم تحرک شیمیایی مواد PP از بارش یون های فلزی جلوگیری می کند و از خلوص محلول برقی اطمینان می دهد.
تصفیه گاز پسماند: نازل ساختار دو لایه به اتمیزه سازی کارآمد در برج شستشوی گاز زباله دست می یابد و باعث کاهش آلودگی ثانویه ناشی از قطره مایع شستشو می شود.
سیستم اسپری هوشمند: همراه با سنسور فشار و ماژول تنظیم حفره هوا ، پارامترهای اسپری به طور خودکار با توجه به رطوبت محیط تنظیم می شوند.
دوز تصفیه فاضلاب: طراحی ضد قطر ، دوز دقیق عامل را تضمین می کند و از تولید لجن ناشی از استفاده بیش از حد جلوگیری می کند.
جهت تکامل فناوری و چالش های آینده
مقاومت در برابر دما بهبود یافته: مواد PEEK می توانند در برابر دمای زیاد 260 درجه سانتیگراد مقاومت کنند و برای سناریوهای استریل سازی بخار با دمای بالا مناسب است.
قدرت مکانیکی پیشرفته: مدول الاستیک PEEK 5 برابر بیشتر از PP است که برای سیستم های اسپری با فشار بالا مناسب است.
نظارت بر زمان واقعی: سنسورهای فشار و متر جریان برای دستیابی به کنترل حلقه بسته پارامترهای اسپری.
تنظیم تطبیقی: تقاضای اسپری را از طریق الگوریتم AI پیش بینی کنید و به صورت پویا وضعیت کار نازل را تنظیم کنید.
استاندارد سازی مؤلفه: یک رابط جهانی ایجاد کنید که با اجزای نازل مشخصات مختلف سازگار باشد.
تعمیر و نگهداری بدون ابزار: برای دستیابی به جداسازی سریع و مونتاژ نازل از یک ساختار اتصال SNAP-ON استفاده کنید .
