ผู้หญิงใช้สเปรย์น้ำหอมและน้ำหอมปรับอากาศ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง เอฟเฟกต์สเปรย์ที่แตกต่างกันจะกำหนดประสบการณ์ของผู้ใช้โดยตรง และปั๊มสเปรย์ซึ่งเป็นเครื่องมือหลักก็มีบทบาทสำคัญ
คำจำกัดความผลิตภัณฑ์เดียว
ปั๊มสเปรย์หรือที่เรียกว่าเครื่องพ่นสารเคมีเป็นส่วนประกอบสำคัญของบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอางและเครื่องจ่ายสำหรับบรรจุผลิตภัณฑ์ ปั๊มสเปรย์สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทตามหลักการทำให้เป็นละออง:
* **แรงดัน-ประเภทเจ็ท:** ของเหลวจะถูกเร่งและพ่นผ่านหัวฉีดขนาดเล็ก- (รูรับแสง 0.1-0.5 มม.) ภายใต้แรงดันสูง (0.3-5MPa) ด้วยการใช้เอฟเฟกต์เบอร์นูลลี แรงเฉือนจะเกิดขึ้น โดยทำให้คอลัมน์ของเหลวแตกออกเป็นหยด (เส้นผ่านศูนย์กลาง 20-100μm) ประเภทนี้ใช้หลักการสมดุลของบรรยากาศ โดยการกดของเหลวในขวดจะถูกพ่นออกมา การไหลของของเหลวความเร็วสูงยังช่วยขับเคลื่อนการไหลของอากาศใกล้กับหัวฉีด ทำให้ความเร็วลมเพิ่มขึ้นและลดความดัน ทำให้เกิดโซนแรงดันลบเฉพาะที่ ช่วยให้อากาศโดยรอบผสมลงในของเหลว เกิดเป็นส่วนผสมของก๊าซ-ของเหลว และทำให้เกิดเอฟเฟกต์การทำให้เป็นละออง
* **ประเภทช่วยด้วยแก๊ส-:** อากาศอัด (หรือ-ปั๊มลมในตัว) ชนกับของเหลวด้วยความเร็วสูงในห้องผสม (อัตราส่วนก๊าซ-ของเหลว 1:1 ถึง 5:1) พลังงานจลน์ของก๊าซฉีกของเหลวให้เป็นอนุภาคละเอียดที่มีขนาดอนุภาค 10-50μm ประเภทอัลตราโซนิค: แผ่นเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกสร้างการสั่นสะเทือนความถี่สูง- (20kHz-1MHz) ทำให้เกิดคลื่นเส้นเลือดฝอยก่อตัวบนพื้นผิวของเหลวและสลายตัวเป็นหยดขนาดนาโน (ขนาดอนุภาค<10μm), commonly found in medical humidifiers. Spray pumps, through the combination of precision fluid mechanics and materials engineering, continuously drive the evolution of atomization technology towards high efficiency, precision, and environmental friendliness, becoming a core component for refined liquid management in multiple industries.
สองกระบวนการผลิต
1. การเลือกวัสดุ: ความต้านทานการกัดกร่อน: ตัวปั๊มมักใช้ PP (โพลีโพรพีลีน), POM (โพลีออกซีเมทิลีน) หรือโลหะ (สแตนเลส 316L) ทนทานต่อตัวทำละลาย เช่น เอทานอลและน้ำมันหอมระเหย ส่วนประกอบที่มีความแม่นยำสูง-: หัวฉีดทำจากเซรามิกหรือเหล็กทังสเตน (ความแข็งมากกว่าหรือเท่ากับ HRC60) โดยมีความทนทานต่อการตัดเฉือนขนาดเล็ก ±5μm; วัสดุปิดผนึก: Fluororubber หรือ PTFE (polytetrafluoroethylene) ช่วงอุณหภูมิ -20 องศาถึง 120 องศา
2. กระบวนการขึ้นรูป: ดาบปลายปืนบนปั๊มสเปรย์ (อะลูมิเนียมกึ่ง-ดาบปลายปืน อะลูมิเนียมดาบปลายปืนเต็ม) และเกลียวสกรูเป็นพลาสติกทั้งหมด โดยบางส่วนมีฝาปิดอะลูมิเนียมและมีชั้นอะลูมิเนียมชุบด้วยไฟฟ้าอยู่ด้านบน ส่วนประกอบภายในส่วนใหญ่ของปั๊มสเปรย์ทำจากพลาสติก เช่น PE, PP และ LDPE และได้รับการฉีดขึ้นรูป โดยทั่วไปส่วนประกอบต่างๆ เช่น ลูกปัดแก้วและสปริงมักได้รับการว่าจ้างจากภายนอก
3. การรักษาพื้นผิว: ส่วนประกอบหลักของปั๊มสเปรย์สามารถใช้สำหรับการชุบด้วยไฟฟ้าสูญญากาศ, การชุบอลูมิเนียมด้วยไฟฟ้า, การฉีดพ่นและการฉีดขึ้นรูป
4. การพิมพ์กราฟิก: สามารถพิมพ์กราฟิกบนพื้นผิวหัวฉีดและพื้นผิวของแผ่นหัวฉีดโดยใช้กระบวนการต่างๆ เช่น การปั๊มร้อนและการพิมพ์สกรีน อย่างไรก็ตาม เพื่อรักษารูปลักษณ์ที่ดูสะอาดตา โดยทั่วไปจึงไม่ทำการพิมพ์บนหัวฉีดเอง
5. กระบวนการผลิตที่มีความแม่นยำ: การตัดเฉือนรูขนาดเล็ก-: การเจาะด้วยเลเซอร์: การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ Femtosecond ของรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.1 มม. และความหยาบของผนังรู Ra < 0.8μm; การฉีดขึ้นรูปขนาดเล็ก-: กระบวนการ LIGA เพื่อผลิตหัวฉีดระดับนาโน-ที่เหมาะสำหรับการฉีดพ่นขนาดเล็ก-ทางการแพทย์ ชุดวาล์ว: สปริงพรีโหลด (ความดัน 5-15N) รับประกันการตอบสนองของวาล์วทันที หุ่นยนต์หก-แกนใช้สำหรับการวางตำแหน่งที่แม่นยำ การเชื่อมซีลด้วยอัลตราโซนิกที่มีความแข็งแรงในการเชื่อมมากกว่าหรือเท่ากับ 20MPa การตรวจจับอัตโนมัติ: การวิเคราะห์กล้องความเร็วสูงของมุมกรวยการทำให้เป็นละอองและการกระจายขนาดอนุภาค การทดสอบความหนาแน่นของอากาศ (แรงดัน 0.5MPa ค้างไว้ 1 นาที โดยไม่มีการรั่วไหล)
หลักการเทคโนโลยีสามประการ
1. ส่วนประกอบหลัก: ปั๊มพ่นแบบธรรมดาส่วนใหญ่ประกอบด้วยหัวฉีด/ปั๊ม ตัวกระจาย ท่อนำกลาง ฝาครอบล็อค ปะเก็นซีล แกนลูกสูบ ลูกสูบ สปริง ตัวปั๊ม และท่อดูด ลูกสูบเป็นลูกสูบเปิดที่เชื่อมต่อกับเบาะลูกสูบ ส่งผลให้ตัวปั๊มเปิดออกด้านนอกเมื่อก้านอัดขยับขึ้นและปิดห้องทำงานเมื่อขยับขึ้น ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบโครงสร้างของปั๊มที่แตกต่างกัน ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องอาจแตกต่างกันไป แต่หลักการและเป้าหมายสูงสุดเหมือนกัน: เพื่อรับสิ่งที่อยู่ภายในอย่างมีประสิทธิภาพ
2. การเพิ่มประสิทธิภาพหัวฉีดอ้างอิงโครงสร้างผลิตภัณฑ์: ใช้ห้องหมุนวนหรือโครงสร้างร่องรูปทรงพัดลม- เพื่อควบคุมมุมการทำให้เป็นละออง (15 องศา -90 องศา ) และพื้นที่ครอบคลุม วาล์วควบคุมแรงดัน: -สปริงในตัวหรือไดอะแฟรมจะปรับอัตราการไหลของของเหลว โดยปรับให้เข้ากับของเหลวที่มีความหนืดต่างกันได้ (1-1000cps) ระบบป้องกันน้ำหยด: วาล์วแบบซีลสองชั้น (เช็ควาล์วทางเข้า + วาล์วสปริงทางออก) ป้องกันของเหลวไหลย้อนกลับปริมาณตกค้างหลังการกด<0.01mL.
3. หลักการปล่อยน้ำ: กระบวนการไอเสีย: สมมติว่าไม่มีของเหลวอยู่ในห้องฐานในสถานะเริ่มต้น การกดหัวกดจะทำให้ก้านอัดขยับลูกสูบ ซึ่งจะดันเบาะลูกสูบลงด้านล่างเพื่อบีบอัดสปริง ปริมาตรในห้องถูกบีบอัด ทำให้แรงดันอากาศเพิ่มขึ้น และวาล์วหยุดจะผนึกพอร์ตด้านบนของท่อไอดีน้ำ เนื่องจากลูกสูบและเบาะลูกสูบไม่ได้ปิดผนึกสนิท แรงของแก๊สจึงเปิดช่องว่างระหว่างลูกสูบและลูกสูบ ส่งผลให้แยกออกจากกันและหลบหนี กระบวนการรับน้ำ: หลังจากหมดแรงแล้ว การปล่อยหัวกดจะปล่อยสปริงที่บีบอัดแล้วดันเบาะลูกสูบขึ้น
ช่องว่างระหว่างเบาะลูกสูบและลูกสูบปิดลง ดันลูกสูบและก้านอัดขึ้นพร้อมกัน ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นและความกดอากาศที่ลดลงภายในห้องทำงานทำให้เกิดสุญญากาศใกล้- ส่งผลให้วาล์วหยุดเปิด แรงดันอากาศเหนือพื้นผิวของเหลวในภาชนะจะบังคับของเหลวเข้าสู่ตัวปั๊ม ส่งผลให้กระบวนการรับน้ำเข้าเสร็จสมบูรณ์ กระบวนการส่งออกน้ำเป็นไปตามหลักการเดียวกันกับกระบวนการไอเสีย ข้อแตกต่างคือตอนนี้ตัวปั๊มเต็มไปด้วยของเหลว เมื่อกดหัวกด ในมือข้างหนึ่ง วาล์วหยุดจะผนึกปลายด้านบนของท่อดูด เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวกลับคืนสู่ภาชนะ ในทางกลับกันเนื่องจากการอัดของของเหลว (ของไหลที่ไม่สามารถอัดตัวได้) ของเหลวจะบังคับเปิดช่องว่างระหว่างลูกสูบกับเบาะลูกสูบ ไหลลงสู่ท่ออัดและออกจากหัวฉีด
4. หลักการทำให้เป็นละออง: เนื่องจากช่องเปิดของหัวฉีดมีขนาดเล็กมาก หากการกดเป็นไปอย่างราบรื่น (เช่น มีความเร็วการไหลที่แน่นอนในท่ออัด) ความเร็วการไหลของของเหลวจะสูงมากเมื่อไหลออกจากรูเล็ก ๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง อากาศมีความเร็วการไหลค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับของเหลว เทียบเท่ากับกระแสลมความเร็วสูง-ที่กระทบกับหยดน้ำ ดังนั้น การวิเคราะห์หลักการของการทำให้เป็นละอองในเวลาต่อมาจึงเหมือนกับการวิเคราะห์ของหัวฉีดแบบลูกบอล-ทุกประการ: อากาศจะส่งผลกระทบกับหยดน้ำขนาดใหญ่ให้เป็นหยดขนาดเล็ก จากนั้นค่อยๆ กลั่นหยดน้ำ ในเวลาเดียวกัน ของเหลวที่ไหลด้วยความเร็วสูง-ยังขับเคลื่อนการไหลของก๊าซใกล้กับหัวฉีด ทำให้ความเร็วของก๊าซเพิ่มขึ้นและลดความดัน ทำให้เกิดโซนแรงดันลบเฉพาะที่ ซึ่งจะทำให้อากาศโดยรอบผสมลงในของเหลว เกิดเป็นก๊าซผสม{10}}ของเหลว ส่งผลให้เกิดการทำให้เป็นละออง
5. พารามิเตอร์ประสิทธิภาพการทำให้เป็นละอองอ้างอิงการกระจายขนาดอนุภาค: D50 (ขนาดอนุภาคมัธยฐาน) จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งาน เช่น 30-50μm สำหรับการฉีดพ่นน้ำหอม และ 80-150μm สำหรับการฉีดพ่นยาฆ่าแมลง; อัตราการพ่น: ปริมาณสเปรย์เดี่ยวของปั๊มแบบแมนนวล 0.05-0.2 มล., ปริมาณสเปรย์ต่อเนื่องของปั๊มไฟฟ้าสูงถึง 10-100 มล./นาที; ประสิทธิภาพการทำให้เป็นละออง: อัตราการแปลงพลังงานมากกว่าหรือเท่ากับ 70% ช่วยลดขยะของเหลว
6. การพัฒนาทางเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ: เซ็นเซอร์ความดันในตัวและชิป MCU สำหรับการปรับพารามิเตอร์การทำให้เป็นละอองแบบเรียลไทม์- (เช่น การฉีดพ่นที่เชื่อมโยงความชื้น-) การผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: การใช้พลาสติกชีวภาพ- (เช่น PBAT) และเทคโนโลยีการหล่อลื่นแบบไร้น้ำมัน- เพื่อลดมลพิษจากไมโครพลาสติก การทำให้เป็นละอองในระดับนาโน: เทคโนโลยีการทำให้เป็นละอองด้วยไฟฟ้าสถิตทำให้ได้ขนาดอนุภาค<1μm, used for lung drug delivery or semiconductor cleaning.
