XY-PT-⊘15ABMG Spruzzatore a pompa per nebulizzazione fine di profumo a crimpare da 15 mm, tipo corto

Come progettare l'apertura di atomizzazione del Ugello corto per pompa a nebulizzazione fine per profumo a crimpare da 15 mm per ottenere l'effetto migliore?

Essendo il componente principale della confezione del profumo, l'effetto di atomizzazione dell'ugello corto della pompa a nebbia fine per profumo crimpato da 15 mm influisce direttamente sull'esperienza dell'utente nell'uso del profumo e sulla consistenza del prodotto. Essendo un parametro chiave che determina l'effetto di atomizzazione, l'apertura di atomizzazione deve essere progettata in modo completo in combinazione con fattori multidimensionali come la meccanica dei fluidi, le proprietà dei materiali e gli scenari di utilizzo per ottenere il miglior effetto di "nebbia fine uniforme, spruzzo stabile e ritenzione moderata della fragranza".

1. Progettazione dei parametri di apertura di base basati sulla meccanica dei fluidi

L'essenza dell'atomizzazione è che quando un liquido passa attraverso una piccola apertura sotto pressione, interagisce con la forza di taglio dell'aria a causa del forte aumento della portata per formare particelle di goccioline disperse. Per l'ugello corto a crimpare da 15 mm, il design dell'apertura deve prima soddisfare la richiesta principale di "nebbia fine" - di solito il diametro della goccia di un ugello per profumi di alta qualità deve essere controllato tra 5-30μm. Un prodotto troppo grossolano comporterà uno spruzzo non uniforme e una ritenzione della fragranza troppo forte. Una soluzione troppo fine evaporerà facilmente e rapidamente a causa delle goccioline troppo leggere, accorciando il tempo di ritenzione della fragranza.
Dal punto di vista della meccanica dei fluidi, l’apertura e il diametro delle goccioline sono correlati positivamente, ma non linearmente. I dati sperimentali mostrano che quando l'apertura è compresa tra 0,1 e 0,3 mm, il diametro della goccia può essere stabilizzato nell'intervallo ideale di 10-20 μm: quando l'apertura è inferiore a 0,1 mm, sebbene si possano formare goccioline più fini, è facile causare un blocco a causa dell'eccessiva tensione superficiale del liquido, in particolare i componenti dell'olio essenziale contenuti nel profumo possono rimanere nell'apertura e cristallizzare; quando l'apertura è maggiore di 0,3 mm, il diametro della goccia supererà i 30 μm e si verificherà il fenomeno della "colonna d'acqua" o dei "schizzi di gocce di grandi dimensioni", distruggendo la delicata sensazione dello spruzzo. Pertanto, si consiglia di basare l'apertura di atomizzazione dell'ugello corto da 15 mm sull'intervallo di 0,15-0,25 mm e quindi regolarla con precisione in base alle esigenze specifiche.
Allo stesso tempo, le proporzioni dell'apertura (il rapporto tra la lunghezza dell'apertura e il diametro) devono corrispondere alla pressione della pompa. L'ugello corto ha una struttura compatta, una corsa della pompa breve e una pressione relativamente limitata e il rapporto d'aspetto è solitamente controllato tra 2:1-3:1. Se il rapporto d'aspetto è troppo grande (ad esempio superiore a 4:1), la resistenza del liquido che passa attraverso l'apertura aumenterà in modo significativo, il che potrebbe portare a una forza di spruzzatura insufficiente e a una nebulizzazione intermittente; se il rapporto d'aspetto è troppo piccolo (ad esempio inferiore a 1:1), la portata del liquido è troppo veloce e le goccioline tendono a "sputtering" a causa dell'eccessiva energia cinetica e non possono formare un'area di spruzzo concentrata.

2. Design del layout dell'apertura corrispondente alla struttura di crimpatura

Il design a crimpare da 15 mm è caratterizzato da una connessione rapida con la bocca della bottiglia di profumo tramite la struttura compatta e a scatto e deve adattarsi a scene portatili, quindi la disposizione dell'apertura deve essere compatibile con la stabilità e la tenuta della struttura a crimpare.
Dal punto di vista della meccanica strutturale, la posizione dell'apertura deve evitare il punto di sollecitazione della crimpatura. Il diametro dell'ugello corto da 15 mm è limitato e la fibbia è solitamente distribuita sul bordo dell'ugello. L'apertura deve essere posizionata nell'area centrale e la distanza dalla fibbia non deve essere inferiore a 3 mm per evitare la deformazione dell'apertura dovuta al trasferimento di sollecitazioni durante l'assemblaggio della fibbia, che influisce sulla stabilità dello spruzzo. Ad esempio, durante la progettazione dell'ugello della serie da 15 mm, Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd utilizzerà la simulazione dello stress nella fase di sviluppo dello stampo per garantire che la posizione dell'apertura sia nell'area con lo stress strutturale minimo, combinato con il posizionamento preciso delle sue apparecchiature di assemblaggio automatizzato per garantire la coerenza delle dimensioni dell'apertura.
Inoltre, le prestazioni di tenuta della struttura della fibbia richiedono che il gioco tra l'apertura e il corpo della pompa sia controllato tra 0,01 e 0,03 mm. Se lo spazio è troppo grande, è facile causare perdite di liquido; se lo spazio è troppo piccolo, l'apertura potrebbe schiacciarsi e deformarsi a causa di errori di montaggio. Pertanto, la precisione di lavorazione dell'apertura deve raggiungere ± 0,005 mm, il che si basa su processi di stampaggio ad iniezione e stampaggio ad alta precisione dell'alluminio. Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd fa affidamento su una catena di produzione completa, dallo stampaggio dell'alluminio allo stampaggio a iniezione. L'intero controllo del processo può soddisfare tali requisiti di elaborazione ad alta precisione e fornire garanzie di base per la stabilità dell'apertura.

3. Materiali dell'apertura e trattamento superficiale adatti agli ingredienti dei profumi

Gli ingredienti dei profumi sono complessi, inclusi alcol, oli essenziali, fragranze, ecc. La viscosità e la corrosività degli oli essenziali influenzeranno la durata e l'effetto di atomizzazione dell'apertura. Pertanto, la selezione del materiale e il trattamento superficiale dell'apertura devono essere adattati agli ingredienti del profumo.
In termini di materiali, l’apertura dell’ugello corto da 15 mm è solitamente in acciaio inossidabile o ceramica. L'acciaio inossidabile ha una buona resistenza alla corrosione ed è adatto per profumi con più alcol; i materiali ceramici hanno un'elevata levigatezza della superficie, non è facile lasciare componenti di oli essenziali, possono ridurre il rischio di intasamento e sono particolarmente adatti per profumi di fascia alta contenenti oli essenziali naturali. La levigatezza della parete interna dell'apertura deve essere inferiore a Ra0,8μm. Una rugosità troppo elevata causerà turbolenza nel liquido nel foro, distruggendo l'uniformità dell'atomizzazione. Il processo di trattamento superficiale dell'ossido di alluminio può migliorare la levigatezza della superficie e la resistenza alla corrosione del materiale, fornendo supporto per l'uso stabile a lungo termine dell'apertura.
Per i profumi contenenti ingredienti a base di silicone, l'apertura deve essere idrofobica (come un rivestimento) per impedire al liquido di aderire al foro per formare una pellicola liquida, con conseguente diminuzione graduale della quantità di spray. Per i prodotti in emulsione analcolica, l'apertura deve essere opportunamente aumentata a 0,25-0,3 mm e la levigatezza della parete interna deve essere migliorata per evitare che l'emulsione ostruisca l'apertura a causa dell'elevata viscosità.

4. Progettazione dell'adattamento dinamico dell'apertura combinato con lo scenario di utilizzo

Il design "corto" dell'ugello corto da 15 mm lo rende adatto a scenari portatili. Gli utenti possono utilizzarlo in ambienti con temperatura e umidità diverse, quindi il design dell'apertura deve considerare l'impatto dei fattori ambientali sull'effetto di atomizzazione.
In termini di adattabilità della temperatura, l’apertura deve riservare un margine per l’espansione e la contrazione termica. Quando la temperatura ambiente aumenta da -5℃ a 40℃, la dimensione dei pori del materiale metallico cambierà di 0,001-0,003 mm a causa dell'espansione e della contrazione termica. Pertanto, la dimensione dei pori a temperatura ambiente deve essere ottimizzata di 0,002 mm durante la progettazione. Ad esempio, quando la dimensione target dei pori è 0,2 mm, la dimensione effettiva di lavorazione può essere impostata su 0,202 mm per garantire che l'intervallo effettivo di 0,199-0,205 mm possa essere mantenuto a temperature estreme.
In termini di controllo del volume di spruzzatura, gli scenari portatili richiedono un singolo volume di spruzzatura compreso tra 0,05 e 0,1 ml. Troppo grande farà sì che il profumo venga consumato rapidamente e troppo piccolo non raggiungerà l'effetto di ritenzione della fragranza ideale. Il volume di spruzzo è proporzionale al quadrato della dimensione dei pori, quindi deve essere controllato con precisione dalla dimensione dei pori: il volume di spruzzo singolo di una dimensione dei pori di 0,15 mm è di circa 0,05 ml, la dimensione dei pori di 0,2 mm è di circa 0,08 ml e la dimensione dei pori di 0,25 mm è di circa 0,12 ml. Combinata alla necessità di portabilità, l'apertura da 0,2 mm è la scelta migliore sia per il volume dello spruzzo che per il tempo di ritenzione della fragranza.
Inoltre, la differenza nella pressione dell'utente causerà fluttuazioni della pressione della pompa e il design dell'apertura deve avere un certo grado di anti-interferenza. Impostando una scanalatura di guida (profondità 0,05 mm, larghezza 0,1 mm) all'ingresso dell'apertura, le fluttuazioni di pressione possono essere tamponate per garantire che la deviazione del volume di spruzzo sotto diverse forze non superi il 10%. Nella fase di sviluppo dello stampo, la relazione di corrispondenza tra la scanalatura della guida e l'apertura sarà ottimizzata simulando lo stato del fluido sotto diverse forze di pressione e il volume di spruzzo di ciascun lotto di prodotti sarà calibrato in combinazione con l'apparecchiatura di rilevamento automatico per garantire la coerenza.

5. Progettazione collaborativa di aperture e altre strutture

L'effetto di atomizzazione è il risultato dell'effetto sinergico di più componenti come l'apertura e il canale di flusso interno dell'ugello, la pressione del corpo della pompa e la struttura della valvola. L'effetto migliore non può essere ottenuto facendo affidamento su una singola dimensione di apertura ed è necessario formare un pensiero di "progettazione del sistema".
In termini di corrispondenza del canale di flusso con l'apertura, il diametro del canale di flusso dovrebbe essere 5-8 volte l'apertura (ad esempio, quando l'apertura è 0,2 mm, il diametro del canale di flusso è 1-1,6 mm) per garantire che il liquido formi uno stato laminare stabile prima di entrare nell'apertura ed evitare un'atomizzazione irregolare causata dalla turbolenza. Allo stesso tempo, gli angoli del canale di flusso devono adottare una transizione ad arco (raggio non inferiore a 0,5 mm) per ridurre la resistenza al flusso del liquido e controllare la perdita di pressione entro il 5%.
La corrispondenza tra la pressione del corpo della pompa e l'apertura deve essere determinata mediante test passo passo. La pressione del corpo della pompa di un ugello corto da 15 mm è solitamente compresa tra 0,3 e 0,5 MPa e l'apertura deve essere bilanciata con la pressione: l'apertura di 0,15 mm è adatta per una pressione di 0,3-0,4 MPa, l'apertura di 0,2 mm è adatta per una pressione di 0,4-0,45 MPa e l'apertura di 0,25 mm è adatta per una pressione di 0,45-0,5 MPa. La mancata corrispondenza tra pressione e apertura porterà al problema di "una pressione eccessiva farà sì che le goccioline siano troppo fini e facili da volatilizzare, mentre una pressione troppo bassa farà sì che le goccioline siano troppo grossolane e facili da gocciolare".

6. Processo di verifica e ottimizzazione del progetto dell'apertura

Per garantire che la progettazione dell'apertura ottenga l'effetto migliore, è necessario istituire un sistema di verifica completo, che comprenda test di laboratorio e simulazione di scenari di utilizzo reali.
I test di laboratorio includono: 1. Test di distribuzione delle dimensioni delle goccioline, utilizzando un analizzatore laser delle dimensioni delle particelle per rilevare l'intervallo di distribuzione dei diametri delle goccioline. In condizioni ottimali, il 90% dei diametri delle goccioline dovrebbe essere concentrato nell'intervallo 10-20μm; 2. Test dell'angolo di spruzzo, l'angolo di spruzzo di un ugello di alta qualità deve essere controllato a 30°-45°. Troppo largo causerà la dispersione dello spruzzo, mentre troppo stretto risulterà in un'area di copertura troppo piccola; 3. Test di durata, dopo aver premuto continuamente per 1000 volte, la variazione della dimensione dell'apertura deve essere inferiore a 0,002 mm e il tasso di attenuazione del volume di spruzzo non deve superare il 5%.
La simulazione dello scenario reale deve tenere conto delle abitudini dell'utente, come testare la stabilità dello spruzzo a diversi angoli di tenuta (0°-45°) per garantire che il design dell'apertura possa comunque mantenere un'atomizzazione uniforme quando utilizzato non in verticale. Il servizio gratuito di prova e consegna dei campioni fornito da Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd può aiutare i clienti a verificare l'effetto del design dell'apertura in scenari di utilizzo reali e regolare rapidamente i parametri dello stampo in base al feedback e realizzare l'implementazione efficiente del piano di progettazione attraverso il suo laboratorio indipendente di sviluppo di stampi.