Ультразвуковая очистка: принцип действия и устройство

Ультразвуковая очистка: принцип действия и устройство

Ультразвуковая очистка – способ очистки поверхности твердых тел, основанный на возбуждении в моющем растворе колебаний ультразвуковой частоты. Научную основу для создания аппаратуры и разработки технологии ультразвуковой очистки заложили работы в области акустической кавитации проводившиеся в акустическом институте имени академика Н.Н.Андреева под руководством профессора Л.Д.Розенберга.

Ультразвуковая очистка позволяет заменить ручной труд, ускорив тем самым процесс очистки, получить высокую степень чистоты поверхности, практически исключить использование пожароопасных и токсичных растворителей.

Процесс ультразвуковой очистки обусловлен рядом явлений, возникающих в ультразвуковом поле высокой интенсивности: акустической кавитацией, акустическими течениями, радиационным давлением и звукокапиллярным эффектомИсследования показали, что в зависимости от вида загрязнения преобладающую роль в очистке играют различные процессы. Так, разрушение слабо взаимосвязанных загрязнений происходит, в основном, под действием пульсирующих (незахлопыващихся) кавитационных пузырьков. На краях пленки загрязнений пульсирующие пузырьки, совершая интенсивные колебания, преодолевают силы сцепления пленки с поверхностью, проникают под пленку, разрывают и отслаивают ее. Радиационное давление и звукокапиллярный эффект способствуют проникновению моющего раствора в микропоры, неровности и глухие каналы. Акустические течения осуществляют ускоренное удаление загрязнений с поверхности. Если же загрязнения прочно связаны с поверхностью, то для их разрушения и удаления с поверхности необходимо наличие захлопывающихся кавитационных пузырьков, создающих микроударное воздействие на поверхность.

Для осуществления необходимого режима ультразвуковой очистки необходим выбор оптимальных значений интенсивности ультразвука и частоты колебаний. С повышением частоты кавитационный пузырек не достигает конечной стадии захлопывания, что снижает микроударное действие кавитации. Чрезмерное понижение частоты приводит к увеличению уровня воздушного шума, и требует увеличения габаритов излучателя. Поэтому большинство промышленных установок работает в диапазоне 18-44 килогерц.

Повышение интенсивности ультразвука сверх определенного предела приводит к увеличению амплитудного значения давления, и кавитационный пузырек вырождается в пульсирующий. При малых значениях интенсивности слабо выражена кавитация и все вторичные эффекты, возникающие в жидкости при введении ультразвуковых колебаний и определяющие эффективность очистки. Рабочий интервал интенсивности составляет 0.5-10 Вт/см2.

Большую роль в процессе очистки играет правильно подобранный состав моющей жидкости. При этом необходимо учитывать свойства материала очищаемой детали и вид загрязнений. Моющая жидкость должна вступать в химическое взаимодействие только с поверхностными загрязнениями, но не с материалом очищаемого изделия. Существенное влияние на протекание и развитие в моющих растворах специфических явлений, возбуждаемых ультразвуком, оказывают физико-химические свойства жидкости. Повышение упругости пара внутри пузырька резко снижает интенсивность кавитации, поэтому, например, применение для ультразвуковой очистки водных растворов более эффективно, чем применение органических растворителей.
Как устроена ванна ультразвуковой очистки?

Ванна может быть практически любого объема, изготавливается, в основном, из нержавеющей стали. Могут быть использованы стандартные цельнотянутые и специальные – сварные корыта. Для обработки изделий в кислотных растворах ванна может быть покрыта специальным защитным покрытием, как правило, тефлоном. Электроакустические преобразователи преобразуют энергию электрических колебаний в акустическую. Для возбуждения акустических колебаний в ультразвуковой ванне используются, в основном магнитострикционные и пьезоэлектрические преобразователи.

Преобразователи могут иметь различное конструктивное исполнение. Наиболее популярной является конструкция, предложенная Ланжевеном. Эта конструкция ультразвуковых преобразователей имеет наиболее высокие параметры по КПД, надежности и пр.

Расположение преобразователей – чаще всего преобразователи располагаются на дне ванны, это позволяет получить наиболее эргономичную конструкцию для ультразвуковых ванн, однако возможно их размещение и на боковых стенках.

Количество преобразователей, используемых в ультразвуковых ваннах, определяется требованиями равномерности интенсивности акустического поля, возбуждаемого в объеме жидкости.

Диапазон частот для устройств ультразвуковой очистки лежит в пределах от 20 до 80 кГц.

Ультразвуковой генератор – служит для возбуждения электроакустических преобразователей и поддерживает условия оптимальной передачи мощности в нагрузку. Это определяет особенности схемных решений ультразвуковых генераторов. Используются схемы с самовозбуждением и задающим генератором, а также различные виды обратной связи – по току, напряжению и фазовая автоподстройка частоты.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Мы Вконтакте

О компании PinkMarket

Оптово-розничный магазин для косметологов, мастеров перманентного макияжа, мастеров пирсинга
"PINKMARKET-PROFI".
Мы изучаем, что нужно нашим покупателям и приводим наш ассортимент в соответствие с Вашими запросами.
Мы специализируемся на инструментах и средствах для любых задач - иглах, машинках, пигментах для перманентного макияжа,
средствах для анестезии, эпиляции, серебряных украшениях для пирсинга, инструментах для перманентных процедур, мезороллерах, гелях и пр.
Мы помогаем вам делать людей красивыми!

© 2017 официальный блог компании Pinkmarket все о татуаже  Войти
Яндекс.Метрика