Ультразвуковая очистка
Ультразвуковая очистка — способ очистки поверхности твёрдых тел в моющих жидкостях, при котором в жидкость тем или иным способом вводятся ультразвуковые колебания. Применение ультразвука обычно значительно ускоряет процесс очистки и повышает его качество. Кроме того, во многих случаях удаётся заменить огнеопасные и токсичные растворители на более безопасные моющие вещества без потери качества очистки.
Ультразвуковая очистка находит применение во многих отраслях промышленности, при ремонте машин и механизмов, в ювелирном и реставрационном деле, в медицине, в быту и т. д.
Очистка происходит за счёт совместного действия разных нелинейных эффектов, возникающих в жидкости под действием мощных ультразвуковых колебаний. Эти эффекты: кавитация, акустические течения, звуковое давление, звукокапиллярный эффект, из которых кавитация играет решающую роль. Кавитационные пузырьки, пульсируя и схлопываясь вблизи загрязнений, разрушают их. Этот эффект известен как кавитационная эрозия.
Для ультразвуковой очистки важен правильный подбор моющего раствора, с тем чтобы он эффективно растворял или эмульгировал загрязняющие вещества, при этом по возможности не влияя на саму очищаемую поверхность. Последнее обстоятельство особенно важно, поскольку ультразвук обычно значительно ускоряет физико-химические процессы в жидкостях, и агрессивное моющее вещество может быстро повредить поверхность.
Ультразвуковую очистку не следует применять, когда кавитационная стойкость очищаемой поверхности меньше, чем стойкость загрязнения. Например, при удалении пригарных плёнок с алюминиевых деталей велика вероятность разрушения самих деталей.
Загрязнения и воздействия на них
С точки зрения ультразвуковой очистки загрязнения различаются по трём признакам:
- Кавитационная стойкость, то есть способность выдерживать микроударные нагрузки.
- Прочность связи с очищаемой поверхностью, сопротивляемость к отслаиванию.
- Степень взаимодействия с моющей жидкостью, то есть способна ли и насколько способна эта жидкость растворять или эмульгировать загрязнение.
Кавитационно стойкие загрязнения хорошо поддаются ультразвуковой очистке, только если они слабо связаны с поверхностью или взаимодействуют с моющим раствором. Таковы жировые загрязнения, которые хорошо отмываются в слабощелочных растворах. Покрытия из лака или краски, окалина, окисные плёнки обычно кавитационно стойки и хорошо связаны с поверхностью. Для ультразвуковой очистки от таких загрязнений нужны достаточно агрессивные растворы, потому что здесь возможно действие только по третьему из перечисленных признаков.
Кавитационно нестойкие загрязнения (пыль, пористая органика, продукты коррозии) относительно легко удаляются даже без применения специальных растворов.
Моющие жидкости
Этот раздел нужно дополнить. |
При ультразвуковой очистке в качестве моющей жидкости применяют как простую воду, так и водные растворы моющих средств и органические растворители. Выбор средства определяется видом загрязнений и свойствами очищаемой поверхности (см. выше).
Устройства для ультразвуковой очистки
Для ультразвуковой очистки нужна ёмкость с моющим раствором и источник механических колебаний ультразвуковой частоты, называемый ультразвуковым излучателем. В качестве излучателя может выступать поверхность ультразвукового преобразователя, корпус ёмкости и даже сама очищаемая деталь. В последних случаях ультразвуковой преобразователь прикрепляется, соответственно, к корпусу или к детали.
Ультразвуковой преобразователь преобразует подаваемые на него электрические колебания в механические такой же частоты. В большинстве установок используются частоты от 18 до 44 кГц с интенсивностью колебаний от 0,5 до 10 Вт/см². Верхняя граница частотного диапазона обусловлена механизмом образования и разрушения кавитационных пузырьков: при очень большой частоте пузырьки не успевают захлопываться, что снижает микроударное действие кавитации.
Преобразователи могут быть магнитострикционные или пьезокерамические. Первые отличаются бо́льшими размерами и массой, значительно более низким КПД, однако позволяют достигать большой мощности, порядка нескольких киловатт. Пьезокерамические преобразователи компактнее, легче, экономичнее, но мощность их, как правило, не так велика — до нескольких сотен ватт. Такая мощность, впрочем, достаточна для абсолютного большинства применений, учитывая, что в крупных установках используются сразу несколько излучателей.
Наиболее известные устройства — это ультразвуковые ванны, установки специально предназначенные для ультразвуковой очистки. Преобразователи в таких ваннах, как правило, или встраиваются в отверстия в корпусе, или крепятся к корпусу, делая его излучателем, или помещаются внутрь в виде отдельных модулей. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки.
Отдельные модули ультразвуковых преобразователей (излучателей) могут встраиваться в технологические линии, где требуется быстрая и качественная очистка. Так, например, поступают для непрерывной очистки металлического проката и проволоки на разных стадиях их производства и использования.
Известны преобразователи, выполненные в виде небольших ручных инструментов для точной очистки сложных поверхностей.
Ультразвуковая стирка
Существуют ультразвуковые стиральные машины, которые используют ультразвук для стирки одежды.
См. также
- Ультразвуковая кавитация
- Ультразвуковая ванна
Литература
- Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. ред. И. П. Голямина. — М.: «Советская энциклопедия», 1979, страницы 242—247. ([techlibrary.ru/b/2k1p1m2g1n1j1o1a_2q.2x._3b1m2d1t1r1a1i1c1u1l._2u1a1m1f1o2d1l1a2g_2e1o1x1j1l1m1p1q1f1e1j2g._1979.djvu книга в формате DjVu])
Примечания
- Медведев А.М. Ультразвуковая очистка электронных модулей. Компоненты и технологии, № 15, 2001. Дата обращения: 15 марта 2017. Архивировано 16 марта 2017 года.
- Преимущества и недостатки ультразвуковой стирки. Дата обращения: 15 марта 2017. Архивировано 16 марта 2017 года.
Ссылки
- Наталья Бурякова. Стирка ультразвуком - миф или реальность? // Журнал «». — 2005. — № 11. Архивировано 29 августа 2010 года.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Ультразвуковая очистка, Что такое Ультразвуковая очистка? Что означает Ультразвуковая очистка?
Ultrazvukovaya ochistka sposob ochistki poverhnosti tvyordyh tel v moyushih zhidkostyah pri kotorom v zhidkost tem ili inym sposobom vvodyatsya ultrazvukovye kolebaniya Primenenie ultrazvuka obychno znachitelno uskoryaet process ochistki i povyshaet ego kachestvo Krome togo vo mnogih sluchayah udayotsya zamenit ogneopasnye i toksichnye rastvoriteli na bolee bezopasnye moyushie veshestva bez poteri kachestva ochistki ultrazvukovye ochistiteliUltrazvukovaya vanna dlya doma mozhno ochishat yuvelirnye izdeliya Ultrazvukovaya ochistka nahodit primenenie vo mnogih otraslyah promyshlennosti pri remonte mashin i mehanizmov v yuvelirnom i restavracionnom dele v medicine v bytu i t d Ochistka proishodit za schyot sovmestnogo dejstviya raznyh nelinejnyh effektov voznikayushih v zhidkosti pod dejstviem moshnyh ultrazvukovyh kolebanij Eti effekty kavitaciya akusticheskie techeniya zvukovoe davlenie zvukokapillyarnyj effekt iz kotoryh kavitaciya igraet reshayushuyu rol Kavitacionnye puzyrki pulsiruya i shlopyvayas vblizi zagryaznenij razrushayut ih Etot effekt izvesten kak kavitacionnaya eroziya Dlya ultrazvukovoj ochistki vazhen pravilnyj podbor moyushego rastvora s tem chtoby on effektivno rastvoryal ili emulgiroval zagryaznyayushie veshestva pri etom po vozmozhnosti ne vliyaya na samu ochishaemuyu poverhnost Poslednee obstoyatelstvo osobenno vazhno poskolku ultrazvuk obychno znachitelno uskoryaet fiziko himicheskie processy v zhidkostyah i agressivnoe moyushee veshestvo mozhet bystro povredit poverhnost Ultrazvukovuyu ochistku ne sleduet primenyat kogda kavitacionnaya stojkost ochishaemoj poverhnosti menshe chem stojkost zagryazneniya Naprimer pri udalenii prigarnyh plyonok s alyuminievyh detalej velika veroyatnost razrusheniya samih detalej Zagryazneniya i vozdejstviya na nihS tochki zreniya ultrazvukovoj ochistki zagryazneniya razlichayutsya po tryom priznakam Kavitacionnaya stojkost to est sposobnost vyderzhivat mikroudarnye nagruzki Prochnost svyazi s ochishaemoj poverhnostyu soprotivlyaemost k otslaivaniyu Stepen vzaimodejstviya s moyushej zhidkostyu to est sposobna li i naskolko sposobna eta zhidkost rastvoryat ili emulgirovat zagryaznenie Kavitacionno stojkie zagryazneniya horosho poddayutsya ultrazvukovoj ochistke tolko esli oni slabo svyazany s poverhnostyu ili vzaimodejstvuyut s moyushim rastvorom Takovy zhirovye zagryazneniya kotorye horosho otmyvayutsya v slaboshelochnyh rastvorah Pokrytiya iz laka ili kraski okalina okisnye plyonki obychno kavitacionno stojki i horosho svyazany s poverhnostyu Dlya ultrazvukovoj ochistki ot takih zagryaznenij nuzhny dostatochno agressivnye rastvory potomu chto zdes vozmozhno dejstvie tolko po tretemu iz perechislennyh priznakov Kavitacionno nestojkie zagryazneniya pyl poristaya organika produkty korrozii otnositelno legko udalyayutsya dazhe bez primeneniya specialnyh rastvorov Moyushie zhidkostiEtot razdel nuzhno dopolnit Pozhalujsta uluchshite i dopolnite razdel 3 dekabrya 2009 Pri ultrazvukovoj ochistke v kachestve moyushej zhidkosti primenyayut kak prostuyu vodu tak i vodnye rastvory moyushih sredstv i organicheskie rastvoriteli Vybor sredstva opredelyaetsya vidom zagryaznenij i svojstvami ochishaemoj poverhnosti sm vyshe Ustrojstva dlya ultrazvukovoj ochistkiDlya ultrazvukovoj ochistki nuzhna yomkost s moyushim rastvorom i istochnik mehanicheskih kolebanij ultrazvukovoj chastoty nazyvaemyj ultrazvukovym izluchatelem V kachestve izluchatelya mozhet vystupat poverhnost ultrazvukovogo preobrazovatelya korpus yomkosti i dazhe sama ochishaemaya detal V poslednih sluchayah ultrazvukovoj preobrazovatel prikreplyaetsya sootvetstvenno k korpusu ili k detali Ultrazvukovoj preobrazovatel preobrazuet podavaemye na nego elektricheskie kolebaniya v mehanicheskie takoj zhe chastoty V bolshinstve ustanovok ispolzuyutsya chastoty ot 18 do 44 kGc s intensivnostyu kolebanij ot 0 5 do 10 Vt sm Verhnyaya granica chastotnogo diapazona obuslovlena mehanizmom obrazovaniya i razrusheniya kavitacionnyh puzyrkov pri ochen bolshoj chastote puzyrki ne uspevayut zahlopyvatsya chto snizhaet mikroudarnoe dejstvie kavitacii Preobrazovateli mogut byt magnitostrikcionnye ili pezokeramicheskie Pervye otlichayutsya bo lshimi razmerami i massoj znachitelno bolee nizkim KPD odnako pozvolyayut dostigat bolshoj moshnosti poryadka neskolkih kilovatt Pezokeramicheskie preobrazovateli kompaktnee legche ekonomichnee no moshnost ih kak pravilo ne tak velika do neskolkih soten vatt Takaya moshnost vprochem dostatochna dlya absolyutnogo bolshinstva primenenij uchityvaya chto v krupnyh ustanovkah ispolzuyutsya srazu neskolko izluchatelej Naibolee izvestnye ustrojstva eto ultrazvukovye vanny ustanovki specialno prednaznachennye dlya ultrazvukovoj ochistki Preobrazovateli v takih vannah kak pravilo ili vstraivayutsya v otverstiya v korpuse ili krepyatsya k korpusu delaya ego izluchatelem ili pomeshayutsya vnutr v vide otdelnyh modulej Kazhdyj sposob imeet svoi preimushestva i nedostatki Otdelnye moduli ultrazvukovyh preobrazovatelej izluchatelej mogut vstraivatsya v tehnologicheskie linii gde trebuetsya bystraya i kachestvennaya ochistka Tak naprimer postupayut dlya nepreryvnoj ochistki metallicheskogo prokata i provoloki na raznyh stadiyah ih proizvodstva i ispolzovaniya Izvestny preobrazovateli vypolnennye v vide nebolshih ruchnyh instrumentov dlya tochnoj ochistki slozhnyh poverhnostej Ultrazvukovaya stirkaSushestvuyut ultrazvukovye stiralnye mashiny kotorye ispolzuyut ultrazvuk dlya stirki odezhdy Sm takzheUltrazvukovaya kavitaciya Ultrazvukovaya vannaLiteraturaUltrazvuk Malenkaya enciklopediya Glav red I P Golyamina M Sovetskaya enciklopediya 1979 stranicy 242 247 techlibrary ru b 2k1p1m2g1n1j1o1a 2q 2x 3b1m2d1t1r1a1i1c1u1l 2u1a1m1f1o2d1l1a2g 2e1o1x1j1l1m1p1q1f1e1j2g 1979 djvu kniga v formate DjVu PrimechaniyaMedvedev A M Ultrazvukovaya ochistka elektronnyh modulej Komponenty i tehnologii 15 2001 neopr Data obrasheniya 15 marta 2017 Arhivirovano 16 marta 2017 goda Preimushestva i nedostatki ultrazvukovoj stirki neopr Data obrasheniya 15 marta 2017 Arhivirovano 16 marta 2017 goda SsylkiNatalya Buryakova Stirka ultrazvukom mif ili realnost Zhurnal 2005 11 Arhivirovano 29 avgusta 2010 goda Nekotorye vneshnie ssylki v etoj state vedut na sajty zanesyonnye v spam list Eti sajty mogut narushat avtorskie prava byt priznany neavtoritetnymi istochnikami ili po drugim prichinam byt zapresheny v Vikipedii Redaktoram sleduet zamenit takie ssylki ssylkami na sootvetstvuyushie pravilam sajty ili bibliograficheskimi ssylkami na pechatnye istochniki libo udalit ih vozmozhno vmeste s podtverzhdaemym imi soderzhimym Spisok problemnyh ssyloktechlibrary ru b 2k1p1m2g1n1j1o1a 2q 2x 3b1m2d1t1r1a1i1c1u1l 2u1a1m1f1o2d1l1a2g 2e1o1x1j1l1m1p1q1f1e1j2g 1979 djvu
