Часто для удаления особо сильных видов загрязнений применяются трудоемкие методы. Например, использующие грубые абразивные материалы или жесткие металлические щетки. Но такие подходы могут поцарапать и повредить поверхность. К счастью, современные технологии позволяют не только упростить процесс очистки, не теряя его эффективности, но также сделать удаление осадков и отложений более щадящим для обрабатываемых изделий.
Одним из наиболее распространенных и эффективных способов современного мытья являются ультразвуковые мойки. За счет своих свойств, отличных результатов и минимальных усилий, нужных для их использования, они получили широкое распространение в самых различных учреждениях: от салонов косметологических услуг до цехов промышленного производства.
Как работает ультразвуковая ванна
Как понятно из названия, в основе принципа работы этой технологии лежат звуковые волны. Звуковые или акустические волны представляют собой упругие волны и колебания, распространяющиеся в той или иной среде, обычно – в воздухе. Как понятно из названия – «ультразвуковая» – используется лишь часть спектра, называющаяся «ультразвук». Это волны с частотой более 20 тысяч герц, которые человеческий слух не может воспринять.
Чтобы создать ультразвук, используются специальные излучатели, преобразующие электрическую энергию в акустическую. Они расположены внутри контейнера, который заполняется специальным раствором – ведь акустические волны распространяются в жидкой среде еще быстрее. Предмет, который нужно очистить, помещается в такой контейнер.
Ультразвуковые колебания вызывают в растворе различные физические феномены, вроде акустического потока или звукового давления. Но самым важным из них для удаления осадков и налета является кавитация. Чтобы достичь нужного эффекта от процедуры ультразвуковой мойки, между излучателями и объектом не должно быть никаких твердых препятствий, их не должны касаться посторонние предметы. Поэтому специальные ванные и раковины, в которых проводятся эти процедуры, оборудуют проволочными корзинами, в которых омываемый объект может покоиться, не задевая стенок устройства и которые не ограждают его от ультразвука за счет тонкости прутьев, из которых они сплетены.
Кавитация
Это ключевой процесс для ультразвукового мытья, в результате которого в рабочей жидкости появляются микроскопические пузырьки. Они постепенно увеличиваются, а затем мгновенно схлопываются, создавая эффект гидравлического удара. Под его действием большая часть загрязнений удаляются быстро и без вреда для самого предмета.
Что характерно, максимальный размер, который может набрать пузырек, зависит от частоты. Чем она выше, тем быстрее перед хлопком теряется стабильность и тем меньше могут быть пузырьки. Более крупные пузыри хорошо работают с клетками, органическими загрязнениями. Но также имеется нижний порог, ниже которого гидравлический удар слишком слабый и эффективность снижается. Поэтому повышение частоты помогает удалять даже самые маленькие наслоения неорганической грязи.
Частоты
Частота ультразвука в килогерцах (тысячах герц) варьируется по двум категориях в зависимости от области применения:
-
20-50 кГц – промышленное применение с балансом между интенсивностью и мягкостью обработки.
-
50-100 кГц – точная интенсивная очистка, используемая, в частности, в ювелирном деле или при обработке высокоточного научного или медицинского оборудования.
Другие физические явления
Для акустической обработки также свойственен целый ряд других явлений и характеристик:
-
акустический поток – потоки звуковых волн, которые возникают из-за неровностей обтекаемых предметов и отличаются турбулентностью;
-
звуковое давление – давление среды многократно усиливается под действием звука;
-
звуковой капиллярный эффект – из-за кавитации жидкость мгновенно проникает в любые зазоры.
Что важно для эффективности очистки
Чтобы акустическая мойка удаляла грязь с наибольше эффективностью, важно подобрать правильное моющее средство. Выбирая раствор, важно обратить внимание, чтобы он был совместим с материалами обрабатываемых объектов.
Другой нюанс – конструкция ванны или иного контейнера, а также излучателей и датчиков. Они обычно образуют единый корпус, закрепленный на дне ванной. Необходимо проверить не только герметичность и прочность их установки, но также изучить их для подтверждения качественной работы. Например, нужно протестировать функцию автоматического мониторинга для обеспечения стабильной работы и откалибровать значения для безупречной чистоты.
Преимущества
Использование ультразвуковых моек позволяет безупречно избавляться от практического любого типа и глубины загрязнений, и лишь самая глубоко впитанная в структуру очищаемого материала грязь может выстоять их. Есть и целый ряд дополнительных преимуществ:
-
Универсальность использования – как в быту, так и в промышленности;
-
Обработка сложных контуров – независимо от формы и конструкции конкретной детали, ультразвук проникает куда угодно;
-
Финансовая выгода – при сравнимых затратах электроэнергии, удаляет грязь намного эффективнее других видов моек;
-
Бережное воздействие – за счет отсутствия абразивных материалов, щадяще очищает объекты, повышая их долговечность;
-
Автоматическая работа – за счет встроенных таймеров, датчиков и настраиваемых программ, автоматически выполняет все этапы мойки с погружения и до осушения;
-
Безопасность – отсутствие токсичных чистящих средств и высоких температур позволяет избегать факторов риска на рабочем месте.
Критерии выбора ультразвуковой мойки
При выбор нужно обратить внимание на ряд факторов, включая функционал агрегата:
-
Таймер. Может быть электронным или механическим. Позволяет устройству самостоятельно отключаться по завершению уборки.
-
Встроенный нагрев. Подогрев чистящего раствора позволяет ускорить его эффект.
-
Встроенный слив. Сливной кран необходим, особенно для объемных ванн, чтобы ускорить уборку и облегчить замену раствора.
-
Дегазация. Специальное оборудование для захвата растворенных в среде газов. Усиливает звуковое давление и капиллярный эффект, улучшая эффект процедуры.
Выбирая эти и другие дополнительные функции, вы повышаете скорость и результаты использования акустической ванны, но они также влияют на ее цену.
Другой фактор стоимости – объём, от которого зависит, насколько большие объекты или насколько большое число предметов можно поместить в нее. Объем варьируется от 0,7 до 100 литров. Выбор объема зависит от специфики будущего использования мойки.
Другой критерий – удельная мощность. Она измеряется в Ваттах на литр полезного – т.е. занимаемого объектами – объема ванны. Чем более крупные объекты вам предстоит очищать, тем выше должна быть удельная мощность для получения удовлетворительных результатов процедуры.
Режим импульсной очистки
Импульсная очистка – более динамичный способ мытья, который направлен против самых трудных загрязнений. Она использует единый усиленный звуковой импульс, по типу акустического удара, чтобы разрушить грязь на поверхности. Для этого излучатели создают очень интенсивные и высокочастотные волны за короткое время. Но у такого подхода есть и минусы. Мощные звуковые удары создают микротрещины и нарушают структурную целостность. С другой стороны, вызванные кавитацией пузырьки еще лучше проникают в любые сколы и неровности. Это еще более эффективно удаляет загрязнения за счет синергии звукового давления с капиллярным эффектом.
Импульсная очистка активируется нажатием соответствующей кнопки. Она повышает мощность установки на 20% независимо от прежних показателей, но также поглощает больше энергии. И с особо чувствительным материалами есть риск повреждений.
Функция модуляции
Еще один способ повысить эффективность работы за счет настроек характеристик ультразвуковых сигналов, встроенный в некоторые устройства.
По сути, ультразвуковая мойка изнутри представляет собой закрытый контейнер с предметами различной формы и габаритов внутри. Из-за этого звук распределяется неравномерно, искажается, создает эхо и реверберацию – все это уменьшает эффективность работы. Особенно это заметно на предметах сложной геометрической формы.
Модуляция позволяет настроить частоту, громкость и другие показатели ультразвуковой волны. Подбор правильных характеристик позволяет добиться равномерного распределения акустики и равномерной очистки.
В конечном счете, при выборе ультразвуковой ванны решение зависит от ряда факторов:
- Габариты. Чем больше объекты и предметы, которые предполагается чистить, тем больше нужен объем и удельная мощность ультразвуковой мойки;
- Тип грязи. В зависимости от того, с какими типами загрязнений предстоит бороться, определяется необходимое значение мощности устройства;
- Дополнительный функционал. Тип грязи может требовать особых техник обработки, а еще дополнительные функции могут повысить эффективность мытья.
Но также надо учитывать, что чем большее, мощнее и разнообразнее функционально ультразвуковая мойка, тем больше будет ее стоимость.
