UltraSonic.cz
ultrazvuková zařízení
Využití ultrazvuku pro čistící aplikace
CO JE TO ULTRAZVUK
Ultrazvuk je akustické vlnění o kmitočtu vyšším než 20 kHz. Pro čištění je nejrozšířenější používání kmitočtů v rozmezí 20 - 100 kHz.
PROČ ULTRAZVUK ČISTÍ
Má-li ultrazvuk dostatečnou intenzitu, vyvolává při průchodu kapalinou jev zvaný kavitace. Ta se projevuje intenzívním kmitáním částeček kapaliny a vznikem, a při opačné polaritě zánikem miniaturních bublinek. V jejich nejbližším okolí dochází k prudkému nárůstu teploty, tlaku a zrychlení (udává se teplota několik tisíc °C a tlak řádu stovek MPa). Tyto jevy velice agresívně narušují mechanickou vazbu nečistot na povrch čištěného předmětu a ve spojení s vhodným čistícím médiem dochází k jejich odplavování. To je, velice zjednodušeně, princip čištění ultrazvukem.
PROČ ČISTIT ULTRAZVUKEM
Čištění pomocí ultrazvuku má celou řadu výhod. Zejména je to rychlost čistícího procesu, neboť potřebná doba se zkracuje na jednotky, maximálně desítky minut. Kvalita čištění je při správně zvoleném čistícím médiu vynikající. Pro ultrazvuk neexistují nepřístupná místa, stejně dobře vyčistí tvarově složitý předmět i slepý otvor. Díky zákonitostem šíření ultrazvuku v kapalinách je možné čistit předměty jinými technologiemi čistitelné jen velice obtížně, případně vůbec. Odpadá také namáhavá a nepříjemná manuální práce, zbývá pouze vložení čištěného předmětu do ultrazvukové vany a po ukončení procesu jeho vyjmutí. Vlastní ultrazvukové čištění je energeticky poměrně nenáročné, největší část energie se spotřebuje na ohřev lázně. S vyjímkou úzce specifických oborů se dnes používají netoxická, nehořlavá, biologicky odbouratelná čistící média na bázi vodných roztoků moderních čistících prostředků. Čistící proces je možno kombinovat i s odmašťováním, případně s dezinfekcí.
CO ČISTIT ULTRAZVUKEM
Ultrazvukem lze čistit téměř vše v nejrůznějších oborech lidské činnosti, příkladem může být:
CO JE TŘEBA K ČIŠTĚNÍ ULTRAZVUKEM
Ultrazvuková čistící sada se skládá z ultrazvukového generátoru, ultrazvukových měničů - zářičů a čistící vany. Měniče mohou být umístěny na vnějších stěnách či dně vany nebo se řeší jako ponorné. Vlastní vana je zhotovena v naprosté většině případů ze speciální nerezové oceli, neboť musí odolávat jak účinkům ultrazvuku, tak čistícího média a při určité kombinaci média a čištěných kovů je zatěžována i elektrochemickými jevy. V případě použití méně kvalitní nerezové oceli je nutné opatřit vnitřek vany vrstvou tvrdého chromu. Podle provedení se ultrazvukové myčky dělí na dvě kategorie:
CO OVLIVŇUJE ČISTÍCÍ PROCES
- Co je ultrazvuk
- Proč ultrazvuk čistí
- Proč čistit ultrazvukem
- Co čistit ultrazvukem
- Co je třeba k čištění ultrazvukem
- Co ovlivňuje čistící proces
CO JE TO ULTRAZVUK
Ultrazvuk je akustické vlnění o kmitočtu vyšším než 20 kHz. Pro čištění je nejrozšířenější používání kmitočtů v rozmezí 20 - 100 kHz.
PROČ ULTRAZVUK ČISTÍ
Má-li ultrazvuk dostatečnou intenzitu, vyvolává při průchodu kapalinou jev zvaný kavitace. Ta se projevuje intenzívním kmitáním částeček kapaliny a vznikem, a při opačné polaritě zánikem miniaturních bublinek. V jejich nejbližším okolí dochází k prudkému nárůstu teploty, tlaku a zrychlení (udává se teplota několik tisíc °C a tlak řádu stovek MPa). Tyto jevy velice agresívně narušují mechanickou vazbu nečistot na povrch čištěného předmětu a ve spojení s vhodným čistícím médiem dochází k jejich odplavování. To je, velice zjednodušeně, princip čištění ultrazvukem.
PROČ ČISTIT ULTRAZVUKEM
Čištění pomocí ultrazvuku má celou řadu výhod. Zejména je to rychlost čistícího procesu, neboť potřebná doba se zkracuje na jednotky, maximálně desítky minut. Kvalita čištění je při správně zvoleném čistícím médiu vynikající. Pro ultrazvuk neexistují nepřístupná místa, stejně dobře vyčistí tvarově složitý předmět i slepý otvor. Díky zákonitostem šíření ultrazvuku v kapalinách je možné čistit předměty jinými technologiemi čistitelné jen velice obtížně, případně vůbec. Odpadá také namáhavá a nepříjemná manuální práce, zbývá pouze vložení čištěného předmětu do ultrazvukové vany a po ukončení procesu jeho vyjmutí. Vlastní ultrazvukové čištění je energeticky poměrně nenáročné, největší část energie se spotřebuje na ohřev lázně. S vyjímkou úzce specifických oborů se dnes používají netoxická, nehořlavá, biologicky odbouratelná čistící média na bázi vodných roztoků moderních čistících prostředků. Čistící proces je možno kombinovat i s odmašťováním, případně s dezinfekcí.
CO ČISTIT ULTRAZVUKEM
Ultrazvukem lze čistit téměř vše v nejrůznějších oborech lidské činnosti, příkladem může být:
- Strojírenská výroba - hrubé, mezioperační a finální čištění, odmašťování, odstraňování brusiva atd.
- Elektronika - mytí osazených desek plošných spojů
- Sklárny - odstraňování skelného prachu z broušeného skla, finální čištění a leštění výrobků před expedicí
- Lisovny plastických hmot a pryže - čištění lisovacích forem
- Autoservisy a opravárenské dílny - čištění ložisek, převodovek, částí motorů, startérů, alternátorů
- Potravinářský průmysl - mytí lahví, forem, nádob, plastových přepravek, možnost kombinace s dezinfekcí
- Optika - čištění optických skel a brýlí
- Zlatnictví a klenotnictví - čištění veškerých šperků a bižuterie
- Galvanovny - čištění a odmašťování dílů před pokovením
- Lihovarnictví - čištění a umělé stárnutí destilátů
- Tiskárny - mytí rastrových válců, fólií
CO JE TŘEBA K ČIŠTĚNÍ ULTRAZVUKEM
Ultrazvuková čistící sada se skládá z ultrazvukového generátoru, ultrazvukových měničů - zářičů a čistící vany. Měniče mohou být umístěny na vnějších stěnách či dně vany nebo se řeší jako ponorné. Vlastní vana je zhotovena v naprosté většině případů ze speciální nerezové oceli, neboť musí odolávat jak účinkům ultrazvuku, tak čistícího média a při určité kombinaci média a čištěných kovů je zatěžována i elektrochemickými jevy. V případě použití méně kvalitní nerezové oceli je nutné opatřit vnitřek vany vrstvou tvrdého chromu. Podle provedení se ultrazvukové myčky dělí na dvě kategorie:
- Kompaktní - čistící nádoby se zabudovaným generátorem. Většinou se vyrábějí do objemu 50 litrů, bývají přenosné a používají se jako univerzální pro různá čistící média i účely.
- S odděleným generátorem. Mívají větší objem než kompaktní, jsou řešeny spíše jednoúčelově a často bývají součástí dalšího zařízení. K napájení jejich zářičů může být použito i více ultrazvukových generátorů.
CO OVLIVŇUJE ČISTÍCÍ PROCES
- Objem čistící vany. Je třeba jej volit takový, aby čištěné předměty byly dokonale ponořené. Pro efektivní využití účinků ultrazvuku nesmí hmotnost čištěného předmětu (předmětů) přesáhnout polovinu hmotnosti čistící lázně. V opačném případě nelze zaručit kvalitu a dobu čištění.
-
Obrázek 1 - zvětšit kliknutím
Výkon ultrazvukového generátoru. S objemem vany úzce souvisí potřebný výkon generátoru. Závislost mezi objemem a potřebným výkonem na jednotku objemu (Watt/litr) není úměrná, se stoupajícím objemem se potřebný výkon na jednotku objemu snižuje, ovšem nelineárně. K určení potřebného výkonu slouží graf na obrázku 1, podle kterého si každý může určit potřebný výkon pro konkrétní aplikaci. V extrémních případech, jako je například čištění rozměrných a těžkých monobloků nebo nedodržení předchozího bodu, však může být potřebný výkon vyšší. -
Obrázek 2 - zvětšit kliknutím Teplota lázně. Další veličina, mající vliv na dobu a kvalitu čištění. Graf na obrázku 2 zachycuje vztah mezi účinky kavitace a teplotou čistícího média. Vyplývá z něho, že maximální efekt ultrazvukového čištění je v rozmezí 50-60°C (uvažujeme médium na bázi vody). Při vyšší teplotě sice stoupá čistící schopnost většiny používaných chemických přípravků, ale účinnost ultrazvuku rapidně klesá a dochází ke značnému tepelnému namáhání zářičů. Proto se jako horní hranice pro efektivní čištění ultrazvukem uvažuje teplota 70°C, ale pro většinu aplikací je i ta zbytečná. - Kmitočet ultrazvuku. Obecně platí, že nižší kmitočet má vyšší erozívní účinky a je méně absorbován čistícím médiem i předměty a proto je vhodnější pro čištění objemnějších a těžších předmětů a pro odstraňování většího znečištění. Oproti tomu ultrazvuk vyšších kmitočtů má lepší schopnost pronikat i do nejmenších otvorů a spár. Proto bývá volba pracovního kmitočtu ultrazvukové čističky mnohdy určitým kompromisem.
- Odplyněná voda. Pokud napustíte čistící vanu vodou z vodovodního řadu či jiného zdroje, obsahuje relativně velké množství rozpuštěných plynů, především vzduchu. Protože plyn je, na rozdíl od kapalin, stlačitalný, po přivedení ultrazvuku začne pružit a tím do značné míry potlačí vznik kavitačních účinků. Proto je třeba pro čištění používat odplyněnou vodu. Tu je možné získat buď pouhým odstátím, což bývá zdlouhavé, a nebo chodem zařízení naprázdno, bez čištěných předmětů, po dobu desítek minut. Některé ultrazvukové generátory mají proto zvláštní pracovní režim, označovaný jako odplynění, ve kterém pomocí periodicky se opakujících pulzů vytěsňují z čistícího média vzduch a další plyny.
