Ультразвуковая ванна

Ультразвуковая ванна

Технический прогресс не стоит на одном месте, устройства для облегчения труда человека набирают все большую популярность. Изделия, состоящие из множества соединений и элементов, могут ломаться ввиду наличия окружающих агрессоров. В некоторых случаях достаточно очистить крепления и платы от грязи, но подобраться к труднодоступным местам не представляется возможным действием. Для очистки все больше применяется ультразвуковая ванна.

Что собой представляет ультразвуковая ванна?

Продлить жизнь элементам стиральной машины? А может очистить драгоценные металлы от налета?

Казалось бы, не столь популярная конструкция ранее может стать незаменимым помощником в абсолютно любом деле, связанном с очисткой от накипи и следов коррозии.

1) Конструкция ультразвуковой ванны.

Главным компонентом конструкции ультразвуковой ванны является преобразователь электрической энергии в механическую. По всей площади емкости происходит распространение ультразвуковых волн, которые и воздействуют на погружаемый объект.

Ультразвуковая волна – звуковая частота, не воспринимаемая на слух. Находится в пределах 17 — 118 килогерц.

Чтобы получить такой диапазон, требуется специальный частотный преобразователь.

На входе при помощи действия электроэнергии снижается уровень колебания частот до ультразвуковых. Именно они и влияют на разрушение результатов процесса коррозии.

Ну и для повышения КПД используется нагревательный элемент, который располагают под основой ёмкости из нержавейки с излучателем.

В совокупности рассмотренные 3 элемента составляют цепь, способную импульсивно действовать на погруженный объект и проводить его очистку.

Как работает прибор?

Для очистки с помощью ультразвуковой ванны нужно:

1. В нержавеющий резервуар налить специальную жидкость по очистке.
2. Поместить предмет в раствор.
3. Включить ультразвуковую ванну.

Если периодически начали появляться мелкие пузырьки на поверхности — это признак успешной работы.

Длительность нахождения детали в жидкости зависит от степени его начального загрязнения. Если накипь слоем с палец, на очистку может уйти более 5 часов.

Пузырьки, которые выделяются в ультразвуковой ванне, постепенно «съедают» частички коррозии на предмете, помещенном в состав. Большим плюсом является возможность очистить даже самые труднодоступные места, что практически невозможно сделать просто своими руками.

2) Где применяются ультразвуковые ванны?

Сферы применения ультразвуковых ванн:

Налет на золоте и серебре удаляется в течение 20 — 40 минут.

Небольшие частные ремонтные конторки часто держат у себя подобную конструкцию, которая в 60% случаев сделана своими руками.
Оптика.

Составляющие оптических приборов в промышленном масштабе также поддаются процессу коррозии.

Очистка в ультразвуковой ванне — самый безопасный и быстрый метод восстановить работоспособность деталей.
Электроника.

Платы портативной и другой техники очень хрупкие, потому обработка механическим путем им только навредит.
Химия.

Ускорение протекания некоторых химических реакций за счет воздействия ультразвуковой обработкой.
Полиграфия и автомобильная промышленность.

Очистка всех металлических деталей от признаков старения.

В домашних условиях можно с помощью ультразвуковой ванны очистить элементы бытовых электроприборов и продлить их жизнь. Наиболее полезен метод будет для нагревательных элементов стиральных машин, которые постоянно страдают от накипи.

Преимущества очистки в ультразвуковой ванне:

Экономия личного времени.

При очистке своими руками все время уходит на непосредственное взаимодействие с объектом.

В нашем случае достаточно будет положить деталь в ультразвуковую ванну и включить устройство.
Вы не вредите своему здоровью.

Прямой контракт с активными химическими веществами сводится к 2 — 3%.

Если быть аккуратным, а также использовать резиновые перчатки, то вы будете защищены на 100%.
Очистка труднодоступных мест.

Мелкие щели или даже микротрещины, куда могла пробраться грязь — ничто не сможет избежать действия ультразвука.
Отсутствие механических повреждений после обработки.

В отличие от механического воздействия, риск привести деталь в неисправность при ультразвуковой чистке сводится к нулю.

Область применения ультразвуковых ванн очень широка не только в промышленных масштабах, но и в домашнем хозяйстве.

Хоть этот предмет и не является столь распространенным в нашей стране, его можно найти на специализированных сайтах по продажам бытовой техники.

Все, что нужно знать о УЗ-ваннах

В большинстве мастерских, занятых ремонтом ювелирных украшений, мобильных телефонов и прочей бытовой электроники наверняка есть ультразвуковая ванна, с помощью которой можно без особых усилий отмыть те или иные загрязнения.

Пример шарикоподшипников до и после очистки ультразвуком

В сравнении с механическим способом удаления загрязнений, применение ультразвуковых ванн обеспечивает следующие преимущества:

• Быстрое удаление загрязнений без необходимости что-либо мыть своими руками;
• Удаление грязи из труднодоступных мест (особенно актуально для печатных плат и ювелирных украшений со сложной конфигурацией;
• Отсутствие механических повреждений после окончания чистки.

Применение для обработки медицинских инструментов

Сфера применения прибора распространяется на такие области, как:

• Ювелирные и реставрационные мастерские;
• Мастерские по ремонту бытовых электроприборов;
• Химические лаборатории и медицинские учреждения, где есть необходимость в тщательной очистке инструмента;
• Мастерские по ремонту автотранспортных средств, где есть необходимость в тщательной очистке отдельных механизмов, узлов в сборе, аппаратуры и т.п.

Ультразвуковые ванны (далее по тексту УЗ-ванны) работают по принципу кавитации звукового давления, которое образуется в жидкой среде под действием ультразвука. То есть, в жидкости образуется большое количество гравитационных воздушных пузырьков и при их лопании возникает эффект звукового давления.

Ультразвуковые частоты в жидкой среде распространяются не хуже, чем в воздухе

Чтобы было еще понятнее, каждый небольшой пузырёк воздуха лопаясь, создает эффект микровзрыва. Большое количество микровзрывов, пропорциональное количеству пузырьков в ванне создает давление, достаточное для отшелушивания частиц грязи, ржавчины и всего того, от чего вы бы хотели отмыть те или иные предметы.

Ультразвуковой излучатель приклеенный к изнанке ванны

Конструкция УЗ-ванны состоит из следующих компонентов:

• Металлическая ёмкость, изготовленная из нержавеющей стали;

Сфера применения прибора, в первую очередь, определяется размерами металлической ванны. Например, для очистки печатных плат чаще всего используются приборы с объемом до 1 литра. Для других нужд применяются более вместительные ванны.

Готовый генератор с излучателем в сборе – есть в бытовых увлажнителях воздуха

• Электронный ультразвуковой генератор – служит источником вибраций;
• Излучатель – преобразовывает электрические колебания в механические и передает их на стенки емкости;
• Блок управления, с которого задаются параметры режимов и продолжительности очистки.

Что использовать в качестве моющего средства

Пример того как пользоваться ультразвуковой мойкой для очистки печатных плат в спирте

Нужно понимать, что УЗ-ванна, сама по себе, не моет, а всего лишь усиливает действие применённого растворителя. Поэтому так важно правильно подобрать ту жидкость для ультразвуковой ванны, которая будет соответствовать типу загрязнения.

Ни в коем случае нельзя включать пустую или полупустую ванну. Уровень жидкости должен составлять не менее 2/3 от высоты борта емкости. При меньшем уровне напряжение на генераторе резко увеличивается и в результате может потребоваться ремонт прибора.

Плата после очистки ультразвуком

Производители ультразвуковых ванн рекомендуют наливать в емкость специальные жидкости, такие как Zestron FA+, Flux-off, Solins-us и т.п. На практике покупатели приборов используют самые разные средства, начиная с дистиллированной воды и заканчивая растворителем уайт-спирит.

Результат чистки, если ультразвуковая ванна для промывки форсунок работает на дистиллированной воде

Чтобы добиться максимально возможного качества очистки металлических и полимерных предметов от различных загрязнений, могу посоветовать следующие средства: дистиллированная вода, бензин «калоша», любые спиртосодержащие средства для мытья стекол, ацетон (только для металлических предметов).

Чистка форсунок ультразвуком в бензине «калоша»

Если предполагается отмывать металлические предметы от ржавчины, рекомендую в качестве моющей жидкости использовать водный раствор ортофосфорной кислоты или преобразователь ржавчины.

Для очистки известкового налета с металла можно применить водный раствор Антинакипина

В инструкции прибора указано то, что применение легковоспламеняющихся веществ в качестве моющих жидкостей запрещено. Это объясняется тем, что металлическая ёмкость в процессе работы устройства нагревается. Для того, чтобы применять ацетон или бензин, советую устанавливать режим небольшой длительности, в течении которого ванна не успеет нагреться.

Как собрать ультразвуковую мойку самому

Монтажная схема, по которой будет выполняться сборка

Чтобы собрать ультразвуковую ванну своими руками, помимо деталей, указанных на схеме, понадобится следующее:

К сведению – миска для столовых изготовлена из тонкой нержавейки и стоит не больше 100 руб.

• Ванночка до литра из нержавеющей стали – чем легче, тем лучше;
• Отрезок пластиковой трубы или другая конструкция – для использования в качестве подставки под емкость;
• Блок питания на 12 В;

Расположение ферритовой антенны в любом портативном приемнике

• Ферритовый стержень – подойдет интегрированная антенна из радиоприемника;
• Ультразвуковой излучатель – мощность 80 Вт
• Эпоксидный клей.

Инструкция сборки следующая:

На фото показано, как сделать дроссель на ферритовом стержне

• Делаем дроссель – на ферритовый стержень наматываем 20 витков мягкой медной проволоки с диаметром 1-1,5 мм;

Дроссель из компьютерного блока питания

• Делаем дроссель по питанию – можно использовать готовый из старого компьютерного блока питания;

Излучатель, приклеенный к металлической ванночке

• Ультразвуковой излучатель приклеиваем к дну металлической ёмкости, располагая строго по центру;
• В соответствии с монтажной схемой, паяем плату;
• В соответствии со схемой, собираем цепь;

Подключение к пятивольтовой обмотке трансформатора

• Блок питания (выходной трансформатор) подключаем к обмотке на 5 В.

Как проверить эффективность ванны?

Пример того, как самодельная УЗ-ванна растворяет фольгу

В качестве теста можно что-нибудь очистить от грязи, но это займёт много времени. Для быстрого теста эффективности опустите в ванночку кусок тонкой фольги. Если прибор собран правильно, фольга на местах сгиба будет буквально растворяться.

Самостоятельная сборка

Сперва изготавливается излучатель. Для этого провод с катушки перематывается на стеклянный стержень — делается около 20 витков проволоки с катушки так, чтобы ферритовый стержень оставался свободным. На его конце закрепляются магниты.

Керамическая емкость фиксируется на металлической основе. На дне ванны по центру высверливается отверстие, в которое вставляется излучатель. Он должен запитываться от сети через импульсный трансформатор, который можно снять со старого телевизора или монитора. Необходимо также просверлить отверстия для подачи и слива жидкости и вставить в них трубки.

После подключения к цепи источника питания в УЗВ наливается жидкость для пробного запуска прибора. Для выполнения быстрого теста используют тонкую фольгу. Кусок материала кладут в ванну и включают самодельное устройство. Если оно собрано правильно, то в местах сгиба фольга начнет быстро разрушаться.

Процесс изготовления ванны ультразвуковой очистки

Как уже говорилось ранее, подобные работы должны проходить в четком соответствии с заранее заготовленным планом, чтобы конечный результат был положительным. Понять устройство самодельного прибора поможет схема ультразвуковой ванны, которая отображена ниже.

Все следующие действия должны проходить по следующему алгоритму:

1. В каркасе из стали следует установить фарфоровый сосуд.
2. После этого днище этой детали следует оборудовать отверстием, куда и должен быть помещен уже изготовленный преобразователь.
3. Затем в конструкции сосуда требуется соорудить патрубки. Эти элементы предназначены для того, чтобы сквозь них жидкость поступала внутрь и впоследствии сливалась. В том случае, если планируется конструировать ванну большого размера, нелишним будет позаботиться о монтаже насоса, ускоряющего подачу раствора.
4. По окончании монтажа устанавливается импульсивный трансформатор, основная функция которого – повышение напряжения. Для этих целей подойдет любой механизм подобного рода, взятый из телевизора или компьютера.

Завершается работа проверкой функционирования ультразвуковой ванны. Если процесс сборки был выполнен правильно, то эксплуатация такого прибора позволит сэкономить значительную часть бюджета и даст возможность тщательно и качественно очистить все необходимые детали.