PL212290B1 - Sposób oczyszczania ultradźwiękowego w myjkach ultradźwiękowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ultradźwiękowego w myjkach ultradźwiękowych.

Technologia mycia/oczyszczania ultradźwiękowego znajduje powszechne zastosowanie w przygotowaniu powierzchni w procesach międzyoperacyjnych, końcowych cyklu produkcyjnego, a także w serwisie i konserwacji sprzętu i narzędzi. Jednym z najistotniejszych zjawisk fizycznych zachodzących podczas mycia/oczyszczania ultradźwiękowego to kawitacja. Kawitacja polega na formowaniu się w cieczach bardzo drobnych pęcherzyków próżniowych, ich pulsowaniu i implozji.

Kawitacja występuje wówczas, gdy ciecz jest poddana działaniu zmiennego ciśnienia. Może być wytworzona przez fale ultradźwiękowe, pod warunkiem, że mają odpowiednią częstotliwość i natężenie. Przy przepływie fali ultradźwiękowej przez ciecz, powstają kolejno obszary podwyższonego ciśnienia i obniżonego ciśnienia. W obszarach obniżonego ciśnienia, przy odpowiedniej intensywności ultradźwiękowej, dużej amplitudzie drgań, sity zewnętrzne działające na cząsteczki cieczy zaczynają być większe niż siły spójności między cząsteczkowej. Na skutek gwałtownego zaburzenia równowagi hydrostatycznej, ciecz dzieli się na poszczególne cząsteczki, a w miejscach rozerwania powstają drobne pęcherzyki próżniowe. Przy nagłym rozszerzeniu się pęcherzyków kawitacyjnych ciecz może odparować do ich wnętrza. Przydatność kawitacji do czyszczenia powierzchni polega na wykorzystaniu bardzo wysokiego ciśnienia wytwarzanego lokalnie przy zamykaniu się pęcherzyków kawitacyjnych. Ma to miejsce w obszarach cieczy, gdzie ciśnienie jest większe od statycznego. Znane badania procesu kawitacji wykazały, że ciśnienie wywołane implozją pęcherzyków może osiągnąć kilkadziesiąt, a nawet kilkaset megapaskali. W ten sposób, w chwili implozji pęcherzyka, powstaje bardzo silna mikrofala uderzeniowa, która jest w stanie oderwać od powierzchni przywarte do niej cząsteczki zanieczyszczeń.

Efektywność kawitacji w znacznym stopniu zależy od własności fizycznych użytego roztworu myjąco/czyszczącego. Znane są właściwości fizyczne, gdzie przykładowo wysokie napięcie powierzchniowe cieczy podnosi natężenie kawitacji, jednak wymagane jest wówczas osiągnięcie wyższego progu kawitacji. Natomiast niskie napięcie powierzchniowe cieczy zwiększa zwilżalność mytych powierzchni. Mała gęstość cieczy oraz jej zagazowanie obniża natężenie kawitacji. Natomiast niskie ciśnienie par nasyconych cieczy oraz temperatura cieczy wpływa istotnie na natężenie kawitacji. Natężenie kawitacji jest optymalne dla roztworów wodnych o temperaturze około 36°C, dla rozpuszczalników alkoholowych 10 - 20°C, a rozpuszczalników na bazie nafty wynosi 20 - 30°C.

Technologia oczyszczania ultradźwiękowego składa się z operacji wstępnego mycia bez udziału ultradźwięków, stosowana w przypadku silnego zabrudzenia przedmiotów, następnie mycia ultradźwiękowego, płukania w czystej wodzie lub wodzie demineralizowanej oraz suszenia przedmiotów. Urządzenia do mycia ultradźwiękowego wytwarzane są ze stali nierdzewnej w różnych wielkościach, gdzie wanna zaopatrzona jest w przetworniki ultradźwiękowe zasilane z generatora ultradźwiękowego, emitujące do cieczy drgania ultradźwiękowe. Generatory ultradźwiękowe są to tranzystorowe układy energoelektryczne realizowane w różnych wykonaniach, w tym również ze sterownikiem mikrocesorowym.

Mycie przedmiotów odbywa się na zawieszkach lub koszu technologicznym

Nieoczekiwanie okazało się, że natężenie kawitacji, a tym samym optymalne parametry odnośnie skuteczności oczyszczanych przedmiotów uzależnione są od prowadzenia procesu oczyszczania w zmiennych warunkach ruchu i postoju przedmiotów oczyszczanych.

Sposób oczyszczania ultradźwiękowego w myjkach ultradźwiękowych, według wynalazku polega na prowadzeniu procesu w zmiennych po sobie cyklach obrotu i postoju przedmiotów oczyszczanych, gdzie czas postoju trwa korzystnie od 5s - 1800s, a czas ruchu przedmiotów oczyszczanych trwa korzystnie od 5s - 1200s.

Zaletą sposobu oczyszczania ultradźwiękowego według wynalazku jest uzyskanie optymalnych parametrów powierzchni oczyszczonych przedmiotów, skrócenie czasu procesu czyszczenia oraz oszczędności energii elektrycznej i materiałochłonności.

P r z y k ł a d:

Myjkę ultradźwiękową o pojemności 30 l napełniono alkalicznym roztworem oczyszczającym i podgrzano do temperatury około 60°C. Następnie prowadzono proces oczyszczania przedmiotów utrzymując w bezruchu przedmioty oczyszczane w koszu technologicznym w czasie 180s, po czym kosz technologiczny z przedmiotami oczyszczanymi wprowadzono w ruch obrotowy z prędkością

PL 212 290 B1 obr/min w czasie 1200s, a cykl ruchu i obrotu powtórzono 5-krotnie przy ciągłym działaniu ultradźwięków.

Po zakończeniu procesu oczyszczania przedmioty poddano procesowi płukania i suszenia. Powierzchnia oczyszczonych przedmiotów spełniała optymalne oczekiwane parametry zwilżenia powierzchni.

Claims (1)

1. Sposób oczyszczania ultradźwiękowego w roztworach oczyszczających, poprzez zanurzenie oczyszczanych przedmiotów w zbiorniku urządzenia do oczyszczania ultradźwiękowego, napełnionym roztworem oczyszczającym i wprowadzeniu emisji ultradźwięków zasilanych z generatora ultradźwiękowego, znamienny tym, że proces oczyszczania prowadzi się w zmiennych po sobie cyklach obrotu i postoju przedmiotów oczyszczanych, gdzie czas postoju trwa korzystnie od 5s - 1800s, a czas ruchu przedmiotów oczyszczanych trwa korzystnie od 5s - 1200s.