Ультразвуковая мойка для ювелирных изделий что это

Технология ультразвуковой очистки позволяет эффективно удалить любые загрязнения с твердых предметов, в том числе изделий со сложным рельефом поверхности. В статье рассмотрено оборудование для УЗ-очистки, проанализированы особенности, плюсы и минусы погружных ультразвуковых излучателей.

Компания «Профессиональное оборудование и технологии», г. Санкт-Петербург

Типы ультразвуковой очистки

Ультразвук (УЗ) представляет собой упругие колебания и волны с частотой вы­ше 15…20 кГц. Верхняя граница частот ультразвука в газах составляет 109 Гц (при нормальном давлении), в жидкостях и твердых телах частота упругой волны может достигать 1012…1013 Гц, такие волны называют гиперзвуком. Упругие звуковые волны с высокой частотой обладают свойствами, позволяющими широко применять их в современной технике – медицинской, военной, в контрольно-измерительных приборах и во многих других областях. В частности, ультразвук позволяет добиться отличных результатов при очистке твердых поверхностей.

Ультразвуковая ванна — Вся правда!

В последнем случае используется ультразвуковая кавитация – образование в жидкости под воздействием ультразвука мелких полостей – пузырьков, которые схлопываются, вызывая местный нагрев, микроударные волны и микропотоки. Если правильно подобрать параметры звукового поля, моющую жидкость и такие внешние факторы, как давление и температура, можно управлять процессом очистки, подбирая его к ти­пу загрязнений.

С помощью ультразвуковой очистки можно выполнять разные задачи, иногда она представляет собой весьма сложный технологический процесс. Например, это может быть травление в ультразвуковом по­ле, в таком случае применяются сильные химические реагенты.

Или это может быть ультразвуковая металлизация и пайка, во время которой для соединения поверхностей с помощью УЗ-паяльника проводится ультразвуковая очистка в расплавленном металле (рис. 1). Таким образом можно соединить да­же поверхности, которые в других случаях не прилипают друг к другу, например металл с керамикой. Но сейчас мы подробно рассмотрим самое частое применение – очищение твердых поверхностей от загрязняющих пленок в целях улучшения технического состояния оборудования.

Рис. 1. Очистка при пайке

Загрязняющая пленка может иметь разный состав. Если она состоит из растворимых солей, то УЗ-очистка служит для их растворения, если из нерастворимых солей, то для счистки. В большинстве случаев загрязнения представляют собой нерастворимые частицы, закрепленные в жировой пленке, поэтому УЗ-очистка как растворяет, так и счищает грязь. Под воздействием ультразвуковой кавитации эти процессы значительно ускоряются, а результат получается качественным. Также ультразвук можно использовать для ополаскивания, что позволит быстрей удалить остатки моющих средств.

Каким образом ультразвук ускоряет процесс растворения? Де­ло в том, что жидкий растворитель, разрушающий загрязняющую пленку, должен войти с ней в контакт (рис. 2а).

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ МОЙКА для ювелира обзор от #AlexKash

Под воздействием очищающей среды загрязняющая пленка начинает разрушаться, и на границе между растворителем и пленкой возникает насыщенный раствор загрязнения, который не пропускает свежий растворитель к пленке. Из-за этого процесс растворения останавливается (рис. 2б).

Ультразвуковая кавитация разрушает этот концентрированный слой и обеспечивает доставку свежего раствора к поверхности загрязняющей пленки (рис. 2в). Этот эффективный метод совершенно незаменим при очистке предметов со сложным рельефом поверхности – например таких, как печатные платы.

Рис. 2. Применение ультразвука для растворения загрязнений

Если поверхность загрязнена слоем склеенных нерастворимых частиц (пыль и т. д.), то требуется просто отделить их от поверхности – счистить. Кавитация и акустические течения срывают с поверхности пленки эти загрязнения, смывают и удаляют их (рис. 3).

Рис. 3. Очистка с поверхности нерастворимых частиц

При этом, как уже отмечалось, в большинстве случаев загрязнения содержат как растворимые, так и нерастворимые компоненты. Ультразвук эффективно разрушает любые из них и переводит в моющую среду (эмульгирует), удаляя с поверхности изделий.

Оборудование для УЗ-очистки всегда требует наличия УЗ-генератора и преобразователя электрической энергии генератора в УЗ-излучение. При этом семейство такого оборудования достаточно велико, ведь технология применяется в самых разных по масштабу системах, начиная от обработки ювелирной продукции и заканчивая огромными промышленными ваннами объемом в несколько тысяч литров.

Для самой простой системы обработки потребуется всего лишь нагреть моющую жидкость. В более сложных случаях используются многокомпонентные системы с большим количеством ванн, наполненных дистиллированной или деионизированной водой. Ультразвуковые ванны (УЗВ) с подогревом моющего раствора ча­ще применяются в лабораториях, медицине, ювелирном де­ле. Сложные линии УЗ-очистки (рис. 4), включающие в свой состав УЗ-генераторы, УЗ-преобразователи, транспортную систему перемещения изделий по ваннам и систему управления, используются в промышленном производстве.

Рис. 4. Промышленная линия УЗ-очистки

Очистка с помощью погружного УЗ-излучателя

Помимо стандартных УЗВ применяются ультразвуковые ванны с погружным излучателем. Ванной в данном случае может послужить, как показывает практика, почти любая технологическая емкость с раствором. Что касается самого погружного излучателя, то он представляет собой издающий ультразвуковые колебания модуль, который опускают в раствор. Вырабатывающий УЗ-колебания ультразвуковой генератор выполнен в отдельном корпусе с цифровой панелью управления и получает питание от се­ти 220 В. Рабочая частота стандартных погружных излучателей составляет 35 кГц, амплитудная модуляция – до 90 %, осуществляется фазовая автоматическая подстройка частоты.

Удобство этого решения заключается в том, что очистку оборудования можно выполнять без его демонтажа, а значит, с минимальными затратами. Кроме то­го, ультразвуковой излучатель незаменим при ремонте и модернизации старых ультразвуковых ванн (чей встроенный излучатель перестал функциониорвать), поскольку подходит для ванн любого ти­па. Это простейшая модель ультразвукового очистителя, при этом надежная в эксплуатации и обладающая высокой эффективностью, хо­тя подчеркнем, что для получения по-настоящему качественного результата желательно использовать специализированные моющие средства. Кроме то­го, устройство может использоваться в качестве эмульгатора, диспергатора и ускорителя химических реакций.

Конструктивно погружной излучатель построен по модульному принципу. У не­го корпус из нержавеющей стали прямоугольной или цилиндрической формы, в который монтируются 4, 6, 8 и более ультразвуковых преобразователей – в зависимости от ти­па технологической емкости. Принцип действия у не­го такой же, как и у встраиваемых УЗ-излучателей: с помощью кавитации удаляются любые загрязнения – продукты коррозии, жи­ры, пленки и т. д. Однако гибкость этого решения недоступна встраиваемому ультразвуковому модулю, ведь погружной излучатель крепится с помощью подвесов или опор, легко перемещается и извлекается.

Более того, при необходимости (например, при каких-либо особенностях конфигурации обрабатываемых деталей или требовании большей интенсивности ультразвукового по­ля) в технологической емкости можно разместить несколько однотипных блоков. Важно, чтобы ультразвук был такой мощности, чтобы создать оптимальные количество и качество кавитационных полостей. Например, если погрузить два излучателя мощностью 35 и 25 кГц, то первый обеспечит высокую кавитацию, а второй повысит ее энергию еще больше. Такие условия подходят для очистки масел и жиров, паст, пленок и лаков. В большинстве случаев для качественной очистки на 1 л моющего раствора необходимо 10–30 Вт ультразвуковой мощности.

Место и способ крепления выбирают, исходя из таких факторов, как объем и форма ванны, особенности изделий, проходящих очистку. Можно установить погружной излучатель на дно или стену ванны без проделывания отверстий (на стенку лучше устанавливать в тех случаях, когда глубина емкости в два ра­за меньше ширины и длины). В ря­де случаев требуется вывести коаксиальный ВЧ-кабель через стену или дно (рис. 5).

Рис. 5. Пять способов крепления УЗ-излучателей погружного типа

Необходимо отметить, что погружной ультразвуковой излучатель – устройство достаточно дорогое. Перед покупкой надо взвесить все за и против, поэтому мы кратко перечислим как сильные, так и слабые стороны погружных излучателей, которые можно выделить при детальном рассмотрении.

Преимущества:
— модульность: быстрый монтаж и демонтаж;
— может поместиться в любую техническую емкость, превратив ее в ультразвуковую мойку;
— подходит для ремонта или модернизации уже существующей ультразвуковой ванны;
— предотвращает появление грязи на дне, тем самым продлевая жизнь УЗ-мойке.

Недостатки:
— потеря полезного объема внутренней емкости. Погружные излучатели лучше использовать в УЗ-ваннах большого объема;
— гораздо более высокая стоимость, чем у излучателей других типов.

Однако повторим, что при этих недостатках обработка деталей выполняется с высокой эффективностью.

В связи с новыми требованиями к эксплуатационным качествам продукции современной промышленности увеличивается до­ля изделий с нанесенными защитными покрытиями. Качественное нанесение таких покрытий возможно только при определенной подготовке поверхности, в которой ультразвуковой излучатель может играть ключевую роль.

Он очистит поверхность от остатков всех видов смазки, охлаждающих жидкостей, СОЖ, налетов, механических загрязнений, продуктов коррозии металла и накипей. Поскольку очистка проходит в жидкой среде, необходимо активизировать молекулы этой среды, что эффективнее всего осуществляется с помощью ультразвуковых колебаний. Запуская серию очень высоких мгновенных гидростатических давлений, ультразвуковой излучатель существенно улучшает качество очистки и дает гарантированный отличный результат. Необходимо максимально воздействовать не только на очищаемую поверхность, но и на моющий раствор – только такой комплексный подход позволит достичь идеальной чистоты оборудования.

Опубликовано_в журнале ИСУП № 4(94)_2021

Источник: isup.ru

Очистка в ультразвуковой мойке

Ультразвуковая мойка (УЗ-ванная) – это устройство для дезинфекции и стерилизации широкого спектра предметов в определенных растворителях (либо дистиллированной воде) с помощью ультразвуковых волн высокой частоты (от 20 до 400 кГц). Растворители, в отличие от воды, делают процесс очистки более эффективным. Длительность очистки варьируется в пределах 3-6 минут.

Рисунок 1. Медицинские УЗ-ванны от компании Sonoswiss

Ультразвуковые мойки находят широкое применение в разных областях: ювелирное производство (очистка драгоценностей, оптических систем, линз), медицина (дезинфекции инструментов и т д), пищевая промышленность, машиностроение, салоны красоты, предприятия по ремонту различного оборудования.

История появления УЗ-мойке

Первое упоминание использования ультразвуковых ванн в промышленности датируется 1950 годом. Спустя 20 лет появились более новые и недорогие модели, которые стали активно использоваться в бытовой сфере.

Ключевые особенности процесса очистки в ультразвуковых мойках

В основе работы ультразвуковой мойки лежит процесс кавитации (образование множества пузырьков жидкости, вызванные высокочастотными УЗ-волнами). Пузырьки, активно взаимодействуют друг с другом и с предметом во всем объеме жидкости мгновенно разрушаются.

Таким образом, происходит очистка предмета, изготовленных из металла, резины, кремния и стекла, даже в самых труднодоступных местах. В зависимости от характера загрязнения, конструкции и свойств предмета применяют различные растворители. Основными типами загрязнений являются: биологические жидкости (кровь, слюна и т.п.), бактерии и инфекции, пыль и грязь, следы масла и жира и т. п. Ультразвуковая мойка используется для очистки множества предметов различных форм, размеров и материалов изготовления. Для наиболее эффективного процесса очистки, необходимо чтобы предмет находился в контакте с водой и не происходило перекрытия поверхностей.

Конструкция и принцип работы ультразвуковой мойки

Процесс очистки начинается с погружения предмета в специальную ванну, наполненную определенным раствором (либо дистиллированной водой). Генератор, вмонтированный в корпус камеры либо полностью погруженный в раствор, создает ультразвуковые колебания в жидкости, которые «делят» жидкость на миллионы маленьких пузырьков (эффект кавитации). Пузырьки мгновенно разрушаются, выделяя огромную энергию, при этом не повреждают сам предмет, проникают в его самые труднодоступные места и очищают от загрязнений. Чем выше частота волн, тем лучше происходит процесс очистки.

Генератор обычно изготавливают на основе пьезоэлектричеких преобразователей (цирконат титаната свинца (PZT), титаната бария, магнитострикционные).

Очищающий раствор

Эффект кавитации, возникающий при генерации ультразвуковых волн, способствует наилучшему удалению загрязнений с поверхности предмета. Важный аспект, влияющий на степень очистки предметов – подбор определенного растворителя. Зачастую, в составе растворителя присутствуют вещества (моющие и смачивающие), которые оказывают непосредственное влияние на степень очистки.

В зависимости от свойств предмета, подвергающегося очистки, необходимо поддержание определенной температуры растворителя. В основном, используются теплые растворы (T =50…65°C). Однако при стерилизации медицинских изделий необходимо поддержание температуры ниже 38 °C, во избежание денатурации белков. Водные растворы являются менее эффективными, по сравнению со специальными растворителями, поскольку не имеют в своем составе химической составляющей очистки.

Ряд крупногабаритных ультразвуковых ванн объединяют в один комплекс с обезжиривающими машинами для более экономичного использования, за счет возможности многократного использования растворителя. Однако, стоимость таких ультразвуковых ванн выше.

Сфера применения ультразвуковых моек

Очистки в ультразвуковой мойке могут быть подвержены множество предметов из твердых и негигроскопических материалов, которые не вступают в активную химическую реакцию с растворителем. Таким образом, спектр применения моек в различных сферах достаточно широк: медицина, спорт, автосервисы, индустрия красоты, фармацевтика, различные производства (ювелирное, промышленное, пищевое) и т. д. В буты ультразвуковые ванны служат отличным помощником для очистки: драгоценностей (серьги, браслеты, кольца), предметов личной гигиены (маникюрные принадлежности, бритва, расческа), портативные носители для хранения информации (диски),пластиковые детали.

Важно отметить, что ультразвуковая чистка не стерилизует предметы. Стерилизация — это следующий этап очистки предметов, в процессе которого происходит удаления споров и вирусов.

Источник: stormoff.ru

Ультразвуковые мойки для стерилизации медицинских инструментов

Давно прошло то время, когда медицинские приборы с целью дезинфекции подвергались кипячению и обработке антисептиками. Сегодня все стало намного удобнее и, самое главное, безопаснее. Ультразвуковая мойка — этот аппарат сделал работу специалистов проще, а безопасность пациентов — выше.

Ультразвуковая мойка — это особый высокотехнологичный аппарат, предназначенный для дезинфекции медицинского инвентаря. Сегодня ультразвуковое оборудование для очистки и обеззараживания предметов широко применяется в медицинских учреждениях с целью решения проблем защиты пациентов и персонала от возможного инфицирования. Инструменты, специальная посуда и оборудование обрабатываются ультразвуком в специальных мойках, контейнерах ЕДПО – ёмкостях для дезинфекции и предстерилизационной очистки. Такой инновационный метод позволяет обеспечить безопасность контактов людей с инвентарём и высокое качество обеззараживания.

Что это такое и по какому принципу работает?

Ультразвуковая мойка (иногда называют ванной) представляет собой контейнер с крышкой, встроенным нагревательным элементом, источником ультразвука и отражателем. Внутри мойки имеется поддон для инструментов. Слив использованной воды происходит через шланг. Аппарат оснащён таймером и электронной системой контроля. Выпускаются ёмкости разных форм и размеров.

Корпус мойки может быть выполнен из нержавеющей стали или из пластика.

Принцип работы

Прибор с излучателем ультразвуковых волн использует акустическую технологию очистки. В моющем растворе внутри ёмкости под действием звукового излучения высокой частоты возникает кавитация. В жидкой среде образуются акустические потоки с мельчайшими пузырьками газа. Пузырьки быстро разрушаются, создавая эффект микрофибрилляции.

Невидимые глазом взрывы происходят во всей массе жидкости, заставляя раствор интенсивно двигаться в отверстиях, зазорах, изгибах и пазухах промываемых предметов. Размер полостей не имеет значения. Все поверхности, включая труднодоступные, очищаются быстро и очень эффективно.

Ультразвуковая очистка (УЗО) в жидкой среде включает два процесса – растворение загрязнений и перемещение их с предметов в раствор. УЗ-волны усиливают действие моющих агентов по растворению грязи, а затем полностью удаляют её с поверхностей.

Обработка необходимых медицинских прибор состоит из трёх основных этапов, которые проходят внутри мойки:

• Предварительная промывка проточной водой,
• Заполнение ёмкости специальным моющим раствором и очистка,
• Слив раствора и заключительная промывка проточной водой.

Все этапы дезинфекции осуществляются без перемещения инструментов вручную!

По окончанию процесса инструменты помещаются в сушилку, после чего они будут готовы к дальнейшей стерилизации в автоклаве.

Устройство и принцип работы ультразвуковой мойки ELMA ГЕРМАНИЯ

Преимущества метода УЗО в сравнении с традиционным мытьём и дезинфекцией:

• Трудноотмываемые вещества в условиях обычной процедуры дезинфицирования требуют предварительного замачивания в сильнодействующих растворах и последующего механического воздействия при чистке. В связи с этим возрастает риск повреждения инструментов и причинения вреда персоналу, который занят дезинфекцией. Ультразвуку подвластны все возможные загрязнения химического или биологического характера – масляные плёнки, жиры, кровь, следы лекарственных препаратов, продукты коррозии, нерастворимые соединения. Кавитация и акустические течения фактически срывают грязь с поверхности объектов, размещённых в ёмкости. УЗИ мойка сводит к минимуму тактильный контакт людей с загрязнёнными предметами, что очень важно.
• Общее время обработки занимает совсем немного времени. Воздействие волн бережно и безвредно для заточенных, дорогостоящих и хрупких инструментов, срок службы инвентаря значительно продлевается. Предметы из стекла, пластика, керамики, металла одинаково эффективно обеззараживаются в УЗИ мойке. Такими характеристиками не может похвастаться ни один стандартный аппарат, что уж говорить о мытье инструментария вручную?
• Инструменты сложных конструкций при помощи УЗО очищаются во всех, даже, казалось бы, недоступных местах. Для УЗО не будет преградой микроскопический размер отверстия или мелкий рельеф деталей. Многократно облегчается дезинфекция колющих и режущих фрагментов, большого количества мелкого инвентаря. Ультразвуковая мойка во много раз повышает качество дальнейшей стерилизации инструментария автоклавированием, необходимым при хирургических манипуляциях.
• Ультразвуковые мойки экономичны, потребляют минимум электроэнергии и одновременно с этим имеют высокое КПД. Процесс автоматизирован и не требует отслеживания этапов.
• Дезинфицирующие растворы в обычных аппаратах очистки медицинских инструментов за время обработки предметов снижают моющую способность из-за насыщения раствора загрязнениями. Активность, или живучесть дезинфицирующей жидкости внутри ультразвуковой мойки остаётся неизменно высокой на протяжении всей процедуры. Это позволяет подобрать адекватную концентрацию раствора и использовать для него неагрессивные поверхностно активные вещества.
• Последние модели УЗ моек способны обеспечивать непрерывный цикл санации, позволяя производить очистку большого количества предметов в потоковом режиме.

Как правильно выбрать УЗМ?

При выборе ультразвуковой ванны очень важно учесть несколько важный факторов. Обратить внимание нужно на:

• Частоту волн. Несмотря на то, что прямой зависимости между частотой и эффективностью очистки нет, на длину волн УЗМ нельзя не обратить внимание, потому как эффективностью очистки зависит от множества условий, в том числе, и от особенностей очищаемого объекта. Для каждого уровня частоты есть максимальный предел эффективного очищения при определенном размере микропузырьков. Чем выше частота, тем более мелкие пузырьки эффективно удаляют загрязнение. Нюанс в том, что в отличие от других способов очистки, ультразвуковой процесс изменяет микрорельеф поверхности предмета. При увеличении частоты до 100 кГц возможна неразрушающая очистка самых малых частиц размером до 1 мкм. Таким образом, увеличение частоты позволяет ультразвуковому устройству удалять с поверхности более мелкие частицы грязи или жира. Поэтому ультразвуковые ванны с частотой более 50 кГц считаются наиболее оптимальным вариантом для применения в медицинской сфере с цель стерилизации и дезинфекции инвентаря. А гиперзвуковые системы позволяют эффективно очищать частицы диаметром менее 0.15 мкм без повреждения поверхности объекта. То есть лучшей по эффективности очистки медицинских приборов будут мойки, имеющие длину волны минимум 35 кГц.
• Габариты и вместительность бака. Приблизительный размер и одновременное количество предметов, подлежащих очистке, определяют вместительность мойки. При выборе ультразвуковой ванны нужно учитывать размеры аксессуаров, таких как корзины. Чтобы избежать перегрузки, рекомендуется выбрать чуть большую ультразвуковую ванну, чем требуется. Такой шаг позволит продлить срок службы мойки и избежать возможных поломок.
• Наличие функции подогрева. Тепло улучшает и ускоряет процесс очистки. Большинство моющих растворов работают при высоких температурах. Лучший способ найти оптимальную температуру, которая даст самую лучшую и самую быструю чистоту – это провести тесты. Обычно наилучшие результаты лежат в пределах 50–65 градусов Цельсия.
• Наличие таймера (электронного или механического). Позволяет заниматься другими вопросами во время работы мойки. Продолжительность очистки может варьироваться в зависимости от таких факторов, как загрязнение, применяемый раствор, степень нужной очистки. Визуально заметные загрязнения удаляются сразу же после начала ультразвуковой очистки.

Важные практические рекомендации по работе с УЗМ

Хотя работа с ультразвуковыми мойками в принципе не требует никаких особых навыков и специального обучения, знать некоторые нюансы необходимо для сохранности очищаемых предметов и собственной безопасности.

• Объекты для очистки и реакционные сосуды запрещено класть на дно ультразвуковой ванны. Это может вызывать отказ устройства, так как детали будут отражать ультразвуковую энергию обратно на передатчик. Для обеспечения нормальной кавитации всегда нужно оставлять не менее 0.3 см между дном резервуара и изделием. Каждый раз нужно использовать поддон или сито (идут в комплекте). Они позволяют избежать царапин на предметах, которые очищают в ультразвуковой ванне.
• Рекомендуется споласкивание после циклов очистки с целью удаления различных химических остатков, которые могут пагубно сказаться на состоянии изделия. Изделия могут промываться прямо в ультразвуковом очистителе, либо в ванне с чистой водой, либо в отдельной раковине под краном, дистиллированной или деионизированной водой.
• Включение/выключение ультразвуковой мойки. Включать УЗМ пустой, то есть без жидкости строго запрещается, на многих современных ваннах стоит защита в виде самовосстанавливающегося предохранителя, но все же пока не все модели столь совершенны. Низкий уровень моющего раствора может серьезно повредить ультразвуковую ванну. Поэтому оставление очистителя постоянно включенным – это большой риск понижения уровня раствора, так как раствор испаряется, особенно в нагретом состоянии. Нужно обязательно выключать ультразвуковое устройство, когда оно не в работе, и наблюдать за уровнем раствора. При таком подходе прибор прослужит максимально долго без каких-либо проблем.

Elmasonic S — ультразвуковые мойки | ELMA (Германия)

Ультразвуковая мойка Cristofoli

В каких отраслях медицины не обойтись без УЗМ

Стоматологические принадлежности идеально подходят для очистки в УЗИ-мойках. Буры, зеркала, крючки, зубные протезы, пресс-формы очищаются быстро и бережно. Для нужд стоматологии выпускаются специальные мойки, с малым расстоянием между отражателем и излучателем и максимально интенсивностью излучения.

Эндоскопы, микрохирургические принадлежности, линзы относятся к разряду объектов, трудных в очистке. Применение грубых щёток и агрессивных составов для них губительно. Ультразвук – оптимальный инструмент для их обработки.

Клинико-диагностические лаборатории используют УЗО для отмывки химической посуды, капилляров и пипеток, иных предметов с узкими и длинными отверстиями.

В гинекологии УЗ-очистка инструмента часто применяется как финишная, если в дальнейшей стерилизации нет необходимости. Степень дезинфекции, достигаемая в мойках, достаточно высока.

Список можно продолжать еще долго, поскольку высокотехнологичное ультразвуковое оборудование расширяет своё участие в санации медицинского оборудования, экономя время персонала и повышая безопасность работы. Практически все сферы медицины требуют высокоэффективной обработки рабочего инвентаря.

Источник: rumex.ru