Ultrazvočna kopel

V zadnjem času optiki in draguljarji ponujajo storitev čiščenja z ultrazvokom. Za ta postopek uporabljajo posebno napravo, imenovano ultrazvočna kopel (USE bath), ki ima poseben rezervoar za predmete, ki jih je treba očistiti. Uporabne lastnosti ultrazvoka razkriva posebna tekočina. Gospodični delavec mora vstaviti predmet, vklopiti aparat in ga nato oprati. Najmanj akcije!

Teoretično lahko tako posodo naredimo s posebno opremo za ustvarjanje in razprševanje ultrazvoka.

Čiščenje predmetov je najpreprostejša in najbolj trivialna uporaba ultrazvočnih kopeli v večini industrij. Naprava je zelo iskana v medicini in raziskavah - z ultrazvokom se pospešujejo reakcije, testirajo snovi in sterilizirajo instrumenti. Nepogrešljiv je pri čiščenju težko dostopnih mest, finih in drobnih opravilih, dopolnjenih s posebnimi reagenti. Naprava se pogosto uporablja v delavnicah za pisarniško opremo, mobilne telefone, pri draguljarjih, v avtomobilski industriji za pranje filtrov in motorjev.

Zato je za nekatere samozaposlene osebe zelo koristno, da imajo pomočnika, ki opravi del dela in tako obrtniku sprosti čas in roke za pomembnejša in zahtevnejša dela.

Avtoservisi uporabljajo ultrazvočno kad za različna čiščenja, s katero lahko prodrejo v globino in pospešijo postopek popravila. Čiščenje šob je na primer pogosta metoda čiščenja. Takšna možnost ni primerna za keramične izdelke.

Dele je treba najprej razstaviti, da se odstranijo šobe in preverijo na preskusni napravi, nato pa potopiti v posodo z ultrazvočno kopeljo, napolnjeno s posebno raztopino. Na koncu postopka se opravi drugi test.

Oglejte si naslednji videoposnetek o čiščenju šob injektorjev z ultrazvokom.

Ultrazvočno kopel sestavljajo trije elementi (poleg posode):

• Generator, ki ustvarja ultrazvočne vibracije;
• Oddajnik, ki vibracije pretvori v mehanske vibracije;
• Grelni element (dodatni del, ki povečuje učinkovitost) ustvarja temperaturne pogoje za boljši proces in lahko segreje tekoči medij do 70°.

V naslednjem videoposnetku si oglejte pregled zgradbe ultrazvočne kopeli.

Kopalne kadi so iskane v številnih panogah, razlika je v velikosti delov, ki jih je treba očistiti, pogostosti uporabe in obsegu dela:

• Prenosne - čiste naprave s prostornino do 1 litra, ki se uporabljajo za zasebno ali komercialno čiščenje majhnih delov. Za poenostavljene modele sta značilna preprosta zasnova in minimalno število funkcij. Za obrtnike so na voljo polprofesionalne naprave z dodatnimi možnostmi, elektronskim nadzorom, rezervoarjem iz nerjavečega jekla odlične kakovosti.
• Industrijske ultrazvočne kadi se razlikujejo po velikosti: njihova delovna prostornina je lahko več kot 10 litrov, najmanjša prostornina pa je od 4 litrov. Skoraj vsi imajo funkcijo ogrevanja, časovnike in dodatne možnosti čiščenja.

Ultrazvok je fizikalni izraz, ki opisuje raven zvoka ali hrupa, ki presega območje človeškega sluha, opredeljeno kot 16 kHz - 1000 kHz.

Pri preučevanju ultrazvočnih valov je bilo ugotovljeno, da povzročajo nekakšno "vrenje" tekočih snovi, zaradi česar mehurčki ne plavajo, temveč eksplodirajo, kar povzroča dodatne valove. Običajno se ta proces imenuje "kavitacija", ki je osnova za delovanje ultrazvočne kadi.

Velikost mehurčkov je odvisna od frekvence ultrazvoka: močnejši kot je zvok, drobnejši so mehurčki. Zato ta metoda omogoča, da umazanijo in obloge potisnete s površine trših predmetov. Kavitacija je obratno sorazmerna z višino ultrazvoka: pri majhnih mehurčkih je tlačna sila nastajajočih valov manjša, zato je kavitacija močnejša pri razmeroma nizki frekvenci. To lahko na površini pusti "sledi" in jo spremeni na ravni najmanjših delcev. Izkazalo se je, da višja kot je frekvenca, drobnejši so mehurčki in manjše so njihove sledi.

Kjer sta potrebna natančnost in fino čiščenje, so ultrazvočne kopeli nepogrešljive, saj imajo številne prednosti pred vsemi drugimi mehanskimi metodami čiščenja:

• Ko je predmet vstavljen v kopel, je treba le še vklopiti stroj, saj ni potrebna osebna udeležba;
• Neposrednega stika s kožo s kemikalijo ni in nima negativnega vpliva na zdravje;
• Očistimo celotno površino - najmanjše odprtine, utore in vrzeli, kamor robčki, ščetke itd. ne morejo priti;
• Ultrazvok na površini ne pušča sledi, odlomkov ali drugih grobih poškodb.

Ultrazvok lahko očisti usedline, ostanke paste, korozijo, filme, vključno z zaščitnimi filmi. Nekateri kamni in minerali so organskega ali sedimentnega izvora, zato so nekoliko občutljivi na to obdelavo. Zato morate biti pozorni na korale, bisere, opale, malahit, smaragde, turkiz, tanzanit in lapis ter jih izključiti s seznama del: "lepota" kamna, njegov rez in poliranje so prizadeti po ultrazvočni kopeli.

Uporaba dodatne opreme in posebnih funkcij poenostavi in olajša delovanje naprave ter v nekaterih primerih poveča učinkovitost.

Najpogostejše funkcije so:

• Večmodno. Najpreprostejše ultrazvočne kopeli za domačo uporabo delujejo v 1 ali 2 načinih. Polprofesionalni omogočajo do 5 načinov. Raznolikost je povezana z vrsto dela in namenom čiščenja.
• Časomer meri čas delovanja in samodejno izklopi napravo, vgrajen pa je v skoraj vse gospodinjske aparate, razen najpreprostejših in najcenejših.
• Vsi modeli so opremljeni s predgrevanjem, ki izboljša učinkovitost in pospeši postopek. Tekočina se segreje na največ 70 °C, kar je celo več od zahtevane temperature. Optimalna temperatura ogrevanja je 50°-60 °C.
• Zaščita - izklopi aparat brez tekočine in ga zaščiti pred pregrevanjem.
• Antistatičnost - uporabna lastnost pri popravilu mobilne in pisarniške opreme, dosežemo pa jo lahko tudi z uporabo posebnih čistil.
• Elektronske nadzorne plošče, svetlobni indikatorji. Seveda so to dodatki, ki zvišujejo ceno ultrazvočne kopeli, vendar je brez njih težko shajati.
• Dodatki pomagajo poenostaviti in olajšati delo. To so mreže in košare za nameščanje in pranje delov, ki bodo jekleno posodo zaščitile pred stikom s predmeti, poškodbami in praskami. S tem boste znatno podaljšali življenjsko dobo naprave. Dodatki vključujejo prozorne pokrove. To je zelo priročno, še posebej pri čiščenju več manjših predmetov hkrati.

Oglejte si naslednji videoposnetek o čiščenju kovancev v ultrazvočni kopeli.

Izbira ultrazvočne kopeli je pomemben in odgovoren korak, ki je v celoti odvisen od namena čiščenja in področja uporabe. Z njimi lahko izberete parametre delovanja:

• Prostornina ultrazvočne kopeli je povezana z velikostjo in številom delov in predmetov, ki jih boste čistili. Te predmete je prepovedano postaviti na površino kadi (obstaja možnost resonance in posledične okvare naprave), zato je bolje kupiti košarico na dnu, ki je ostala vsaj 3 cm.
• Valovna frekvenca je pojem iz uporabne fizike. Glede na naravo čiščenja in občutljivost materiala izberite delovno frekvenco ali ultrazvočno kopalno kad s prilagojenim območjem.

20-50 kHz je razmeroma grobo čiščenje in se uporablja za industrijske predmete in dele ter v avtomobilski industriji. 20 Hz lahko uniči celične strukture, 35-40 kHz pa je delovno območje za domače čiščenje odpornih površin.

50-100 kHz - intenzivno in nežno čiščenje, uporablja se v medicini in nakitu. Primerno za delno sterilizacijo.

Ustvarjalni in sposobni tehniki lahko sami ustvarijo sanjsko ultrazvočno kopel. Potrebovali boste nekaj elektromehanskih izkušenj, malo duhovitosti in nekaj preprostih pripomočkov: močno in trpežno posodo iz nerjavečega jekla, dielektrično posodo (npr. porcelan ali steklo), ki je manjša od posode. Uporabni so magnetna tuljava, ploščati radijski magnet, neprevodna palica, pretvornik impulzov in črpalka.

Transformator bo deloval kot oscilator, posode tvorijo delovno prostornino kopeli, iz preostalih delov pa je izdelan oddajnik: žico je treba naviti z bobna na pripravljeno dielektrično palico, na feritni rep pa se namesti magnet.

Po izdelavi praznega dela oddajnika povežite sklede, pri čemer porcelan ostane v kovini. Na dnu je treba narediti luknjo za stik z emitorjem in dva nasprotna "kanala" za tekočino v keramični posodi. Če je nanje priključena črpalka, je mogoče postopek obnavljanja tekočine avtomatizirati. Pri tem je oddajnik nameščen na dnu in jih je lahko več; lahko jih namestite tudi na stranice kadi. Ko sta oddajnik in generator priključena, je treba posode napolniti s čistilno tekočino in jih šele nato priključiti. Oddajnik mora biti močan in kompenzirati morebitne prenapetosti. V ta namen je primerna naprava za občutljivo opremo, ki se uporablja v televizijskih studiih in pri popravilu računalnikov.

Uporabo ultrazvočne kopeli za čiščenje predmetov si lahko ogledate v naslednjem videoposnetku.

Pri uporabi ultrazvočne kopeli ne pozabite:

• Naprava lahko deluje le, če je prisotna tekočina. Če kopalno kad zaženete prazno, pride do okvare. Iz istega razloga je treba nadzorovati nivo tekočine. Naprave ne puščajte vklopljene ali priključene na električno omrežje: poleg električnega udara obstaja tudi nevarnost izhlapevanja tekočine. Za podaljšanje življenjske dobe ultrazvočno kad za čiščenje priključite neposredno.
• Če v kopeli uporabljate razkužila, je treba funkcijo ogrevanja izklopiti. Mnogi od njih vsebujejo klorne spojine, ki so nevarne za vdihavanje, v tekoči obliki pa so varne.
• Ker se v ultrazvočni kopeli uporabljajo reagentne tekočine, je po čiščenju potrebno izpiranje. To lahko storite v rezervoarju naprave, v ločeni posodi (posoda ali umivalnik) s prečiščeno ali tekočo vodo ali s posebno sestavo. Prečiščena se nanaša na vodo, obdelano s kemikalijami in aktivnimi ioni, ali na destilirano vodo.

V naslednjem videoposnetku si lahko ogledate, kako skrbeti za ultrazvočno kad.

Tekočine dopolnjujejo učinek ultrazvoka, zato jih delimo glede na uporabo:

• Čistilne tekočine na alkoholni osnovi (Vega, Lira, Zestron-FA) so primerne za čiščenje delavnic, plošč in plošč.
• Univerzalna in profilna čistila se razlikujejo po svoji sestavi (alkalna, vodna) in imajo v svoji sestavi površinsko aktivne snovi. Čistilo za kovine OM/DRM je na primer primerno za garaže in avtomehanične delavnice, čistilo TM-Fly Cleanser št. 2 za draguljarne, specialno čistilo TM-RemScal 30 za srebrnino uporabljajo strokovnjaki, čistilo na vodni osnovi TM-RemRad pa je primerno za popravila pisarniške opreme.
• Koncentrati šampona so nežni do površin in odstranjujejo statično elektriko. Kreolan se uporablja za čiščenje in razkuževanje v zobozdravstvu, medicini, optiki in nakitu. Economik je univerzalni izdelek.

Na voljo je v različnih koncentracijah in velikostih od 0,15 do 5 litrov.

Za komercialno uporabo (kozmetika, zobozdravstvo, nakit in obrtne delavnice) je ultrazvočna kopel nepogrešljiva. Pozorno preberite navodila za napravo in dodatke. Pomembni so delovna koncentracija, vonj in vpliv na materiale. Različne tekočine lahko delujejo različno dolgo, zato je včasih treba korake v postopku čiščenja prilagoditi sami.

Postopek čiščenja ni nadomestilo za popolno sterilizacijo, temveč je le korak k obdelavi, zato priporočil sanitarnega inšpektorata ne smete zanemariti.

Ultrazvočna kopalna kad je uspešen primer uporabe znanstvenih dosežkov v gospodinjstvu, vendar kot vsak električni aparat zahteva pozornost in nego. To je skrivnost uspešne uporabe.