Ультразвуковая очистка – это способ очистки поверхности твердых тел, основанный на возбуждении в моющем растворе колебаний ультразвуковой частоты.

Процесс ультразвуковой очистки обусловлен рядом явлений, возникающих в ультразвуковом поле высокой интенсивности: акустической кавитацией (кавитация – это процесс образования в воде в зоне низкого давления микроскопических пузырей, заполненных паром, и последующим их захлопыванием в зоне высокого давления), акустическими течениями, радиационным давлением, звукокапиллярным эффектом.

В зависимости от вида загрязнения преобладающую роль в очистке играют различные процессы. Так, разрушение слабо взаимосвязанных загрязнений происходит, в основном, под действием пульсирующих (незахлопыващихся) кавитационных пузырьков. На краях пленки загрязнений пульсирующие пузырьки, совершая интенсивные колебания, преодолевают силы сцепления пленки с поверхностью, проникают под пленку, разрывают и отслаивают ее. Радиационное давление и звукокапиллярный эффект способствуют проникновению моющего раствора в микропоры, неровности и глухие каналы. Акустические течения осуществляют ускоренное удаление загрязнений с поверхности. Если же загрязнения прочно связаны с поверхностью, то для их разрушения и удаления с поверхности необходимо наличие захлопывающихся кавитационных пузырьков, создающих микроударное воздействие на поверхность. Акустическая кавитация возникает при прохождении звуковых волн высокой интенсивности. Кавитационные пузырьки возникают во время полупериода разряжения на газовых включениях, содержащихся в жидкости и на колеблющейся поверхности излучателя. Пузырьки захлопываются во время полупериодов сжатия, создавая кратковременные импульсы давления, способные удалить даже весьма сложные загрязнения.

Для осуществления необходимого режима ультразвуковой очистки, необходим выбор оптимальных значений интенсивности ультразвука и частоты колебаний. С повышением частоты кавитационный пузырек не достигает конечной стадии захлопывания, что снижает микроударное действие кавитации. Чрезмерное понижение частоты приводит к увеличению уровня воздушного шума, и требует увеличения габаритов излучателя. Поэтому большинство промышленных установок работает в диапазоне 18-44 килогерц.

Большую роль в процессе очистки играет правильно подобранный состав моющей жидкости. При этом необходимо учитывать свойства материала очищаемой детали и вид загрязнений. Моющая жидкость должна вступать в химическое взаимодействие только с поверхностными загрязнениями, но не с материалом очищаемого изделия. Существенное влияние на протекание и развитие в моющих растворах специфических явлений, возбуждаемых ультразвуком, оказывают физико-химические свойства жидкости. Повышение упругости пара внутри пузырька резко снижает интенсивность кавитации, поэтому, например, применение для ультразвуковой очистки водных растворов более эффективно, чем применение органических растворителей.

Ультразвуковая очистка позволяет ускорить процесс очистки, получить высокую степень чистоты поверхности, практически исключить использование пожароопасных и токсичных растворителей.

С увеличением времени обработки качество очистки повышается. Время очистки зависит от размеров и формы деталей, состояния их поверхности и степень ей загрязненности, характера загрязнений и других факторов, которые обычно определяется опытным путём.

 

 

Технология ультразвуковой очистки нашла широкое применение:

* в медицине и лабораториях: для очистки посуды, инструментов и т.д., для ускорения химических реакций, исследования различных процессов в жидкостях;

* в промышленности и ремонте: для очистки деталей машин и механизмов, в электронной промышленности, в полупроводниковой технике;

* в ювелирных и реставрационных мастерских: для очистки мелких предметов сложной формы;

* для очистки воздуха от пыли и других загрязнений.
 

В настоящее время в качестве устройств ультразвуковой очистки нашли применение специальные ванны. Обычно ультразвуковая ванна представляет собой ёмкость из нержавеющей стали (встречаются и другие материалы), ко дну или стенкам которой прикреплены ультразвуковые преобразователи (излучатели), обычно пьезоэлектрические. На преобразователи подаётся переменное напряжение соответствующей частоты с электронного ультразвукового генератора. Диапазон частот для устройств ультразвуковой очистки лежит в пределах от 20 до 80 кГц. Количество преобразователей, используемых в ультразвуковых ваннах, определяется требованиями равномерности интенсивности акустического поля, возбуждаемого в объеме жидкости.

Ультразвуковая очистка может быть ступенчатой и непрерывной. При ступенчатой очистке детали обрабатывают последовательно в нескольких ваннах с одинаковым или различными моющими растворами, а при непрерывной перемещают в одной ванне, при этом моющий раствор подают навстречу движению деталей и очистка происходит в различных зонах ванны раствором различной степени загрязненности. После извлечения из ванны детали сушат в парах растворителя или потоке чистого газа. Для устранения иногда образующихся при сушке разводов детали прополаскивают в чистом растворителе.

 

Ультразвуковая система очистки  позволяет в два раза быстрее очистить воздух от пыли и других загрязнений.
Специальный генератор, встроенный во внутренний блок кондиционера, создает ультразвуковые волны. Под их воздействием пыль слепляется и образует более крупные частицы, которые легко задерживаются фильтром.

Ультразвуковые волны собирают пыль, создавая более плотные участки воздуха, притягивающие частицы пыли и слепляющие их вместе. Ультразвук обладает массой полезных особенностей. Одна из них - за счет создания более плотных и разреженных областей в воздухе взвешенные частицы сталкиваются и слепляются. Специальный фильтр задерживает сплетеные частицы благодаря их увеличившемуся размеру.