L'article décrit la conception de la configuration à ultrasons la plus simple conçue pour démontrer des expériences avec des ultrasons. L'installation se compose d'un générateur de vibrations ultrasonores, d'un émetteur, d'un dispositif de focalisation et de plusieurs dispositifs auxiliaires, permettant de démontrer diverses expériences qui expliquent les propriétés et les méthodes d'utilisation des vibrations ultrasonores.

En utilisant la configuration ultrasonore la plus simple, on peut montrer la propagation des ultrasons dans divers milieux, la réflexion et la réfraction des ultrasons à la frontière de deux milieux et l'absorption des ultrasons dans diverses substances. De plus, il est possible de montrer la production d'émulsions d'huile, le nettoyage des pièces contaminées, le soudage par ultrasons, la fontaine de liquide à ultrasons, l'effet biologique des vibrations ultrasonores.

La fabrication d'une telle installation peut être réalisée dans des ateliers scolaires par des lycéens.

L'installation de démonstration d'expériences avec des ultrasons se compose d'un générateur électronique (Fig. 1), d'un convertisseur à quartz d'oscillations électriques en ultrasons et d'un récipient à lentilles (Fig. 2) pour focaliser les ultrasons. Seul le transformateur de puissance Tr1 est inclus dans l'alimentation, car les circuits d'anode des lampes du générateur sont alimentés directement en courant alternatif (sans redresseur). Une telle simplification n'affecte pas négativement le fonctionnement de l'appareil et en même temps simplifie considérablement sa disposition et sa conception.

Le générateur électronique est réalisé selon un circuit push-pull sur deux lampes 6PZS connectées selon un circuit triode (les grilles écran des lampes sont connectées aux anodes). Le circuit L1C2, qui détermine la fréquence des oscillations générées, est inclus dans les circuits d'anode des lampes, et la bobine de rétroaction L2 est incluse dans les circuits de grille. Une petite résistance R1 est incluse dans les circuits cathodiques, ce qui détermine en grande partie le mode des lampes.

Fig. 1. schéma Générateur

Le signal haute fréquence est envoyé au résonateur à quartz via les condensateurs de couplage C4 et C5. Le quartz est placé dans un support de quartz hermétique (Fig. 2) et connecté au générateur avec des fils de 1 m de long.

Riz. 2. Récipient de lentille et support de quartz

Outre les détails considérés, il existe également des condensateurs C1 et C3 dans le circuit, ainsi qu'une inductance Dr1 à travers laquelle la tension d'anode est appliquée aux anodes des lampes. Cette inductance empêche le court-circuit du signal haute fréquence à travers le condensateur C1 et la capacité inter-spires du transformateur de puissance.

Les principales parties artisanales du générateur sont les bobines L1 et L2, réalisées sous la forme de spirales plates. Pour leur fabrication, il est nécessaire de découper un gabarit en bois. Deux carrés sont découpés dans une planche de 25 cm de large, qui servent de joues au gabarit. Au centre de chaque joue, des trous doivent être percés pour une tige métallique d'un diamètre de 10-15 mm, et dans l'une des joues, un trou ou une rainure de 3 mm de large doit être découpé pour fixer la sortie de la bobine. Un fil est coupé sur une tige métallique aux deux extrémités et des joues sont placées entre deux écrous à une distance égale au diamètre du fil enroulé. Sur ce, la fabrication du gabarit peut être considérée comme terminée et procéder au bobinage des bobines.

La tige métallique est serrée à une extrémité dans un étau, le premier tour (intérieur) du fil est placé entre les joues, après quoi les écrous sont serrés et l'enroulement continue. La bobine L1 a 16 tours et la bobine L2 a 12 tours de fil de cuivre d'un diamètre de 3 mm. Les bobines L1 et L2 sont fabriquées séparément, puis placées l'une au-dessus de l'autre sur une traverse en textolite ou en plastique (Fig. 3). Afin de donner aux bobines une plus grande résistance, des évidements sont découpés dans les croix avec une scie à métaux ou une lime. Pour fixer les bobines, l'une d'elles doit être pressée par le haut avec la deuxième croix (sans évidements), et la seconde doit être placée directement sur la plaque de verre organique, getinax ou plastique, monté sur le châssis métallique du générateur.

Riz. 3

L'inductance haute fréquence est enroulée sur un cadre en céramique ou en plastique d'un diamètre de 30 mm avec un fil PELSHO-0,25 mm. Le bobinage est réalisé en masse par tronçons de 100 tours chacun. Au total, l'accélérateur a 300 à 500 tours. Dans cette conception, un transformateur de puissance fabriqué par nos soins est utilisé, fabriqué sur un noyau de plaques Sh-33, l'épaisseur de l'ensemble est de 33 mm. L'enroulement du réseau contient 544 tours de fil PEL-0,45. L'enroulement du réseau est conçu pour être connecté à un réseau avec une tension de 127 V. Dans le cas de l'utilisation d'un réseau avec une tension de 220 V, l'enroulement I doit contenir 944 tours de fil PEL-0,35. L'enroulement élévateur a 2980 tours de fil PEL-0.14 et l'enroulement filamentaire des lampes a 30 tours de fil PEL-1.0. Un tel transformateur peut être remplacé par un transformateur de puissance de la marque ELS-2, n'utilisant que l'enroulement secteur, l'enroulement filamentaire des lampes et l'enroulement élévateur complètement, ou par tout transformateur de puissance d'une puissance d'au moins 70 VA et avec un enroulement élévateur, fournissant à une charge de 470 V sur les anodes des lampes 6PZS.

Le porte-quartz est en bronze selon le dessin placé sur la fig. 4. Dans le boîtier, à l'aide d'une perceuse d'un diamètre de 3 mm, un trou en forme de L est percé pour faire sortir le fil I. Un anneau en caoutchouc e est inséré dans le boîtier, qui sert à amortir et à isoler le quartz. L'anneau peut être découpé dans une gomme à crayon ordinaire. L'anneau de contact b est découpé dans une feuille de laiton de 0,2 mm d'épaisseur. Cet anneau a une languette pour souder le fil. Les deux fils l et et doivent avoir une bonne isolation. Le fil et est soudé à la bride de support O. Il n'est pas recommandé de torsader les fils ensemble.

Fig.4. porte-quartz

Le vaisseau cristallinien se compose d'un cylindre e et d'une lentille à ultrasons b (Fig. 5). Le cylindre est plié à partir d'une plaque de plexiglas de 3 mm d'épaisseur sur un gabarit rond en bois de 19 mm de diamètre.

Fig.5. navire de lentille

La plaque est chauffée au-dessus d'une flamme jusqu'à ce qu'elle soit ramollie, pliée selon un modèle et collée avec de l'essence de vinaigre. Le cylindre collé est attaché avec des fils et laissé sécher pendant deux heures. Après cela, les extrémités du cylindre sont alignées avec du papier de verre et les fils sont retirés. Pour fabriquer une lentille à ultrasons b, vous devez fabriquer un dispositif spécial (Fig. 6) à partir d'une bille d'acier d'un diamètre de 18-22 mm à partir d'un roulement à billes. La balle doit être recuite en la chauffant à une chaleur rouge et en la refroidissant lentement. Après cela, un trou d'un diamètre de 6 mm est percé dans la boule et un filetage interne est coupé. Pour fixer cette bille dans le mandrin d'une perceuse, il est nécessaire de fabriquer une tige avec un filetage à une extrémité à partir d'une tige.

Fig.6. fixation

La tige avec la boule vissée est serrée dans le mandrin de la machine, la machine est allumée à vitesse moyenne et, en pressant la boule dans une plaque de verre organique de 10 à 12 mm d'épaisseur, l'évidement sphérique requis est obtenu. Lorsque la balle est approfondie d'une distance égale à son rayon, Perceuseéteignez et, sans cesser d'appuyer sur la boule, refroidissez-la avec de l'eau. En conséquence, un évidement sphérique de la lentille à ultrasons est obtenu dans la plaque de verre organique. Un carré de 36 mm de côté est découpé avec une scie à métaux dans une plaque avec un évidement, la saillie annulaire formée autour de l'évidement est nivelée avec du papier de verre à grain fin et la plaque est meulée par le bas de sorte qu'un fond de 0,2 mm d'épaisseur reste au centre de la niche. Ensuite, les endroits rayés avec du papier de verre sont polis jusqu'à la transparence et sur tour couper les coins de manière à ce que l'évidement sphérique reste au centre de la plaque. Du côté inférieur de la plaque, il est nécessaire de faire une saillie de 3 mm de haut et de 23,8 mm de diamètre pour centrer la lentille sur le porte-quartz.

Après avoir abondamment humidifié l'une des extrémités du cylindre avec de l'essence acétique ou du dichloroéthane, il est collé à la lentille à ultrasons de sorte que l'axe central du cylindre coïncide avec l'axe passant par le centre de la lentille. Après séchage, trois trous sont percés dans le récipient collé pour les vis de réglage. Il est préférable de faire tourner ces vis avec un tournevis spécial en fil ordinaire de 10-12 cm de long et de 1,5-2 mm de diamètre et équipé d'un manche en matériau isolant. Après la fabrication de ces pièces et l'installation du générateur, vous pouvez commencer à configurer l'appareil, ce qui revient généralement à régler le circuit L1C2 en résonance avec la fréquence naturelle du quartz. La plaque de quartz de la (Fig. 4) doit être lavée avec du savon à l'eau courante et séchée. La bague de contact b est nettoyée par le haut pour faire briller. Placez délicatement une plaque de quartz sur le dessus de la bague de contact et, après avoir déposé quelques gouttes d'huile de transformateur sur les bords de la plaque, vissez le couvercle d de manière à ce qu'il appuie sur la plaque de quartz. Pour indiquer les vibrations ultrasonores, les évidements a et d du couvercle sont remplis d'huile de transformateur ou de kérosène. Après avoir allumé l'alimentation et réchauffé pendant une minute, tournez le bouton de réglage et obtenez une résonance entre les oscillations de l'oscillateur à plaque de quartz. Au moment de la résonance, on observe le gonflement maximal du liquide versé dans l'évidement du couvercle. Après avoir configuré le générateur, vous pouvez commencer à faire des démonstrations d'expériences.

Conception de générateur.

L'une des démonstrations les plus efficaces est la production d'une fontaine de liquide sous l'action de vibrations ultrasonores. Afin d'obtenir une fontaine de liquide, vous devez placer le récipient "lentille" sur le dessus du support de quartz afin qu'aucune accumulation de bulles d'air ne se forme entre le fond du récipient "lentille" et la plaque de quartz. Ensuite, il doit être versé dans un récipient d'objectif d'eau potable ordinaire et une minute après la mise en marche du générateur, un fontaine à ultrasons. La hauteur de la fontaine peut être modifiée à l'aide des vis de réglage, après avoir préalablement réglé le générateur à l'aide du condensateur C2. À réglage correct l'ensemble du système, vous pouvez obtenir une fontaine d'eau d'une hauteur de 30 à 40 cm (Fig. 7).

Fig.7. fontaine à ultrasons.

Simultanément à l'apparition de la fontaine, un brouillard d'eau apparaît, résultat d'un processus de cavitation, accompagné d'un sifflement caractéristique. Si de l'huile de transformateur est versée dans le récipient "lentille" au lieu d'eau, la fontaine augmente sensiblement en hauteur. L'observation continue de la fontaine peut être effectuée jusqu'à ce que le niveau de liquide dans le récipient "lentille" tombe à 20 mm. Pour une observation à long terme de la fontaine, il est nécessaire de la protéger avec un tube en verre B, le long des parois intérieures duquel le liquide de la fontaine peut refluer.

Lorsque des vibrations ultrasonores sont appliquées à un liquide, des bulles microscopiques s'y forment (phénomène de cavitation), ce qui s'accompagne d'une augmentation significative de la pression au site de formation des bulles. Ce phénomène conduit à la destruction de particules de matière ou d'organismes vivants dans le liquide. Si un petit poisson ou une daphnie est placé "dans une lentille" contenant de l'eau, après 1 à 2 minutes d'irradiation aux ultrasons, il mourra. La projection du récipient "lentille" avec de l'eau sur l'écran permet d'observer successivement tous les processus de cette expérience dans un grand auditorium (Fig. 8).

Fig.8. Effet biologique des vibrations ultrasonores.

À l'aide de l'appareil décrit, il est possible de démontrer l'utilisation d'ultrasons pour nettoyer de petites pièces de la contamination. Pour ce faire, une petite pièce (un engrenage d'horloge, une pièce de métal, etc.), richement lubrifiée avec de la graisse, est placée à la base de la fontaine à liquide. La fontaine diminuera considérablement et pourra s'arrêter complètement, mais la partie contaminée est progressivement nettoyée. Il convient de noter que le nettoyage des pièces par ultrasons nécessite l'utilisation de générateurs plus puissants. Par conséquent, il est impossible de nettoyer toute la partie contaminée en peu de temps et vous devez vous limiter à nettoyer quelques dents.

En utilisant le phénomène de cavitation, une émulsion d'huile peut être obtenue. Pour ce faire, de l'eau est versée dans le récipient "lentille" et un peu d'huile de transformateur est ajoutée par-dessus. Pour éviter les éclaboussures de l'émulsion, il est nécessaire de couvrir le récipient de la lentille avec le contenu avec du verre. Lorsque le générateur est allumé, une fontaine d'eau et d'huile se forme. Après 1-2 min. irradiation dans le vaisseau de la lentille, une émulsion laiteuse stable se forme.

On sait que la propagation des vibrations ultrasonores dans l'eau peut être rendue visible et certaines des propriétés des ultrasons peuvent être clairement démontrées. Cela nécessite une baignoire avec un fond transparent et uniforme et aussi grand que possible, avec une hauteur latérale d'au moins 5-6 cm.La baignoire est placée au-dessus de l'ouverture de la table de démonstration afin que tout le fond transparent puisse être éclairé par le bas . Pour l'éclairage, il est bon d'utiliser une ampoule électrique de six volts pour automobile comme source lumineuse ponctuelle pour projeter les processus étudiés sur le plafond de l'auditorium (fig. 9).

Fig.9. réfraction et réflexion ondes ultrasonores.

Vous pouvez également utiliser une ampoule ordinaire de faible puissance. De l'eau est versée dans le bain de sorte que la plaque de quartz dans le support de quartz, lorsqu'elle est placée verticalement, y soit complètement immergée. Après cela, vous pouvez allumer le générateur et, en déplaçant le support de quartz d'une position verticale à une position inclinée, observez la propagation d'un faisceau ultrasonore dans une projection au plafond de l'auditorium. Dans ce cas, le support de quartz peut être maintenu par les fils l et c qui lui sont connectés, ou il peut être préfixé dans un support spécial, avec lequel vous pouvez modifier en douceur les angles d'incidence du faisceau ultrasonique dans le sens vertical et plans horizontaux, respectivement. Le faisceau ultrasonore est observé sous forme de taches lumineuses situées le long de la propagation des vibrations ultrasonores dans l'eau. En plaçant un obstacle sur le trajet de propagation du faisceau ultrasonore, il est possible d'observer la réflexion et la réfraction du faisceau.

Le montage décrit permet d'autres expérimentations dont la nature dépend du programme étudié et de l'équipement de la classe. Les plaques de titanate de baryum et, en général, toutes les plaques qui ont un effet piézoélectrique à des fréquences de 0,5 MHz à 4,5 MHz peuvent être incluses en tant que charge de générateur. S'il existe des plaques pour d'autres fréquences, il faut modifier le nombre de spires des inductances (augmenter pour les fréquences inférieures à 0,5 MHz et diminuer pour les fréquences supérieures à 4,5 MHz). Lors de la modification du circuit oscillant et de la bobine de rétroaction à des fréquences de 15 kHz, vous pouvez activer n'importe quel convertisseur magnétostrictif d'une puissance ne dépassant pas 60 VA au lieu du quartz

La configuration se compose d'un rack de laboratoire, d'un générateur d'ultrasons, d'un transducteur magnétostrictif de haute qualité très efficace et de trois émetteurs-guides d'ondes (concentrateurs) vers le transducteur. a un réglage par étapes de la puissance de sortie, 50%, 75%, 100% de la puissance de sortie nominale. Le réglage de la puissance et la présence de trois guides-émetteurs différents dans l'ensemble (avec un gain de 1:0,5, 1:1 et 1:2) permet d'obtenir différentes amplitudes de vibrations ultrasonores dans les liquides et milieux élastiques étudiés, environ, de 0 à 80 microns à une fréquence de 22 kHz.

Années d'expérience dans la fabrication et la vente équipement à ultrasons confirme la nécessité consciente d'équiper tous les types de production moderne de haute technologie avec des installations de laboratoire.

L'obtention de nanomatériaux et de nanostructures, l'introduction et le développement de nanotechnologies sont impossibles sans l'utilisation d'équipements à ultrasons.

Avec l'aide de cet équipement à ultrasons, il est possible de:

• obtention de nano-poudres de métaux ;
• utiliser lorsque vous travaillez avec des fullerènes;
• étude du déroulement des réactions nucléaires dans des conditions de forts champs ultrasonores (fusion froide);
• excitation de sonoluminescence dans des liquides, à des fins de recherche et industrielles;
• création d'émulsions directes et inverses normalisées finement dispersées ;
• sondage du bois;
• excitation de vibrations ultrasonores dans le métal en fusion pour le dégazage ;
• et bien d'autres.

Disperseurs à ultrasons modernes avec générateurs numériques série I10-840

L'unité à ultrasons (disperseur, homogénéisateur, émulsifiant) ​​I100-840 est conçue pour les études en laboratoire des effets des ultrasons sur des milieux liquides à commande numérique, réglable en continu, avec sélection numérique de la fréquence de fonctionnement, avec une minuterie, avec la possibilité de connectez des systèmes oscillatoires de différentes fréquences et puissances et enregistrez les paramètres de traitement dans une mémoire non volatile.

L'unité peut être équipée de systèmes oscillatoires magnétostrictifs ou piézocermiques à ultrasons avec une fréquence de fonctionnement de 22 et 44 kHz.

Si nécessaire, il est possible de compléter le disperseur avec des systèmes oscillants pour 18, 30, 88 kHz.

Ultrasonique installations de laboratoire(dispersants) sont utilisés :

• pour les études en laboratoire de l'effet de la cavitation ultrasonique sur divers liquides et échantillons placés dans un liquide ;
• pour dissoudre des substances et liquides difficiles ou légèrement solubles dans d'autres liquides;
• pour tester divers liquides pour la résistance à la cavitation. Par exemple, pour déterminer la stabilité de la viscosité des huiles industrielles (voir GOST 6794-75 pour l'huile AMG-10);
• étudier l'évolution du taux d'imprégnation des matériaux fibreux sous l'influence des ultrasons et améliorer l'imprégnation des matériaux fibreux avec diverses charges ;
• pour exclure l'agrégation de particules minérales lors de l'hydrotriage (poudres abrasives, géomodifiants, diamants naturels et artificiels, etc.) ;
• pour le lavage par ultrasons de produits complexes d'équipements de carburant automobile, d'injecteurs et de carburateurs ;
• pour des études sur la résistance à la cavitation des pièces et mécanismes de machines;
• et dans le cas le plus simple - comme bain de nettoyage à ultrasons à haute intensité. Les précipitations et les dépôts sur la verrerie de laboratoire et le verre sont éliminés ou dissous en quelques secondes.

Installations à ultrasons conçues pour le traitement de pièces diverses avec un puissant champ acoustique ultrasonore en milieu liquide. Les unités UZU4-1.6/0 et UZU4M-1.6/0 permettent de résoudre les problèmes de nettoyage fin des filtres des systèmes de carburant et d'huile hydraulique des dépôts de carbone, des substances goudronneuses, des produits de cokéfaction d'huile, etc. Les filtres nettoyés acquièrent en fait une seconde vie. De plus, ils peuvent être soumis à un traitement ultrasonique à plusieurs reprises. Des montages sont également disponibles batterie faible Série UZSU pour le nettoyage et le traitement de surface par ultrasons de diverses pièces. Processus nettoyage par ultrasons nécessaires dans l'électronique, l'industrie de la fabrication d'instruments, l'aviation, la technologie des fusées et de l'espace et partout où des technologies de haute technologie propres sont requises.

Unités UZU 4-1.6-0 et UZU 4M-1.6-0

Nettoyage par ultrasons de divers filtres d'avions à partir de substances résineuses et de produits de cokéfaction.

informations générales

L'unité à ultrasons UZU-1,6-O est conçue pour nettoyer les éléments filtrants métalliques et les packs filtrants des systèmes hydrauliques de carburant et d'huile des avions, des moteurs d'avion et des équipements de banc des impuretés mécaniques, des substances goudronneuses et des produits de cokéfaction d'huile.
Il est possible de nettoyer les packs filtrants en matériau Kh18 H15-PM en usine selon la technologie du fabricant du pack filtrant.

Structure du symbole

UZU4-1,6-O :
UZU - installation à ultrasons ;
4 - exécution ;
1,6 - puissance oscillante nominale, kW;
O - nettoyage;
U, T2 - catégorie de conception climatique et de placement
selon GOST 15150-69, température ambiante
de 5 à 50°C. ї Environnement- non explosif, ne contenant pas de poussières conductrices, ne contenant pas de vapeurs agressives, gaz pouvant perturber le fonctionnement normal de l'installation.
L'installation est conforme aux exigences de TU16-530.022-79.

Document normatif et technique

TU 16-530.022-79

Caractéristiques

Tension du réseau d'alimentation triphasé avec une fréquence de 50 Hz, V - 380/220 Puissance consommée kW, pas plus : sans éclairage ni radiateurs - 3,7 avec éclairage et radiateurs - 12 Fréquence de fonctionnement du générateur, kHz - 18 Puissance de sortie du générateur, kW - 1,6 efficacité du générateur, %, pas moins de - 45 Tension d'anode du générateur, V - 3000 Tension de préchauffage de la lampe du générateur, V - 6,3 Tension de sortie du générateur, V - 220 Courant de magnétisation, A - 18 Courant d'anode, A - 0,85 Courant de grille, A - 0,28 Nombre de bains, pcs - 2 Volume d'un bain, l, pas moins de - 20 Temps de chauffage de la solution de lavage dans les bains de 5 à 65°C sans allumer le générateur, min, pas plus : en cas de fonctionnement à l'huile AMG 10 - 20 en fonctionnement sur solutions aqueuses d'hexamétaphosphate de sodium, phosphate trisodique et nitrate de sodium ou sinval - 35 Durée de fonctionnement continu de l'installation, h, pas plus - 12 Le refroidissement des éléments de l'installation est à air pulsé. Temps de nettoyage par ultrasons d'un élément filtrant, min, pas plus de - 10 Temps de déploiement de l'unité en position de travail, min, pas plus de - 35 Temps de repliage en position repliée, min, pas plus de - 15 Poids, kg, pas plus - 510
Période de garantie - 18 mois à compter de la date de mise en service.

Conception et principe de fonctionnement

La conception de l'unité à ultrasons UZU4-1,6-O (voir figure) est un conteneur mobile, réalisé en blocs.

Vue générale et dimensions unité à ultrasons UZU4-1,6-O
L'usine dispose de deux bains technologiques. Équipé d'un chariot pour faire tourner les filtres et les transférer d'un bain à l'autre. Chaque bain est équipé d'un transducteur magnétostrictif de type PM1-1.6/18. Le convertisseur est refroidi par air, le générateur est intégré. Le kit de livraison de l'unité UZU4-1.6-O comprend : l'unité à ultrasons UZU-1.6-O, les pièces de rechange et les accessoires, 1 ensemble, un ensemble de documentation opérationnelle, 1 ensemble.

Utilisé pour laver les pièces et les assemblages de divers équipements, souder divers matériaux. Les ultrasons sont utilisés pour produire des suspensions, des aérosols liquides et des émulsions. Pour obtenir des émulsions, par exemple, le mélangeur-émulsifiant UGS-10 et d'autres dispositifs sont produits. Les méthodes basées sur la réflexion des ondes ultrasonores à partir de l'interface entre deux milieux sont utilisées dans les dispositifs d'hydrolocalisation, de détection de défauts, de diagnostic médical, etc.

Parmi les autres possibilités des ultrasons, il convient de noter sa capacité à traiter des matériaux durs et cassants à une taille donnée. En particulier, le traitement par ultrasons est très efficace dans la fabrication de pièces et de trous de forme complexe dans des produits tels que le verre, la céramique, le diamant, le germanium, le silicium, etc., dont le traitement est difficile par d'autres méthodes.

L'utilisation des ultrasons dans la restauration des pièces usées réduit la porosité du métal déposé et augmente sa résistance. De plus, le gauchissement des pièces allongées soudées, telles que les vilebrequins du moteur, est réduit.

Nettoyage de pièces par ultrasons

Le nettoyage par ultrasons de pièces ou d'objets est utilisé avant les opérations de réparation, d'assemblage, de peinture, de chromage et autres. Son utilisation est particulièrement efficace pour nettoyer les pièces qui ont une forme complexe et des endroits difficiles d'accès sous la forme de fentes étroites, de fentes, de petits trous, etc.

Communiqués de l'industrie grand nombre installations de nettoyage par ultrasons, différentes caractéristiques de conception, capacité des bains et puissance, par exemple, transistors: UZU-0.25 avec une puissance de sortie de 0,25 kW, UZG-10-1.6 avec une puissance de 1,6 kW, etc., thyristor UZG-2-4 avec une puissance de sortie de 4 kW et UZG-1-10/22 avec une puissance de 10 kW. La fréquence de fonctionnement des unités est de 18 et 22 kHz.

L'unité à ultrasons UZU-0.25 est conçue pour le nettoyage de petites pièces. Il se compose d'un générateur d'ultrasons et d'un bain à ultrasons.

Données techniques de l'unité à ultrasons UZU-0.25

Fréquence secteur - 50 Hz

Puissance consommée du réseau - pas plus de 0,45 kVA

Fréquence de fonctionnement - 18 kHz

Puissance de sortie - 0,25 kW

Les dimensions internes du bain de travail - 200 x 168 mm avec une profondeur de 158 mm

Sur le panneau avant du générateur d'ultrasons, il y a un interrupteur à bascule pour allumer le générateur et une lampe signalant la présence de tension d'alimentation.

Sur la paroi arrière du châssis du générateur, il y a : un porte-fusible et deux connecteurs à fiche, à travers lesquels le générateur est connecté au bain à ultrasons et au secteur, une borne pour la mise à la terre du générateur.

Trois transducteurs piézoélectriques en paquets sont montés au fond du bain à ultrasons. Le boîtier d'un transducteur se compose de deux plaques piézoélectriques en matériau TsTS-19 (zirconate-titanate de plomb), de deux revêtements réducteurs de fréquence et d'une tige centrale en acier inoxydable, dont la tête est l'élément rayonnant du transducteur.

Sur le boîtier de la baignoire se trouvent: un raccord, une poignée de robinet avec l'inscription "Drain", une borne pour la mise à la terre de la baignoire et un connecteur pour le raccordement à un générateur.

La figure 1 montre le principe schéma unité à ultrasons UZU-0.25.

Riz. 1. Schéma de principe de l'unité à ultrasons UZU-0.25

Le premier étage est celui qui fonctionne sur un transistor VT1 selon un circuit à induction retour d'information et circuit oscillant.

Des oscillations électriques de fréquence ultrasonore de 18 kHz, apparaissant dans l'oscillateur maître, sont transmises à l'entrée de l'amplificateur de puissance préliminaire.

L'amplificateur de puissance préliminaire se compose de deux étages, dont l'un est assemblé sur les transistors VT2, VT3, le second - sur les transistors VT4, VT5. Les deux étages de pré-amplification de puissance sont assemblés selon un circuit push-pull série fonctionnant en mode de commutation. Le mode de fonctionnement clé des transistors permet d'obtenir un rendement élevé à une puissance suffisamment élevée.

Bases de circuit des transistors VT2, VT3. VT4, VT5 sont connectés à des enroulements séparés des transformateurs TV1 et TV2 connectés dans des directions opposées. Cela garantit un fonctionnement push-pull des transistors, c'est-à-dire une commutation alternée.

La polarisation automatique de ces transistors est assurée par les résistances R3 - R6 et les condensateurs C6, C7 et C10, C11 inclus dans le circuit de base de chaque transistor.

La tension d'excitation alternative est fournie à la base via les condensateurs C6, C7 et C10, C11, et la composante constante du courant de base, traversant les résistances R3 - R6, crée une chute de tension entre elles, ce qui garantit une fermeture et une ouverture fiables de les transistors.

Le quatrième étage est l'amplificateur de puissance. Il se compose de trois cellules push-pull sur les transistors VT6 - VT11 fonctionnant en mode de commutation. La tension de l'amplificateur de puissance préliminaire est fournie à chaque transistor à partir d'un enroulement séparé du transformateur TV3, et dans chaque cellule ces tensions sont en opposition de phase. À partir des cellules du transistor, une tension alternative est fournie aux trois enroulements du transformateur TV4, où la puissance est ajoutée.

A partir du transformateur de sortie, une tension est fournie aux transducteurs piézoélectriques AA1, AA2 et AAZ.

Comme les transistors fonctionnent en mode de commutation, la tension de sortie contenant des harmoniques a une forme rectangulaire. Pour isoler la première harmonique de la tension sur les convertisseurs, une bobine L est connectée en série avec les convertisseurs à l'enroulement de sortie du transformateur TV4, dont l'inductance est calculée de telle manière qu'avec la capacité propre des convertisseurs, elle forme un circuit oscillant accordé à la 1ère harmonique de tension. Cela permet d'obtenir une tension sinusoïdale sur la charge sans changer le mode énergétiquement favorable des transistors.

L'alimentation de l'installation est réalisée à partir d'un réseau à courant alternatif avec une tension de 220 V à une fréquence de 50 Hz à l'aide d'un transformateur de puissance TV5, qui comporte un enroulement primaire et trois secondaires, dont l'un sert à alimenter le maître oscillateur, et les deux autres servent à alimenter les étages restants.

L'oscillateur maître est alimenté par un redresseur monté selon (diodes VD1 et VD2).

L'alimentation des étages préliminaires d'amplification est réalisée à partir d'un redresseur monté selon un montage en pont (diodes VD3 - VD6). Le deuxième circuit en pont sur les diodes VD7 - VD10 alimente l'amplificateur de puissance.

En fonction de la nature des salissures et des matériaux, le moyen de nettoyage doit être sélectionné. En l'absence de phosphate trisodique, le carbonate de sodium peut être utilisé pour nettoyer les pièces en acier.

Le temps de nettoyage dans un bain à ultrasons varie de 0,5 à 3 minutes. La température maximale autorisée du milieu de lavage est de 90 ° C.

Avant de changer le liquide de lavage, le générateur doit être éteint, empêchant le fonctionnement des transducteurs sans liquide dans le bain.

Les pièces sont nettoyées dans le bain à ultrasons dans l'ordre suivant : l'interrupteur d'alimentation est réglé sur la position "Arrêt", la vanne de vidange du bain est réglée sur la position "Fermé", le liquide de lavage est versé dans le bain à ultrasons jusqu'à un niveau de 120 - 130 mm, la fiche du câble d'alimentation est branchée sur un réseau de prises électriques avec une tension de 220 V.

L'installation est testée: allumez l'interrupteur à bascule en position «On», tandis que le voyant doit s'allumer et que le bruit de fonctionnement du liquide de cavitation doit apparaître. L'apparition de la cavitation peut également être jugée par la formation de minuscules bulles mobiles sur les transducteurs du bain.

Après avoir testé l'installation, celle-ci doit être déconnectée du secteur, chargée dans le bain des pièces contaminées et commencer le traitement.