Článok popisuje návrh najjednoduchšej ultrazvukovej inštalácie určenej na demonštráciu experimentov s ultrazvukom. Inštalácia pozostáva z generátora ultrazvukových vibrácií, žiariča, zaostrovacieho zariadenia a niekoľkých pomocné zariadenia, umožňujúce demonštrovať rôzne experimenty, ktoré vysvetľujú vlastnosti a spôsoby aplikácie ultrazvukových vibrácií.

Pomocou najjednoduchšej ultrazvukovej inštalácie je možné ukázať šírenie ultrazvuku v rôznych prostrediach, odraz a lom ultrazvuku na rozhraní dvoch prostredí, absorpciu ultrazvuku v rôznych látkach. Okrem toho je možné ukázať výrobu olejových emulzií, čistenie kontaminovaných dielov, ultrazvukové zváranie, ultrazvukovú kvapalinovú fontánu, biologické účinky ultrazvukových vibrácií.

Výroba takejto inštalácie môže byť vykonaná v školských dielňach úsilím starších študentov.

Zostava na demonštráciu experimentov s ultrazvukom pozostáva z elektronického generátora (obr. 1), kremenného prevodníka elektrických vibrácií na ultrazvukové a šošovkovej nádoby (obr. 2) na zaostrovanie ultrazvuku. Súčasťou napájacieho zdroja je iba výkonový transformátor Tr1, keďže anódové obvody lámp generátora sú napájané priamo striedavým prúdom (bez usmerňovača). Toto zjednodušenie nemá nepriaznivý vplyv na prevádzku zariadenia a zároveň výrazne zjednodušuje jeho obvod a konštrukciu.

Elektronický generátor je vyrobený podľa push-pull obvodu na dvoch 6PZS svietidlách, zapojených podľa triódového obvodu (mriežky tienenia svietidiel sú spojené s anódami). Obvod L1C2 je zahrnutý v anódových obvodoch lámp, ktorý určuje frekvenciu generovaných kmitov a spätnoväzbová cievka L2 je zahrnutá v mriežkových obvodoch. V katódových obvodoch je zahrnutý malý odpor R1, ktorý do značnej miery určuje režim lámp.

Obr. Schematický diagram generátor

Vysokofrekvenčný signál je privádzaný do kremenného rezonátora cez blokovacie kondenzátory C4 a C5. Kremeň je umiestnený v utesnenom kremennom držiaku (obr. 2) a pripojený ku generátoru pomocou 1 m drôtov.

Ryža. 2. Nádoba na šošovku a držiak z kremeňa

Okrem uvažovaných detailov sú v obvode ešte kondenzátory C1 a C3 a tiež tlmivka Dr1, cez ktorú je anódové napätie privádzané na anódy lámp. Táto tlmivka zabraňuje skratovaniu vysokofrekvenčného signálu cez kondenzátor C1 a medzizávitovú kapacitu výkonového transformátora.

Hlavnými domácimi časťami generátora sú cievky L1 a L2, vyrobené vo forme plochých špirál. Na ich výrobu je potrebné vystrihnúť drevenú šablónu. Z dosky šírky 25 cm sú vyrezané dva štvorce, ktoré slúžia ako líce šablóny. V strede každej líca by mali byť vytvorené otvory pre kovovú tyč s priemerom 10-15 mm a v jednej z líc vyrežte otvor alebo drážku šírky 3 mm na pripevnenie vedenia cievky. Z oboch koncov sa na kovovej tyči vyreže závit a medzi dve matice sa umiestnia lícnice vo vzdialenosti rovnajúcej sa priemeru navinutého drôtu. Na základe toho možno výrobu šablóny považovať za dokončenú a začať navíjať cievky.

Kovová tyč je na jednom konci upnutá vo zveráku, medzi lícami je položená prvá (vnútorná) drôtená cievka, po ktorej sú matice utiahnuté a navíjanie pokračuje. Cievka L1 má 16 závitov a cievka L2 má 12 závitov medeného drôtu s priemerom 3 mm. Cievky L1 a L2 sa vyrábajú samostatne, potom sa umiestňujú nad seba na priečnik z textolitu alebo plastu (obr. 3). Aby cievky získali väčšiu pevnosť, sú v priečnikoch vyrezané vybrania pomocou pílky alebo pilníka. Na zaistenie cievok by sa mala jedna z nich stlačiť zhora druhým krížom (bez zárezov) a druhá by mala byť umiestnená priamo na dosku z organické sklo, getinax alebo plast, namontovaný na kovovom šasi generátora.

Ryža. 3

Vysokofrekvenčná tlmivka je navinutá na keramickom alebo plastovom ráme s priemerom 30 mm s drôtom PELSHO-0,25 mm. Navíjanie sa vykonáva hromadne v sekciách po 100 otáčkach. Celkovo má sýtič 300-500 otáčok. V tomto prevedení je použitý domáci výkonový transformátor vyrobený na jadre z dosiek Sh-33, hrúbka súpravy je 33 mm. Sieťové vinutie obsahuje 544 závitov drôtu PEL-0,45. Sieťové vinutie je určené na pripojenie do siete s napätím 127 V. V prípade siete s napätím 220 V musí vinutie I obsahovať 944 závitov drôtu PEL-0,35. Zvyšovacie vinutie má 2980 otáčok drôtu PEL-0.14 a vinutie vlákna žiaroviek - 30 otáčok drôtu PEL-1.0. Takýto transformátor je možné nahradiť výkonovým transformátorom značky ELS-2 s použitím iba sieťového vinutia, vláknitého vinutia žiaroviek a zvyšovacieho vinutia úplne, alebo ľubovoľným výkonovým transformátorom s výkonom aspoň 70 VA a so stupňovitým vinutím, ktoré poskytuje pri zaťažení 470 V na anódach 6ПЗС lámp.

Držiak kremeňa je vyrobený z bronzu podľa výkresu na obr. 4. V tele sa vyvŕta vrtákom s priemerom 3 mm otvor v tvare L na vyvedenie drôtu l. Do telesa je vložený gumený krúžok e, ktorý slúži na tlmenie nárazov a izoláciu kremeňa. Prsteň je možné vystrihnúť z bežnej gumy na ceruzku. Sklzný krúžok b je vyrezaný z mosadznej fólie hrúbky 0,2 mm. Tento krúžok má očko na spájkovanie drôtu. Oba drôty a musia mať dobrú izoláciu. Drôt je tiež prispájkovaný k nosnej prírube O. Neodporúča sa skrúcať vodiče dohromady.

Obr. Držiak na kremeň

Nádoba šošovky pozostáva z valca e a ultrazvukovej šošovky b (obr. 5). Valec je ohýbaný z plexiskla s hrúbkou 3 mm na okrúhlej drevenej šablóne o priemere 19 mm.

Obr. Nádoba šošovky

Plech sa zahrieva nad plameňom do zmäknutia, vzorovo ohýba a zlepuje octovou esenciou. Zlepený valec sa zviaže niťami a nechá sa dve hodiny schnúť. Potom sa konce valca vyrovnajú brúsnym papierom a odstránia sa vlákna. Na výrobu ultrazvukovej šošovky b je potrebné vyrobiť špeciálny prístroj (obr. 6) z oceľovej guľôčky s priemerom 18-22 mm z guľôčkového ložiska. Guľa by mala byť žíhaná zahriatím na červené teplo a pomalým chladením. Potom sa do gule vyvŕta otvor s priemerom 6 mm a vyreže sa vnútorný závit. Na upevnenie tejto gule v skľučovadle vŕtačky musí byť z tyče vyrobená tyč so závitom na jednom konci.

Obr. Adaptácia

Do skľučovadla stroja sa upne tyč s naskrutkovanou guľôčkou, stroj sa zapne na strednú rýchlosť a zatlačením gule do plexiskla s hrúbkou 10-12 mm sa získa požadované guľové vybranie. Keď sa lopta prehĺbi o vzdialenosť rovnajúcu sa jej polomeru, vŕtačka vypnite a bez zastavenia tlaku na loptu ju ochlaďte vodou. Výsledkom je, že v organickej sklenenej doske sa získa sférická depresia ultrazvukovej šošovky. Z dosky s priehlbinou sa pílkou na železo vyreže štvorec so stranou 36 mm, prstencový výstupok vytvorený okolo priehlbiny sa zarovná jemnozrnným šmirgľovým papierom a platňa sa zospodu prebrúsi tak, aby dno s hrúbka 0,2 mm zostáva v strede vybrania. Potom sa miesta poškrabané brúsnym papierom prebrúsia do priehľadnosti a ďalej sústruh odrežte rohy tak, aby guľové vybranie zostalo v strede dosky. Na spodnej strane platničky je potrebné urobiť výstupok s výškou 3mm a priemerom 23,8mm na vycentrovanie šošovky na quartz držiaku.

Po hojnom navlhčení jedného z koncových koncov valca octovou esenciou alebo dichlóretánom sa prilepí k ultrazvukovej šošovke tak, že stredová os valca sa zhoduje s osou prechádzajúcou stredom šošovky. Po vysušení v zlepenej nádobe sa vyvŕtajú tri otvory pre nastavovacie skrutky. Najlepšie je otáčať tieto skrutky špeciálnym skrutkovačom vyrobeným z obyčajného drôtu s dĺžkou 10-12 cm a priemerom 1,5-2 mm a vybaveným rukoväťou z izolačného materiálu. Po výrobe týchto dielov a inštalácii generátora môžete začať s nastavovaním zariadenia, ktoré zvyčajne vedie k vyladeniu obvodu L1C2 na rezonanciu s prirodzenou frekvenciou kremeňa. Kremenná platňa v (obr. 4) by sa mala umyť mydlom v tečúcej vode a vysušiť. Kontaktný krúžok b je očistený zhora do lesku. Opatrne položte kremennú dosku na zberný krúžok a kvapnutím niekoľkých kvapiek transformátorového oleja na okraje platne priskrutkujte kryt d tak, aby pritlačil na kremennú dosku. Na indikáciu ultrazvukových vibrácií sú vybrania a a d na veku naplnené transformátorovým olejom alebo petrolejom. Po zapnutí napájania a minútovom zahrievaní otočte ladiacim gombíkom a dosiahnite rezonanciu medzi kmitmi generátora kremenných platní. V momente rezonancie sa pozoruje maximálne napučiavanie kvapaliny naliatej do vybrania na veku. Po nastavení generátora môžete začať predvádzať experimenty.

Dizajn generátora.

Jednou z najefektívnejších ukážok je vytvorenie fontány kvapaliny pod vplyvom ultrazvukových vibrácií. Na získanie fontány s kvapalinou je potrebné umiestniť nádobu „šošoviek“ nad kremenný držiak tak, aby sa medzi dnom nádoby „šošoviek“ a kremennou doskou netvorili žiadne vzduchové bubliny. Potom by ste mali do nádobky na šošovky naliať obyčajnú pitnú vodu a minútu po zapnutí generátora a ultrazvuková fontána... Výšku fontány je možné meniť pomocou nastavovacích skrutiek, po predchádzajúcom nastavení generátora pomocou kondenzátora C2. o správne nastavenie z celého systému si môžete zaobstarať vodnú fontánu s výškou 30-40 cm (obr. 7).

Obr. 7. Ultrazvuková fontána.

Súčasne s výskytom fontány vzniká vodná hmla, ktorá je výsledkom kavitačného procesu, sprevádzaného charakteristickým syčaním. Ak sa do nádoby „šošoviek“ namiesto vody naleje transformátorový olej, fontána sa výrazne zvýši. Nepretržité pozorovanie fontány sa môže vykonávať, kým hladina kvapaliny v nádobe "šošoviek" neklesne na 20 mm. Pre dlhodobé pozorovanie fontány ju treba chrániť sklenenou trubicou B, po vnútorných stenách ktorej môže tryskajúca kvapalina stekať späť.

Pri pôsobení ultrazvukových vibrácií na kvapalinu v nej vznikajú mikroskopické bublinky (jav kavitácie), čo je sprevádzané výrazným zvýšením tlaku v mieste tvorby bublín. Tento jav vedie k zničeniu častíc hmoty alebo živých organizmov v kvapaline. Ak umiestnite malú rybku alebo dafniu "do šošovkovej" nádoby s vodou, potom po 1-2 minútach ultrazvukového ožarovania zomrú. Premietanie „šošovkovej“ nádoby s vodou na plátno umožňuje sledovať postupne všetky procesy tohto zážitku vo veľkom publiku (obr. 8).

Obr. 8. Biologické pôsobenie ultrazvukových vibrácií.

Pomocou opísaného zariadenia je možné demonštrovať použitie ultrazvuku na čistenie malých častí od kontaminácie. Na tento účel sa do spodnej časti fontány s kvapalinou umiestni malá časť (hodinové koleso, kus kovu atď.), hojne namazaná tukom. Fontána sa výrazne zníži a môže sa úplne zastaviť, ale kontaminovaná časť sa postupne vyčistí. Treba si uvedomiť, že čistenie dielov ultrazvukom si vyžaduje použitie výkonnejších generátorov, preto nie je možné vyčistiť celý kontaminovaný diel v krátkom čase a je potrebné sa obmedziť len na čistenie niekoľkých zubov.

Pomocou javu kavitácie je možné získať olejovú emulziu. Za týmto účelom sa do nádoby "šošoviek" naleje voda a zhora sa pridá trochu transformátorového oleja. Aby ste zabránili vyšplechnutiu emulzie, prikryte nádobu na šošovky s obsahom sklom. Keď sa generátor zapne, vytvorí sa fontána vody a oleja. Po 1-2 minútach. ožiarením sa v cievke šošovky vytvorí stabilná mliečna emulzia.

Je známe, že šírenie ultrazvukových vibrácií vo vode je možné zviditeľniť a jasne demonštrovať niektoré vlastnosti ultrazvuku. To si vyžaduje vaňu s priehľadným a rovným dnom a čo najväčšiu, s výškou bočnice aspoň 5-6 cm.Vaňa sa umiestňuje nad otvor v predvádzacom stolíku, aby bolo možné zospodu osvetliť celé priehľadné dno . Na osvetlenie je dobré použiť šesťvoltovú autožiarovku ako bodový zdroj svetla na premietanie skúmaných procesov na strop publika (obr. 9).

Obr. 9. Refrakcia a odraz ultrazvukové vlny.

Môžete tiež použiť obyčajnú žiarovku s nízkym výkonom. Voda sa naleje do kúpeľa tak, aby kremenná platňa v kremennom držiaku bola pri zvislom umiestnení v nej úplne ponorená. Potom môžete zapnúť generátor a posunutím držiaka kremeňa zo zvislej polohy do naklonenej polohy pozorovať šírenie ultrazvukového lúča v projekcii na strop hľadiska. V tomto prípade môže byť kremenný držiak držaný za k nemu pripojené vodiče l a c, alebo môže byť vopred upevnený v špeciálnom držiaku, pomocou ktorého môžete plynulo meniť uhly dopadu ultrazvukového lúča vo zvislej a horizontálne roviny, resp. Ultrazvukový lúč je pozorovaný vo forme svetelných škvŕn umiestnených pozdĺž šírenia ultrazvukových vibrácií vo vode. Umiestnením prekážky do dráhy šírenia ultrazvukového lúča možno pozorovať odraz a lom lúča.

Opísaná inštalácia umožňuje vykonávať ďalšie experimenty, ktorých povaha závisí od študovaného programu a vybavenia učebne. Ako záťaž generátora môžu byť zahrnuté doštičky z titaničitanu bárnatého a vo všeobecnosti akékoľvek platne s piezoelektrickým efektom pri frekvenciách od 0,5 MHz do 4,5 MHz. V prítomnosti dosiek pre iné frekvencie je potrebné zmeniť počet závitov v tlmivkách (zvýšenie pre frekvencie pod 0,5 MHz a zníženie pre frekvencie nad 4,5 MHz). Pri úprave oscilačného obvodu a spätnoväzbovej cievky na frekvenciu 15 kHz môžete namiesto kremeňa zapnúť akýkoľvek magnetostrikčný prevodník s výkonom nepresahujúcim 60 VA

Inštalácia pozostáva z laboratórneho stojana, ultrazvukového generátora, vysokoúčinného magnetostrikčného prevodníka vysokej kvality a troch vlnovodov-emitorov (koncentrátorov) k prevodníku. má stupňovitú reguláciu výstupného výkonu, 50%, 75%, 100% menovitého výstupného výkonu. Riadenie výkonu a prítomnosť troch rôznych vlnovodov v súprave (so ziskom 1: 0,5, 1: 1 a 1: 2) vám umožňuje získať rôzne amplitúdy ultrazvukových vibrácií v skúmaných kvapalinách a elastických médiách, približne od 0 do 80 mikrónov pri frekvencii 22 kHz.

Dlhoročné skúsenosti vo výrobe a predaji ultrazvukové zariadenie potvrdzuje vnímanú potrebu vybaviť všetky typy modernej high-tech výroby laboratórnymi zariadeniami.

Výroba nanomateriálov a nanoštruktúr, zavádzanie a vývoj nanotechnológií nie je možné bez použitia ultrazvukových zariadení.

Pomocou tohto ultrazvukového zariadenia je možné:

• získavanie nanopráškov kovov;
• použitie pri práci s fullerénmi;
• skúmanie priebehu jadrových reakcií v podmienkach silných ultrazvukových polí (studená fúzia);
• excitácia sonoluminiscencie v kvapalinách na výskumné a priemyselné účely;
• tvorba jemne dispergovaných normalizovaných priamych a reverzných emulzií;
• ozvučenie dreva;
• budenie ultrazvukových vibrácií v tavenine kovov na odplynenie;
• a mnoho mnoho ďalších.

Moderné ultrazvukové dispergátory s digitálnymi generátormi radu I10-840

Ultrazvuková inštalácia (disperzér, homogenizátor, emulgátor) ​​I100-840 je určená na laboratórne štúdie účinku ultrazvuku na tekuté médiá s digitálnym ovládaním, s plynulým nastavením, s digitálnym výberom pracovnej frekvencie, s časovačom, s možnosťou na pripojenie oscilačných systémov rôznej frekvencie a výkonu a zaznamenávanie parametrov spracovania do energeticky nezávislej pamäte.

Inštaláciu je možné doplniť ultrazvukovými magnetostrikčnými alebo piezo-termálnymi vibračnými systémami s pracovnou frekvenciou 22 a 44 kHz.

V prípade potreby je možné dispergátor vybaviť oscilačnými systémami pre 18, 30, 88 kHz.

Ultrazvukové laboratórne zariadenia(dispergátory) sa používajú:

• na laboratórne štúdie účinku ultrazvukovej kavitácie na rôzne kvapaliny a vzorky umiestnené v kvapaline;
• rozpúšťať ťažko alebo málo rozpustné látky a kvapaliny v iných kvapalinách;
• na testovanie rôznych kvapalín na kavitačnú pevnosť. Napríklad na stanovenie stability viskozity priemyselných olejov (pozri GOST 6794-75 pre olej AMG-10);
• študovať zmeny v rýchlosti impregnácie vláknitých materiálov pod vplyvom ultrazvuku a zlepšiť impregnáciu vláknitých materiálov rôznymi plnivami;
• vylúčiť agregáciu minerálnych častíc pri hydro-triedení (brúsne prášky, geomodifikátory, prírodné a umelé diamanty atď.);
• na ultrazvukové čistenie zložitých produktov automobilových palivových zariadení, trysiek a karburátorov;
• pre výskum kavitačnej pevnosti častí strojov a mechanizmov;
• a v najjednoduchšom prípade - ako vysoko intenzívny ultrazvukový umývací kúpeľ. Sedimenty a usadeniny na skle a skle sa odstránia alebo rozpustia v priebehu niekoľkých sekúnd.

Ultrazvukové zariadenia určené na spracovanie rôznych dielov s výkonným ultrazvukovým akustickým poľom v kvapalnom médiu. Jednotky UZU4-1.6 / 0 a UZU4M-1.6 / 0 umožňujú riešiť problémy jemného čistenia filtrov palivových a hydraulických olejových systémov od usadenín uhlíka, živicových látok, produktov z koksovania ropy atď. Vyčistené filtre v skutočnosti získajú druhý život. Okrem toho môžu byť niekoľkokrát podrobené ultrazvukovému spracovaniu. K dispozícii sú aj inštalácie slaby prud Séria UZSU na čistenie a ultrazvukovú povrchovú úpravu rôznych dielov. Procesy ultrazvukové čistenie sú potrebné v elektronickom priemysle, priemysle výroby prístrojov, letectve, raketových a vesmírnych technológiách a všade tam, kde sa vyžadujú vysoko technologicky čisté technológie.

Inštalácie UZU 4-1,6-0 a UZU 4M-1,6-0

Ultrazvukové čistenie rôznych filtrov lietadiel od živicových látok a koksovacích produktov.

Všeobecné informácie

Ultrazvuková jednotka UZU-1,6-O je určená na čistenie kovových filtračných prvkov a filtračných súprav hydraulických palivových a olejových systémov lietadiel, leteckých motorov a lavicovej techniky od mechanických nečistôt, živicových látok a produktov koksovania ropy.
Jednotka dokáže čistiť filtračné vrecká z materiálu X18 N15-PM podľa technológie výrobcu filtračného vrecka.

Štruktúra symbolov

UZU4-1,6-O:
UZU - ultrazvuková inštalácia;
4 - prevedenie;
1,6 - menovitý oscilačný výkon, kW;
О - čistenie;
У, Т2 - klimatická modifikácia a kategória umiestnenia
podľa GOST 15150-69, teplota okolia
od 5 do 50 °C. ї Životné prostredie- nevýbušné, neobsahujúce vodivý prach, neobsahujúce agresívne výpary, plyny, ktoré môžu narušiť normálnu prevádzku inštalácie.
Inštalácia je v súlade s požiadavkami TU16-530.022-79.

Normatívny a technický dokument

TU 16-530.022-79

technické údaje

Napätie trojfázovej napájacej siete s frekvenciou 50 Hz, V - 380/220 Príkon kW, nie viac: bez osvetlenia a ohrievačov - 3,7 s osvetlením a ohrievačmi - 12 Pracovná frekvencia generátora, kHz - 18 Výstupný výkon generátora, kW - 1,6 Účinnosť generátora,%, nie menej - 45 Anódové napätie generátora, V - 3000 Vyhrievacie napätie žiaroviek generátora, V - 6,3 Výstupné napätie generátora, V - 220 Magnetizačný prúd, A - 18 Anódový prúd, A - 0,85 Mriežkový prúd, A - 0,28 Počet vaní, ks - 2 Objem jednej vane, l, nie menej - 20 Čas ohrevu pracieho roztoku v kúpeľoch od 5 do 65 ° С bez zapnutia generátora, min, nie viac: pri prevádzke na olej AMG 10 - 20 počas prevádzky na vodné roztoky hexametafosforečnanu sodného, ​​fosforečnanu sodného a dusičnanu sodného alebo sinvalu - 35 Trvanie nepretržitej prevádzky zariadenia, h, nie viac - 12 Chladenie prvkov inštalácie je nútené vzduchom. Čas čistenia jednej filtračnej vložky ultrazvukom, min, nie viac - 10 Čas na vysunutie zariadenia do prevádzkovej polohy, min, nie viac - 35 Čas na vrátenie do zloženej polohy, min, nie viac - 15 Hmotnosť, kg, nie viac - 510
Záručná doba je 18 mesiacov od dátumu uvedenia do prevádzky.

Dizajn a princíp činnosti

Konštrukcia ultrazvukovej jednotky UZU4-1,6-O (pozri obrázok) je mobilný kontajner, zostavený v blokoch.

Celkový pohľad a rozmery ultrazvuková inštalácia UZU4-1,6-О
Závod má dva technologické kúpele. Vybavený vozíkom na otáčanie filtrov a ich prenášanie z jednej vane do druhej. V každej vani je inštalovaný magnetostrikčný prevodník typu PM1-1,6 / 18. Menič je chladený vzduchom, generátor je zabudovaný. Súčasťou dodávky jednotky UZU4-1,6-O je: ultrazvuková jednotka UZU-1,6-O, ​​náhradné diely a príslušenstvo, 1 sada, sada prevádzkovej dokumentácie, 1 sada.

Používa sa na umývanie dielov a zostáv rôznych zariadení, zváranie rôznych materiálov... Ultrazvuk sa používa na výrobu suspenzií, tekutých aerosólov a emulzií. Na získanie emulzií sa vyrába napríklad mixér-emulgátor UGS-10 a ďalšie zariadenia. Metódy založené na odraze ultrazvukových vĺn od rozhrania medzi dvoma médiami sa používajú v zariadeniach na hydrolokalizáciu, detekciu chýb, medicínsku diagnostiku atď.

Medzi ďalšie možnosti ultrazvuku treba poznamenať jeho schopnosť spracovať tvrdé krehké materiály na danú veľkosť. Ultrazvukové spracovanie je veľmi účinné najmä pri výrobe dielov a otvorov zložitého tvaru v takých predmetoch, ako je sklo, keramika, diamant, germánium, kremík atď., ktorých spracovanie inými metódami je náročné.

Použitie ultrazvuku pri obnove opotrebovaných dielov znižuje pórovitosť naneseného kovu a zvyšuje jeho pevnosť. Okrem toho sa znižuje deformácia predĺžených privarených dielov, ako sú kľukové hriadele motora.

Ultrazvukové čistenie dielov

Ultrazvukové čistenie dielov alebo predmetov sa používa pred opravou, montážou, lakovaním, chrómovaním a inými operáciami. Jeho použitie je obzvlášť efektívne na čistenie dielov so zložitým tvarom a ťažko dostupných miest v podobe úzkych štrbín, štrbín, malých otvorov atď.

Priemysel vyrába veľké číslo zariadenia na čistenie ultrazvukom, rôzne dizajnové prvky, kapacita a výkon vane, napr. tranzistorové: UZU-0,25 s výstupným výkonom 0,25 kW, UZG-10-1,6 s výkonom 1,6 kW atď., tyristorový UZG-2-4 s výstupným výkonom 4 kW a UZG-1-10 / 22 s výkonom 10 kW. Prevádzková frekvencia zariadení je 18 a 22 kHz.

Ultrazvuková jednotka UZU-0.25 je určená na čistenie malých dielov. Skladá sa z ultrazvukového generátora a ultrazvukového kúpeľa.

Technické údaje ultrazvukovej jednotky UZU-0.25

Sieťová frekvencia - 50 Hz

Výkon spotrebovaný zo siete - nie viac ako 0,45 kVA

Pracovná frekvencia - 18 kHz

Výstupný výkon - 0,25 kW

Vnútorné rozmery pracovnej vane - 200 x 168 mm s hĺbkou 158 mm

Na prednom paneli ultrazvukového generátora sa nachádza pákový spínač na zapnutie generátora a kontrolka signalizujúca prítomnosť napájacieho napätia.

Na zadnej stene podvozku generátora sú: držiak poistky a dva konektory, cez ktoré je generátor pripojený k ultrazvukovému kúpeľu a elektrickej sieti, svorka pre uzemnenie generátora.

Tri zabalené piezoelektrické meniče sú namontované na dne ultrazvukového kúpeľa. Balenie jedného meniča pozostáva z dvoch piezoelektrických doštičiek z materiálu TsTS-19 (olovnatý zirkoničitanát), dvoch podložiek na zníženie frekvencie a centrálnej nerezovej tyče, ktorej hlavica je vyžarovacím prvkom meniča.

Na plášti vane sa nachádza: armatúra, kohútik s nápisom „Odtok“, svorka na uzemnenie vane a zástrčka na pripojenie ku generátoru.

Obrázok 1 zobrazuje princíp elektrický obvod ultrazvuková inštalácia UZU-0,25.

Ryža. 1. Schematický diagram ultrazvukovej inštalácie UZU-0.25

Prvým stupňom je prevádzka na tranzistore VT1 podľa obvodu s indukčnosťou spätná väzba a oscilačný obvod.

Na vstup výkonového predzosilňovača sú privádzané elektrické vibrácie s ultrazvukovou frekvenciou 18 kHz, vznikajúce v hlavnom oscilátore.

Predbežný výkonový zosilňovač pozostáva z dvoch stupňov, z ktorých jeden je namontovaný na tranzistoroch VT2, VT3, druhý - na tranzistoroch VT4, VT5. Oba stupne výkonového predzosilnenia sú zostavené podľa sekvenčného push-pull obvodu pracujúceho v spínacom režime. Kľúčový prevádzkový režim tranzistorov umožňuje dosiahnuť vysokú účinnosť pri dostatočne vysokom výkone.

Základné obvody tranzistorov VT2, VT3. VT4, VT5 sú pripojené k samostatným protiľahlým vinutiam transformátorov TV1 a TV2. To zaisťuje push-pull prevádzku tranzistorov, teda striedavé zapínanie.

Automatické predpätie týchto tranzistorov zabezpečujú rezistory R3 - R6 a kondenzátory C6, C7 a C10, C11 zahrnuté v základnom obvode každého tranzistora.

Striedavé budiace napätie je privádzané do bázy cez kondenzátory C6, C7 a C10, C11 a konštantná zložka prúdu bázy prechádzajúca cez odpory R3 - R6 vytvára na nich úbytok napätia, ktorý zaisťuje spoľahlivé zatváranie a otváranie. tranzistorov.

Štvrtým stupňom je výkonový zosilňovač. Pozostáva z troch push-pull článkov na tranzistoroch VT6 - VT11, pracujúcich v spínacom režime. Napätie z predzosilňovača je privádzané do každého tranzistora zo samostatného vinutia transformátora TV З a v každom článku sú tieto napätia protifázové. Z tranzistorových článkov sa striedavé napätie privádza na tri vinutia transformátora TV4, kde sa pridáva výkon.

Z výstupného transformátora je napätie privádzané na piezomeniče AA1, AA2 a AAAZ.

Pretože tranzistory pracujú v spínacom režime, výstupné napätie obsahujúce harmonické je pravouhlé. Na izoláciu prvej harmonickej napätia na meničoch je k výstupnému vinutiu transformátora TV4 sériovo s meničmi zapojená cievka L, ktorej indukčnosť je vypočítaná tak, aby pri vlastnej kapacite meničov , tvorí oscilačný obvod naladený na 1. harmonickú napätia. To umožňuje získať sínusové napätie na záťaži bez zmeny energeticky priaznivého režimu tranzistorov.

Inštalácia je napájaná zo striedavého prúdu s napätím 220 V pri frekvencii 50 Hz pomocou výkonového transformátora TV5, ktorý má primárne vinutie a tri sekundárne vinutia, z ktorých jedno slúži na napájanie hlavného generátora a ďalšie dve slúžia na napájanie zostávajúcich stupňov.

Hlavný generátor je napájaný z usmerňovača zostaveného z (diód VD1 a VD2).

Napájanie stupňov predbežného zosilnenia sa vykonáva z usmerňovača zostaveného v mostíkovom obvode (diódy VD3 - VD6). Druhý mostíkový obvod na diódach VD7 - VD10 napája výkonový zosilňovač.

Čistiace médium by sa malo zvoliť v závislosti od povahy nečistôt a materiálov. Ak nie je k dispozícii fosforečnan trisodný, na čistenie oceľových častí možno použiť sódu.

Čas čistenia v ultrazvukovom kúpeli sa pohybuje od 0,5 do 3 minút. Maximálna povolená teplota čistiaceho média je 90 o C.

Pred výmenou pracej kvapaliny by mal byť generátor vypnutý, aby sa zabránilo prevádzke meničov bez kvapaliny v kúpeli.

Čistenie dielov v ultrazvukovom kúpeli sa vykonáva v nasledujúcom poradí: vypínač sa prepne do polohy "Vypnuté", vypúšťací ventil kúpeľa sa nastaví do polohy "Zatvorené", čistiace médium sa naleje do ultrazvukový kúpeľ do výšky 120 - 130 mm, zástrčka napájacieho kábla sa zasunie do elektrickej zásuvky.sieťové napätie 220V.

Testovanie inštalácie: zapnite prepínač do polohy „Zapnuté“, pričom by sa mala rozsvietiť signálka a mal by sa objaviť pracovný zvuk kavitujúcej kvapaliny. Vzhľad kavitácie možno posúdiť aj podľa tvorby najmenších pohyblivých bublín na snímačoch kúpeľa.

Po otestovaní inštalácie ju odpojte od siete, vložte kontaminované časti do kúpeľa a začnite spracovávať.