Создание ультразвуковой ванны самостоятельно без помощи специалистов

Конструкционные особенности

Принцип работы очистительного устройства основан на явлении кавитации — образования в жидкостях под действием ультразвуковых волн воздушных пузырьков, лопающихся с сильной отдачей.

В конструкцию ультразвуковой ванны (УЗВ) входят следующие части:

1. Чаша, сделанная из легированной или нержавеющей стали. Стандартный объем (2 л) позволяет очистить несколько предметов одновременно, при необходимости используются ванны на 1, 10, 15 л.
2. Генератор частот. Является источником возникновения вибраций.
3. Излучатель. Основной механизм, осуществляющий преобразование электрических колебаний в механические ультразвуковой частоты (свыше 18 кГц).
4. Нагревательный элемент. Доводит и поддерживает температуру жидкости на заданном уровне.

После включения устройства под воздействием ультразвуковых колебаний, исходящих от излучателя, по всему объему жидкости образуется множество пузырьков воздуха, которые обволакивают загрязненный предмет. Очищение происходит в момент, когда под напором внутреннего давления пузырьки лопаются.

Использование УЗВ позволяет очищать изделия самой сложной конфигурации и добираться до таких мест, которые не доступны при ручной обработке. В подогретой жидкости процесс ускоряется, но наличие нагревательного элемента не обязательно. Прибор безопасен, и им можно пользоваться даже в жилой комнате.

Особенности конструкции

За работу отвечает главная составляющая часть системы – излучатель. Его предназначение состоит преобразованием электрической энергии в механические колебания. Воздействие энергии происходит на деталь через стенку устройства, вследствие этого происходит процесс очистки. Ультразвуковая ванная включает генератор частот, устройство которого отвечает за формирование волн путем применения электрических колебаний.

Конструкция УЗ ванны

Качественная очистка деталей достигается воздействием волной при определенной температуре. Нагревательные элементы контролируют температуру жидкости, соответствием с заданными параметрами. Импульсная работа требует контроля процессов, происходящий при обработке деталей ультразвуком. Очистка деталей производится поэтапно:

• очищенный раствор заливается в емкость;
• опускается предмет, для лучшего воздействия используются подставки, чтобы деталь находилась посредине чаши;
• после включения прибора образовываются пузыри на поверхности жидкости;
• пузырьки воздействуют на деталь при труднодоступных местах, очищая грязь.

Обработка деталей происходит достаточно долго, в зависимости от количества загрязнений. Отложения большими количествами могут подвергаться обработке ультразвуком до 10 часов.

Преимущества применения

Приобретенное или изготовленное своими руками устройство имеет ряд преимуществ перед механическим воздействием на детали. Основные положительные стороны применения ультразвуковой ванной:

• Отсутствие траты времени, исключается взаимодействие с деталью процессом очистки, необходим только промежуточный контроль.
• Химическое вещество не вредит здоровью человека при соблюдении определенных условий. Достаточно надеть резиновые перчатки при контакте с обработанной деталью.
• Механической очисткой невозможно быстро и эффективно избавится от налета и грязи в труднодоступных местах. Ультразвук поможет подобраться ко всем щелям и углам детали, не оставив грязи.
• Воздействие на деталь ультразвуком сводит к нулю риск получения в результате испорченной детали. Механические повреждения исключаются, что нельзя сказать о механическом способе очистки.

Область применения ультразвуковой ванны широка, устройство реализуется на специальных порталах бытовой техники или специализированных торговых точках.

Сфера использования ультразвуковых ванн

С помощью УЗВ легко удаляются отвердевший налет, образующиеся во время эксплуатации разных механизмов защитное покрытие с радиодеталей перед пайкой, отложения коррозийного и окислительного характера.

Поэтому прибор подходит для использования в следующих областях:

1. Ювелирное и реставрационное дело. Налет с изделий удаляется за 20-40 минут, очищаются даже труднодоступные места в украшениях сложной конфигурации.
2. Автосервисы и полиграфические предприятия. Для высокой степени очистки деталей аппаратуры, механизмов и узлов (инжекторов, карбюраторов и т.п.).
3. Медицина. В УЗВ очищают и стерилизуют лабораторные инструменты.
4. Химическая промышленность. Обработка ультразвуком выступает катализатором некоторых реакций.
5. Электроника. При ремонте плат, которые легко повредить во время механической очистки.
6. Оптика и часовые мастерские. Можно легко очистить мелкие детали.

Если нужна ультразвуковая ванна для использования в быту, то ее не обязательно покупать — устройство можно сделать самостоятельно. Чаще всего в домашних условиях с его помощью очищают от накипи нагревательные элементы стиральных машин и других электроприборов. Преимущества такого метода заключаются в экономии времени и отсутствии необходимости что-либо чистить собственноручно, а также не нужно опасаться, что после процедуры изделие окажется поврежденным.

Что такое ультразвуковая очистка мотора

Суть этого способа заключается в том, что очищаемый предмет (в случае с ДВС речь идет о деталях двигателя) помещается в емкость с жидкостью. В качестве такой жидкости может быть просто вода или раствор моющего средства.

Затем через жидкость пропускают ультразвук. В жидкости возникает эффект кавитации, акустическое течение, звуковое давление и звукокапиллярный эффект, что в сумме дает кавитационную эрозию. Такая эрозия простыми словами означает разрушение загрязнений.

Главную роль в очистке играет кавитация, которая внешне выгладит как кипение за счет парообразования и мгновенной конденсации с возникновением множества пузырьков. Колебания возникают за счет превращения преобразователем электрического тока в механические колебания такой же частоты.

Преобразователи бывают разных типов. Они могут помещаться как в саму ванну, так и крепиться на ее стенках или даже на поверхности очищаемой детали. Также существуют особые приборы небольших размеров для точной очистки поверхности мелких деталей.

Таким образом, становится ясно, что ультразвуковая чистка деталей двигателя помогает удалить застарелые загрязнения там, куда попросту не доберется то или иное механическое средство. Например, различные отверстия и каналы. Кроме того, нет опасности механического повреждения детали или отдельных ее элементов.

Преимущества ультразвуковой очистки двигателя заключаются в том, что:

• Гарантированно очищается деталь из любых материалов, любой формы и конфигурации, каналы, внутренние полости;
• Легко удаляется не только нагар и химические отложения, но и ржавчина;
• Экономится время, которое обычно тратится на мытье обычным способом;
• Отмечена заметная экономия на расходе моющих средств;
• Постоянное участие человека не требуется, достаточно просто запустить работу ванны;
• После ультразвуковой мойки детали двигателя не нуждаются в дополнительной очистке. В крайнем случае, придется стереть остатки загрязнений при помощи тряпки или мягкой щетки (кисточки).

Какие материалы и инструменты нужны

Сконструировать УЗВ не сложно, но перед сборкой необходимо подготовить все детали, которые понадобятся в процессе работы. Сначала изготавливается плата по специальной схеме. При помощи паяльника на ней будут соединяться в цепь все электротехнические элементы конструкции.

Список нужных материалов:

1. Металлический сосуд. Основа всей конструкции, можно использовать миску или небольшую (на 1-2 л) кастрюлю из нержавейки.
2. Емкость из диэлектрика (керамики или фарфора). Должна помещаться в металлическую посудину, иметь ровную поверхность без повреждений.
3. Импульсный трансформатор. Выполняет функцию усиления и поддержания напряжения на требуемом уровне.
4. Магниты круглой формы. Понадобится 4-6 штук, не имеет значения, новых или старых (можно снять с негодных динамиков).
5. Непроводящий стержень (например, из стекла).
6. Магнитная катушка с ферритовым сердечником.
7. Пластиковая трубка (2-3 см в диаметре). Предназначена для подачи и слива очищающей жидкости.
8. Эпоксидный клей. С его помощью скрепляются некоторые детали.

Чтобы очищающий раствор в ванне непрерывно обновлялся, конструкция дополнительно оснащается насосом.

Как сделать ультразвуковую ванну своими руками

Перед сборкой ультразвуковой ванны своими руками необходимо разобраться, какие предложения имеются на рынке.

Существует несколько видов ванн, предлагаемых производителями:

• Портативные устройства применяются домашним хозяйством, а также при обработке небольших изделий. Объем чаши варьируется от 1 до 2-х литров, стоит такое устройство от 5000 до 20000 рублей.
• Промышленные модификации применяются крупными производствами, автосервисами, позволяют обработать большое количество изделий за один раз, цена может доходить до 50 тысяч рублей.

Генератор ультразвук своими руками

При определенных навыках, возможно изготовить ультразвуковую ванну своими руками. При наличии инструментов и доступа к аксессуарам, которые реализуются магазинами радиодеталей, можно сэкономить до 3 частей от стоимости нового устройства. Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие элементы:

• Емкость для погружения изделий, изготовленная из нержавеющей стали. Она должна устойчиво стоить на месте, иметь небольшой подъем для доступа к нижней части.
• Трубка из стекла или пластмассы.
• Насос для закачки жидкости, подойдет небольшой мощности, цена его не так высока.
• Магнит формой круга, возможно демонтировать с неиспользуемых динамиков.
• Катушка с ферритовым стержнем, суд из керамики или фарфора.
• Импульсный трансформатор, реализуется точками продажи радиодеталей, цена начинается от 300 рублей.

Также для работы понадобится жидкость и питание от электросети 220 Вольт.

Сборка ультразвуковой ванны своими руками

После подготовки всех материалов, можно приступать к сборке ультразвуковой ванны своими руками. Первым шагом является намотка ферритовой проволоки на пластмассовую трубку, стержень может находится в свободной форме, стабильное крепление не потребуется. Магнит прикрепляется к концу стержня, результатом получается магнитно — фрикционный излучатель.

Следующий этап подразумевает сверление своими руками отверстий на дне емкости уз ванны. Сосуд прикрепляется к емкости из стали, рядом изготавливаются отверстия для подачи и слива жидкости. Нанос поможет быстрее производить операции подачи жидкости к ванне, для слива можно обойтись обычным шлангом, подведенным к ёмкости.

Трансформатор импульсного типа производит подачу тока повышенного напряжения, что повышает эффективность устройства. За неимением доступа к радиодеталям, можно извлечь трансформатор из непригодного телевизора или монитора телескопического образца. После сборки и подсоединения всех элементов ультразвукового трансформатора производится пробный запуск. В процессе работы важно соблюдать правила техники безопасности, не использовать устройство без жидкости, не трогать деталь во время обработки.

Какая жидкость применяется в ультразвуковой ванне

Жидкость для ультразвуковых ванн найти в продаже можно реже, чем само устройство. Для воздействия на очищаемые детали применяется два варианта растворов:

1. Раствор поверхностно — активного вещества с водой, применяется для очистки драгоценных металлов.
2. Раствор на спиртовой основе. Жидкость, которая используется при очистке монтажных плат и микросхем, отлично препятствует образованию коррозии на деталях последующим временем.

Кислотные очистители

Существуют различные варианты растворов, которые применяются в домашних условиях. Некоторые владельцы ультразвуковых ванн применяют дизельное топливо или бензин, работа с такими элементами требует повышенной внимательности, т.к. они взрывоопасны. Самостоятельно возможно изготовить жидкость из основных компонентов порошка или моющего средства.

Правила эксплуатации ультразвуковых ванн

Работа с устройством не отличается его конструкцией или изготовителем. Изготовленная своими руками ванна, или приобретенная на рынке требует соблюдения некоторых правил техники безопасности. Также механизм может элементарно сломаться, если не следовать правилам:

• Установка детали производится только надев резиновые перчатки, это обуславливается агрессивной средой жидкости, которая может привести к аллергии или другим повреждениям кожи.
• Категорически исключается запуск пустого устройства. При работе с самодельными конструкциями, ферритовый стержень может разлететься на куски под воздействием высокочастотного электричества. В покупных устройствах устанавливается функция отключения при отсутствии жидкости.
• Перед запуском важно провести осмотр корпуса устройства от признаков течи и других повреждений.

Важно следить за техническим состоянием электро цепи, не исключены короткие замыкания, перегрев трансформатора при длительной эксплуатации ультразвуковой ванночки. При работе с мелкими детали возможно сэкономить время на обработку и жидкость, достаточно поместить деталь в стакан с жидкостью, затем к устройству, наполненному обычной водой.

Самостоятельная сборка

Сперва изготавливается излучатель. Для этого провод с катушки перематывается на стеклянный стержень — делается около 20 витков проволоки с катушки так, чтобы ферритовый стержень оставался свободным. На его конце закрепляются магниты.

Керамическая емкость фиксируется на металлической основе. На дне ванны по центру высверливается отверстие, в которое вставляется излучатель. Он должен запитываться от сети через импульсный трансформатор, который можно снять со старого телевизора или монитора. Необходимо также просверлить отверстия для подачи и слива жидкости и вставить в них трубки.

После подключения к цепи источника питания в УЗВ наливается жидкость для пробного запуска прибора. Для выполнения быстрого теста используют тонкую фольгу. Кусок материала кладут в ванну и включают самодельное устройство. Если оно собрано правильно, то в местах сгиба фольга начнет быстро разрушаться.

Выбор жидкости

Растворы дополняют действие ультразвуковых волн и подбираются в зависимости от сферы применения ванны.

Средства, которые можно использовать:

1. На спиртовой основе — Zestron-FA, Flux-off, Solins-us, «Вега». Применяются для очистки печатных плат, в т.ч. от мобильных телефонов.
2. Очистители с ПАВ (поверхностно-активными веществами) на водной или щелочной основе. Бывают универсальными и профильными.
3. Шампуни-концентраты — Креолан, Экономик. Применяются для бережной очистки и дезинфекции в оптике, медицине и стоматологии.

В автомастерских в УЗВ добавляют очистители металлов, иногда — керосиновые или бензиновые смеси, но лучше их не использовать из-за опасности возгорания. Практикующие мастера применяют разные варианты — уайт-спирит, дистиллированную воду, спирт, средства от накипи. Ржавчина убирается водным раствором ортофосфорной кислоты.

Правила эксплуатации самодельного устройства

При использовании ванны, изготовленной самостоятельно, необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электроприборами. Закладывать предметы в раствор можно, только защитив руки резиновыми перчатками. Иначе агрессивная среда может повредить кожу или вызвать аллергическую реакцию.

Перед запуском чашу УЗВ осматривают на предмет появления повреждений и возможных протечек. Нельзя запускать устройство, не заполненное жидкостью хотя бы на 2/3 объема. В самодельных конструкциях может развалиться на части ферритовый стержень, поэтому перед началом работы нужно проверять его состояние.

Техническое состояние электроцепи также требует проверки — при продолжительной эксплуатации ванны возможны короткие замыкания и перегрев обмоток трансформатора. Мелкие детали можно избавить от загрязнений, поместив их в стакан с очищающим раствором, приставленный к УЗВ, заполненной чистой водой.