PL209877B1 - Sposób oczyszczania ultradźwiękowego w roztworach wodnych przy podwyższonych temperaturach - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ultradźwiękowego w roztworach wodnych przy podwyższonych temperaturach.

Oczyszczanie ultradźwiękowe znanym sposobem przeprowadza się przez zanurzenie oczyszczanych przedmiotów w zbiorniku myjki ultradźwiękowej, napełnionej roztworem wodnym i poddanie ich tam działaniu ultradźwięków. Myjka zaopatrzona jest w przetworniki ultradźwiękowe, zasilane z generatora ultradź wię kowego, emitują ce do roztworu drgania ultradź wię kowe. Zanieczyszczenia znajdujące się na powierzchni oczyszczanych przedmiotów wchodzą w reakcję chemiczną z substancjami rozpuszczonymi w wodzie. W zależności od rodzaju usuwanych zanieczyszczeń stosuje się roztwory wodne kwasów lub soli alkalicznych, najczęściej około 3%-owe. Ultradźwięki spełniają rolę pomocniczą, ułatwiając zmywanie produktów reakcji zanieczyszczeń, jak również odrywając od powierzchni twarde zanieczyszczenia, które nie wchodzą w reakcje chemiczne. Następuje to na skutek wytwarzania się w roztworze pod wpływem ultradźwięków kawitacji, którym to terminem nazywane jest zjawisko fizyczne powstawania i implodowania bardzo drobnych pęcherzyków próżniowych. Oczyszczanie ultradźwiękowe znanym sposobem przeprowadza się zwykle w temperaturach bliskich 60°C. W tych temperaturach reakcje chemiczne zanieczyszczeń z roztworem wodnym zachodzą z dużą intensywnością a jednocześnie intensywność kawitacji, choć niezbyt wysoka, często jest wystarczająca i jej wspomagające działanie jest widoczne.

Przy oczyszczaniu ultradźwiękowym znanym sposobem reakcja chemiczna zanieczyszczenia z roztworem stanowi wprawdzie bardzo istotny czynnik procesu oczyszczania, ale intensywna kawitacja, skutecznie przyspiesza ten proces. Intensywność kawitacji roztworu przy temperaturach bliskich 60°C, którą uzyskuje się stosując znany sposób oczyszczania, jest zbyt niska, zwłaszcza przy stosowaniu roztworów alkalicznych. Wprawdzie chwilami intensywność kawitacji może dość znacznie wzrosnąć, ale w praktyce nie uzyskuje się stabilnej, wysokiej kawitacji w temperaturach około 60°C.

Szczegółowe badania intensywności kawitacji wykazały, że odpowiedzialnym za brak stabilności kawitacji jest proces przemiennego ogrzewania i chłodzenia roztworu. Chcąc utrzymać stałą temperaturę procesu, bliską 60°C. roztwór ogrzewa się przy pomocy grzałek, w które zaopatrzona jest myjka. Układ termostatowania na przemian załącza grzanie, doprowadzając temperaturę do nieco wyższej od założonej, na przykład do 65°C, a następnie wyłącza je i roztwór stygnie do temperatury na przykład 55°C, po czym następuje koleje załączenie grzania. Roztwór wodny w czasie ogrzewania w podwyż szonych temperaturach kawituje ze znacznie niż szą intensywnoś cią niż w trakcie chł odzenia w tych samych temperaturach. Stąd duż e wahania intensywności kawitacji. Ponadto ogrzewanie i chł odzenie następuje w przypadkowych momentach w stosunku do procesu oczyszczania. Raz wię c mamy intensywną kawitację, bo trwa chłodzenie, innym zaś razem kawitacja jest bardzo niska, bo trwa ogrzewanie. Ze względu na duże straty cieplne kąpieli w myjce przy podwyższonych temperaturach okresy niskiej intensywności kawitacji przy znanym sposobie oczyszczania są bardzo częste.

Przedmiotem wynalazku jest eliminacja w procesie oczyszczania okresów niskiej intensywności kawitacji roztworu przez przeniesienie koniecznych okresów ogrzewania roztworu na okresy czasu pomiędzy kolejnymi cyklami oczyszczania.

Sposób oczyszczania ultradźwiękowego w roztworach wodnych przy podwyższonych temperaturach według wynalazku polega na tym, że w trakcie oczyszczania nadźwiękawiany roztwór oczyszczający poddawany jest intensywnemu chłodzeniu, natomiast w przerwach pomiędzy kolejnymi cyklami oczyszczania - intensywnemu ogrzewaniu.

Dla urzeczywistnienia sposobu oczyszczania według wynalazku, myjka powinna być zaopatrzona zarówno w system ogrzewania roztworu jak i w system chłodzenia, na przykład wodą wodociągową. Układ termostatowania, który posiada każda przemysłowa myjka ultradźwiękowa, korzystnie winien być połączony zarówno z zaworem układu chłodzenia jak i z wyłącznikiem prądu układu ogrzewania a z drugiej strony - z przyciskiem załączania ultradźwięków. Każdorazowe załączenie ultradźwięków winno jednocześnie uruchamiać układ chłodzenia i wyłączać układ grzania. I odwrotnie wyłącznie ultradźwięków jednocześnie wyłącza chłodzenie i włącza ogrzewanie.

P r z y k ł a d

W celu oczyszczenia przedmiotów stalowych zastosowany został ś rodek oczyszczający, którego podstawowym składnikiem jest węglan sodu. Ze względu na rodzaj zanieczyszczenia celowym jest prowadzenie procesu oczyszczania w podwyższonej temperaturze, około 60°C. Wykres intensywności kawitacji 3%-owego roztworu wodnego węglanu sodu przy ogrzewaniu i chłodzeniu roztworu w posiaPL 209 877 B1 danej myjce przedstawiony jest na rysunku. Jak widać z wykresu, w trakcie ogrzewania tego roztworu w 60°C intensywność kawitacji jest niska. Dlatego też oczyszczanie przeprowadza się w ten sposób, że po załadowaniu kosza z oczyszczanymi przedmiotami do zbiornika myjki napełnionego ogrzanym do 65°C roztworem -, załącza się na czas 5 minut równocześnie ultradźwięki i przeponowe chłodzenie wodą. Zmierzona miernikiem kawitacji intensywność kawitacji w trakcie oczyszczania dochodzi do 40 i jest około czterokrotnie wyższa niż uprzednio zmierzona intensywność kawitacji w trakcie ogrzewania roztworu. Po 5 minutach ultradźwięki wyłącza się jednocześnie wyłączając chłodzenie i załączając ogrzewanie. Kosz wyjmuje się, oczyszczone przedmioty płucze się pod bieżąca wodą i załadowuje się do kosza nową ich szarżę. Oczyszczanie kolejnej szarży przeprowadza się jak wyżej.

Claims (1)

1. Sposób oczyszczania ultradźwiękowego w roztworach wodnych przy podwyższonych temperaturach przez zanurzenie oczyszczanych przedmiotów w zbiorniku myjki ultradźwiękowej, napełnionym podgrzanym uprzednio roztworem wodnym i nadźwiękowieniu ich ultradźwiękami, znamienny tym, że w trakcie oczyszczania roztwór oczyszczający poddawany jest intensywnemu chłodzeniu, natomiast w przerwach pomię dzy kolejnymi cyklami oczyszczania - intensywnemu ogrzewaniu.