Как сделать ультразвуковую ванну своими руками

Ультразвуковая ванна своими руками

Очистить предметы от ржавчины, грязи, налета поможет ультразвуковая ванна, изготовить которую можно своими руками. Для этого необходимо иметь определенное количество материалов и строго следовать правилам технологии изготовления прибора. Это достаточно простое устройство, позволяющее быстро и эффективно избавится от загрязнений на различных деталях, узлах и инструментах. Применяется прибор для изделий, чистка которых механическим способом категорически запрещается.

Что такое ультразвуковая ванна? Типы загрязнений

Ультразвуковая ванна представляет собой емкость, изготовленную из легированной стали, стандартного объема в 2 литра, что позволяет поместить туда единовременно несколько предметов небольшого размера. Для работы в условиях промышленного масштаба применяют ванны на 10 и 15 литров.

В основе работы устройства лежит воздействие на детали ультразвуком, частота колебаний которого превышает 18 кГц. После включения механизма жидкость, наливаемая в емкость, под действием генерации наполняется большим количеством пузырьков. Образовавшиеся молекулярные шарики воздуха плотно обволакивают погруженное изделие, притягивают грязь, лопаются под давлением. Использование такой технологии позволяет очистить самые недоступные для ручной обработки места. При этом не повреждается целостность поверхности и конструкции в целом.

Эффективно применение ультразвуковых ванн для удаления:

• пленочных материалов;
• защитных покрытий;
• твердых налетов (нагаров, окислений, абразивных частиц).

При попадании в емкость любой элемент, покрытый плотным слоем коррозии, легко очищается от ржавчины.

Особенности конструкции

В конструкцию ультразвуковых устройств входит три элемента. Излучатель является основным механизмом. Он преображает электрические колебания тока в механические, которые при попадании в жидкость воздействуют через стенки емкости на очищаемое изделие.

Излучатель работает в системе импульсной подачи, очень важно в перерывах между толчками следить за стабильностью условий. Весь проходящий процесс полностью контролируется. В зависимости от сложности загрязнения есть возможность установить нужное время, частоту и степень воздействия.

Качественная обработка деталей также зависит от исправности функционирования:

• генератора частот – выступающего в качестве источника появления вибрации;
• нагревательного элемента – поддерживающего постоянную температуру жидкости в 70 градусов.

Некоторые конструкции не предусматривают наличия последнего структурного компонента.

Область применения ультразвуковых ванн

Ультразвуковые ванные получили широкое применение во многих областях промышленности. Востребованность устройств обусловлена получением более действенного результата по сравнению с традиционными методами очистки.

Приборы активно эксплуатируются в следующих сферах:

• медицине – для стерилизации хирургических и лабораторных инструментов;
• ювелирном производстве – для очищения драгоценных металлов, потерявших привлекательность внешнего вида;
• типографии и ремонте оргтехники – для промывки струйных элементов и печатных головок принтеров, плоттеров, МФУ;
• машиностроении – для удаления загрязнений с крупногабаритных деталей и узлов;
• химической промышленности – для ускорения реакционных процессов, при смешивании жидких растворов.

Сотрудники автосервисов используют ультразвуковую ванну при промывке инжекторов, карбюраторов, фильтров, форсунок. При ремонте компьютерной техники и мобильных телефонов такие приборы зарекомендовали себя как наиболее эффективные механизмы. Их применяют для удаления флюсовых наростов с мельчайших деталей. Целесообразно удалять налет со всех видов смесителей для ванной, металлических креплений к ним.

Преимущества применения

Если сравнивать с другими устройствами, схема ультразвуковой ванны, которая может быть составлена при условии знания базовых азов физики и электроники, имеет ряд преимуществ. Прибор достаточно прост в эксплуатации, для работы требуется просто наполнить емкость специальной жидкостью и можно начать процесс очистки.

Качественный эффект достигается за счет:

• высокой степени устранения загрязнений даже в труднодоступных местах;
• хороших показателей производительности – результат достигается через 2-3 мин нахождения детали в емкости;
• отсутствия любых повреждений поверхностей по окончании процесса.

Очищение всех предметов осуществляется мягкими жидкими средствами, не имеющими в составе абразивных и агрессивных веществ. Поэтому целостность деталей остается невредимой.

Критерии выбора

Перед покупкой ультразвуковой ванны необходимо определиться с целями использования устройства. От этого будет зависеть не только объем емкости, но и цена прибора. Самые дорогие варианты для обработки крупных деталей могут быть оснащены системами автоматики и сенсорным управлением.

При выборе подходящего по функциям и характеристикам механизма следует учитывать наличие в конструкции нагревательного прибора. Он помогает достичь более качественного результата. При этом если в состав жидкости входит дезинфицирующие компоненты, необходимости в постоянной поддержке и нагревании температурных показателей нет. Также важно понять, каков будет размер изделий, требующих обработки. Чем крупнее элементы, тем больше должна быть емкость ванны.

Для удобства пользования можно приобрести ультразвуковой прибор, оснащенный таймером. Стоит такой вариант немного дороже, но позволяет контролировать и задавать определенное время на выполнении процедуры.

Стоит отметить: в процессе эксплуатации специалисты рекомендуют использовать специальные корзины, стаканы. При погружении это обеспечит надежную защиту емкости от механических повреждений.

Материалы для изготовления ультразвуковой ванны своими руками

Ультразвуковую ванну можно купить или собрать своими руками. Чтобы самостоятельно сконструировать устройство для очистки, необходимо определиться со списком материалов и тщательно изучить технологию изготовления, которая показана на многих видео в интернете. Для монтажа устройства понадобятся:

• емкость или любой каркас из нержавеющей стали, служащий основой для погружения изделий;
• небольшая трубка из прочной пластмассы или стекла;
• нанос для подачи жидкости в тару;
• магнит круглой формы (можно снять со старых динамиков);
• катушка со стержнем из феррита;
• керамический или фарфоровый сосуд;
• трансформатор импульсного типа.

Также необходима жидкость для ультразвуковой ванны, которая в дальнейшем будет использоваться.

Технология изготовления

При наличии всех деталей и материалов можно приступать к процессу изготовления. Работа начинается с наматывания катушки на стеклянную или пластмассовую трубку. При этом ферритовый стержень должен свободно свисать, его не требуется жестко фиксировать. К концу стрежня крепится магнит. В результате работы получается конструкция магнитострикционного преобразователя или излучателя.

На дне керамического или фарфорового сосуда сверлятся отверстия. Они необходимы для вставки заранее изготовленного излучателя. После этого сосуд фиксируется в емкости. Далее необходимо прикрепить трубы для подачи и слива жидкости.

Стоит отметить: раствор для ультразвуковых ванн поступает лучше и быстрее при наличии встроенного насоса.

Импульсный трансформатор обеспечивает более эффективное функционирование прибора за счет поднятия напряжения. Прибор можно достать из старого телевизора или компьютера.

После сборки приступают к экспериментальному запуску устройства. В случае обнаружения неисправности могут быть устранены сразу. При этом нужно учитывать следующие правила:

• перед запуском осуществить внешний осмотр прибора;
• нельзя работать с агрегатом при отсутствии жидкости – это может привести к разрыву стрежня на куски;
• запрещено трогать руками изделия, находящие в сосуде в процессе очищения.

Ультразвук требует крайне осторожно обращения при соблюдении правил электрической и пожарной безопасности.

Как собрать ультразвуковую ванну своими руками

Времена научно-технического прогресса не проходят даром. Техника работает, выходит из строя, загрязняется. Иногда продлить срок службы изделия можно простой очисткой деталей от накопившейся грязи. Поэтому всё большую популярность набирают ультразвуковые ванны.

Основное место использования этих приборов — автосервис. Но и во многих других отраслях они бывают необходимы. В мастерских по ремонту компьютеров такая штука может пригодиться для очистки головок засохших картриджей от принтеров. В больницах с помощью ультразвуковой ванночки можно очищать хирургические и оптические инструменты, а также приборы. Да и дома бывает необходимость иметь такое приспособление всегда под рукой. Вот и возникает у многих людей вопрос: где взять схему ультразвуковой ванны, чтобы сделать её своими руками?

Что такое ультразвуковая ванна?

Звуковые высокочастотные волны, которые не может распознать человеческий слух, называются ультразвуком. Частота таких волн начинается от 18 килогерц. При воздействии ультразвуком на жидкости появляется большое количество маленьких пузырьков. Повышая давление можно добиться процесса кавитации — когда пузырьки начинают взрываться. Чем выше давление, тем большего размера могут быть пузырьки. Явление кавитации и взяли за основу изобретатели ультразвуковой ванны.

Как следует из названия, ультразвуковая ванна нужна для очистки предметов от загрязнения ультразвуком. Сама по себе ванна — это чаша из нержавеющей стали. Объём такой чаши составляет один литр. Исходя из этого уже понятно, что очищать в ванночке можно небольшие предметы. Но это если речь идёт о бытовом аппарате. Для промышленных нужд объем ванны может достигать несколько десятков литров. Диапазон волн, применяемый в установке от 18 до 120 килогерц.

Схема устройства

Главным элементом по праву можно назвать излучатель, который необходим для преобразования колебаний электрического тока в механические. Механические колебания через стенки ёмкости, попадая в жидкую среду, воздействуют на очищаемый предмет.

Чтобы излучатель мог производить описанный процесс, необходим генератор частот. Генератор формирует ультразвук при помощи электрических колебаний, которые поступают в излучатель.

Для улучшения эффекта очистки металлическая ёмкость постоянно подогревается. Под чашей расположены нагревательные элементы, поддерживающие постоянную температуру жидкости. Так как излучатель работает импульсно, то в промежутках между импульсами надо поддерживать стабильные условия происходящих процессов.

Процесс очистки происходит следующим образом:

• в специальную ёмкость наливается очищающий раствор;
• в раствор опускается предназначенный для очистки предмет;
• включается прибор, генерирующий волны, в результате этого на поверхности должны появиться пузырьки;
• эти пузырьки воздействуют на деталь так, что как бы съедают грязь. Причём происходит это даже в самых труднодоступных местах.

Сфера применения ультразвука

Сегодня спектр применения ванночек на основе ультразвука достаточно широк. Если в промышленности принцип ультразвука известен давно, то теперь список областей, где он используется постоянно растёт. С точностью можно сказать, что чистка ультразвуком стала родной для следующих отраслей промышленности:

• ювелиры взяли этот метод себе на вооружение. Ювелирное дело то же трудоёмкое производство, особенно если надо почистить камни или старые изделия;
• всё что связано с оптикой эффективно поддаётся очистке в ёмкостях с очищающим раствором;
• кремниевые пластины и платы в электронной промышленности, очищаются подобным методом;
• в химической промышленности кавитацией увеличивают скорость реакций;
• автопром и типография промывают детали и узлы механизмов;
• оказалось, что таким способом очень хорошо очищаются мобильные телефоны, ведь там столько труднодоступных мест. Даже печатные головки принтеров, которые не удавалось ранее очистить, после частотного воздействия становятся как новые.

Как собрать ультразвуковые ванны своими руками?

Можно купить технику с ультразвуком, а можно сделать самому по схеме. Необходимость собрать ультразвуковые ванны своими руками возникает потому, что на рынке в основном представлены китайские модели. Если что и попадается поприличней, то цена в несколько раз превышает китайский аналог.

Чтобы самому собрать ультразвуковой прибор для очистки, нужно хоть немного разбираться в физике. Тем, кто в школе собирал радиоприёмники, будет намного проще сделать своими руками такой прибор.

Итак, приступаем к сборке ультразвуковой ванны. В схеме прибора, собранного собственноручно должны присутствовать следующие компоненты:

• стальной каркас для крепления в нём всех элементов;
• насос для нагнетания жидкости в ванну;
• импульсный трансформатор для повышения напряжения;
• любой сосуд из керамики;
• магниты от старого динамика;
• катушку с ферритовым стержнем;
• небольшая трубка из стекла или пластмассы;
• и, конечно же, жидкость, которая будет использоваться в работе.

Если все детали в наличии, можно приступать к сборке. Пошаговая сборка ультразвуковой ванны своими руками, особенно когда есть некоторые навыки, занимает всего-навсего в несколько этапов.

1. На пластмассовую (стеклянную) трубку наматывается катушка. Ферритовый стержень не надо никуда убирать или приматывать: он так и остаётся висеть. Один конец ферритового стержня должен быть свободным. На него одевается магнит от динамика. Таким образом, получается магнитострикционный преобразователь или излучатель ультразвука.
2. Керамический сосуд крепится в стальном каркасе. Это и будет нашей ванночкой.
3. В дне керамического сосуда сверлится отверстие, в которую вставляется получившийся магнитострикционный преобразователь.
4. В ванночке (керамическом сосуде) делаются два отверстия для залива и слива жидкости.
5. В зависимости от того какой объём нужен в ультразвуковой ванне, своими руками можно установить и насос. В больших ёмкостях насос придётся ставить для ускорения поступления жидкости.
6. Так как напряжение в сети постоянно, понадобиться импульсный трансформатор. Такой трансформатор можно найти в старом компьютере или телевизоре.
7. Схема готова – осталось её испытать. Если возникнут недоделки их сразу же можно устранить.

Что надо знать при работе с ультразвуковыми ваннами?

Ультразвуковые ванны своими руками можно собрать и они будут работать. Но, как и в случае с изделиями заводской сборки, не стоит забывать о некоторых правилах.

1. В первую очередь соблюдать правила электрической и пожарной безопасности.
2. Перед началом работ обязательно провести внешний осмотр агрегата, тем более, если он сделан самостоятельно.
3. Во время работы установки нельзя руками трогать жидкость или очищаемую деталь. Если такое необходимо сделать, то обязательно на руках должны быть резиновые перчатки.
4. Без жидкости в ванночке работать с установкой нельзя. Собранные ультразвуковые ванны своими руками имеют открытый ферритовый стержень, который сам по себе очень хрупкий. При отсутствии рабочей среды ферритовый стержень просто разлетится на куски. В этом случае можно пострадать и от осколков, и от поражения электрическим током.
5. Если проводится чистка мелких изделий, то их лучше всего поместить в ванночку в стакане с чистящей жидкостью, а саму ёмкость заполнить простой водопроводной водой.

Раствор для ультразвуковой ванны своими руками

Сегодня мы поговорим о рецептах растворов для ультразвуковой ванны или мойки сделанные собственными руками. Затронем моменты с приготовлением и использованием. Наверное каждый, кто купил УЗ мойку задается этим вопросом и пытается приготовить что-то самостоятельно. Иногда растворы получаются и что-то очищается, а иногда нет. Давайте рассмотрим подробнее.

Рецепты растворов для ультразвуковой ванны, которые можно сделать самостоятельно

К данной группе растворов относятся смеси изготовленные из подручных материалов. В нижеописанных рецептах считается, что ингредиенты доступны для каждого и имеются в наличии.

Растворы делятся на группы по среде:

• щелочные;
• кислотные;
• на основе спиртов и различных растворителей.

К основным растворам можно отнести:

1. Рецепт раствора на основе соли и уксуса.
2. Рецепт на основе лимонной кислоты.
3. Рецепт на основе соды.
4. Рецепт раствора на основе хозяйственного мыла.
5. Рецепт на основе растворителей, бензина, керосина или спиртов.

Рецепт раствора на основе соли и уксуса

Для приготовления нужна обычная поваренная соль и столовый уксус 9%.

Соляной раствор . Берем 1 кг соли на 2-3 литра воды и полностью растворяем. Далее вливаем данную смесь в УЗ мойку и добавляем изделия, которые хотим очистить от нагара. Нагреваем до 50°C и смотрим результат.

Раствор уксуса . Можно использовать как в чистом виде так и в разбавленном, отлично подходит для удаления накипи на бытовых приборах (чайники, сковородки и т.д.).

Уксус и соль . Требуется смешать в пропорции 1:1 обычный уксус 9% и соль до полного растворения. Использовать в необходимом количестве. Подходит для очистки нержавейки.

Уксус, сок лимона . 500 мл уксуса добавить в 1 л воды и туда же добавить 5 столовых ложек лимонного сока. Подходит для очистки стекла от кислоторастворимых загрязнений.

Рецепт на основе лимонной кислоты

Как и уксус, лимонная кислота хорошо справляется с накипью. Эффективный раствор 100 г кислоты на 1 литр воды, нагревать до 50°C.

Рецепт на основе соды

Необходимо взять 0,5 кг соды и 2-3 литра воды. Полностью растворить и нагреть до 50-60°C. Подойдет для отмывки пригаров и нагаров.

Рецепт раствора на основе хозяйственного мыла

Для этих целей мы берем 1 кусок обычного 72% мыла, перетираем и растворяем в 1л воды. Данный раствор можно использовать для удаления жиров с поверхности изделий.

Рецепт на основе растворителей, бензина, керосина или спиртов

Нашатырный спирт . О нем поговорим отдельно. 1 столовую ложку нашатыря растворить в 1,5-2 литрах воды. Можно использовать для посуды и стекла с напылениями из цветного металла. Нагрев до 30-40°C. Цикл 5-10 минут.

Бензин, ацетон, сольвент, керосин, 646 (647) растворитель используются в концентрации не более 20% от общего объема. Помогут справиться с нагарами и масляными загрязнениями.

Зависимость раствора и загрязнения

Как Вы обратили внимание, каждый раствор подходит для своего вида загрязнения. Мы собрали описание в таблицу, где описаны загрязнения и растворы, которые к ним применяются.

Ультразвуковая ванна

Последнее время оптики и ювелиры охотно предлагают услугу чистки ультразвуком. Для проведения процедуры используют специальный агрегат под названием ультразвуковая ванна (УЗ-ванна), где есть специальный резервуар для размещения обрабатываемых предметов. Полезные свойства ультразвука проявляются в специальной жидкости. Мастеру нужно положить предмет, включить прибор, затем помыть. Минимум действий!

Теоретически, такой ванной можно сделать любую емкость, используя специальное оборудование для создания и распространения ультразвука.

Применение

Очищение предметов – самый простой и банальный способ применения УЗ-ванны в большинстве отраслей. Большим спросом пользуется прибор в медицине, исследованиях – используя ультразвук ускоряют реакции, проводят тесты с веществами, стерилизуют инструменты. Необходим он для чистки труднодоступных мест, тонкой и мелкой работы, дополненной специальными реагентами. Широкое применение получил прибор в мастерских оргтехники, мобильных телефонов, у ювелиров, в автоиндустрии промывают фильтры и двигатели.

Поэтому некоторым индивидуальным предпринимателям очень полезно завести такую помощницу, которая будет проводить часть операций, освобождая время и руки мастера для более важной и сложной работы.

Очистка форсунок

В автосервисах применяется УЗ-ванна для разных чисток, помогая забраться вглубь и ускорить процесс ремонта. Например, очистка форсунок – довольно распространенная операция. Такой вариант не подойдет для керамических изделий.

Предварительно нужно разобрать детали, чтобы достать форсунки и проверить их на тестовом устройстве, а затем погрузить в емкость УЗ-ванны, наполненную специальным раствором. По окончании процесса делают повторную проверку.

Метод считается более действенным, чем просто промывка, вместе с тем износ деталей становится больше из-за кавитации. Из-за этого и технических нюансов чистка форсунок ультразвуком используется при большом пробеге и загрязненности.

О чистке форсунок инжекторов ультразвуком смотрите в следующем видео.

Устройство

Конструкция УЗ-ванны сводится к трем элементам (кроме емкости):

• Генератор, создающий УЗ-электроколебания;
• Излучатель, который превращает колебания в механическую вибрацию;
• Нагревательный элемент (дополнительная часть, которая улучшает эффективность) создает температурные условия для лучшего процесса, может разогревать жидкостные среды до 70°.

О том, как устроена купленная ультразвуковая ванна, смотрите в следующем видео.

Ванны востребованы во многих отраслях, разница заключается в размере деталей, требующих очистку, частоте применения и объемах работы:

• Портативные – аккуратные устройства с емкостью до 1 л., применяются для частной или коммерческой чистки мелких деталей. Упрощенные модели отличаются незамысловатым дизайном, минимальным количеством функций. Для мастеров делают полупрофессиональные приборы с дополнительными опциями, электронным управлением, резервуаром из нержавеющей стали отменного качества.
• Промышленные УЗ-ванны отличаются габаритами: их рабочий объем может быть свыше 10 литров, минимальный – от 4 литров. Практически все они имеют функцию подогрева, таймеры и дополнительные опции очистки.

Об ультразвуке

Ультразвук – физический термин, характеризующий уровень звука или шума, вне человеческой слышимости, его диапазон определяется как 16 кГц – 1000 кГц.

При изучении УЗ-волн было установлено, что они вызывают своеобразное «закипание» жидких веществ, из-за которых пузырьки не всплывают, а взрываются, вызывая дополнительные волны. Условно этому процессу дали название «кавитация», которое и легло в основу работы УЗ-ванны.

Размер пузырьков зависит от частоты ультразвука: чем выше звук, тем мельче пузырьки. Поэтому такой способ позволяет выталкивать грязь и налет с поверхности более твердых предметов. Кавитация имеет обратную связь с высотой ультразвука: от мелких пузырьков сила давления возникающих волн меньше, поэтому при относительно низкой частоте кавитация сильнее. При этом могут оставаться «метки» на поверхности, изменяя ее на уровне мельчайших частиц. Получается, что чем выше показатель частоты, тем миниатюрнее пузырьки и меньше их следы.

Особенности

Там где требуются ювелирная точность и тонкая очистка, УЗ-ванны просто незаменимы, они имеют ряд достоинств по сравнению с любым другим механическим способом очищения:

• Нет необходимости лично участвовать в работе, после загрузки предмета в ванну остается только включить аппарат;
• Нет прямого контакта кожи с химией, нет негативного воздействия на здоровье;
• Очищается вся поверхность – мельчайшие сеточки, пазы, промежутки, куда не могут достать салфетки, щетки и т.д.;
• Ультразвук не оставляет следов, сколов и других грубых повреждений на поверхности.

Ультразвук способен очистить осадок, остатки пасты, любую коррозию, пленки, в том числе защитные. Некоторые камни и минералы имеют органическое происхождение или относятся к осадочным породам, это делает их несколько чувствительными к такой обработке. По этой причине нужно обратить внимание на кораллы, жемчуг, опалы, малахиты, изумруды, бирюза, танзаниты, ляпис, и исключить их из перечня работ: после УЗ-ванны «красота» камня, его огранка и полировка нарушается.

Дополнительные функции

Использование аксессуаров и специальных возможностей упрощает и облегчает работу прибора, в некоторых случаях – повышает эффективность.

Самые распространенные функции:

• Многорежимность. Простейшие бытовые УЗ-ванны работают с 1-2 режимами. Полупрофессиональные позволяют настраивать до 5 режимов. Разнообразие связано с характером работы и назначения очистки.
• Таймер отмеряет время работы и автоматически отключает прибор, предусмотрен почти на всех моделях, кроме самых простых и бюджетных домашних вариантов.
• Подогрев имеют практически все модели, он повышает эффективность и ускоряет процесс. Нагрев жидкости проводится максимум до 70°С, это даже больше необходимых значений. Оптимальной температурой нагрева являются 50°-60°С.
• Защита – отключит прибор без жидкости и спасет его от перегрева.
• Антистатика – свойство полезное при ремонте сотовых и оргтехники, его также добиваются, применяя специфичные очистители.
• Электронные панели управления, световые индикаторы. Конечно, это накрутки, которые повышают цену УЗ-ванны, но обходиться без них сложно.
• Аксессуары помогают сделать работу простой и легкой. Это сетки и корзинки для размещение и промывания деталей, они защитят стальную емкость от соприкосновения с предметами, повреждений и царапин. Это основательно продлит срок службы прибора. К аксессуарам можно отнести и прозрачные крышки. Это очень удобно, особенно при одновременной чистке нескольких мелких изделий.