Ultraschallwaschmaschine. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Die Einführung fortschrittlicher energiesparender Technologien hat ein neues Haushaltsgerät – ein Ultraschall-Löschgerät – an die Spitze des Fortschritts gebracht.

Das Waschen mit Ultraschall erfolgt aufgrund der periodischen Bildung von Kompressions-Verdünnungswellen im Flüssigkeitsvolumen, die in einem praktisch inkompressiblen Medium – Wasser – auftreten. In eine solche Flüssigkeit eingelegte Wäsche wird einer intensiven hydroakustischen Wirkung ausgesetzt. Hydroakustische Wellen initiieren die Entstehung mikroskopisch kleiner Gasblasen, die zur Abtrennung von Mikropartikeln aus dem gewaschenen Wäschevolumen beitragen. Durch die Bildung und anschließende Zerstörung (Zerstörung) von Gasblasen entsteht Ozon, das die Wäsche sterilisiert. In einigen Fällen kann bei einer hohen Energie von Ultraschallschwingungen Sonolumineszenz beobachtet werden – das Leuchten einer Flüssigkeit, das sich besonders in einem abgedunkelten Raum bemerkbar macht.

Der Vorteil des Waschens mit Ultraschallschwingungen besteht darin, dass die Wäsche nicht verformt, abgerieben oder zerrissen wird. Sie können sogar Wollprodukte und empfindliche Wäsche waschen. Neben dem Waschen und Desinfizieren von Wäsche können Sie Gemüse und Obst zur Konservierung verarbeiten und Wasser desinfizieren.

Bei den auf dem Markt erschienenen Ultraschall-Löschgeräten (UZSU) vom Typ „Bionika“ [1] handelt es sich um ein kompaktes elektrisches Gerät mit einem Gewicht von 200 g. Das „Bionika“ besteht aus einem Netzwerkadapter – einer Stromquelle und dem UZSU selbst. Das Gerät selbst ist, um das „Know-how“ zu bewahren, mit einer Masse gefüllt, eine Beschreibung seines Schaltplans und seiner für die Reproduktion bedeutsamen Eigenschaften wird nicht gegeben. Mit sekundären Eigenschaften, die durch Messen und Analysieren von Gerätemodi erhalten werden, kann eines der möglichen UZSU-Systeme jedoch in der folgenden Form dargestellt werden (Abb. 1).

Ris.1

UZSU besteht aus einer Stromquelle (Schaltung DA1), zwei miteinander verbundenen Generatoren, die mit Frequenzen von 10 kHz und 1 MHz arbeiten (Schaltung DD1), einer Ausgangsstufe auf einem Transistor VT1 und einem Aktivator-Emitter, der mit den Punkten C und D des Geräts verbunden ist. Die Stromquelle im Prototyp ist ungeregelt und für die maximale Netzstromaufnahme von 3 W ausgelegt, was ausreicht, um Kleidung in einem Flüssigkeitsvolumen von 10 bis 25 Litern zu waschen. Sinnvoller erscheint es, dem UZSU eine stufenlose Anpassung der Ausgangsleistung zu ermöglichen. In Abb. 1 ist in der Lücke zwischen den Punkten A und B eine einstellbare stabilisierte Gleichstromquelle (25 ... 1000 mA) enthalten.

Abbildung 2 zeigt ein Diagramm einer geregelten Stromversorgung (5 ... 13 V). Der Impulspaketgenerator ist nach dem traditionellen Schema auf dem DD1-Chip aufgebaut und weist keine Besonderheiten auf. Die Nennwerte der RC-Elemente des Hochfrequenzteils des Generators können korrigiert werden, indem die Frequenz auf Resonanz mit der Frequenz des Ultraschall-Emitter-Aktivators eingestellt wird. Chip DA1 und Transistor VT1 müssen auf Kühlkörperplatten montiert werden.

Das Problematischste bei der praktischen Umsetzung von Ultraschall-Ultraschallkontrollsystemen ist die Wahl eines Ultraschall-Emitter-Aktivators und die Gewährleistung seiner Wasserdichtigkeit bei gleichzeitiger Erzielung einer maximalen Rückgabe der Energie der Ultraschallschwingungen an die Umgebung (Flüssigkeit). Als Ultraschallsender wird üblicherweise Piezokeramik verwendet – Bariumtitanat, Strontium, Strahler auf Ferrit- oder Permalloykernen, Piezoquarzplatten (Abb. 3) [2-4], was ein weites Feld für Experimente eröffnet.

Eine interessante Möglichkeit, Ultraschallschwingungen zu erzeugen, besteht darin, einfach elektrische Stromimpulse durch Wasser zu leiten, indem man ein System eng beieinander liegender Elektroden verwendet, die mit den A- und B-Punkten des Geräts verbunden sind. Der periodische Durchgang von Stromimpulsen zwischen den Elektroden führt zu einer akustisch elektrisch stimulierten Modulation der Lösung. Als Elektroden können Aluminium oder Graphit empfohlen werden. Beim Waschen muss auf eine zuverlässige Trennung vom Stromnetz geachtet werden. Der Waschbehälter (Eimer, Becken) muss von geerdeten Gegenständen entfernt und auf einem trockenen Boden aufgestellt werden. Auch akustische Schwingungen in der Waschlösung können im Bereich von Schallfrequenzen angeregt werden. Experimente haben gezeigt, dass das Waschen unter solchen Bedingungen im Vergleich zum Prototyp mit einem akzeptablen Ergebnis erfolgt.

Merkmale des Waschens mit UZSU: In die Waschlösung wird die gleiche Menge Waschpulver gegossen wie beim Händewaschen, die Wassertemperatur sollte etwa 65 °C betragen. Das Leinen sollte frei in der Lösung schwimmen, gelegentlich sollte es mit einer Holzzange umgerührt werden. Es empfiehlt sich, stark verschmutzte Wäschebereiche zusätzlich einzuschäumen. Der Waschvorgang dauert 30...40 Minuten oder länger (abhängig von der Effizienz des Ultraschallaktivators). Sie können Kleidung auch mit USSU ausspülen. Es ist zu beachten, dass die Erfahrung einer optimalen Nutzung des UZSU erst nach mehreren Wäschen auftritt.

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