bongrif.ruВнедрение передовых энергосберегающих технологий выдвинуло на передовые рубежи прогресса новое устройство бытового назначения - ультразвуковое стирающее устройство.
Стирка ультразвуком происходит за счет периодического формирования в объеме жидкости волн сжатия-разрежения, возникающих в практически несжимаемой среде - воде. Белье, помещенное в такую жидкость, подвергается интенсивному гидроакустическому воздействию.
Гидроакустические волны инициируют появление микроскопических пузырьков газа, которые способствуют отделению микрочастиц грязи из объема стираемого белья.
При образовании и последующем схлопывании (разрушении) пузырьков газа образуется озон, стерилизующий белье. В ряде случаев, при большой энергии ультразвуковых колебаний, может наблюдаться сонолюминесценция - свечение жидкости, особенно заметное в затемненном помещении.
Преимуществом стирки с использованием ультразвуковых колебаний является то, что белье не деформируется, не истирается и не рвется. Можно стирать даже шерстяные изделия и тонкое белье.
Помимо стирки и дезинфекции белья, можно обрабатывать овощи и фрукты, предназначенные для консервации, обеззараживать воду.
Появившиеся на рынке ультразвуковые стирающие устройства (УЗСУ) типа "Бионика" представляют собой компактный электрический прибор массой 200 г. "Бионика" состоит из сетевого адаптера - источника питания и собственно УЗСУ.
Само устройство в целях сохранения "ноу-хау" залито компаундом, и описание его принципиальной схемы и значимых для воспроизведения характеристик не приводится. Однако, имея полученные путем замеров и анализа режимов устройства вторичные характеристики, можно представить одну из возможных схем УЗСУ в следующем виде:
УЗСУ состоит из источника питания ( микросхема DA1), двух взаимосвязанных генераторов, работающих на частотах 10 кГц и 1 МГц ( микросхема DD1 ), выходного каскада на транзисторе VT1 и активатора-излучателя, подключаемого к точкам С и D устройства.
Источник питания в прототипе выполнен нерегулируемым, рассчитанным на максимальную мощность, потребляемую от сети - 3 Вт, что достаточно для стирки белья в объеме жидкости 10...25 литров. Более целесообразным представляется обеспечить УЗСУ плавной регулировкой выходной мощности.
На рис.1 в разрыв между точками А и В включен регулируемый источник стабилизированного постоянного тока (25...1000 мА).
На рис.2 показана схема регулируемого источника питания (5...13 В).
Генератор пакетов импульсов выполнен по традиционной схеме на микросхеме DD1 и особенностей не имеет. Номиналы RC-элементов высокочастотной части генератора могут быть откорректированы при настройке частоты в резонанс с частотой ультразвукового излучателя-активатора.
Микросхема DA1 и транзистор VT1 должны быть установлены на теплоотводящих пластинах.
Конструкция активатора
Наиболее проблематичным в практической реализации УЗСУ является выбор ультразвукового излучателя-активатора и обеспечение его гидроизоляции при одновременном достижении максимальной отдачи энергии ультразвуковых колебаний в окружающую среду (жидкость).
Обычно в качестве ультразвукового излучателя используют пьезокерамику - титанат бария, стронция, излучатели на ферритовых или пермаллоевых сердечниках, пьезокварцевые пластины (рис.3), что открывает широкое поле для эксперимента.
Одним из интересных вариантов получения ультразвуковых колебаний является просто пропускание импульсов электрического тока через воду с использованием системы близко расположенных электродов, подключенных к точкам А и В устройства.
Периодическое прохождение импульсов тока между электродами вызовет акустическую электростимулированную модуляцию раствора. В качестве электродов можно рекомендовать алюминий или графит.
При стирке должна быть обеспечена надежная развязка от питающей сети. Емкость для стирки (ведро, таз) должны быть удалены от заземленных предметов и установлены на сухом полу.
Акустические колебания в стирающем растворе можно возбуждать и в диапазоне звуковых частот. Эксперименты показали, что стирка в таких условиях происходит с приемлемым по сравнению с прототипом результатом.
Особенности стирки с применением УЗСУ - в стирающий раствор засыпают столько же стирающего порошка, как и при ручной стирке, температура воды должна быть порядка 65°С.
Белье должно свободно плавать в растворе, изредка его следует помешивать деревянным щипцами. Сильно загрязненные участки белья рекомендуется дополнительно намылить.
Процесс стирки длится 30...40 минут или более (в зависимости от КПД ультразвукового активатора).
Полоскать белье можно также с использованием УЗСУ. Следует отметить, что опыт оптимального использования УЗСУ появляется после нескольких стирок.
НОВЫЕ КОММЕНТАРИИ