Ультразвуковая ванна своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Некоторые виды техники, применяющиеся ранее только на производстве, сейчас используются и в домашних условиях. К ним относится ультразвуковая ванна — своими руками можно сделать компактный прибор, полезный в хозяйстве и помогающий экономить.

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:

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.
Генератор частот. Является источником возникновения вибраций.
Излучатель. Основной механизм, осуществляющий преобразование электрических колебаний в механические ультразвуковой частоты (свыше 18 кГц).
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.

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:

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

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:

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

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

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:

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.

Появилась мысля- собрать УЗВ, как говориться, из подручных средств. Покупать готовую нет насущной необходимости, но иногда такая вещь может здорово облегчить жизнь.
Идея такова: в качестве генератора ультразвука использовать " электронный трансформатор" для галогеновых ламп, но вот что использовать в качестве излучателя, ведь его мощность должна составлять 30-50 Вт? Пьезиков такой мощности я в продаже не видел.

В общем предлагаю высказать свои идеи по сборке данного девайса.

А может в качестве генератора ультразвука использовать готовую ультразвуковую стиральную машинку? Умощнить там если надо.

Maestro, попадалась мне как-то одна. Толку от неё- ноль, и излучатель у неё слабый- потребление схемы было 13 mA. А вот цены за них ломят заоблачные. Да и собрать хочется чтоб было " дёшево и сердито"

13 mA - ? Это вообще ноль. Тогда умощнить стандартную схему, взяв из неё излучатель.

Maestro, у неё по паспорту мощность 5Вт, фактически получается 2Вт. У электронного транса для галогенок мощность от 40Вт и более, частота у него примерно 30-35 кГц, точнее сказать не могу, мой мультик только до 20 кГц меряет. Излучатель в машинке залит чёрной фигнёй, не знаю как она правильно обзывается, но судя по мощности агрегата там стоит что-то не мощнее ЗП-22, его мощности маловато.
Сейчас буду инфу по магнитострикционным излучателям искать, может что получиться.

Надо полюбому покупать излучатель. Например: Пьезокерамические УЗ излучатели Ланжевеновского типа с болтовым креплением (BLT). Сбалансированные излучатели с высоким значением амплитуды колебаний производят стабильное УЗ колебание, независимо от изменений нагрузки, входной мощности и температуры. Даташит в прикреплении.

Цитата из форума:

Пробовал УЗ излучатель собрать на ферритовом стержне - работает. Но мощности хватает только для демонстрационных экспериментов - распылить каплю воды, помещённую на торец стержня. Взрывается, превращаясь в водяное облако. Красиво. И ВСЁ! Попытка хоть немного увеличить мощность неизменно приводила к поломке ферритового стержня - он лопался либо пополам, либо на несколько кусочков. И это при максимальной мощности генератора 5Вт. В общем, создать "бурю в стакане" у меня не получилось. Воды даже на донышке стакана хватало, что бы заглушить колебания. А согласование торца ферритового стержня со средой - та ещё проблема.

На протяжении всего развития человечества регулярно появлялись те или иные изобретения, призванные упростить и улучшить жизнь людей. Технический прогресс никогда не стоит на месте, поэтому развитие научной сферы – процесс вполне естественный и закономерный.

Не так давно популярность среди потребителей приобрело такое устройство, как ультразвуковая ванна. Своими руками создать этот механизм может практически любой хозяин, важно лишь иметь в наличии определенный список материалов и четко следовать технологии изготовления. Используется это изделие в основном для того, чтобы очистить те или иные предметы, при этом в основе работы лежат не стандартные методы, а применение такого сравнительно нового явления, как ультразвук. Поэтому о том, что собой представляет ванна ультразвуковой очистки, и как она функционирует, далее и пойдет речь.

Принцип работы

Из названия этого прибора становится понятно, что лежит в основе его функционирования. Ультразвук представляет собой своеобразные колебания, частота которых превышает показатель в 18 кГц. Жидкость, которая находится в такой ванне, наполнена большим количеством пузырьков, которые под влиянием высокого давления лопаются, создавая эффект, именуемый кавитацией.

Принцип работы является следующим: внутрь резервуара с раствором погружается предмет, требующий очистки. После запуска прибора пузырьки, лопаясь, воздействуют на загрязненный механизм и удаляют с него налет. Такой способ позволяет избавиться от грязи даже в самых недоступных для ручной обработки частях изделия, не нарушая его структурной целостности.

Из чего состоит ванна ультразвуковой очистки?

Внешне этот прибор представляет собой не очень большую емкость объемом около 1 л (встречаются образцы и более крупного размера, вмещающие в себя 5, 10 и больше литров), изготовленную, как правило, из нержавеющей стали. Такого размера ванны вполне хватает для того, чтобы обработать самые разные устройства и механизмы.

В конструкцию подобного изделия входит 3 основных элемента:

Излучатель, основное назначение которого – преобразовывать электрические колебания, создаваемые ультразвуком, в механические, которые впоследствии передаются в жидкость ванны через ее стенки.
Генератор, служащий источником появления вибрации.
Нагревательный элемент. Его главная функция – сделать так, чтобы жидкость для ультразвуковой ванны имела постоянную температуру, равную 70°C. Стоит отметить, что иногда в конструкцию прибора такой структурный компонент может и не входить, однако его наличие однозначно способствует более качественной очистке.

Сфера применения ультразвуковых ванн

Такой метод удаления грязи является гораздо более действенным по сравнению с традиционными вариантами. Для очищения самых разных по своему назначению изделий ультразвуковая ванна активно эксплуатируется во многих сферах:

в медицине ее использование позволяет тщательно стерилизовать хирургические и лабораторные инструменты;
в машиностроительной сфере ванна ультразвуковая играет роль агрегата, удаляющего загрязнения с труб и иных крупных деталей уже после их полировки и шлифовки;
широко применяются эти приборы и в ювелирном деле, когда периодически возникает необходимость очистки утративших презентабельный вид драгоценностей;
работники типографии используют ультразвуковую ванну в первую очередь для промывки структурных частей принтеров и иных устройств, отвечающих за печать;
очистить кремниевые и кварцевые пластины, составляющие основу электронного производства, также помогает применение этого многофункционального прибора;
автолюбители не понаслышке знают о необходимости чистки структурных компонентов транспортного средства, таких как форсунки, фильтры, инжекторы и пр.

Главные достоинства ультразвуковых ванн

Если сравнивать такую систему с другими приборами, то нельзя не отметить ряд ее неоспоримых преимуществ, среди которых:

Ванна ультразвуковая – очень простое в эксплуатации изделие. Для ее функционирования требуется лишь наполнить емкость необходимым раствором, и процесс очистки можно начинать.
Любые загрязнения даже в самых труднодоступных частях того или иного предмета с ее помощью можно удалить без каких-либо проблем.
Высокие показатели производительности работы. Идеального результата очистки вещи можно достигнуть, всего лишь за 2-3 минуты подержав ее внутри ванны.
После окончания процедуры на поверхности изделия не появится никаких механических повреждений, так как его обработка проходит без применения каких бы то ни было агрессивных средств.

Основные критерии выбора

Для того чтобы приобретенная ультразвуковая ванна работала максимально эффективно, требуется ознакомиться с некоторыми факторами, влияющими на качество ее работы.

Как уже говорилось ранее, наличие нагревательного элемента в ее конструкции приветствуется, так как время очистки в этом случае значительно уменьшается, а положительный результат более очевиден. Однако стоит отметить, что в том случае, если жидкость для ультразвуковой ванны содержит в себе дезинфицирующий раствор, то использовать дополнительную энергию для повышения температуры нет необходимости.

Кроме того, важно сразу определиться с тем, какие предметы будут подлежать очистке, так как емкость прибора должна соответствовать объему погружаемых в него изделий.

Далее следует сказать несколько слов о том, как изготовить подобное устройство для удаления грязи с автомобильных форсунок. Именно эти части транспортного средства чаще всего требуют очистки, поэтому специфику работы и требуется описать более подробно.

Материалы для изготовления ультразвуковой ванны для форсунок

Каждый автовладелец знает, что для стабильной работы двигателя очень важно содержать все его компоненты в порядке. Когда для чистки форсунок применяется ванна ультразвуковая, можно с уверенностью говорить о безопасности эксплуатации транспортного средства. Однако такая работа, выполняемая на какой-либо станции технического обслуживания, будет стоить весьма недешево. Поэтому следует разобраться с тем, чтоб собой представляют ультразвуковые ванны для форсунок, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно.

Но для начала следует определиться со списком материалов, требуемых для собственноручного монтажа. К ним относятся:

Емкость, которая будет служить основой. Ей может выступать любой не слишком большой тазик.
Стиральная машина с функцией ультразвука. Приобрести такое устройство можно практически в любом магазине бытовых принадлежностей.
Самый простой стиральный порошок, не имеющий примесей и дополнительных свойств наподобие отбеливающего эффекта.
Горячая вода.
При наличии – специальный спрей для очистки форсунок. Однако вполне можно обойтись и без него.

Самостоятельное изготовление ультразвуковой ванны для форсунок

Процесс создания такого агрегата не несет в себе никакой сложности. Для начала следует взять чистый тазик и набрать в него горячей воды, в которой впоследствии нужно развести стиральный порошок примерно в той же пропорции, как и для стирки. После этого в жидкость следует погрузить форсунки, которые требуется очистить, и опустить ультразвуковую стиральную машинку. Время ее работы – около 30 минут. При этом важно помнить, что воду в тазике следует менять до тех пор, пока во время работы аппарата полностью не пропадет запах бензина.

После того как неприятный аромат больше не будет ощущаться, форсунки следует расположить непосредственно по центру устройства, что позволит ускорить процесс их очистки. 6 часов – это стандартное время, на протяжении которого должна работать ванна. Ультразвуковая обработка позволит полностью удалить грязь и остатки масла с деталей автомобиля. Кроме того, такой вариант очистки даст возможность хозяину сэкономить значительную часть финансовых средств.

Набор материалов для монтажа ультразвуковой ванны

Для того чтобы сконструировать подобное устройство собственноручно, важно правильно понимать принцип его работы, иначе сложные манипуляции не приведут ни к чему хорошему. Изучив особенности функционирования такого механизма, как ультразвуковая ванна, своими руками его можно собрать, имея в наличии следующий список материалов:

трубка из пластмассы или стекла;
магнит круглой формы (такую деталь вполне можно найти во многих старых динамиках);
катушка;
жидкость, предназначенная для ультразвуковой ванны;
фарфоровая емкость;
трансформатор на импульсной основе;
насос;
стальной каркас.

Процесс изготовления ванны ультразвуковой очистки

Как уже говорилось ранее, подобные работы должны проходить в четком соответствии с заранее заготовленным планом, чтобы конечный результат был положительным. Понять устройство самодельного прибора поможет схема ультразвуковой ванны, которая отображена ниже.

Начинается процесс монтажа с того, что катушку необходимо намотать на приготовленную пластмассовую или стеклянную трубку. На оставшийся участок стержня следует поместить магнит. Полученное устройство представляет собой не что иное, как преобразователь, именуемый магнитострикционным.

Все следующие действия должны проходить по следующему алгоритму:

В каркасе из стали следует установить фарфоровый сосуд.
После этого днище этой детали следует оборудовать отверстием, куда и должен быть помещен уже изготовленный преобразователь.
Затем в конструкции сосуда требуется соорудить патрубки. Эти элементы предназначены для того, чтобы сквозь них жидкость поступала внутрь и впоследствии сливалась. В том случае, если планируется конструировать ванну большого размера, нелишним будет позаботиться о монтаже насоса, ускоряющего подачу раствора.
По окончании монтажа устанавливается импульсивный трансформатор, основная функция которого – повышение напряжения. Для этих целей подойдет любой механизм подобного рода, взятый из телевизора или компьютера.

Завершается работа проверкой функционирования ультразвуковой ванны. Если процесс сборки был выполнен правильно, то эксплуатация такого прибора позволит сэкономить значительную часть бюджета и даст возможность тщательно и качественно очистить все необходимые детали.

Читайте также: