Chúng ta biết rằng trong sản xuất và đời sống, có rất nhiều vật dụng cần phải được giữ sạch sẽ và có rất nhiều loại có kết cấu phức tạp khiến cho các phương pháp làm sạch thủ công thông thường không còn đáp ứng được nữa, kể cả vệ sinh bằng hơi nước và áp suất cao. Làm sạch bằng tia nước không thể đáp ứng được độ sạch. Cùng với nhu cầu làm sạch ngày càng cao nên đây cũng là lý do tại sao công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Đặc điểm quá trình làm sạch bằng sóng siêu âm là sử dụng bọt khí tạo ra do sóng áp suất cao (âm thanh) để khuấy trộn chất lỏng. Sự khuấy trộn tạo ra các bọt khí vỡ tan với sóng xung kích giúp tẩy các chất bẩn (axit, dầu mỡ, đất cát, bụi bẩn, rỉ sắt…) bám vào các sản phẩm kim loại, nhựa, thủy tinh, cao su và gốm sứ.
Trong lĩnh vực làm sạch công nghiệp, làm sạch bằng sóng siêu âm đáp ứng độ chính xác và chi tiết của các ngành đòi hỏi quá trình làm sạch nhẹ nhàng, sạch sẽ và chi tiết như: sản xuất ô tô, hàng không, thiết bị đo đạc, máy móc phần cứng, điện tử, sơn chân không, thiết bị quang học, thiết bị y tế, v.v.. Phương pháp vệ sinh công nghiệp này được đánh giá có hiệu quả làm sạch cao nhất, làm sạch hơn 98% so với các phương pháp truyền thống đã được quốc tế công nhận và rất được ưa chuộng, đặc biệt là người dân tại các nước phát triển.
Công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm có chất lượng làm sạch cao, tốc độ làm sạch nhanh, thời gian làm sạch ngắn và vận hành đơn giản. Với độ sạch cao, nó có tác dụng làm sạch triệt để hơn, loại bỏ các vết bẩn khác nhau. Nó cũng có thể làm sạch các rãnh, lỗ sâu, khe và các bộ phận bị che khuất của thiết bị và các bộ phận nhỏ bên trong; nó cũng có tác dụng tốt trong việc tẩy dầu mỡ, chống rỉ sét và khử oxy hóa. Nó cũng có thể được sử dụng kết hợp với máy giặt-khử trùng tự động, dễ dàng thực hiện cơ giới hóa và tự động hóa.
Siêu âm là gì?
Siêu âm là một sóng cơ học, một loại sóng âm thanh. Dải tần của sóng âm mà tai người có thể nghe được là khoảng 16 đến 20000 Hz, vì vậy sóng âm có tần số cao hơn 20 kHz được gọi là sóng siêu âm. Khi dao động tần số cao hơn sóng âm (28-40khz) được truyền đến môi trường làm sạch, sóng siêu âm truyền đến nước theo phương thức xen kẽ áp suất và lực căng tần số cao.
Khi lực căng tác động, nước tạo ra nhóm bong bóng hạt nhân "chân không". Khi có áp lực, nhóm bong bóng hạt nhân "chân không" bị va đập mạnh làm vỡ các chất bẩn trên bề mặt của vật thể và chất bẩn trên bề mặt bị bong ra để đạt được mục đích làm sạch chính xác.
Nguyên lý truyền siêu âm
Nguyên tắc truyền sóng siêu âm: sự xâm thực được chia thành bốn giai đoạn.
- Giai đoạn đầu: khi áp suất giảm, nó thúc đẩy việc tạo ra một số lượng lớn các bong bóng;
- Giai đoạn thứ hai: các bong bóng tăng liên tục, bong bóng tăng kích thước khác nhau theo các tần số khác nhau;
- Giai đoạn thứ ba: áp suất tăng lên và bong bóng được nén;
- Giai đoạn thứ tư: nhiệt độ tăng lên cho đến khi các bong bóng vỡ ra, tạo ra hiệu ứng "bàn chải siêu nhỏ".
Dòng chảy trực tiếp
Hiệu ứng dòng chảy trực tiếp: Hiện tượng sóng siêu âm truyền trong chất lỏng dọc theo hướng truyền âm được gọi là dòng chảy trực tiếp. Khi cường độ sóng âm là 0,5W/cm2 thì mắt thường có thể nhìn thấy dòng truyền thẳng vuông góc với mặt dao động và tốc độ dòng chảy là 10cm/s. Thông qua dòng chảy thẳng này, chất bẩn nhờn trên bề mặt của vật thể cần làm sạch được khuấy trộn, đồng thời dung dịch làm sạch trên bề mặt chất bẩn cũng tạo ra sự đối lưu. Làm tăng tốc độ hòa tan chất bẩn, và đóng một vai trò rất quan trọng trong việc vận chuyển chất bẩn.
Sóng siêu âm lan truyền trong chất lỏng làm cho chất lỏng và bể làm sạch cùng dao động với tần số siêu âm, khi chất lỏng và bể làm sạch dao động thì chúng có tần số riêng, tần số rung này là tần số sóng âm nên người ta nghe thấy tiếng vo ve.
Khi hệ thống siêu âm đạt đến 20-30Khz, nó có thể xử lý làm sạch các chất bẩn cứng đầu. Nó thích hợp để loại bỏ bụi bẩn cứng, lớp vỏ và cặn cacbon. Được sử dụng để vệ sinh công nghiệp các bộ phận cơ khí, khuôn phun và các bộ phận khác bị ô nhiễm nghiêm trọng hoặc yêu cầu xử lý công suất cao. Khi đạt đến 30-60kHz, có thể giúp làm sạch các vấn đề làm sạch ô nhiễm nhỏ, chẳng hạn như một số bộ phận của điều trị y tế, phẫu thuật, dược phẩm, đồng hồ và đồ trang sức cần làm sạch nhẹ nhàng.
Làm sạch bằng sóng siêu âm tần số cao cũng thích hợp cho máy tính và các thành phần vi điện tử, chẳng hạn như đĩa, ổ đĩa, đầu đọc ghi, kính tinh thể lỏng và màn hình phẳng, các thành phần vi mô và các bộ phận kim loại được đánh bóng. Các đồ vật này phải không bị ăn mòn do xâm thực trong quá trình làm sạch. Ứng dụng vệ sinh công nghiệp bằng sóng siêu âm Megahertz thích hợp để làm sạch chip mạch tích hợp, tấm silicon và màng mỏng. Nó có thể loại bỏ bụi bẩn đến kích thước micromet hoặc nhỏ hơn micromet mà không làm hỏng các bộ phận.
Máy tẩy rửa bằng sóng siêu âm có cấu tạo chủ yếu là máy phát siêu âm, đầu dò siêu âm và bể tẩy rửa. Chức năng chính của bể là hòa tan dung dịch tẩy rửa và các thành phần cần làm sạch. Tín hiệu dao động tần số cao từ bộ phát làm sạch siêu âm được chuyển đổi thành dao động cơ học tần số cao bởi bộ chuyển đổi, và nó được lan truyền trong quá trình làm sạch qua chất lỏng. Sự tạo bọt, để đạt được hiệu quả làm sạch toàn diện.
Theo các yêu cầu khác nhau đối với các đối tượng cần vệ sinh công nghiệp, máy làm sạch đa năng đã được phát triển, có thể được chia thành các loại phổ biến sau đây theo các tiêu chuẩn khác nhau:
- Theo kích thước của khối lượng: nó có thể được chia thành máy làm sạch siêu âm thu nhỏ, máy làm sạch siêu âm cỡ vừa và máy làm sạch siêu âm lớn;
- Theo phân loại tần số siêu âm: máy làm sạch siêu âm tần số thấp (20KHz), máy làm sạch siêu âm tần số trung bình (28KHz), máy làm sạch siêu âm tần số cao (60KHz), máy làm sạch siêu âm tần số kép và máy làm sạch siêu âm đa tần số, v.v..
- Phân loại theo công suất và mật độ công suất: máy làm sạch siêu âm công suất cao, máy làm sạch siêu âm thông thường, máy làm sạch siêu âm công suất cao, v.v ...;
- Theo số lượng bể làm sạch, nó có thể được chia thành: máy làm sạch siêu âm bể đơn, máy làm sạch siêu âm bể đôi và máy làm sạch siêu âm nhiều bể, vv;
- Theo tính năng có thể được chia thành: máy làm sạch siêu âm tự động, máy làm sạch siêu âm bán tự động, máy làm sạch siêu âm tách và máy làm sạch siêu âm tích hợp.
- Theo các ứng dụng khác nhau, nó có thể được chia thành: máy làm sạch siêu âm công nghiệp, máy làm sạch siêu âm đặc biệt cho sửa chữa ô tô và bảo trì ô tô, máy làm sạch siêu âm phòng thí nghiệm và máy làm sạch siêu âm y tế.
Máy làm sạch siêu âm nhiều bể - Nguồn: Wuxi Aohuan Intelligent Technology
Khi vệ sinh công nghiệp đã trở thành một mắt xích không thể thiếu và quan trọng trong các hoạt động sản xuất công nghiệp hiện đại, ngày càng nhiều ngành công nghiệp, xí nghiệp sử dụng máy làm sạch bằng sóng siêu âm. Vận hành đơn giản, chi phí đầu tư thấp, có thể kết hợp với công nghệ truyền thống.
Các ứng dụng của công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm trong thực tế nền công nghiệp
Ứng dụng gia dụng: đồ trang sức vàng, bạc, mũ, trâm cài, kính, đồng hồ, bút, đĩa quang, máy cạo râu, lược, bàn chải đánh răng, răng giả, bộ trà, v.v., cũng như bình sữa, núm vú giả và trái cây. Những dụng cụ và trái cây cũng được khử trùng trong quá trình làm sạch.
Công nghiệp ô tô/xe máy: khối xi lanh ô tô, đầu xi lanh, cơ cấu lái, động cơ, hộp số, giảm xóc, vỏ ổ trục, vòi phun dầu, thân van, bộ chế hòa khí, tẩy dầu khung và loại bỏ bụi trước khi sơn, nhiều bề mặt và khoang bên trong của các bộ phận đã gia công cần được vệ sinh công nghiệp để khử nhiễm và tẩy cặn đáp ứng các yêu cầu về kích thước hạt và độ sạch của bề mặt của các bộ phận và khoang bên trong.
Công nghiệp máy khác: khử độc, khử bụi và tẩy rửa các loại van cổng, van phanh, ống phanh, giảm xóc, ổ trục bánh xe, bình ngưng, bộ tản nhiệt, động cơ đốt trong, thiết bị điện và các bộ phận khác của hệ thống điều hòa không khí.
Hàng không vũ trụ: làm sạch chính xác dụng cụ đo nhiên liệu, vòi phun, cánh quay, thiết bị điều khiển lưu lượng, thiết bị điều khiển cơ khí, trung tâm máy bay, hệ thống phanh, bộ trao đổi nhiệt điều hòa không khí, tản nhiệt, ổ trục và các bộ phận kim loại khác nhau. Việc loại bỏ các chất mài mòn, cát, bụi; loại bỏ dầu mỡ, chất làm mát; loại bỏ cặn cacbon, v.v.
Các bộ phận quang học: thấu kính nhựa, bộ thấu kính máy ảnh, kính, kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, kính đồng hồ, kính tráng, lăng kính và các thấu kính quang học khác sau khi mài và làm sạch trước khi phủ. Các phụ kiện cần loại bỏ là: sơn, véc ni, mỡ , thuốc nhuộm, rỉ sét, cặn nhựa, bụi, dấu vân tay, v.v. Làm sạch trước khi mạ nền LCD, phim ITO...
Thiết bị điện tử: làm sạch các loại điện trở, vỏ tụ điện, thiết bị điện tử, vỏ điện hạ thế và các sản phẩm kim loại. Bao gồm chất bán dẫn, tinh thể, điện trở, tụ điện, bảng mạch PCB, miếng dán SMT, chip IC, đầu nối, đầu nối, bộ điều hợp, tấm silicon, triodes, điốt, bảng mạch điện tử, bo mạch chủ máy tính, chất nền gốm áp điện, màn hình Làm sạch tạp chất, chất trợ và bụi trong quá trình sản xuất và gia công các thiết bị điện tử như ống hình ảnh và thiết bị chân không điện. Tấm silicon đơn tinh thể vi điện tử, in thạch bản mạch tích hợp và làm sạch quy trình đóng gói.
Đồ trang sức và đồng hồ: nhẫn, dây chuyền, các sản phẩm vàng\kim cương\bạc, đồ trang trí và hàng thủ công khác nhau, đồ trang sức kẹp tóc và các phụ kiện chính xác khác gắn liền với quá trình sản xuất (sơn, vecni, dầu mỡ, thuốc nhuộm, cặn nhựa, bụi, vân tay...), vệ sinh công nghiệp chính xác bụi, lớp oxit, bột đánh bóng trong sản xuất đồng hồ, dây đeo đồng hồ, vỏ đồng hồ, kim, mặt số kỹ thuật số, bánh răng, ốc vít, dây tóc, v.v.
Thiết bị y tế: làm sạch các chất đính kèm (bụi, dấu vân tay, vết máu, protein), ống tiêm, dụng cụ phẫu thuật, ống nhỏ giọt, hộp đựng xét nghiệm sinh hóa, hộp đựng bằng thủy tinh, thiết bị nha khoa, ống soi thực quản, ống soi phế quản, ống nội soi, kính hiển vi Khử trùng, khử trùng, làm sạch...
Phòng thí nghiệm: Vì năng lượng siêu âm có thể xuyên qua thành bên trong của dụng cụ thủy tinh và các khe hở nhỏ, lỗ nhỏ và góc chết, nó có thể được sử dụng để làm sạch bất kỳ dụng cụ thủy tinh, ống nghiệm, dụng cụ, vật chứa và cốc nào. Nó cũng có thể được sử dụng cho các thí nghiệm phụ trợ.
Ngành phần cứng và máy móc: bộ phận mạ điện, bộ phận mạ chân không, ổ khóa, máy nén, bộ phận đồng hồ, thiết bị dệt chính xác, khuôn mẫu chính xác, bộ phận động cơ, vòng bi, bộ phận đúc, bộ phận dập, khung kính, bánh răng, trục khuỷu, van...
Công nghiệp dệt và in nhuộm: làm sạch bề mặt thiết bị và các phụ kiện bên trong (dấu vân tay, bụi, mực in, thuốc nhuộm, cặn nhựa, cặn cao su), trục lăn cao su, trục quay, bản vẽ, trục dệt, lưới in lụa, sợi tơ (dây thép không gỉ, Dây niken, dây đồng, v.v.), tẩy dầu mỡ và khử nhiễm đầu phun máy in.
Ngành quân sự: Trang bị quân sự không gì khác hơn là thiết bị quang, cơ, điện. Trang thiết bị quân sự được cất giữ trong kho quân sự ở trạng thái dự trữ. Các thiết bị này không thể tránh khỏi bụi bẩn. Đặc biệt, một số vũ khí và thiết bị phức tạp phụ thuộc vào việc lau và bảo dưỡng thủ công. Công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm giúp duy trì vũ khí và thiết bị, đồng thời giải quyết được vấn đề làm sạch nhanh và an toàn.
>> Xem thêm bài viết:
