Для чего нужна ультразвуковая ванна и где используется

Что это такое ультразвуковая ванна?

Эффективным способом очищения многоразовых инструментов является использование ультразвуковой ванны. Гигиена и чистота – важные протоколы в любом медицинском учреждении. Стоматологические клиники, больницы, медицинские центры, лаборатории и другие учреждения должны иметь соответствующий протокол для надлежащей санитарии медицинского оборудования. Оборудование многоразового использования, например, скальпели, эндоскопы, стетоскопы, щипцы и другие ручные инструменты, должны пройти тщательную стерилизацию и дезинфекцию перед повторной упаковкой для повторного использования.

Самым эффективным способом обеззараживания медицинского оборудования являются «ультразвуковые ванны». Также известные как ультразвуковые очистители, эти ванны могут тщательно очищать медицинские приборы и удалять грязь, плесень, бактерии и т.д.

Ультразвуковые ванны – это специализированные моющие устройства, которые удаляют загрязнение с помощью звуковых волн, производимых энергией. В них применяются специальные жидкие растворы, предназначенные для стерилизации, дезинфекции и обеззараживания медицинских инструментов. Проще говоря, электрическая энергия устройства генерирует звуковые волны, которые распространяются через жидкий очистительный раствор, инициируя всю процедуру очистки.

Причина, почему ультразвуковые ванны столь важны, состоит в том, что они обеспечивают эффективный и своевременный способ выполнения работы. Без них медицинским учреждениям было бы трудно функционировать, и они часто ощущали бы нехватку времени, а также оборудование просто потому, что их еще не почистили. Они также потребляют меньше энергии, что означает, что больницы и клиники смогут сэкономить много финансовых ресурсов, имея их. Безопасность пациентов всегда является главным приоритетом, и благодаря ультразвуковым ваннам медицинские учреждения могут гарантировать, что пациенты получат чистое и надежное медицинское оборудование без инфекций. Оборудование, с помощью которого можно спасти сотни жизней!

Преимущества применения ультразвуковой очистки:

• В медицинских учреждениях есть много сложных и деликатных инструментов, которые пришлось бы чистить вручную, что занимает много времени и влияет на эффективность их очистки, если не внедрить автоматизированную процедуру очистки.
• Ультразвуковые ванны выполняют эту задачу более эффективно и безопасно. Также можно очищать несколько инструментов одновременно, что экономит драгоценное время персонала и медицинского учреждения. Благодаря сложному процессу стерилизации и дезинфекции, имеющему ультразвуковые моющие ванны, они способны достигать и очищать неровные поверхности, небольшие щели и внутренние проходы, не причиняя никакого ущерба устройству.
• Никакая другая моющая машина не может удалять сложную грязь с поверхности медицинских приборов, как ультразвуковые очистители.
• В ультразвуковом очистителе, где бы не касалась вода, происходит ультразвуковое действие. Ультразвуковая очистка позволяет глубоко очистить все участки предмета.
• Глубокая очистка нескольких предметов одновременно. Мы все знаем, насколько проще пользоваться посудомоечной машиной, чем мыть вручную каждую посуду и столовые приборы. Приблизительно так же несколько инструментов или оборудования можно очистить вместе в ультразвуковой ванне. В отличие от посудомоечной машины ультразвуковые ванны способствуют тому, чтобы детали со щелями, впадинами и глухими отверстиями очищались так же, как и легкодоступные поверхности.
• Уверенность, что каждая уборка эффективна, независимо от того, кто ее выполняет. Ультразвуковые ванны можно запрограммировать таким образом, чтобы одним нажатием кнопки каждая очистка была такой же, как и предыдущая. Как бы мы ни старались, просто невозможно каждый раз повторять тщательную мойку вручную. Это еще больше проблема, если вы полагаетесь на разных сотрудников для выполнения задания.
• Экономия времени на очистку и возможность уборки других помещений вашего заведения. Новые правила означают, что если у вас есть клиенты на месте, вам нужно будет убирать между визитами. Это занимает много времени и может ограничить вашу прибыльность в течение дня. Вам не нужно наблюдать, как ультразвуковая ванна выполняет свою работу, вы можете оставить мелкие предметы для очистки, пока занимаетесь дезинфекцией поверхностей и других крупных предметов, экономя время и деньги.

Зачем нужны ультразвуковые ванны?

Ультразвуковые ванны постепенно стали приняты как альтернативный метод очистки во многих отраслях промышленности. Их типичные сферы применения включают медицинскую отрасль, стоматологию, производство электроники, пластмасс, обработку металла и изготовление деталей. Рассмотрим некоторые преимущества использования ультразвуковых очистных машин.

• Прекрасно подходит для очистки деликатных предметов. Ультразвуковая очистка не влияет на физические и химические свойства очищаемой детали в отличии от использования традиционных методов очистки, таких как щетка, полировка, чистка, чистка водной струей или распылением. Кроме отложений и мусора, механические и химические инструменты могут удалить некоторый поверхностный материал из очищаемой части. Это может повлечь за собой дефекты на поверхности, царапины, коррозию и изменение цвета. Ультразвуковые ванны идеально подходят для очистки деликатных и чувствительных предметов (ювелирных изделий, стоматологического и хирургического оборудования, микроэлектроники и сложных деталей машин).
• Точное и равномерное очищение. Ультразвуковые ванны работают, применяя вибрацию по всей очистной среде. Таким образом все влажные поверхности будут очищены с одинаковой скоростью. Это помогает предотвратить чрезмерную очистку определенного участка, что может привести к повреждению детали. Кроме того, надлежащим образом увлажнив деталь, вы достигаете и тщательно очищаете даже труднодоступные места, такие как щели и полости.
• Быстрая и тщательная очистка. Ультразвуковые очистители быстрые и эффективные. Обычное время очищения составляет всего от 3 до 15 минут, даже для самых деликатных частей. Очистка занимает в основном один цикл. Больше циклов обычно не требуется для повышения эффективности очищения.
• Эффективное очищение загрязнений. Ультразвуковая система не ограничивается удалением грязи, но и других нежелательных материалов. Примерами этого являются минеральные отложения, ржавчина, масло и смазка, карбонизированный материал, остатки пластика и эластичности, пигменты, плесень и белки. Это делает ультразвуковые очистители частью универсального очистного оборудования. Устранение разного мусора легко достичь путем регулирования параметров устройства и использования соответствующего раствора для очистки.
• Относительно высокая энергоэффективность. По сравнению с другими методами механической очистки процесс ультразвуковой очистки потребляет меньше энергии. Другие методы используют двигатели, насосы и компрессоры, потребляющие много энергии, превращая лишь небольшое ее количество в фактическое действие очистки. Кроме того, ультразвуковая очистка может легко превратить электрическую энергию в вибрацию.
• Занимает минимум места на рабочем столе. Ультразвуковая ванны имеет компактную конструкцию и занимает мало места. Нужен резервуар для ванны для очистки и детали. Другое оборудование и аксессуары не требуются. В некоторых установках другой резервуар используется для промывания раствора. Это полностью отличается от других методов очистки, таких как химическая очистка, использующая несколько химических ванн или разбрызгивание воды, и очистка сжатым воздухом, использующим насосы и компрессоры для создания давления в очистной среде.
• Простота эксплуатации. Элементы управления ультразвуковыми очистителями в основном цифровые, а некоторые даже автоматические. Большинство настольных приборов требует от пользователя только ввода времени очистки. Промышленные и производственные ультразвуковые очистители могут изменять такие параметры как температура, плотность мощности, амплитуда волны и частота. После установки рабочих параметров оператору нужно только погрузить деталь в резервуар и дать устройству выполнить свою работу. Обычно после этого производится полоскание. Этот простой процесс отличается от других методов, требующих оператора в течение всего процесса очистки.

Как работает ультразвуковая ванна?

Ультразвуковая ванна – это прибор для очищения, который использует механические вибрации что бы создать звуковые волны в жидкости, которые приводят к микроскопическим вспышкам пузырьков, образуя вакуумное действие, которое удаляет загрязнения, этот процесс, известный как кавитация. Совмещение кавитации, звукового орошения и моющего средства обеспечивают высокоэффективную систему очищения деликатных и чувствительных предметов и объектов. Эффект сжатия и преломления очистной среды, когда небольшие вибрации распространяются на ультразвуковых частотах.

Высокая эффективность процесса очистки напрямую зависит от конструкции ультразвуковой ванны, ее частоты и мощности, которые являются основными факторами при выборе ультразвукового очистителя.

Кавитация — это физическое явление, которое возникает, когда колебания областей высокого давления колеблются в течение коротких периодов. В ультразвуковой моечной машине колебание давления создается путем передачи волны в моющий раствор на очень высокой частоте. Образуются крошечные пузыри или мгновенно взрывающиеся пустоты. Взрывы создают небольшие, но мощные ударные волны. Эти ударные волны невидимы невооруженным глазом, но на микроскопическом уровне они удаляют мусор с очищаемой части.

В другом промышленном оборудовании кавитация считается серьезным разрушительным событием, которое может повредить металлические части, такие как рабочие колеса насосов и корпуса. Вот почему при использовании очистных установок необходимо тщательно контролировать параметры процесса очистки. Создание сильной кавитации может повредить очищаемую деталь.

Ультразвуковой очиститель состоит из генератора, преобразователя и бака. Ультразвуковой генератор является основным компонентом, ответственным за получение электрической энергии от сети и превращение ее в электрический сигнал. Этот сигнал колеблется на заданной частоте процесса.

Вторая часть — ультразвуковой преобразователь, превращающий электрический сигнал в механические колебания. Это достигается либо из-за обратного пьезоэлектрического эффекта, либо из-за явления магнитострикции.

Магнитный преобразователь – это форма механического преобразователя, основанная на идее, что черные металлы расширяются и сжимаются в магнитном поле. Расширение и сужение заставляет емкость ультразвукового очистителя резонировать и генерировать ультразвуковые механические волны в эллиптическом движении.

Пьезоэлектрические преобразователи обладают кристаллами с электрическими свойствами. Когда электричество проходит через кристаллы, они изменяют форму и создают линейные колебания. Пьезоэлектрические преобразователи используются в основном в Европе и Азии.

Тип преобразователя является ключевым фактором ультразвукового процесса. Первоначально металлические преобразователи использовались для создания механических колебаний. Они создавали более агрессивные вибрации и портили инструменты. Современные ультразвуковые очистители используют керамические преобразователи, которые являются более мягкими и эффективными.

Последняя основная часть – резервуар ультразвукового очистителя. Резервуар используют для хранения раствора и очищения предметов. Здесь также монтируются преобразователи. Большое количество резервуаров изготовлены из коррозионностойких материалов, таких как нержавеющая сталь. Также резервуары могут изготовляться из других материалов, таких как пластмасса и керамика. Резервуары отличаются по размеру в соответствии с количеством галлонов растворителя, которые они могут содержать, и рассчитаны на долгий срок службы и имеют высокую прочность.

Другие компоненты ультразвуковых очистителей включают нагреватель и сетчатую корзину. Нагреватель используют для контроля температурных показателей растворов. Процесс кавитации зависит от давления испарения раствора, следовательно, от температуры. Точный контроль показателей температуры влияет на качество очищения детали.

Сетчатая корзина удерживает деталь на месте, когда она погружена. Большинство настроек не позволяют деталям прикасаться к дну или бокам резервуара, так как это может повлиять на качество вибрации, направляемой на очистной раствор.

Где используются ультразвуковые ванны?

Ультразвуковая ванна работает по принципу звуковых волн. Посредством ряда преобразователей звуковые волны вводятся в жидкую среду. Эти звуковые волны, проходя через редкую среду, создают кавитацию из-за сжатия и разрежения образовавшихся пузырей. Образовавшиеся микроскопические пузырьки невозможно увидеть невооруженным глазом, поскольку они очень мелкие и существуют только частицы секунды. Внутри пузырька присутствует частичный вакуум, и когда давление вокруг пузырька увеличивается, жидкость проникает внутрь, и пузырь быстро разрывается. Струя жидкости, которая образуется при сворачивании пузырьков, движется с чрезвычайно высокой скоростью. Температура может достигать больших характеристик. Сочетание высокой температуры и скорости струи обеспечивает очень интенсивную очистку в концентрированной зоне. Сжатие и разрежение пузырей за очень короткое время приводит к тому, что жидкость быстро поглощает тепло и область быстро охлаждается.

Сначала нужно определить потребность в очищении, а затем – необходимый уровень чистоты. Есть много тестов, которые можно провести для измерения чистоты, таких как подсчет частиц, тест на адгезию и многое другое.

Существует несколько основных факторов, влияющих на ультразвуковую очистку:

1. Время. Время, необходимое для очистки предметов, зависит от того, насколько они загрязнены и насколько их необходимо очистить. Среднее время уборки составит от 2 до 10 минут. Ультразвуковая очистка не является быстрым процессом погружения. Для некоторых инструментов может потребоваться предварительная очистка, чтобы подготовить их к окончательной очистке. Другие несколько применений могут потребовать более одного этапа ультразвуковой очистки для завершения необходимой очистки. Химические вещества для очистки можно удалить с помощью ультразвуковой промывки.
2. Температура/химический состав. Оптимальная температура ультразвукового очищения в водном растворе составляет от 80 до 140 °C. Высокая температура необходима для растворов с высоким pH, чтобы усилить синергический эффект химического раствора. Химические факторы, которые учитываются для эффективной водной ультразвуковой очистки:
   • Вода – жесткая, мягкая или дистиллированная.
   • Уровень pH.
   • Поверхностно-активные вещества, увлажнители, диспергаторы, эмульгаторы, омыватели.
   • Дополнительные ингредиенты, ингибиторы, буферные агенты.
3. Близость конструкции преобразователя/детали. Общая процедура ультразвуковой очистки состоит в том, чтобы поместить детали внутрь корзины, а затем провести ультразвуковую мойку, промывку распылением, промывку погружением и сушку. Иногда корзины могут маскировать или затенять излучающую поверхность ультразвуковых преобразователей. Исходя из применения, преобразователи разработаны разным способом. Некоторые установлены снизу, а некоторые по бокам. Автоматизированные системы должны учесть расположение преобразователей, чтобы обеспечить равномерность очистки.
4. Исходная частота ультразвука. Чем выше частота, тем ниже образуется кавитация. Более высокие частоты используются для деликатного оборудования. Для общего применения базовой частотой является 40 кГц. Более низкие частоты используются для больших металлических предметов, поскольку большие массы поглощают большее количество ультразвуковой очистной мощности.
5. Количество ватт на галлон. Как правило, меньшие детали требуют больше ватт на галлон для достижения желаемого уровня чистоты. Существует нечто известное как «феномен большого резервуара», утверждающий, что существует обратная зависимость между плотностью мощности и объемом жидкости в резервуаре. Для 6 – 30 галлонов требуется 60 – 85 Вт на галлон. Подобным образом для 50 – 100 галлонов требуется примерно 25 – 35 Вт на галлон.
6. Загрузка – объем (конфигурация) очищаемой детали. Основным критерием при погрузке является то, что вес груза должен составлять половину веса объема воды. Это связано с тем, что большая масса не позволит провести внутреннюю очистку. Необходимо учитывать даже форму и плотность деталей. Также хорошо, если вы можете использовать 2 меньших загрузки вместо одной большей загрузки.

Ультразвуковые ванны широко применяются:

• Лаборатории – для удаления крови, белка, загрязнения.
• Промышленность – глубокая очистка для удаления грязи, воска, масла из частей легкой промышленности и всех видов, таких как сталь, легкие и цветные металлы, пластик и стекло.

Электроника – безопасная и непоколебимая очистка самых деликатных частей. Удаляет флюсы и загрязнения с печатных плат, SMD, кристаллов кварца, конденсаторов и т.д.

Кроме очистки – ультразвуковые ванны чрезвычайно универсальны и могут использоваться для отделения клеток, лизиса, смешивания, эмульгирования, подготовки образцов, дегазации жидкостей.

3D-печать – ультразвуковая ванна, идеальный способ удаления опорного материала из деталей, напечатанных с помощью 3D-печати, для моделирования наплавленным осаждением, сокращение времени после обработки и процесс прототипирования.