Progettazione e costruzione

Tecnica costruttiva e potenza degli ultrasuoni.

Cavitazione e vibrazione meccanico molecolare ultrasonica

Lavatrici a ultrasuoni di taglia piccola e media per la pulitura di: argenterie, oreficerie, orologi, vetrini e fialette di laboratorio, portaimpronta - bisturi - sondini - pinze - frese e punte del dentista, estrattori e scavatori in chirurgia, osteosintesi in ortopedia, attrezzature e impianti endossei in odontoiatria e paradontologia, ganci per ortodonzia, stampi per iniezione plastica, stampi per compressione gomma ed elastomeri, ingranaggi, utensili e attrezzi di lavorazione a controllo numerico, componenti elettronici saldati su schede madri e schede di controllo elettricoGli ultrasuoni non sono creati da semplici apparecchi elettrici e non nascono direttamente da un generatore elettronico. Il generatore di ultrasuoni genera in realta l'alta frequenza elettrica alternata (a 25000, 45000, 350000 hertz, ad esempio) e la invia ai trasduttori che trasducono, cioè trasformano la forma di energia.

I trasduttori, vibrando e cambiando dimensione, trasformano l'energia elettronica del generatore in onde alternate meccaniche sinusoidali pulsanti e amplificate. Queste onde soniche sono spostamenti velocissimi di materia e si chiamano ultrasuoni perchè vibrano alle frequenze acustiche tra i 18000 Hertz sino a 10 milioni di hertz sopra la soglia udibile umana. Sono onde soniche che vibrano da 18.000 volte al secondo a 10 milioni di volte al secondo, velocità di pulsazione difficili da immaginare e impossibili da percepire per l'essere umano..

La potenza degli ultrasuoni non è calcolata dalla formula P= V x I che definisce solo la potenza assorbita da un circuito elettrico in corrente continua (CC in italiano e DC in inglese) perchè i generatori di ultrasuoni sono trasformatori e amplificatori di energia, e sono convertitori statici di onde alternate sinusoidali, funzionanti in corrente alternata monofase e trifase (CA in italiano - AC in inglese).

La Legge di Ohm non è applicabile ai circuiti dedicati al lavaggio ultrasonoro, e infatti essa non risulta valida per cicruiti a transitors, SCR e diodi veloci, moduli IGBT, ecc.

I circuiti elettronici con questi componenti elettronici seguono leggi delle fisica elettrica differenti dalle leggi postulate da Ohm, noto studioso delle leggi delle reti elettriche (maglie e nodi elettrici circuitali). La potenza assorbita dai generatori analogico digital e digital inox pulse multifrequenza di ULTRASUONI IE è espressa dalla formula P= 1,72 x V x I x cosfì, la tensione V e la corrente alternata di ingresso I sono moltiplicate al coseno angolare di sfasatura alternata (cosfì).

La Potenza reale assorbita Pa da un generatore non è parametro valido per definire la potenza effettiva pulente PeP di un sistema di lavaggio a onda sonica, e far credere che il concetto di potenza assorbita significhi sicura qualità funzionale di un generatore è una mera azione pubblicitaria alquanto superficiale, usata a volte da chi assembla parti elettroniche con una conoscenza eempirica delle tecnologie ultrasoniche.

Per esempio, un generatore progettato male, potrebbe far rilevare una grande potenza assorbita ma darne molto poca in uscita. Sarebbe come uno scaldino e dissiperebbe aria calda per surriscaldamento. Uguale concetto per i trasduttori piezo e magnetostrittivi che, se male assemblati o progettati in modo improvvisato, potrebbero perdere moltissima potenza utile trasformandone solo una minima parte in vibrazione.
L'insieme di generatore che assorbe e non fornisce in uscita potenza e di trasduttori progettati in modo approssimativo che vibrano male darebbe una doppia perdita di potenza, rendendo debole il lavaggio in vasca anche se apparentemente c'è il consumo di potenza nominale dichiarato in targhetta macchina dal costruttore.
Più il sistema scalda e ha circuiti obsoleti (che voi non potete vedere dall'esterno) e maggiore sarà la perdita di lavaggio, tempo ed efficacia della macchina di lavaggio. Per quanto incredibile da molti anni vediamo sistemi che sono fatti con questi concetti.

Per definire il valore della Potenza Effettiva Pulente si considera l'effettiva potenza pulente totale della macchina ultrasonora, che comprende diversi calcoli tecnici e valutazioni scientifiche.

A questi dati primari sono da aggiungere ulteriori parametri elettrotecnici e formule matematiche, tra cui integrate e derivate Booleane.

Quindi la reale potenza di una macchina di lavaggio e di un gruppo ultrasonoro progettato per lavare pezzi e particolari meccanici è da calcolare con formule della matematica superiore complessa, calcoli scientifici con formule che sono da abbinare a risultati e test dal vero in laboratori attrezzati.

Nel settore del lavaggio empirismo e superficialità devono essere tralasciati, perchè sono fattori negativi che tendono a sviare il raggiungimento degli obbiettivi:

- qualificante e personalizzata pulitura dei prodotti finiti

- rapido e sicuro sgrassaggio

- migliore efficienza nei reparti

- ecologia e risparmio sui costi

- costi azzerati di manutenzione

- costi e consumi orari ridotti oltre il 50% rispetto a sistemi tradizionalii

Cavitazione e vibrazione molecolare alle alte frequenze.

lavatrici con generatori ultrasonori digitali Introduciamo brevemente i concetti di cavitazione e di vibrazione molecolare che sono alla base della pulizia di oggetti nei liquidi per effetto dell'ultrasuono.

La cavitazione è una compressione ed espansione fisica, conosciuta da molti anni in idraulica, e riguarda il fatto che gli ultrasuoni emessi dai trasduttori comprimono e poi espandono i fluidi. Le molecole del liquido detergente del bagno di pulitura cambiano dimensione, tale fenomeno crea bolle di pressione positiva e negativa che esplodendo e implodendo rilasciano una grande energia di impatto che distacca lo sporco con micropressioni localizzate di 1300 BAR.

La vibrazione e la pulitura meccanico molecolare è invece un effetto specifico, associabile ai fenomeni delle onde e delle variazioni di quiete degli elettroni, degli atomi, dei neutrini e di tutte le particelle elementari della materia. Si tratta di un fenomeno da noi osservato in laboratorio nel 1989.

Il fenomeno della vibrazione meccanico molecolare è intimamente correlato alla vibrazione, piezoelettrica e magnetostrittiva, dei trasduttori, esso è controllabile nello stato degli elettroni che compongono il liquido i quali sono eccitati a muoversi molto velocemente, alle frequenze loro imposte, sprigionando grandi energie locali in ogni punto del liquido e delle superfici immerse nella vasca interna del pulitore.

Ricercatori scientifici nelle applicazioni ultra acustiche

Impianti di lavaggio a acqua e detergentePer primi abbiamo pubblicato ufficialmente testi citando questo comportamento delle particelle subatomiche sottoposte a energia sonica su riviste tecniche specializzate, nella finitura dei metalli, nelle lavorazioni di elastomeri, termoindurenti, leghe leggere.

La nostra azienda ha costruito nel 1992 il primo trapano ultrasonico funzionante con un moderno sistema elettroacustico alternativo al classico trapano magnetostrittivo francese. Abbiamo collaborato con enti e poli universitari nello studio dei fenomeni di energie elettriche e ultrasoniche sottovuoto.

Lavaggio industriale
© ULTRASUONI INDUSTRIAL ENGINEERING S.A.S.