Принцип стирки УСУ Чистюля

Промышленное использование ультразвука (У/З) для очистки деталей было начато в тридцатые годы 20 века. Первоначально в этих целях использовались магнитострикционные преобразователи. Они отличались малым коэффициентом полезного действия (КПД), значительными габаритами и высоким энергопотреблением, что не позволяло создавать на их базе какие либо устройства для реального использования в быту. Впоследствии в связи с бурным развитием ультразвуковых технологий очистки, пайки, сварки, резки научились синтезировать достаточно надежные, влагостойкие и термостабильные пьезоматериалы с высокими КПД, но лишь в конце века появилась возможность для применения этих уникальных материалов в быту.

Ультразвуковая стиральная машина (УЗСМ) того времени представляла собой У/З излучатель, погружаемый в воду и соединный кабелем с У/З генератором, выполненным чаще всего в виде блокавилки, вставляемого в розетку. Основой У/З излучателя служит пьезокерамическая шайба или диск, залитые компаундом, имеющие два электрода, к которым подводится переменное, высоковольтное напряжение с генератора, под воздействием которого пьезоэлемент (П/Э) начинает сжиматься и расширяться. У П/Э, как и у любой механической системы, имеется ряд резонансных частот. При совпадении частоты электрических колебаний генератора с частотой резонанса П/Э происходит резкое увеличение амплитуды колебаний. Эти механические колебания через слой защитной заливки компаунда передаются в воду, являющуюся практически несжимаемой средой – проводником У/З. У/З, распространяясь в жидкости, создает зоны повышенного и пониженного давления, с разницей в сотни атмосфер, что приводит к локальному вскипанию воды и образованию микропузырей. В одном кубическом сантиметре жидкости возникает до 1*106 единиц микрокаверн (микропузырьков), невидимых невооруженным взглядом. Схлопываясь, микрокаверны создают локальные микровзрывы с перепадами давления до 1*103 МПА, этот процесс называется кавитацией в жидкости.

В процессе стирки происходит следующее физико-химическое явление в моющем растворе:

1. При облучении раствора интенсивным ультразвуковым излучением появляются зоны повышенного и пониженного давления.
2. В зонах повышенного давления создаются кавитационные каверны (микропузырьки, невидимые невооруженным человеческим глазом) которые заполняют объем внутри волокон стираемой ткани.
3. В зонах пониженного давления происходит интенсивное схлопывание микрокаверн, что аналогично образованию миллионов микровзрывов, приводящим к выбиванию частиц загрязнений из объема ткани в водный раствор и помогающим моющим веществам проникать внутрь ткани. Далее работает сам стиральный порошок, не позволяя грязевым частицам садиться обратно на очищенную поверхность стираемого изделия.
4. При кавитационных процессах в жидкостях происходит интенсивное образование производной кислорода атомарного озона. Озон является мощнейшим окислителем, производящим практически 100% обеззараживание жидкости.
5. Как следствие кавитационных процессов происходит полная дегазация среды, т.е. из жидкости удаляется весь несвязанный хлор и др. газы. Белье приобретает запах «грозовой свежести», свойственный озону.