世界上第臺超聲波清洗機誕生于1 9 51 年, 當時只用于清洗表面復雜的機器零部件。隨著電子工業的振興, 超聲波清洗也發展起來, 逐步進入電子元件、精密機械、硅片、磁頭、軸承、發動機、液壓、光學等元件的清洗領城。那么, 能不能借助超聲波清洗衣物呢?請看下面的文章。
超聲波清洗工作主要由位于清洗件表面或附近的空化氣沫來完成的。這種“ 超聲空化” 效應所產生微波流的洗刷作用, 以及在固體和液體界面所產生高速微射流的沖擊作用是超聲波清洗的主要作用機理。這種超聲滴洗可在清洗件表面提供種溶解機制, 使沾染物溶解, 有助于水溶液中的油脂乳化, 在污染層與工件表面之間的空化氣泡可以使污層脫落;或將污物擊碎而將其剝落。
超聲波清洗的物理機制歸結為聲空化、沖擊波、微聲流以及清洗液超聲振動本身的效應, 主要表現在:
(l) 存在于液體中的微氣沫(空化核)在聲場的作用下振動, 當聲壓達到定值時, 氣沫將迅速變大, 然后突然閉合, 在氣泡閉合時產生的沖擊水波能在其周圍瞬間產生上千個大氣壓的壓力, 以此破壞不溶性污物而使它們分散在清洗液中。
(2 )燕汽型空化對污物層的直接反復沖擊, 方面破壞污物與清洗件表面的吸附; 另方面也會引起污物層的疲勞破壞而與浦洗件表面脫離。
(3 )氣體型氣泡的振動對固體表面進行擦洗,污物旦有縫晾, 氣泡就可以“ 鉆入” 裂縫中振動, 使污層脫落。
(4 )對于有油污包裹的固體粒子, 由于超聲空化的作用, 兩種液體在界面迅速分散而乳化, 固體粒子即脫落。
超聲波清洗能否民用? 世界上些大的清洗公司直在探索研究, 行動早的是日本三洋公司和德西門子公司。九十年代初三洋電工曾推出款套桶全自動的“ 超聲波洗衣機” , 但直沒有在市場上得到推廣。其原因是價格高, 另原因就是超聲波空化作用在水中產生“ 爆裂” 氣泡伴隨產生出尖銳的空化噪音。隨著超聲制造技術的提高, 制造成本下降, 使該項技術的應用推廣成為可能; 與套桶洗衣機的開放式結構相比, 滾筒洗衣機
的密封性較好, 在超聲應用時可有效避免超聲噪聲的傳導。
實驗結果表明:
(l) 使用超聲波
, 洗凈率均比無超聲波時有較大提高,
(2 )超聲波洗衣機更適合用低泡洗衣粉。
實驗方式為利用貓結了超聲波換能器的不銹鋼臉盆模擬洗衣機外筒, 利用隔板模擬洗衣機內筒(材料為普通不銹鋼內筒材料和塑料小桶兩種)
, 利用排水泵造成的循環水模擬洗衣機內筒旋轉造成的水流。
三組實驗在同超聲波發生容器中進行, 每次實驗水位、洗衣粉用量、洗滌時間、水的循環速度均相同, 但普通不銹鋼內筒材料由于取料較小, 僅攫蓋了容器底部的大部分面積, 而塑料小桶則對容器底部及側面五個方位都有阻隔作用。若實驗條件相同. 塑料小桶組與不銹鋼材料隔板實驗數據的比率會再有提高。
綜合上述四類實驗條件, 與標準工況洗衣機洗凈度的對比, 我們得出下列結論:
(I) 若實驗條件相同, 塑料內筒比不銹鋼材料內筒的洗凈率會有定提高;
(2 )水位的高低對洗凈率的影響較大, 高水位可以使超聲波在衣物的洗凈方面發揮出更大的效果; 以水作為超聲波的工作介質對超聲波的傳導效果比空氣好。
(3 )加超聲波不加洗衣粉比不加超聲波加洗衣粉(即普通洗衣機工作情況)時洗凈率也有提高, 同時加超聲波和洗衣粉時效果反而不好, 可能是因為洗衣粉在水中產生泡沫影響超聲波發生器震蕩時的空化作用。
(4 ) 只用超聲波不用洗衣粉, 其洗凈率為所有情況中好的, 同時, 洗衣過程可減少漂洗次數,從而用水量減少、耗電量小、減少洗滌時間達到節能
、節水的目的。
另外, 超聲波還可有效防止內筒外壁和外桶內壁污物附著和加熱器水垢的產生,杜絕洗衣過程中二次污染。
