Спосіб ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь

1. Спосіб ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь, що включає введення білизни в підігрітий миючий розчин та дію ультразвукових коливань на білизну в миючому розчині з інтенсивністю випромінювання, що перевищує поріг кавітації, який відрізняється тим, що на білизну діють двома або декількома рівнями інтенсивності випромінювання ультразвукових коливань, причому інтенсивність одних випромінювань задають величиною ерозійної активності кавітаційних бульбашок, а інтенсивність інших випромінювань задають величиною інтенсивності мікротечій в миючому розчині. 2. Спосіб ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь за п. 1, який відрізняється U 2 (19) 1 3 послаблення процесу інкрустації необхідно пом'якшувати воду спеціальними хімічними речовинами, які негативно впливають на якість та міцність тканин та суттєвого підвищують собівартість технологічного процесу очищення. Відпрацьований миючий розчин, насичений хімічними миючими засобами та засобами пом'якшення води, зливають у каналізацію, забруднюючи навколишнє середовище. Якщо очищенню піддається медичний технологічний одяг та білизна медичних інфекційних лікувальних закладів, необхідно додатково витрачати кошти на знезараження як самої білизни, так і відпрацьованого миючого розчину для уникнення розповсюдження інфекцій в навколишньому середовищі. Відомий спосіб ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь, який полягає в завантаженні білизни в ємність з підігрітим миючим розчином та наступному зануренні в розчин малогабаритної ультразвукової пральної машинки для домашнього використання (Побутовий пристрій пральний ультразвуковий „УСУ-0707" „Ретона", сертифікат відповідності РФ - РОСС RU ME 41 B02829, виробництва НПО „Ретон", „Устройство стирающее ультразвуковое „Ретона". Инструкция по эксплуатации"). Недоліком вказаного способу є його дуже незначна ефективність внаслідок малої потужності. Спосіб може бути застосований тільки в малому об'ємі миючого розчину. Збільшення потужності ультразвукового резонансного приводавипромінювача неефективно, оскільки при збільшенні потужності випромінювача на поверхні випромінювання утворюється двохфазний кавітаційний прошарок, якій поглинає та розсіює ультразвукову енергію і не пропускає значну її частину в рідину. Крім того, розташування випромінювача безпосередньо в об'ємі білизни не дозволяє досягти рівня розвиненої кавітації в усьому об'ємі рідини внаслідок поглинальних властивостей тканини білизни. Тобто, при цьому способі вдається очищати білизну тільки на малій відстані від поверхні випромінювання і при малій потужності. Мікротечії, що утворюються за рахунок пульсацій та захлопування кавітаційних бульбашок незначні, що не дозволяє ефективно перемішувати миючий розчин. Рівень інтенсивності ультразвуку, що застосовується в даному способі недостатній для ефективного знезараження білизни та відпрацьованого миючого розчину. Найближчим аналогом є спосіб ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь, що реалізується в пральній машині ( патент України № 62052 А, МПК7 D06F9/00, D06F27/00, Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12), який включає введення білизни в підігрітий миючий розчин та дію випромінювання ультразвукових коливань на білизну, яка розміщена в миючому розчині, з інтенсивністю випромінювання, що перевищує поріг кавітації. Недоліком способу є використання ультразвуку з малою інтенсивністю, що забезпечує прання за рахунок кавітаційної ерозії внаслідок захлопування кавітаційних бульбашок, але інтенсивність мікротечій, що виникають при цьому, недостатня для ефективного перемішування миючого розчину. 53889 4 Крім того, такий малий рівень інтенсивності ультразвуку здатен знищити тільки деякі окремі шкідливі мікроорганізми. Недоліком також є нестабільність в часі ефекту очищення через поступову дегазацію рідини та, як наслідок, зменшення кількості зародків кавітації, в якості яких виступає нерозчинене повітря в рідині. При цьому активність кавітаційних явищ швидко згасає. В такому випадку необхідно якомога частіше змінювати усю рідину в машині. Це призводить до втрат миючого розчину і зменшує продуктивність технологічного процесу очищення. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності та якості прання білизни за рахунок утворення в миючому розчині інтенсивних кавітаційних процесів та мікротечій шляхом використання ультразвукових коливань декількох рівнів інтенсивності. Поставлена задача вирішується тим, що у способі ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь, що включає введення білизни в підігрітий миючий розчин та дію ультразвукових коливань на білизну в миючому розчині з інтенсивністю випромінювання, що перевищує поріг кавітації, новим є те, що на білизну діють двома або декількома рівнями інтенсивності випромінювання ультразвукових коливань, причому інтенсивність одних випромінювань задають максимальною ерозійною активністю кавітаційних бульбашок, а інтенсивність інших випромінювань задають максимальною інтенсивністю мікротечій в миючому розчині. Новим також є те, що мікротечії миючого розчину здійснюють утворенням довгостроково пульсуючих кавітаційних бульбашок. Новим також є те, що миючий розчин додатково насичують зародками кавітації, наприклад бульбашками повітря. Новим також є те, що над миючим розчином створюють підвищений статичний тиск. Новим також є те, що в миючий розчин додатково додають природні адсорбенти, наприклад, каолінову глину. Введення в миючий розчин ультразвукових коливань з різними суттєво відмінними рівнями кавітації забезпечує одночасне існування в миючому розчині двох кавітаційних режимів, при одному з яких інтенсивно руйнуються затверділі забруднення за рахунок ерозійної активності кавітаційних бульбашок, а при другому утворюються Інтенсивні мікротечії, які забезпечують інтенсивне розчинення та змивання м'яких та жирових забруднень. Енергія ультразвукових коливань є збудником кавітації. В полуперіодах розрідження утворюються кавітаційні бульбашки, які захлопуються в полуперіодах стиснення. При захлопуванні кавітаційних бульбашок утворюються ударні хвилі великої інтенсивності, локальні значні стрибки температури та кумулятивні струмені, які руйнують забруднення та призводять до загибелі мікроорганізмів і бактерій. Коливання бульбашок та ударні хвилі викликають утворення мікротечій, інтенсивність яких залежить від інтенсивності випромінювання ультразвукових коливань. Мікротечії на молекулярному рівні інтенсифікують хімічні 5 53889 процеси, а інтенсивні мікротечії здатні перемішувати рідину на макрорівні. В результаті спільної дії ультразвукових коливань різної інтенсивності процес очищення потребує значно меншої кількості хімічних миючих засобів і автоматично забезпечує знезараження миючого розчину та білизни за рахунок хімічного та механічного руйнування бактерій та мікроорганізмів. При цьому способі очищення білизна залишається нерухомою, а відсутність механічного перемішування білизни дозволяє уникнути механічного пошкодження тканин. Найбільш ефективно білизна очищується при максимальній ерозійній активності кавітаційних бульбашок та максимальній інтенсивності мікротечій в миючому розчині. Додатково миючий розчин постійно насичують нерозчинним повітрям, наприклад, за рахунок пропускання крізь миючий розчин бульбашок повітря. При цьому, миючий розчин насичується зародками кавітації, в результаті чого підвищується рівень кавітації та забезпечується стабільність процесу очищення. Повітряні бульбашки, піднімаючись крізь білизну, забезпечують додаткове перемішування миючого розчину та його додаткову хімічну активацію, що також підвищує ефективність процесу очищення. Створення підвищеного статичного тиску підвищує ерозійну активність кавітаційних бульбашок. Додавання природних адсорбентів, наприклад, каолінової глини, сприяє додатковій адсорбції різноманітних забруднень та, як наслідок, зменшенню хімічних миючих засобів, а також додатковому насиченню миючого розчину бульбашками повітря, які містяться в тріщинках каолінової глини. Згідно корисної моделі процес ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь відбувається наступним чином. В ємності з миючим розчином розміщують забруднену білизну. В миючий розчин за допомогою резонансних приводів-випромінювачів вводять ультразвукові коливання принаймні двох рівнів інтенсивності за умови, що вони перевищують поріг кавітації. Коливання низького рівня інтенсивності (до 10 Вт/см2) в рідині в фазі розрядження, тобто падіння тиску, із зародків кавітації утворюють кавітаційні бульбашки. Ці бульбашки роблять одно або декілька переколивань, накопичують енергію і захло Комп’ютерна верстка М. Мацело 6 пуються. В якості зародків кавітації виступають маленькі бульбашки нерозчиненого в рідині повітря. Ці зародки знаходяться в тріщинах та нерівностях металевих поверхонь, в складках білизни і т.п. При захлопуванні кавітаційних бульбашок утворюються потужні ударні хвилі і кумулятивні струмені, які руйнують тверді забруднення білизни. Мікротечії, що утворюються при коливаннях та захлопуванні вказаних бульбашок, незначні і тому мало сприяють утворенню руху миючого розчину відносно нерухомої білизни. В ультразвуковій хвилі великої інтенсивності (більше 20 Вт/см2) внаслідок значного підвищення амплітудного значення тиску кавітаційні бульбашки втрачають можливість захлопнутися після декількох коливань і починають зростати в процесі коливань до значних розмірів. Коливання великих за розмірами бульбашок призводить до виникнення інтенсивних мікротечій, які забезпечують інтенсивний рух миючого розчину відносно білизни, що призведе до змивання та розчинення м'яких забруднень. Крім того, інтенсивність ультразвуку порядку 20 Вт/см2 і вище забезпечує активне знезараження рідини за рахунок механічного, термічного та хімічного знешкодження мікроорганізмів Захлопування кавітаційних бульбашок супроводжується значним локальним підвищенням тиску та температури, що призводить до активізації процесів хімічного впливу миючого розчину на забруднення білизни. Завдяки цьому є можливість зменшити кількість хімічних миючих засобів. Застосування примусової подачі повітря, застосування природних коагулянтів та підвищеного статичного тиску сприяє підвищенню ефективності та якості кавітаційного очищення. Таким чином, запропонований спосіб ультразвукового кавітаційного очищення еластичних поверхонь забезпечує ефективне очищення без механічного перемішування і, відповідно, пошкодження білизни, забезпечує одночасну ефективну роботу усіх механізмів кавітаційного очищення і забезпечує ефективне знезараження білизни та відпрацьованого миючого розчину, який зливається, і, таким чином, убезпечує навколишнє середовище від зараження забрудненнями інфікованої медичної білизни. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601