На главную

Устройства ультразвуковой

очистки УУЗ-2мк2 (керамика)

Устройство ультразвуковой очистки УУЗ-2мк (микроконтроллер)

 Ванна ультразвуковая 2,5кВт

Теория, принципы

работы

Экономическая эффективность

Резонанс,

эффект

Виллари

Способы и примеры

установки

Области возможного применения

 

  Сертификат

 

 

Контакты

 

 

Ванна ультразвуковая опытная 2,5кВт

Ванна ультразвуковая опытная объемом 120л, снабжена магнитострикционным преобразователем-излучателем ПМС2,5-18 мощностью 2,5кВт и рабочей частотой 18кГц, генератором мощностью до 3кВт, содержащим в себе микропроцессорный контроллер управления генератором и нагревом жидкости в ванне, и вспомогательными системами - нагреватель, система перекачки через фильтр и очистки рабочей жидкости, система охлаждения излучателя.

 

 

Ванна предназначена для проведения разнообразных опытов, связанных с применением мощного ультразвукового поля в больших объемах жидкости (очистка технологического оборудования, смешивание несмешиваемых жидкостей, влияние УЗ-поля на вязкость различных жидкостей и нефтесодержащих продуктов, и т.д.). Максимальный объем 120л. Ванна имеет встроенный нагреватель мощностью 3кВт, управляемый от контроллера генератора. Генератор выполнен в виде отдельного компактного легкосъемного прибора, с целью облегчения транспортировки ванны. Система охлаждения излучателя выполнена с большим запасом теплоотводимой мощности, с целью недопущения вскипания охлаждающей жидкости в излучателе при многочасовой работе на предельной мощности и температуре рабочей жидкости в ванне, близкой к кипению (75-90°С).

Контроллер-генератор ванны ультразвуковой КГВУ-2,5

Генератор - это самый сложный элемент мощной ультразвуковой ванны. В мире существует достаточно много генераторов больших УЗ-ванн аналогичной и большей мощности, но этот уникален тем, что при подобной мощности имеет столь малые размеры, имея на борту встроенный контроллер управления, блок питания двигателей  радиатора охлаждения излучателя, перекачки охлаждающей жидкости и перекачки рабочей жидкости, а также корректор коэффициента мощности (ККМ, или PFC - Power Factor Correction). Корректор в столь мощном потребителе как генератор при питании от сети 220В просто крайне необходим, для снижения нагрузки на питающую сеть, и получения максимальной мощности учитывая одновременную работу нагревателя в условиях возможностей среднестатистической питающей сети 220В. Также для уменьшения нагрузки на питающую сеть предусмотрено 2 питающих кабеля в генераторе - отдельный для генератора и отдельный для нагревателя.

Данные генератора:

Мощность - регулируемая.............................0.5-3кВт (кратковременно - 5кВт)

Частота............................................................15-25кГц

Ток подмагничивания.....................................5-30А (кратковременно 50)

Напряжение на выходе генератора................360-440В (для ПМС2,5-18 стабилизировано 420В)

Максимальный пиковый реактивный ток излучателя......35-50А (кратковременно до 150А)

Импульсный режим работы генератора:

частота управляющих импульсов..................15-120Гц

скважность управляющих импульсов.............8-92%.

Питание генератора..........................................220В (160-300В)

Максимальная потребляемая мощность:

генератор............................................................3,3кВт (коэффициент мощности cosφ=0,96)

нагреватель.........................................................3кВт

 

 

 Описание органов управления и индикаторов (слева направо, сверху вниз):

Индикатор потребляемого генератором тока от сети. Далее 5 индикаторов состояния генератора: 1 - генератор включен, 2 -нагрев включен, 3 - автоблокировка включения нагревателя в случае отсутствия рабочей жидкости, 4 - перегрев генератора, 5 - защита выхода генератора. Далее 2 ручки управления частотой и мощностью генератора. Экран контроллера генератора, индицирующий основные параметры режимов работы контроллера. Справа от экрана 2 кнопки управления пуском генератора и системы нагрева. Далее (ниже ручек управления генератором) 2 переключателя, позволяющих запускать генератор в ручном режиме в обход контроллера. Ниже экрана контроллера 6 кнопок - 3 кнопки установки температуры и 3 времени работы генератора. Далее справа переключатель режимов работы контроллера - последовательный и параллельный. Режимы отличаются тем что последовательный не позволяет одновременную работу нагревателя и генератора, т.е. включение генератора возможно после нагрева рабочей жидкости до заданной температуры, параллельный режим допускает одновременную работу нагревателя и генератора. Переключатель "отключение нагрева" принудительно отключает нагрев. Переключатель и регулятор блока "насос фильтра" включает насос, регулятор позволяет регулировать скорость подачи рабочей жидкости через фильтр. Переключатель и регулятор блока "охлаждение излучателя": переключатель позволяет выбрать режим автоматического или ручного охлаждения излучателя. В случае выбора автоматического режима система охлаждения плавно включается в работу при температуре излучателя 45°С, достигая максимальных оборотов при 65°С. В ручном режиме обороты вентилятора и насоса охлаждения регулируются вручную. Обычно используется автоматический режим охлаждения.

 

Снизу генератора расположены разъемы, предохранители, сетевые кабели. Слева направо: 4 гнезда предохранителей на 25А (2 на генератор и 2 на нагреватель), ниже 2 питающих кабеля 220В. Далее 3 одинаковых внешне разъема - разъем нагревателя, разъем температурных датчиков ванны и излучателя, разъем двигателей. Однако несмотря на внешне одинаковое исполнение, количество контактов в разъемах разное, и перепутать их невозможно. Далее справа разъем излучателя.

Контроллер генератора:

 

Контроллер предназначен для управления основными режимами работы генератора и нагревателя ванны. Существует 2 основных режима работы контроллера - последовательный и параллельный. Различие в том, что последовательный режим не допускает одновременного включения нагревателя ванны и генератора, с целью уменьшения максимальной нагрузки на питающую сеть, и включение происходит последовательно - вначале нагрев рабочей жидкости до установленной температуры, а затем автоматическое включение генератора на установленное время, после чего контроллер переходит в режим поддержания установленной температуры, ожидая пуска генератора. В момент пуска генератора нагрев отключается, дожидаясь окончания работы генератора, и т.д. Есть несколько подвидов работы этого режима, показанного в таблице логики работы контроллера ниже:

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параллельный режим - это очень просто: одна кнопка "старт-стоп" (S9) управляет включением нагревателя, т.е, одно нажатие на неё включает нагрев до заданной температуры, с поддержанием её в течение всего времени работы, повторное - отключает нагрев. То же самое с генератором: нажатие кнопки "принудительное включение-отключение" (S7) включает генератор на установленное таймером время, повторное нажатие во время работы - останавливает генератор, переводя контроллер в режим ожидания. Нагрев и работа генератора происходят параллельно и независимо друг от друга, поэтому режим и называется "параллельный".

ККМ (Корректор коэффициента мощности)

Корректор коэффициента мощности - устройство, преобразующее потребляемый ток заряда конденсаторов питания электронного устройства (нагрузки), который имеет ярко выраженный импульсный характер с пиками тока заряда конденсаторов на верхушках синусоиды питающего напряжения. Другими словами:

"...Коррекция коэффициента мощности ((англ. power factor correction) PFC) — процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам.

Технически реализуется в виде той или иной дополнительной схемы на входе устройства.

Данная процедура обязательна для импульсных источников питания мощностью в 100 и более ватт, необходимая для равномерного использования мощности фазы и исключения перегрузки нейтрального провода трёхфазной сети. Компенсация обеспечивает отсутствие всплесков тока потребления на вершине синусоиды питающего напряжения и равномерную нагрузку на силовую линию." (википедия).

Применение ККМ в генераторе жизненно необходимо по следующим причинам: первая и самая главная - радикальное снижение импульсных токов потребления в питающей сети. Данный генератор в режиме максимальной мощности потребляет ок. 3,3кВт, и если бы в данном генераторе не было ККМ, то импульсы тока в питающей сети достигали бы сотни и более сотни ампер(!!!), в зависимости от выходного сопротивления этой сети. Это приводило бы к большим падениям напряжения на проводах питающей сети во время действия этих импульсов, и соответственно к сильному падению питающего напряжения генератора. И это падение было бы существенно разным, в зависимости от выходного сопротивления питающей сети (сопротивления проводов и т.д.), т.е. о стабильности питающего напряжения никакой речи не могло быть. Также очевидно, что при таких импульсных токах обычные питающие разъемы долго не выдержат, если не сгорят сразу.

ККМ приводит форму потребления тока к синусоидальной, т.е. со стороны питающей сети нагрузка (генератор) видится как обычное пассивное устройство, нагреватель (резистор) мощностью 3,3кВт. При этом средний ток потребления 15А, максимальный 15*1,41=21,25А. Как видно, разница в порядок, что позволяет использовать генератор практически в любых сетях 220В, не заботясь о их качестве. Также ККМ стабилизирует питающее напряжение генератора, несмотря на колебания напряжения питающей сети, и позволяет нормально работать генератору при напряжениях сети от 160 до 300В, при этом выходное напряжение ККМ жестко стабилизировано, что очень положительно влияет на параметры генератора. Иными словами, без ККМ нормальная работа генератора при питании от 220В была бы во многих случаях невозможна. Также применение ККМ требуется законодательно в большинстве стран, также и в России, (...для устройств питания аппаратуры связи с марта 2001 г. Минсвязи РФ введён ОСТ 45.188-2001, в котором указано, что коэффициент мощности оборудования электропитания должен быть не менее 0,95 для устройств с коррекцией мощности), введение этого требования в Украине только вопрос времени. Поэтому этому пункту было уделено здесь особое внимание.

Примеры работы ванны

Ниже показано несколько видео-фото примеров работы ванны.

Краткое описание и включение ванны.

Опыт по разрушению листа фольги в холодной воде за 60сек.

Опыт по разрушению листа фольги в подогретой до 50С воде за 60сек.

 

Ниже фото очистки карбюратора "Озон"

        Карбюратор до очистки в УЗ-ванне              Карбюратор в ванне, работа генератора              Карбюратор после очистки

                                                                                   в течении 60мин, рабочая жидкость -

                                                                                   обычная вода, температура - 70°С