Общие требования к ультразвуковым аппаратам
3. Малое предприятие, мелкосерийное аптечное производство, лабораторные исследования, индивидуальный потребитель в домашнем и сельском хозяйстве нуждаются в УЗ многофункциональном технологическом аппарате, способном реализовать не только перечисленные выше, но и многие другие функции, в специализированном технологическом объеме емкостью от 300 до 1000 мл. Этот аппарат должен характеризоваться высокой надежностью и обеспечивать длительную эксплуатацию, Для удобства эксплуатации аппарат должен комплектоваться встроенным таймером, устанавливающим необходимое время проводимых технологических процессов. Применяемый в этом случае аппарат должен обеспечивать автоматическое поддержание оптимальных режимов работы, а в случае использования его для обработки как жидких так и твердых материалов иметь сменные рабочие инструменты для осуществления различных операций.
Потребности мелкосерийных производств, фермерских хозяйств и т.п могут быть удовлетворены УЗ аппаратом обеспечивающим одновременную обработку жидких сред объемом от 500 мл до 3000 мл. В этом случае аппарат должен обеспечивать высокую эффективность всех рассматриваемых далее технологических процессов при непрерывной эксплуатации в течение рабочего дня. Приведенная классификация требований потребителей УЗ технологий является одновременно классификацией необходимых современному потребителю многофункциональных УЗ аппаратов.
Дальнейшее расширение областей использования УЗ многофункциональных аппаратов (например, для крупных, серийных производств) требует значительного увеличения мощностных характеристик, усложнения схемных решений. Применение многофункциональных аппаратов в этих случаях становится не выгодным.
Если потребитель в крупном серийном производстве использует УЗ технологический аппарат для реализации конкретной технологической задачи (т.е. ускорения конкретного технологического процесса), то его потребности должны удовлетворяться применением специализированного аппарата. Специализация аппаратов позволяет, с одной стороны, обеспечить максимальную эффективность конкретного реализуемого процесса, устранить нежелательные побочные явления, а с другой стороны, устранить необходимые в многофункциональном аппарате перестраиваемые внутренние и внешние элементы, устранить универсальность колебательных систем и рабочих инструментов. Кроме того, специализации УЗ аппаратов позволяет значительно упростить их конструкцию и снизить стоимость.
Индивидуальный потребитель и малые производства не могут позволить использования нескольких специализированных аппаратов для решения различных задач и поэтому их потребности должны быть удовлетворены универсальными аппаратами, способными реализовать большое число технологических операций.
Поскольку все перечисленные выше УЗ аппараты предназначены для реализации одних и тех же функций (процессов) в различных объемах и различных условиях, то очевидно, что они должны обеспечивать одинаковую эффективность реализуемых с помощью ультразвука процессов.
Для обеспечения одинаковой эффективности технологических процессов в различных объемах необходимо обеспечить приблизительно равную объемную плотность энергии ультразвуковых колебаний, вводимых в обрабатываемые среды. Рассмотрим, каким образом это может быть обеспечено.
Ранее было показано, что оптимальный диаметр рабочего инструмента ультразвуковой колебательной системы должен быть не менее 1 и не более 3 см. Поэтому для первых двух УЗ многофункциональных аппаратов могут быть использованы рабочие инструменты диаметром 1 см, для третьего аппарата - рабочий инструмент диаметром 2 см, а для четвертого из приведенных УЗ аппаратов - рабочий инструмент диаметром 3 см.