Hielscher Cascatrode – Ακροδέκτης κατεργασίας με υπερήχους μεγάλης επιφάνειας

Τα Hielscher Cascatrodes™ είναι ηχοτρόδια ειδικού σχεδιασμού (ακροδέκτες υπερήχων) για αποτελεσματική κατεργασία με υπερήχους σε αυξημένα επίπεδα ισχύος υπερήχων και χαμηλές ή μέτριες εντάσεις κατεργασίας με υπερήχους – συνήθως κάτω από 60W/cm² και με πλάτος ταλάντωσης κάτω από 60 μικρόμετρα.

Η Hielscher ανέπτυξε το Cascatrode™ για εφαρμογές βιομηχανικής επεξεργασίας. Τα Cascatrodes™ διατίθενται για όλους τους βιομηχανικούς επεξεργαστές υπερήχων – από τους UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) και UIP2000hdT (2kW) έως την ισχυρότερη συσκευή υπερήχων στον κόσμο, τον UIP16000 (16kW).

Όταν αναπτύσσετε ή δοκιμάζετε νέες διεργασίες κατεργασίας με υπερήχους, όπως: γαλακτωματοποίηση, διασπορά, ομογενοποίηση, κυτταρική διάρρηξη και εκχύλιση, αποσυσσωμάτωση, ή απαέρωση θα διαπιστώσετε ότι συγκεκριμένες παράμετροι κατεργασίας με υπερήχους αποδίδουν καλύτερα στη συγκεκριμένη διεργασία από άλλες.

Χωρίς να αλλάξετε την ισχύ εξόδου, μπορείτε να μεταβάλετε την ένταση της κατεργασίας με υπερήχους: είτε συγκεντρώνοντας την ισχύ εξόδου σε μικρή επιφάνεια με υψηλή ένταση (υψηλά W/cm²) είτε μεταφέροντας την ισχύ στο μέσο μέσω μεγάλης επιφάνειας με χαμηλότερες εντάσεις (χαμηλά W/cm²). Η ένταση αυξάνεται όσο αυξάνεται το πλάτος ταλάντωσης κατά την κατεργασία με υπερήχους, η πίεση του υγρού ή το ιξώδες και μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Αφού καθορίσετε τη βέλτιστη διαμόρφωση παραμέτρων για τη διεργασία σας, θα χρειαστεί να διατηρήσετε αυτή τη διαμόρφωση σταθερή κατά την αύξηση της κλίμακας. Κατά την αύξηση της κλίμακας, δεν πρέπει να αλλάζετε το πλάτος ταλάντωσης και την πίεση της κατεργασίας με υπερήχους. Με αυτόν τον τρόπο, διατηρείτε την ένταση της κατεργασίας με υπερήχους – δηλαδή την ισχύ εξόδου των υπερήχων ανά μονάδα επιφάνειας (Watts/cm²) – σταθερή. Ως λογικό επακόλουθο, χρειάζεστε μεγαλύτερη επιφάνεια ηχοτροδίου για να μεταφέρετε περισσότερη ισχύ σε δεδομένη επιφανειακή ένταση – πρόκειται για γραμμική συσχέτιση.

Η Hielscher προσφέρει μια ευρεία γκάμα ηχοτροδίων (=ακροδεκτών κατεργασίας με υπερήχους) για τις συσκευές υπερήχων της. Συνήθως, τα ηχοτρόδια διαφέρουν ως προς τη διάμετρο του άκρου ώστε να παρέχουν διαφορετικά εμβαδά επιφάνειας άκρου. Οι κατακόρυφες επιφάνειες ενός ηχοτροδίου έχουν γενικά αμελητέα συμβολή στη μετάδοση ισχύος, καθώς το πλάτος της ταλάντωσής τους προς το υγρό μέσο είναι πολύ χαμηλό. Ο σχεδιασμός του Cascatrode™ διαφέρει, καθώς προσθέτει οριζόντιες επιφάνειες σε σχήμα δακτυλίου στην επιφάνεια του άκρου. Κάθε δακτύλιος τοποθετείται σε ένα από τα σημεία μέγιστου πλάτους ταλάντωσης του ηχοτροδίου. Με αυτούς τους δακτυλίους, η δονούμενη επιφάνεια που μεταφέρει τους υπερήχους στο προς κατεργασία μέσο μπορεί να αυξηθεί σημαντικά – επιτρέποντας τη μεταφορά υψηλότερης ισχύος υπερήχων στο υγρό σε δεδομένη επιφανειακή ένταση. Το Cascatrode™ καθιστά δυνατή τη μετάδοση υψηλής ισχύος υπερήχων με υψηλά πλάτη ταλάντωσης στο υπό επεξεργασία μέσο.

Τα Hielscher Cascatrodes™ διατίθενται σε διάφορα μήκη και διαμέτρους και με διάφορους αριθμούς δακτυλίων – σχεδιασμένα ώστε να ανταποκρίνονται στην ένταση της διεργασίας και στη συγκεκριμένη εφαρμογή υπερήχων. Καθώς χρησιμοποιούνται για διεργασίες υψηλής ισχύος και μεγάλου όγκου, τα Cascatrodes™ εγκαθίστανται κυρίως σε συστήματα συνεχούς διέλευσης. Μπορούν να προσαρμοστούν σε αντιδραστήρες κυψελίδας ροής που επιτρέπουν αποδοτική επεξεργασία εντός γραμμής σε βιομηχανική κλίμακα.