CN101966524A - 铝合金复合板的自动清洗方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种铝合金复合板的自动清洗方法及装置，所述方法是将复合板放置于送料平台上，通过传送机构将复合板依次传送至超声波清洗区域、喷淋漂洗区域、吹风干燥区域，所述的复合板在被传送到超声波清洗区域后，通过设置的超声波清洗机构对所述复合板的两侧面进行超声波清洗，以便除去板面的污染物及一部分氧化物，在所述超声波清洗区域后端，设置有喷淋漂洗机构，清除掉清洗液和杂质，避免将清洗液带入干燥区域；所述装置包括有超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构，其特征在于所述的超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构之间设置有一条连接上述机构的传送机构，在所述传送机构上配置有供复合板放置用的送料平台；本发明较传统清洗方法节约固定资产投资约100万元，效率提高80％以上，具有极高的经济效益。

Description

铝合金复合板的自动清洗方法及装置

技术领域

本专利涉及的是一种板翅式换热器铝合金复合板的自动清洗方法及装置，属于清洗自动化技术领域。

背景技术

复合板是铝制板翅式换热器中的基本换热单元，厚度0.8～1.6mm，宽度400～1500mm，长度在8000mm以内，其清洗质量直接影响换热器的钎焊质量，进而影响换热器的使用安全性能。过去，板翅式换热器复合板的清洗采用的是传统的酸碱浸洗方法，操作需要6人协作，对于大块复合板，需要更多工人配合。清洗前，需要4位操作人员抬起复合板，将复合板小心放入一个专用的清洗架子上，操作过程需要加倍小心，避免磕碰伤。而后放入80～90℃柴油槽进行屋里去油，然后用行车吊到碱洗槽、酸洗槽及水槽中进行反复浸洗，方可达到预期的清洗效果。清洗完毕的复合板，需要进入专门的烘房里，进行循环烘透，才能进入下道部装工序。烘房的建造需要占用较大的空间，能耗也比较高。传统的清洗工艺，工人的劳动强度大，清洗质量依赖于操作人员的经验，难以保证清洗质量的稳定性。酸碱浸洗的污水需要酸碱中和沉淀，污水处理设备占用较大的场地，且一旦污水泄漏至地面，将造成永久的污染，不符合环保要求。

随着空分、天然气、石化等行业的快速发展，板翅式换热器的结构尺寸、压力等级随之大幅提高，换热器零件的清洗尤其复合板的清洗效率、效果的提高就显得迫在眉睫，同时要求符合环保要求的发展方向。使用超声波清洗工艺，选择符合环保要求的水基清洗剂就适应了现代工业进步的需要，其快速有效的清洗方式被越来越多的企业认可并使用。超声波清洗系统的工作原理是利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面并结合清洗剂的化学除油、去污作用使工件表面洁净。目前，利用超声波的空化现象，开发一种高度集成的自动化清洗设备，选取合适的水基清洗剂，替代过去人工作坊式的酸碱清洗方式，降低企业生产成本，提高劳动效率，提高环保水平，就显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够将复合板进行上下料、然后超声波清洗、并经烘干系统干燥后的高度集成为一体的铝合金复合板的自动清洗方法及装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的铝合金复合板的自动清洗方法，该方法是将复合板放置于送料平台上，通过传送机构将复合板依次传送至超声波清洗区域、喷淋漂洗区域、吹风干燥区域，所述的复合板在被传送到超声波清洗区域后，通过设置的超声波清洗机构对所述复合板的两侧面进行超声波清洗，以便除去板面的污染物及一部分氧化物，在所述超声波清洗区域后端，设置有喷淋漂洗机构，清除掉清洗液和杂质，避免将清洗液带入干燥区域。

所述的超声波清洗区域中设置的超声波清洗机构是利用高于20KHz的超音频信号，通过换能器转换成机械振荡而传入清洗液中，超声波在清洗液疏密相间的向前辐射，使清洗液流动并产生数以万计的微小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播成的负压区形成生长，而在正压区迅速闭合，这些气泡的形成生长及迅速闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬时高压就象一连串小的“爆炸”，连续不断的轰击复合板表面，使复合板表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，配合清洗剂的化学除油、去污作用使复合板的表面洁净。

所述的吹风干燥区域中，依次设置有风刀除水机构和热风干燥机构，通过所述风刀除水机构以便除去复合板上的水，防止在后道工序中复合板表面产生水迹而影响表面质量。

所述的热风干燥机构包括：供复合板进入的烘道，以及配置与所述烘道的热风系统，在所述吹风干燥区域后配置有供复合板放置的托架，且所述的托架可以移动至下道装配工序。

所述的吹风干燥区域后的送料平台上方与所述送料平台前端上方分别设置有至少一带有吸盘机构的机械臂，前一机械臂将所述复合板放置于所述的送料平台上，便于将复合板依次送入所述的清洗干燥工序，而后一机械臂则将所述复合板经过清洗干燥程序后，放入托架内。

一种铝合金复合板料的自动清洗装置，它主要包括有超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构，所述的超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构之间设置有一条连接上述机构的传送机构，在所述传送机构上配置有供复合板放置用的送料平台。

所述的传送机构为链轮链条传输机构，该传送机构的前后两端分别安装有可将复合板提起并移送到送料平台上或托架上的机械臂，所述机械臂上设置有可将复合板固定用的吸盘，所述的送料平台依次通过超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构。

所述的超声波清洗机构是利用高于20KHz的超音频信号，通过换能器转换成机械振荡而传入清洗液中，超声波在清洗液疏密相间的向前辐射，使清洗液流动并产生数以万计的微小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播成的负压区形成生长，而在正压区迅速闭合，这些气泡的形成生长及迅速闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬时高压就象一连串小的“爆炸”，连续不断的轰击复合板表面，使复合板表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，配合清洗剂的化学除油、去污作用使复合板的表面洁净。

本发明所述的自动清洗装置包括有机械臂、吸盘、传送装置、探测延时系统、超声波清洗装置、烘干装置及水循环系统，通过自主设计、集成，将各工序合成在36米的生产线上，复合板经过此生产线后，被自动、整齐的排列在托架上，可以直接进入下道装配工序。整个自动清洗设备较传统清洗方法节约固定资产投资约100万元，效率提高80％以上，具有极高的社会和经济效益。

本发明与传统清洗方法相比，它不需要建造烘房，可以直接装配；使用超声波设备，配合环保型清洗剂，对环境没有污染；劳动效率高，可以做到无人干预生产，具有较大的经济价值；传统清洗方法需要6人协作方可开展生产活动，而采用此复合板自动清洗线，可以做到无人控制，自动清洗，减轻劳动强度，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明所述自动清洗方法的流程框图。

图2是本发明所述自动清洗装置的运行结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的铝合金复合板的自动清洗方法是：将复合板放置于送料平台上，即自动上料1，通过传送机构将复合板依次传送至超声波清洗区域进行超声波清洗2、喷淋漂洗区域进行喷淋漂洗3、吹风干燥区域进行风切吹风4和热风干燥5，最后通过传送机构进行自动下料6；所述的复合板在被传送到超声波清洗区域后，通过设置的超声波清洗机构对所述复合板的两侧面进行超声波清洗，以便除去板面的污染物及一部分氧化物，在所述超声波清洗区域后端，设置有喷淋漂洗机构，清除掉清洗液和杂质，避免将清洗液带入干燥区域。

所述的超声波清洗区域中设置的超声波清洗机构是利用高于20KHz的超音频信号，通过换能器转换成机械振荡而传入清洗液中，超声波在清洗液疏密相间的向前辐射，使清洗液流动并产生数以万计的微小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播成的负压区形成生长，而在正压区迅速闭合，这些气泡的形成生长及迅速闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬时高压就象一连串小的“爆炸”，连续不断的轰击复合板表面，使复合板表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，配合清洗剂的化学除油、去污作用使复合板的表面洁净。

所述的吹风干燥区域中，依次设置有风刀除水机构和热风干燥机构，通过所述风刀除水机构以便除去复合板上的水，防止在后道工序中复合板表面产生水迹而影响表面质量。

所述的热风干燥机构包括：供复合板进入的烘道，以及配置与所述烘道的热风系统，在所述吹风干燥区域后配置有供复合板放置的托架，且所述的托架可以移动至下道装配工序。

所述的吹风干燥区域后的送料平台上方与所述送料平台前端上方分别设置有至少一带有吸盘机构的机械臂，前一机械臂将所述复合板放置于所述的送料平台上，便于将复合板依次送入所述的清洗干燥工序，而后一机械臂则将所述复合板经过清洗干燥程序后，放入托架内。

图2所示，本发明所述的铝合金复合板料的自动清洗装置，它主要包括有超声波清洗机构7，喷淋漂洗机构8，风刀除水机构9以及热风干燥机构10，所述的超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构之间设置有一条连接上述机构的传送机构11，在所述传送机构11上配置有供复合板放置用的送料平台12。

所述的传送机构11为链轮链条传输机构，该传送机构的前后两端分别安装有可将复合板提起并移送到送料平台12上或托架上的机械臂13，所述机械臂上设置有可将复合板固定用的吸盘，所述的送料平台12依次通过超声波清洗机构7，喷淋漂洗机构8，风刀除水机构9以及热风干燥机构10。所述的喷淋漂洗机构8包括第一级喷淋漂洗81和第二级喷淋漂洗82；在其它实施例中可以根据需要设定一级或多级喷淋漂洗。

所述的超声波清洗机构7是利用高于20KHz的超音频信号，通过换能器转换成机械振荡而传入清洗液中，超声波在清洗液疏密相间的向前辐射，使清洗液流动并产生数以万计的微小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播成的负压区形成生长，而在正压区迅速闭合，这些气泡的形成生长及迅速闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬时高压就象一连串小的“爆炸”，连续不断的轰击复合板表面，使复合板表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，配合清洗剂的化学除油、去污作用使复合板的表面洁净，达到迅速清洗的效果。超声波清洗机构7包括有上部的超声清洗槽71和下部清洗液溢流循环槽72；所述的超声波清洗机构7，喷淋漂洗机构8，风刀除水机构9以及热风干燥机构10均被一保温外罩14所包复，避免热量的散发。经干燥后的复合板通过传送机构11送至下料工作台15，由下料机械手16将复合板放进复合板托架上，整个清洗过程完毕。

复合板自动清洗装置能够自动运行，不需要人工监控。清洗流程如图1所示，本发明通过吸盘装置将复合板固定在机械臂上，机械臂做水平及上下的移动，将复合板抬到清洗设备上方一定距离，而后释放吸盘，将复合板放置在设备的送料平台上，此为自动上料1。复合板通过传送系统向超声波区域传输，进入超声波清洗区域后，被探测系统发现，通过延时系统，保持适当间隔，将下一块复合板送入到送料平台上。传送机构使复合板依次通过超声波清洗2、喷淋漂洗3、风切吹风4、热风干燥5，而后复合板进入下料平台进行自动下料6，探测系统发现复合板的传送位置，延时系统进行延时计算，通过机械臂及吸盘将复合板放进复合板托架上，整个清洗过程完毕。

本发明的设计要点如下：

(1)复合板通过传输机构输送到超声波清洗区域，彻底清洁板材两侧面污染物及一部分氧化物。由于铝合金复合板料的两侧面都需要超声波清洗，保证极高的清洁度，需要克服复合板自重而对下表面的影响，因此超声波强度的计算及合理分布至关重要。通过科学建模及大量的实践，在此生产线上进行了分段式合理的布局，不仅保证了清洗质量，同时具备较高的效率。为了避免将清洗液带到烘干区域而造成污染，在超声波清洗区域后端，设置喷淋风刀除水系统。风刀除水要求能够吹除工件上的水，防止在烘干时工件表面产生水迹而影响表面质量。

(2)由于铝合金真空钎焊的特殊性，对复合板表面有着极高的要求，而一般采用水基清洗剂的清洗方式作为电镀等行业的预处理工序，在清洗的工件表面会残留一定的保护膜，此类保护膜对于铝合金的钎焊是绝对不允许的。因此，必须选择没有残留物的清洗剂，保证清洗效果的同时，尽可能除去合金表面氧化物。通过大量科学试验，目前，在复合板自动清洗装置中已经成功选型进口配方清洗剂，取得预期的效果。

(3)在整个清洗工序，复合板的干燥程度与清洗效果有着同等重要的作用，因为残留的水份会对复合板表面产生腐蚀，破坏复合层，可能直接导致复合板的报废。因此，烘干区域合理设计就显得极其重要。选择适当的加热功率，计算适当的热场强度，保证烘干效果的同时，避免铝合金的变色问题是质管重要的。

(4)整个自动清洗设备设计紧急和异常报警装置，当清洗液温度不符合工艺要求、隔板叠起等异常情况，系统会自动停止运转，并检测可能的故障，将信息反馈给设备保障人员。整个系统能够自动运行的同时，具备运行的安全性，可以做到无人监控，自动生产。

本发明所述的装置包括机械臂、吸盘、传送装置、探测延时系统、超声波清洗装置、烘干装置及水循环系统，通过自主设计、集成，将各工序合成在36米的生产线上，复合板经过此生产线后，自动、整齐的排列在托架上，可以直接进入下道装配工序。

本发明通过模型设计，计算超声波发生器长度、烘道长度及布置模式，达到预期的清洗、烘干效果。

本发明设计有探测及延时系统，以便保证复合板之间适当间隔距离，在保证清洗效率的同时，避免因为清洗的阻力影响而出现复合板叠起等问题。

Claims (8)

1.一种铝合金复合板的自动清洗方法，该方法是将复合板放置于送料平台上，通过传送机构将复合板依次传送至超声波清洗区域、喷淋漂洗区域、吹风干燥区域，所述的复合板在被传送到超声波清洗区域后，通过设置的超声波清洗机构对所述复合板的两侧面进行超声波清洗，以便除去板面的污染物及一部分氧化物，在所述超声波清洗区域后端，设置有喷淋漂洗机构，清除掉清洗液和杂质，避免将清洗液带入干燥区域。

2.根据权利要求权所述的铝合金复合板料的自动清洗方法，其特征在于所述的超声波清洗区域中设置的超声波清洗机构是利用高于20KHz的超音频信号，通过换能器转换成机械振荡而传入清洗液中，超声波在清洗液疏密相间的向前辐射，使清洗液流动并产生数以万计的微小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播成的负压区形成生长，而在正压区迅速闭合，这些气泡的形成生长及迅速闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬时高压就象一连串小的“爆炸”，连续不断的轰击复合板表面，使复合板表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，配合清洗剂的化学除油、去污作用使复合板的表面洁净。

3.根据权利要求1所述的铝合金复合板料的自动清洗方法，其特征在于所述的吹风干燥区域中，依次设置有风刀除水机构和热风干燥机构，通过所述风刀除水机构以便除去复合板上的水，防止在后道工序中复合板表面产生水迹而影响表面质量。

4.根据权利要求3所述的铝合金复合板料的自动清洗方法，其特征在于所述的热风干燥机构包括：供复合板进入的烘道，以及配置与所述烘道的热风系统，在所述吹风干燥区域后配置有供复合板放置的托架，且所述的托架可以移动至下道装配工序。

5.根据权利要求4所述的铝合金复合板料的自动清洗方法，其特征在于所述的吹风干燥区域后的送料平台上方与所述送料平台前端上方分别设置有至少一带有吸盘机构的机械臂，前一机械臂将所述复合板放置于所述的送料平台上，便于将复合板依次送入所述的清洗干燥工序，而后一机械臂则将所述复合板经过清洗干燥程序后，放入托架内。

6.一种铝合金复合板料的自动清洗装置，它主要包括有超声波清洗机构，喷淋漂洗机构，风刀除水机构以及热风干燥机构，其特征在于所述的超声波清洗机构(7)，喷淋漂洗机构(8)，风刀除水机构(9)以及热风干燥机构(10)之间设置有一条连接上述机构的传送机构(11)，在所述传送机构(11)上配置有供复合板放置用的送料平台(12)。

7.根据权利要求6所述的铝合金复合板料的自动清洗装置，其特征在于所述的传送机构(11)为链轮链条传输机构，该传送机构的前后两端分别安装有可将复合板提起并移送到送料平台上或托架上的机械臂，所述机械臂上设置有可将复合板固定用的吸盘，所述的送料平台(12)依次通过超声波清洗机构(7)，喷淋漂洗机构(8)，风刀除水机构(9)以及热风干燥机构(10)。

8.根据权利要求6或7所述的铝合金复合板料的自动清洗装置，其特征在于所述的超声波清洗机构(7)是利用高于20KHz的超音频信号，通过换能器转换成机械振荡而传入清洗液中，超声波在清洗液疏密相间的向前辐射，使清洗液流动并产生数以万计的微小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播成的负压区形成生长，而在正压区迅速闭合，这些气泡的形成生长及迅速闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬时高压就象一连串小的“爆炸”，连续不断的轰击复合板表面，使复合板表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，配合清洗剂的化学除油、去污作用使复合板的表面洁净。

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