CN102560518A

CN102560518A - 一种线材、带材超声波清洗烘干机

Info

Publication number: CN102560518A
Application number: CN2010105822254A
Authority: CN
Inventors: 杜茂松
Original assignee: ZIGONG JIAYUAN FURNACE CO Ltd
Current assignee: ZIGONG JIAYUAN FURNACE CO Ltd
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：具有超声波清洗装置，超声波清洗装置具有从上到下依次排列的数个清洗槽，清洗槽的两侧各设有绕线轮，各清洗槽的底部设有超声波发生器，设有与清洗槽连接的水箱，各清洗槽的侧面设有擦拭器，清洗装置的一侧设有送丝机构，清洗装置的另一侧设有风干装置。本发明采用超声波清洗技术，具有结构新颖、独特，体积小，重量轻，操作简便；清洗质量高，清洗速度快；不锈钢箱体，寿命长；超声波能耗低，电磁污染小；全自动进水、补水，水温、热风温度自动控制；运行状态实时显示，控制接口与后续生产线相连，可实现连动等特点。

Description

一种线材、带材超声波清洗烘干机

所属技术领域

本发明属于工业清洗机械，尤其涉及一种金属线材、带材等连续型工业产品生产过程使用的在线超声波清洗烘干机。

背景技术

金属线材、带材等连续型工业产品加工过程中需要润滑，并且必须具备光亮、平整、无污染、耐大气腐蚀的优良表面质量，以满足后续电镀、焊接、冲压等二次加工对线材、带材表面日益严格的技术要求。因此在进入后续工序之前表面的润滑剂残留物应该被清洗干净。在线材、带材生产线中，线材、带材的清洗是在高度现代化、自动化、连续化的清洗机上完成的，涉及脱脂、酸洗、研磨、钝化、烘干等多个环节，正确运用相关的清洗技术，选择工艺结构合理的装备是提高带材表面质量的关键。目前国内外用于清洗此类产品的清洗方法包括：高压喷淋、机械刷洗和超声波清洗。由于超声波清洗可大大提高被清洗制件表面的洁净度；清洗速度快、工效高，大大降低清洗作业的劳动强度，特别是大批量的小制件(或部件)，尤其适用于超声波清洗，超声波清洗机的应用便于清洗工艺的实施及工艺过程的连续自动化等优点，因此线材、带材的超声波清洗机具有广阔的市场前景。普通通过式超声波水剂清洗机是将工件在清洗槽内的液体中通过，依靠槽体底部或四周的超声波装置发出的超声波对工件表面进行清洗，由于连续型工业产品加工过程的速度较高，为了保证工件被充分的清洗，设备往往很长，所以这种设备相对来说造价高，占地面积大。

影响超声波清洗效果的主要因素包括：1)清洗液的温度对于清洗效果的影响：空化强度随清洗液温度升高而增强，但温度达到一定程度后，因气泡中的气体压力增加，引起冲击声压下降，反而降低空化强度，从而造成清洗效果下降。对于超纯水溶液，温度在40～60℃时，清洗效果最好；2)清洗时间对清洗效果的影响：在相同的超声强度和相同频率下，清洗效果随着清洗时间的增加而增加，达到一定时间后稳定不变，继续增加清洗时间时，将会恶化清洗效果。因此，清洗时间安排要根据实际生产而定，但总的清洗时间不应小于180秒；3)功率和频率对清洗效果的影响：超声清洗效果通常与功率成正比，但功率太大，空化强度会大大增加，虽然提高了清洗效果，但会使较精密的零件表面产生蚀点，同时超声功率太大，使液体中产生大量气泡，因气泡表面形成一道屏障，阻碍声波在整个缸体中的辐射，造成远离声源的地方清洗作用减弱。频率越高，相应的功率也要越大，才有利干清洗作用。各频率下的超声波能清洗工件上不同大小的颗粒。通常低频对应较大颗粒的污物，高频能洗掉微米级的污物。兆频能清洗掉微米、亚微米级的污物。硬盘对硬颗粒特别敏感，要求清洗掉微米级以上的颗粒。通常有不同大小的污物颗粒分布在工件上，因此要合理地安排不同超声波的频率组合，才能达到最佳的清洗效果。因此要使超声波清洗机达到最佳效果，就必须改进超声波清洗工艺过程，并对清洗温度、清洗效果进行监控。

发明内容

本发明提供一种线材、带材超声波清洗烘干机，其目的在于解决现有技术的缺点，提供一种体积小、清洗速度快、清洗效果好的超声波清洗烘干机。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：具有超声波清洗装置，超声波清洗装置具有从上到下依次排列的数个清洗槽，清洗槽的两侧各设有绕线轮，各清洗槽的底部设有超声波发生器，设有与清洗槽连接的水箱，各清洗槽的侧面设有擦拭器，清洗装置的一侧设有送丝机构，清洗装置的另一侧设有风干装置。

所述数个清洗槽为两个以上的清洗槽自上而下垂直排列设置，具有成对设置的绕线轮，每对绕线轮的两个绕线轮分别设置在清洗槽的两侧，绕线轮的外圆周设有线槽。

所述清洗槽下方设有面积大于清洗槽的积液盘，积液盘与水箱以积液盘回流管相连接，清洗槽与水箱以具有水泵的清洗槽进液管相连接，清洗槽进液管的出口位于清洗槽底部；所述清洗槽底部设有超声波发生器为清洗槽底部设有超声波换能器，超声波换能器与清洗槽外的超声波振荡器电连接。

所述水箱内设有温度控制装置，所述温度控制装置为共同连接在一个控制器上的加热电阻、浮球式液位控制器、温度传感器。

所述风干装置具有一个风筒，风筒连接一个热电阻，风干装置还包括有一个温度传感器，温度传感器连接并控制热电阻。

所述清洗槽位于一个外箱体内，外箱体设有出气管、进料口、出料口，除出气管、进料口、出料口外均气密封。

本发明利用超声波的空化作用，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的，超声波清洗过程包括清洗液(碱液)清洗和清水清洗两个阶段，清洗完毕采用热风进行风干，并将被清洗件送入下一道工序进行后续加工。

具体的表现为：1)该超声波线材、带材清洗烘干机的工艺流程为送丝矫正-清洗液(碱液)超声波清洗-清水超声波清洗-烘干后送入下一道工序，需要四个超声波清洗槽。为了使得结构紧凑，将四个清洗槽垂直布置，将两个盛满清洗液(碱液)清洗槽放在下层，两个盛满清水清洗槽放在上层。2)为了在不增加超声波清洗槽数量的情况下提高清洗速度，并保证质量，在清洗槽两侧设置了绕线轮，使得线材、带材可以反复多次在同一个清洗槽中进行清洗。3)为了保持清洗液的清洁度，清洗槽中的清洗液始终处理溢流状态，并且保证线材、带材始终处于液面以下一定距离。4)在每一阶段清洗完成之后，采用气刷将被清洗件上的液体吹掉，因此在清洗液(碱液)清洗阶段和清水清洗阶段之后都设置了气刷。5)在被清洗件经清洗槽清洗之后，均设置了一个擦拭器来擦拭被清洗件表面的液体，然后再进入绕线轮。6)为了保证清洗液清洗效果，对于清洗液清洗槽中的清洗液的温度需进行监控，使其保持在一个合适的温度范围内。7)烘干装置提供100℃的热风，在被清洗件清洗完成之后及时进行烘干，将被清洗件送入下一道工序进行后续加工。

本发明的有益之处在于：

采用超声波清洗技术，根据超声波清洗的特点，合理选择清洗工艺过程及工艺参数设计线材、带材超声波清洗烘干机。设计出的清洗烘干机与传统的超声波烘干机相比，具有结构新颖、独特，体积小，重量轻，操作简便；清洗质量高，清洗速度快；不锈钢箱体，寿命长；超声波能耗低，电磁污染小；全自动进水、补水，水温、热风温度自动控制；运行状态实时显示，控制接口与后续生产线相连，可实现连动等特点。

附图说明

图1a本发明的线材、带材超声波清洗烘干机示意图；

图1b为图1a的侧视图；

图2a本发明的清洗装置示意图；

图2b为本发明的绕线轮示意图；

图3本发明的风干装置示意图；

图4本发明的清水槽或清洗液箱结构示意图。

具体实施方式

如图1a、1b所示，本发明包括送丝滚轮2、矫正器3、超声波清洗装置4、清水水箱5、清洗机基础件6、清洗液箱(碱液箱)7、风干装置8、超声波换能器接线槽9、水泵10。清水水箱5和清洗液箱(碱液箱)7并排安装在清洗机基础件6上。超声波清洗装置4安装在清水水箱5和清洗液箱(碱液箱)7的上部，水泵10安装在它们的侧面。送丝滚轮2和矫正器3安装在清洗装置4的侧面，将被清洗件1送入清洗装置4中进行清洗，超声波换能器接线槽9安装于超声波清洗装置4的侧面，用于接入超声波振荡信号。风干装置8安装清洗机基础件6上，并处于被清洗件1流出一侧，对清洗后的被清洗件1进行风干，并将其送入下一道工序。

如图2a所示，所述清洗装置4，用于实现被清洗件的高质量、快速清洗。它主要由绕线轮16、18、28、30，擦拭器12、15、19、29、21，清洗槽13、14、20、23，气刷11、17，超声波换能器进线管22，超声波换能器24，清洗槽进液管25，积液盘26，积液盘回流管27等组成。清洗槽13、14、20、23从上到下垂直排列设置，两对四个绕线轮16、18、28、30分别设置在清洗槽的两侧以控制被清洗件通过清洗槽13、14、20、23的路线及次数；清洗槽13、14、20、23分为两组，下面一组清洗槽20、23由清洗液箱(碱液箱)7通入清洗液(碱液)进行清洗，上面一组清洗槽13、14由清水水箱5通入清水进行漂洗；擦拭器12、15、19、29、21主要起被清洗件1进行预处理及擦拭被清洗件1表面液体的作用；气刷11、17的主要作用是吹干清洗或漂洗之后的被清洗件1表面；超声波换能器24设在清洗槽底部，由穿过超声波换能器进线管22的电线与清洗槽外的超声波振荡器电连接，从而将超声波电信号转化为超声波机械振动，并将这种振动传递给工作介质(碱液或者清水)，以快速去除被清洗件1表面的污渍。

具有清洗槽进液管25，积液盘26，积液盘回流管27，清洗槽下方设有面积大于清洗槽的积液盘26，本实施例中设置两个积液盘26，上面一组清洗槽13、14的下方的积液盘26与清水水箱5以积液盘回流管27相连接，清洗槽13、14与清水水箱5以具有水泵10(图1)的清洗槽进液管25相连接，清洗槽进液管25的出口位于清洗槽13、14底部保证清洗槽13、14中的液体(清水)始终处于溢流状态，并且使得溢流出来的液体循环使用，并及时将清洗下来的污渍带着，保持清洗槽中的液体的洁净度。下面一组清洗槽20、23的下方的积液盘26与清洗液箱(碱液箱)7以积液盘回流管27相连接，清洗槽20、23与清洗液箱(碱液箱)7以具有水泵10(图1)的清洗槽进液管25相连接，清洗槽进液管25的出口位于清洗槽20、23底部保证清洗槽20、23中的液体(清洗液(碱液))始终处于溢流状态，并且使得溢流出来的液体循环使用，并及时将清洗下来的污渍带着，保持清洗槽中的液体的洁净度。

所述清洗槽13、14、20、23位于一个外箱体100内，外箱体100设有出气管101、进料口102、出料口103，外箱体100除出气管101、进料口102、出料口103外均气密封。

上述方案使构成带材超声波清洗干燥机的构件，布置在一个全密封的箱体内，高温水蒸气、洗涤剂蒸气通过可以管道集中处理排放，非常环保。

清洗槽、储液过滤槽(即清洗液箱(碱液箱)7、清水水箱5)在结构上分离，保证清洗槽内清洗液始终保持清洁状态。从而保证了带材的清洗质量。

四个绕线轮16、18、28、30也分为两组，分别安装在两组超声波清洗槽的两侧，即绕线轮16、30为一组，安装在超声波清洗槽13、14的两侧，绕线轮18、28为一组，安装在超声波清洗槽20、23的两侧。同一组的两个绕线轮的直径相同，且中心线相互平行并在同一水平面内，以保证被清洗物件水平通过超声波清洗槽。

为了实现多次绕线，绕线轮16、18、28、30上均有多个线槽，如图2b所示，绕线轮28有两个线槽101、102，绕线轮18有三个线槽71、72、73，被清洗件1为带材，依次通过线槽71、101(被清洗件1经过超声波清洗槽20而被清洗)、72(被清洗件1经过超声波清洗槽23而被清洗)、102(被清洗件1再次经过超声波清洗槽20而被清洗)、73(被清洗件1经过超声波清洗槽23而被清洗)然后绕到绕线轮16(图2a)上。绕线轮30结构与绕线轮28相同，绕线轮16结构与绕线轮18相同。本发明中被清洗件1在每一阶段只进行两个循环的清洗，因此被清洗件1进入侧的绕线轮16、18有三个线槽，另一侧的绕线30、28有两个线槽。绕线轮通过滚动轴承安装在绕线轮轮轴上，使得被清洗件与绕线轮做纯滚动，无相对运动，大大减小了绕线轮的磨损。

本发明的绕线轮设置在超声波清洗槽的两侧而不浸入超声波清洗液中，这样轴承润滑好，寿命比线轮置于超声波清洗液的轮子长数十倍。

所述的绕线轮16、18、28、30，其上根据被清洗件缠绕次数的不同需要可以开有不同数量的线槽，主要用来实现被清洗物件的反复缠绕，实现上、下两面的清洗，同时也能保证物件在同一个清洗槽中多次清洗，提高清洗效率。

如图3所示，所述风干装置8，主要对被清洗件进行风干处理。它包括绕线轮31、风筒32、温度传感器33、热电阻34。热电阻34与风筒32连接，热电阻34通电加热空气，风筒32向被清洗件1提供热风，将被清洗件1快速吹干。温度传感器33检测风筒32中热空气的温度，连接热电阻34并控制热电阻34的通断电，以控制风筒32提供的热空气始终保持在100℃左右。

如图4所示，所述的清水水箱5或清洗液箱(碱液箱)7。它们主要由水槽进液管35、加热电阻36、浮球式液位控制器37、排液管38、温度传感器39和水泵进液管40等组成。加热电阻36、浮球式液位控制器37、、温度传感器39共同连接在一个控制器上。加热电阻36和温度传感器39共同将清水或碱液的温度控制在80℃左右。浮球式液位控制器37控制清水或碱液的液位高度，防止加热电阻36露出液面造成温度过高而损坏。水槽进液管35用于向清水水箱5或清洗液箱(碱液箱)7中通入清水(或碱液)。水泵进液管40将清水或碱液由水泵10抽取提供给清洗槽，最后积液盘26中的液体又通过积液盘回流管27流回到清水水箱5或清洗液箱(碱液箱)7中，达到循环使用的目的。排液管38用于清水水箱5或清洗液箱(碱液箱)7的清洗。

若清洗对象为清洗宽度为10mm，厚度2毫米的带材，要求对其进行快速、连续清洗。如图1a、1b所示，被清洗件1(清洗对象)经过送丝滚轮2、矫正器3进入超声波清洗装置4(超声波清洗装置4所需清洗介质存储在清水水箱5和清洗液箱(碱液箱)7中，并由水泵10抽取送入)进行清洗和漂洗，然后进入风干装置8。超声波清洗装置4的超声波振动能量由超声波换能器接线槽9接入。

如图2a、图3及图4所示，被清洗件经过送丝滚轮2、矫正器3进入超声波清洗装置4，由绕线轮18，经擦拭器19之后，送入清洗槽20，经擦拭器29擦干，由绕线轮28进入清洗槽23，再经擦拭器22回到绕线轮18，然后再次经过擦拭器19送入清洗槽20，经擦拭器29擦干，由绕线轮28进入清洗槽23，再经擦拭器22回到绕线轮18，完成被清洗件两次反复清洗。之后经过气刷17吹干后进入漂洗阶段，漂洗阶段与清洗阶段过程完成相同，被清洗件也要进行两次反复漂洗，最后经过气刷11，进入到风干装置8，在风干装置提供的100℃左右热风的作用下，将被清洗件1快速吹干，送入下一道工序。在清洗和漂洗过程中，清洗槽中的工作液体必须始终处于溢流状态，并且被清洗件1必须始终处于液面以下。

Claims

1.一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：具有超声波清洗装置，超声波清洗装置具有从上到下依次排列的数个清洗槽，清洗槽的两侧各设有绕线轮，各清洗槽的底部设有超声波发生器，设有与清洗槽连接的水箱，各清洗槽的侧面设有擦拭器，清洗装置的一侧设有送丝机构，清洗装置的另一侧设有风干装置。

2.如权利要求1所述的一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：两个以上的清洗槽自上而下垂直排列设置，具有成对设置的绕线轮，每对绕线轮的两个绕线轮分别设置在清洗槽的两侧，绕线轮的外圆周设有线槽。

3.如权利要求1所述的一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：清洗槽下方设有面积大于清洗槽的积液盘，积液盘与水箱以积液盘回流管相连接，清洗槽与水箱以具有水泵的清洗槽进液管相连接，清洗槽进液管的出口位于清洗槽底部；所述清洗槽底部设有超声波发生器为清洗槽底部设有超声波换能器，超声波换能器与清洗槽外的超声波振荡器电连接。

4.如权利要求1所述的一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：所述水箱内设有温度控制装置，所述温度控制装置为共同连接在一个控制器上的加热电阻、浮球式液位控制器、温度传感器。

5.如权利要求1所述的一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：所述风干装置具有一个风筒，风筒连接一个热电阻，风干装置还包括有一个温度传感器，温度传感器连接并控制热电阻。

6.如权利要求1所述的一种线材、带材超声波清洗烘干机，其特征在于：所述清洗槽位于一个外箱体内，外箱体设有出气管、进料口、出料口，外箱体除出气管、进料口、出料口外均气密封。