CN114425536B - 多孔金属自动化清洗系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及多孔金属材料清洗领域，具体公开了多孔金属自动化清洗系统，其包括传送机构、清洗机构、喷淋机构、烘干机构；清洗机构使用超声波清洗池，超声波清洗池设置两个，分别为一级超声波清洗池和二级超声波清洗池，每个超声波清洗池内设置清洗工位；喷淋机构包括喷枪和压力泵，喷枪对称设置两个，两个喷枪连接同一压力泵；传送机构包括传送带、导轨和控制器，传送机构位于清洗机构和喷淋机构上方，多孔金属板材通过夹具悬挂于导轨上，经过清洗机构和喷淋机构时的导轨弯曲下移，将多孔金属板材送入，离开时上移提起，传送机构的行进方向依次为：一级超声波清洗池、二级超声波清洗池、喷淋机构，传送带驱动多孔金属板材移动。

Description

多孔金属自动化清洗系统

技术领域

本发明涉及多孔金属材料清洗领域，具体涉及多孔金属自动化清洗系统。

背景技术

多孔金属材料即金属内部弥散分布着大量的有方向性的或随机的孔洞，这些孔洞的直径约2um～3mm之间。多孔金属材料不但具有比重小，刚性、比强度好，吸振、吸音性能好等特点；还具有浸透性、通气性好等特点。正因为多孔金属材料具有结构材料和功能材料的特点，所以被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、环境保护工程等领域。

由于多孔金属在制备的过程中，需要使用工业盐作为添加剂，而盐在多孔金属制备好后，需要水溶解去除，从而得到比较纯正的金属材料(如多孔钢，多孔钛，多孔铜，铝等等)。而在制备多孔金属时，如果盐去除的不够彻底，会导致产品性能变差，甚至导致金属氧化，严重影响通孔多孔金属的性能，后续加工与使用寿命。

本方案中针对的是超声清洗过程，超声清洗的原理是：基于超声空化的作用，当超声波在形成气泡后突然破裂(闭合)的瞬间能间生超过1000个大气压力，这种连续不断产生的瞬间高压强烈冲击物件表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物体表面清洁净化的目的。

多孔金属材料在清洗槽内去除工业盐后，孔内仍残留一些金属碎末，需要进行冲洗；现有技术中的多孔金属清洗仅单纯的采用超声清洗池对工业盐进行清洗，而忽略了对残留的金属碎末的清洗，导致产品质量不佳，本方案提供的自动化清洗系统，同时进行工业盐的清洗和金属碎末的清洗，且不会导致产品变形，保证产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供多孔金属自动化清洗系统，以同时对多孔金属材料进行工业盐的清洗和金属碎末的清洗，并能防止产品在冲洗过程产生形变。

基础方案：多孔金属自动化清洗系统，包括传送机构、清洗机构、喷淋机构、烘干机构；清洗机构使用超声波清洗池，超声波清洗池设置两个，分别为一级超声波清洗池和二级超声波清洗池，每个超声波清洗池内设置清洗工位；喷淋机构包括喷枪和压力泵，喷枪对称设置两个，两个喷枪连接同一压力泵；传送机构包括传送带、导轨和控制器，传送机构位于清洗机构和喷淋机构上方，多孔金属板材通过夹具悬挂于导轨上，经过清洗机构和喷淋机构时的导轨弯曲下移，将多孔金属板材送入机构内，离开时上移提起，传送机构的行进方向依次为：一级超声波清洗池、二级超声波清洗池、喷淋机构，传送带驱动多孔金属板材移动；烘干机构设置于喷淋机构之后。

有益效果：1.能够对多孔金属板材孔内的金属碎屑进行清洗；2.能够防止多孔金属板材冲击过程中不变形；3.二级超声波清洗池能够让多孔金属板材清洗更干净。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述清洗机构的清洗池安装在线浓度检测装置以实时监测清洗液的浓度变化。实时监测能够在清洗槽中浓度过高时加入水流进行稀释。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述清洗机构和喷淋机构与水循环系统连接，水循环系统以喷淋机构为进水端，水流依次经过二级超声波清洗池、一级超声波清洗池、水处理系统后从二级超声波清洗池处进入下一次循环。水流循环能够节约利用，喷淋过后的不含盐的水能够通入二级超声波清洗池内，二级超声波清洗池内的低浓度水可以通入一级超声波清洗池内进行稀释其高浓度溶液。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述在线浓度检测装置与水流方向的阀门电性连接，在线浓度检测装置对浓度预先设置设定值，当监测到浓度到达设定值时，打开阀门，向清洗机构内注入水流。在线监测装置通过设定值域打开水流阀门，能做到自动化、随时更换清洗液。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述在线浓度检测装置设置三重浓度检测，包括电导率检测、氯离子检测、波美度检测。三重浓度检测可以使更能防错，避免了单一检测出现错漏。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，超声波清洗池包括清洗槽和超声波发生器，超声波发生器设置于清洗槽的侧壁。超声波发生器布置于侧壁清洁效果更好。

优选方案六：所述在与清洗工位对应的导轨上设置多个行程开关，行程开关与控制器电性连接，使得多孔金属材料传送至对应的清洗工位。行程开关能够控制多孔金属板材准确运送到对应的清洗工位。

附图说明

图1为本发明实施例清洗系统流程图；

图2为本发明实施例1喷淋机构示意图；

图3为本发明实施例2喷淋装置示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：丝杠10、螺母11、喷头20、机架21、挡板30、限位块301、连杆31、锥形盲孔32、多孔金属板材40、孔壁41、节流阀50、拉线51。

实施例1：

实施例基本如附图1所示：多孔金属自动化清洗系统，包括传送机构、清洗机构、喷淋机构、烘干机构；清洗机构使用超声波清洗池，超声波清洗池设置两个，分别为一级超声波清洗池和二级超声波清洗池，每个超声波清洗池内设置清洗工位；喷淋机构包括喷枪和压力泵，喷枪对称设置两个，两个喷枪连接同一压力泵；传送机构包括传送带(可用传送链条替代)、导轨和控制器，导轨上设有若干组驱动辊，两个驱动辊形成一组，传送带设于驱动辊之间，驱动辊转动将驱动传送带沿导轨移动，传送机构位于清洗机构和喷淋机构上方，多孔金属板材通过夹具悬挂于传送带上，经过清洗机构和喷淋机构时由于导轨弯曲下移，将多孔金属板材送入清洗机构内，离开时上移提起，传送机构的行进方向依次为：一级超声波清洗池、二级超声波清洗池、喷淋机构，传送带(或者传送链条)与夹具固定以驱动多孔金属板材移动；烘干机构设置于喷淋机构之后。

超声波清洗池包括清洗槽和超声波发生器，超声波发生器布置于清洗槽的侧壁。超声波发生器安装于侧壁可以提升清洗效果。

在一级超声波清洗池和二级超声波清洗池的清洗槽内均设置清洗工位，清洗工位上方导轨对应的位置上设置行程开关，(多孔金属板材运行至行程开关位置时，其夹具触发行程开关)，行程开关与控制器电性连接，控制器与传送带运行的电机电性连接，可以控制多孔金属材料精确停止在对应的清洗工位上进行清洗，清洗时间可以控制为10-15秒，清洗时间完成后，多孔金属材料继续沿导轨移动，从一级超声波清洗池移动至二级超声波清洗池，以及从二级超声波清洗池进入到喷淋机构。在喷淋机构上方的导轨上同样安装行程开关，多孔金属板材运送至喷淋机构时停止，对孔内的金属杂质进行冲洗(多孔金属材料在清洗槽内去除工业盐后，孔内仍残留一些金属碎末，需要进行冲洗)。

清洗和喷淋过程中均需要利用水，可以利用纯水，两个过程的水设置水循环系统进行循环利用。水循环系统与清洗机构和喷淋机构通过管道连接，如图1所示，水流的流向为：从喷淋装置的一端进入，喷淋过后的水流出，进入储水池，通过阀1进入二级超声波清洗池，通过阀2进过一级超声波清洗池，从一级超声波清洗池中流出后，经过水处理系统，水处理系统中设置沉淀池、废液回收池、水处理装置和检测装置，经过水处理(例如利用污水处理膜进行处理，处理后的高盐部分进入废液回收，过滤后的水进入经检测合格过后进入循环水)并检测合格后的水可以再次进行循环利用，进入储水池，从二级超声波清洗池进入再次循环。

在一级超声波清洗池和二级超声波清洗池内均设置在线浓度检测装置，在线浓度检测装置用来对清洗池中清洗液的浓度进行实时监测；在线浓度检测装置设置三重浓度检测，包括电导率检测、氯离子检测、波美度检测；在线浓度检测装置预先设定特定值域：阀1的设置为：电导率浓度A1-A2、氯离子浓度B1-B2、波美度浓度C1-C2；阀2的设置为：电导率浓度A3-A4、氯离子浓度B3-B4、波美度浓度C3-C4；阀1、阀2和阀3三个阀门与在线浓度检测机构电性连接，以阀1为例，当监测到三个浓度均达到设定值域范围时，阀1打开，对清洗槽中注入水流，阀2、阀3均同时打开进行出水，降低清洗液浓度，当检测到二级超声波清洗池内的三个浓度均降低至设定值域以下时，即清洗液的浓度合乎可以再次进行清洗的浓度要求时，阀1、阀2、阀3同时关闭，停止注水。同理，阀2打开时，阀1阀3同时打开，阀2关闭时阀1阀3同时关闭。

经过以上两次清洗池的清洗后的多孔金属材料，可以传送至喷淋机构对金属碎末进行冲洗；多孔金属板材可以达到3-5mm。如附图2所示：冲洗采用同一个压力泵带动两个对称设置的喷枪，以使喷枪内的压力平衡，防止受力不均导致板状的多孔金属材料变形。(为了保证多孔金属板材的表面平整性，需确保板材上下两端的压力平衡；为保证两侧喷枪往前(靠近板材的方向)移动的速度一致，采用了一条滚珠丝杠带动两只喷枪的方案，喷枪固定于丝杆螺母上，且两个喷枪倾斜角度通过焊接达到一致。)

喷淋结束之后，将多孔金属材料移至烘干装置内进行烘干，即可得到成品。

具体实施过程如下：

传送：将多孔金属材料通过夹具固定于导轨上，传送带驱动导轨移动。

清洗：清洗槽内的行程开关将导轨上的多孔金属材料停下10-15秒，进行超声波清洗，时间完成后，导轨继续移动至下一个流程。

喷淋：清洗完毕后，通过喷枪对多孔金属材料进行冲洗，去除孔内的金属碎末。

烘干：冲洗完毕后的金属材料上残留有水分，经过烘干机进行烘干，得到成品。

实施例2：

实施例2同实施例1的区别在于，喷淋装置的不同，在于解决对多孔金属板材40背向水流一侧孔壁41碎屑的清洗。

如附图3所示，图中丝杠10方向为横向，垂直于纸面方向为纵向。

喷淋装置包括：喷水机构和反弹机构，喷水机构包括喷头20和压力泵，喷头20沿纵向设置多组，且上下对称；所有喷头20与同一个压力泵连接，喷头20的压力相同；反弹机构包括挡板30和连杆31，挡板30为长方形板块，挡板30与安装喷头20的机架21连接，挡板30平行喷头20设置。

上下对称的两侧喷头20设置于机架21上，机架21安装于丝杠10所在螺母11上，机架21能够在丝杠10上左右移动(远离和靠近多孔金属板材)。

挡板30通过连杆31连接机架21，连杆31与机架21焊接固定，连杆31与挡板30铰接，铰接轴处设置扭簧，使得挡板30能够保持角度(以上方挡板为例：连杆31上固定有与挡板相抵的限位块，当挡板与限位块301相抵时，挡板与喷头20中轴线平行，通过限位块301对挡板进行限位以防止将挡板拉至过小的角度)，并且挡板30能够在接收反弹的高压水后振动；挡板30不动时的倾斜角度与喷头20的倾斜角度相同，挡板30同样对称设置两块；挡板30上设置锥形盲孔32，高压水反弹冲击挡板30后，经过锥形盲孔32发散再次反弹回到多孔金属板材40(经发散反弹后的水流回到多孔金属板材40后辐射面积更广，清洗的面积大于原喷头20喷淋区域)，对背向喷头20水流一侧的孔壁41进行清洗。

每个喷头20上设置节流阀50，节流阀50通过多组拉线51连接挡板30。挡板30接收到反弹的高压水流之后会发生振动，并通过拉线51将振动传递给节流阀50，控制喷头20的水流流量，使得喷头20内的水流忽大忽小，使水流形成一定脉冲，有振动，清洗金属碎屑更高效彻底(压力相同的水流冲击金属碎屑可能会将碎屑冲击粘连到孔壁41上，不利于碎屑脱离，而有脉冲的水流能够让碎屑脱离更容易)。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：包括传送机构、清洗机构、喷淋机构、烘干机构；清洗机构使用超声波清洗池，超声波清洗池设置两个，分别为一级超声波清洗池和二级超声波清洗池，每个超声波清洗池内设置清洗工位；喷淋机构包括喷枪和压力泵，喷枪对称设置两个，两个喷枪连接同一压力泵；传送机构包括传送带、导轨和控制器，传送机构位于清洗机构和喷淋机构上方，多孔金属板材通过夹具悬挂于导轨上，经过清洗机构和喷淋机构时的导轨弯曲下移，将多孔金属板材送入，离开时上移提起，传送机构的行进方向依次为：一级超声波清洗池、二级超声波清洗池、喷淋机构，传送带驱动多孔金属板材移动；烘干机构设置于喷淋机构之后；

所述喷淋机构还包括反弹机构，反弹机构包括挡板和连杆，挡板为长方形板块，挡板与安装喷枪的机架连接，挡板平行喷枪设置，挡板上设置有锥形盲孔，每个喷枪上设置节流阀，节流阀通过多组拉线连接挡板。

2.根据权利要求1所述的一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：所述清洗机构的清洗池安装在线浓度检测装置以实时监测清洗液的浓度变化。

3.根据权利要求2所述的一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：所述清洗机构和喷淋机构与水循环系统连接，水循环系统以喷淋机构为进水端，水流依次经过二级超声波清洗池、一级超声波清洗池、水处理系统后从二级超声波清洗池处进入下一次循环。

4.根据权利要求3所述的一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：所述在线浓度检测装置与水流方向的阀门电性连接，在线浓度检测装置对浓度预先设置设定值，当监测到浓度到达设定值时，打开阀门，向清洗机构内注入水流。

5.根据权利要求4所述的一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：所述在线浓度检测装置设置三重浓度检测，包括电导率检测、氯离子检测、波美度检测。

6.根据权利要求1所述的一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：超声波清洗池包括清洗槽和超声波发生器，超声波发生器设置于清洗槽的侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种多孔金属自动化清洗系统，其特征在于：所述在与清洗工位对应的导轨上设置多个行程开关，行程开关与控制器电性连接，使得多孔金属材料传送至对应的清洗工位。