CN115634874A - 一种清洗方法和清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗方法和清洗装置，属于清洗技术领域，为了解决AR眼镜用波导片清洁困难的问题，所述清洗方法包括以下步骤：步骤1、微纳米气泡喷淋水与洁净空气进入喷嘴(12)中，喷嘴(12)喷出水雾(121)清洗待清洗物(51)，水雾(121)中含有液体颗粒(122)，液体颗粒(122)中含有微纳米气泡；步骤2、待清洗物(51)在微纳米气泡漂洗水中漂洗；步骤3、待清洗物(51)在纯水中漂洗。所述清洗方法和清洗装置采用了微纳米气泡水喷淋和漂洗方式，使用的方案为纯物理清洗不伤害结构面、不使用化学腐蚀，可以有效实现波导片的洁净。

Description

一种清洗方法和清洗装置

技术领域

本发明涉及清洗技术领域，具体的是一种清洗方法，还是清洗装置。

背景技术

随着电子信息技术的飞速发展，AR(增强现实)技术也取得了实质性的提升。AR技术因其自身的光学特性，可以在现实画面中投影虚拟景象，给使用者产生虚实结合的独特体验。AR技术可广泛应用于教育、医疗、娱乐、工业等行业，有着巨大的商业、教育价值。

现阶段AR光学元件的清洗是行业内的空白，而传统清洗方式含有以下缺点，例如，超声波清洗容易对AR波导片结构区域造成破坏，清洗剂清洗对结构面和AR面产生腐蚀，刷片机清洗容易对结构产生破坏性问题，等离子清洗容易产生高温破坏结构层。目前主要通过人工擦拭对镜片进行清洁，该方法无法满足日益发展的AR眼镜的发展产能的趋势，和对外观要求日益严格的消费市场，而通过本次发明用途就能够有效解决波导片洁净度的问题。

发明内容

为了解决上述AR眼镜用波导片清洁困难的问题，本发明提供了一种清洗方法和清洗装置，所述清洗方法和清洗装置采用了微纳米气泡水喷淋和漂洗方式，使用的方案为纯物理清洗不伤害结构面、不使用化学腐蚀，可以有效实现波导片的洁净。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种清洗方法，包括以下步骤：

步骤1、微纳米气泡喷淋水与洁净空气进入喷嘴中，喷嘴喷出水雾清洗待清洗物，水雾中含有液体颗粒，液体颗粒中含有微纳米气泡；

步骤2、待清洗物在微纳米气泡漂洗水中漂洗；

步骤3、待清洗物在纯水中漂洗。

一种清洗装置，所述清洗装置能够实现上述的清洗方法，所述清洗装置包括：

喷嘴，微纳米气泡喷淋水与洁净空气能够进入喷嘴中混合，喷嘴能够向待清洗物喷出水雾，水雾中含有液体颗粒，液体颗粒中含有微纳米气泡；

微纳米气泡漂洗水漂洗槽，能够容纳微纳米气泡漂洗水；

纯水漂洗槽，能够容纳纯水。

本发明的有益效果是：所述清洗方法和清洗装置采用了微纳米气泡水喷淋和漂洗方式，使用的方案为纯物理清洗不伤害结构面、不使用化学腐蚀，可以有效实现波导片的洁净。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述清洗装置的结构示意图。

图2是喷淋槽的主视示意图。

图3是喷淋槽的俯视示意图。

图4是沿图3中A方向的示意图。

图5是沿图3中B方向的示意图。

附图标记说明如下：

11、喷淋槽；12、喷嘴；13、喷管；14、移动机构；15、喷淋水池；16、第一供水管；17、供气管；18、第一回水管；19、洁净干燥空气源；

21、微纳米气泡漂洗水漂洗槽；22、漂洗水池；23、第二供水管；24、第二回水管；25、第三供水管；

31、纯水漂洗槽；32、纯水进入管；33、第四供水管；34、纯水水源；

41、烘干箱；

51、待清洗物；52、夹具；

121、水雾；122、液体颗粒；123、扇形区域；

161、第一水泵；162、第一过滤器；

231、第二水泵；232、第二过滤器；233、微纳米气泡发生器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种清洗方法，包括以下步骤：

步骤1、微纳米气泡喷淋水与洁净空气进入喷嘴12中混合，喷嘴12喷出水雾121(和空气)喷淋清洗待清洗物51，水雾121中含有液体颗粒122(也可以称为小液滴或小水滴)，液体颗粒122中含有微纳米气泡；

步骤2、待清洗物51在微纳米气泡漂洗水中漂洗；

步骤3、待清洗物51在纯水中漂洗。

喷嘴12喷出的水雾121在与待清洗物51的表面接触的过程中，液体颗粒122中微纳米气泡产生高能量的爆炸冲击力，将待清洗物51表面上的脏物进行剥离和清除。在上述喷淋清洗待清洗物51后，再将待清洗物51依次在微纳米气泡漂洗水和纯水中漂洗，可以去除待清洗物51表面的脏物。

喷嘴12的出口速度为150m/s-250m/s，如200m/s，喷嘴12的出口速度较高也有利于去除待清洗物51表面的脏物。上述洁净空气为洁净干燥空气(CDA)，微纳米气泡喷淋水与被压缩的洁净干燥空气进入喷嘴12中混合，喷嘴12喷出的液体颗粒122的直径大于1um且小于或等于50um。上述洁净空气经过高精度的过滤器过滤处理，上述洁净空气的含尘量小于或等于0.5μg/m³，上述洁净空气的含油量小于或等于0.1ppm。

待清洗物51在微纳米气泡漂洗水中漂洗的过程中，微纳米气泡漂洗水不断循环流动，微纳米气泡逐渐饱和，饱和的微纳米气泡水具体独特的物理特性。纳米气泡会带有负电荷，可以包裹脱离出来的脏污再粘到待清洗物51。微纳米气泡可以再纯水中做布朗运动，运动速度极慢，微纳米气泡漂洗水断循环流动，在遇到待清洗物51时会产生100atm的瞬间能量，可以将镜片的脏污给脱离出来。

在本实施例中，所述微纳米气泡喷淋水和微纳米气泡漂洗水均为微纳米气泡和纯水的混合物，即纯水中含有微纳米气泡。所述微纳米气泡喷淋水中微纳米气泡的单位体积数量(a个/cm³)小于所述微纳米气泡漂洗水中微纳米气泡的单位体积数量(b个/cm³)，a小于b。

在本实施例中，步骤3含有以下步骤：

步骤3.1、待清洗物51在纯水中浸泡；

步骤3.2、待清洗物51向上移动并脱离纯水，所述向上移动的速度为60mm/min-100mm/min。

在步骤3中对待清洗物51在纯水中浸泡及向上慢拉脱水的作用在于，1、利用纯水对待清洗物51的漂洗作用，清除残余污染物；2、利用慢拉脱水的方式，利用纯水与待清洗物51(如镜片)上的拉扯力，去减少镜片上的水分，避免水痕产生，减少下述步骤4中的烘干的时间。

所述清洗方法还包括以下步骤：步骤4、对待清洗物51进行烘干(或者可以称为脱离、烘烤或干燥)。

下面介绍一种清洗装置，如图1至图3所示，所述清洗装置包括：

喷嘴12，微纳米气泡喷淋水与洁净空气能够进入喷嘴12中混合，喷嘴1能够向待清洗物51喷出水雾121，水雾121中含有液体颗粒122，液体颗粒122中含有微纳米气泡；

微纳米气泡漂洗水漂洗槽21，能够容纳微纳米气泡漂洗水；

纯水漂洗槽31，能够容纳纯水。

在本实施例中，所述清洗装置还包括依次连接的喷管13和移动机构14，喷管13连接有第一供水管16和供气管17，供气管17与洁净干燥空气源19连接，洁净干燥空气源19中可以含有压缩的洁净干燥空气。喷管13沿左右方向延伸，多个喷嘴12与喷管13连接，多个喷嘴12沿左右方向间隔排列，喷嘴12的喷射方向朝下，移动机构14能够驱动喷管13和喷管13沿前后方向往复移动，移动的速度可以大于或等于≥100mm/min，如图2和图3所示。

在本实施例中，喷嘴12为现有的扇形雾化喷嘴，喷嘴12能够喷出水雾121并形成扇形区域123，每个喷嘴12喷出的扇形区域123的侧视方向A与左右方向的夹角均相同，扇形区域123的侧视方向A与左右方向的夹角γ为30°-60°(如45°)，扇形区域123在主视方向B上的顶角α为45°-60°，扇形区域123在侧视方向A上的顶角β为0.1°-10°。上述放置设置喷嘴12的喷射方式和移动方式可以实现对待清洗物51无死角喷淋，如图4和图5所示。

在本实施例中，所述清洗装置还包括喷淋槽11和喷淋水池15，喷嘴12位于喷淋槽11内的上部，移动机构14位于喷淋槽11外，喷淋槽11通过第一回水管18与喷淋水池15连接，喷淋水池15与第一供水管16连接，第一回水管18上依次设有第一水泵161和第一过滤器162。

喷淋水池15内的微纳米气泡喷淋水经过第一供水管16进入喷管13，洁净干燥空气源19中的洁净干燥空气经过供气管17进入喷管13，第一供水管16中的水流速度可以为500ml/min，供气管17中气压可以大于或等于0.2MPa。微纳米气泡喷淋水与洁净干燥空气进入喷嘴12中混合，然后由喷嘴12喷出水雾喷淋清洗待清洗物51，喷淋后的微纳米气泡喷淋水汇集在喷淋水池15的底部通过第一回水管18返回至喷淋水池15，微纳米气泡喷淋水在喷淋水池15和喷淋槽11之间循环流动。

在本实施例中，所述清洗装置还包括漂洗水池22，漂洗水池22通过第二供水管23和第二回水管24与微纳米气泡漂洗水漂洗槽21连接，第二供水管23上依次设有第二水泵231、第二过滤器232和微纳米气泡发生器233，漂洗水池22通过第三供水管25与喷淋水池15连接，漂洗水池22内的水能够通过第三供水管25进入喷淋水池15内，如图1所示。

漂洗水池22内水通过第二供水管23进入微纳米气泡漂洗水漂洗槽21，微纳米气泡发生器233可以产生微纳米气泡，微纳米气泡发生器233向第二供水管23的水中供应微纳米气泡，微纳米气泡漂洗水漂洗槽21中微纳米气泡漂洗水通过第二回水管24返回至漂洗水池22内，微纳米气泡漂洗水在漂洗水池22和微纳米气泡漂洗水漂洗槽21之间循环流动。

漂洗水池22可以高于喷淋水池15，漂洗水池22内的微纳米气泡漂洗水可以通过第三供水管25进入喷淋水池15内。喷嘴12喷出的水雾中的微纳米气泡和微纳米气泡漂洗水漂洗槽21的微纳米气泡漂洗水中的微纳米气泡均源自于一个微纳米气泡发生器233，从而可以节省一个微纳米气泡发生器233。

微纳米气泡发生器233可以采用现有技术产品。例如，微纳米气泡发生器233含有陶瓷块，陶瓷块内设有纳米孔，气体从纳米孔进入后可以形成微纳米气泡。或者，例如，通过多级高速旋转的叶轮对充入的气体与液体进行高速切割，将原来的大气泡切割成微纳米气泡，具体的，可以参见中国专利CN 109092092 A，公开日期2018年12月28日，公开的一种《微纳米气泡发生装置》。

在本实施例中，纯水漂洗槽31连接有纯水进入管32，纯水漂洗槽31通过第四供水管33与漂洗水池22连接，纯水漂洗槽31内的水能够通过第四供水管33进入漂洗水池22内。纯水进入管32连接有纯水水源，纯水水源通过纯水进入管32进入纯水漂洗槽31内，纯水漂洗槽31内的纯水可以处于流动状态。

由于喷嘴12喷出的水雾清洗待清洗物51与传统喷淋相比，可以节约30％以上的用水量。另外，喷淋水池15可以连接有纯水处理装置，喷淋水池15中的水(即微纳米气泡喷淋水)可以进入纯水处理装置中处理成纯水并进入纯水水源34，从而形成大循环，无需额外用纯水。

在本实施例中，所述清洗装置还包括夹具52和烘干箱41，夹具52仅与待清洗物51的边缘接触而不会与待清洗物51的工作面接触，夹具52能够夹持多个沿前后方向间隔排列的待清洗物51，待清洗物51为用于AR眼镜的波导片，被夹持的待清洗物51呈直立状态，被夹持的待清洗物51与前后方向垂直(即被夹持的待清洗物51与图所在纸面平行)。夹具52夹持多个待清洗物51后，一次性可以清洗多个待清洗物51，提高清洗效率。

在本实施例中，夹具52和待清洗物51能够一同在喷淋槽11中被喷淋，夹具52和待清洗物51能够一同在微纳米气泡漂洗水漂洗槽21中漂洗，夹具52和待清洗物51能够一同在纯水漂洗槽31中漂洗，夹具52和待清洗物51也能够一同在烘干箱41内被烘干。夹具52和待清洗物51在喷淋槽11、微纳米气泡漂洗水漂洗槽21、纯水漂洗槽31和烘干箱41之间移动可以通过人工手动或机械自动(如传输带、输送机、机械臂或龙门传输等)的方式实现。

下面介绍一种清洗装置的工作过程，如图1所示，包括以下步骤：

清洗前准备：夹具52夹持多个待清洗物51，将夹具52和多个待清洗物51放入喷淋槽11中，夹具52和待清洗物51位于喷嘴12的下方；

步骤1、喷嘴12喷出水雾121喷淋清洗待清洗物51，水雾121中含有液体颗粒122，液体颗粒122中含有微纳米气泡；

步骤2、将夹具52和待清洗物51放入微纳米气泡漂洗水漂洗槽21中，微纳米气泡漂洗水漂洗槽21中含有微纳米气泡漂洗水，待清洗物51在微纳米气泡漂洗水中漂洗；

步骤3、将夹具52和待清洗物51放入纯水漂洗槽31中，纯水漂洗槽31中含有纯水，待清洗物51在纯水中漂洗，然后将待清洗物51缓慢向上移动并脱离纯水；

步骤4、将夹具52和待清洗物51放入烘干箱41中，对待清洗物51进行烘干。

与传统喷淋相比，本发明所述清洗装置和清洗方法可以节约30％以上的用水量。与常规纯水喷淋相比，微纳米气泡水有类似超声波的清洗效果，通过气泡爆炸产生瞬间能量冲击镜片，冲洗能量更大。喷嘴12喷出水雾121喷淋清洗待清洗物51，具有高速喷雾效果，不仅带来喷淋效果，还有高速流体的冲洗能力。便于批量快速生产，实现工业化。

为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图2中的上侧方向，方位词“下”表示图2中的下侧方向，方位词“左”表示图2中的左侧方向，方位词“右”表示图2中的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图2的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图2的纸面并指向纸面外侧的方向。本发明采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括以下步骤：

步骤1、微纳米气泡喷淋水与洁净空气进入喷嘴(12)中，喷嘴(12)喷出水雾(121)清洗待清洗物(51)，水雾(121)中含有液体颗粒(122)，液体颗粒(122)中含有微纳米气泡；

步骤2、待清洗物(51)在微纳米气泡漂洗水中漂洗；

步骤3、待清洗物(51)在纯水中漂洗。

2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，

步骤3含有以下步骤：

步骤3.1、待清洗物(51)在纯水中浸泡；

步骤3.2、待清洗物(51)向上移动并脱离纯水，所述向上移动的速度为60mm/min-100mm/min；

所述清洗方法还包括以下步骤：

步骤4、对待清洗物(51)烘干。

3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，喷嘴(12)的出口速度为150m/s-250m/s，液体颗粒(122)的直径大于1um且小于或等于50um，所述微纳米气泡喷淋水和微纳米气泡漂洗水均为微纳米气泡和纯水的混合物，所述微纳米气泡喷淋水中微纳米气泡的单位体积数量小于所述微纳米气泡漂洗水中微纳米气泡的单位体积数量。

4.一种清洗装置，其特征在于，所述清洗装置能够实现权利要求1所述的清洗方法，所述清洗装置包括：

喷嘴(12)，微纳米气泡喷淋水与洁净空气能够进入喷嘴(12)中混合，喷嘴(12)能够向待清洗物(51)喷出水雾(121)，水雾(121)中含有液体颗粒(122)，液体颗粒(122)中含有微纳米气泡；

微纳米气泡漂洗水漂洗槽(21)，能够容纳微纳米气泡漂洗水；

纯水漂洗槽(31)，能够容纳纯水。

5.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括依次连接的喷管(13)和移动机构(14)，喷管(13)连接有第一供水管(16)和供气管(17)，喷管(13)沿左右方向延伸，多个喷嘴(12)与喷管(13)连接，多个喷嘴(12)沿左右方向间隔排列，喷嘴(12)的喷射方向朝下，移动机构(14)能够驱动喷管(13)沿前后方向移动。

6.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，喷嘴(12)为扇形雾化喷嘴，喷嘴(12)能够喷出水雾(121)并形成扇形区域(123)，扇形区域(123)的侧视方向与左右方向的夹角为30°-60°，扇形区域(123)在主视方向上的顶角为45°-60°，扇形区域(123)在侧视方向上的顶角为0.1°-10°。

7.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括喷淋槽(11)和喷淋水池(15)，喷嘴(12)位于喷淋槽(11)内，喷淋槽(11)通过第一回水管(18)与喷淋水池(15)连接，喷淋水池(15)与第一供水管(16)连接，第一回水管(18)上设有第一水泵(161)和第一过滤器(162)。

8.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括漂洗水池(22)，漂洗水池(22)通过第二供水管(23)和第二回水管(24)与微纳米气泡漂洗水漂洗槽(21)连接，第二供水管(23)上设有第二水泵(231)、第二过滤器(232)和微纳米气泡发生器(233)，漂洗水池(22)通过第三供水管(25)与喷淋水池(15)连接，漂洗水池(22)内的水能够通过第三供水管(25)进入喷淋水池(15)内。

9.根据权利要求8所述的清洗装置，其特征在于，纯水漂洗槽(31)连接有纯水进入管(32)，纯水漂洗槽(31)通过第四供水管(33)与漂洗水池(22)连接，纯水漂洗槽(31)内的水能够通过第四供水管(33)进入漂洗水池(22)内。

10.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括夹具(52)和烘干箱(41)，夹具(52)能够夹持多个沿前后方向间隔排列的待清洗物(51)，待清洗物(51)为用于AR眼镜的波导片，夹具(52)和待清洗物(51)能够在烘干箱(41)内烘干。

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