CN118237335A - 一种超波动装置 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种结构简单、节能环保、低成本且清洗效果佳的超波动装置。本发明包括盛装有清洗液的清洗槽（1）和气泡水发生装置（2），所述气泡水发生装置（2）将产生的气泡水通入到所述清洗槽（1）内，所述一种超波动装置还包括振动源（3），所述振动源（3）连接有伸入到所述清洗槽（1）内的振动杆（4），所述振动杆（4）上设置有至少一片振动片（5），所述振动源（3）带动所述振动片（5）振动，待清洗的物料被置入于所述清洗槽（1）内且被所述清洗槽（1）内的液体淹没。本发明可应用于清洗设备领域。

Description

一种超波动装置

技术领域

本发明涉及清洗设备领域，尤其涉及一种超波动装置。

背景技术

在现代设备制造过程中，机械部件、电子部件（包括印刷电路板等）、精密部件、半导体部件（IC制造中使用的晶片、导电性、绝缘性的材料等）等容易在表面残留有有机物质（包括油性）、无机物质、金属物质或各种化学污染物质。

现有技术对于这些器件的表面清洁一般是通过多次的化学品及清水清洗。但依然存在清洗效果不好的问题。另外，一般情况下需要设置一条较长的清洗线，经过多次清洗工序。这种方式既需要占用大空间的车间，还需要耗费大量的水资源，既浪费空间资源，也浪费水资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、节能环保、低成本且清洗效果佳的超波动装置。

本发明所采用的技术方案是，本发明包括盛装有清洗液的清洗槽和气泡水发生装置，所述气泡水发生装置将产生的气泡水通入到所述清洗槽内，所述一种超波动装置还包括振动源，所述振动源连接有伸入到所述清洗槽内的振动杆，所述振动杆上设置有至少一片振动片，所述振动源带动所述振动片振动，待清洗的物料被置入于所述清洗槽内且被所述清洗槽内的液体淹没。

上述方案可见，通过设置清洗槽，在清洗槽内装满清洗液，该清洗液为气泡水发生装置产生的气泡水，而气泡水中的微气泡的表面带有电荷，液体中的气泡随着上升而水压变小，气泡的表面电荷密度增加，待清洗器件表面上的带电残留物被气泡排斥或吸附，从超波装置产生的波中获得的气泡自身高速流动的动能增加，物理效应变得更加强烈，其结果，从待清洗器件表面上剥离的残留物的除去被加速，能够在短时间内得到清洗效果；另外，当微气泡因水压而变小时，其表面电荷密度被释放，消失时产生高能量。这种高能量与待清洗器件表面上的残留物发生反应，引起溶解/剥落反应和清洁，当超波装置产生的波产生的气泡自身高速流动的动能撞击残留物时，会发生气泡消光反应，加速溶解和剥离反应，从而在短时间内达到清洁效果；此外，振动源、振动杆和振动片的设置，通过将振动片的设置方向和振动，实现任意控制在液体中产生的微泡的流动，振动片产生的振动波可以将清洗槽内的液体控制为循环层流状态而不湮灭微泡，并且微泡本身的流速也被加速为高速流，更进一步地增强了对待清洗器件表面的清洗速度和效果；再者，本发明结构简单，成本低，清洗效果佳，环保节能。

进一步地，所述振动片的数量设定为5片，5片所述振动片间隔地布置在所述振动杆上。由此可见，多片振动片的设置，能够使得整个清洗槽按层分布低频振动波，确保了清洗槽内更佳的清洗效果。

进一步地，安装于所述振动杆下端的振动片在远离与所述振动杆的连接点的一端朝下设置，安装于所述振动杆上端的振动片在远离与所述振动杆的连接点的一端朝上设置，安装于所述振动杆中间位置的所述振动片为水平设置。由此可见，安装于所述振动杆下端的振动片的设置方向，能够使得清洗槽内的液体的下层高效地成为循环层流状态；安装于所述振动杆上端的振动片的设置方向，能够有效地排出清洗槽液的上层浮动物（上浮的残留物），保持清洗槽的清洁度。

进一步地，所述清洗槽、所述气泡水发生装置、所述振动杆和所述振动片为316不锈钢、氟树脂或镀氟材质制成。由此可见，采用316不锈钢、氟树脂或镀氟材质来制作本发明装置，利用材质本身的特性，能够避免装置被腐蚀，保证了装置的使用寿命；同时根据工艺，当需要减少金属离子介入时，则选用氟树脂或镀氟材质。

进一步地，在所述清洗槽的内部槽底内设置有气液出口组件，所述气液出口组件与所述气泡水发生装置相连通，所述气液出口组件向所述清洗槽内注入气液混合体。由此可见，通过气液出口组件的设置，能够保证进入清洗槽的气液混合体具有更大的气体溶解度。

再进一步地，所述气泡水发生装置包括液体仓、气体仓和液气混合泵，所述液体仓向所述液气混合泵供应纯水、弱碱水或弱酸水，所述气体仓向所述液气混合泵供应气体，所述气体为氧气、氮气、空气、氢气、臭氧或其混合气体。上述方案可见，利用气体的氧化还原能力，同时利用羟基自由基的剥离能力，减少了传统化学制剂的使用量，甚至不使用，实现绿色环保的清洗；根据需要，可以设置不同的输入液体和输入气体，能够适应不同清洗场合的应用。

进一步地，所述振动源为连接有逆变器的振动电机，所述振动电机输出的振动频率为1Hz～99Hz。这有助于对器件表面的残留物进行更有效的清洗。

进一步地，每个所述气液出口组件的出口数量设置为6～8个。由此可见，每个气液出口组件设置6～8个出口，扩大了气液输出的范围。

再又进一步地，所述清洗槽设置有排水口。排水口能够方便地排出上浮于液面上的残留物。

附图说明

图1是本发明的简易结构示意图；

图2是本发明清洗液中的气泡将待清洗器件表面的残留物剥离并随着循环层流带走的简易示意图；

图3是所述气液出口组件的出口部分的简易结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明所述超波动装置包括盛装有清洗液的清洗槽1和气泡水发生装置2，所述气泡水发生装置2将产生的气泡水通入到所述清洗槽1内。它还包括振动源3，所述振动源3连接有伸入到所述清洗槽1内的振动杆4，所述振动杆4上设置有至少一片振动片5，所述振动源3带动所述振动片5振动，待清洗的物料用网兜装载或者盛装在专用的清洗框中，被置入于所述清洗槽1内且被所述清洗槽1内的液体淹没。所述振动源3为连接有逆变器的振动电机，所述振动电机输出的振动频率为1Hz～99Hz。所述清洗槽1设置有排水口10。

更加具体地，所述振动片5的数量设定为5片，5片所述振动片5间隔地布置在所述振动杆4上。当然，所述振动片的数量没有上限的限制，设置方向和角度根据清洗对象的形状和微气泡的循环层流状态任意地安装在清洗槽内。安装于所述振动杆4下端的振动片5在远离与所述振动杆4的连接点的一端朝下设置，安装于所述振动杆4上端的振动片5在远离与所述振动杆4的连接点的一端朝上设置，安装于所述振动杆4中间位置的所述振动片5为水平设置。当然，也可以设置更多的振动片，位于振动杆上部的振动片远离与所述振动杆连接安装的安装点的一端朝上设置的数量可以有多片，位于振动杆下部的振动片远离与所述振动杆连接安装的安装点的一端朝下设置的数量也可以有多片，这可以根据清洗槽的大小而定。

所述清洗槽1、所述气泡水发生装置2、所述振动杆4和所述振动片5为316不锈钢、氟树脂或镀氟材质制成。采用316不锈钢、氟树脂或镀氟材质来制备本发明装置，能够避免装置内部结构及管道内部等被臭氧腐蚀，氟树脂或镀氟材质则能防止金属离子的介入，以确保本发明设备的使用寿命。

在所述清洗槽1的内部槽底内设置有气液出口组件6，所述气液出口组件6与所述气泡水发生装置2相连通，所述气液出口组件6向所述清洗槽1内注入气液混合体。每个所述气液出口组件6的出口数量设置为6～8个。在这里，所述气液出口组件6的出口采用能够产生微泡的喷嘴结构，它包括中空且呈圆筒形的外壳11、与所述外壳11同轴设置且在端部固紧适配的输入管腔12，在伸入外壳11内部的那部分输入管腔12的外径小于外壳11的中空部的内径，输入管腔内部呈中空，且在置入外壳11内的一端的侧壁上设置有导通所述输入管腔12内外的第一通孔13，在所述输入管腔12内且靠近第一通孔13的区域形成第一压力释放室17。在外壳11的壁面上设置有若干导通所述外壳11内外的第二通孔14，在所述外壳11内且靠近所述第二通孔14的区域形成第二压力释放室18。在所述输入管腔12内设置有4层多孔板15，每层多孔板15之间采用间隔板16进行间隔，四块多孔板15上的孔径从输入管腔12的进口往输入管腔12的内部的顺序，每块多孔板上的小孔的孔径依次设置为φ0.8mm，φ1.2mm，φ1.5mm，φ1.2mm。多孔板和间隔板的外径比输入管腔12的内径小。所述间隔板与多孔板的叠合体中，板与板间均留有间隙。气液混合体从输入管腔12的入口输入，经过间隔板和多孔板后，气液混合体被多孔板分割；进入第一压力释放室17，再经过第一通孔13，进入第二压力释放室18，在从第一通孔进入第二压力释放室的过程中，气液混合体被再次分割，产生更多的气液混合体；最后，气液混合体从第二压力释放室的第二通孔散出，进入到清洗槽内进行清洗。

所述气泡水发生装置2包括液体仓7、气体仓8和液气混合泵9，所述液体仓7向所述液气混合泵9供应纯水、弱碱水或弱酸水，所述气体仓8向所述液气混合泵9供应气体，所述气体为氧气、氮气、空气、氢气、臭氧或其混合气体。在这里，液体仓7通过控制阀19控制流量并连通液气混合泵9的液体输入口，为所述液气混合泵9提供纯净液体。所述气体仓8通过气体流量阀20和气体开关21连通液气混合泵9的气体输入口，为所述液气混合泵9提供气体。在本实施例中，液体仓7内盛装的是纯水，气体仓8内注入的气体为臭氧或氧气或氮气。

在所述清洗槽1的后端还连接有集水槽，通过所述集水槽收集所述清洗槽1从排水口10溢出的废水，对废水进行过滤处理（包括过滤、去油、去金属离子等物理处理和化学处理的方式），得到可循环利用的清洁的纯液体，再将经过处理的液体导入到液体仓内，为液体仓提供纯净液体，实现循环利用。

本发明装置能够对工业制造加工中的各种器件进行清洗，如①机械零件的清洗（去除机械加工时附着的切削油、切屑物等）；②电子零件、精密零件的清洗；③去除光学透镜、太阳能电池板、半导体等玻璃上附着的残留物（磨料等）；④半导体前工序（细线/微孔结构制造工序）中的批量清洗（有机物、无机物、金属）（适用于各种化学去除清洗和最终漂洗）；⑤半导体后工序（IC组装工序）中的残留物去除）；等等。

本发明装置具有如下优势：

1.大幅度降低高浓度、高污染性的化学清洗液的使用，具有极好的环保、降本效应；

2.本发明为常温清洗，无需加入加热设备和高温气体，极大地降低了成本；

3.与传统的多化学槽清洗设备相比，大大地减少了空间的使用面积，减少了化学品清洗槽的数量，缩短产线线体长度；

4.与传统的化学试剂清洗相比，本发明设备的性价比更高；

5.本发明设备操作简单，无工件伤害。

综合上述特点，本发明通过低频振动，使得清洗槽内的清洗液高速流动，并利用清洗液中的气泡的带电特性，能够迅速并高效地将待清洗的器件表面的污垢。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超波动装置，包括盛装有清洗液的清洗槽（1）和气泡水发生装置（2），所述气泡水发生装置（2）将产生的气泡水通入到所述清洗槽（1）内，其特征在于，所述一种超波动装置还包括振动源（3），所述振动源（3）连接有伸入到所述清洗槽（1）内的振动杆（4），所述振动杆（4）上设置有至少一片振动片（5），所述振动源（3）带动所述振动片（5）振动，待清洗的物料被置入于所述清洗槽（1）内且被所述清洗槽（1）内的液体淹没。

2.根据权利要求1所述的一种超波动装置，其特征在于，所述振动片（5）的数量设定为5片，5片所述振动片（5）间隔地布置在所述振动杆（4）上。

3.根据权利要求2所述的一种超波动装置，其特征在于，安装于所述振动杆（4）下端的振动片（5）在远离与所述振动杆（4）的连接点的一端朝下设置，安装于所述振动杆（4）上端的振动片（5）在远离与所述振动杆（4）的连接点的一端朝上设置，安装于所述振动杆（4）中间位置的所述振动片（5）为水平设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种超波动装置，其特征在于，所述清洗槽（1）、所述气泡水发生装置（2）、所述振动杆（4）和所述振动片（5）为316不锈钢、氟树脂或镀氟材质制成。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种超波动装置，其特征在于，在所述清洗槽（1）的内部槽底内设置有气液出口组件（6），所述气液出口组件（6）与所述气泡水发生装置（2）相连通，所述气液出口组件（6）向所述清洗槽（1）内注入气液混合体。

6.根据权利要求5所述的一种超波动装置，其特征在于，所述气泡水发生装置（2）包括液体仓（7）、气体仓（8）和液气混合泵（9），所述液体仓（7）向所述液气混合泵（9）供应纯水、弱碱水或弱酸水，所述气体仓（8）向所述液气混合泵（9）供应气体，所述气体为氧气、氮气、空气、氢气、臭氧或其混合气体。

7.根据权利要求1所述的一种超波动装置，其特征在于，所述振动源（3）为连接有逆变器的振动电机，所述振动电机输出的振动频率为1Hz～99Hz。

8.根据权利要求5所述的一种超波动装置，其特征在于，每个所述气液出口组件（6）的出口数量设置为6～8个。

9.根据权利要求5所述的一种超波动装置，其特征在于，所述清洗槽（1）设置有排水口（10）。