CN1468665A - 多工位全自动超声清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种多工位全自动超声清洗装置，它包括控制柜、高频超声波发生器、中频超声波发生器、低频超声波发生器；它包括支架、动力装置、传动装置、传动轮、旋挂器具、清洗工件装栏，分别设置在与支架联接的升降机构上的装工件台、低频超声清洗槽、中频超声清洗槽、高频超声清洗槽、冲淋清洗槽、与变频电机相联的变频脱水器、热风发生器、卸工件台，在低频超声清洗槽、中频超声清洗槽、高频超声清洗槽内设置有超声振动体，在冲淋清洗槽内设置有冲淋喷头；它还包括设置支架上的光电传感器。它具有超声工序连续、清洗彻底、无环境污染等优点。

Description

多工位全自动超声清洗装置

技术领域

本发明属于完成一般机械作业用的亚声频、声频或超声频机械振动的产生或传递的方法或设备技术领域，具体涉及到用压电效应或用电致伸缩的产生亚声频、声频或超声频的机械振动的方法或设备。

背景技术

现有的超声波清洗装置为单一频率，清洗槽内声场分布不均匀，出现了有的地方空化强度小，其结果被清洗工件的清洗效果不一致，即使通过三槽清洗，但效果仍不理想，如果清洗时间过长，还会造成局部腐蚀。超声清洗装置的超声波换能器布阵时没有一种较合理设置依据，造成超声波换能器的布局距离可大可小，使超声波换能器的阻抗相互影响，降低超声波换能器阵列的整体辐射特性。

现有的超声波清洗装置所具有的功能为单一频率多槽清洗，没有旋转的高压冲淋为一体，烘干过程需要分离进行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题以及解决其技术问题所采用的技术方案是它包括：

用于对整机的电气设备和电气元器件进行控制的控制柜。设置在控制柜下的高频超声波发生器、中频超声波发生器、低频超声波发生器。用于安装零部件的支架。设置在支架上的动力装置、与动力装置相联的传动装置。设置在支架上的传动轮。设置在传动装置上的旋挂器具。设置在旋挂器具上的清洗工件装栏。分别设置在与支架联接的升降机构上的装工件台、低频超声清洗槽、中频超声清洗槽、高频超声清洗槽、冲淋清洗槽、与变频电机相联的变频脱水器、热风发生器、卸工件台，在低频超声清洗槽、中频超声清洗槽、高频超声清洗槽内设置有超声振动体，在冲淋清洗槽内设置有冲淋喷头。它还包括设置支架上装工件台、低频超声清洗槽、中频超声清洗槽、高频超声清洗槽、冲淋清洗槽、变频脱水器、热风发生器、卸工件台上方的光电传感器。

本发明的超声振动体为：在超声盒体内设置有安装在安装板上的超声换能器阵列。本发明的冲淋喷头为：上部设置在喷芯内的旋转器的下端与设置在紧固环内的进水接头相联接，在喷芯上加工或制作有喷射孔，雾化器套装在喷芯外部。本发明的旋转挂器具为：在联接板上加工有内孔和外孔，在联接框的中心位置设置有联接柱，在联接框内联接柱外套装有轴承，轴承上联接柱外套装有弹簧垫和锁片，在联接柱的另一端设置有锁扣。

本发明的超声换能器阵列为安装在安装板上的6～40个超声换能器。

本发明的超声换能器为在前振动块与后振动块之间设置有内套装有绝缘环的压电陶磁片和电极片，通过联接件将前振动块与后振动块相联接，上述的联接件为双头螺栓，在前振动块上加工或制作有前振动稳定槽，在后振动块上加工或制作有后振动稳定槽，在压电陶磁片的外围设置有防水保护层。

本发明超声换能器的双头螺栓为细螺纹双头螺栓。本发明超声换能器的前振动块上的前振动稳定槽加工或制作在前振动块的后端面上，后振动块上的后振动稳定槽加工或制作在后振动块的前端面上。本发明超声换能器的防水保护层为液体橡胶。

本发明超声换能器的后振动稳定槽为环形槽，加工制作在后振动块的前端面的中心位置上，前振动稳定槽为环形槽，加工制作在前振动块的后端面的中心位置上。

本发明超声换能器的液体橡胶为硅橡胶。

本发明的升降机构为：设在支架上升降气缸的上端设置有托架。

本发明采用三种不同频率的超声波发生器，避免了超声清洗槽内出现的空化强度不均、位置不同，达到相互补偿作用，使被清洗工件清洗干净。本发明通过对超声换能器设置的距离调试，超声换能器阵列的整体功率因数较大，在清洗槽内声场分布比较均匀。本发明采用自动上料、低频超声脱脂清洗、中频超声清洗、高频超声漂洗、旋转高压冲淋清洗、低频离心脱水、热风烘干连续工序，在同一封闭的装置中进行，减少了外界对清洗工件的污染，提高了超声清洗质量。

它具有超声工序连续、清洗彻底、无环境污染等优点，可在工业生产中推广使用。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1中旋转挂具7的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图1中超声振动体23的结构示意图。

图5是图4中超声换能器23-3的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图1中冲淋喷头22的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施的多工位全自动超声清洗装置由控制柜1、高频超声波发生器2、中频超声波发生器3、低频超声波发生器4、换向链轮5、链条6、旋转挂具7、清洗工件装栏8、装工件台9、低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16、电动机17、主动链轮18、托架19、升降气缸20、变频电机21、冲淋喷头22、超声振动体23、光电传感器24、支架25联接构成，其中升降气缸20与托架19联接成升降机构，电动机17是动力装置的一个实施例，链条6是传动器件的一个实施例。

本实施控制柜1的型号为PLC，控制柜1用于对本发明的电气元器件、电动机17、变频电机21、升降气缸20的工作进行控制。在控制柜1下安装有低频超声波发生器4、中频超声波发生器3、高频超声波发生器2，低频超声波发生器4、中频超声波发生器3、高频超声波发生器2分别用于产生20～30KHZ的低频超声波、40～50KHZ的中频超声波、100KHZ～1MHZ高频超声波。在支架25上安装有电动机17、变频电机21、主动链轮18，电动机17通过皮带与主动链轮18相联，在支架25上还安装有三个换向链轮5，链条6与主动链轮18、三个换向链轮5相联，在链条6上悬挂有旋转挂具7，在旋转挂具7上悬挂有清洗工件装栏8，清洗工件装栏8内可盛放被清洗的工件，本实施例共挂有八个清洗工件装栏8。

在支架25下分别安装有八个升降气缸20，升降气缸20将通过管道与空压机或空压气瓶相联通，升降气缸20的活塞杆的端部分别安装托架19构成升降机构，第一个升降机构的顶端安装有装工件台9，第八个升降机构的顶端安装有卸工件台19，在第二个升降机构的顶端至第七个升降机构的顶端依次安装有低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15，装工件台9、低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16的上升或下降，通过控制柜1分别控制八个升降气缸20的气路接通或断开来实现的。在低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12内分别安装有两个超声振动体23。在冲淋清洗槽13上安装有冲淋喷头22。变频脱水器14与变频电机21相联，变频脱水器14可将工件上的水脱掉。热风发生器15产生热风，将工件烘干，以防工件被腐蚀。卸工件台16用于将经清洗过烘干后的工件放在其上，由操作者将清洗过的工件取走。

在图2、3中，本实施例的旋转挂具7是由联接板7-1、螺栓7-2、弹簧垫7-3、轴承7-4、联接框7-5、联接柱7-6、锁扣7-7、锁片7-8联接构成。在联接板7-1上加工有内孔和外孔，内孔用于通过螺纹紧固联接件将联接板7-1与联接框7-5联接，外孔用于通过螺纹紧固联接件将联接板7-1与链条6联接，在联接框7-5的中心位置安装有联接柱7-6，在联接框7-5内联接柱7-6外套装有轴承7-4，轴承7-4上联接柱7-6外套装有弹簧垫7-3和锁片7-8，在联接柱7-6的另一端焊接联接有锁扣7-7，锁扣7-7用于悬挂清洗工件装栏8，联接柱7-6和锁扣7-7相对于轴承7-4旋转，使得清洗工件装栏8可自由旋转。

在图4、5、6中，本实施例的超声振动体23是在超声壳体23-1内安装有一块安装板23-2，在安装板23-2上安装有超声换能器阵列，本实施例的超声换能器阵列是由20个超声换能器23-3排列构成。本实施例的超声换能器是由后振动块23-3.1、压电陶磁片23-3.2、电极片23-3.3、前振动块23-3.4、双头螺栓23-3.5、705硅橡胶层23-3.7、绝缘环23-3.8联接构成，705硅橡胶层23-3.7为防水保护层的一个实施例。

超声换能器23-3的双头螺栓23-3.5为细螺纹双头螺栓，在双头螺栓23-3.5的外围套装有绝缘环23-3.8，绝缘环23-3.8的外围套装有两块压电陶磁片23-3.2，两块压电陶磁片23-3.2之间安装有一片电极片23-3.3，双头螺栓23-3.5的后端安装有后振动块23-3.1、前端安装有前振动块23-3.4，在压电陶磁片23-3.2与前振动块23-3.4之间还安装有另一片电极片23-3.3。超声换能器23-3采用的细螺纹双头螺栓，提高了螺栓的抗拉强度和抗疲劳强度，使压电陶磁片23-3.3受力均匀，提高了超声换能器23-3的整体刚性和转换效率，消除了振动层间的相互反射。本实施例前振动块23-3.4的后端面中心位置上加工或制作有前振动稳定槽23-3.6，前振动稳定槽23-3.6为环形槽，后振动块23-3.1的前端面中心位置上加工或制作有后振动稳定槽23-3.9，后振动稳定槽23-3.9为环形槽。前振动稳定槽23-3.6和后振动稳定槽23-3.9消除了加预力时前振动块23-3.4和后振动块23-3.2被拉紧现象，保证前振动块23-3.4和后振动块23-3.1的中心与边沿的平整性，压电陶磁片23-3.2受力均匀，层间紧密结合，提高了本发明的整体刚性。在后振动块23-3.1的后端面上加工或制作有扭力口23-3.10，扭力口23-3.10用于采用工具将两块压电陶瓷片23-3.2和两片电极片23-3.3紧固在前振动块23-3.4与后振动块23-3.1之间。在两块压电陶瓷片23-3.2和两片电极片23-3.3的外围涂有705硅橡胶23-3.7，本实施例的705硅橡胶23-3.7也可采用704硅橡胶，还也可采用其它硅橡胶。由于在超声换能器23-3的两块压电陶瓷片23-3.2和两片电极片23-3.3的外围涂705硅橡胶层23-3.7，防止水份进入压电陶磁片23-3.2内，提高了压电陶磁片23-3.2的绝缘强度。

在图7、8中，本实施例的冲淋喷头22由雾化器22-1、喷芯22-2、旋转器22-3、紧固环22-4、进水接头22-5联接构成。旋转器22-3的上端套装在喷芯22-2的下端内，喷芯22-2的外部通过螺纹与雾化器22-1的内腔相联接，在噴芯22-2的顶部加工有噴射孔，水可经噴射孔进入雾化器22-2的内腔，从噴芯22-2与雾化器22-1之间的间隙高压喷出。冲淋清洗槽13用于对经低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12清洗过的工件进行冲淋。

在支架25上装工件台9、低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16的正上方各安装一个光电传感器24，各个光电传感器24分别发射光信号到上装工件台9、低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16反射回来，接收反射回来的光信号转换成电信号输出到控制柜1，控制柜1控制装工件台9、低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16下的升降气缸20工作，依次将装工件台9、低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12、冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16举起或放下，实现清洗工序连续自动。

实施例2

在本实施例中，低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12中安装的超声振动体23的超声换能器阵列是由6个超声换能器23-3排列构成。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

在本实施例中，低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12中安装的超声振动体23的超声换能器阵列是由40个超声换能器23-3排列构成。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

本发明的工作过程如下：

电动机17带动链条6旋转，控制柜1控制升降气缸20工作，使装工件台9上升，操作者可将工件放入清洗工件装栏8内，低频超声清洗槽10、中频超声清洗槽11、高频超声清洗槽12分别由控制柜1控制三个清洗槽下的升降气缸20工作，三个清洗槽依次上升，被清洗的工件依次经低频超声清洗槽10、中频字超声清洗槽11、高频超声清洗槽12清洗后，分别由控制柜1控制冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16下的升降气缸20工作，冲淋清洗槽13、变频脱水器14、热风发生器15、卸工件台16依次上升，被清洗过的工件进入到冲淋清洗槽13对被清洗的工件进行淋洗，经过淋洗后的工件到变频脱水器14，变频脱水器14与变频电机21相联，变频脱水器14被变频电机21带动旋转，使工件脱水，经脱水后的工件到热风发生器15将工件烘干，最后到卸工件台16，操作者可将已清洗好的工件从卸工件台16上取下。

Claims (8)

1、一种多工位全自动超声清洗装置，其特征在于它包括：

用于对整机的电气设备和电气元器件进行控制的控制柜[1]；

设置在控制柜[1]下的高频超声波发生器[2]、中频超声波发生器[3]、低频超声波发生器[4]；

用于安装零部件的支架[25]；

设置在支架[25]上的动力装置、与动力装置相联的传动装置；

设置在支架[25]上的传动轮；

设置在传动装置上的旋挂器具[7]；

设置在旋挂器具[7]上的清洗工件装栏[8]；

分别设置在与支架[25]联接的升降机构上的装工件台[9]、低频超声清洗槽[10]、中频超声清洗槽[11]、高频超声清洗槽[12]、冲淋清洗槽[13]、与变频电机[21]相联的变频脱水器[14]、热风发生器[15]、卸工件台[16]，在低频超声清洗槽[10]、中频超声清洗槽[11]、高频超声清洗槽[12]内设置有超声振动体[23]，在冲淋清洗槽[13]内设置有冲淋喷头[22]；

它还包括设置支架[25]上装工件台[9]、低频超声清洗槽[10]、中频超声清洗槽[11]、高频超声清洗槽[12]、冲淋清洗槽[13]、变频脱水器[14]、热风发生器[15]、卸工件台[16]上方的光电传感器[24]。

2、按照权利要求1所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于所说的超声振动体[23]为：在超声盒体[23-1]内设置有安装在安装板[23-2]上的超声换能器阵列；所说的冲淋喷头[22]为：上部设置在喷芯[22-2]内的旋转器[22-3]的下端与设置在紧固环[22-4]内的进水接头[22-5]相联接，在喷芯[22-2]上加工或制作有喷射孔，雾化器[22-1]套装在喷芯[22-2]外部；所说的旋转挂具7为：在联接板[7-1]上加工有内孔和外孔，在联接框[7-5]的中心位置设置有联接柱[7-6]，在联接框[7-5]内联接柱[7-6]外套装有轴承[7-4]，轴承[7-4]上联接柱[7-6]外套装有弹簧垫[7-3]和锁片[7-8]，在联接柱[7-6]的另一端设置有锁扣[7-7]。

3、按照权利要求2所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于所说的超声换能器阵列为安装在安装板[23-2]上的6～40个超声换能器[23-3]。

4、按照权利要求3所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于所说的超声换能器[23-3]为：在前振动块[23-3.4]与后振动块[23-3.1]之间设置有内套装有绝缘环[23-3.8]的压电陶磁片[23-3.2]和电极片[23-3.3]，通过联接件将前振动块[23-3.4]与后振动块[23-3.1]相联接，上述的联接件为双头螺栓[23-3.5]，在前振动块[23-3.4]上加工或制作有前振动稳定槽[23-3.6]，在后振动块[23-3.1]上加工或制作有后振动稳定槽[23-3.9]，在压电陶磁片[23-3.2]的外围设置有防水保护层。

5、按照权利要求4所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于：所说的双头螺栓[23-3.5]为细螺纹双头螺栓；所说的前振动块[23-3.4]上的前振动稳定槽[23-3.6]加工或制作在前振动块[23-3.4]的后端面上，后振动块[23-3.1]上的后振动稳定槽[23-3.9]加工或制作在后振动块[23-3.1]的前端面上；所说的防水保护层为液体橡胶。

6、按照权利要求4或5所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于：所说的后振动稳定槽[23-3.9]为环形槽，加工制作在后振动块[23-3.1]的前端面的中心位置上，前振动稳定槽[23-3.6]为环形槽，加工制作在前振动块[23-3.4]的后端面的中心位置上。

7、按照权利要求5所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于：所说的液体橡胶为硅橡胶。

8、按照权利要求1所述的多工位全自动超声清洗装置，其特征在于所说的升降机构为：设在支架[25]上升降气缸[20]的上端设置有托架[19]。

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