CN2877900Y - 矩阵高能聚焦超声清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矩阵高能聚焦超声清洗装置。它具有机架，在机架上设有水槽、待洗工件传动装置、支架，两支架上端设有横梁，横梁上悬挂有多个高能聚焦超声清洗器，在机架下端设有超声波发生器、调速电机，调速电机与待洗工件传动装置相接。高能聚焦超声清洗器具有相连接的超声波发生器、压电换能器、超声聚能器、清洗工具以及压电换能器罩。本实用新型的优点：(1)清洗效率高；(2)占地面积小；(3)生产成本低；(4)可实现自动化清洗；(5)提高滤芯重复使用性能；(6)降低生产成本。

Description

矩阵高能聚焦超声清洗装置

技术领域

本实用新型涉及清洗机，尤其涉及一种矩阵高能聚焦超声清洗装置。

背景技术

在化工、制药、食品、航空航天、交通运输、机械制造、纺织、环保等领域生产中，有大量相同形状、相同尺寸的工件在生产过程中形成了大量的污垢，直接影响生产的正常进行和安全生产，必须及时进行有效的清洗。

下面以滤芯为例，对生产过程中急需解决的问题加以讨论。

过滤是通过滤材对分散相进行捕捉、阻挡，以及分散相由于惯性作用和重力作用于滤材的粘附、碰撞作用使分散相从连续相分离出来的过程。滤芯是过滤过程中的主要部件。它是一种多孔介质，是纤维杂乱随机排列的集合体，即是由非编织态、近乎三维曲径的微孔结构孔径构成过滤通路的。滤芯的种类按滤材的种类可分为：金属网、金属毡、玻璃纤维、有机化学纤维、植物纤维等多种滤芯；按滤材成型结构不同可分为：蜂房式滤芯、熔喷滤芯、高分子粉末烧结滤芯、叠片式层压滤芯等；按滤芯的结构形状分为：圆柱形滤芯、方形滤芯、筒式滤芯、片式滤芯、带状滤芯等等。

在滤芯的失效形式中最常见的是堵塞失效。当细小微粒随流体流过滤芯时，在滤芯的阻截、拦截效应和微粒的惯性、扩散作用共同作用下便实现了过滤。当污物微粒直径大于滤材孔隙时，微粒被阻截，而滤材介质的个别孔径便被阻塞。污物微粒之间相互不规则重叠，很快形成“尘桥”结构，使稍大的孔径变小，微粒通路迅速变小，流体流过滤芯时所受的阻力变大即通透性降低。随着时间的变长，在相同的压差条件下通过滤芯的流量便会逐渐减小，极限的情况是没有流体流过，滤芯完全失效。

对于纸制滤芯而言，在滤纸微孔受堵过程中，还伴有滤纸的并折和弯曲。这是由于滤芯工作到一定阶段时，纸面上的负荷超过了滤纸的挺度极限，迫使滤纸并折变形，导致有效过滤面积减小，也影响过滤的效果，导致滤芯的失效。另外，滤芯还会因为压力破损、过滤流体的腐蚀而损坏。

滤芯在制药、化工、净水、环保、航空等领域中有广泛的用途。

目前，滤芯清洗技术停留在高压水喷淋清洗或压缩空气吹除阶段。大部分使用滤芯的制药厂、化工厂采取先使用一段时间(3~10天)，滤芯堵塞后，采用高压水喷淋进行清洗，并通过在坚硬物体上用力磕碰的方法，使粘结牢固的堵塞物清除，常常导致滤芯非正常损坏。或者，用软毛刷顺着滤芯纹路的方向刷洗，并轻敲滤芯的端面(不得拍打其表面，以防滤芯损坏)使污物脱落。这只能除掉滤芯表面的污物，而滤芯夹层空隙的污物则无法去除。这时可用压缩空气(气压不可过大，以防损坏滤芯)逆着过滤通路的方向从内向外吹气，以吹去粘附在滤芯夹层上的污物。滤芯更换周期频繁。目前的滤芯清洗方法存在下述问题：

(1)由于滤芯孔隙极小，只有1.2μm左右，在很短的工作时间内极易使滤芯严重堵塞，严重影响生产过程的正常进行甚至危及生产安全，酿成生产事故，导致终极产品质量严重下降；

(2)滤芯经常性地大量报废，导致生产成本显著增高；

(3)目前的清洗方法清洗时间长，耗水多，清洗脏物直接向外排放，影响环境，危害人民的身体健康；

(4)工人劳动程度大；

(5)导致正常的生产过程中生产效率降低。

21世纪是生物工程、节约能源、保护环境的时代。由于滤芯广泛用于制药、化工、净水、环保、航空航天等领域，有广泛的应用范围和良好的发展前景。国内外都高度重视滤芯清洗技术，但苦于一直尚未找到一种环保型高效节能先进清洗技术。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种效率高、成本低、性能好、能同时清洗m×n个零件的矩阵高能聚焦超声清洗装置。

为了达到上述目的，本实用新型采取下列措施：

矩阵高能聚焦超声清洗装置具有机架，在机架上设有水槽、待洗工件传动装置、支架，两支架上端设有横梁，横梁上悬挂有多个高能聚焦超声清洗器，在机架下端设有超声波发生器、调速电机，调速电机与待洗工件传动装置相接。

本实用新型的优点：

(1)清洗效率高；

(2)占地面积小；

(3)生产成本低；

(4)可实现自动化清洗；

(5)提高滤芯重复使用性能；

(6)降低生产成本。

矩阵高能聚焦超声清洗机可以广泛地用于化工、制药、机械、航空航天、船舶、交通运输、生物、食品、环保等领域中。

附图说明

图1是5×1矩阵高能聚焦超声清洗装置结构示意图，图中：超声波发生器1、主动皮带轮2、调速电机3、轮子4、皮带5、从动皮带轮6、轴7、主动齿轮8、排水管9、过渡齿轮10、从动齿轮11、夹具12、待洗工件13、进水管14、机架15、水槽16、清洗工具17、超声聚能器18、压电换能器19、压电换能器罩20、支架21、螺母22、联接螺栓23、高能聚焦超声清洗器24、横梁25；

图2(a)是本实用新型压电换能器结构示意图，图中：螺母26、后端盖27、压电陶瓷片48、电极29、前端盖30；

图2(b)是本实用新型压电换能器侧视图；

图3是本实用新型m×n矩阵高能聚焦超声清洗器排列示意图。

具体实施方式

如图1所示，矩阵高能聚焦超声清洗装置具有机架15，在机架上设有水槽16、待洗工件传动装置、支架21，两支架上端设有横梁25，横梁25上悬挂有多个高能聚焦超声清洗器24，在机架下端设有超声波发生器1、调速电机3，调速电机与待洗工件传动装置相接。

矩阵高能聚焦超声清洗装置具有m×n个高能聚焦超声清洗器，高能聚焦超声清洗器24具有相连接的超声波发生器1、压电换能器19、超声聚能器18、清洗工具17以及压电换能器罩20。高能聚焦超声清洗器24工作频率f≥15kHz，工具振幅a＝16～100μm。

压电换能器19具有依次相连接的螺母26、后端盖27、压电陶瓷片48、电极29、前端盖30。超声聚能器18为圆锥形金属件。

待洗工件传动装置具有从动皮带轮6，从动皮带轮6经皮带5与调速电机相接的主动皮带轮2相接，从动皮带轮6轴上设有从动齿轮11，从动齿轮11经过渡齿轮10分别与待洗工件夹具12相接。

超声波发生器将220V、50Hz的交流电转换成超声频电振荡信号，压电换能器将超声波发生器输出的电振荡信号转换为超声频机械振动；超声聚能器将压电换能器的纵向振动放大后传递给放置在液体中的清洗工具，清洗工具发出强烈的高能聚焦超声波辐射在待洗工件上，使待洗工件周围发生强烈的超声空化作用，从而对液体中的待洗工件上的污垢进行高效清洗。

5×1矩阵高能聚焦超声清洗机可同时清洗5个工件。为了保证每个工件都能被均匀的清洗干净，必须使被清洗工件低速转动，且转速可连续调节。

调速电机带动主动皮带轮旋转，经皮带带动安装在轴上的从动皮带轮转动，安装在轴上的主动齿轮和从动皮带轮同步转动，主动齿轮经过渡齿轮带动从动齿轮旋转，从而使得安装在夹具上的待洗工件转动。

高能聚焦超声清洗装置通过超声聚能器点处的法兰盘固定在压电换能器罩再通过螺母、联接螺栓、横梁安装在支架上，支架再安装在机架上。机架下方安装轮子。

Claims (6)

1.一种矩阵高能聚焦超声清洗装置，其特征在于，它具有机架(15)，在机架上设有水槽(16)、待洗工件传动装置、支架(21)，两支架上端设有横梁(25)，横梁(25)上悬挂有多个高能聚焦超声清洗器(24)，在机架下端设有超声波发生器(1)、调速电机(3)，调速电机与待洗工件传动装置相接。

2.根据权利要求1所述的一种矩阵高能聚焦超声清洗装置，其特征在于，所述的高能聚焦超声清洗器(24)具有相连接的超声波发生器(1)、压电换能器(19)、超声聚能器(18)、清洗工具(17)以及压电换能器罩(20)。

3.根据权利要求1所述的一种矩阵高能聚焦超声清洗装置，其特征在于，所述的高能聚焦超声清洗器(24)工作频率f≥15kHz，工具振幅a＝16～100μm。

4.根据权利要求2所述的一种矩阵高能聚焦超声清洗装置，其特征在于所述的压电换能器(19)具有依次相连接的螺母(26)、后端盖(27)、压电陶瓷片(48)、电极(29)、前端盖(30)。

5.根据权利要求2所述的一种矩阵高能聚焦超声清洗装置，其特征在于所述的、超声聚能器(18)为圆锥形金属件。

6.根据权利要求1所述的一种矩阵高能聚焦超声清洗装置，其特征在于，待洗工件传动装置具有从动皮带轮(6)，从动皮带轮(6)经皮带(5)与调速电机相接的主动皮带轮(2)相接，从动皮带轮(6)轴上设有从动齿轮(11)，动齿轮(11)经过渡齿轮(10)分别与待洗工件夹具(12)相接。