CN104226632A - 带入水式工具头的自动超声清洗器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带入水式工具头的自动超声清洗器，包括清洗槽和超声焊接振子，清洗槽卡固有变幅杆，变幅杆连接超声焊接振子，变幅杆下连接有工具头；电源线连接清洗器的电源开关，电源开关连接电源指示灯和交流电流表，交流电流表连接主控板，主控板连接LED显示屏、功率调节旋钮和超声焊接振子；清洗槽的底部设有电加热管；清洗槽上设有水位检测器；清洗槽上设有进水管，进水管上设有进水电磁阀；清洗槽的底部设有排水管，排水管上设有过滤网。本发明的有益效果为：本发明带入水式工具头的自动超声清洗器，采用大功率超声焊接换能器连接工具头深入清洗液中，清洗效果好效率高，功耗小可靠性高，同时还能按照程序自动清洗，具有较高的性价比。
Description
技术领域
本发明涉及超声波清洗设备，更确切地说，是一种带入水式工具头的自动超声清洗器。
背景技术
目前，超声波清洗是利用超声波在液体介质中的空化效应，对待清洗工件进行清洗，具有省力、高效、无死角和无污染等优点，因而迅速普及于工业、农业乃至千家万户。
在现有技术中，超声波清洗机内部的超声换能器的置入方式常用以下三种：第一种是将超声清洗换能器组成阵列，粘结在清洗槽的底面或/和两侧面。这将带来两个问题：(1)是阵列清洗换能器数量多，总成本高，可靠性低，不易维修；(2)是振动能量从前盖板通过清洗槽或声振板传到水中，能量衰减巨大，能量密度小，功耗高。第二种如申请号为201010143981.7的国家发明专利“一种超声波清洗设备”，超声波发生器发出的超声波通过与超声波发生器连接的架体传导给与架体相连且沉入清洗液中的待清洗工件。该方案就是用超声换能器带动工件振动，振动的工件与静止的水发生摩擦进行清洗。这种清洗器没有发生水的空化作用。挂架两端的换能器可能振动幅度不一致，且换能器的振动幅度只有um级，摩擦力极其有限，清洗效果不理想。以上两种换能器都不是直接接触水的。第三种是超声棒直接插入水中，此种清洗效果确实不错，可是超声棒容易发生横向振动引起开裂，导致能量传输受阻，且超声棒的成本极其高昂，无法普及到家用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中存在的问题，而提供一种带入水式工具头的自动超声清洗器。本发明带入水式工具头的自动超声清洗器就是用超声电源驱动超声换能器，超声换能器连接变幅杆，变幅杆连接工具头，工具头深入清洗液中发射超声波对待清洗工件进行清洗，且能自动实现进水、加热和清洗。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种带入水式工具头的自动超声清洗器，包括用于盛放清洗液的清洗槽和超声焊接振子，所述的清洗槽卡固有变幅杆，变幅杆通过螺杆固定连接有超声焊接振子，变幅杆下通过螺杆固定连接有工具头，所述的工具头上设有三个椭圆柱的通孔；电源线连接清洗器的电源开关，电源开关向下连接电源指示灯，电源开关向上连接交流电流表，交流电流表连接主控板，主控板连接LED显示屏、功率调节旋钮和超声焊接振子；所述的清洗槽的底部设有电加热管，电加热管与主控板电连接；清洗槽侧壁的内表面上设有水位检测器，水位检测器与主控板电连接；清洗槽的侧壁上设有进水管，进水管上设有进水电磁阀，进水电磁阀与主控板电连接；清洗槽的底部设有排水管，排水管上靠近清洗槽内设有过滤网，排水管上靠近清洗槽外设有排水开关；所述的水位检测器设在清洗槽的壳体侧壁的内表面上，水位检测器的下底面在垂直高度上设置在工具头的水平轴线位置。
所述的电加热管外面罩有安全防护网。
所述的超声焊接振子采用20kHz的超声焊接振子。
所述的工具头采用钛合金材料。
所述的进水管的进水口在垂直高度上高于电加热管，低于水位检测器。
本发明的有益效果为：本发明带入水式工具头的自动超声清洗器，采用大功率超声焊接换能器连接工具头深入清洗液中，清洗液空化的同时对待清洗工件形成较大的冲击力，清洗效果好效率高，功耗小可靠性高，同时还能按照程序自动清洗，具有较高的性价比。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的清洗流程图。
附图中的标号分别为：1-清洗槽、2-变幅杆、3-超声焊接振子、4-工具头、5-电源线、6-电源开关、7-电源指示灯、8-交流电流表、9-主控板、10-LED显示屏、11-功率调节旋钮、12-电加热管、13-安全防护网、14-水位检测器、15-进水管、16-进水电磁阀、17-排水管、18-过滤网、19-排水开关。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
如图1所示，这种带入水式工具头的自动超声清洗器，包括用于盛放清洗液的清洗槽1和超声焊接振子3，所述的清洗槽1卡固有变幅杆2，变幅杆2通过螺杆固定连接有超声焊接振子3，变幅杆2下通过螺杆固定连接有工具头4，所述的工具头4上设有三个椭圆柱通孔；电源线5连接清洗器的电源开关6，开关6向下连接电源指示灯7，开关6向上连接交流电流表8，交流电流表8连接主控板9，主控板9连接LED显示屏10、功率调节旋钮11和超声焊接振子3；所述的清洗槽1的底部设有电加热管12，电加热管12与主控板9电连接；电加热管12外面罩有安全防护网13。清洗槽1侧壁的内表面上设有水位检测器14，水位检测器14与主控板9电连接；清洗槽1的侧壁上设有进水管15，进水管15上设有进水电磁阀16，进水电磁阀16与主控板9电连接；清洗槽1的底部设有排水管17，排水管17上靠近清洗槽1内设有过滤网18，排水管17上靠近清洗槽1外设有排水开关19；所述的水位检测器14设在清洗槽1的壳体侧壁的内表面上，水位检测器14的下底面在垂直高度上设置在工具头4的水平轴线位置。
所述的超声焊接振子3采用20kHz的超声焊接振子，原因如下：一只清洗振子功率仅有60W，所以一套清洗器要用数量庞大的清洗振子组成阵列，且因阵列清洗振子一致性差导致利用率不高。而一只焊接振子功率可达1500W，经试验发现，大功率时水花四溅，小功率时可形成漩涡，对待清洗工件形成强大的冲击力，加之空化效应，短时间即可将待清洗工件冲洗干净，省时省电，所以本发明采用一只焊接振子。基于人耳的听力范围20-20kHz，从噪声的角度考虑，本发明选用20kHz的超声焊接振子。
所述超声焊接振子、变幅杆和工具头构成超声换能器，所述的超声焊接振子3的微弱振幅经过变幅杆2的放大，再经过工具头4的进一步放大，向清洗液中辐射声波，产生空化效应清洗工件。变幅杆2通过螺杆固定在超声焊接振子3上，变幅杆2也采用不锈钢材料制成。变幅杆3的中间有一个卡盘，通过此卡盘固定在清洗槽1上，因为此部位为振动换能器的节点，振幅最小。工具头也通过螺杆固定在变幅杆上，为了加大防腐蚀的能力，工具头采用钛合金材料。同时为了防止横向振动，工具头挖去三个椭圆柱形成通孔，这样工具头不容易开裂，可靠性高。
电源控制电路包括电源开关、电源指示灯、交流电流表、主控板、LED显示屏和功率调节旋钮。电源线连接电源开关，电源开关一方面连接电源指示灯，另一方面连接交流电流表，交流电流表连接主控板，主控板连接功率调节旋钮和超声焊接振子。LED显示屏显示工作状态和时间，显示A表示进水，B表示加热，C表示清洗。
所述电加热管安装在清洗槽的底部，与电源控制电路的主控板电连接，用来加热清洗液。热水分子的布朗运动更加剧烈，可以提高本超声清洗器的清洗效率，增强本超声清洗器的清洗效果。电加热管外面罩有安全防护网，防止待清洗件与电加热管接触，避免短路、损坏电加热管等安全隐患。
进水装置包括进水管、水位检测器、进水电磁阀和主控板上的进水控制器。进水管设在水槽壳体的侧壁上，进水电磁阀设在进水管上，进水电磁阀与主控板上的进水控制器电连接。水位检测器设在水槽壳体侧壁的内表面上，水位检测器也与主控板上的进水控制器电连接。水位检测器的下底面在垂直高度上恰好为工具头的中间。进水口在垂直高度上高于电加热管，低于水位检测器。
当进水电磁阀打开时，自来水便从进水管进入到清洗槽内。当水位上升到工具头的中间时，水位检测器恰好检测到信号，并将该信号传给主控板上的进水控制器，进水控制器便会输送一个控制信号，使得进水电磁阀关闭，从而完成自动进水。
出水装置包括排水管、过滤网和开关。清洗槽的底部设有排水口，排水口上设有过滤网，从而将清洗液中的杂质过滤掉再排出，避免堵塞下水道。排水口下连接有排水管，排水管与下水槽壳体之间密封连接，排水管上安装有开关。
清洗时，将待清洗工件放入清洗槽1内，把电源线插头5插入插座内，按下电源开关6，此时电源指示灯7亮起，如图2所示，本发明带入水式工具头的自动超声清洗器便会自动地按以下步骤清洗待清洗工件：
(1)进水装置向清洗槽1内注入自来水：水位检测器14没有检测到指定水位，主控板9上的进水控制器便发送打开信号至进水电磁阀16，自来水便从进水管15进入到清洗槽1内，当水位逐渐上升到指定水位时，水位检测器14便发送信号至主控板9上的进水控制器，进水控制器便发送关闭信号至进水电磁阀16从而结束进水。此时LED显示屏10状态显示A。
(2)电加热管12加热清洗槽1内的水，此时LED显示屏10状态显示B。
(3)超声波清洗：主控板9产生超声信号驱动超声换能器工作，对待清洗工件进行清洗。此时LED显示屏10状态显示C，同时时间显示15min并开始倒计时，直至0min停止工作，主控板9上的蜂鸣器发出三声蜂鸣以提醒工作人员，最后断电结束工作，此时电源指示灯7熄灭。
(4)工作人员检查工件是否清洗干净，如果已经清洗干净，则可以手动打开排水管17上的排水开关19，待排水完毕取出工件。否则，按下电源开关6，程序自动重复上述(1)(2)(3)步骤，当然，实际上经检查(1)(2)步已经完成，只需要重复步骤(3)即可。
超声电源驱动超声换能器，超声换能器连接变幅杆，变幅杆连接工具头，工具头深入清洗液中发射超声波对待清洗工件进行清洗，且能自动实现进水、加热和清洗。采用大功率超声焊接换能器连接工具头深入清洗液中，清洗液空化的同时对待清洗工件形成较大的冲击力，可对工件进行磨削，清洗效果好效率高，功耗小可靠性高，空化腐蚀的工具头方便更换，同时还能按照程序自动清洗，省时省力。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种带入水式工具头的自动超声清洗器，包括用于盛放清洗液的清洗槽(1)和超声焊接振子(3)，其特征在于：所述的清洗槽(1)卡固有变幅杆(2)，变幅杆(2)通过螺杆固定连接有超声焊接振子(3)，变幅杆(2)下通过螺杆固定连接有工具头(4)，所述的工具头(4)上设有三个椭圆柱的通孔；电源线(5)连接清洗器的电源开关(6)，电源开关(6)向下连接电源指示灯(7)，电源开关(6)向上连接交流电流表(8)，交流电流表(8)连接主控板(9)，主控板(9)连接LED显示屏(10)、功率调节旋钮(11)和超声焊接振子(3)；所述的清洗槽(1)的底部设有电加热管(12)，电加热管(12)与主控板(9)电连接；清洗槽(1)侧壁的内表面上设有水位检测器(14)，水位检测器(14)与主控板(9)电连接；清洗槽(1)的侧壁上设有进水管(15)，进水管(15)上设有进水电磁阀(16)，进水电磁阀(16)与主控板(9)电连接；清洗槽(1)的底部设有排水管(17)，排水管(17)上靠近清洗槽(1)内设有过滤网(18)，排水管(17)上靠近清洗槽(1)外设有排水开关(19)；所述的水位检测器(14)设在清洗槽(1)的壳体侧壁的内表面上，水位检测器(14)的下底面在垂直高度上设置在工具头(4)的水平轴线位置。
2.根据权利要求1所述的带入水式工具头的自动超声清洗器，其特征在于：所述的电加热管(12)外面罩有安全防护网(13)。
3.根据权利要求1所述的带入水式工具头的自动超声清洗器，其特征在于：所述的超声焊接振子(3)采用20kHz的超声焊接振子。
4.根据权利要求1所述的带入水式工具头的自动超声清洗器，其特征在于：所述的工具头(4)采用钛合金材料。
5.根据权利要求1所述的带入水式工具头的自动超声清洗器，其特征在于：所述的进水管(15)的进水口在垂直高度上高于电加热管(12)，低于水位检测器(14)。
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