一种高效率超声清洗装置及方法，它涉及超声空化技术领域。本发明专利技术为解决现有超声波清洗仪清洗效果差，效率低和声能利用率低的问题。清洗装置包括清洗槽、样品放置台、超声波发生器、超声头和一组滑轨，样品放置台设置在清洗槽内，超声波发生器设置在清洗槽的外侧，超声波发生器的输出端与超声头连接，超声头的形状为框状，超声头设置在清洗槽内且套装在样品放置台的外侧，超声波发生器的下方沿长度方向设有一组滑轨，超声波发生器的下端面上设有一组辊轮，辊轮与滑轨滑动连接。清洗方法：选择超声波发生器；组装超声波发生器；加入清洗液；超声清洗。本发明专利技术用于超声波清洗。
A high efficiency ultrasonic cleaning device and method
【技术实现步骤摘要】
一种高效率超声清洗装置及方法
本专利技术涉及超声空化
，具体涉及一种高效率超声清洗装置及方法。
技术介绍
超声空化效应是指液体中的微小气泡经历超声波的作用，在声波稀疏相的拉伸和压缩相的压缩作用下，经历形核、长大、振荡和溃灭等一系列过程。空化泡溃灭的时间非常短(只有几纳秒到几微秒)，可在瞬间产生几千度的高温、几个GPa的高压、高速的液体微射流及冲击波，从而引发许多力学、物理、化学、生物等效应，如材料破坏，加快化学反应速度等。实验室中较为常见的超声波装置是超声清洗仪，它主要利用液体的声空化作用清洗试件表面的油污和杂质。目前使用的大多数超声波清洗仪是将超声波发生器放置在清洗槽底部。这种放置方式使得目前使用的超声清洗仪的声能利用率普遍很低，经济性较差，容易造成超声能量的浪费。因此，专利技术一种能够增强液体内部声空化强度，进而提高声能利用率、超声清洗效率的方法和装置是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有大多数超声波清洗仪清洗效果差，效率低和声能利用率低的问题，进而提出一种高效率超声清洗装置及方法。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种高效率超声清洗装置包括清洗槽、样品放置台、超声波发生器、超声头和一组滑轨，样品放置台设置在清洗槽内，超声波发生器设置在清洗槽的外侧，超声波发生器的输出端与超声头连接，超声头的形状为框状，超声头设置在清洗槽内且套装在样品放置台的外侧，超声波发生器的下方沿长度方向设有一组滑轨，超声波发生器的下端面上设有一组辊轮，辊轮与滑轨滑动连接。一种高效率超声清洗方法包括如下步骤：步骤一：选择超声波发生器：根据待清洗样品的清洗要求选择合适强度的超声波发生器；步骤二：组装超声波发生器：根据清洗槽的形状和尺寸，选择与其形状相同，外形尺寸略小的超声头，将超声头套装在样品放置台的外侧，样品放置在样品放置台上且位于超声头内侧的中心，然后将超声头通过支杆与超声波发生器的输出端连接；步骤三：加入清洗液：在清洗槽内加入清洗液，清洗液的液面高度低于通槽-的高度；步骤四：超声清洗：开启超声波发生器，根据样品形状和清洗要求沿滑轨的长度方向手动调整超声波发生器的位置，从而调整超声头的位置，对样品的不同位置先后进行清洗。本专利技术与现有技术相比包含的有益效果是：本专利技术提出一种可以增强液体内部声空化强度的方法和装置，主要利用较窄间隙可明显增强液体内部声压、从而增强声空化的原理，通过改变超声工具头的形状，达到提高液体内声空化强度，提高声能利用率，从而增强超声清洗的效果，提高超声清洗效率的目的。本专利技术所使用的超声波发生器与市面上常用的发生器相同，并未提高设备成本；本专利技术旨在通过改变超声工具头的形状，使待清洗的试样位于超声工具头的较窄的间隙内，液体内部的声压在较窄间隙的内部会有明显的放大，从而提高空化强度；另外，较窄的间隙可以其内部绝大多处区域的声压值均达到空化阈值，从而极大地提升声能利用率。附图说明图1是现有传统超声波清洗仪使用过程中的整体结构示意图；图2是本专利技术的整体结构示意图；图3是图2的右视图；图4是本专利技术在使用过程中的整体结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种高效率超声清洗装置包括清洗槽1、样品放置台2、超声波发生器3、超声头4和一组滑轨5，样品放置台2设置在清洗槽1内，超声波发生器3设置在清洗槽1的外侧，超声波发生器3的输出端与超声头4连接，超声头4的形状为框状，超声头4设置在清洗槽1内且套装在样品放置台2的外侧，超声波发生器3的下方沿长度方向设有一组滑轨5，超声波发生器3的下端面上设有一组辊轮6，辊轮6与滑轨5滑动连接。本专利技术提出一种可以增强液体内部声空化强度和提高超声清洗效率的方法和装置，通过改变超声工具头的形状，提高液体内声空化强度，从而增强超声清洗的效果，提高超声清洗的效率。传统超声波发生器3的超声头4一般安装在清洗槽1的底部。施加超声后，声能从超声头4传播到清洗槽1的底面，而后传播到清洗液体中。该过程中涉及到超声能量的两次传播，一是从超声头4传播到清洗池底面；二是从清洗槽1底面传播到清洗液体中。超声在不同介质中传播时会造成声能的大量浪费，因此当声能传播到清洗液体中时有一大部分已经损失掉了。另外，一般待清洗样品8的尺寸会远小于清洗槽1的尺寸。因此，在清洗过程中，清洗槽内两侧液体内的空化对样品8的清洗是没有直接效果的，即清洗槽1两侧存在无用空化区9。综上，传统超声波发生器3在使用过程中能量损失较严重，利用率低。本专利技术对超声头4形状进行改造，使其直接伸入到清洗液中。超声施加后，声能可以直接从超声头4传向清洗液体，可很大程度上减小由超声头传向清洗槽1底部引起的能量损失。另外，超声波发生器3开启后，液体在超声波的作用下产生空化，超声头4附近的空化强度最高。这样，方形超声头4四面产生的强空化场可向里集中，在超声头4内部形成极强空化区10。此时，将待清洗样品8放入该强空化场内，可在极短的时间内完成超声清洗。本专利技术中超声头4的特殊设计，使得超声能量更为集中，清洗过程中清洗槽1内两侧液体内的空化很弱形成极弱空化区11，几乎不消耗能量。因此，本专利技术的超声波发生器3在使用过程中能量利用率高，清洗效率高、效果好。本实施方式中超声波发生器3为现有常规的超声波发生器，如其型号可以为HS-8PZT-4520、JT-C40-3000-BR-NMC等。具体实施方式二：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述超声头4为方形框或圆环框。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。本实施方式中为了便于将超声头4套装在样品放置台2的外侧，样品放置台2可以采用悬臂式固装在清洗槽1内，即样品放置台2下端的一侧与清洗槽1固接，超声头4从样品放置台2的另一侧进行套装；样品放置台2也可以采用可拆卸式拼装的方式固定在清洗槽1内，样品放置台2下端的一侧与清洗槽1固接，然后超声头4从样品放置台2的另一侧进行套装，套装完成后再将样品放置台2的另一侧与清洗槽1固接。具体实施方式三：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述超声波发生器3设置在清洗槽1下方的一侧，超声头4的末端通过支杆7与超声波发生器3的输出端连接，清洗槽1一侧壁的上部沿长度方向设有通槽1-1，支杆7插装在通槽1-1内。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或二相同。如此设计为了防止超声头4在安装时与清洗槽1发生干涉。将超声波发生器3设置在清洗槽1下方的一侧防止在安装样品8时，样品8与超声波发生器3及其滑轨5发生干涉，不便于样品8的放置和取出。具体实施方式四：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述超声头4与支杆7之间为可拆卸连接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。如此设计为了便于安装和拆卸。具体实施方式五：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述超声头4与支杆7之间的可拆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述一种高效率超声清洗装置包括清洗槽(1)、样品放置台(2)、超声波发生器(3)、超声头(4)和一组滑轨(5)，样品放置台(2)设置在清洗槽(1)内，超声波发生器(3)设置在清洗槽(1)的外侧，超声波发生器(3)的输出端与超声头(4)连接，超声头(4)的形状为框状，超声头(4)设置在清洗槽(1)内且套装在样品放置台(2)的外侧，超声波发生器(3)的下方沿长度方向设有一组滑轨(5)，超声波发生器(3)的下端面上设有一组辊轮(6)，辊轮(6)与滑轨(5)滑动连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述一种高效率超声清洗装置包括清洗槽(1)、样品放置台(2)、超声波发生器(3)、超声头(4)和一组滑轨(5)，样品放置台(2)设置在清洗槽(1)内，超声波发生器(3)设置在清洗槽(1)的外侧，超声波发生器(3)的输出端与超声头(4)连接，超声头(4)的形状为框状，超声头(4)设置在清洗槽(1)内且套装在样品放置台(2)的外侧，超声波发生器(3)的下方沿长度方向设有一组滑轨(5)，超声波发生器(3)的下端面上设有一组辊轮(6)，辊轮(6)与滑轨(5)滑动连接。
2.根据权利要求1所述一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述超声头(4)为方形框或圆环框。
3.根据权利要求1或2所述一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述超声波发生器(3)设置在清洗槽(1)下方的一侧，超声头(4)的末端通过支杆(7)与超声波发生器(3)的输出端连接，清洗槽(1)一侧壁的上部沿长度方向设有通槽(1-1)，支杆(7)插装在通槽(1-1)内。
4.根据权利要求3所述一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述超声头(4)与支杆(7)之间为可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述超声头(4)与支杆(7)之间的可拆卸连接方式为螺纹连接。
6.根据权利要求3所述一种高效率超声清洗装置，其特征在于：所述支杆(7)的形状为L形。
7.根据权利要求1、2、4、5或...
【专利技术属性】
技术研发人员：李政玮，陈姝，许志武，闫久春，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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