一种超声清洗装置用声反射顶盖结构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声清洗装置用声反射顶盖结构，涉及超声清洗技术领域。在不改变现有超声波清洗装置结构的基础上，通过加装顶盖，可以有效减少因激发气液界面的张力波以及雾化效应所引发的声能耗散。包括声反射顶盖以及二维运动平台，声反射顶盖的底面为平面或设有用于增强超声波漫反射的微结构；通过二维运动平台驱动声反射顶盖并将其放入清洗槽的清洗液中。顶盖结构简单，安装方便，可方便有效地提高大型超声波清洗装置的清洗效率。提高大型超声波清洗装置的清洗效率。提高大型超声波清洗装置的清洗效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超声清洗装置用声反射顶盖结构


[0001]本专利技术涉及超声清洗
，特别是一种超声清洗装置用声反射顶盖结构。

技术介绍

[0002]超声波清洗技术最早出现于20世纪30年代，以后对其进行广泛的研究和应用就从未中断过。超声波清洗仅仅只有几十年的历史，但它的优越性能与经济性获得了充分展示。超声波清洗迅速成为多种行业、多种产品制造工艺中不可或缺的一部分。
[0003]目前工业常用的大型超声波清洗装置多为无顶盖开放式，以方便清洗对象的自动化运输，而少数安装有防护顶盖的大型超声波清洗装置多考虑超声波在清洗液中传播引起的气凝胶和溅射现象对操作人员的危害，但在其气液界面同样存在着因表面张力波以及雾化效应所引发的声能耗散。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对以上问题，提出了一种超声清洗装置用声反射顶盖结构，在不改变现有超声波清洗装置结构的基础上，通过加装顶盖，可以有效减少因激发气液界面的张力波以及雾化效应所引发的声能耗散，其结构简单，安装方便，可方便有效地提升超声波清洗装置的清洗效率，获得更均匀的清洗效果。
[0005]本专利技术的技术方案为：所述声反射顶盖结构包括声反射顶盖1以及二维运动平台，所述声反射顶盖1上设有悬挂点2，并且其声反射顶盖1的底面为平面或设有用于增强超声波漫反射的微结构；所述二维运动平台连接所述悬挂点2，通过二维运动平台驱动声反射顶盖1沿X向以及Z向往复运动，并将其放入清洗槽的清洗液中。从而借助顶盖形成声场边界，限制超声空化效应的发生区域，其与超声清洗装置的换能器辐射面之间的垂直距离即为声场距离，声场距离可随着声反射顶盖上下运动调节，调节范围为载物篮顶部至清洗液表面。
[0006]所述声反射顶盖1由金属或高分子材料制成。
[0007]所述微结构呈平面、周期性凹面、周期性凸面或者是大曲率微型周期性凹面状。
[0008]如图2a、2b所示，当微结构呈周期性凸面或凹面状时，其由多个均布在声反射顶盖底面上的反射凸棱或是反射沟槽构成，可将声能漫反射至清洗液中。
[0009]如图3
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4所示，当微结构呈大曲率微型周期性凹面状时，其由多个均布在声反射顶盖底面上的弧形的反射凹坑构成，凹坑为大曲率球面的一部分（作为优选，大曲率球面的半径等于清洗液的液位），从而可将声能聚焦至较远位置处球心所处平面上。这样，借助上述几种不同形态的微结构可以进一步的减少由超声波通过液体指向气液交界面而形成的表面张力波，更好的减少驱动交界面振动产生雾化效应时对声能的耗散。
[0010]所述二维运动平台包括固定连接在机架上的Z向驱动机构以及连接悬挂点2的X向驱动机构，所述Z向驱动机构以及X向驱动机构均为直线驱动机构，比如液压缸、气缸或电动推杆等，此类直线驱动机构均具有固定部以及活动部，比如缸体和缸杆、活塞缸和活塞杆、基座和螺杆，所述Z向驱动机构的固定部固定连接在机架上，所述X向驱动机构的固定部固
定连接在Z向驱动机构的活动部上，所述X向驱动机构的活动部与声反射顶盖1上的悬挂点2固定相连。这样，二维运动平台将与声反射顶盖为刚性连接，不轻易晃动。而二维运动平台与声反射顶盖连接后，可控制声反射顶盖沿着X方向前后运动或是沿Z向上下运动。声反射顶盖首先停留在清洗皿外的地面上，等待装载有待清洗对象的载物篮下放到清洗皿中后，向前运动至清洗皿上方，并向下运动浸入清洗液液面。
[0011]所述超声清洗装置包括清洗皿6、载物篮5以及挂绳4，所述挂绳4的一端固定连接在清洗皿6上方的机架上，并且另一端固定连接所述载物篮5，通过挂绳4将所述载物篮5悬吊在清洗皿6中；所述声反射顶盖1上还开设有沿X向设置的预留缝隙3，所述预留缝隙3的宽度大于挂绳的外径；所述挂绳4具有多个，多个挂绳分处在两个XZ平面上，所述预留缝隙3也具有两个，并且两个预留缝隙3的中心分别处在所述两个XZ平面中。从而在声反射顶盖进行X向或者是Z向运动时，避免声反射顶盖与挂绳产生运动干涉。
[0012]本专利技术的工作原理是：大型超声波清洗装置底面的超声换能器在超声频率范围内工作，由此产生的超声波在清洗液中传播引发空化效应；利用声反射顶板声阻抗与清洗液声阻抗相差巨大，在交界处形成硬声场边界，强化超声波反射，并有效减少因激发气液界面的张力波以及雾化效应所引发的声能耗散。
[0013]另外，通过调节声反射顶盖与清洗皿底面的距离，实现空化气泡密集位置的上下移动，以均匀而高效地清洗待清洗对象。
[0014]工作前，首先将声反射顶盖停留在清洗皿外的地面上方，且位于高于清洗皿顶部的平面上，等待装载有待清洗对象的载物篮下放到清洗皿中后，向前运动至清洗皿上方，向下浸入清洗液液面。此时，超声换能器工作，声反射盖板周期往复，上下移动，实现高效均匀的清洗。
[0015]本专利技术利用超声反射提高清洗效率，其优势在于无需改变大型超声波清洗装置的结构，仅通过加装声反射顶盖，减少气液界面处因表面张力波和雾化效应引起的声能损耗，增加清洗液中的声场强度。通过对顶盖底部进行微结构设计，可加强超声波漫反射，获得比未加转顶盖的超声清洗装置更高的污物去除效率和更均匀的清洗效果。顶盖结构简单，安装方便，可方便有效地提高大型超声波清洗装置的清洗效率。进一步地，安装顶盖对于诸多类型的超声波清洗装置都适用，适用性及可靠性强。特别的，本专利技术中，顶盖与清洗皿底部距离可调节，对不同工作频率均能有效避免驻波现象造成的声能浪费。
附图说明
[0016]图1是本案的结构示意图；图2a是本案中微结构呈周期性凸面状时的结构示意图；图2b是本案中微结构呈周期性凹面状时的结构示意图；图3是本案中微结构呈大曲率微型周期性凹面状时的结构示意图；图4是本案中反射凹坑的结构示意图；图中1
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声反射顶盖、2
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悬挂点、3
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预留缝隙、4
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挂绳、5
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载物篮、6
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清洗皿。
具体实施方式
[0017]为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
[0018]如图1中所示，本实施例所采用的超声波清洗装置包括：声反射顶盖1，用于反射超声波；二维运动平台，用于连接声反射顶盖，实现X方向的前后运动与Z方向的上下运动；预留缝隙3，方便吊绳通过；吊绳4，用于悬挂载物篮；载物篮5，用于装载待清洗对象；清洗皿6，其中容纳有清洗液，如超纯水等。
[0019]如图1所示，声反射顶盖1用于反射超声波，形成声场边界，限制超声空化效应的发生区域。其余清洗皿6的底部间距为声场距离，声场距离可调，调节范围为载物篮顶部至清洗液表面。
[0020]如图1所示，声反射顶盖有两条预留缝隙3，预留缝隙与载物篮挂绳位置匹配。声反射顶盖运动时，不与挂绳、载物篮接触，不导致挂绳、载物篮晃动。
[0021]工作前，首先将声反射顶盖1停留在清洗皿6外的地面上方，且位于高于清洗皿6顶部的平面上。等待装载有待清洗对象的载物篮5，通过吊绳4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声清洗装置用声反射顶盖结构，其特征在于，所述声反射顶盖结构包括声反射顶盖（1）以及二维运动平台，所述声反射顶盖（1）上设有悬挂点（2），并且声反射顶盖（1）的底面为平面或设有用于增强超声波漫反射的微结构；所述二维运动平台连接所述悬挂点（2），通过二维运动平台驱动声反射顶盖（1）沿X向以及Z向往复运动。2.根据权利要求1所述的一种超声清洗装置用声反射顶盖结构，其特征在于，所述声反射顶盖（1）由金属或高分子材料制成。3.根据权利要求2所述的一种超声清洗装置用声反射顶盖结构，其特征在于，所述微结构呈平面、周期性凹面、周期性凸面或者是大曲率微型周期性凹面状。4.根据权利要求1、2、或3所述的一种超声清洗装置用声反射顶盖结构，其特征在于，所述二维运动平台包括固定连接在机架上的Z向驱动机构以及连接悬挂点（2）的X向驱动机构，所述Z向驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊辉，唐子豪，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：