[實用新型]超聲波清洗裝置

有效

• 申請號: 201621196592.X
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN207154289U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 白立春;高艷東;陶志勇;吳鵬飛;白立新;林偉軍;李超;徐德龍
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學;中國科學院聲學研究所
• 主分類號: B08B3/12
• 分類號: B08B3/12
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本實用新型涉及超聲清洗領域，尤其涉及一種超聲波清洗裝置。

背景技術

現有的超聲清洗技術一般是通過空化效應，借助空泡潰滅時產生的沖擊波和微射流對表面污垢進行清洗。也有僅僅利用超聲波在液體中產生的振動和剪切效應進行清洗。在高光潔度表面清洗時往往為了避免空蝕而采用強度較弱的超聲，同時為了清洗掉微小的污垢，而選用較高的頻率(比如兆赫茲量級)。但是這種兆聲清洗技術在工藝上非常復雜，設備價格昂貴，使清洗成本很高。因此，有必要開發一種替代的低成本方法解決，滿足高光潔度表面的有效和高效清洗。

發明內容

本實用新型的目的在于，解決現有超聲清洗技術存在的上述問題，基于有別于傳統超聲清洗原理的新的清洗原理，提供了一種超聲波清洗方法及裝置。

為實現上述目的，一方面，本實用新型提供了一種超聲波清洗方法，超聲波清洗方法，應用于主要由超聲波換能器和待清洗板構成的超聲清洗裝置，超聲波換能器和待清洗板之間設置有薄層，其特征在于，包括以下步驟：由超聲波換能器產生振動，并向薄層內的氣液混合物輻射，使薄層內的氣液界面產生沖刷射流，從而形成對待清洗板表面的切向沖刷清洗。

可選地，由超聲波換能器產生振動，并向薄層內的氣液混合物輻射，使薄層內的氣液界面產生沖刷射流，從而形成對待清洗板表面的切向沖刷清洗的步驟包括：根據待清洗板的污漬尺寸預先設定超聲波換能器(100) 的振動頻率；根據預先設定的超聲波換能器的振動頻率確定薄層的厚度和薄層中氣液界面產生的射流的沖刷寬度；根據預先設定的超聲波換能器的振動頻率和薄層的厚度，確定薄層內的氣液混合比例；根據預先設定的超聲波換能器的振動頻率、薄層的厚度和薄層內的氣液混合比例，超聲波換能器驅動薄層內的氣液界面產生沖刷射流對待清洗板進行清洗。

可選地，薄層中液體的沖刷射流寬度和沖刷射流頻率為以下公式計算：

其中，所述λ為清洗薄層的厚度；ρ為液體密度；f₀為超聲波換能器的頻率；σ為薄層中液體的表面張力系數。

可選地，沖刷射流頻率為：

其中，f₀為超聲波換能器的頻率，f為沖刷頻率。

另一方面，本實用新型提供了一種超聲波清洗裝置，該超聲清洗裝置包括：超聲波換能器，超聲波換能器和待清洗板之間設置有薄層，超聲波換能器產生的振動向薄層內的氣液混合物輻射，使薄層內的氣液界面產生沖刷射流，從而形成對待清洗板表面的切向沖刷；

還包括：旋轉調節控制器，旋轉調節控制器用于固定待清洗板，以及對待清洗板進行水平方向旋轉；

還包括：激光檢測器、補氣控制器和補液控制器；在超聲波換能器外側套設有清洗室，補氣控制器用于給清洗室輸送氣體；補液控制器用于給清洗室輸送液體；激光檢測器用于檢測清洗室液位，并對補液控制器進行控制。

優選地，旋轉調節控制器包括至少三個吸盤，至少三個吸盤用于固定待清洗板。

優選地，清洗室設置有輸氣管和輸液管；補氣控制器具體用于通過輸氣管給清洗室輸送氣體；補液控制器具體用于通過輸液管給清洗室輸送液體。

優選地，上述裝置還包括：超聲參數控制器；超聲參數控制器用于調節超聲波換能器的振動頻率和振幅。

優選地，清洗室內布設有水聽器，水聽器對薄層的壓力進行檢測，給超聲參數控制器提供超聲振幅控制信號。

本實用新型提供的一種超聲波清洗方法及裝置，不是采用空化效應或者高速振動和剪切效應，而是利用氣液表面的波動，使待清洗表面反復經歷氣相和液相的沖刷，從而實現表面清洗。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供了一種超聲波清洗方法的流程圖；

圖2為本實用新型實施例提供了一種超聲波清洗裝置的結構示意圖；

圖3(a)-圖3(b)為點清洗；

圖4為線清洗；

圖5為圖4中線清洗的另一個具體實施例；

圖6為超聲薄層切向沖刷清洗原理圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。