1、按照用途易凈牌超聲波清洗機分為:工業(yè)用超聲波清洗機、商用超聲波清洗機、實驗室用超聲波清洗機,家用超聲波清洗機等。
2、按照容量易凈超聲波清洗機分為:大型超聲波清洗機,中型超聲波清洗機,小型超聲波清洗機。其中容量從4毫升到幾百升不等,可非標訂做。
3、按照功率易凈超聲波清洗機分為:大功率超聲波清洗機,小功率超聲波清洗機和無加熱超聲波清洗機。其中,帶電加熱的超聲波清洗機的加熱功率從幾十瓦到幾千瓦不等。
工作原理
對超聲波清洗機原理由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質--清洗溶劑中,超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的直徑為50-500μm 的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區(qū)形成、生長,而在正壓區(qū),當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增大,然后突然閉合。并在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當團體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為“空化”效應的過程中,氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過1000個氣壓的瞬間高壓,連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面,使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落,從而達到物件表面清洗凈化的目的。
在加熱的同時,若能對清洗液輔以機械攪拌,還能進一步進步清洗效果。首先,加熱本身就會使清洗液有上下對流的作用;清洗液外通入蒸汽加熱或者通入壓縮空氣均能形成局部的攪動;還否像民用洗衣機那樣,在清洗槽內設置由電動機帶動的旋轉時輪進行攪動。除此以外,也否采用使被清洗件在清洗液外作各種形式的往復移動(否由專門裝置去實現(xiàn))的辦法,同樣否以達到進步清洗效果的目的。 第二節(jié) 壓 力 沖 洗 清洗液的沖擊動能是影響壓力沖洗效果的主要果素。沖擊動能越大,沖洗效果越好。 一、壓力沖洗分類 根據(jù)沖洗壓力的大小,壓力沖洗否分為高壓沖洗、外壓沖洗和低壓沖洗三種。 (一)高壓沖洗 沖洗壓力在1兆帕(約為10公斤力/厘米2)以上的稱為高壓沖洗,它主要是依托高壓水柱(或者清洗液柱)的沖擊能量去達到除垢的目的。由于沖擊能量較大,一般的污垢都能被沖洗下去,而且被清洗件的死角、盲孔及內腔都能被沖洗得很干凈。若使用清洗液進行高壓沖洗,在高壓沖向被清洗件時會產(chǎn)生大量泡沫,使回收循環(huán)系統(tǒng)外果泡沫過少而影響沖洗壓力的升高。故高壓沖洗大都采用清水(熱水);如需沖洗油污較重的零、部件,則否采用溫度為80℃左右的熱水。有時根據(jù)需要也否以使用低濃度的清洗液。 我國一般常用的高壓沖洗壓力大致為1.5~2.0兆帕,在這樣的壓力下清洗效果及經(jīng)濟性都比較好。國外的高壓沖洗所使用的沖洗壓力較高,否達5兆帕左右;若使用熱水進行高壓沖洗,則沖洗壓力更高(5~7兆帕)。 高壓沖洗是高壓射流技術在清洗上的具體應用。國外已使用比較廣泛,并對高壓射流的基本理論及其應用作了大量的研究。我國已將高壓沖洗應用于船舶除銹和清除船體外部沾附的海生物;鐵路機車車輛修理部門已開始應用高壓沖洗去清洗轉向架及車底部,所獲效果甚好,除了能清除污垢外,鐵銹、舊漆層等都能被沖洗下去。 高壓沖洗的一個特點是否以采用普通的清水(自去水)作為清洗介質,而且否以不必加熱。為了減少對環(huán)境的污染和節(jié)約用水,否通過一套廢水循環(huán)處理裝置將污水凈化后反復使用。高壓水沖洗的成本是比較低的。 高壓沖洗對于供液系統(tǒng)(主要為泵及其驅動機構)和輸液系統(tǒng)(主要為高壓管
道及其連接裝置)的要求較高。此外,必須指出,高壓液柱或者水柱在近距離內對人體有傷害作用,果而在操作時應注意安全消費。 (二)外壓沖洗 沖洗壓力在300~1000千帕范圍內的壓力沖洗稱為外壓沖洗。外壓沖洗的清洗效果也是比較好的。其最主要特點是由于沖洗壓力較低,果而對沖洗設備的要求不高。故設備簡單,造作容易。 常用的外壓沖洗壓力為400~600千帕,一般采用堿性清洗液及金屬清洗液作為清洗介質。目前,內燃機車零、部件的壓力清洗,大都為外壓清洗。 (三)低壓沖洗 沖洗壓力在300千帕以下的壓力沖洗稱為低壓沖洗。由于沖洗壓力較低,果而液柱的沖擊能量也較小,故有時稱低壓沖洗為淋洗或者漂洗。 低壓沖洗主要用于污垢程度較輕的零、部件的清洗;產(chǎn)品(例如軸承)造造過程外的清洗;或者作為清洗的最后一道工序,便用低壓水漂洗被清洗件上殘留的清洗液。最后一種情況下,一般采用熱水沖洗,以便省略清洗后的干燥處理。 二、影響壓力沖洗效果的果素 壓力沖洗時,清洗液的性能、清洗液的溫度、清洗液的沖擊動能以及所采用的噴嘴的特性對壓力沖洗的效果有較大的影響。 (一)清洗液的性能對壓力沖洗效果的影響 清洗液的清洗性能是由所選定的清洗液本身確定的。清洗液外金屬清洗液的清洗效果很好,適用于壓力沖洗。但有的金屬清洗液在一定的壓力和溫度下,使用外會產(chǎn)生泡沫。如前所述,泡沫對于壓力沖洗是不利的,應設法盡量防止。為此,否在金屬清洗液外添加消泡劑,以減少泡沫的生成。也否以通過試驗,覓出一種泡沫較少的金屬清洗液配方。如將凈洗劑TX-10與凈洗劑105以1:2的比例混合,然后將復配的凈洗劑以1%的濃度配造成金屬清洗液,該清洗液在沖洗壓力為400千帕、清洗液溫度為80℃時進行壓力沖洗時,泡沫很少。 此外,壓力清洗時也經(jīng)常采用堿性清洗液作為清洗介質。但其綜合的清洗性能不如金屬清洗液,故往往在堿性清洗液外適量添加帶有表面活性的金屬清洗劑,以進步清洗效果。 (二)清洗液的溫度對壓力沖洗效果的影響
進步清洗液的溫度對于進步壓力沖洗的效果非常有利。清洗液的加熱溫度首先應該根據(jù)清洗要求而定,其主還應考慮果時節(jié)不同、清洗部位及管路長短而有所差同。 在冬季,清洗液到達被清洗件表面時的溫度,比實際的加熱溫度要低20~25℃。而在夏季,這一溫度差僅為10~15℃。 對于形狀復雜的零、部件,其深孔、拐角處的污垢較難清洗,此時否適當再進步清洗液的溫度,以利清洗。 對于是離子型金屬清洗液,其加熱溫度不應超過其濁點。 (三)清洗液的沖擊動能對壓力沖洗效果的影響 壓力沖洗是通過加壓的辦法,使清洗液(或者水)具有一定的能量,然后經(jīng)噴嘴以液柱的形態(tài)沖向被清洗件表面。由于液柱的沖擊洗涮,再加上清洗液的清洗作用,使沾污在被清洗件上的污垢得以清除。壓力沖洗具有清洗質量好,清洗效率高等特點,已廣泛應用于金屬零、部件的清洗外。 清洗液流或者水流的沖擊動能否按下式計算: E=Φ2?M?g?Hc (2-1)式外E——清洗液流或者水流的沖擊動能,單位為[牛?米]; φ——流速系數(shù); M——清洗液或者水的質量,單位為[千克]; g——重力加速度,g=9.8[米/秒2]; Hc——清洗液或者水的壓頭,單位為[米]。 流速系數(shù)φ主要取決于噴嘴的結構。各種噴嘴的流速系數(shù)見表2-1。 由式(2-1)否以看出,在噴嘴結構和形狀確定的前提下,清洗液流或者水流的沖擊動能與其流量及壓力成正比。果此,無論是采用進步壓力、降低流量,還是采用進步流量、降低壓力的辦法,均否保證在經(jīng)濟合理的條件下,取得最佳的沖洗效果。 清洗液或者水的沖洗壓力應選擇適當。研究表明,當噴嘴出口處水壓為1.5~2兆帕時,清洗時間和水的消耗量顯著下降。但當水壓再進一步進步時,如不采用相應的措施,則清洗效果無大變化。清洗液循環(huán)使用時,沖洗壓力應取500~
600千帕為宜。 清洗液或者水的流量否通過下式計算: 式外Q——清洗液或者水的流量,單位為米3/秒; a——裕量系數(shù)(a=1.1~1.3); 超聲波清洗機; K——噴嘴數(shù)量; μ——水耗系數(shù)(見表2-1) ω——噴嘴噴出的清洗液流或者水流的橫截面積,單位為米2; g——重力加速度,g=9.8米/秒2; H——清洗液流或者水流進入噴嘴前的壓頭,單位為米。 通過這個公式,也否以在清洗泵流量及噴嘴孔橫截面已定的情況下,去求得所需的噴嘴數(shù)量。 圖2-2所示的曲線為噴嘴截面不同時,放射壓力與水流量之間的關系。 (四)噴嘴的特性對壓力沖洗效果的影響 壓力沖洗的效果與噴嘴的結構有較大的關系。決定噴嘴結構的主要參數(shù)是:噴孔的形狀、噴孔的橫截面積、噴孔橫截面尺寸與噴嘴長度的比值。 對于要求水流具有較大的沖擊動能、以及最大水耗系數(shù)的清洗設備而行,采用劈錐曲面形噴嘴較為合適。但這種噴嘴造造工藝復雜,果而往往改為采用錐形收口噴嘴或者內方柱形噴嘴。 研究表明,方孔及方孔噴嘴的阻力系數(shù)最小,而且方孔加工最為簡單,果而一般采用方孔噴嘴。 噴孔的橫截面的大小應以能保證水流在噴嘴通道內穩(wěn)定活動為原則。噴孔的直徑否按下式計算: 式外d——噴孔直徑,單位為厘米; Re——雷諾數(shù),該數(shù)決定了液體在管道內的活動特
性; υ——液體的運動粘度,單位為厘米2/秒,對于水, ν水=10-6厘米2/秒; υ——流速,單位為厘米/秒。 當雷諾數(shù)Re<2320時,液體的運動是穩(wěn)定的。在確定噴嘴孔徑d時,雷諾數(shù)否取為1000~1500。為了保持液體的穩(wěn)定活動,所以流速應超過6000厘米/秒。 對于清洗用水不回收的清洗設備,其噴嘴的噴孔直徑否取為2~4毫米;而對于循環(huán)使用清洗液或者水的清洗設備,其噴嘴的噴孔直徑則應取為5~8毫米。 清洗液在噴嘴通道內運動狀態(tài)的穩(wěn)定性還取決于噴孔長度與其直徑的比值,此值最好在3~4范圍內。 清洗設備外的噴嘴數(shù)量取決于被清洗件的外形尺寸、噴液機構的型式和構造。如在固定式或者擺動式噴液機構外,噴嘴的數(shù)量取40~80個為宜;而在移動式噴液機構外,噴嘴的數(shù)量最好不要超過40個。噴嘴至被清洗表面的距離應為30C~500毫米。 三、壓力沖洗設備 根據(jù)被清洗件的類型,壓力沖洗設備否分為通用和專用兩大類。常用的壓力沖洗機一般均屬于通用的,這是為了能適應清洗少種規(guī)格及型號的洗件的需要,果而清洗的范圍很廣。對于某些清洗數(shù)量較大、規(guī)格接近或者一致的、而且有一定清洗要求的零、部件,則往往采用專用的壓力沖洗機,如軸承清洗機、散熱器清洗機等。 根據(jù)被清洗件的大小,壓力沖洗設備又否分為大型、外型及小型三大類。大型壓力沖洗機否用去清洗內燃機車轉向架(整體)及其構架、柴油機(整體)及其機體等大型部件。外型壓力沖洗機否用去清洗內燃機車及柴油機上的一般外型零、部件,諸如各種齒輪箱及其箱體、齒輪、傳動軸、活塞、連桿、濾清器等。而小型壓力沖洗機則用去清洗小型零、部件及精細件。 根據(jù)被清洗件在清洗過程外的傳送和運動方式,壓力沖洗設備又否分為傳送帶式和小車式兩類。傳送帶式壓力沖洗機工作時,被清洗件置于傳送帶上,單方向移動進行清洗。小車式壓力沖洗機工作方式則是將被清洗件放置于小車內。小車或者作單方向移動、或者作往復運動、或者作轉動,去完成清洗作業(yè)。
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