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2008-08-21 16:16
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回复: 谁有超声波除油槽的设计手册之类的东西啊,
超声波洗净设备的设计制造2. 超声波清洗机的构成 , S1 l! s/ B* X# K洗净设备的核心部分就是超声波清洗机,主要由超声波清洗槽、超声波发生器及超声波振子三部分构成。清洗槽是清洗物的洗净场所,槽内安装有超声波振子,清洗作业时加入清洗剂;超声波发生器是输出超声波的电源;超声波振子是通过超声波发生器供给电源产生高频振动的元件。工业用超声波设备常见构造主要有下列三种型式:- Y0 ~( w$ G. @ (1) 直接安装振子型 9 ?' G2 Z) b4 V6 K, L Z$ j' B中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波振子直接安装在清洗槽底板(根据洗净用途的不同也可在清洗槽侧面安装)的超声波清洗机为直接安装振子型清洗机,结构示意图见图1。这种类型的清洗机构造简单;但当有一些振子发生故障时,维修、更换作业非常麻烦,尤其是对大型的设备。所以,一般只有小功率的桌上型设备才应用此种方式安装振子。中国超声论坛7 s' ?7 I( \6 C, R1 W) ?: \ (2) 投入式振子盒型中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波- L& Q* T+ o' | ^ 将超声波振子安装在不锈钢盒内,然后将其焊接封闭,再安装在清洗槽上(根据洗净目的可在底部或侧面安装)或手提放入清洗槽内,通过它向清洗液传播振动来进行清洗,结构示意图见图2。在国际上,大型设备的超声波清洗机一般都采用此类型,它的优点是噪音低,维修作业方便(用户很容易将振子盒卸下后寄给厂家维修)。当然这种清洗机的造价略高于直接安装7 K# ]- J: T9 P (3)振动板型 1 V0 K4 ~4 w9 I# q! T将振子安装在一块不锈钢板上,将它固定在没有底的清洗槽上作为底面,结构示意图见图3。特点与投中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波9 \2 J# _, ?, H: x4 l 但由于振动板的螺纹孔制作及密封要求很高,在维修更换作业过程中比较繁琐,所以目前我国制造的超声波清洗机构造主要以(1)、(2)两种为主。 * u% s0 r9 W, G. `" T0 K& f中国超声论坛3.超声波清洗机的工艺设计中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波& M [( z9 k4 A- M3 m( d# Y 一台洗净设备的设计要考虑外观美观,内部系统的合理设置。 $ {1 V5 {( t. V9 g+ `外观设计时主要应考虑到清洗槽内部及外部尺寸的比例协调问题和外露元件的位置设计合理性问题。 - V. }; q& D, cwww.fhyt.cn内部各系统的工艺设计,主要涉及:控制系统(加热、泵等)、超声波振子出线、排水及循环过滤系统、控制面板位置和布线方式等。 $ O9 n) l. r7 A. @6 |3 {1 ^4 y原则上超声波发生器与控制系统不要放在一起或同一控制柜内。因为它们各自都会产生一定的感应静电电场。一般从便于调试和将来维护、维修角度出发,控制系统内藏在清洗机的侧面;超声波发生器外露放置;排水及循环过滤系统在设备后侧内藏。这样,设计的设备外观整体性强,美观,而且设备从安全和技术角度都很合理。如果控制系统及超声波发生器等都内藏一起,看起来也很美观,但维护、维修时会非常不便,往往还会造成电气方面的隐患。. b2 Z) R3 g& Z) n: } 4.超声波清洗机的设计 ; b4 V0 @2 ]) }) X中国超声论坛4.1超声波清洗机功率设计 . \5 ?# X7 F4 ?1 n$ w7 z功率设计主要考虑以下两个因素:: R. g/ p3 P6 n% I/ S: c (1) 洗槽液面深度 . z( v# S4 o- c5 d 当清洗槽液面深度在40cm以下,超声波振子安装在槽的底面,超声波功率可采用面积功率密度参数设计,常规28-50KHz范围的清洗机,参数范围0.2-1.0W/cm2。 5 e1 O# [6 r, t7 W7 v0 P2 Y8 a对于液面深度较深(如:40-100cm)的清洗机,按体积功率密度参数设计,参数范围10-30W/L 。清洗槽底面和侧面都要安装振子。1 Z& {8 T6 w6 B1 c1 ?& [% F0 R (2) 使用的清洗剂类型! J4 e2 x5 C6 L& W 对溶解能力强、易挥发的清洗剂 ,比如:使用气相型清洗机用二氯甲烷溶剂的,参数可定低一些,取0.2 W/cm2;对使用水基清洗剂的,参数可定高一些0.4-0.6 W/cm2。 ' j3 A8 w/ Q7 v) T# _中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波4.2超声波频率设计: P# } _+ f8 K 频率设计主要根据清洗对象来定,超声波频率较低,设备的空化作用力强,但洗净精度会差一些,一般适合于加工零件的洗净;超声波频率越高,空化作用力越弱,但洗净的精密度越好。所以,超声波频率的设定应完全根据清洗对象来确定。 ( D5 c: Z7 M3 s" jwww.fhyt.cn5. 超声波清洗机的制造 - F4 n } Z7 x% D0 X+ V6 j中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波5.1清洗槽中国超声论坛. L% m8 ^) k: T- ?& w8 _# l! [5 A9 ~ 超声波设备要求:清洗槽材质选用1-3mm厚(根据功率要求)的SS304或316中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波# l" G, r, R V+ R1 ] 不锈钢(进口标准),氩弧焊接而成。www.fhyt.cn$ B( e$ M' b T2 t6 p" B5 l2 ]1 d1 O" h! { (1)超声波振子的安装 " n: `, D/ y5 k7 X9 D4 ?8 Swww.fhyt.cn超声波振子目前国内外大都采用兰杰文(P.Langevin)式压电陶瓷振片型振子。一般采用胶水粘结或胶水结合螺栓连接安装。中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波! v, h9 r2 o" p; h7 I 采用胶水结合螺栓连接的方式安装振子,靠螺栓能够更有效的帮助连续工作的振子散热,但一旦有振子发生故障需要拆卸下来时,会非常麻烦。 ' Y, y! I _ U若单纯采用胶水粘结时,除了要求胶水的强度(抗剪强度、剥离强度)要高外,热传导性必须也要好。否则,当连续开机作业时,清洗槽内液温达一定温度(约摄氏60-80度)后,振子头部的温度不能迅速散发到槽内液体中,会积聚得非常高,容易导致振子故障(如振片烧碎、脱落)。目前通常采用两组分高强度胶粘剂。若胶水的热传导性较差,可采用风机吹风方式帮助散热。 & z6 K, S' j% Q3 n# B* X" w. H+ E5 _中国超声论坛(3) 加热器的安装 . N7 U I) M4 [www.fhyt.cn加热器有电热管式和云母片绕电热丝式加热器。中国超声论坛- e0 I% L5 R) K 电热管式加热器有铜管和不锈钢管式,安装在清洗槽内,加热器浸在液体中直接给液体加热。其导热性能好、使用寿命长(电热丝防氧化)。铜管抗酸碱腐蚀能力及抗超声波空化腐蚀(超声波空化作用力对清洗槽及槽内物体的冲击破坏性,一般称作空化腐蚀)比不锈钢管差。 ) n9 L) P) r/ @2 Cwww.fhyt.cn云母片绕电热丝式加热器,安装在清洗槽外侧,电热丝给槽加热间接将热能传播到液体中。云母片起到绝缘作用,结构简单,成本低;但电热丝易氧化(寿命短)、绝缘性能差、易受潮,容易造成安全隐患。 , ~$ p% N. h% J# s中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波工业洗净设备考虑到安全性,可靠性及使用寿命等因素,国际上都选用不锈钢管加热器。安装加热器应安在投入式振子盒与清洗槽四周的空间内,高度低于振子盒高度,最大限度地避免空化腐蚀的发生。 * g3 Z# C- |% j0 [$ `4 ^! h5.2超声波发生器www.fhyt.cn2 T8 [% S- C0 L/ ]3 H$ N& Z; a+ Z (1)超声波发振方式 www.fhyt.cn% D% g9 b; M6 R. h y/ o 我国乃至世界,超声波洗净虽然原理都一样,但超声波发生器采用的发振方式有所不同,主要有下列几种: # R/ q9 s0 f) c' z( A" N# ~中国超声论坛a. 一频率发振只采用单一的振动频率发振,这种发振方式虽然能够产生较强力的超声波,但可能有超声波照射不到的盲区出现。我国目前生产的超声波清洗机主要采用此方式。 / k/ D' t1 ` F- F- n/ d7 O( Swww.fhyt.cnb. 变化振幅 洗净过程中超声波可发生振幅变化,一般采用变化电感值大小的方式来实现,这种发振方式的洗净、脱气效果都很好,但噪音太大。 9 V. E/ I5 g6 n( p9 ~中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波c. 交互式频率变化(安装两种频率振子)发振 最初为了解决洗净盲区的问题,在同一振动面上安装两种不同频率的振子同时发振工作,但经验表明频率高的振子很容易出现故障,所以现在采用交互式工作方式。该方式的优点能减少盲区,但因为总是一半振子在工作,声强相应降低了,所以不会获得强力超声波。3 @$ M: e; t) p) r8 g d. 同时多种频率发振 是近年来发展起来的新技术,采用一种振子同时产生3-5种频率的超声波工作,能够产生均匀的声场,但也不能获得强力超声波。2 `* P) R7 e( x* M( j. J e. 聚能型发振 是将振子的发射端通过工具头聚集在很小的面积上,功率密度从而增加10倍以上,具有超强的洗净能力,图4为聚能型振子(horn type)工作示意图。我国在喷丝板的洗净方面已有了成功的应用。中国超声论坛. x' d @: Q, ]2 o1 u8 W5 N% Y (2)超声波发生器的电路设计 5 l5 @/ W! @9 F. K+ S中国超声论坛目前我国现有的超声波发生器形式种类很多,它们大都能够驱使超声波振子工作达到洗净目的。但是因为不同的电路设计,其传输效率不同。表现为:发生器消耗同样的电能,而超声波洗净能力强弱差异很大。这是因为超声波发生器自身消耗的电能不同造成的。此外有些发生器因需要填加将AC220V电压变170V电压的变压器,超声波发生器的体积、重量都较大。 ' e- w) H% I4 E8 a5 b超声波发生器的电源设计分自激方式和他激方式。自激电路没有信号源,一般应用于振子数量少的小型设备;对于振子数量多的情况下,无法调试达到共振效果,所以目前工业用超声波洗净设备的超声波发生器大都采用他激方式。& a1 q, ~" W+ A2 h% {5 Q6 L9 I 他激方式的电路由两部分组成,既信号源部分和信号放大部分。 1 h9 X) Y4 l( v0 U7 _a. 信号源部分 采用CPU为核心的信号发生和控制部分,一般都采用12-15V电压驱动,产生方波信号供给信号放大电路;超声波发生器的定时控制、调节等外加功能都可以通过控制信号源的信号输出方式完成,由于是低电压控制,安全可靠性肯定高。% A# e0 O; w8 ~ b.信号放大部分 将信号源产生的信号放大后输出给超声波振子。我们认为不同电路的超声波发生器,其输出电路、电压的不同是导致传播效率高低的重要原因。输出电压低,发生器消耗电能自然就大,同时振子还容易发热,产生的感应电场强。适当的调整电路,增大输出给振子的电压可能会取得很好的效果。 & h" N/ X3 Q' L4 C: i2 T" G中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波信号放大部分的电路采用220V电压整流直接供电,电感及变压器铁氧体采用高品质的产品,会对超声波发生器的轻量化起到至关重要的作用。0 z0 I6 X9 h' \* G z" G# X 5.3安全接地措施 超声波电源输出时,负极先接地后再输出给振子。这样,清洗槽作业时就不会产生感应静电。否则,清洗槽容易带电,对洗净工程带来不利影响甚至事故。此外,与洗净设备相连的超声波输出线最好使用屏蔽电缆;加热、自动化控制系统也要有接地措施。 " M# }' z" f- C4 C6 N7 ?www.fhyt.cn除安全因素外,感应静电的存在会在无形中产生不利的影响,生活中的最常见的例子:用电热杯无法煮荷包蛋等。在洗净工程方面有对硅片的洗净存在潜在破坏性、易吸附灰尘等不利影响,所以有一定的防静电措施是必要的。 7 M# W& C$ B( e; Cwww.fhyt.cn6. 超声波输出功率的测定方法 3 X8 @ ?* T$ m4 nwww.fhyt.cn(1) 声波声压仪直接测定中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源,烟台超声波,烟台奥新超声波( C* A; j( s: a! y2 G 超声波洗净设备开机后,直接将声压仪探头放入槽内液体中,即可测得功率大小。目前,由于声压仪需要进口,而且价格很贵(测量小功率的超声波声压仪在国外大约需要数万元人民币,大功率的还要高)。所以,国内应用会有一定的限制(即使国外厂家也不是很普及的使用)。 - ^) _3 O8 @9 h中国超声论坛(2)功率计测量法 + x$ E0 F3 n" X# G采用高频功率计直接接在振子上,开机测量输入给振子的功率值。该方法更为简便。目前国内已有进口高频功率计出售,可以考虑使用。0 I% A$ E1 D- E( {3 g, K* Z! v- n (3)温度换算法中国超声论坛1 [; ~) T3 o& L& {5 V& j 先在清洗槽内放入清水,稍等片刻使清洗槽金属温度与水温中和后,测量水温;然后开动超声波清洗机,因超声波振动使水升温的速度在最初的两小时内是近乎线形上升的,所以开机1小时后测量水的温度。最后根据水的比热和清洗槽金属的比热及温度,经过时间等数据可以大致换算出超声波的真正功率值。该方法是最容易掌握的也比较实用的一种方法。该方法已列入国外有关超声波的书籍中。, f- r1 s3 I; P
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