專利名稱：多工位全自動超聲清洗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于完成一般機械作業(yè)用的亞聲頻、聲頻或超聲頻機械振動的產(chǎn)生或傳遞的方法或設備技術領域，具體涉及到用壓電效應或用電致伸縮的產(chǎn)生亞聲頻、聲頻或超聲頻的機械振動的方法或設備。
背景技術：
現(xiàn)有的超聲波清洗裝置為單一頻率，清洗槽內聲場分布不均勻，出現(xiàn)了有的地方空化強度小，其結果被清洗工件的清洗效果不一致，即使通過三槽清洗，但效果仍不理想，如果清洗時間過長，還會造成局部腐蝕。超聲清洗裝置的超聲波換能器布陣時沒有一種較合理設置依據(jù)，造成超聲波換能器的布局距離可大可小，使超聲波換能器的阻抗相互影響，降低超聲波換能器陣列的整體輻射特性。
現(xiàn)有的超聲波清洗裝置所具有的功能為單一頻率多槽清洗，沒有旋轉的高壓沖淋為一體，烘干過程需要分離進行。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題以及解決其技術問題所采用的技術方案是它包括用于對整機的電氣設備和電氣元器件進行控制的控制柜。設置在控制柜下的高頻超聲波發(fā)生器、中頻超聲波發(fā)生器、低頻超聲波發(fā)生器。用于安裝零部件的支架。設置在支架上的動力裝置、與動力裝置相聯(lián)的傳動裝置。設置在支架上的傳動輪。設置在傳動裝置上的旋掛器具。設置在旋掛器具上的清洗工件裝欄。分別設置在與支架聯(lián)接的升降機構上的裝工件臺、低頻超聲清洗槽、中頻超聲清洗槽、高頻超聲清洗槽、沖淋清洗槽、與變頻電機相聯(lián)的變頻脫水器、熱風發(fā)生器、卸工件臺，在低頻超聲清洗槽、中頻超聲清洗槽、高頻超聲清洗槽內設置有超聲振動體，在沖淋清洗槽內設置有沖淋噴頭。它還包括設置支架上裝工件臺、低頻超聲清洗槽、中頻超聲清洗槽、高頻超聲清洗槽、沖淋清洗槽、變頻脫水器、熱風發(fā)生器、卸工件臺上方的光電傳感器。
本發(fā)明的超聲振動體為在超聲盒體內設置有安裝在安裝板上的超聲換能器陣列。本發(fā)明的沖淋噴頭為上部設置在噴芯內的旋轉器的下端與設置在緊固環(huán)內的進水接頭相聯(lián)接，在噴芯上加工或制作有噴射孔，霧化器套裝在噴芯外部。本發(fā)明的旋轉掛器具為在聯(lián)接板上加工有內孔和外孔，在聯(lián)接框的中心位置設置有聯(lián)接柱，在聯(lián)接框內聯(lián)接柱外套裝有軸承，軸承上聯(lián)接柱外套裝有彈簧墊和鎖片，在聯(lián)接柱的另一端設置有鎖扣。
本發(fā)明的超聲換能器陣列為安裝在安裝板上的6～40個超聲換能器。
本發(fā)明的超聲換能器為在前振動塊與后振動塊之間設置有內套裝有絕緣環(huán)的壓電陶磁片和電極片，通過聯(lián)接件將前振動塊與后振動塊相聯(lián)接，上述的聯(lián)接件為雙頭螺栓，在前振動塊上加工或制作有前振動穩(wěn)定槽，在后振動塊上加工或制作有后振動穩(wěn)定槽，在壓電陶磁片的外圍設置有防水保護層。
本發(fā)明超聲換能器的雙頭螺栓為細螺紋雙頭螺栓。本發(fā)明超聲換能器的前振動塊上的前振動穩(wěn)定槽加工或制作在前振動塊的后端面上，后振動塊上的后振動穩(wěn)定槽加工或制作在后振動塊的前端面上。本發(fā)明超聲換能器的防水保護層為液體橡膠。
本發(fā)明超聲換能器的后振動穩(wěn)定槽為環(huán)形槽，加工制作在后振動塊的前端面的中心位置上，前振動穩(wěn)定槽為環(huán)形槽，加工制作在前振動塊的后端面的中心位置上。
本發(fā)明超聲換能器的液體橡膠為硅橡膠。
本發(fā)明的升降機構為設在支架上升降氣缸的上端設置有托架。
本發(fā)明采用三種不同頻率的超聲波發(fā)生器，避免了超聲清洗槽內出現(xiàn)的空化強度不均、位置不同，達到相互補償作用，使被清洗工件清洗干凈。本發(fā)明通過對超聲換能器設置的距離調試，超聲換能器陣列的整體功率因數(shù)較大，在清洗槽內聲場分布比較均勻。本發(fā)明采用自動上料、低頻超聲脫脂清洗、中頻超聲清洗、高頻超聲漂洗、旋轉高壓沖淋清洗、低頻離心脫水、熱風烘干連續(xù)工序，在同一封閉的裝置中進行，減少了外界對清洗工件的污染，提高了超聲清洗質量。
它具有超聲工序連續(xù)、清洗徹底、無環(huán)境污染等優(yōu)點，可在工業(yè)生產(chǎn)中推廣使用。


圖1是本發(fā)明一個實施例的結構示意圖。
圖2是圖1中旋轉掛具7的結構示意圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是圖1中超聲振動體23的結構示意圖。
圖5是圖4中超聲換能器23-3的結構示意圖。
圖6是圖5的俯視圖。
圖7是圖1中沖淋噴頭22的結構示意圖。
圖8是圖7的俯視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
實施例1在圖1中，本實施的多工位全自動超聲清洗裝置由控制柜1、高頻超聲波發(fā)生器2、中頻超聲波發(fā)生器3、低頻超聲波發(fā)生器4、換向鏈輪5、鏈條6、旋轉掛具7、清洗工件裝欄8、裝工件臺9、低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16、電動機17、主動鏈輪18、托架19、升降氣缸20、變頻電機21、沖淋噴頭22、超聲振動體23、光電傳感器24、支架25聯(lián)接構成，其中升降氣缸20與托架19聯(lián)接成升降機構，電動機17是動力裝置的一個實施例，鏈條6是傳動器件的一個實施例。
本實施控制柜1的型號為PLC，控制柜1用于對本發(fā)明的電氣元器件、電動機17、變頻電機21、升降氣缸20的工作進行控制。在控制柜1下安裝有低頻超聲波發(fā)生器4、中頻超聲波發(fā)生器3、高頻超聲波發(fā)生器2，低頻超聲波發(fā)生器4、中頻超聲波發(fā)生器3、高頻超聲波發(fā)生器2分別用于產(chǎn)生20～30KHZ的低頻超聲波、40～50KHZ的中頻超聲波、100KHZ～1MHZ高頻超聲波。在支架25上安裝有電動機17、變頻電機21、主動鏈輪18，電動機17通過皮帶與主動鏈輪18相聯(lián)，在支架25上還安裝有三個換向鏈輪5，鏈條6與主動鏈輪18、三個換向鏈輪5相聯(lián)，在鏈條6上懸掛有旋轉掛具7，在旋轉掛具7上懸掛有清洗工件裝欄8，清洗工件裝欄8內可盛放被清洗的工件，本實施例共掛有八個清洗工件裝欄8。
在支架25下分別安裝有八個升降氣缸20，升降氣缸20將通過管道與空壓機或空壓氣瓶相聯(lián)通，升降氣缸20的活塞桿的端部分別安裝托架19構成升降機構，第一個升降機構的頂端安裝有裝工件臺9，第八個升降機構的頂端安裝有卸工件臺19，在第二個升降機構的頂端至第七個升降機構的頂端依次安裝有低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15，裝工件臺9、低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16的上升或下降，通過控制柜1分別控制八個升降氣缸20的氣路接通或斷開來實現(xiàn)的。在低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12內分別安裝有兩個超聲振動體23。在沖淋清洗槽13上安裝有沖淋噴頭22。變頻脫水器14與變頻電機21相聯(lián)，變頻脫水器14可將工件上的水脫掉。熱風發(fā)生器15產(chǎn)生熱風，將工件烘干，以防工件被腐蝕。卸工件臺16用于將經(jīng)清洗過烘干后的工件放在其上，由操作者將清洗過的工件取走。
在圖2、3中，本實施例的旋轉掛具7是由聯(lián)接板7-1、螺栓7-2、彈簧墊7-3、軸承7-4、聯(lián)接框7-5、聯(lián)接柱7-6、鎖扣7-7、鎖片7-8聯(lián)接構成。在聯(lián)接板7-1上加工有內孔和外孔，內孔用于通過螺紋緊固聯(lián)接件將聯(lián)接板7-1與聯(lián)接框7-5聯(lián)接，外孔用于通過螺紋緊固聯(lián)接件將聯(lián)接板7-1與鏈條6聯(lián)接，在聯(lián)接框7-5的中心位置安裝有聯(lián)接柱7-6，在聯(lián)接框7-5內聯(lián)接柱7-6外套裝有軸承7-4，軸承7-4上聯(lián)接柱7-6外套裝有彈簧墊7-3和鎖片7-8，在聯(lián)接柱7-6的另一端焊接聯(lián)接有鎖扣7-7，鎖扣7-7用于懸掛清洗工件裝欄8，聯(lián)接柱7-6和鎖扣7-7相對于軸承7-4旋轉，使得清洗工件裝欄8可自由旋轉。
在圖4、5、6中，本實施例的超聲振動體23是在超聲殼體23-1內安裝有一塊安裝板23-2，在安裝板23-2上安裝有超聲換能器陣列，本實施例的超聲換能器陣列是由20個超聲換能器23-3排列構成。本實施例的超聲換能器是由后振動塊23-3.1、壓電陶磁片23-3.2、電極片23-3.3、前振動塊23-3.4、雙頭螺栓23-3.5、705硅橡膠層23-3.7、絕緣環(huán)23-3.8聯(lián)接構成，705硅橡膠層23-3.7為防水保護層的一個實施例。
超聲換能器23-3的雙頭螺栓23-3.5為細螺紋雙頭螺栓，在雙頭螺栓23-3.5的外圍套裝有絕緣環(huán)23-3.8，絕緣環(huán)23-3.8的外圍套裝有兩塊壓電陶磁片23-3.2，兩塊壓電陶磁片23-3.2之間安裝有一片電極片23-3.3，雙頭螺栓23-3.5的后端安裝有后振動塊23-3.1、前端安裝有前振動塊23-3.4，在壓電陶磁片23-3.2與前振動塊23-3.4之間還安裝有另一片電極片23-3.3。超聲換能器23-3采用的細螺紋雙頭螺栓，提高了螺栓的抗拉強度和抗疲勞強度，使壓電陶磁片23-3.3受力均勻，提高了超聲換能器23-3的整體剛性和轉換效率，消除了振動層間的相互反射。本實施例前振動塊23-3.4的后端面中心位置上加工或制作有前振動穩(wěn)定槽23-3.6，前振動穩(wěn)定槽23-3.6為環(huán)形槽，后振動塊23-3.1的前端面中心位置上加工或制作有后振動穩(wěn)定槽23-3.9，后振動穩(wěn)定槽23-3.9為環(huán)形槽。前振動穩(wěn)定槽23-3.6和后振動穩(wěn)定槽23-3.9消除了加預力時前振動塊23-3.4和后振動塊23-3.2被拉緊現(xiàn)象，保證前振動塊23-3.4和后振動塊23-3.1的中心與邊沿的平整性，壓電陶磁片23-3.2受力均勻，層間緊密結合，提高了本發(fā)明的整體剛性。在后振動塊23-3.1的后端面上加工或制作有扭力口23-3.10，扭力口23-3.10用于采用工具將兩塊壓電陶瓷片23-3.2和兩片電極片23-3.3緊固在前振動塊23-3.4與后振動塊23-3.1之間。在兩塊壓電陶瓷片23-3.2和兩片電極片23-3.3的外圍涂有705硅橡膠23-3.7，本實施例的705硅橡膠23-3.7也可采用704硅橡膠，還也可采用其它硅橡膠。由于在超聲換能器23-3的兩塊壓電陶瓷片23-3.2和兩片電極片23-3.3的外圍涂705硅橡膠層23-3.7，防止水份進入壓電陶磁片23-3.2內，提高了壓電陶磁片23-3.2的絕緣強度。
在圖7、8中，本實施例的沖淋噴頭22由霧化器22-1、噴芯22-2、旋轉器22-3、緊固環(huán)22-4、進水接頭22-5聯(lián)接構成。旋轉器22-3的上端套裝在噴芯22-2的下端內，噴芯22-2的外部通過螺紋與霧化器22-1的內腔相聯(lián)接，在噴芯22-2的頂部加工有噴射孔，水可經(jīng)噴射孔進入霧化器22-2的內腔，從噴芯22-2與霧化器22-1之間的間隙高壓噴出。沖淋清洗槽13用于對經(jīng)低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12清洗過的工件進行沖淋。
在支架25上裝工件臺9、低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16的正上方各安裝一個光電傳感器24，各個光電傳感器24分別發(fā)射光信號到上裝工件臺9、低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16反射回來，接收反射回來的光信號轉換成電信號輸出到控制柜1，控制柜1控制裝工件臺9、低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16下的升降氣缸20工作，依次將裝工件臺9、低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12、沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16舉起或放下，實現(xiàn)清洗工序連續(xù)自動。
實施例2在本實施例中，低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12中安裝的超聲振動體23的超聲換能器陣列是由6個超聲換能器23-3排列構成。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關系與實施例1相同。
實施例3在本實施例中，低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12中安裝的超聲振動體23的超聲換能器陣列是由40個超聲換能器23-3排列構成。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關系與實施例1相同。
本發(fā)明的工作過程如下電動機17帶動鏈條6旋轉，控制柜1控制升降氣缸20工作，使裝工件臺9上升，操作者可將工件放入清洗工件裝欄8內，低頻超聲清洗槽10、中頻超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12分別由控制柜1控制三個清洗槽下的升降氣缸20工作，三個清洗槽依次上升，被清洗的工件依次經(jīng)低頻超聲清洗槽10、中頻字超聲清洗槽11、高頻超聲清洗槽12清洗后，分別由控制柜1控制沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16下的升降氣缸20工作，沖淋清洗槽13、變頻脫水器14、熱風發(fā)生器15、卸工件臺16依次上升，被清洗過的工件進入到?jīng)_淋清洗槽13對被清洗的工件進行淋洗，經(jīng)過淋洗后的工件到變頻脫水器14，變頻脫水器14與變頻電機21相聯(lián)，變頻脫水器14被變頻電機21帶動旋轉，使工件脫水，經(jīng)脫水后的工件到熱風發(fā)生器15將工件烘干，最后到卸工件臺16，操作者可將已清洗好的工件從卸工件臺16上取下。
權利要求
1.一種多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于它包括用于對整機的電氣設備和電氣元器件進行控制的控制柜[1]；設置在控制柜[1]下的高頻超聲波發(fā)生器[2]、中頻超聲波發(fā)生器[3]、低頻超聲波發(fā)生器[4]；用于安裝零部件的支架[25]；設置在支架[25]上的動力裝置、與動力裝置相聯(lián)的傳動裝置；設置在支架[25]上的傳動輪；設置在傳動裝置上的旋掛器具[7]；設置在旋掛器具[7]上的清洗工件裝欄[8]；分別設置在與支架[25]聯(lián)接的升降機構上的裝工件臺[9]、低頻超聲清洗槽[10]、中頻超聲清洗槽[11]、高頻超聲清洗槽[12]、沖淋清洗槽[13]、與變頻電機[21]相聯(lián)的變頻脫水器[14]、熱風發(fā)生器[15]、卸工件臺[16]，在低頻超聲清洗槽[10]、中頻超聲清洗槽[11]、高頻超聲清洗槽[12]內設置有超聲振動體[23]，在沖淋清洗槽[13]內設置有沖淋噴頭[22]；它還包括設置支架[25]上裝工件臺[9]、低頻超聲清洗槽[10]、中頻超聲清洗槽[11]、高頻超聲清洗槽[12]、沖淋清洗槽[13]、變頻脫水器[14]、熱風發(fā)生器[15]、卸工件臺[16]上方的光電傳感器[24]。
2.按照權利要求1所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的超聲振動體[23]為在超聲盒體[23-1]內設置有安裝在安裝板[23-2]上的超聲換能器陣列；所說的沖淋噴頭[22]為上部設置在噴芯[22-2]內的旋轉器[22-3]的下端與設置在緊固環(huán)[22-4]內的進水接頭[22-5]相聯(lián)接，在噴芯[22-2]上加工或制作有噴射孔，霧化器[22-1]套裝在噴芯[22-2]外部；所說的旋轉掛具7為在聯(lián)接板[7-1]上加工有內孔和外孔，在聯(lián)接框[7-5]的中心位置設置有聯(lián)接柱[7-6]，在聯(lián)接框[7-5]內聯(lián)接柱[7-6]外套裝有軸承[7-4]，軸承[7-4]上聯(lián)接柱[7-6]外套裝有彈簧墊[7-3]和鎖片[7-8]，在聯(lián)接柱[7-6]的另一端設置有鎖扣[7-7]。
3.按照權利要求2所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的超聲換能器陣列為安裝在安裝板[23-2]上的6～40個超聲換能器[23-3]。
4.按照權利要求3所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的超聲換能器[23-3]為在前振動塊[23-3.4]與后振動塊[23-3.1]之間設置有內套裝有絕緣環(huán)[23-3.8]的壓電陶磁片[23-3.2]和電極片[23-3.3]，通過聯(lián)接件將前振動塊[23-3.4]與后振動塊[23-3.1]相聯(lián)接，上述的聯(lián)接件為雙頭螺栓[23-3.5]，在前振動塊[23-3.4]上加工或制作有前振動穩(wěn)定槽[23-3.6]，在后振動塊[23-3.1]上加工或制作有后振動穩(wěn)定槽[23-3.9]，在壓電陶磁片[23-3.2]的外圍設置有防水保護層。
5.按照權利要求4所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的雙頭螺栓[23-3.5]為細螺紋雙頭螺栓；所說的前振動塊[23-3.4]上的前振動穩(wěn)定槽[23-3.6]加工或制作在前振動塊[23-3.4]的后端面上，后振動塊[23-3.1]上的后振動穩(wěn)定槽[23-3.9]加工或制作在后振動塊[23-3.1]的前端面上；所說的防水保護層為液體橡膠。
6.按照權利要求4或5所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的后振動穩(wěn)定槽[23-3.9]為環(huán)形槽，加工制作在后振動塊[23-3.1]的前端面的中心位置上，前振動穩(wěn)定槽[23-3.6]為環(huán)形槽，加工制作在前振動塊[23-3.4]的后端面的中心位置上。
7.按照權利要求5所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的液體橡膠為硅橡膠。
8.按照權利要求1所述的多工位全自動超聲清洗裝置，其特征在于所說的升降機構為設在支架[25]上升降氣缸[20]的上端設置有托架[19]。
全文摘要
一種多工位全自動超聲清洗裝置，它包括控制柜、高頻超聲波發(fā)生器、中頻超聲波發(fā)生器、低頻超聲波發(fā)生器；它包括支架、動力裝置、傳動裝置、傳動輪、旋掛器具、清洗工件裝欄，分別設置在與支架聯(lián)接的升降機構上的裝工件臺、低頻超聲清洗槽、中頻超聲清洗槽、高頻超聲清洗槽、沖淋清洗槽、與變頻電機相聯(lián)的變頻脫水器、熱風發(fā)生器、卸工件臺，在低頻超聲清洗槽、中頻超聲清洗槽、高頻超聲清洗槽內設置有超聲振動體，在沖淋清洗槽內設置有沖淋噴頭；它還包括設置支架上的光電傳感器。它具有超聲工序連續(xù)、清洗徹底、無環(huán)境污染等優(yōu)點。
文檔編號B08B3/12GK1468665SQ0211468
公開日2004年1月21日 申請日期2002年7月17日 優(yōu)先權日2002年7月17日
發(fā)明者牛勇, 張明鐸, 任金蓮, 牛 勇 申請人:陜西師范大學