一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機的製作方法

2023-05-01 16:09:36 2

專利名稱：一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機的製作方法
技術領域：
本發明屬於工業清洗機械，尤其涉及一種金屬線材、帶材等連續型工業產品生產過程使用的在線超聲波清洗烘乾機。
背景技術：
金屬線材、帶材等連續型工業產品加工過程中需要潤滑，並且必須具備光亮、平整、無汙染、耐大氣腐蝕的優良表面質量，以滿足後續電鍍、焊接、衝壓等二次加工對線材、帶材表面日益嚴格的技術要求。因此在進入後續工序之前表面的潤滑劑殘留物應該被清洗乾淨。在線材、帶材生產線中，線材、帶材的清洗是在高度現代化、自動化、連續化的清洗機上完成的，涉及脫脂、酸洗、研磨、鈍化、烘乾等多個環節，正確運用相關的清洗技術，選擇工藝結構合理的裝備是提高帶材表面質量的關鍵。目前國內外用於清洗此類產品的清洗方法包括高壓噴淋、機械刷洗和超聲波清洗。由於超聲波清洗可大大提高被清洗製件表面的潔淨度；清洗速度快、工效高，大大降低清洗作業的勞動強度，特別是大批量的小製件(或部件)，尤其適用於超聲波清洗，超聲波清洗機的應用便於清洗工藝的實施及工藝過程的連續自動化等優點，因此線材、帶材的超聲波清洗機具有廣闊的市場前景。普通通過式超聲波水劑清洗機是將工件在清洗槽內的液體中通過，依靠槽體底部或四周的超聲波裝置發出的超聲波對工件表面進行清洗，由於連續型工業產品加工過程的速度較高，為了保證工件被充分的清洗，設備往往很長，所以這種設備相對來說造價高，佔地面積大。影響超聲波清洗效果的主要因素包括1)清洗液的溫度對於清洗效果的影響空化強度隨清洗液溫度升高而增強，但溫度達到一定程度後，因氣泡中的氣體壓力增加，引起衝擊聲壓下降，反而降低空化強度，從而造成清洗效果下降。對於超純水溶液，溫度在40 60°C時，清洗效果最好；幻清洗時間對清洗效果的影響在相同的超聲強度和相同頻率下，清洗效果隨著清洗時間的增加而增加，達到一定時間後穩定不變，繼續增加清洗時間時，將會惡化清洗效果。因此，清洗時間安排要根據實際生產而定，但總的清洗時間不應小於180秒；3)功率和頻率對清洗效果的影響超聲清洗效果通常與功率成正比，但功率太大，空化強度會大大增加，雖然提高了清洗效果，但會使較精密的零件表面產生蝕點，同時超聲功率太大，使液體中產生大量氣泡，因氣泡表面形成一道屏障，阻礙聲波在整個缸體中的輻射，造成遠離聲源的地方清洗作用減弱。頻率越高，相應的功率也要越大，才有利幹清洗作用。各頻率下的超聲波能清洗工件上不同大小的顆粒。通常低頻對應較大顆粒的汙物，高頻能洗掉微米級的汙物。兆頻能清洗掉微米、亞微米級的汙物。硬碟對硬顆粒特別敏感，要求清洗掉微米級以上的顆粒。通常有不同大小的汙物顆粒分布在工件上，因此要合理地安排不同超聲波的頻率組合，才能達到最佳的清洗效果。因此要使超聲波清洗機達到最佳效果，就必須改進超聲波清洗工藝過程，並對清洗溫度、清洗效果進行監控。

發明內容
本發明提供一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其目的在於解決現有技術的缺點，提供一種體積小、清洗速度快、清洗效果好的超聲波清洗烘乾機。為實現上述目的，本發明的技術方案為一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於具有超聲波清洗裝置，超聲波清洗裝置具有從上到下依次排列的數個清洗槽，清洗槽的兩側各設有繞線輪，各清洗槽的底部設有超聲波發生器，設有與清洗槽連接的水箱，各清洗槽的側面設有擦拭器，清洗裝置的一側設有送絲機構，清洗裝置的另一側設有風乾裝置。所述數個清洗槽為兩個以上的清洗槽自上而下垂直排列設置，具有成對設置的繞線輪，每對繞線輪的兩個繞線輪分別設置在清洗槽的兩側，繞線輪的外圓周設有線槽。所述清洗槽下方設有面積大於清洗槽的積液盤，積液盤與水箱以積液盤迴流管相連接，清洗槽與水箱以具有水泵的清洗槽進液管相連接，清洗槽進液管的出口位於清洗槽底部；所述清洗槽底部設有超聲波發生器為清洗槽底部設有超聲波換能器，超聲波換能器與清洗槽外的超聲波振蕩器電連接。所述水箱內設有溫度控制裝置，所述溫度控制裝置為共同連接在一個控制器上的加熱電阻、浮球式液位控制器、溫度傳感器。所述風乾裝置具有一個風筒，風筒連接一個熱電阻，風乾裝置還包括有一個溫度傳感器，溫度傳感器連接並控制熱電阻。所述清洗槽位於一個外箱體內，外箱體設有出氣管、進料口、出料口，除出氣管、進料口、出料口外均氣密封。本發明利用超聲波的空化作用，使物件的表面及縫隙中的汙垢迅速剝落，從而達到物件表面淨化的目的，超聲波清洗過程包括清洗液(鹼液)清洗和清水清洗兩個階段，清洗完畢採用熱風進行風乾，並將被清洗件送入下一道工序進行後續加工。具體的表現為1)該超聲波線材、帶材清洗烘乾機的工藝流程為送絲矯正-清洗液(鹼液)超聲波清洗-清水超聲波清洗-烘乾後送入下一道工序，需要四個超聲波清洗槽。為了使得結構緊湊，將四個清洗槽垂直布置，將兩個盛滿清洗液(鹼液)清洗槽放在下層，兩個盛滿清水清洗槽放在上層。2、為了在不增加超聲波清洗槽數量的情況下提高清洗速度，並保證質量，在清洗槽兩側設置了繞線輪，使得線材、帶材可以反覆多次在同一個清洗槽中進行清洗。幻為了保持清洗液的清潔度，清洗槽中的清洗液始終處理溢流狀態，並且保證線材、帶材始終處於液面以下一定距離。4)在每一階段清洗完成之後，採用氣刷將被清洗件上的液體吹掉，因此在清洗液(鹼液)清洗階段和清水清洗階段之後都設置了氣刷。5)在被清洗件經清洗槽清洗之後，均設置了一個擦拭器來擦拭被清洗件表面的液體，然後再進入繞線輪。6)為了保證清洗液清洗效果，對於清洗液清洗槽中的清洗液的溫度需進行監控，使其保持在一個合適的溫度範圍內。7)烘乾裝置提供100°C的熱風，在被清洗件清洗完成之後及時進行烘乾，將被清洗件送入下一道工序進行後續加工。本發明的有益之處在於採用超聲波清洗技術，根據超聲波清洗的特點，合理選擇清洗工藝過程及工藝參數設計線材、帶材超聲波清洗烘乾機。設計出的清洗烘乾機與傳統的超聲波烘乾機相比，具有結構新穎、獨特，體積小，重量輕，操作簡便；清洗質量高，清洗速度快；不鏽鋼箱體，壽命長；超聲波能耗低，電磁汙染小；全自動進水、補水，水溫、熱風溫度自動控制；運行狀態實時顯示，控制接口與後續生產線相連，可實現連動等特點。


圖Ia本發明的線材、帶材超聲波清洗烘乾機示意圖；圖Ib為圖Ia的側視圖；圖加本發明的清洗裝置示意圖；圖2b為本發明的繞線輪示意圖；圖3本發明的風乾裝置示意圖；圖4本發明的清水槽或清洗液箱結構示意圖。
具體實施例方式如圖la、lb所示，本發明包括送絲滾輪2、矯正器3、超聲波清洗裝置4、清水水箱5、清洗機基礎件6、清洗液箱(鹼液箱)7、風乾裝置8、超聲波換能器接線槽9、水泵10。清水水箱5和清洗液箱(鹼液箱)7並排安裝在清洗機基礎件6上。超聲波清洗裝置4安裝在清水水箱5和清洗液箱(鹼液箱)7的上部，水泵10安裝在它們的側面。送絲滾輪2和矯正器3安裝在清洗裝置4的側面，將被清洗件1送入清洗裝置4中進行清洗，超聲波換能器接線槽9安裝於超聲波清洗裝置4的側面，用於接入超聲波振蕩信號。風乾裝置8安裝清洗機基礎件6上，並處於被清洗件1流出一側，對清洗後的被清洗件1進行風乾，並將其送入下一道工序。如圖加所示，所述清洗裝置4，用於實現被清洗件的高質量、快速清洗。它主要由繞線輪16、18、28、30，擦拭器12、15、19、四、21，清洗槽13、14、20、23，氣刷11、17，超聲波換能器進線管22，超聲波換能器M，清洗槽進液管25，積液盤沈，積液盤迴流管27等組成。清洗槽13、14、20、23從上到下垂直排列設置，兩對四個繞線輪16、18、28、30分別設置在清洗槽的兩側以控制被清洗件通過清洗槽13、14、20、23的路線及次數；清洗槽13、14、20、23分為兩組，下面一組清洗槽20、23由清洗液箱(鹼液箱)7通入清洗液(鹼液)進行清洗，上面一組清洗槽13、14由清水水箱5通入清水進行漂洗；擦拭器12、15、19、29、21主要起被清洗件1進行預處理及擦拭被清洗件1表面液體的作用；氣刷11、17的主要作用是吹乾清洗或漂洗之後的被清洗件1表面；超聲波換能器M設在清洗槽底部，由穿過超聲波換能器進線管22的電線與清洗槽外的超聲波振蕩器電連接，從而將超聲波電信號轉化為超聲波機械振動，並將這種振動傳遞給工作介質(鹼液或者清水)，以快速去除被清洗件1表面的汙漬。具有清洗槽進液管25，積液盤沈，積液盤迴流管27，清洗槽下方設有面積大於清洗槽的積液盤沈，本實施例中設置兩個積液盤沈，上面一組清洗槽13、14的下方的積液盤沈與清水水箱5以積液盤迴流管27相連接，清洗槽13、14與清水水箱5以具有水泵10 (圖1)的清洗槽進液管25相連接，清洗槽進液管25的出口位於清洗槽13、14底部保證清洗槽13、14中的液體(清水)始終處於溢流狀態，並且使得溢流出來的液體循環使用，並及時將清洗下來的汙漬帶著，保持清洗槽中的液體的潔淨度。下面一組清洗槽20、23的下方的積液盤沈與清洗液箱(鹼液箱)7以積液盤迴流管27相連接，清洗槽20、23與清洗液箱(鹼液箱)7以具有水泵10 (圖1)的清洗槽進液管25相連接，清洗槽進液管25的出口位於清洗槽20、23底部保證清洗槽20、23中的液體(清洗液(鹼液))始終處於溢流狀態，並且使得溢流出來的液體循環使用，並及時將清洗下來的汙漬帶著，保持清洗槽中的液體的潔淨度。所述清洗槽13、14、20、23位於一個外箱體100內，外箱體100設有出氣管101、進料口 102、出料口 103，外箱體100除出氣管101、進料口 102、出料口 103外均氣密封。上述方案使構成帶材超聲波清洗乾燥機的構件，布置在一個全密封的箱體內，高溫水蒸氣、洗滌劑蒸氣通過可以管道集中處理排放，非常環保。清洗槽、儲液過濾槽(即清洗液箱(鹼液箱)7、清水水箱幻在結構上分離，保證清洗槽內清洗液始終保持清潔狀態。從而保證了帶材的清洗質量。四個繞線輪16、18、28、30也分為兩組，分別安裝在兩組超聲波清洗槽的兩側，即繞線輪16、30為一組，安裝在超聲波清洗槽13、14的兩側，繞線輪18、28為一組，安裝在超聲波清洗槽20、23的兩側。同一組的兩個繞線輪的直徑相同，且中心線相互平行並在同一水平面內，以保證被清洗物件水平通過超聲波清洗槽。為了實現多次繞線，繞線輪16、18、觀、30上均有多個線槽，如圖2b所示，繞線輪觀有兩個線槽101、102，繞線輪18有三個線槽71、72、73，被清洗件1為帶材，依次通過線槽71、101 (被清洗件1經過超聲波清洗槽20而被清洗)、72 (被清洗件1經過超聲波清洗槽23而被清洗)、102 (被清洗件1再次經過超聲波清洗槽20而被清洗)、73 (被清洗件1經過超聲波清洗槽23而被清洗)然後繞到繞線輪16 (圖2a)上。繞線輪30結構與繞線輪28相同，繞線輪16結構與繞線輪18相同。本發明中被清洗件1在每一階段只進行兩個循環的清洗，因此被清洗件1進入側的繞線輪16、18有三個線槽，另一側的繞線30J8有兩個線槽。繞線輪通過滾動軸承安裝在繞線輪輪軸上，使得被清洗件與繞線輪做純滾動，無相對運動，大大減小了繞線輪的磨損。本發明的繞線輪設置在超聲波清洗槽的兩側而不浸入超聲波清洗液中，這樣軸承潤滑好，壽命比線輪置於超聲波清洗液的輪子長數十倍。所述的繞線輪16、18、觀、30，其上根據被清洗件纏繞次數的不同需要可以開有不同數量的線槽，主要用來實現被清洗物件的反覆纏繞，實現上、下兩面的清洗，同時也能保證物件在同一個清洗槽中多次清洗，提高清洗效率。如圖3所示，所述風乾裝置8，主要對被清洗件進行風乾處理。它包括繞線輪31、風筒32、溫度傳感器33、熱電阻34。熱電阻34與風筒32連接，熱電阻34通電加熱空氣，風筒32向被清洗件1提供熱風，將被清洗件1快速吹乾。溫度傳感器33檢測風筒32中熱空氣的溫度，連接熱電阻34並控制熱電阻34的通斷電，以控制風筒32提供的熱空氣始終保持在100°C左右。如圖4所示，所述的清水水箱5或清洗液箱(鹼液箱)7。它們主要由水槽進液管35、加熱電阻36、浮球式液位控制器37、排液管38、溫度傳感器39和水泵進液管40等組成。加熱電阻36、浮球式液位控制器37、、溫度傳感器39共同連接在一個控制器上。加熱電阻36和溫度傳感器39共同將清水或鹼液的溫度控制在80°C左右。浮球式液位控制器37控制清水或鹼液的液位高度，防止加熱電阻36露出液面造成溫度過高而損壞。水槽進液管35用於向清水水箱5或清洗液箱(鹼液箱)7中通入清水(或鹼液)。水泵進液管40將清水或鹼液由水泵10抽取提供給清洗槽，最後積液盤沈中的液體又通過積液盤迴流管27流回到清水水箱5或清洗液箱(鹼液箱)7中，達到循環使用的目的。排液管38用於清水水箱5或清洗液箱(鹼液箱)7的清洗。
若清洗對象為清洗寬度為10mm，厚度2毫米的帶材，要求對其進行快速、連續清洗。如圖la、Ib所示，被清洗件1(清洗對象)經過送絲滾輪2、矯正器3進入超聲波清洗裝置4 (超聲波清洗裝置4所需清洗介質存儲在清水水箱5和清洗液箱(鹼液箱)7中，並由水泵10抽取送入)進行清洗和漂洗，然後進入風乾裝置8。超聲波清洗裝置4的超聲波振動能量由超聲波換能器接線槽9接入。如圖加、圖3及圖4所示，被清洗件經過送絲滾輪2、矯正器3進入超聲波清洗裝置4，由繞線輪18，經擦拭器19之後，送入清洗槽20，經擦拭器四擦乾，由繞線輪28進入清洗槽23，再經擦拭器22回到繞線輪18，然後再次經過擦拭器19送入清洗槽20，經擦拭器四擦乾，由繞線輪觀進入清洗槽23，再經擦拭器22回到繞線輪18，完成被清洗件兩次反覆清洗。之後經過氣刷17吹乾後進入漂洗階段，漂洗階段與清洗階段過程完成相同，被清洗件也要進行兩次反覆漂洗，最後經過氣刷11，進入到風乾裝置8，在風乾裝置提供的100°C左右熱風的作用下，將被清洗件1快速吹乾，送入下一道工序。在清洗和漂洗過程中，清洗槽中的工作液體必須始終處於溢流狀態，並且被清洗件1必須始終處於液面以下。
權利要求
1.一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於具有超聲波清洗裝置，超聲波清洗裝置具有從上到下依次排列的數個清洗槽，清洗槽的兩側各設有繞線輪，各清洗槽的底部設有超聲波發生器，設有與清洗槽連接的水箱，各清洗槽的側面設有擦拭器，清洗裝置的一側設有送絲機構，清洗裝置的另一側設有風乾裝置。
2.如權利要求1所述的一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於兩個以上的清洗槽自上而下垂直排列設置，具有成對設置的繞線輪，每對繞線輪的兩個繞線輪分別設置在清洗槽的兩側，繞線輪的外圓周設有線槽。
3.如權利要求1所述的一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於清洗槽下方設有面積大於清洗槽的積液盤，積液盤與水箱以積液盤迴流管相連接，清洗槽與水箱以具有水泵的清洗槽進液管相連接，清洗槽進液管的出口位於清洗槽底部；所述清洗槽底部設有超聲波發生器為清洗槽底部設有超聲波換能器，超聲波換能器與清洗槽外的超聲波振蕩器電連接。
4.如權利要求1所述的一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於所述水箱內設有溫度控制裝置，所述溫度控制裝置為共同連接在一個控制器上的加熱電阻、浮球式液位控制器、溫度傳感器。
5.如權利要求1所述的一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於所述風乾裝置具有一個風筒，風筒連接一個熱電阻，風乾裝置還包括有一個溫度傳感器，溫度傳感器連接並控制熱電阻。
6.如權利要求1所述的一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於所述清洗槽位於一個外箱體內，外箱體設有出氣管、進料口、出料口，外箱體除出氣管、進料口、出料口外均氣密封。
全文摘要
本發明提供一種線材、帶材超聲波清洗烘乾機，其特徵在於具有超聲波清洗裝置，超聲波清洗裝置具有從上到下依次排列的數個清洗槽，清洗槽的兩側各設有繞線輪，各清洗槽的底部設有超聲波發生器，設有與清洗槽連接的水箱，各清洗槽的側面設有擦拭器，清洗裝置的一側設有送絲機構，清洗裝置的另一側設有風乾裝置。本發明採用超聲波清洗技術，具有結構新穎、獨特，體積小，重量輕，操作簡便；清洗質量高，清洗速度快；不鏽鋼箱體，壽命長；超聲波能耗低，電磁汙染小；全自動進水、補水，水溫、熱風溫度自動控制；運行狀態實時顯示，控制接口與後續生產線相連，可實現連動等特點。
文檔編號C23G3/02GK102560518SQ20101058222
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者杜茂松 申請人:自貢佳源爐業有限公司