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聚能式超声波清洗钢带

2021-08-09 15:37
钢丝、线缆、细杆、钢带、管道和紧固件等连续型工业产品加工过程中需要润滑,在进入下道工序(如电镀、挤压和焊接)前,表面的润滑剂残留物应该被清洗干净。目前国内外用于清洗此类产品的清洗方式主要有三种:1)通过式喷淋清洗机;2)普通通过式超声波水剂清洗机;3)通过式超声波气相清洗机。这三种清洗方式的特点分别是:通过式喷淋清洗机是依靠喷淋泵将水基清洗液以一定的压力喷射到要清洗的工件表面,通过水基清洗剂分解并带走表面油污和杂质,这种设备一般造价低,但清洗效果差,适用于要求不高的场合;普通通过式超声波水剂清洗机是将工件在清洗槽内的液体中通过,依靠槽体底部或四周的超声波装置发出的超声波对工件表面进行清洗,由于连续型工业产品加工过程的速度较高,为了保证工件被充分的清洗,设备往往很长,所以这种设备相对来说造价高,占地面积大,清洗效果较喷淋机好;通过式超声波气相清洗机由于是利用溶剂类作为清洗介质,清洗效果最好,而溶剂类清洗介质对环境有危害,另外由于原理和结构的原因,这种设备只能用于较小型的产品清洗。
 
利用大功率聚能式超声波原理开发出一种新型的、独特有效的在线钢带清洗方法。相对于以前的钢带清洗方法,它具有结构紧凑,造价低,清洗效果好的特点。目前来讲,它是一种最为经济合理的连续式工业产品的清洗方法。

 
聚能式超声波原理


超声波能够生成一个很强的空化区域,生成的压力波产生真空气泡,然后爆破,爆破的结果是形成很高的压力和温度,对液体形成高压冲击。在物体表面,这些被机械力击松的杂质能够被清洗剂冲走,去除润滑的残留物,如油或油脂、肥皂、硬脂酸盐和灰尘等。基于超声波本身的清洗功能,它能够被用于清洗任何有色或黑色金属,如不锈钢、铜、铝等,甚至塑料和玻璃也可以。普通超声波产生的声压,由于超声波换能器辐射面所产生的振动幅度较小,只有几微米,还不能达到微气泡崩溃所需要的声压,单位面积内爆破的气泡就会较少,清洗效果相对较差,所以为了使普通的槽式超声波清洗机达到清洗要求,它的体积就会较大,造价也就相应要高。对于清洗连续型材料,如线材、线缆、钢带或管道等,聚能式超声清洗是一种高效、可靠、环境友好型的选择。聚能式超声波清洗机是通过超声波聚能器将超声波的能量聚集到很少的液体中,对工件进行强有力的清洗,从而可以实现清洗设备的紧凑型设计,克服普通通过式超声波清洗机生产线较长、占地面积的缺点。
 
超声波聚能器是聚能式超声波清洗设备的核心部件,因其能量输出方式而得名,又称超声波变幅杆,其外形通常为变截面杆。常见的形式是柱型、倒喇叭型换能器装配特定形状的变幅器,主要由中央压电陶瓷片、前后金属盖板、预应力螺栓、电极片以及聚焦变幅杆等组成。改变能量输出端形状和面积,将前端盖的机械振动的振幅和运动速度进行放大,也就是将能量集中在较小面积上,达到聚能的目的。超声波聚能器产生的集中能量使清洗槽中小半径的微气泡崩溃。这样,单位面积内爆破的气泡也就会增多,清洗的效果也就提高了。所以说,聚能式超声波是以较小的超声波能耗,获得大的超声波声压,满足超声波清洗的要求(如图1所示为两种超声波装置的功率在长度方向上分布情况比较)。因此,聚能式超声波清洗机能够实现非常紧凑的结构,并能很方便地集成到现有的生产线中去。例如,用来清洗冷轧的钢带(在喷涂或电镀之前),即使在线速度很高的情况下,也能够达到很好的清洗效果。
两种超声波装置的功率在 长度方向上分布情况比较
两种超声波装置的功率在长度方向上分布情况比较
相比于以往的钢带清洗方法,聚能式超声波钢带清洗方法具有下列优点:(1)清洗效果好;(2)占地面积小;(3)操作简便;(4)运行成本低;(5)设备购置费用低。因此聚能式超声钢带清洗方法越来越得到重视,并越来越得到广泛的应用。