[发明专利]一种新型超声波清洗机

说明书

技术领域

本发明属于表面清洗技术领域，特别适用于纤维表面附着物的清洁。

技术背景

超声波清洗机是利用高频震荡原理，利用超声介质在被清洗工件表面形成微泡撞击表面，去除表面油污、尘埃等污物，达到清洁工件的目的。

目前超声波在金属工件的表面除污，微孔清洗等方面地应用已经比较成熟，用超声波清除纤维状丝物表面沾附的微小尘粒目前尚无成功应用。

碳纤维生产过程中，流态化预氧化原丝表面残存有流态化介质颗粒，这些颗粒会影响后续的碳化工艺，必须设法清洁。在采用溶剂法纺织纤维织物时，为了有效地消除纤维织物中的残留溶剂和单体，需要强化洗涤，目前单独利用热水漂洗不能有效去除。在纺织生产过程中，虽可采用超声波技术进行清洁，但由于纤维状织物强度较低，并且不同纤维织物的性能差别较大，因而对超声除尘功率、频率、温度等参数要求也不同。

发明内容

本发明的目的为了满足碳纤维生产过程中清洁流态化预氧化表面尘埃和消除原丝纺制过程中残留的溶剂和单体而设计的一种新型超声波清洗机。

本新型超声波清洗机，其结构特征为超声波清洗槽腔体为长方体，腔体一端设置有液位开关，腔体底部利用高强粘结剂粘结四个导向轮支架，支架上安装导向轮，外侧两个导向轮轴心高出腔体，内侧两个导向轮浸于超声波介质中，导向轮轴心与液位开关在同一水平面上，腔体底部一侧设置有进液口，另一侧设置有溢流口，溢流口高度略高于液位开关，腔体外侧下部安装超声波换能器，间隔安装低温电热管。本发明工作时，底部进液口通入超声波清洗介质，浮在表面的清洗污物通过上部溢流口排出腔体，确保超声介质洁净。

本新型超声波清洗机，其超声波清洗槽腔体内壁涂敷有聚四氟乙烯涂层，聚四氟乙烯涂层厚度为0.1mm至2mm。本涂层隔绝了超声波介质与清洗槽不锈钢基体的接触，从而可承受多种超声波介质的腐蚀。

本新型超声波清洗机，其清洗槽腔体内设置的导向轮及支架材质为碳纤维增强尼龙，其中碳纤维含量5-30％，尼龙含量95-70％。碳纤维增尼龙具有高的耐腐蚀性和自润滑特性，减小了摩擦阻力，保证了纤维清洁过程中不受损伤。

本新型超声波清洗机，其清洗槽腔体内设置的液位开关为封闭耐腐蚀型，可承受多种介质腐蚀，当液位低于设定值时，自动切断超声波电源和加热电源。

本新型超声波清洗机，其超声波清洗槽外侧下部设置有温度可调控的电加热系统。当进行清洁时，此系统可提供超声波清洗介质室温至100℃范围内的精确温度调控。

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图。

图中：1、3为纤维，2为导向轮，4为溢流口，5为外壳，6为支架，7为超声波换能器，8为电热管，9为液位开关，10为进液口。

具体实施方式

实施例1：

利用不锈钢板加工外壳和超声波清洗槽，清洗槽内腔有效尺寸1000mm×200mm×200mm，超声波清洗槽腔体内表面喷涂聚四氟乙烯内衬0.5mm，利用碳纤维增强尼龙注塑成型导向轮和支架，利用高温高强耐腐蚀粘结剂将支架牢固地粘接在内腔底板上。

在超声波清洗槽底部外侧安装超声波换能器，超声波频率10-100kHz可调，超声波功率150-1500瓦可调，在超声波换能器之间安装低温电加热管，总功率0-2000瓦连续可调。

在超声波清洗槽腔体内距底部端面100mm处安装液位开关，连通超声波和电加热控制回路。液位低于100毫米时，自动切断超声波和电加热控制电源，并发出声光报警。

安装进液口管路和溢流口管路，底部进，顶部出，表面浮尘或污物由溢流口排出，保证超声波清洗槽的清洁。

超声波介质采用高纯水，水温80℃，超声波频率20KHz，超声波功率1300瓦，将该设备用于清洗聚丙烯腈原丝中的残留溶剂。使用该设备前，用同等温度的纯水清洗，残留溶剂量200PPM，使用本发明后，聚丙烯腈原丝中的残留溶剂量降至20PPM以下。

实施例2：

按照实施例1的方法制造本发明，超声波内腔表面喷涂聚四氟乙烯内衬1.5mm，超声介质采用硝酸，温度40℃，超声波频率90KHz，超声波功率500瓦，将该设备用于清洗聚丙烯腈原丝流态化预氧化后表面的微小尘埃。使用前，聚丙烯腈原丝表面残留尘埃0.1％，使用本发明后，在显微镜下观察，未发现表面尘埃残留。