换热器气相超声波清洗机 设计方案及说明
无锡市声达科技有限公司
2006 年 11 月
设备原理概述 选用三氯乙烯作为换热器翅片的除油清洗清洗液,出于以下几点考虑: 三氯乙烯具有极强的溶脂能力,贝壳松脂丁醇值为 1300.溶脂能力在常温 下为汽油的 4 倍,在 50℃时为汽油的 7 倍. 在常温下无可燃性和无可爆性,使用安全. 三氯乙烯不属于"消耗臭氧层物质(ODS Ozone Depleting Substance)", 不属于《蒙特利尔议定书》限制范围. 蒸汽密度大,在沸点下为 4.45g/l,使用过程中,蒸汽可以保持一层水平的 界面,便于掌握和控制.气相状态下,蒸汽一般不会随便扩散. 蒸汽潜热低,为 239.5j/g.在使用过程中,蒸汽在金属工件表面大量冷凝, 能够起到良好的清洗作用,相应的,除油清洗及溶剂回收所需要的热量和冷凝回 收需要的冷量都比较少. 沸点低,为 86.9℃.热源容易选择,同时容易从混着杂质的溶剂中再生. 表面张力低,容易渗透到清洗的金属工件的各个部分,即使是缝隙,孔眼, 凹槽等部位都能清洗到. 在 120℃以下,三氯乙烯对一般金属工件的腐蚀作用极小.如果添加合适的 稳定剂,对铝,镁等金属也没有腐蚀作用. 采用三氯乙烯气相清洗方式,它的沸点相对较低,易于气化,及冷凝,蒸汽 密度大,并且不易扩散.当三氯乙烯的蒸汽与相对温度较低的工件表面接触,在 工件表面冷凝成液体,将工件表面所沾附的油脂污垢溶解和冲洗掉,工件的温度 不断上升,直到与蒸汽温度接近,蒸汽不再在工件表面冷凝,清洗结束,在这个 工程中,工件接触到的始终是纯净的三氯乙烯蒸汽,冷凝出纯净的三氯乙烯清洗 液,可以避免常规清洗中随着工件清洗的进行,清洗液被到一定程度后无法保证 工件清洁度的现象. 超声波的作用 超声波清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号, 通过换能器转换 成高频机械振荡而传播到介质 -- 清洗溶剂中, 超声波在清洗液中疏密相间的向 前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡.这些气泡在超声波纵向传播的 负压区形成,生长,而在正压区迅速闭合.在这种被称之为 " 空化 " 效应的过 程中,气泡闭合可形成超过 1000 个气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压 就象一连串小 " 爆炸 " 不断地冲击物件表面, 使物件的表面及缝隙中的污垢迅 速剥落,从而达到物件表面净化的目的 .
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超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面: 因空化泡破灭时产生强大的 冲击波,污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来,分散,乳化,脱落. 因 为空化现象产生的气泡,由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透,由于 这种小气泡和声压同步膨胀,收缩,像剥皮一样的物理力反复作用于污垢层,污 垢层一层层被剥开,气泡继续向里渗透,直到污垢层被完全剥离.这是空化二次 效应. 超声波清洗中清洗液超声震动对污垢的冲击. 超声波加速化学清洗剂对 污垢的溶解过程,化学力与物理力相结合,加速清洗过程. 综合了超声和气相清洗的优点,因而清洗效果显著,清洗液可循环使用,并 且配置有机械自动传动装置, 减轻了清洗劳动强度, 改善了清洗工作环境和条件. 设备设计说明 换热器清洗项目,经过某换热器公司一段时间的使用,客户根据使用中的情 况提出了一些中肯的意见和要求,现在根据实际使用中反馈出来的问题,对第二 台气相清洗设备的技术方案作了一些修改,力求解决以下几项问题: 1. 2. 3. 4. 溶剂用量,应该比目前设备有较大的降低 总功率,尽量降低设备总功率 提高产品清洗的清洁度. 改善设备的操作性.
第二台设计过程中,根据保留成熟设计和工艺,改进不完善的设计和工艺 的原则,尽量保留原有设备的成功之处,力求在原有设备基础上有一个比较大 的提高. 设备综述 本设备为封闭式自动气相超声波清洗机,采用机械手传动输送结构,采用工 艺料筐装料,步进输送清洗工艺,采用升降平台配合液压搬运车直接进行上下料 操作. 对工件表面进行除油处理, 冷冻干燥, 采用有机溶剂三氯乙烯作为清洗介质, 适用于大批量零件的连续清洗处理.
工艺流程 上料——热浸超声粗洗——溶剂浸浴鼓泡精洗——蒸浴清洗——冷冻干燥—— 下料
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设备操作过程 将工件放入工艺料筐,用液压搬运叉车搬运工艺料筐放置进出料升降平台, 由平台自动上升,由传动挂钩带入各个清洗工位,各个清洗工位步进输送,清洗 时间按照工艺要求调节,时间范围可以从 100 秒— 600 秒,完成全部工艺流程 后,工艺料筐送到出料口平台上,自动下降将料筐放置在液压搬运叉车上,拉出 工艺料筐下料即可. 结构组成 设备主要由,上下料升降平台,热浸超声粗洗槽,溶剂浸浴精洗槽,蒸浴清 洗槽,水份分离器,冷凝盘管,机械手传动机构,电气控制柜,机架,支架及整 机封板,超声波发生器,换能器,工业冷水机组,蒸馏回收塔等部分组成. 设备机架 设备机架为 A3 型钢焊接而成,部分承重立柱支架采用工字钢,双面涂防锈漆, 机架外表面喷漆,(按照客户色版)封板全部用 1.5mm 双面, A3 板喷塑装饰. 机器后立面中间位置设置有铝合金设备检修移动门,前立面安装有透明观察窗. 清洗槽体的设计说明

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