等離子清洗機(jī)超聲波清洗機(jī)兩大清洗設(shè)備工作原理分析:
1、超聲波清洗機(jī)工作原理分析:
超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強(qiáng),易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠(yuǎn),可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。
超聲波清洗機(jī)原理主要是通過換能器,將功率超聲頻源的聲能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動,通過清洗槽壁將超聲波輻射到槽子中的清洗液。由于受到超聲波的輻射,使槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動。破壞污物與清洗件表面的吸附,引起污物層的疲勞破壞而被駁離,氣體型氣泡的振動對固體表面進(jìn)行擦洗。
超聲波在液體中傳播,使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動,液體與清洗槽振動時有自己固有頻率,這種振動頻率是聲波頻率,所以人們就聽到嗡嗡聲。隨著清洗行業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了超聲波清洗機(jī)。
對超聲波清洗機(jī)原理由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號,通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)--清洗溶劑中,超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的直徑為50-500μm 的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長,而在正壓區(qū),當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時,氣泡迅速增大,然后突然閉合。并在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達(dá)到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過程中,氣泡閉合可形成幾的高溫和超過1000個氣壓的瞬間高壓。
超聲波清洗機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:超聲波清洗效果好,操作簡單。人們所聽到的聲音是頻率20-20000hz的聲波信號,高于20000hz的聲波稱之為超聲波,聲波的傳遞依照正弦曲線縱向傳播,產(chǎn)生大量小氣泡 。一個原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓,壓強(qiáng)的降低使原來溶于液體的氣體過飽和,而從液體逸出,成為小氣泡;另一原因是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開”成一空洞,稱為空化。
超聲波清洗機(jī)廣泛應(yīng)用于表面噴涂處理行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、電子行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)、鐘表首飾行業(yè)、光學(xué)行業(yè)、紡織印染行業(yè)。其他行業(yè)等,超聲波清洗機(jī)運(yùn)用具體如下:
1、 表面噴涂處理行業(yè):(清洗的附著物:油、機(jī)械切屑、磨料、塵埃、拋光蠟)電鍍前的清除積炭、清除氧化皮、清除拋光膏、除油除銹、離子鍍前清洗、磷化處理,金屬工件表面活化處理等。不銹鋼拋光制品、不銹鋼刀具、餐具、刀具、鎖具、燈飾、手飾的噴涂前處理、電鍍前清洗。
2、 機(jī)械行業(yè):(清洗的附著物:切削油、磨粒、鐵屑、塵埃、指紋)防銹油脂的去除;量具的清洗;機(jī)械零部件的除油除銹;發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)零件、變速箱、減振器、軸瓦、油嘴、缸體、閥體、化油器及汽車零件及底盤漆前除油、除銹、磷化前的清洗;過濾器、活塞配件、濾網(wǎng)的疏通清洗等。精密機(jī)械部件、壓縮機(jī)零件、照相機(jī)零件、軸承、五金零件、模具、尤其在鐵路行業(yè),對列車車廂空調(diào)的除油去污、對列車車頭各部件的防銹、除銹、除油非常適合。
功率選擇:
超聲清洗效果不一定與(功率×清洗時間)成正比,有時用小功率,花費(fèi)很長時間也沒有清除污垢。而如果功率達(dá)到一定數(shù)值,有時很快便將污垢去除。若選擇功率太大,空化強(qiáng)度將大大增加,清洗效果是提高了,但這時使較精密的零件也產(chǎn)生蝕點(diǎn),得不償失,而且清洗缸底部振動板處空化嚴(yán)重,水點(diǎn)腐蝕也增大,在采用三氯乙烯等有機(jī)溶劑時,基本上沒有問題,但采用水或水溶性清洗液時,易于受到水點(diǎn)腐蝕,如果振動板表面已受到傷痕,強(qiáng)功率下水底產(chǎn)生空化腐蝕更嚴(yán)重,因此要按實(shí)際使用情況選擇超聲功率。
頻率選擇:
在低頻的情況下,液體受壓與受拉的時間變長;因此空化生成的時間也長,體積也長,而空化閉合時所產(chǎn)生的沖擊力又與空化泡的大小成正比。所以頻率越低,空化越強(qiáng)烈。
而我們用于工業(yè)清洗中的頻率一般小于60khz,用的很多的是在20~40khz之間。使用20khz左右的頻率,可以得到相對小數(shù)量的空化泡,但有大的空化強(qiáng)度,并且伴有噪音,可用于清洗大部件表面與物件表面結(jié)合強(qiáng)度高的工件。40khz左右的頻率,在相同的聲壓下,產(chǎn)生的空化泡的數(shù)量大,但破碎時產(chǎn)生的空化強(qiáng)度低,噪音小,穿透能力強(qiáng),適用于表面復(fù)雜、盲孔、污物和表面結(jié)合力弱的工件。
2、等離子清洗機(jī)工作原理分析:
等離子清洗機(jī)(plasma cleaner)也叫等離子清潔機(jī),或者等離子表面處理儀,是一種全新的高科技技術(shù),利用等離子體來達(dá)到常規(guī)清洗方法無法達(dá)到的效果。等離子體是物質(zhì)的一種狀態(tài),也叫做物質(zhì)的第四態(tài),并不屬于常見的固液氣三態(tài)。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的“活性”組分包括:離子、電子、原子、活性基團(tuán)、激發(fā)態(tài)的核素(亞穩(wěn)態(tài))、光子等。等離子清潔機(jī)就是通過利用這些活性組分的性質(zhì)來處理樣品表面,從而實(shí)現(xiàn)清潔、涂覆等目的。
電漿(等離子)與材料表面可產(chǎn)生的反應(yīng)主要有兩種,一種是靠自由基來做化學(xué)反應(yīng),另一種則是靠等離子作物理反應(yīng),以下將作更詳細(xì)的說明。
(1)化學(xué)反應(yīng)(chemical reaction)
在化學(xué)反應(yīng)里常用的氣體有氫氣(h2)、氧氣(o2)、甲烷(cf4)等,這些氣體在電漿內(nèi)反應(yīng)成高活性的自由基,這些自由基會進(jìn)一步與材料表面作反應(yīng)。其反應(yīng)機(jī)理主要是利用等離子體里的自由基來與材料表面做化學(xué)反應(yīng),在壓力較高時,對自由基的產(chǎn)生較有利,所以若要以化學(xué)反應(yīng)為主時,就必須控制較高的壓力來近進(jìn)行反應(yīng)。
(2)物理反應(yīng)(physical reaction)
主要是利用等離子體里的離子作純物理的撞擊,把材料表面的原子或附著材料表面的原子打掉,由于離子在壓力較低時的平均自由基較輕長,有得能量的累積,因而在物理撞擊時,離子的能量越高,越是有的作撞擊,所以若要以物理反應(yīng)為主時,就必須控制較的壓力下來進(jìn)行反應(yīng),這樣清洗效果較好,為了進(jìn)一步說明各種設(shè)備清洗的效果。等離子體清洗機(jī)的機(jī)理,主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達(dá)到去除物體表面污漬的目的。就反應(yīng)機(jī)理來看,等離子體清洗通常包括以下過程:無機(jī)氣體被激發(fā)為等離子態(tài);氣相物質(zhì)被吸附在固體表面;被吸附基團(tuán)與固體表面分子反應(yīng)生成產(chǎn)物分子;產(chǎn)物分子解析形成氣相;反應(yīng)殘余物脫離表面。
等離子體清洗技術(shù)的很大特點(diǎn)是不分處理對象的基材類型,均可進(jìn)行處理,對金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)高分子材料,如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環(huán)氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理,并可實(shí)現(xiàn)整體和局部以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的清洗。等離子體清洗還具有以下幾個特點(diǎn):容易采用數(shù)控技術(shù),自動化程度高;具有高精度的控制裝置,時間控制的精度很高;正確的等離子體清洗不會在表面產(chǎn)生損傷層,表面質(zhì)量得到保證;由于是在真空中進(jìn)行,不污染環(huán)境,保證清洗表面不被二次污染。