超声热泵清洗机的研制

　　1 超声热泵清洗机的市场需求

　　在生产和生活中,有许多的机件或物品需要严格清洗,如钟表、眼镜、珠宝、集成电路板和机械、精密仪器、航空机件等,以保证其安全可靠工作或外观的洁净。随着高科技产业的迅速发展,很多机件的结构更精致、细小、清洗标准越来越高,洗、普通清洗液和简单的清洗机,已无法达到高标准清洗要求。在这样的市场需求下,新的超声热泵清洗机的研制工作显得十分必要。下面介绍超声热泵清洗机的研制结果。

　　2 超声热泵清洗机的结构

　　如图1所示,其中主要包括以下部件:

　　(1)超声波发生器和清洗缸;

　　(2)加热缸和冷凝器;

　　(3)蒸气区;

　　(4)冷冻区和蒸发器;

　　(5)过滤干燥区;

　　(6)压缩机;

　　(7)换热器;

　　(8)发射器及电子控制器;

　　(9)清洗剂回流槽和回流管。

　　3 工作原理

　　3.1 超声波工作原理

　　超声波发生器置于清洗缸底部。它利用高频电能转换成高频振荡的机械能。它发出的高频振荡波(即超声波)振荡清洗剂蒸气。置于蒸气中的机件或物品上的污垢随蒸气的高频振荡脱落,以达到清洗效果。

　　3.2 清洗剂使用原理

　　不同的物件清洗使用不同的清洗剂。清洗剂对污垢具有溶解性,同时具有低沸点、无毒、无腐蚀性等特性。清洗剂液体在蒸发器区冷凝成液体,下落至回流槽,经回流管在过滤干燥区中除去水分和杂质,回流至加热缸中,重复使用。

　　3.3 热泵工作原理

　　压缩机排出的制冷剂高温蒸气作为动力,在加热缸中的冷凝器内加热清洗剂液体至蒸气,需清洗物件放在清洗剂蒸气中,超声波清洗缸中超声波发生器发出超声波振荡此清洗剂蒸气,以达到清洗效果。同时,经节流后的制冷剂进入冷冻区的蒸发器,冷却上浮的清洗剂蒸气,使其冷凝成液体,以抑制清洗剂蒸气的逸出,保证蒸气区有充足的蒸气。但是,如果不断重复此过程,则清洗剂蒸气量会超过清洗需求量而增加,上部冷冻区的冷量则会不够,而无法抑制清洗剂蒸气的逸出,这样一来就浪费了电力和清洗剂。如何解决这个问题,是我们这次研制的关键。经过多次的研究,配合试验,最后确认热泵循环的工作原理(如原理图示),其关键在于换热器的作用。

　　4 换热器的作用

　　(1)换热器作为蒸发器之一:

　　清洗机刚开始工作时,清洗剂的加热需求量大。此时,换向阀处于¹状态的位置,换热器为蒸发器之一,吸收空气热量,提供给冷凝器,增大加热量,加快了清洗剂至沸点的速度。此时,清洗剂蒸气从无到少量出现,因而冷冻区的冷量需求量少。当加热缸中的清洗剂被加热至蒸气后,加热缸中的热量需求量减少,而冷冻区的冷量需求量增加。