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关于超声波清洗机发展前景及市场走向趋势

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  随着超声波清洗设备的应用范围越来越广泛,各种经过不断完善和改进的新颖的设备正在取代已面市的老式设备。
 
  近10年来,超声波清洗机设备正在朝两个方面发展。
 
  其一是,各种类型的多缸或传动链式或升降式超声清洗生产线相继面市;
 
  其二是,低频向高频的发展。在美国、日本、欧洲以及亚太市场上,多缸式超声波清洗设备总量已呈明显上升之势,高达总量的50%,而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗线体设备也已上升到总量的40%以上。
 
  我国超声波清洗技术的应用已经取得了较好的成效。一是机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗,拆修零部件的清洗,要求高清洗度,如油泵油嘴偶件、轴承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。
 
  二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等的清洗。
 
  三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系统及取样玻璃片的清洗。四是医用器具、食品、制药、生化等试验中所用各种瓶罐的清洗。五是喷丝头、精密模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。
 
  我国现有各类超声波清洗设备制造企业上百家,但其分布主要集中在东南沿海地区。据统计资料,沿海地区的厂家占全国总数的85%,可见经济发达地区对超声波清洗技术的应用不但在先,而且广泛,普及程度高,同时,这又证明超声波清洗技术在中西部地区推广普及的前景十分广阔。就产品水平而言,当代产品与20世纪70—80年代的产品相比,技术进步也十分明显。
 
  近年来,由于对汽车制动器生产线、冰箱压缩机生产线的传统清洗工艺实行技术改造,拟采用超声波清洗工艺。在国外汽车底盘架、轿车外壳喷涂前的超声波清洗,配合清洗液,将除锈、去氧化膜及磷化一次清洗处理完成,烘干后即可喷漆等都有了新的应用和发展。
 
  美国Dvpont公司在新泽西州制药厂的应用报告称:超声波清洗能除去反应罐或化学处理桶壳表面的污物,比用普通方法节约能源,费用低且减少环境污染,清洗过程简单,只要在溶器中灌满水,加热到65℃,并加入2%的表面活性剂,进行处理2—4h,即可清洗干净。
 
  欧洲的一些厂家曾清洗过9.1m3的罐,以前用甲醇加热到沸点一次处理4—8h,总共要进行5次清洗才能达到要求,而且超声波清洗只需要一次处理即能达到要求,既节省溶剂,提率,又减少环境污染。
 
  设备主要具有机械效应 (如传声媒质的质点振动位移、速度、加速度、声压等力学量)、热效应(声波在传播过程中其部分能量被媒质吸收变成热能)和空腔效应。其中空腔效应是声化学的应用理论基础,也zui为重要。空腔效应由成核、微泡生长、空腔塌陷三步组成。
 
  在反应体系中,液体内存在张力弱区,即液体内溶有气体或在尘埃的液固界面上存在气体 — 作为气核,在超声波清洗机作用下,气核膨胀长大,并为周围的液体蒸气或气体充满,由于内外压力悬殊使空腔塌陷、破裂,把集中的声场能量在极短的时间和极小的空间内释放出来,使介质局部形成几百到几千K的高温和超过数百个大气压的高压环境,并产生出很大的冲击力,起到激烈搅拌的作用,同时生成大量微泡。它们又作为新的气核,使该循环继续下去,这就是空腔效应。
 
  二十世纪六十年代,自超声波清洗机技术问世以来,科学家们发现:一定频率范围内的超声波清洗机,作用于液体介质里,可以达到清洗的作用。
 
  经过一段时间的研究和试验,不仅得到了满意的效果,而且发现其清洗效率*,由此超声波清洗机清洗机被逐渐运用于各行各业中去。
 
  在应用初期,由于电子工业的限制,超声波清洗机清洗设备电源的体积比较庞大,稳定性及使用寿命不太理想,价格昂贵,一般的工矿企业难以承受,但其出色的清洗效率及效果,仍然让部分实力雄厚的国有企业一见倾心。
 
  随着电子工业的飞速发展,新一代的电子元器件层出不穷,应用新的电子线路以及新的电子元器件,电源的稳定性及使用寿命进一步的提高,体积减小,价格逐渐降低。二十世纪八十年代末,第三代电源问世,既逆变电源,应用IGBT元件。新的电源具有体积小,可靠性高,寿命长等特点,清洗效率得以进一步提高,而价格也降到了大部分企业可以接受的程度。
 
  当然并不是液体中所有的气核都能产生空腔效应,只有当外加的频率与气核的固有频率相同时,空腔效应才能发生。同时也受到其它如声波的强度、液体介质的温度以及介质的蒸汽压等的影响。诱导产生空腔效应的频率以20kHz~80kHzzui为适当。
 
  过高的频率不易产生空腔效应,即使产生也需要大量的能量,而且其中大部分能量被转化为热能,使介质温度明显提高。
 
  低强度超声波清洗机的应用不会引起介质的任何状态变化,只有高强度超声波清洗机的应用才可能对介质有强烈的影响,引发空腔效应。对大多数化学反应来说,反应速度均随声强的增加而增加。但是,超声波清洗机强度的作用受介质温度的影响极大。研究表明,随着液体温度的提高,声强的影响明显下降,在50℃水中发生的空腔效应zui大。

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