1 設(shè)計(jì)思路
超聲波是頻率超過20kHz的聲波，超聲波清洗的原理是通過超聲波轉(zhuǎn)化為動(dòng)能作用于物件表面，對于用金屬、陶瓷、玻璃等固體材料制作的零件或物品，振動(dòng)能量能夠傳遞，并且衰減很小，使零件或物品里、外都能清洗很干凈。同時(shí)可采用水基性溶劑清洗，有利于環(huán)保，廣泛應(yīng)用在機(jī)械零部件的除油除銹、金屬表面處理、精密零件油脂和塵埃指紋清洗等方面。但是對于柔軟材料，由于振動(dòng)能量不能很好傳遞，里面的污物無法清洗。如清洗纏繞在一起的棉或化纖布料、衣物，以及洗滌堆放在一起的蔬菜如菠菜、生菜、白菜、韭菜、芹菜等，水果如草莓、葡萄等，只能洗滌外面，里面無法洗滌，所以洗凈效果非常不好。因此需要研究既有攪拌、揉搓和翻轉(zhuǎn)功能，又有超聲波產(chǎn)生振動(dòng)空化清洗作用; 既能洗固體材料，又能洗柔軟材料的多功能超聲波清洗水槽( 或清洗機(jī)) 。
2 重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題
2.1柔軟材料的翻轉(zhuǎn)散開
根據(jù)超聲波清洗柔軟物體，振動(dòng)能量傳遞不到內(nèi)部的特點(diǎn)，要將纏繞在一起的布料、衣物，堆放在一起的蔬菜或水果翻轉(zhuǎn)，在超聲波清洗水槽增加洗滌波輪，使其在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，將纏繞在一起的布料、衣物，堆放在一起的蔬菜或水果翻轉(zhuǎn)散開，從而在超聲波和波輪的共同作用下，將布料、衣物或蔬菜、水果清洗干凈。
2.2 不能損傷蔬菜、水果
波輪與蔬菜、水果直接接觸，勢必造成蔬菜、水果的損傷，因此通過在超聲波清洗水槽上安裝洗滌網(wǎng)，將蔬菜、水果放在洗滌網(wǎng)里，通過波輪帶動(dòng)的水流，沖擊蔬菜、水果并使其反轉(zhuǎn)，達(dá)到翻轉(zhuǎn)散開清洗的目的。
2.3 功能實(shí)現(xiàn)
通過設(shè)置程序控器、電機(jī)、減速器、超聲波發(fā)生器、超聲波換能器，使其能控制波輪正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間長短，實(shí)動(dòng)水流的強(qiáng)弱。控制超聲波發(fā)生器，并通過超聲波換能器實(shí)現(xiàn)超聲波洗滌功能。
1． 程序控制板接觸膜，2． 程序控制板，3． 程序控制板罩，4． 洗滌網(wǎng)，5． 多功能洗滌槽，6． 波輪固定螺釘，7． 波輪，8． 減速器安裝板，9． 減速器安裝
板固定螺釘，10． 減速器，11． 電機(jī)固定螺釘，12． 電機(jī)，13． 電機(jī)風(fēng)扇，14． 電機(jī)風(fēng)扇固定卡簧，15． 超聲波換能器，16． 超聲波發(fā)生器，17． 水槽下水
總成，18． 普通水槽，19． 排水閥，20． 超聲波發(fā)生器固定螺釘，21． 溢流管，22． 溢流管固定螺釘，23． 程序控制板固定螺釘，24． 電源按鍵，25． 波輪
洗滌按鍵，26． 程序控制按鍵，27． 超聲波洗滌按鍵，28． 水龍頭閥門，29． 水龍頭
圖 1 家庭用超聲波清洗水槽
1． 程序控制板接觸膜，2． 程序控制板，3． 程序控制板罩、4． 洗滌網(wǎng)，5． 多功能洗滌槽，6． 波輪固定螺釘，7． 波輪，8． 減速器安裝板，9． 減速器安裝
板固定螺釘，10． 減速器，11． 電機(jī)固定螺釘，12． 電機(jī)，13． 電機(jī)風(fēng)扇，14． 電機(jī)風(fēng)扇固定卡簧，15． 排水管，16． 超聲波發(fā)生器固定螺釘，17． 超聲波
發(fā)生器，18． 排水閥，19． 超聲波換能器，20． 程序控制板固定螺釘，21． 電源按鍵，22． 波輪洗滌按鍵，23． 程序控制按鍵，24． 超聲波洗滌按鍵
圖 2 工業(yè)用超聲波清洗水槽
3 多功能超聲波清洗水槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在考慮解決這些關(guān)鍵技術(shù)問題后，設(shè)計(jì)出家庭用超聲波清洗水槽( 如圖1所示) 和工業(yè)用超聲波清洗水槽( 如圖2所示) 。
3.2工作原理
以家庭用超聲波清洗水槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，說明其工作原理。
( 1) 程序控制: 程序控制板2上的電源按鍵24為電機(jī)12、超聲波發(fā)生器16提供電源; 按波輪洗滌按鍵25，控制電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過減速器10減速，然后帶動(dòng)波輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，并且確定電機(jī)12和波輪6正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的長短，實(shí)現(xiàn)波輪6轉(zhuǎn)動(dòng)水流的強(qiáng)弱; 按程序控制按鍵26實(shí)現(xiàn)超聲波洗滌程序和波輪洗滌程序交替洗滌功能和時(shí)間長短控制; 按超聲波洗滌按鍵27控制超聲波發(fā)生器16，并通過超聲波換能器15實(shí)現(xiàn)超聲波洗滌功能。
( 2) 蔬菜和水果洗滌: 洗滌網(wǎng)4放在多功能洗滌槽5上，放置好蔬菜和水果，按程序控制按鍵26，先進(jìn)行超聲波洗滌程序，然后再進(jìn)行波輪洗滌程序，即超聲波洗滌→波輪洗滌→超聲波洗滌→波輪洗滌循環(huán)。對蔬菜和水果洗滌的同時(shí)將蔬菜和水果翻轉(zhuǎn)，再用超聲波洗滌，反復(fù)幾次達(dá)到洗凈功能。當(dāng)洗滌網(wǎng)4放置碗筷、盤子、鏟勺等( 也可以將碗筷、盤子、鏟勺等直接放進(jìn)多功能洗滌槽5) ，按超聲波洗滌按鍵27直接進(jìn)行超聲波洗滌程序。洗滌結(jié)束后，打開排水閥19，水通過水槽下水總成17排到下水道。
( 3) 普通水槽18一側(cè)可以正常洗菜、淘米。尤其是可在普通水槽18內(nèi)刷鍋或清洗一些帶泥的果蔬，例如土豆、地瓜等。然后再到多功能洗滌槽5內(nèi)可進(jìn)行波輪洗和超聲波洗，以此達(dá)到充分清洗果蔬的目的。如圖2所示工業(yè)用超聲波清洗水槽的程序控制與家庭用超聲波清洗水槽工作原理相同，可以根據(jù)布料、衣物材質(zhì)和質(zhì)量的不同，通過波輪正反轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間調(diào)整水流的強(qiáng)弱，達(dá)到將纏繞在一起的布料、衣物翻轉(zhuǎn)散開，從而在超聲波和波輪的共同作用下，將布料、衣物清洗干凈。
4 結(jié)束語
多功能超聲波清洗水槽的設(shè)計(jì)提供了一種帶有超聲波洗滌、波輪洗滌的多功能水槽，既能夠進(jìn)行機(jī)械零部件的除油除銹、金屬表面處理等，以及洗滌碗、筷、盤子、鏟勺等超聲波洗滌，又能通過程序控制實(shí)現(xiàn)超聲波和波輪交替洗滌，使
布料、衣物、蔬菜和水果翻轉(zhuǎn)，達(dá)到洗凈布料、衣物、蔬菜和水果等多種功能的實(shí)現(xiàn)。
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