一種用于玻璃容器超聲波清洗的支撐管及超聲波清洗機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波實(shí)驗(yàn)室玻璃容器清洗機(jī)，尤其針對(duì)長(zhǎng)徑比較大(如試管、t匕色管等)；或口徑小容積大，超聲波空化效應(yīng)無(wú)法有效作用的(燒瓶、試劑瓶等)的超聲波清洗。
【背景技術(shù)】
[0002]為了排除雜質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的不良影響，使用的玻璃容器必須洗滌干凈，在實(shí)驗(yàn)中，盛放化學(xué)試劑的玻璃容器往往有殘留物附著在玻璃容器的內(nèi)壁，一些經(jīng)過(guò)高溫加熱或放置反應(yīng)物時(shí)間較長(zhǎng)的試管，還不易洗滌干凈。使用不干凈玻璃容器存放試劑，不干凈試管實(shí)驗(yàn)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，甚至讓實(shí)驗(yàn)者觀察到錯(cuò)誤現(xiàn)象，得出錯(cuò)誤結(jié)論。玻璃容器在實(shí)驗(yàn)使用后需要進(jìn)行清洗干凈。對(duì)于少量實(shí)驗(yàn)玻璃容器清洗可采用手工清洗的方式，而大量的實(shí)驗(yàn)玻璃容器，如試管等，多采取超聲波清洗機(jī)清洗。
現(xiàn)有的超聲波清洗機(jī)都將超聲波換能器安裝在清洗槽外壁，通過(guò)發(fā)出的超聲波在清洗槽底部產(chǎn)生的空化效應(yīng)，對(duì)玻璃器皿進(jìn)行清洗。超聲波雖可以在液體傳播，但在管口引起超聲衰減。清洗槽底部產(chǎn)生的空化氣泡也可以向上運(yùn)動(dòng)，但當(dāng)長(zhǎng)度口徑比較大的試管、比色管等，清洗效果明顯不如大口徑的玻璃器皿。對(duì)于實(shí)驗(yàn)玻璃容器內(nèi)壁清洗更為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述缺陷，目的在于提供一種降低在傳輸過(guò)程中，超聲波能量損耗的一種用于玻璃容器超聲波清洗的支撐管及超聲波清洗機(jī)。
為此本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包包括管體以及沿管體軸向繞設(shè)的若干齒環(huán)，玻璃容器設(shè)置在該支撐管外部。
所述齒環(huán)包括上下相互配合在一起的上圓臺(tái)和下圓臺(tái)；
所述支撐管具有以下結(jié)構(gòu)特征:
齒環(huán)外徑/管體管徑比為1.3-1.7 ；
相鄰齒環(huán)距/齒環(huán)高:0.9-3 ；
齒環(huán)上夾角:上圓臺(tái)齒面與管體軸線夾角120~105度；
齒環(huán)下夾角:下圓臺(tái)齒面與管體軸線夾角150~135度；
齒環(huán)外徑/玻璃容器內(nèi)徑比為1.2-20 所述齒環(huán)非均勻排列在管體上。
本發(fā)明還包括清洗槽，清洗槽內(nèi)排設(shè)有若干所述的支撐管，支撐管下部設(shè)有超聲波換能器以及控制該換能器工作的超聲波發(fā)生器和控制電路；
還包括設(shè)置在支撐管下部的排氣總管，排氣總管外設(shè)排氣進(jìn)水雙向閥以及排水閥，排氣進(jìn)水雙向閥和排水閥之間設(shè)聯(lián)通閥；所述玻璃容器倒扣在支撐管上。
排氣總管與清洗槽構(gòu)成一整體，超聲波換能器設(shè)置在排氣總管路的下方，超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波能量由排氣總管經(jīng)過(guò)各齒環(huán)支撐管傳遞到待清洗的玻璃容器內(nèi)部。 排水閥與排氣進(jìn)水雙向閥出水口處設(shè)水泵。
另一種實(shí)施例中，本發(fā)明包括清洗槽，清洗槽底部設(shè)有玻璃容器導(dǎo)向固定架，玻璃容器由導(dǎo)向固定架固定，所述支撐管從上部插入玻璃容器內(nèi)，支撐管上部設(shè)超聲波換能器以及控制該換能器工作的超聲波發(fā)生器和控制電路；
所述支撐管開設(shè)有進(jìn)水孔，進(jìn)水孔和設(shè)置在其上部的進(jìn)水總管連通，進(jìn)水總管路徑上設(shè)有進(jìn)水閥。
進(jìn)水總管與清洗槽上蓋板構(gòu)成一體，超聲波換能器設(shè)置在進(jìn)水總管的上方，超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波能量由進(jìn)水總管分配到各變直徑齒環(huán)進(jìn)水管，傳遞到待清洗的試管內(nèi)部。
所述清洗槽底部設(shè)有排水閥。
所述進(jìn)水閥、排水閥之間設(shè)水泵。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1)能量集中:超聲波能量大部分通過(guò)金屬固體傳遞到玻璃容器內(nèi)部，直接清洗實(shí)驗(yàn)樣品殘留物附著的部位，能量相對(duì)集中提高清洗效率，在發(fā)生空化作用，明顯伴隨著直進(jìn)流作用和液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度效應(yīng)等，多種的物理化學(xué)作用和效應(yīng)，使污物分散于清洗液中，當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子即脫離，進(jìn)一步提高清洗效果；
2)同時(shí)支撐管的存在改變通常情況下超聲波在勻質(zhì)物體中傳播的單向指向性特點(diǎn)，由于齒環(huán)向外傾斜的結(jié)構(gòu)，使部分超聲波發(fā)生散射，上下齒環(huán)對(duì)超聲波產(chǎn)能的能量形成一個(gè)向外的擴(kuò)散，形成對(duì)試管等玻璃容器更強(qiáng)的沖擊力；
3)本發(fā)明利用排氣總管或進(jìn)水總管總為傳遞超聲波能量的介質(zhì)，利用金屬固體能量衰減小的特點(diǎn)，進(jìn)一步使超聲波能量集中并均勻分配到個(gè)各個(gè)玻璃容器內(nèi)，提高清洗效果；
4 )本發(fā)明的齒形換超聲波能量在玻璃容器內(nèi)分布相對(duì)均勻，發(fā)出位置與容器壁距離減小實(shí)現(xiàn)精微的清洗，高效快捷達(dá)到實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿的清洗標(biāo)準(zhǔn)；
5)清洗范圍廣:除能清洗光口玻璃器皿為更解決小口徑大容積(如各種燒瓶、容量瓶)的清洗；
6)簡(jiǎn)潔的操作:配合將玻璃器皿導(dǎo)向架直接將玻璃器皿倒扣在齒環(huán)支撐管上，控制排氣進(jìn)水雙向閥，清洗液直接充滿玻璃容器內(nèi)部。能實(shí)現(xiàn)超聲波清洗、自來(lái)水漂洗、蒸餾水沖洗、純凈壓縮空氣吹干不更換玻璃容器位置一次完成。
【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為支撐管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為清洗槽底部的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4、5為本發(fā)明另一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為另一種形式的支撐管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中I為不銹鋼清洗槽，2為齒環(huán)支撐管，3為排氣總管，4為超聲波換能器，5為排水閥，6為聯(lián)通閥，7為排氣進(jìn)水雙向閥，8為齒環(huán)，9為玻璃器皿導(dǎo)向架，10為超聲波發(fā)生器和控制電路；
11為固定孔，12為進(jìn)水總管，13為清洗槽上蓋板,14為導(dǎo)向孔,15為進(jìn)水閥門，16為齒環(huán)進(jìn)水管，17為導(dǎo)向桿，18為固定螺桿，19為試管導(dǎo)向固定架,20為高位溢水口，21為排水閥。
【具體實(shí)施方式】
[0005] 實(shí)施例一:
如圖1、2所示；本發(fā)明的齒環(huán)支撐管2和排氣總管3，通過(guò)螺紋豎直剛性連接，實(shí)現(xiàn)清洗不同玻璃容器時(shí)，更換不同粗細(xì)、長(zhǎng)短的齒環(huán)支撐管2。
排氣總管3與清洗槽底盤之間的固定連接，密封穿過(guò)不銹鋼清洗槽1，連接排氣進(jìn)水雙向閥7。排氣總管3形成一個(gè)剛性整體，超聲波產(chǎn)生的超聲波帶動(dòng)排氣總管3和齒環(huán)支撐管2作上下振動(dòng)，各齒環(huán)支撐管2與清洗液產(chǎn)生空化作用。
不銹鋼清洗槽I的底部設(shè)有排水管，連接排水閥5，排氣總管3與排水管在排氣進(jìn)水雙向閥7與排水閥5前由聯(lián)通閥6連接。
清洗操作:超聲波清洗機(jī)的清洗槽I內(nèi)設(shè)有齒型環(huán)支撐管2，玻璃器皿倒置齒型環(huán)支撐管2上，通過(guò)玻璃器皿導(dǎo)向架9，限制裝置工作時(shí)玻璃器皿水平方向移動(dòng)。防止在清洗過(guò)程中的跳動(dòng)、碰撞、晃動(dòng)引起玻璃容器的損壞。
超聲波在液體中空化作用，是超聲波清洗主要作用。超聲波清洗過(guò)程中，空氣氣泡對(duì)空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全排出，空化作用的真空核泡才能達(dá)到最佳效果。因此，在加入清洗液前，打開排氣進(jìn)水雙向閥7，由齒型環(huán)支撐管2經(jīng)過(guò)排氣總管3排出玻璃器皿內(nèi)空氣，清洗液能順利充滿倒置的玻璃容器。
清洗前打開聯(lián)通閥6。由于超聲波換能器4能量相對(duì)集中在玻璃器皿內(nèi)部，使玻璃器皿內(nèi)存在壓力波動(dòng)，玻璃器皿與齒環(huán)支撐管2產(chǎn)生跳動(dòng)、碰撞。通過(guò)打開的聯(lián)通閥6將此壓力與出水口平衡，降低因壓力波動(dòng)引起的玻璃器皿跳動(dòng)幅度。此壓力差能實(shí)現(xiàn)玻璃器皿內(nèi)部液體與清洗槽I內(nèi)液體的流動(dòng)混合。同時(shí)將原來(lái)殘存的空氣和清洗液中釋放出的空氣，通過(guò)此管路從倒置的玻璃器皿中排出，空化作用的真空核泡達(dá)到最佳效果，提高清洗效率。
若取得更好效果，可以采取在排水閥5與排氣進(jìn)水雙向閥7出水口附加水泵強(qiáng)制循環(huán)方法，均勻清洗液濃度降低玻璃器皿殘存物濃度加強(qiáng)清洗效果，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。
在使用超聲波對(duì)玻璃容器清洗后，可將自來(lái)水、蒸餾水經(jīng)排氣進(jìn)水雙向閥7注入容器對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行沖洗提高器皿清洗效果。在清洗后可通入純凈的壓縮空氣對(duì)容器內(nèi)壁吹干。
齒環(huán)支撐管結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。既清洗液濃度、試管污染程度不變，每次僅改變齒環(huán)支撐管2的一項(xiàng)尺寸。以整數(shù)分鐘遞加，實(shí)驗(yàn)測(cè)量達(dá)到清洗效果的最少清洗時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，保證清洗效果無(wú)明顯變化，分別改變某一尺寸的范圍。再通過(guò)改變清洗時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)清洗效果無(wú)明顯變化，得到某一尺寸允許范圍。在不改變某一尺寸得基礎(chǔ)上分別對(duì)其他尺寸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
為保證實(shí)驗(yàn)直觀明了:以絕緣油