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超声波清洗机的噪音处理方法

超声波清洗机得到了广泛的应用。超声波清洗是一种环保的清洗方法。固体和液体界面产生的超声空化的高速微冲流可以去除或削弱边界污垢层,增加搅拌效果,加速可溶性污垢的溶解,加强化学清洗剂的清洗效果,从而减少化学清洗剂的用量,甚至不使用化学清洗剂。缺点是噪音很大,超过85db,人们很不舒服。这带来了一种污染:噪声污染。

这种噪声是由超声波空化引起的,称为空化噪声。只要使用空化效应进行清洁,空化噪声基本上是不可避免的,它必须伴随着空化效应的发生。为了降低空化噪声,有必要研究空化噪声的原理,以便找到一些方法来减少空化噪声对环境的影响,而不影响空化清洁能力。

所谓超声空化,是指液体在超声波作用下产生大量不稳定的小气泡和空气泡(直径约50~500um),随着超声波的振动反复产生,迅速扩大,崩溃和关闭的循环过程。当崩溃和关闭时,会产生压力高达数百甚至数千帕的微激波。由于剧烈碰撞,气泡周围突然爆裂,产生数千个大气压,从而对附近的固体墙体产生空蚀,辐射出强烈的空化噪声。这种现象被称为空化现象。

一些措施可以减少超声波清洗机的噪音

1.提高超声频率。

超声波频率越高,分频谐波进入耳朵的次数就越少,噪音也会相应降低。但随着超声波频率的增加,空化过程将变得困难。当频率增加时,声波膨胀时间变短,空化核太晚,无法生长到具有一定空化效应的空化气泡。即使形成了空化气泡,声波的压缩时间也很短,空化气泡也可能没有时间崩溃。因此,频率的增加会削弱空化效应。为了在较高的超声波频率下产生空化,可以提高声强,即超声波空化的声强阀值(使液体产生最低声强或声压幅值)会随着频率的增加而增加。然而,高频超声波在液体中的能量消耗很快,这就要求我们提高功率,从而降低经济性。因此,为了获得相同的化学效应,高频超声波需要大量的能量消耗。

2.不要用空化效应清洗。

超声波清洗的工作频率约为1mHz,甚至高达3mHz,有时被称为兆赫级超声波清洗。由于频率过高,声波在清洗液中难以空化,其清洗机理一般认为主要是由于小间隙、狭缝、深孔零件的清洗,空化效果是次要的。这种超声波清洗的特点是清洗方向性强,一般将零件表面与声束平行。所以噪声问题就不存在了。但没有空化反应,需要测试来证明其清洗能力。然而,清洗能力的下降可以通过一些辅助措施来解决:电解水清洗、臭氧清洗、物理清洗等。这是一个可以深入研究的方向。

3.安装吸声附件,并关闭洗涤桶或气缸。

吸声附件安装在洗涤容器的底部、端面和周围,如玻璃丝棉等。这一措施是必要的。虽然它会吸收一些超声波,影响效率,但这种损失是可以接受的,以保护环境和人们的健康。

关闭洗涤容器,以减少噪声的传输。这种措施的效果很好,但有些洗涤容器不容易关闭或难以实现,如波轮洗衣机等。如果不容易关闭,可以在整个清洗机外加一个隔音罩。洗涤容器的内壁由声反射能力强的材料制成,在多次反弹后减弱声音,也可以减少噪音的逃逸。

4.降低声强。

噪声的大小与声强成正比。如果声强降低,必然达到降噪的目的。然而,声强不能无限小。它有一个阀值(即产生空化的最小值)。如果声强小于阀值,则无法产生空化效应。此外,声强在一定范围内也与空化作用的强度成正比。如果声强小,空化缓和,超声波的洗涤效率差,洗涤时间长,能源浪费。因此,我们应该根据不同的洗涤对象选择最佳声强值。

5.减少外部压力。

减少外部压力,降低空化崩溃所需的声强阀值,达到降低噪声的目的。但首先,降低了空化气泡崩溃的剧烈程度,降低了清洁效果和效率;其次,增加另一套减压装置,并在一定程度上达到密封性,使整个清洁系统臃肿。

如今,超声波清洗技术得到了快速的发展和广泛的应用。噪声是一个必须面对的问题(噪声不仅污染环境,而且对操作人员的身心健康有害),也是一个不可避免的问题(传统超声波清洗技术使用的空化效应)。只有解决了这个问题,超声波清洗技术才能得到更广泛的应用。

超声波清洗机的噪音处理方法

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