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超聲波清洗技術在陶瓷過濾機中的應用
瀏覽: 發布日期:2017-12-25
        陶瓷過濾機是目前國際上最新型、最先進的固液分離設備,應用于礦山選礦工藝,更能顯示出它的卓越性能。陶瓷過濾機的核心技術是陶瓷過濾板,用復合多孔陶瓷作過濾介質。陶瓷過濾板及時有效的清洗,才能發揮陶瓷過濾機的生產效能。超聲波清洗技術在陶瓷過濾機中的應用,解決了一般常規清洗設備及溶劑所不能達到的清洗效果。它與酸洗聯合使用,更能發揮出強大的清洗效果。

        1 超聲波的特點

        1.1 超聲波的能量傳遞特性
        當聲波到達某一物質中時,由于聲波的作用使物質中的分子也跟著振動,振動的頻率和聲波頻率—樣,物質分子由于振動所獲得的能量除了與分子的質量有關外,是由分子的振動速度的平方決定的。所以,如果聲波的頻率愈高,也就是物質分子愈能得到更高的能量。超聲波的頻率比聲波高很多,所以它可以使物質分子獲得很大的能量。

        1.2 超聲波的聲壓特性
        當聲波通入某物體時,由于聲波振動使物質分子產生壓縮和稀疏的作用,將使物質所受的壓力產生變化。由于聲波振動引起附加壓力現象叫聲壓作用。當超聲波振動使液體分子壓縮時,好象分子受到來自四面八方的壓力;當超聲波振動使液體分子稀疏時,好象受到向外散開的拉力,對于液體,它們比較受得住附加壓力的作用,所以在受到壓縮力的時候,不大會產生反常情形。但是在拉力的作用下,在拉力集中的地方,液體就會斷裂開來,這種斷裂作用特別容易發生在液體中存在雜質或氣泡的地方,因為這些地方液體的強度特別低,也就特別經受不起幾倍于大氣壓力的拉力作用。由于發生斷裂的結果,液體中會產生許多氣泡狀的小空腔,這種空腔存在的時間很短,一瞬時就會閉合起來??涨婚]合的時候會產生很大的瞬時壓力,一般可以達到幾千甚至幾萬個大氣壓力。液體在這種強大的瞬時壓力作用下,溫度會驟然增高。斷裂作用所引起的強大瞬時壓力,可以使浮懸在液體中的固體表面受到急劇破壞。我們常稱之為空化現象。

        2 超聲波清洗的原理

        陶瓷過濾機超聲波清洗系統包括產生高頻電信號的超聲波發生器和將電能轉化為機械能的換能器。超聲波發生器發出的高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩(超聲波)而傳播到槽體介質(清洗液)中,超聲波在清洗液中的輻射,使液體振動而產生數以萬計的微小氣泡,這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區產生、生長,而在正壓區迅速閉合,在這種被稱為空化效應的過程中,微小氣泡閉合時可產生超過1000 個大氣壓的瞬間高壓。連續不斷產生的瞬間高壓,就像一連串小爆炸一樣不斷沖擊陶瓷板表面,使陶瓷板表面及縫隙中的污垢迅速剝落,從而達到清洗的目的。
        超聲波清洗的作用機理主要有以下幾個方面:因空化泡破滅時產生強大的沖擊波,污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來,分散,乳化,脫落。因為空化現象產生的氣泡,由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透,由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹,收縮,象剝皮一樣的物理力反復作用于污垢層,污垢層一層層被剝開,氣泡繼續向里滲透,直到污垢層被完全剝離,這是空化二次效應。超聲波清洗時,通常與酸洗(稀NHO3聯合清洗,超聲波加速化學清洗劑對污垢的溶解過程。由空化作用使液體局部發生高溫高壓1000atm,5550) ,再經振動產生的攪拌,促使化學或物理作用的相乘,液體不斷地乳化分散,進一步促進化學反應的速率。

        3 影響清洗效果的幾個因素

        (1)與頻率的關系通常超聲波清洗時使用的頻率為20-30一般,頻率越低,空化效果越明顯;頻率越高,空化效果越差。對于頻率因素涉及的清洗效果,大體可這樣認為,采用頻率低的針對較難清洗的污垢;頻率高的,適合于精密清洗場合。因此, 針對不同的礦石性質及陶瓷板的污染情況,可適當地調節超聲波發生器產生的頻率。
        ( 2) 與溫度關系一般30-50 , 的介質溫度清洗效果最好。隨著液溫的上升,液體中生存的氣泡會遮斷聲波,使超聲波減弱。
        ( 3)與聲強關系根據頻率不同,聲強一般選在1-2W|cm2左右。
        ( 4) 與清洗液關系清洗液的粘度越低含氣量越高,清洗效果越好。一般在陶瓷過濾板清洗時使用60%稀NHO3即可,對于鈣很重的情況下可考慮使用草酸。
        ( 5) 與被清洗物的位置關系將清洗物置于駐波壓力最大的位置,可獲得最佳的清洗效果。因此,將超聲波換能器放在陶瓷板較近的位置可獲得較好的使用效果。
        隨著科學的發展,各行各業的新產品新工藝不斷涌現,超聲清洗這一先進而又獨特的工藝技術,正在越來越多的行業內應用。



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