袁智勇
宁波美高厨具有限公司
摘要: 超声波技术的应用为清洁技术的发展提供了助力，超声果蔬清洗机就是超声波与喷淋臂涌浪技术融合的创新产品。利用换能器，将功率超声频源的声能转换成高频机械振动，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下保持振动。当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生10Mpa以上的瞬间高压，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离。再利用涌浪技术，驱动水流搅动，模拟人工清洗，与超声波接替式工作完成清洗的目的。超声波具有的杀菌效力主要是由其产生的空化作用导致液体中某些细菌新陈代谢紊乱致死，病毒失活，甚至可以使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏。通过应用超声果蔬清洗机，果蔬的去污、灭菌效率更高。因此超声果蔬清洗机的设计成为当前很多工程结构设计师的设计内容之一。通常在设计果蔬清洗机的过程中，需要充分的考虑到多种果蔬清洗，因此超声波换能器布局、喷淋臂、排水阀、进水阀、进水流量监测器、溢水告警装置、槽体、配装框盒，果篮等部位的设计尤其重要。果蔬清洗机各部件的设计要按照布局合理、结构紧凑、功能稳定的设计原理进行相关设计。
关键词：超声果蔬清洗机；匹配技术；研究
引言：
食品安全是人们在日常生活中关注的重要内容，农药既可以有效的消除害虫对农作物的破坏，也影响着食品的安全性。超声清洗技术就是为去除农残，杀菌，清洗污物这类问题产生的果蔬清洗技术。超声清洗技术具有便捷性、清洁性特点的果蔬清洗技术，在果蔬清洗应用中具有很大的市场前景，而超声清洗机中结构的设计是关键。结构的合理是保证设备美观、运转稳定的前提，目的是给超声果蔬清洗机的结构设计中对于结构设计的创新存在不足。因此，本文研究了超声清洗机结构设计，从改善超声清洗机效率和稳定性方面来设计超声果蔬清洗机的结构。
1设计概念
超声清洗机的主要结构部分是槽体结构、喷淋臂涌浪结构和进排水结构。槽体的作用是为各个部件提供合理位置，多个换能器采用矩阵式布局，在换能器把电能转换成声能，声能转换成高频机械振动时，换能器参数发生改变，频率跟踪电路也会改变信号源频率，从而发挥超声清洗机的作用。再利用喷淋臂涌浪结构，搅动水流，加速污物层的疲劳破坏而被驳离。进排水结构，是为了更科学的智能控制清洗，模拟人工清洗，真真达到清洗的目的。因此超声清洗机的结构功能是关键，只有保障结构功能的基础上，才能更好的发挥清洗动力系统的作用。
2. 超声果蔬清洗机结构研究
2.1 槽体结构
本设计的槽体内腔的底部中央安装有喷淋臂，与喷淋臂中部位置相对应的槽体底部配装有与喷淋臂连通的水泵，喷淋臂的一端设置进排水孔，进排水孔相对应的槽体底部安装进排水集成器，喷淋臂的另一端设置通孔，与通孔相对应的槽体底部配装多个超声波换能器，与通孔相对应的槽体底部的两侧壁上共同配装一竖立状态的用于配装多部件的配装框盒，相对应的槽体底部配装空间用来放置超声波动力系统。本设计槽体的底部还配有底封盒，此设计的目的是提升各部件的密封效果，底封盒也是槽体结构，有底壁、两侧壁，底壁是水平壁，侧壁是倾斜壁。这种结构的底封盒能够有效的将各个部件密封起来，同时水平壁可以作为部件的配装空间，倾斜壁能够起到减少清洗机空间的作用。本设计槽体底部围焊底围架，配装框盒、底封盒通过底围架来实现结构设计，其位置都位于槽体的底部，加装底围架的目的是避免直接将配装框盒、底封盒装在槽体底部的碰撞损坏，避免密封效果不好的情况下出现漏水的问题。尤其是一些客户有开孔的需求，因此需要在槽体底部进行安装孔的设计。
在笔者的设计理念中配装空间还可以防止在配装框的上部，将配装框的下部作为配装空间，为各部件的配装提供便利，这种结构的下配装框在立式安装时能够实现槽体底部的安装便利。紧凑的配装面积下能够对各部件开展有序的安装，当然配装空间还能够作为超声波动力系统的预留空间而设计在槽体底部。与当前的各类结构设计相比，本设计的优势体现在本设计中的果蔬清洗机的各部件布局合理，呈现模块结构，方便用户进行维修，特别是能实现在果蔬清洗机槽体底部实现多超声波动力系统的设置，使得果蔬清洗机的清洗效果更加优良。同时利用配装框的立式状态进行配装空间的倒置，这种设计方法能够允许多部件同时配装，同时还能为多超声波动力系统的预留提供空间。本设计中的果蔬清洗机，在配装空间较小的槽体底部，将进排水系统、涌浪系统、超声波动力系统等重要部件的布设安装，使得果蔬清洗机的自动化清洗功能得以实现。
2.2 喷淋臂涌浪结构
涌浪系统中，包括水槽本体，水泵和喷淋臂，喷淋臂的容置腔的顶部设置进水口，水泵的叶轮容置于容置腔中且水泵的入水口与进水口相对应，水泵的出水口与容置腔的分流口相对应并与分流通道连通，水泵和喷淋臂均配装在水槽本体的底部。喷淋臂内设置分流通道，分流通道的数量为两个，该两个分流通道均由同一分流口径向分流而成。一方面使得分流通道设置的数量与清洗效果达到最优化配设，另一方面由同一分流口径向分流后，无论泵正转还是反转，都能保证在分流口径向汇入的水流的流量和流速保持一致。分流通道均与同一水泵连通且内部水流流向相对反向，与分流通道相对应的喷淋臂上设置喷嘴，喷嘴设置成使得在同一水泵的作用下所喷出的水流在喷淋臂上方形成两个环状旋转水流。在一个泵均连通的分流通道的内部水流流向相对反向设计，这样水泵正转和反转中，其分流通道中能保证有一个内部流向与进水转向相同的水流，这样在能形成所需的两个环状旋转水流的前提下，都能确保每次的水流流通量的均衡，以保障泵在正转或反转时具备基本均衡的清洗效果。喷淋臂喷嘴沿着分流通道的轮廓线分布，并相对水平方向倾斜，且倾斜方向与相应分流通道的内部水流方向相同，于同一分流通道上的喷嘴所形成的环状旋转水流偏向容置腔及喷淋臂边缘部靠置。增加了喷嘴的作用范围，避免果蔬于中部或外周堆积。同时喷嘴倾斜方向与分流通道内部水流流向相同，使得水流进入分流通道后能顺势从倾斜的喷嘴喷出，喷出速度快，对果蔬的带动作用力大，这样便能实现果蔬多维度的清洗，实现无死角的清洗，从而取得良好的清洗效果。
2.3 自动进排水结构
进排水集成器的两端分别设有输入口和输出口，输入口和输出口之间通过位于集成器内的流道连通，其特征在于：所述流道包括与输入口连通的上腔室和与输出口连通的下腔室，集成器上设有用于控制上腔室和下腔室之间通断的开关机构，利用开关控制槽内的水。集成器上设有分别与上腔室连通的进水接头和液位检测接头。输入口与槽底的下水口连通，输出口与下水管连通，其中进水接头与供水管连通，液位检测接头与用于监测槽内液位高度的监测机构相连。槽的槽壁外侧安装有溢流器，溢流器内设有检测流道，该检测流道的下端与集成器上的液位检测接头连通，检测流道的上端与槽的内腔连通，监测机构设于溢流器上，用于检测流道内的液位高度，监测机构包括设于检测流道内的浮子，以及设于溢流器上用于监测浮子位置的监测单元。通过程序控制，保证清洗用水量，达到智能清洗的目的。
3.结束语
超声果蔬清洗机结构的设计要紧密把握槽体结构的布局合理、超声波与喷淋臂涌浪技术融合应用。本设计在槽体结构中采用槽体上下设计配装空间实现配装空间的个性化，在喷淋臂涌浪系统的设计中将喷嘴设计为环状旋转水流，为优化超声果蔬清洗机的效果提供了更全面的设计方案。
参考文献
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