申请/专利权人：中国石油大学(华东)

申请日：2018-06-07

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108704828B

主分类号：B06B1/06

分类号：B06B1/06;A47L15/13;A47J43/24

优先权：["20180124 CN 2018100686673"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.01.29#实质审查的生效;2018.10.26#公开

摘要：本发明公开了一种用于餐具、果蔬清洗的便携式家用超声波发射器，它解决了现有技术中清洗方向单一、清洗量小、声场作用空间小、需要人工干预的问题，具有能够实现360°无死角清洗、增加了清洗量、增大功率、体积小巧、操作简单、不需要人工干预的效果；其技术方案为：包括壳体，壳体的内部设有多层与壳体内壁耦合连接的压电陶瓷换能器，以实现对整个清洗区域的全覆盖；每层具有一个或多个且每个压电陶瓷换能器与其对应面的壳体内壁粘结在一起；所述壳体连接驱动装置，通过驱动装置带动壳体旋转，进一步提高声场的均匀性，实现压电陶瓷换能器360°旋转清洗功能。

主权项：1.一种用于餐具、果蔬清洗的便携式家用超声波发射器，其特征在于，包括壳体，壳体的内部设有多层与壳体内壁耦合连接的压电陶瓷换能器，以实现对整个清洗区域的全覆盖；每层具有一个或多个且每个压电陶瓷换能器与其对应面的壳体内壁粘结在一起；所述壳体连接驱动装置，通过驱动装置带动壳体旋转，进一步提高声场的均匀性，实现压电陶瓷换能器360°旋转清洗功能；所述压电陶瓷换能器采用分层、交错的布置方式。

全文数据：一种用于餐具、果蔬清洗的便携式家用超声波发射器技术领域[0001]本发明涉及超声波清洗领域，尤其涉及一种用于餐具、果蔬清洗的便携式家用超声波发射器。背景技术[0002]超声波清洗器是用于清除污染物的仪器，通过换能器将功率超声频源的声能换成机械振动来清洗物品，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波清洗的原理主要是换能器将超声频源的声能转换成机械振动，超声波在清洗液里的传播过程中会产生超声空化效应，超声空化产生的微气泡在溃灭时会产生微激波、微射流和局部的高温高压，从而实现对浸没在清洗液中固体表面的清洁。[0003]目前，超声波清洗器多为槽式，即将超声波换能器固定在清洗槽的壁面上，从而将超声辐照作用引入到槽内清洗液中，这种清洗器属于内辐射式超声波清洗设备。该类清洗器声场强度大，清洗效果较好，但一般体积大，不利于携带与收纳，因此它们主要用于工业生产中。此外，此种内辐射式超声波清洗设备的声场分布是固定不变的，容易形成清洗盲区而造成清洗均匀性差。[0004]目前便携式家用超声波清洗设备的发展尚处于起步阶段，为了达到家用清洗设备在便携性和易于收纳等方面的要求，一般采用外辐射式超声波器，即超声换能器固定于特定结构单元，清洗时将该超声单元浸没于清洗液中完成清洗。受制于设备体积的限制，常用的换能器为压电陶瓷片或单一压电陶瓷换能器。其中，压电陶瓷片的声电装换效率较低，导致清洗液中空化效应较弱，清洗作用仅分布于距离超声波发射端面〇〜2cm间;且需人工手持以靠近污渍端，较为不便;清洗效率低、耗时长，对于油污较重的表面很难达到理想的清洗效果。单压电陶瓷换能器虽然其声电转换效率有所提高，但仍需人工手持以清洗某些污溃端，且声场均匀性不佳，无法有效清洗体积大、污渍多的物品。[0005]综上所述，虽然槽式超声波清洗设备的技术成熟、声场强度大、清洗效果较理想但它在便携性和声场均匀性方面难以达到家用清洗设备的要求。而外辐射式超声波清洗设备虽然体积较小，但目前该技术并不成熟，在声场强度、声场均匀性、清洗效率以及便携性等方面还没有较好的解决方案。发明内容[0006]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于餐具、果蔬清洗的超声清洗装置，其具有能够实现360°清洗、增加了清洗量、增大功率、体积小巧、操作简单、不需要人I干预的效果。[0007]本发明采用下述技术方案：[0008]一种用于餐具、果蔬清洗的便携式超声波发射器，包括壳体，壳体的内部设有多层与壳体内壁耦合连接的压电陶瓷换能器，以实现对整个清洗区域的全覆盖;每层具有一个或多个压电陶瓷换能器，且每个压电陶瓷换能器与其对应面的壳体内壁粘结在一起;所述壳体连接驱动装置，通过驱动装置带动壳体旋转，进一步提高声场的均勾性，实现压电陶瓷换能器360°旋转清洗功能。[0009]进一步的，为了提高空间利用率，所述壳体呈四棱柱型，每层压电陶瓷换能器有两个，两个压电陶瓷换能器的头部固定于相对的棱面;实现在小体积容器中集成多个压电陶瓷换能器，增强传至溶液介质中的声波能量，提高清洗效率。[0010]进一步的，相邻层压电陶瓷换能器所对应的棱面不同。[0011]进一步的，所述壳体还可以呈三棱柱型，壳体的每个棱面固定一个压电陶瓷换能器。[0012]进一步的，还包括发生器及设备控制单元，发生器及设备控制单元内部安装控制面板，能够控制功率大小、时间长短、是否旋转等功能;所述发生器及设备控制单元为压电陶瓷换能器和驱动装置提供电能和超声波信号。[0013]进一步的，所述驱动装置为电机。[0014]进一步的，所述电机固定于底座的内部。[0015]进一步的，所述壳体采用不诱钢和塑料材质。[0016]进一步的，所述压电陶瓷换能器为喇叭形夹心压电换能器。[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0018]1本发明超声发射器的壳体为三棱柱或四棱柱型，压电陶瓷换能器粘结于壳体内壁，压电陶瓷换能器分层布置且根据棱面的数量选择最优化布置方式，能够在小体积容器内容纳尽可能多的压电陶瓷换能器，增强传至溶液介质中的声波能量，提高清洗效率；[0019]2本发明通过电机驱动壳体及壳体内部的压电陶瓷换能器旋转，提高声场的均匀性，实现36〇°旋转清洗，将超声波能量传递至溶液介质中，清洗量大大增加，增强清洗效果；[0020]C3本发明通过压电陶瓷换能器分层、交错布置方式，功率增大、能量增强，功率由50W变为150W〜300W，提高清洗效率；[0021]4本发明的电机通过控制面板控制其开闭，仅需定时控制开关即可，不需要人工干预；[0022]5本发明操作简单，体积小巧，便于收纳；并且可以达到清洁剂零使用，绿色环保。附图说明[0023]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。[0024]图1为本发明的结构示意图；[0025]其中，1-壳体，2-压电陶瓷换能器，3_电机，4-底座，5-发生器及设备控制单元。具体实施方式[0026]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和或它们的组合。[0028]正如背景技术所介绍的，现有便携式超声波家用清洗装置中存在清洗方向单一、清洗量小、声场作用空间小、需要人工干预的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种用于餐具、果蔬清洗的超声发射器。[0029]本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种用于餐具清洗的超声发射器，其使用环境为厨房水槽、水盆等，包括壳体1、驱动装置、压电陶瓷换能器2和发生器及设备控制单元5。[0030]壳体1的内部安装多个压电陶瓷换能器2,壳体1底部设置驱动装置，由驱动装置带动壳体1及内部的压电陶瓷换能器2旋转;壳体1、压电陶瓷换能器2和驱动装置形成餐具清洗器的超声发射端，超声发射端连接发生器及设备控制单元5,通过发生器及设备控制单元5提供电能。[0031]发生器及设备控制单元5能够控制功率大小、时间长短、是否旋转等功能;所述发生器及设备控制单元5为发射端提供电能，一部分用来转化为声波能量传达到溶液介质中，另一部分给驱动装置提供动力。[0032]所述壳体1为柱体结构，例如四棱柱、三棱柱等。[0033]优选地，所述壳体1呈四棱柱型，壳体1的内壁即为四棱柱的棱面；四棱柱型壳体1的内部共安装六个压电陶瓷换能器2，具体安装方式如下：[0034]六个压电陶瓷换能器2分三层布置，每层为两个;第一层的两个压电陶瓷换能器2的头部喇叭形的一端分别固定粘结于壳体1四棱柱相对的两个棱面上;第二层的压电陶瓷换能器2固定于另外两个相对的棱面上;第三层压电陶瓷换能器2的设置方式与第一层相同。[0035]由于压电陶瓷片的频率为46Khz、功率为50W，这种换能器仅能够单面发射超声波，空化能量较弱，清洗作用明显区域为距离超声波发射端面0〜2cm之间，需人工手持以靠近污渍端，较为不便;柱式压电陶瓷换能器的频率为5〇Khz、功率为70W，这种换能器超声波发射面为圆柱侧面和下端面，空化能量侧面大于端面，仍需人工手持以清洗某些污渍端，且功率较弱，无法有效清洗量多、体积大、污渍多的物品；因此，本申请选用压电陶瓷换能器2，通过压电陶瓷换能器2的分层、交错布置方式，实现在小体积容器中集成多个压电陶瓷换能器2，增强传至溶液介质中的声波能量，提高清洗效率。[0036]所述压电陶瓷换能器2为喇叭形夹心压电换能器。[0037]所述驱动装置为电机3或其他能够实现旋转功能的装置。[0038]所述底座4呈圆台型，为整个发射端提供支撑;所述电机3固定于圆台型底座4的内部；电机轴伸出圆台型底座4的顶部并与壳体丨底部连接;通过电机3带动壳体丨及其内部的压电陶瓷换能器2旋转，提高声场的均匀性;壳体1的旋转带动其内部的压电陶瓷换能器2对餐具进行36〇°无死角旋转清洗，不存在清洗盲区，提高清洗效率，解决了现有超声波清洗设备声场分布固定不便、清洗均匀性差的问题。[0039]所述壳体1米用塑料和不锈钢复合材质，即与压电陶瓷换能器2粘结在一起的四棱柱型壳体1的四个棱面采用不锈钢材质，壳体1的其他部分由塑料制成，复合型结构能够减轻超声波发射器的重量，以使整体结构小巧轻便。[0040]本申请的另一种实施方式中，提供了一种用于餐具、果蔬清洗的便携式家用超声波发射器，包括壳体、电机、压电陶瓷换能器和发生器及设备控制单元，壳体、压电陶瓷换能器和电机形成餐具清洗器的超声发射端，超声发射端连接发生器及设备控制单元，通过发生器及设备控制单元提供电能。[0041]所述壳体呈三棱柱型，壳体的内壁即为三棱柱的棱面;三棱柱型壳体的内部共安装三个压电陶瓷换能器，每个压电陶瓷换能器对应于一个棱面。[0042]其他结构与上述实施方式相同，此处不再赘述。[0043]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于餐具、果蔬清洗的便携式家用超声波发射器，其特征在于，包括壳体，壳体的内部设有多层与壳体内壁耦合连接的压电陶瓷换能器，以实现对整个清洗区域的全覆盖;每层具有一个或多个且每个压电陶瓷换能器与其对应面的壳体内壁粘结在一起;所述壳体连接驱动装置，通过驱动装置带动壳体旋转，进一步提高声场的均匀性，实现压电陶瓷换能器360°旋转清洗功能。2.根据权利要求1所述的一种用于餐具清洗的超声发射器，其特征在于，所述壳体呈四棱柱型，每层压电陶瓷换能器有两个，两个压电陶瓷换能器的头部固定于相对的棱面。3.根据权利要求2所述的一种用于餐具清洗的超声发射器，其特征在于，相邻层压电陶瓷换能器所对应的棱面不同。4.根据权利要求1所述的一种用于餐具清洗的超声发射器，其特征在于，所述壳体呈三棱柱型，壳体的每个棱面固定一个压电陶瓷换能器。5.根据权利要求1所述的一种用于餐具、果蔬清洗的超声发射器，其特征在于，还包括超声波发生器及设备控制单元，所述发生器及设备控制单元为压电陶瓷换能器和驱动装置提供电能和超声波信号。6.根据权利要求1或5所述的一种用于餐具清洗的超声发射器，其特征在于，所述驱动装置为电机。

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