组合式超声波滚筒

技术领域

本发明属于超声波水洗技术领域，具体涉及一种组合式超声波滚筒。

背景技术

织物在印染工序中，清洗是必须的步骤，现有的大部分清洗设备都是通过水洗箱进行，水洗箱内需要有多道的水洗工序才能保证水洗织物最终产品的质量，且为了提高水洗效果，清洁水的使用量非常大，导致耗用大量的资源，同时织物在传统水洗箱中的水洗效率也比较低，织物表面的脏污、油污清洗不干净，会加大生产的成本。

中国公开专利文献（CN211645661U）公开了一种超声波水洗机，包括水箱、进布架、落布架，所述进布架和落布架上分别设置有张力辊、过渡辊，所述水箱内部设置有若干超声波水洗隔室，各所述超声波水洗隔室内至少设置一个超声波辊筒，所述超声波辊筒包括辊体和设置在所述辊体中心线上的中心转轴，所述辊体是由多个平面围拢而成，辊体截面为多边形，所述辊体内壁安装超声波换能器，所述中心转轴的一端与电机连接，所述电机驱动中心转轴旋转，所述中心转轴的轴端安装滑环，所述超声波换能器的电线设置在所述滑环上。

由于滚筒是由多个平面围拢而成，超声波换能器安装在多边形内壁上，而在超声波水洗过程中交流供电，很难保证各超声波换能器的工作频率在同一水平，导致滚筒各处冲击力不一，继而导致滚筒表面出现不平整现象，织物在环绕滚筒表面时会对织物产生摩擦，织物会出现刮擦划痕、勾丝等影响织物外观的质量问题；当出现滚筒表面不平整时，则需要整体更换，成本较大。

另外，由于滚筒内部设置超声波换能器，需要滚筒内部为密闭腔室，而超声波换能器工作会产生大量热量，不能有效散热的话则会影响到超声波换能器的正常工作性能，也会导致超声波换能器与滚筒由于粘胶软化而脱落。再者，由于水洗作业时滚筒是要浸入水洗液中，考虑到超声波换能器及其粘胶的耐热性，水洗液的水洗温度受到限制，水洗效率有待提高。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种组合式超声波滚筒，便于根据受损区域单独拆装，同时便于冷却，实现高温水洗，同时可避免处理物跑偏造成的结构受损。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

组合式超声波滚筒，包括芯轴、安全壳组及若干超声波振盒和若干冷却气管，所述超声波振盒周向邻接固定在芯轴上而拼接成外形为直棱柱体的超声波筒体，各超声波振盒端面开设有1个进出孔并在超声波振盒内部设置有超声波振子；所述安全壳组固定安装在超声波筒体的端面上或超声波筒体轴向一侧的芯轴上，所述芯轴的一端穿出安全壳组并在该端内部设有布线通道且该端通过法兰接盘安装有气电滑环，所述超声波振子的电线经所述进出孔穿出超声波振盒进入安全壳组内再经布线通道和法兰接盘连接至气电滑环的转子电接口，各冷却气管的一端连接至气电滑环的转子气接口而另一端穿过法兰接盘、布线通道并经所述进出孔伸至相应超声波振盒的腔室后部，且同一进出孔穿设同一超声波振盒的冷却气管与超声波振子的电线并留有出气空间，所述布线通道的后端开口与超声波振盒的进出孔之间分别连接有密封管，所述布线通道与冷却气管之间留有排气空间，所述法兰接盘侧壁上设有开孔。

优选地，所述超声波振盒包括底板、面板及两个端板，所述底板、面板及两个端板连接形成所述密闭腔室，所述超声波振子安装固定在面板上，所述端板的内端且远离密闭腔室的一侧分别凸设有连接件，各超声波振盒分别通过连接件固装在芯轴上。

优选地，所述面板具有用于形成超声波振盒作用面的密封面板以及两个用于形成超声波振盒侧面上部的上围板，两个上围板位于密封面板的周向两侧且向内折，所述超声波振子安装固定在密封面板的面向密闭腔室的壁面上；所述底板具有用于形成超声波振盒内周面的密封底板以及两个用于形成超声波振盒侧面下部的下围板，两个下围板位于密封底板的周向两侧且向外折；所述上围板与同侧的下围板密封连接，所述端板与底板轴向端部和面板轴向端部密封连接。

优选地，所述面板还具有两个位于密封面板的轴向两侧且向内折的加强侧板，所述加强侧板的朝向密闭腔室的侧面与相应侧的端板密封配合。

优选地，所述面板具有用于形成超声波振盒作用面的密封面板，所述密封面板的截面外边线呈由若干同心且等长的第一弦边首尾顺次相连的开折线结构。

优选地，所述密封面板的截面内边线呈由若干同心且等长的第二弦边首尾顺次相连的开折线结构，所述端板的截面外边线呈由若干同心且等长的第三弦边首尾顺次相连的开折线结构，所述端板外端面与密封面板的内周面密封配合。

优选地，所述芯轴包括中空轴体及两个轴头，两个轴头分别密封固装在中空轴体的轴向两端，各轴头对应端板内端面的位置处与端板内端面相适配。

优选地，所述端板的截面内边线呈由若干同心且等长的第四弦边首尾顺次相连的开折线结构。

优选地，所述布线通道由轴向延伸设置在芯轴内的主通道及若干径向连通主通道后端的分支通道组成，所述主通道的前端开口并与法兰接盘相连通，各分支通道的远离主通道的一端均为布线通道的后端开口并位于安全壳组内。

优选地，所述安全壳组由两个罩壳拼接而成，各罩壳包括防护面板、加强支撑板和防护端板，所述防护面板的一端固定连接防护端板而另一端面面接触配合于超声波筒体端面，所述加强支撑板固定设置在防护面板与防护端板之间，所述防护端板与超声波筒体端面内撑组件相连接，所述防护端板上开设有过水孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明组合式超声波滚筒包括芯轴及多个超声波振盒，超声波振盒周向邻接并固定在芯轴上，从而拼接形成外形为直棱柱体的筒体结构，各超声波振盒内相对作用面安装固定有超声波振子，处理物绕经各超声波振盒的作用面，超声波振子将超声波发生器传递的高频交流电信号转化为高频机械振动，从而以超声波频率传递出去并在水洗液中形成空化作用、加速度作用及直进流作用，使处理物表面的污物层被分散、乳化、剥离，从而达到高效清洗目的。

本发明由于超声波振盒分别独立与芯轴安装固定，当某一超声波振盒发生受损并影响到织物处理质量时，可以单独拆换与安装，芯轴可以重复利用，并且在超声波水洗时也可以降低不同超声波振盒相互之间的超声波影响。另外，由于滚筒分开为多个超声波振盒，可减少安装超声波振子的独立空间大小，为冷却气体在独立空间内的热交换与流通建立有利条件，而冷却气管的气体输出口在密闭腔室后部，借助气流作用使得热气再从进出孔依次进入密封管、布线通道而从法兰接盘上的开孔排出，实现超声波振盒的冷却。而各超声波振盒能够得到冷却，可防止用于固定超声波振子的粘胶软化，保障超声波振子正常工作，也可以适当提高水洗温度至85℃以上，提高水洗效率并保证水洗稳定性。

本发明处理物主要在超声波筒体外壁卷绕前进而在安全壳组与超声波筒体相邻设置以在处理物跑偏后托住处理物，避免处理物由于卷绕半径的骤变而发生异常或者保护安全壳组内部的配件不被处理物牵拉受损。

本发明的同一超声波振盒的冷却气管与超声波振子的电线穿过同一进出孔，该进出孔设置在超声波筒体端面上，使得结构紧凑，布置合理，性能稳定。

附图说明

图1为本发明超声波滚筒整体结构示意图。

图2为本发明安全壳组结构示意图。

图3为本发明安全壳组内部结构示意图。

图4为本发明超声波滚筒一端结构示意图（安全壳组未示出）。

图5为本发明超声波筒体侧面结构示意图。

图6为本发明冷却气管和超声波振子电线排布示意图（电线未示出）。

图7为本发明超声波振盒结构示意图。

图8为本发明超声波振盒剖视图。

图9为本发明超声波振盒的面板结构示意图。

图中标记：10、芯轴；11、布线通道；20、超声波振盒；21、面板；211、密封面板；212、上围板；213、加强侧板；22、底板；23、端板；230、进出孔；24、超声波振子；25、连接件；30、气电滑环；40、法兰接盘；41、开孔；50、密封管；60、冷却气管；70、安全壳组；71、防护面板；72、防护端板；73、加强支撑板；74、双头螺栓；75、固定螺母；76、锁紧螺母；77、过水孔。

具体实施方式

为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1-9所示，本实施例提供一种组合式超声波滚筒，包括芯轴10、安全壳组70及若干超声波振盒20和若干冷却气管60，所述超声波振盒20周向邻接固定在芯轴10上而拼接成外形为直棱柱体的超声波筒体，具体的：所述超声波振盒20的数量为3-6个且为整数个，图中示出的超声波振盒20数量为4个，4个超声波振盒20拼接成外形为直棱柱体的筒体。

在本实施例中，超声波振盒20包括底板22、面板21及两个端板23，所述底板22、面板21及两个端板23连接形成所述密闭腔室并在其外壁形成与超声波作用对象相接触的作用面。其中，所述面板21具有用于形成超声波振盒20作用面的密封面板211以及两个用于形成超声波振盒20侧面上部的上围板212，两个上围板212位于密封面板211的周向两侧且向内折；所述底板22具有用于形成超声波振盒20内周面的密封底板以及两个用于形成超声波振盒20侧面下部的下围板，两个下围板位于密封底板的周向两侧且向外折；所述上围板212与同侧的下围板密封连接，更优选地所述上围板212与同侧的下围板具有重叠区域且重叠区域密封配合；所述端板23与底板22轴向端部和面板21轴向端部密封连接，所述端板23的内端且远离密闭腔室的一侧分别凸设有连接件25，通过该连接件25将超声波振盒20固定安装在芯轴10上，同时也便于单独拆装超声波振盒20，重复利用芯轴10。

进一步地，所述面板21还具有两个位于密封面板211的轴向两侧且向内折的加强侧板213，所述加强侧板213的朝向密闭腔室的侧面与相应侧的端板23密封配合，通过该加强侧板213可以降低超声波冲击产生的应力影响，延长面板21的使用寿命。

在本实施例中，所述密封面板211的截面外边线呈由若干同心且等长的第一弦边首尾顺次相连的开折线结构，如图9所示，密封面板211的截面外边线有3条第一弦边，4个超声波振盒20且各超声波振盒20的第一弦边均为3条，由此拼接形成外形为正十二棱柱体。再优选地，所述密封面板211的截面内边线呈由若干同心且等长的第二弦边首尾顺次相连的开折线结构，所述端板23的截面外边线呈由若干同心且等长的第三弦边首尾顺次相连的开折线结构，所述端板23外端面与密封面板211的内周面密封配合，如图7所示，第二弦边和第三弦边的数量均为3条。

在本实施例中，所述安全壳组70固定安装在超声波筒体的端面上或超声波筒体轴向一侧的芯轴10上，所述芯轴10的一端穿出安全壳组70。所述安全壳组70由两个罩壳拼接而成，各罩壳包括防护面板71、加强支撑板73和防护端板72，所述防护面板71的一端固定连接防护端板72而另一端面面接触配合于超声波筒体端面，所述加强支撑板73固定设置在防护面板71与防护端板72之间，所述防护端板72与超声波筒体端面内撑组件相连接。具体的：所述内撑组件包括固定螺母75、双头螺栓74和锁紧螺母76，所述固定螺母75固定安装在超声波筒体端面上，所述防护端板72对应固定螺母75的位置处开设有安装孔，所述双头螺栓74的一端穿过安装孔并螺纹安装在固定螺母75上，所述双头螺栓74的另一端伸出安装孔并通过锁紧螺母76锁紧配合在防护端板72上。另，所述安全壳组70上开设有过水孔77，通过过水孔77可使安全壳组70内的水洗液能够自主外排而不会导致超声波滚筒的转动能耗变大。

在本实施例中，所述芯轴10包括中空轴体及两个轴头，两个轴头分别密封固装在中空轴体的轴向两端，各轴头对应端板23内端面的位置处与端板23内端面相适配。优选地，所述端板23的截面内边线呈由若干同心且等长的第四弦边首尾顺次相连的开折线结构，该构造利于在芯轴10处建立安装定位基准，便于定位安装各超声波振盒20。

其中一个轴头穿出安全壳组70并通过法兰接盘40安装有气电滑环30并在该轴头内部设有布线通道11，所述布线通道11由轴向延伸设置在轴头内的主通道及若干径向连通主通道后端的分支通道组成，所述主通道的前端开口并与法兰接盘40相连通，各分支通道的远离主通道的一端均为布线通道11的后端开口并位于安全壳组70内。

所述密封面板211的面向密闭腔室的壁面上安装固定有超声波振子24且超声波振子24与所述作用面相对设置，靠近布线通道11的端板23上开设有1个进出孔230，所述布线通道11的后端开口与超声波振盒20的进出孔230之间分别连接有密封管50，优选地所述进出孔230内和布线通道11的后端开口内分别固装有单头外丝直接头，所述密封管50的两端分别螺纹连接在单头外丝直接头上。

所述超声波振子24的电线（图中未示出）经端板23上的进出孔230穿出并经密封管50、布线通道11和法兰接盘40穿出并电连接至气电滑环30的转子电接口，气电滑环30的定子电接口电性连接至超声波发生器。处理物绕经超声波滚筒时是卷绕在各超声波振盒20的密封面板211的远离密闭腔室的壁面上，而超声波振盒20的作用面即为密封面板211的远离腔室的壁面。超声波振子24将超声波发生器传递的高频交流电信号转化为高频机械振动，从而以超声波频率传递出去并在水洗液中形成空化作用、加速度作用及直进流作用，使处理物表面的污物层被分散、乳化、剥离，从而达到高效清洗目的。

另外，所述法兰接盘40侧壁开设有若干开孔41且法兰接盘40的前后两端分别与布线通道11和气电滑环30上的导气通道相连通：所述法兰接盘40包括管体及连接在管体轴向两端的第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘与气电滑环30的转子相连接，所述第二法兰盘与芯轴10端部相连接，所述开孔41开设在与第一法兰盘和第二法兰盘上的固定螺孔相对应的管体侧壁上，所述开孔41呈条形孔。通过该开孔41一方面便于旋转第一法兰盘和第二法兰盘上的固定螺栓，另一方面也作为对超声波振盒20内部冷却产生的热气排放口。在使用状态下，法兰接盘40和气电滑环30位于超声波水洗机的水洗机箱外部。

在本实施例中，各冷却气管60的一端连接气电滑环30的转子气接口而另一端穿过法兰接盘40、布线通道11、密封管50和对应的进出孔230并伸至对应超声波振盒20的密闭腔室后部，各超声波振盒20内部对应冷却气管60的位置处分别设有若干定位件，同一超声波振盒20的冷却气管60与超声波振子24的电线穿过同一进出孔230并留有出气空间，冷却气管60与布线通道11之间留有排气空间，水洗作业时启动气泵将冷却气体经气电滑环30的导气通道、法兰接盘40、布线通道11、密封管50送入超声波振盒20的密闭腔室内，使冷却气体与密闭腔室内的热气产生热交换，再由于冷却气管60的气体输出口在密闭腔室后部，借助气流作用使得热气再从进出孔230依次进入密封管50、布线通道11而从法兰接盘40上的开孔41排出，实现超声波振盒20的冷却。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。