物件清洗设备及其清洗液添加流量估算方法与流程

本发明涉及清洗设备领域，特别涉及一种物件清洗设备及其清洗液添加流量估算方法。

背景技术：

在许多物件的生产过程中，都需要对物件进行清洗，此时利用清洗设备则可以有效地提高物件的清洗效率。传统的清洗设备，清洗液在比较干净的状态下即被排走，利用率并不高。为了将物件清洗干净，就需要更大的耗液量，无疑提高了企业的生产成本。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种物件清洗设备及其清洗液添加流量估算方法，提高清洗液的利用率，降低清洗时的耗液量。

其技术方案如下：

一种物件清洗设备，包括送件装置及至少两个依次设置的清洗装置；

所述清洗装置包括喷淋槽、储液槽、输液管道及回液机构，所述喷淋槽内设有喷淋头，所述喷淋头通过输液管道与储液槽连通，所述储液槽与喷淋槽通过回液机构连通；

相邻的两个清洗装置的储液槽之间通过溢流通道连通，各个溢流通道的高度沿溢流方向依次降低；

所述送件装置穿过个清洗装置的喷淋槽，且所述送件装置的送件方向与溢流方向相反。

在其中一个实施例中，所述物件清洗设备还包括与溢流通道对应的导流件，所述导流件设置在后一清洗装置的储液槽内，所述导流件内设有导流通道，所述导流通道的入口与所述溢流通道的出口连通，所述导流通道的出口设置在靠近后一清洗装置的输液管道的入口的位置处。

在其中一个实施例中，所述输液管道的入口设置在靠近储液槽底部的位置处。

在其中一个实施例中，相邻的两个清洗装置的储液槽并排设置并共用一个隔板，所述隔板上设有通孔以形成所述溢流通道。

在其中一个实施例中，所述导流件包括与隔板相对设置的前侧板及依次相连的左侧板、顶板、右侧板，所述前侧板，所述顶板、左侧板、右侧板一端分别与前侧板相连，另一端分别与隔板相连形成所述导流通道。

在其中一个实施例中，所述回液机构包括回液管道，所述喷淋槽设置在储液槽的上方，所述回液管道的入口与喷淋槽连通，所述回液管道的出口与储液槽连通。

在其中一个实施例中，所述喷淋槽由透明材料制成，所述储液槽由透明材料制成。

在其中一个实施例中，所述清洗装置为三个，三个清洗装置分别为依次设置的第一级清洗装置、第二级清洗装置及第三级清洗装置；

所述第一级清洗装置包括第一喷淋槽、第一储液槽、第一输液管道及第一回液机构，所述第一喷淋槽内设有第一喷淋头，所述第一喷淋头通过第一输液管道与第一储液槽连通，所述第一储液槽与第一喷淋槽通过第一回液机构连通；

所述第二级清洗装置包括第二喷淋槽、第二储液槽、第二输液管道及第二回液机构，所述第二喷淋槽内设有第二喷淋头，所述第二喷淋头通过第二输液管道与第二储液槽连通，所述第二储液槽与第二喷淋槽通过第二回液机构连通；

所述第三级清洗装置包括第三喷淋槽、第三储液槽、第三输液管道及第三回液机构，所述第三喷淋槽内设有第三喷淋头，所述第三喷淋头通过第三输液管道与第三储液槽连通，所述第三储液槽与第三喷淋槽通过第三回液机构连通；

第一储液槽与第二储液槽通过第一溢流通道连通，第二储液槽与第三储液槽通过第二溢流通道连通，所述第一溢流通道的高度高于第二溢流通道的高度；

所述送件装置穿过第三喷淋槽、第二喷淋槽、第一喷淋槽，且所述送件装置的送件方向为第三级清洗装置至第二级清洗装置至第一级清洗装置。

在其中一个实施例中，所述物件清洗设备还包括第一导流件及第二导流件；

第一储液槽与第二储液槽并排设置并共用第一隔板，所述第一隔板上设有第一通孔以形成所述第一溢流通道，第二储液槽与第三储液槽并排设置并共用第二隔板，所述第二隔板上设有第二通孔以形成所述第二溢流通道；

所述第一导流件内设有第一导流通道，所述第一导流通道的入口与所述第一溢流通道的出口连通，所述第一导流通道的出口设置在靠近第二输液管道的入口的位置处；

所述第二导流件内设有第二导流通道，所述第二导流通道的入口与所述第二溢流通道的出口连通，所述第二导流通道的出口设置在靠近第三输液管道的入口的位置处。

本发明还提供一种物件清洗设备的清洗液添加流量估算方法，包括以下步骤：

(1)设定物件清洗设备的清洗倍率期望值y₀、物件清洗设备的清洗倍率实际值y与所述清洗倍率期望值y₀的差值阈值z；

(2)设定添加入储液槽中的清洗液的流量预设值x；

(3)根据该流量预设值x计算各个清洗装置的清洗倍率，将各个清洗装置的清洗倍率相乘，得到物件清洗设备的清洗倍率实际值y；

其中，清洗装置的清洗倍率计算公式为：

上述计算公式中，字符代码定义：

R：清洗倍率；

π：圆周率；

d：输液管道的直径；

g：重力加速度；

H：输液管道的入口与输液管道的出口之间的高度差；

h：储液槽的液面高度；

p₂：在输液管道的出口的清洗液的压强；

ρ：储液槽中的清洗液的密度；

s：物件通过喷淋槽的时间；

添加入储液槽中的清洗液的电导率；

x：添加入储液槽中的清洗液的流量预设值；

在输液管道的出口的清洗液的电导率；

V_板：物件带入的清洗液的体积平均值；

物件清洗后残留清洗液的电导率；

重复上述步骤(2)(3)直至所述清洗倍率实际值y大于所述清洗倍率期望值y₀，且所述清洗倍率实际值y与所述清洗倍率期望值y₀之间的差值小于所述差值阈值z。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

上述物件清洗设备，送件装置将物件从后一喷淋槽送往前一喷淋槽，清洗液通过回液机构回到对应的储液槽中，前一储液槽中的清洗液较后一储液槽中的清洗液干净，当前一储液槽中的清洗液液位到达溢流通道时，清洗液会溢流到后一储液槽，使得后一储液槽中的清洗液变干净，然后被输液管道输送到喷淋头对物件进行清洗，接着变成更脏的液回到该后一储液槽中，最后又溢流到再后一储液槽。该物件清洗设备，清洗液能够多次循环使用，节省了耗液量，降低了生产成本。

上述物件清洗设备的清洗液添加流量估算方法，通过设定添加入储液槽中的清洗液的流量预设值x计算出各个清洗装置的清洗倍率，从而计算出物件清洗设备的清洗倍率实际值y。将上述清洗倍率实际值y与物件清洗设备的清洗倍率期望值y₀比较，若该清洗倍率实际值y大于所述清洗倍率期望值y₀，且该清洗倍率实际值y与清洗倍率期望值y₀之间的差值小于差值阈值z，则表示该流量预设值x符合清洗要求，并能在保证清洗效果的基础上，以较少的清洗液进行清洗，节约了用量，降低了企业的成本。

附图说明

图1为本发明实施例所述的物件清洗设备的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的第一级清洗装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的第二级清洗装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的第三级清洗装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的第一导流件的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的第二导流件的结构示意图。

附图标记说明：

1、送件装置，2、第一级清洗装置，3、第二级清洗装置，4、第三级清洗装置，5、第一导流件，6、第二导流件，7、第一隔板，8、第二隔板，20、第一喷淋槽，21、第一储液槽，22、第一输液管道，23、第一回液机构，30、第二喷淋槽，31、第二储液槽，32、第二输液管道，33、第二回液机构，40、第三喷淋槽，41、第三储液槽，42、第三输液管道，43、第三回液机构，50、第一前侧板，51、第一左侧板，52、第一顶板，53、第一右侧板，60、第二前侧板，61、第二左侧板，62、第二顶板，63、第二右侧板，70、第一溢流通道，80、第二溢流通道，200、第一喷淋头，210、加液口，220、第一抽液泵，230、第一排液阀门，300、第二喷淋头，320、第二抽液泵，330、第二排液阀门，400、第三喷淋头，410、排液口，420、第三抽液泵。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1-4所示，本实施例所述的物件清洗设备，包括送件装置1及依次设置的第一级清洗装置2、第二级清洗装置3和第三级清洗装置4，其中，所述送件装置1可为输送带、输送链等；

所述第一级清洗装置2包括第一喷淋槽20、第一储液槽21、第一输液管道22及第一回液机构23，所述第一喷淋槽20内设有第一喷淋头200，所述第一喷淋头200通过第一输液管道22与第一储液槽21连通，所述第一储液槽21与第一喷淋槽20通过第一回液机构23连通；

所述第二级清洗装置3包括第二喷淋槽30、第二储液槽31、第二输液管道32及第二回液机构33，所述第二喷淋槽30内设有第二喷淋头300，所述第二喷淋头300通过第二输液管道32与第二储液槽31连通，所述第二储液槽31与第二喷淋槽30通过第二回液机构33连通；

所述第三级清洗装置4包括第三喷淋槽40、第三储液槽41、第三输液管道42及第三回液机构43，所述第三喷淋槽40内设有第三喷淋头400，所述第三喷淋头400通过第三输液管道42与第三储液槽41连通，所述第三储液槽41与第三喷淋槽40通过第三回液机构43连通；

第一储液槽21与第二储液槽31通过第一溢流通道70连通，第二储液槽31与第三储液槽41通过第二溢流通道80连通，所述第一溢流通道70的高度高于第二溢流通道80的高度，即溢流方向为第一级清洗装置2至第二级清洗装置3至第三级清洗装置4；

所述送件装置1穿过第三喷淋槽40、第二喷淋槽30、第一喷淋槽20，且所述送件装置1的送件方向为第三级清洗装置4至第二级清洗装置3至第一级清洗装置2。

上述物件清洗设备，送件装置1将物件从第三喷淋槽40送往第二喷淋槽30再送往第一喷淋槽20，第三喷淋槽40中的清洗液通过第三回液机构43回到第三储液槽41中，第二喷淋槽30中的清洗液通过第二回液机构33回到第二储液槽31中，第一喷淋槽20中的清洗液通过第一回液机构23回到第一储液槽21中。第一储液槽21中的清洗液较第二储液槽31中的清洗液干净，第二储液槽31中的清洗液较第三储液槽41中的清洗液干净。

当第一储液槽21中的清洗液液位到达第一溢流通道70时，清洗液会溢流到第二储液槽31，使得第二储液槽31中的清洗液变干净，然后被第二输液管道32输送到第二喷淋头300对物件进行清洗，接着变成更脏的液回到该第二储液槽31中，最后又溢流到再第三储液槽41，使得第三储液槽41中的清洗液变干净，然后被第三输液管道42输送到第三喷淋头400对物件进行清洗，接着变成更脏的液回到该第三储液槽41中。该物件清洗设备，清洗液能够多次循环使用，节省了耗液量，降低了生产成本。

如图2所示，所述第一输液管道22上设有第一抽液泵220，所述第一输液管道22的入口与第一储液槽21连通，所述第一输液管道22的出口与第一喷淋槽20连通，实现清洗液的输送。

如图3所示，所述第二输液管道32上设有第二抽液泵320，所述第二输液管道32的入口与第二储液槽31连通，所述第二输液管道32的出口与第二喷淋槽30连通，实现清洗液的输送。

如图4所示，所述第三输液管道42上设有第三抽液泵420，所述第三输液管道42的入口与第三储液槽41连通，所述第三输液管道42的出口与第三喷淋槽40连通，实现清洗液的输送。

其中，第一储液槽21与第二储液槽31并排设置并共用第一隔板7，所述第一隔板7上设有第一通孔以形成所述第一溢流通道70，第二储液槽31与第三储液槽41并排设置并共用第二隔板8，所述第二隔板8上设有第二通孔以形成所述第二溢流通道80，结构简单，容易制作。当然，也可以采用管道连通相邻的两个清洗装置的储液槽，管道的通道即为溢流通道。

本实施例所述的物件清洗设备还包括第一导流件5及第二导流件6；

所述第一导流件5设置在第二储液槽31内，所述第一导流件5内设有第一导流通道，所述第一导流通道的入口与所述第一溢流通道70的出口连通，所述第一导流通道的出口设置在靠近第二输液管道32的入口的位置处，所述第二导流件6设置在第三储液槽31内，所述第二导流件6内设有第二导流通道，所述第二导流通道的入口与所述第二溢流通道80的出口连通，所述第二导流通道的出口设置在靠近第三输液管道42的入口的位置处。

第一导流件5能够将第一储液槽21中的清洗液引导到第二输液管道32的入口附近，使第一储液槽21中的清洗液能够顺利被第二抽液泵320输送到第二喷淋头300对物件进行清洗，提高清洗效果。同样地，第二导流件6能够将第二储液槽31中的清洗液引导到第三输液管道42的入口附近，使第二储液槽31中的清洗液能够顺利被第三抽液泵420输送到第三喷淋头400对物件进行清洗，提高清洗效果。

优选地，所述第一输液管道22的入口设置在靠近第一储液槽21底部的位置处，所述第二输液管道32的入口设置在靠近第二储液槽31底部的位置处。所述第三输液管道42的入口设置在靠近第三储液槽41底部的位置处，减小对清洗液溢流的影响。

在本实施例中，所述第一回液机构23包括第一回液管道，所述第一喷淋槽20设置在第一储液槽21的上方，所述第一回液管道的入口与第一喷淋槽20连通，所述第一回液管道的出口与第一储液槽21连通，第一喷淋槽20中的清洗液经重力作用回到第一储液槽21中。

所述第二回液机构33包括第二回液管道，所述第二喷淋槽30设置在第二储液槽31的上方，所述第二回液管道的入口与第二喷淋槽30连通，所述第二回液管道的出口与第二储液槽31连通，第二喷淋槽30中的清洗液经重力作用回到第二储液槽31中。

所述第三回液机构43包括第三回液管道，所述第三喷淋槽40设置在第三储液槽41的上方，所述第三回液管道的入口与第三喷淋槽40连通，所述第三回液管道的出口与第三储液槽41连通，第三喷淋槽40中的清洗液经重力作用回到第三储液槽41中。

本实施例所述的第一喷淋槽20、第二喷淋槽30、第三喷淋槽40均由透明材料制成，所述第一储液槽21、第二储液槽31、第三储液槽41均由透明材料制成，以便观察清洗情况。具体地，本实施例所述的透明材料为PVC材料，耐腐蚀性好。

如图2、4所示，所述第一储液槽21上设有加液口210，所述加液口210设置在靠近第一输液管道22的入口的位置处，能够将干净的清洗液引导到第一输液管道22的入口附近，使干净的清洗液能够顺利被第一抽液泵220输送到第一喷淋头200对物件进行清洗，提高清洗效果。所述第三储液槽41上设有排液口410，排液口410的高度低于最后一级溢流通道的高度，在本实施例中即排液口410的高度低于第二溢流通道80的高度，清洗液从排液口410排出后便不再利用。

在本实施例中，第一储液槽21上设有常闭的第一排液阀门230，第一排液阀门230位于第一储液槽21的底部，第二储液槽31上设有常闭的第二排液阀门330，第二排液阀门330位于第二储液槽31的底部，第三储液槽41上设有常闭的第三排液阀门430，第三排液阀门430位于第三储液槽41的底部。当需要更换清洗液时，打开排液阀门即可，方便更换各个储液槽中的清洗液，节省时间。

如图5所示，所述第一导流件5包括与第一隔板7相对设置的第一前侧板50及依次相连的第一左侧板51、第一顶板52、第一右侧板53，所述第一前侧板50，所述第一顶板52、第一左侧板51、第一右侧板53一端分别与第一前侧板50相连，另一端分别与第一隔板7相连形成所述第一导流通道，结构简单，容易制作。当然，也可以采用管道作为第一导流件5，不限于此。

如图6所示，所述第二导流件6包括与第二隔板8相对设置的第二前侧板60及依次相连的第二左侧板61、第二顶板62、第二右侧板63，所述第二前侧板60，所述第二顶板62、第二左侧板61、第二右侧板63一端分别与第二前侧板60相连，另一端分别与第二隔板8相连形成所述第二导流通道，结构简单，容易制作。当然，也可以采用管道作为第二导流件6，不限于此。

需要说明的是，本实施例所述的物件清洗设备，第一级清洗装置2、第二级清洗装置3及第三级清洗装置4实现了三级清洗。在其它实施例中，清洗装置的数目还可以根据实际需要进行增减，从而实现二级清洗、四级清洗等。

本实施例还提供一种物件清洗设备的清洗液添加流量估算方法，包括以下步骤：

(1)设定物件清洗设备的清洗倍率期望值y₀、物件清洗设备的清洗倍率实际值y与所述清洗倍率期望值y₀的差值阈值z；

(2)设定添加入储液槽中的清洗液的流量预设值x；

(3)根据该流量预设值x计算各个清洗装置的清洗倍率，将各个清洗装置的清洗倍率相乘，得到物件清洗设备的清洗倍率实际值y；

在本实施例中，有R₁对应于第一级清洗装置2的清洗倍率，R₂对应于第二级清洗装置3的清洗倍率，R₃对应于第三级清洗装置4的清洗倍率，因此本实施例所述的物件清洗设备的清洗倍率实际值y＝R₁×R₂×R₃。

其中，清洗装置的清洗倍率计算公式为：

上述计算公式中，字符代码定义：

R：清洗倍率；

π：圆周率；

d：输液管道的直径；

g：重力加速度；

H：输液管道的入口与输液管道的出口之间的高度差；

h：储液槽的液面高度；

p₂：在输液管道的出口的清洗液的压强；

ρ：储液槽中的清洗液的密度；

s：物件通过喷淋槽的时间；

添加入储液槽中的清洗液的电导率；

x：添加入储液槽中的清洗液的流量预设值；

在输液管道的出口的清洗液的电导率；

V_板：物件带入的清洗液的体积平均值；

物件清洗后残留清洗液的电导率。

上述清洗装置的清洗倍率计算公式的推导过程如下：

把单个清洗装置看成一个整体，对于这个整体而言，从加液口或溢流通道添加入储液槽中的清洗液、物件带入的清洗液是进入这个整体的，从排液口或溢流通道排走的清洗液是离开这个整体的。

设输液管道的入口高度为z₁，在输液管道的入口的清洗液的流速为u₁，在输液管道的入口的清洗液的压强为p₁，输液管道的出口高度为z₂，在输液管道的出口的清洗液的流速为u₂，在输液管道的出口的清洗液的压强为p₂，储液槽的液面高度为h，输液管道的入口与输液管道的出口之间的高度差为H，由伯努利方程得

其中p₁＝ρgh,u₁＝0,z₂-z₁＝H，代入(1-1)得

输液管道的循环流量代入(1-2)得

本实施例所述的清洗液为清洗水，采用电导率衡量清洗水的清洁程度，适合于清洗后含有强酸的酸根离子或强碱的金属离子的清洗水。一般DI水的电导率为0.7μS/cm，市水电导率为170μS/cm。

设清洗装置工作时间为t，物件通过喷淋槽的时间为s，添加入储液槽中的清洗液的电导率为在输液管道的出口的清洗液的电导率为物件带入的清洗液的体积平均值为V_板，物件带入的清洗液的电导率为物件清洗后残留清洗液的电导率为在回液管道的出口的清洗液的电导率为从储液槽中排出的清洗液的电导率亦为理论上，

根据物料守恒，在喷淋槽中，

根据物料守恒，在储液槽中，

由(2-1)，得

由(2-2)，得

将(2-4)代入(2-3)，得

令则

将(2-6)代入(2-2)，得

将(1-3)代入(2-7)，得

在清洗装置处于动态平衡的状态下，除了添加入储液槽中的清洗液的流量预设值x以外，其它参数都是恒定的。故通过上述计算公式，能够根据不同的流量预设值x计算出该清洗装置的清洗倍率，从而计算出物件清洗设备的清洗倍率实际值y。

重复上述步骤(2)(3)直至所述清洗倍率实际值y大于所述清洗倍率期望值y₀，且所述清洗倍率实际值y与所述清洗倍率期望值y₀之间的差值小于所述差值阈值z。

上述物件清洗设备的清洗液添加流量估算方法，将清洗倍率实际值y与物件清洗设备的清洗倍率期望值y₀比较，若该清洗倍率实际值y大于所述清洗倍率期望值y₀，且该清洗倍率实际值y与清洗倍率期望值y₀之间的差值小于差值阈值z，则表示该流量预设值x符合清洗要求，并能在保证清洗效果的基础上，以较少的清洗液进行清洗，节约了用量，降低了企业的成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。