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1、目錄 摘要 Abstract 第一章緒論1 1.1 課題的提出及其研究的意義1 1.2 家用洗碗機(jī)綜述2 1.2.1 洗碗機(jī)的分類3 1.2.2 家用洗碗機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3 1.2.3 家用洗碗機(jī)的工作原理7 1.2.4 國(guó)外洗碗機(jī)的發(fā)展歷程及其代表性產(chǎn)品10 1.2.5 國(guó)內(nèi)洗碗機(jī)的發(fā)展歷程及幾個(gè)洗碗機(jī)品牌的特點(diǎn)??13 1.3 課題研究的主要工作16 第二章超聲波清洗17 2.1 聲波17 2.2 超聲波清洗及特點(diǎn)19 第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21 3.1 總體方案設(shè)計(jì)21 3.2 重要部件的設(shè)計(jì)22 3.2.1 超聲清洗系統(tǒng)22 3.2.2 噴臂沖洗系統(tǒng)24

2、3.2.3 水位系統(tǒng) 25 3.3 結(jié)構(gòu)總成26 第四章總結(jié)與展望28 4.1 總結(jié)28 4.2 前景展望29 參考文獻(xiàn)30 致謝31 摘要 隨著人們生活品質(zhì)的提高和工作節(jié)奏的加快，人們選擇家電的標(biāo)準(zhǔn) 也由原來的單一追求功能實(shí)現(xiàn)而逐步轉(zhuǎn)向以節(jié)能、安全、環(huán)保為根本目 標(biāo)。改革開放以來，我國(guó)家電產(chǎn)品普及程度已經(jīng)相當(dāng)高，然而家用洗碗機(jī) 卻一直是一塊存在巨大市場(chǎng)潛力而又未被開發(fā)的領(lǐng)域。這主要是由于傳統(tǒng) 的洗碗機(jī)產(chǎn)品不能適應(yīng)中餐餐具的洗滌要求，并且洗滌時(shí)間長(zhǎng)，能耗大。 針對(duì)這種問題，提出將超聲清洗技術(shù)應(yīng)用于家用洗碗機(jī)領(lǐng)域，開發(fā)出一款 節(jié)能環(huán)保型家用超聲洗碗機(jī)。 針對(duì)

3、超聲清洗和餐具洗滌各自的特點(diǎn)，以及使用要求，對(duì)這款洗碗 機(jī)在整體結(jié)構(gòu)做出了全新的設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)方面，采用不銹鋼清洗槽;通過對(duì)超聲系統(tǒng)、多方位噴淋系統(tǒng)和 水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)更緊湊、易控制，且清洗效果更好; 洗滌工藝方面，通過鋁箔腐蝕法，分析超聲洗滌槽內(nèi)的相對(duì)空化強(qiáng) 度，?給超聲清洗參數(shù)的選擇提供依據(jù)，繼而通過正交試驗(yàn)優(yōu)選出超聲洗滌 參數(shù)和洗滌流程，最后選定超聲功率300w掃頻、清洗時(shí) 間9min、室溫以及由45C熱水沖洗（5min）—超聲洗（9min）—60C 水沖洗（（5min）的洗滌流程為最佳洗滌流程。 關(guān)鍵詞:超聲清洗;噴臂;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Abstract With

4、thedevelopmentofstandardoflivingandquickeningofworkingrhythm,thecriteriontochooseelectricalhouseholdapplianceshasbeenchangedfromonlypursuingfunctionalrealizationprimarilytoregardingenergy-conservation,security,environmentalprotectionasbasicgoal,progressively.Sincethereformandopening-up,thepopulariza

5、tionofourelectricalhouseholdproductshasalreadyreachedtoquitehighdegree.However,thefieldofhomedishwasherhashadenormousmarketpotentialbutundevelopedfieldallthetime.Itismainlybecausethetraditionaldishwasherproductscan'tmeettheneedsofwashingofChinesetableware,washingtimeislongandenergyconsumptionisgreat

6、.Aimedattheseproblems,ultrasoniccleaningtechnologyisappliedinthefieldofhomedishwasher.Andanultrasonicdishwasherwithenergy-conservationandenvironmentalprotectionwasencouragedtoresearchanddevelop. Aimedatthecharacteristicsofultrasonicrinseandtablewarecleaningandtheinstructionsforuse,abran-newdesignis

7、madeinoneaspectsofthedishwasher:thebulkstructure. Intheaspectofstructure,thecleaningtroughismadeofthestainlesssteel;structureismorecompact,controliseasierandthecleaningeffectisbetterthroughthedesignsofultrasonicsystem,multi-orientationspraysystemandthecontrolsystemofwaterlevel; Intheaspectofcleani

8、ngtechnique,theintensityofrelativecavitationinthecleaningtroughisanalyzedbythemethodofcorrodingaluminumfoil,whichprovidedthebasisforthechoiceofultrasoniccleaningparameter.Thenultrasoniccleaningparameterandcleaningprocedureareconfirmedexcellentlythroughthemethodoforthogonalexperimentaldesign.Thebestp

9、arameterisultrasonicpower300w,sweptcleaningtime9min,roomtemperatureandthecleaningprocedureissprinklingwith45°Chotwater(5min.)—rinsewithultrasonic(9min.)—sprinklingwith60Chotwater(5min.). KEYWORDS:Ultrasonicrinse;gushingarm;structuredesign第一章緒論 1.1 課題的提出及其研究的意義隨著人們生活品質(zhì)的提高和工作節(jié)奏的加 快，選購(gòu)家用電器為自己減輕家務(wù)，享受

10、更多的休閑時(shí)間，己經(jīng)是不爭(zhēng)的 時(shí)尚。洗碗是一個(gè)家庭每天必須做的家務(wù)，尤其在中國(guó)，人們喜歡飯后馬 上洗碗，這無疑給家庭帶來了更大的負(fù)擔(dān)。洗碗過程是先用洗潔劑去油 污，再用清水沖洗，然后擦干放入消毒柜中消毒。這個(gè)過程簡(jiǎn)單枯燥，而 且對(duì)手也有很大的傷害。因而，洗碗機(jī)被稱為是繼洗衣機(jī)之后“對(duì)人手第 二次解放”，是作為具有“餐后革命，邁向健康新生活”的美譽(yù)的新一代 時(shí)尚家電，能夠使人們從繁瑣的家務(wù)勞動(dòng)中解脫出來。 目前，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家家用洗碗機(jī)的普及率已到達(dá)30%~ 40%,特別在美、德、法等西方發(fā)達(dá)國(guó)家的普及率高達(dá)60%?70%。東南亞 國(guó)家也在以每年20％的增幅發(fā)展。而在我國(guó)，自

11、80年代末第一臺(tái)臺(tái)式洗 碗機(jī)問世以來,洗碗機(jī)市場(chǎng)便陷入了兩難的境地,市場(chǎng)銷售遠(yuǎn)比不上彩 電、電冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品。 造成這種情況的原因有很多。從客觀方面來說,產(chǎn)品自身有許多不 足。首先是現(xiàn)在的洗碗機(jī)生產(chǎn)線基本上是從國(guó)外引進(jìn)的,雖在結(jié)構(gòu)性能上 做了一定的改進(jìn),但還是有不適合我國(guó)餐具的情況,洗滌效果也不盡人 意。這是洗碗機(jī)不能進(jìn)入普通百姓家庭的主要原因之一。其次是洗碗時(shí) 間長(zhǎng)，耗電量大。洗碗機(jī)要經(jīng)過一清二洗三消毒的工序。 對(duì)一臺(tái)適合3~5口之家的臺(tái)式洗碗機(jī)，選擇標(biāo)準(zhǔn)洗滌，完成洗碗、消毒、 烘干也要40分鐘左右，比手洗時(shí)間要長(zhǎng)得多。且洗碗機(jī)的功率從600W~ 2300W不等，如加

12、上其它家用電器一起運(yùn)作，令一般住宅的電表承受不 起，電費(fèi)也相當(dāng)可觀。第三是價(jià)格高。國(guó)內(nèi)己有的洗碗機(jī)品牌，像小天 鵝、美的、海爾、澳柯瑪?shù)?，最低價(jià)格都在1000元以上。再加上現(xiàn)有的 洗碗機(jī)都需專用的洗滌劑，不僅價(jià)格高，而且對(duì)環(huán)保也不利。再則是結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)、使用材料有缺陷。臺(tái)式洗碗機(jī)多為塑料內(nèi)膽，時(shí)間一長(zhǎng)，內(nèi)膽不僅 有異味，而且變得油膩不易清洗，出現(xiàn)“洗碗機(jī)洗碗，人洗洗碗機(jī)”的煩 惱。而柜式洗碗機(jī)又比臺(tái)式洗碗機(jī)不僅價(jià)錢高而且占空間大，居民因住房 條件限制，給洗碗機(jī)騰出一塊空“地”實(shí)屬不易。而且洗碗機(jī)市場(chǎng)不僅取 決于洗碗機(jī)本身的價(jià)格和功能，與人們的飲食結(jié)構(gòu)、衛(wèi)生習(xí)慣、思想觀念 等多種

13、因素密切相關(guān)，要想叩開中國(guó)人的廚房之門還要在實(shí)用、適合國(guó)情 上多動(dòng)腦筋。 針對(duì)以上情況，采用超聲波清洗并配合噴臂沖洗，而不用添加任何 洗滌劑，來達(dá)到洗凈的目的，這樣既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。同時(shí)也相信會(huì)對(duì)洗碗機(jī) 更為普及地進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)起到一定的促進(jìn)作用。 1.2 家用洗碗機(jī)綜述 洗碗機(jī)又稱洗碟機(jī)或餐具清洗機(jī)，是一種代替人工洗滌碗、碟、杯、 盤、勺、筷等餐具的家用電器。它集洗滌、消毒、烘干和儲(chǔ)存于一體。具 有造型美觀新穎、使用方便、省時(shí)省力、清潔衛(wèi)生和不需要特殊安裝等優(yōu) 點(diǎn)，越來越受到廣大消費(fèi)者的青睞，成為現(xiàn)代家庭的好 幫手。 1.2.1 洗碗機(jī)的分類 現(xiàn)有的洗碗機(jī)種類繁多，款式多樣

14、。按餐具的裝取方式的不同分為 頂開門式（上掀蓋式）和前開門式（推拉式）;按洗滌方式的不同分為 葉輪式、噴臂式、超聲波式及水流式;按控制方式的不同分為機(jī)械控制式 和電腦控制式;按洗碗機(jī)的外形的不同分為柜式和臺(tái)式:按自動(dòng)化程度的 高低的不同分為普通型（P）、半自動(dòng)型（B）和全自動(dòng)型（Q）三大類 型。 1.2.2 家用洗碗機(jī)的基本結(jié)構(gòu)盡管家用洗碗機(jī)種類繁多，但主要還是由機(jī)殼、機(jī)門、內(nèi)膽、控制機(jī)構(gòu)、清洗系統(tǒng)、漂洗劑供料裝置以及碗籃等部件組成。圖1-1為海爾WQP4-2型洗碗機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。 (1)機(jī)殼機(jī)殼多用塑料或薄鋼板制成。塑料機(jī)殼多用于頂開門 式洗碗機(jī)如海爾WQP3-型、澳柯瑪

15、WQP4-3型洗碗機(jī)等。塑料機(jī)殼優(yōu)點(diǎn)是整機(jī)重量輕，永不生銹，制作成本低，缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低，久用易老化，耐熱性能差等。薄鋼板機(jī)殼多用于前開門式洗碗機(jī)，如海爾WQP系列、WQP系列以及WQP1系列、小天鵝WQP-410型和美的WP5A和WP5型洗碗機(jī)等。薄鋼板機(jī)殼優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高，整機(jī)牢固，缺點(diǎn)是使用年限長(zhǎng)會(huì)氧化銹蝕，制作成本較高等。 圖1-1WQP4-2型洗碗機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1-門鎖2-手把3-電源開關(guān)4-底腳5-操作板6-電源插頭 7-進(jìn)水口8-洗滌箱9-上噴淋臂10-下噴淋嘴11-密封條 12-過濾網(wǎng)13-門14-排氣口15-排水管16-進(jìn)水管17-碗籃 （ 2） 機(jī)門機(jī)門

16、為雙層結(jié)構(gòu)，采用冷軋薄鋼板沖壓而成，表面噴涂白 色環(huán)氧樹脂，不會(huì)生銹。對(duì)于上開式洗碗機(jī)機(jī)門設(shè)置在機(jī)殼上方而前開式 機(jī)門則設(shè)置在機(jī)殼的正前方。機(jī)門柜邊一般裝有門控開關(guān)，關(guān)門接通電 源，開門切斷電源。有的洗碗機(jī)的機(jī)門還設(shè)置透明觀察窗,便于隨時(shí)觀察機(jī) 內(nèi)洗滌情況。 （ 3） ）內(nèi)膽也就是清洗槽，它有不銹鋼和塑料兩種。對(duì)于不銹鋼內(nèi) 膽，其優(yōu)點(diǎn)是耐用，耐高溫，不老化，不枯油，易清潔等，但用久了之后 會(huì)腐蝕。塑料內(nèi)膽的特點(diǎn)與塑料機(jī)殼類同，且用久之后有異味 （ 4） 控制結(jié)構(gòu)控制結(jié)構(gòu)包括程控器和選擇開關(guān)。 ① 程控器洗碗機(jī)采用的程控器有機(jī)械式（電動(dòng)式）和電腦式兩 種。它是全自動(dòng)洗碗機(jī)控制

17、系統(tǒng)的核心。對(duì)于機(jī)械式程控器，用計(jì)時(shí)同步 電機(jī)作動(dòng)力，通過多組齒輪減速帶動(dòng)多個(gè)特定功能的記憶凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。由于 組合開關(guān)的杠桿壓住凸輪外緣，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使組合開關(guān)的觸點(diǎn)按設(shè)定程序 接通或斷開電源，從而使進(jìn)水電磁閥、水位開關(guān)、清洗泵電機(jī)、排水泵電 機(jī)和加熱器等做出相應(yīng)動(dòng)作，自動(dòng)完成進(jìn)水T洗滌T漂洗T消毒T排水 T余熱烘干等程序，洗滌完后自動(dòng)關(guān)機(jī)。而電腦式程控器則一般采用 8031芯片處理器作為基本硬件，外加控制電路像電源電路、輸出控制電 路、開關(guān)控制電路、進(jìn)水和排水電路以及蜂鳴器電路等，再編制相應(yīng)的軟 件來實(shí)現(xiàn)洗滌的過程。在接通水源、電源，掛好排水管，放置好所要洗滌 的餐具，設(shè)置洗滌

18、程序后，洗碗機(jī)在微電腦程控器的控制下，自動(dòng)完成整 個(gè)清洗程序。當(dāng)最后一次排水終了，蜂鳴器蜂鳴，自動(dòng)斷電、斷水，洗碗 機(jī)洗碗結(jié)束。 ② 選擇開關(guān)選擇開關(guān)通常有電源開關(guān)，對(duì)于采用電腦式程控器的洗 碗機(jī)有洗滌程序的選擇開關(guān)，一般有標(biāo)準(zhǔn)洗、沖洗、強(qiáng)洗等。對(duì)于采用機(jī) 械式程控器的洗碗機(jī)有溫度選擇開關(guān)。用戶可根據(jù)不同的臟污程度選擇不 同的洗滌程序或溫度。 （5）清洗系統(tǒng)清洗系統(tǒng)包括清洗裝置和進(jìn)、排水裝置，由清洗泵電 機(jī)、旋轉(zhuǎn)噴臂、加熱器、水位開關(guān)、電機(jī)過濾器、儲(chǔ)水槽、臭氧發(fā)生器、 進(jìn)水電磁閥、排水泵電機(jī)、排水電磁閥、進(jìn)水管、排水管等組成。 ①進(jìn)水閥它是由主閥體、線圈、閥芯、膜片、彈簧

19、和先導(dǎo)閥腔 等部件組成。其工作原理是在進(jìn)水電磁閥的線圈不通電時(shí)，鐵心受彈簧 力和自身重力作用下壓，其端部的橡膠膜壓住橡皮膜中心的導(dǎo)流孔。此 時(shí)，自來水進(jìn)入到橡皮膜的上方，膜片受水壓而把出水口堵住。當(dāng)進(jìn)水電 磁閥的線圈通電時(shí)，電磁力克服彈簧彈力和鐵心重力將鐵心向上提升，從 而膜片中心的導(dǎo)流孔敞開。自來水在自身的壓力作用下，通過導(dǎo)流孔進(jìn)入 洗碗機(jī)內(nèi)。 ②水位開關(guān)洗碗機(jī)一般有高、低和保護(hù)三個(gè)水位。低水位開關(guān)的常 閉觸點(diǎn)與進(jìn)水閥相接，而常開觸點(diǎn)與洗滌電動(dòng)機(jī)和加熱器相接，當(dāng)注水達(dá) 到所設(shè)定的水位時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，注水結(jié)束，加熱洗滌 開始。高水位的作用是，當(dāng)水位超過所設(shè)定

20、的水位（洗碗機(jī)的最高水 位）時(shí)，高水位開關(guān)的常開觸點(diǎn)閉合，接通排水泵，把過量的水排出;當(dāng) 水位恢復(fù)到規(guī)定水位時(shí)，常開觸點(diǎn)復(fù)位，停止排水。洗碗機(jī)的水位開關(guān) ，般有壓力式、浮力式和液位傳感器式三種類型 WQP4-2 只有一個(gè)水位 開關(guān)，當(dāng)水位到時(shí)，停止進(jìn)水，它為浮力式的。 ③ 排水它由罩極式電動(dòng)機(jī)、葉輪、風(fēng)葉和密封部件等組成。 ④ 排水電磁閥臺(tái)式洗碗機(jī)一般采用電磁閥進(jìn)行排水。排水電磁閥不 通電時(shí)，堵頭受彈簧力作用而堵住出水口，不排水;電磁閥通電時(shí)，電磁 力克服彈簧力作用并通過拉桿將堵頭提起，打開出水口，排水。 ⑤ 噴臂噴水裝置它主要由空心轉(zhuǎn)軸和噴臂等部件組成。噴臂采用高

21、強(qiáng)度ABS工程塑料注塑成腔體，其工作面設(shè)有不規(guī)則和不同方向的噴水 口，清洗泵將熱水壓入噴臂腔體內(nèi)，再經(jīng)噴水口噴出。噴臂由 于受水的反作用力而轉(zhuǎn)動(dòng)，從三維方向射出水柱對(duì)餐具進(jìn)行清洗。 ⑥ 加熱器加熱器為不銹鋼方環(huán)狀電熱管，它安裝在機(jī)座上面，其作 用是對(duì)水進(jìn)行快速加熱和利用余熱烘干餐具。 （6）漂洗劑供料裝置漂洗劑供料裝量由漂洗分配器和旋蓋組成，安 裝在內(nèi)膽壁上。使用前將漂洗劑注入漂洗分配器內(nèi)，旋好旋蓋，根據(jù)水質(zhì) 的硬度調(diào)好供應(yīng)量檔次，在洗滌過程中，能定時(shí)定量自動(dòng)釋放漂洗劑。 一次添加可多次使用。漂洗劑的作用是提高餐具光亮度。此外，在機(jī)門內(nèi) 設(shè)置凹坑供投放洗滌劑之用，使用時(shí)根據(jù)餐

22、具多少和臟污程度而加入適量 洗滌劑，洗滌時(shí)能自動(dòng)溶解水中。洗滌劑的作用既起到分解污垢的作用 又能達(dá)到強(qiáng)化滅菌效果。（海爾WQP4-2型無） （7）碗籃采用細(xì)鋼絲制成，表面涂覆高強(qiáng)度無毒尼龍涂層，提高抗 氧化和防腐蝕的能力，其底部?jī)蓚?cè)裝有滾輪，嵌入內(nèi)膽導(dǎo)軌，可以方便推 入和拉出碗籃。 1.2.3家用洗碗機(jī)的工作原理其工作原理是通過控制保護(hù)系統(tǒng)及電路的 切換實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的功能的。首先是自動(dòng)進(jìn)水，到一定水位停止進(jìn)水，洗滌 泵電機(jī)對(duì)水加壓，加熱器對(duì)水加熱，電機(jī)驅(qū)動(dòng)洗滌泵使水在一定壓力下從 上下噴臂的噴水孔噴出，由于噴臂受到噴水的反作用力而不斷地沿軸心均勻地反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，噴臂不斷將帶有洗滌

23、劑或漂洗劑的熱水以一定的壓力由上向下從三維方向均勻密集地噴射到餐具表面，進(jìn)行強(qiáng)力沖洗；同時(shí)熱水 對(duì)食物殘?jiān)M(jìn)行浸泡膨化，洗滌劑對(duì)污垢與殘油污乳化分解并殺菌消毒。 然后，污水經(jīng)排水泵排出，最后利用高溫余熱完成餐具的烘 F面具體講述電腦程控全自動(dòng)洗碗機(jī)的工作原理。圖1-2(a). 1-2(b)為洗滌液循環(huán)圖 圖1-2(a)清洗液循環(huán)圖(無軟水裝置) 1-過濾芯2-進(jìn)水電磁問3-儲(chǔ)水槽6-過濾芯7-洗滌泵 8-電機(jī)9-下噴臂10-上噴臂11-排水泵12-電機(jī) 洗滌液循環(huán)示意圖如圖1-2(a)所示。選擇好洗滌程序后，程控器進(jìn)水電磁閥2接通，具有一定壓力(0.03?0.6Mpa)的自

24、來水通過管接頭處的過濾芯 1流入儲(chǔ)水槽3。當(dāng)儲(chǔ)水槽中的水到達(dá)一定量時(shí)，壓力開關(guān)控制電磁閥2關(guān) 閉，停止進(jìn)水。在進(jìn)水過程中，程控器又控制洗滌泵7、電機(jī)8動(dòng)作，獲 得壓能的洗滌液分別從上下噴臂的噴嘴中噴出，由于噴射水流的反力矩作 用，使上下噴臂在噴水洗滌時(shí)不斷繞同心樞軸旋轉(zhuǎn)。其中，兩個(gè)噴臂的旋 轉(zhuǎn)方向相反。不斷改變方向的噴射水流對(duì)碗碟表面進(jìn)行全方位沖刷，洗滌 完畢后，排水泵11、電機(jī)12 動(dòng)作，將洗滌液排出機(jī)外。漂洗過程與洗滌過程相同，只是周期有所不同 對(duì)于有軟水裝置的洗碗機(jī)，其洗滌液循環(huán)圖如1-2(b)所示 圖1-2(b)清洗液循環(huán)圖(有軟水裝置) 1-過濾芯2-進(jìn)水

25、電磁閥3-呼吸器3.1-定量水箱4-軟水裝置 4.1-鹽化池4.2-離子交換器5-電磁閥6-過濾芯7-洗滌泵 8-電機(jī)9-下噴臂10-上噴臂11-排水泵12-電機(jī) 當(dāng)程控器電磁閥2接通后，具有一定壓力的自來水通過過濾芯1 流入呼吸器3。在呼吸器中，一路水流入定量水箱3.1,另一路流過 呼吸器至離子交換器4.2;在離子交換器中，原水中的鈣鎂離子被置換出。 所以流入儲(chǔ)水槽13的水則為軟化水，當(dāng)儲(chǔ)水槽中的水達(dá)到一定量時(shí)，壓力 開關(guān)控制電磁閥2關(guān)閉，停止進(jìn)水。其后過程與1-2（a）相同。此外，此 系統(tǒng)在洗滌開始時(shí)，程控器控制洗滌劑供料裝置動(dòng)作并打開洗滌劑盒，洗 滌劑自動(dòng)進(jìn)入機(jī)內(nèi)與水混

26、合。在最后一次漂洗完成后，程控器控制電磁閥 5接通，呼吸器水箱3.1中的定量水在重力作用下流入鹽化池4.1，與此時(shí) 同時(shí)，4.1中的鹽溶液伽aCl）流入離子交換器4.2,以便使其中的離子交 換樹脂再生，為下一次的洗滌做準(zhǔn)備，而殘液則由排水泵排出。 1.2.4 國(guó)外洗碗機(jī)的發(fā)展歷程及其代表性產(chǎn)品洗碗機(jī)誕生于歐美，起 源于1850年的美國(guó)，英文名詞為 “Dishwasher"，但作為正式家電產(chǎn)品應(yīng)用于家庭是在1929年德國(guó) Miele公司制造出歐洲第一臺(tái)電動(dòng)家用洗碗機(jī)。但其外形簡(jiǎn)單、功能單 一，并且噪聲大，洗滌性能也不如意，所以在此后相當(dāng)一段時(shí)期里，洗 碗機(jī)產(chǎn)品并沒有形成家用市場(chǎng)

27、。1954年，美國(guó)GE公司生產(chǎn)了第一臺(tái)自動(dòng) 臺(tái)式洗碗機(jī)，不僅洗滌性能有了提高，整機(jī)體積外形也有了改觀。 1978年Miele公司又制造出世界上第一臺(tái)微電腦控制型洗碗機(jī)，它的家 用性能得到了更好的體現(xiàn)，于是越來越多的洗碗機(jī)開始進(jìn)入了西方家庭。 在亞洲，最早從事洗碗機(jī)工業(yè)研究并開發(fā)的是日本。從八十年代起，工業(yè) 設(shè)計(jì)研究活動(dòng)在日本己相當(dāng)廣泛，不少公司的設(shè)計(jì)中心從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、創(chuàng) 造新概念，在廚房家電的開發(fā)上也及時(shí)地把歐美先進(jìn)的洗碗機(jī)制造技術(shù)運(yùn) 用在本土，但在工業(yè)設(shè)計(jì)上卻并沒有照搬歐美的外觀造型，而是考慮本 民族的習(xí)俗重新設(shè)計(jì)。到了九十年代的中后期，己發(fā)展成具有自己獨(dú)特風(fēng) 格的日式家用

28、洗碗機(jī)—微電腦全自動(dòng)臺(tái)式洗碗機(jī)。 目前，美國(guó)為世界上洗碗機(jī)普及率最高的國(guó)家，同時(shí)也是洗碗機(jī)的 生產(chǎn)大國(guó)，其產(chǎn)量占世界首位，近年來一直保持在300萬臺(tái)以上。主要生 產(chǎn)公司有GE、Whirlpool、DesignandManufacturing、WCI和Maytag 等。目前流行的有Maytag公司和GE公司生產(chǎn)的模糊控制 洗碗機(jī)。這種洗碗機(jī)采用了模糊控制邏輯技術(shù)和精密傳感裝置，因而具 有兩大特點(diǎn):智能化和節(jié)電節(jié)水。智能化被稱為“靈巧一按”，不需要人 們作任何洗碗過程和水溫選擇，而全靠洗碗機(jī)自行判斷和決策，而且節(jié)電 節(jié)水效益也很明顯。平均每次耗水6.5加侖。而美國(guó)其它洗碗機(jī)平均為9

29、 加侖。耗電年平均為44美元，比現(xiàn)在的DOE標(biāo)準(zhǔn)節(jié)約21％。 號(hào)稱世界家電王國(guó)的日本，在1960年松下電器公司開發(fā)出日本第一 臺(tái)洗碗機(jī)后，一直處于停滯不前狀態(tài)，經(jīng)過幾十年對(duì)洗碗機(jī)的改進(jìn)，更 新后，日本洗碗機(jī)市場(chǎng)逐漸成形，還研制了洗碗機(jī)專用的洗凈劑。目前主 要生產(chǎn)洗碗機(jī)的公司有松下、三菱、日立、三洋、夏普和TOTO等。其發(fā) 展方向是小型、高性能、縮短洗凈時(shí)間和降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲等。下面對(duì)日本市 場(chǎng)上的幾種較新的產(chǎn)品作一簡(jiǎn)單介紹。 松下公司的NP-33S2型洗碗機(jī)，此洗碗機(jī)是在以往產(chǎn)品采用的左右 二排成對(duì)噴嘴的基礎(chǔ)上增加了對(duì)機(jī)內(nèi)中央部位進(jìn)行集中清洗的星形噴嘴， 它可以一邊旋轉(zhuǎn)一邊清洗

30、，從而提高了洗凈度。且采用了溫度傳感器，可 把在配管內(nèi)存留的溫度低的水排出，而利用溫度高的水。還首創(chuàng)在排氣口 內(nèi)安裝了靜音裝置，實(shí)現(xiàn)了低噪聲化，對(duì)于排氣通路，采用迷宮狀曲線 形狀，把機(jī)內(nèi)洗滌噪聲通過多個(gè)減震壁加以反射衰減。此外餐具筐架改用 全面透明的尼龍涂層的不銹鋼材料。 三洋電機(jī)公司的DW-S20（型。此洗碗機(jī)的外殼、內(nèi)膽、餐具筐架三 個(gè)部件均采用不銹鋼材料。在水流的通路上安裝了超聲波發(fā)生器。采用超 聲波噴射水流，大大加強(qiáng)了洗滌性能。且其機(jī)型較小，門為上下開的結(jié) 構(gòu)，即上下可同時(shí)打開。其洗滌程序除“標(biāo)準(zhǔn)程序” 程序”、 “高溫程序”外，還有專為預(yù)洗用的“預(yù)洗程序”，為精細(xì)

31、干燥用的“干 燥60分程序”，以及單獨(dú)進(jìn)行干燥的“干燥程序”等等。 TOTO公司EDU30（型。此機(jī)型薄小，卻有40件、6人份的大容量， 且設(shè)有上下兩個(gè)可以單獨(dú)工作的餐具筐架。采用了18個(gè)噴嘴的沖擊洗和 類似手洗水流的“浸泡”、“水流沖洗”、“用沖擊水流沖掉粘附在餐具 上的污物”三階段洗。 東芝公司DWS-32/型。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是洗凈和排水用泵一體化。 在歐洲，洗碗機(jī)普及率為20%?60%。其中德國(guó)的洗碗機(jī)生產(chǎn)量和銷 售量為歐洲最高。而普及率最高的是在瑞士，19%年就已經(jīng)達(dá) 到了51%?，F(xiàn)德國(guó)有像Bosch、Bauknecht、Miele、AEG、Brown Boeri、B

32、lomberg和Siemens等20家洗碗機(jī)生產(chǎn)廠。意大利有像 Candy、Zanussi、Delonghd和Merloni等21家。法國(guó)有Thomson和 Moulinex等公司。英國(guó)有Denwoodsme和Russell等。西班牙有Fagor、 BRSIkellsa和Painsa等。瑞典有Electrolux等。像德國(guó)Siemens公司的 SN型洗碗機(jī)，設(shè)計(jì)迷人，能自動(dòng)顯示工作時(shí)間，裝有節(jié)約式洗滌劑分配 盒。其噴水溫度可根據(jù)碗碟的污垢度不同合理選用。意大利Candy公司研 制的Ecosystem型洗碗機(jī)，其特點(diǎn)是取消了水槽頂部的噴灑，用特殊吸音 板在水槽和門內(nèi)側(cè)之間加了內(nèi)襯，

33、噪聲降低到37分貝。英國(guó)Smeg公司出 售的改良的洗碗機(jī)，增加了可收縮的籃子，重新設(shè)置了放置刀具的籃子。 裝有降落式的門、LED顯示裝置和觀測(cè) 洗滌過程的控制器。還裝有該公司專門開發(fā)的“SmegOrkital”裝置， 可使水流至碗具的任何地方。西班牙Fagor公司生產(chǎn)的Fagor系列洗碗 機(jī)有嵌裝式(LV-99EB、LV-98E、LVE-95E和LVE-92E)、落地式(LVE- 981/IB和LVE-921/IB)和便輕式(LVE-91)等。裝用高效硬水軟化器、上 網(wǎng)架高度調(diào)節(jié)裝置、鹽份調(diào)節(jié)器、鹽份指示器、助沖洗水位觀察窗、安全 壓力計(jì)、防水回流裝置、運(yùn)行指示燈、不銹鋼桶和內(nèi)

34、門等，對(duì)部件采取防 銹保護(hù)。 1.2.5 國(guó)內(nèi)洗碗機(jī)的發(fā)展歷程及幾個(gè)洗碗機(jī)品牌的技術(shù)特點(diǎn)我國(guó)洗碗機(jī) 的開發(fā)和生產(chǎn)起步較晚。80年代末，中國(guó)第一臺(tái)臺(tái)式洗碗機(jī)問世，曾興 起了洗碗機(jī)市場(chǎng)，當(dāng)時(shí)有萬家樂、水仙、京美、意百納等品牌生產(chǎn)銷售洗 碗機(jī)。影響較廣的是廣東順德粵海洗碗機(jī)有限公司生產(chǎn)的萬家樂牌。但 在當(dāng)時(shí)中國(guó)人民生活水平所限下，國(guó)產(chǎn)洗碗機(jī)價(jià)格在1000多元/臺(tái)還是 一件奢侈品，產(chǎn)品滯銷致使生產(chǎn)廠家陸續(xù)停產(chǎn)。近年來，多數(shù)城市家庭已 經(jīng)達(dá)到小康生活水平，洗碗機(jī)生產(chǎn)需求再度興起。90年代后期，我國(guó)正 式建立了大規(guī)模生產(chǎn)流水線，開始引進(jìn)生產(chǎn)家用洗碗機(jī)。剛開始，只是 借用或摹仿進(jìn)口機(jī)的外

35、形結(jié)構(gòu)，后來逐漸形成了自己的工業(yè)設(shè)計(jì)。1998 年中國(guó)第一臺(tái)柜式全自動(dòng)洗碗機(jī)在小天鵝誕生，目前具有主要生產(chǎn)線的除 了小天鵝外還有海爾、美的、澳柯瑪?shù)戎?。下面?duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的幾家 較大洗碗機(jī)生產(chǎn)公司的產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)作一比較。 1. 海爾洗碗機(jī)它有4系列、6系列、12系列以及三合一等型號(hào)的 洗碗機(jī)。 ☆ 4系列洗碗機(jī)包括WQP4-2WQP4-和WQP4-2000三個(gè)型號(hào)。 采用了上下雙噴淋器，全包絡(luò)洗滌技術(shù)，使餐具上部和下部能同時(shí)受到 噴射水流的直接沖擊，能獲得較好的洗凈度。由于采用了上下噴淋技 術(shù)，洗滌速度較快，最快洗滌程序只有6分鐘。且其過濾網(wǎng)設(shè)置在洗碗機(jī) 前側(cè)，方便用戶進(jìn)

36、行清潔工作。還采用了臭氧消毒，提供了較好的健康保 障。同時(shí)配有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)運(yùn)行有故障或門沒有鎖好就會(huì)發(fā)出警報(bào) 蜂鳴聲。此外，還有開門保護(hù)功能。 ☆ 6系列洗碗機(jī)包括WQP6-2WQP6-2BWQP6-型。均使用了 800MM高度的國(guó)情化設(shè)計(jì)。內(nèi)膽采用正方形設(shè)計(jì)，使噴射覆蓋的面積比例 最大。對(duì)設(shè)有的上下兩個(gè)餐具架，可設(shè)置單層洗功能，省水省電。且采 用內(nèi)循環(huán)式干燥系統(tǒng)，消除了濕熱空氣對(duì)環(huán)境的影響。利用新型磁化技 術(shù)，能有效節(jié)能防垢、溶垢。設(shè)有溢水保護(hù)系統(tǒng)，更安全可靠。采用臭 氧消毒，健康更保障。 ☆ 12系列洗碗機(jī)包括WQP12-AF、MWQP12-AFM、2WQP12-

37、BF、E WQP12-CBEWQP12-ABMWQP12-ABM等型。均采用節(jié)能單層洗，節(jié)水 節(jié)電。設(shè)有水質(zhì)軟化裝置，避免了洗滌時(shí)高溫水的結(jié)垢。有專為餐具油性 較少時(shí)設(shè)的經(jīng)濟(jì)洗滌按鈕。設(shè)有預(yù)約洗滌時(shí)間。采用優(yōu)化的洗滌系統(tǒng)及 高效加熱系統(tǒng)，達(dá)到A級(jí)節(jié)能。 ☆ 三合一型洗碗機(jī)型號(hào)為WX04-4,此洗碗機(jī)集洗滌、消毒、儲(chǔ)藏三 合為一，剛剛投入市場(chǎng)。 2. 小天鵝洗碗機(jī)包括WQPB-450、1WQPB-4502、WQPB-450、 3WQP8-4504、WQP8-8001WQP12-6001等型。均有洗滌、烘干、消毒、軟化水、貯存五大功能。具有上下排水功能，專用的碗籃設(shè)計(jì)，不銹 內(nèi)膽

38、。有強(qiáng)力洗、標(biāo)準(zhǔn)洗、輕柔洗、漂洗、快速洗、預(yù)洗等六個(gè)洗滌程 序。對(duì)WQP一4501、WQP一4504、WQP12-600型還有經(jīng)濟(jì)洗滌程 序。 3. 美的洗碗機(jī)有柜式洗碗機(jī)和臺(tái)式洗碗機(jī)。 柜式洗碗機(jī)包括WQP8-8002、WQP8-8002A、WQP8- 8002B、WQP8-8206WQPB-8206AWQPB-8206BWQPB-801、WQP12- 8008等型。均采用高層扇形三層噴洗，最高噴水速度為7.2米/秒，沒有 清洗死角，最高水溫為750C,且具有自動(dòng)排渣功能。對(duì)于WQP88002系 列，配置了軟水器（其中WQPB-8002為磁化器），機(jī)械程控器，且利用 余熱干

39、燥。對(duì)于WQPB-820系列，配置了軟水器（其中WQPB-8206A型 無），電子程控器。為強(qiáng)制干燥，臭氧消毒（其中WQP8-8206B采用余 熱干燥）。對(duì)于WQP一8010型，為純平面板，可加貼裝飾板，配有軟 水器和機(jī)械程控器，利用余熱干燥，采用不銹鋼碗籃。 臺(tái)式洗碗機(jī)包括WPSA,WPSB,WPSD,WPSE,WP等型。其最高 水溫可達(dá)80C以上，能分解各種油漬，利用余熱干燥，節(jié)約用電。最高噴 水速度為7.8米/秒。除WPS型采用電子程控器外，其余均用機(jī)械程控 器，除WPS型外均為透明視窗。 4. 澳柯瑪洗碗機(jī)包括WQP12-5WQP9-1WQP9-2三個(gè)型號(hào)柜式洗 碗機(jī)

40、。均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（IEC）設(shè)計(jì)，全自動(dòng)控制，裝有軟水器，對(duì)不同硬 度的水進(jìn)行軟化處理，防止水垢的產(chǎn)生。有上下噴臂，超強(qiáng)力立體式?jīng)_刷 洗滌。采用特殊靜音設(shè)計(jì)，利用高溫消毒。 5. 溫嶺市康力洗碗機(jī)此公司生產(chǎn)家用的WQP4-001型臺(tái)式洗碗機(jī)， WQP10-002型立式洗碗機(jī)，WQP4-006弧面方形)、WQP4-996直面方 形)立式多功能冼碗。對(duì)于WQP4-00和WQP10-002型洗碗機(jī)，有洗 碗、消毒、烘干功能，采用三維噴射方式，標(biāo)準(zhǔn)洗滌時(shí)間為23分鐘。對(duì)于 立式多功能家用洗碗機(jī)，具有水槽水池功能，洗碗消毒功能，儲(chǔ)藏烘干功 能，開水熱水功能，食物垃圾處理功能。一機(jī)多用，節(jié)約成

41、本，可減少購(gòu) 買消毒柜、飲水機(jī)、熱水器等。還配備微電腦，全自動(dòng)與手動(dòng)結(jié)合，即可 組合又可單獨(dú)使用。此外該公司還生產(chǎn)WQP50-00型工業(yè)中型洗碗機(jī)和 WQP600-00型工業(yè)流程洗碗機(jī)。 6. 天津Hoba戌霍巴特)洗碗機(jī)它包括臺(tái)下式FE-60、GF-20型， 提拉式AM-2AM-3型，通道式C-44B、C-44E、C64B型，長(zhǎng)龍式FT-110 型，加熱器式TYP-180TYP-260型等等，但均為商業(yè)用洗碗機(jī)，在此不作 介紹。 以上對(duì)洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理以及發(fā)展歷程做了簡(jiǎn)單介紹，現(xiàn)給 出本論文的主要工作。 1.3課題研究的主要工作本文研究的主要目的是研制開發(fā)出一臺(tái)新型

42、家用 全自動(dòng)洗碗機(jī)的樣機(jī)，因而計(jì)劃完成如下工作: 1 )洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作。主要包括洗滌槽和超聲部分的設(shè)計(jì)與加 工;噴臂沖洗系統(tǒng)、進(jìn)水和排水系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)以及消毒系統(tǒng)等功能部件 ;洗碗機(jī)外圍框架的設(shè)計(jì)等。 第二章超聲波清洗 從1951年世界上的第一臺(tái)超聲波清洗機(jī)問世以來，超聲波清洗已經(jīng) 成為很多工業(yè)產(chǎn)品必不可少的清洗工藝環(huán)節(jié)，其應(yīng)用范圍極其廣泛。進(jìn)入 70年代，先進(jìn)國(guó)家己將超聲波清洗應(yīng)用于電子線路板、電子零件、精密機(jī) 械、硅片、磁頭、軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓氣動(dòng)元件、光學(xué)元件、飾品等。 進(jìn)入90年代，科學(xué)技術(shù)的巨大變革也促使超聲波清洗技術(shù)快速發(fā) 展，其性能和應(yīng)用領(lǐng)域獲得前所

43、未有的突破:大型的、連續(xù)化的超聲波清 洗設(shè)備改變了傳統(tǒng)的小型設(shè)備形象;化學(xué)合成技術(shù)極大地豐富了傳統(tǒng)的超 聲波清洗工藝軟件;新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展;超聲波帶來更多有利于環(huán)境 保護(hù)的清洗手段……超聲波清洗技術(shù)需要重新被人們認(rèn)識(shí)。 2.1 聲波聲波，也就是通常所說的聲音，是一種機(jī)械波，它只能在氣體、 液體、固體等介質(zhì)中傳播。聲源(就是發(fā)出最初的振動(dòng)的物體)通過振 動(dòng)使周圍的介質(zhì)獲得能量并開始離開原來的位置運(yùn)動(dòng)起來。聲波的傳播過 程也就是介質(zhì)內(nèi)稠密和稀疏的交替過程，可以用體積元內(nèi)的壓強(qiáng)、溫度、 密度以及質(zhì)點(diǎn)速度等物理量來表述這樣的疏密變化過程，進(jìn)而描述聲場(chǎng)的 性質(zhì)。 通常用聲壓來描述

44、聲波的一些性質(zhì)。設(shè)體積元受聲擾動(dòng)后聲強(qiáng)由原來 的P。變成P,則由聲擾動(dòng)產(chǎn)生的壓強(qiáng)為： p=P-Po(2-1) P就叫聲壓。聲壓一般是時(shí)間和空間的函數(shù)，即p=p(x,y,乙t)。一個(gè)空 間具有了聲壓，這個(gè)空間就叫聲場(chǎng)。聲場(chǎng)中某一時(shí)刻的聲壓值 叫瞬時(shí)聲 壓。在一定時(shí)間間隔內(nèi)最大的瞬時(shí)聲壓值叫峰值聲壓。如果 聲壓隨時(shí)間的變化規(guī)律為簡(jiǎn)諧規(guī)律，則峰值聲壓也就是聲壓的振幅。在一 定時(shí)間間隔中，瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值，稱為有效聲壓： 幾=帚)PN (2-2) 式中，下腳符號(hào)“e”代表有效值；T代表取平均值的時(shí)間間隔，通常 是一個(gè)周期或是一個(gè)比周期大得多的時(shí)間間隔。一般用電子儀表

45、 測(cè)出來的數(shù)值就是有效聲壓，因而習(xí)慣上所說的聲壓就是指有效聲壓。聲 壓的大小反映了聲波的強(qiáng)弱大小，聲壓的單位為Pa。 另一個(gè)概念是聲強(qiáng)。聲強(qiáng)是表示聲波性質(zhì)的一種方法。單位時(shí)間通過垂直 于聲波傳播方向的單位面積上的平均聲能就是聲強(qiáng)，它與聲 壓幅值成正比；在相同質(zhì)點(diǎn)速度幅值的情況下，聲強(qiáng)與介質(zhì)的阻抗特性成 正比。也就是說，假設(shè)空氣和水中有兩列相同頻率、相同速度幅值的聲 波，由于水的阻抗特性比空氣的大得多，這時(shí)水中的聲強(qiáng)要比空氣中的聲 強(qiáng)約大3600倍。 超聲波是波的一種，它的定義是相對(duì)于人的耳朵而言的、人耳能聽到的聲 音范圍很窄，只有16?20000Hz左右。頻率低于16Hz的聲

46、音稱為次聲 波，頻率高于20KHZ的聲音稱為超聲波。雖然超聲波是一種人聽不見的聲 波，但是它的作用卻是在人們第一次發(fā)現(xiàn)超聲時(shí)難以想象的。超聲波技 術(shù)己經(jīng)在各種領(lǐng)域取得了輝煌的進(jìn)展，顯示了其巨大的應(yīng)用生命力。 2.2 超聲波清洗及特點(diǎn) 通常的超聲波清洗裝置使用的是在20?80kHz頻率范圍的超聲，但 近年來為了在半導(dǎo)體器件制造過程中達(dá)到清洗晶片的目的，一種兆赫級(jí)超 聲清洗裝置也研究成功。這種兆赫級(jí)超聲清洗裝置主要用于清洗硅片、陶 瓷、光掩膜，也用于清除光致抗蝕劑、脫蠟等等方面。它能提供0.8MHz、波長(zhǎng)為1.5mm勺超聲波，足可以清洗掉直徑小到O.5um的微粒。 超聲波清洗的

47、原理：當(dāng)超聲波經(jīng)過液體介質(zhì)時(shí)，將以極高的頻率壓 迫液體介質(zhì)振動(dòng)，使液體分子產(chǎn)生正負(fù)交變的沖擊波。當(dāng)聲強(qiáng)達(dá)到一定 數(shù)值時(shí)，液體中急劇生長(zhǎng)微小空化氣泡并瞬時(shí)強(qiáng)烈閉合，產(chǎn)生強(qiáng)烈的微 爆炸和沖擊波使被清洗物表面的污物遭到破壞，并從被清洗表面脫落下 來。雖然每個(gè)空化氣泡的作用并不大，但每秒鐘有上億個(gè)空化氣泡在作 用，就具有很好的清洗效果。因?yàn)槌暡梢源┩腹腆w物質(zhì)而使整個(gè)液 體介質(zhì)振動(dòng)并產(chǎn)生空化氣泡，因此這種清洗方式不存在清洗不到的死角， 而且業(yè)內(nèi)證明超聲波清洗的潔凈度高。 超聲波清洗的特點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。它特別適用于表面形狀復(fù)雜的工件，如對(duì)精密工件上的空穴、狹縫、凹槽

48、、微孔及暗 洞等處，通常的洗刷方法難以奏效，利用超聲卻可以得到良 堿的 好的效果，效果的比較如下表 清洗方法 剩余殘留物:| r清洗方法 剩余殘留物/% 吹式清洗浸潤(rùn)式蒸汽式 86 70 65 11口“口，QIT 刷子式 超聲清洗 80-0.5 表2-1清洗效果比較 在很多場(chǎng)合下，可以用水劑代替有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗，或降低酸、 濃度。在一些難以清洗并有損人體健康的場(chǎng)合，如核工業(yè)及醫(yī)療中的放射性污物等，就可以使用超聲清洗。在大型工業(yè)生產(chǎn)中，還可以比較方便的實(shí)現(xiàn)遙控或自動(dòng)化。 超聲波清洗的另一個(gè)特點(diǎn)就是對(duì)質(zhì)地較硬、聲反射強(qiáng)的材料，如金 屬、玻璃、塑料等，其清

49、洗效果較好；而對(duì)質(zhì)地較軟、聲吸收較大的材料，如橡膠、布料等，清洗效果就要差一些。 第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 總體方案設(shè)計(jì) 超聲洗碗機(jī)主要由進(jìn)水、排水系統(tǒng)，超聲清洗系統(tǒng)，噴臂沖洗系 統(tǒng)，消毒系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)等組成。其系統(tǒng)構(gòu)成圖如3-1所示。進(jìn)水系 統(tǒng)由進(jìn)水電磁閥與水位開關(guān)組成；排水系統(tǒng)由排水電磁閥、排水泵以及 水位開關(guān)組成；消毒系統(tǒng)采用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行消毒； 力口 熱系統(tǒng)是由功率為1100W的加熱器和最高允許溫度為90C的限溫器組成；根據(jù)餐具的裝取方式的不同門有頂開式和前開式兩種。由于超聲清洗時(shí)要求的水位較高，有350mn左右，對(duì)前

50、開式而言，高水位產(chǎn)生的大壓力會(huì)增加門的密封的難度，因而采取頂開式，這樣容易滿足密封要 求，同時(shí)也減少了洗碗機(jī)所占的橫向面積。 進(jìn)水系統(tǒng)］ #水系 統(tǒng)吉、中水IM開關(guān) 冰電磁闡 ±律水電 ±井水泵 4水位開E  圖3-1洗碗機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成圖 下面介紹各重要部件的設(shè)計(jì)。 3.2 重要部件的設(shè)計(jì) 321超聲清洗系統(tǒng) 超聲波清洗系統(tǒng)由三個(gè)核心部分組成，即清洗槽、超聲波發(fā)生器 和超聲波換能器。其結(jié)構(gòu)示意圖如3-2所示 122 $1011 圖3-2超聲清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 1-洗滌泵進(jìn)水孔2-洗滌泵排水孔3-排水泵進(jìn)水孔4-臭氧發(fā)生器輸 出口5-排水孔6-

51、超聲波換能器7-清洗槽8-超聲波發(fā)生器9-洗滌泵 出水孔10-進(jìn)水孔11-洗滌泵排水孔1.超聲清洗槽 超聲清洗槽的主要作用是容納清洗液和將要清洗的器件。根據(jù)洗 碗機(jī)的要求，現(xiàn)來確定清洗槽的結(jié)構(gòu)。 (1) 尺寸 清洗槽的尺寸大小是最主要的指標(biāo)。對(duì)于家用洗碗機(jī)，一般面向3八-5 口之家，因而根據(jù)能合理放置3?5個(gè)碗，4?8個(gè)盤子，3?5個(gè)杯子, 若干筷子、刀叉等餐具的碗籃的尺寸結(jié)構(gòu)，來選擇清洗槽的尺寸。 (2) 幾何形狀 由于超聲波的作用區(qū)域主要就是在洗滌槽內(nèi)，所以洗滌槽的幾何 形狀會(huì)影響到超聲波聲場(chǎng)在其中的分布。根據(jù)清洗量，洗滌槽設(shè)計(jì)為 470x410X420mrh的長(zhǎng)方體

52、這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，超聲聲場(chǎng)在其中的分布會(huì) 比較均勻，使洗滌槽的各個(gè)角落都能取得較好的清洗效果。為了防止 殘?jiān)氯礈毂煤团潘?，確保清洗過程正常進(jìn)行，清洗槽底部向外 凸出一小長(zhǎng)方體槽，底部與它之間加過濾網(wǎng)。洗滌泵和排水泵的進(jìn)水 口在此小長(zhǎng)方體內(nèi)，這樣就可以阻攔殘?jiān)?。同時(shí)，加熱器放置在此小長(zhǎng) 方體內(nèi)，確保熱的均勻性和可靠性。為保證消毒效果最好，臭氧發(fā)生器 的輸出口即臭氧的出口放在洗滌槽的底部，使臭氧充分溶解在水中。 (3)槽壁的厚度 由于超聲水化腐蝕的影響，所以超聲波洗滌槽的槽壁總是或多或少 有一定的損耗。雖然這種損耗比較小，但是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)使超聲清 洗的一些參數(shù)發(fā)聲變化，

53、所以選擇316#,2mn不銹鋼板，此種鋼板耐腐 蝕性能較好，而且與換能器的粘結(jié)強(qiáng)度好。清洗槽的結(jié)構(gòu)圖如3-3所示。 圖3-3清洗槽結(jié)構(gòu)圖 322噴臂沖洗系統(tǒng) 為了保證沖洗的充分性，清洗泵出水口連接兩個(gè)噴臂，分別安裝 在洗滌槽底部和側(cè)面，即圖3-2中的2和11兩孔處, 圖3-4噴臂沖洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 從水平和垂直方向上對(duì)餐具進(jìn)行清洗。管路采用PVC材料的管和頭， 并用PVC膠進(jìn)行密封。PVC即聚氯乙烯，它有強(qiáng)度高、造價(jià)低、可回收利用、性能受環(huán)境影響小、安全衛(wèi)生等特點(diǎn)。噴臂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 如3-6所示。 323水位系統(tǒng) 進(jìn)、排水系統(tǒng)中最重要部分的就是采用何種水位開

54、關(guān)來檢測(cè)所需水 位，使結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，使用的部件最少，控制也較容易。而干簧管外加磁 鐵組成的結(jié)構(gòu)剛好滿足要求。超聲清洗和噴臂沖洗的水位要求不一樣，超聲清洗水位保證在350mm高左右，而噴臂沖洗所需水位為30mm左右的高度。對(duì)于排水是否完成的檢測(cè)，同樣選擇水位開關(guān)作為檢測(cè)的信 號(hào)，它的安裝高度保證不高于清洗槽的最低處, 水位系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)示意圖如3-5所示，其中標(biāo)3'處與圖3-2中3處相接。為防 止水位開關(guān)所在的管道在進(jìn)水時(shí)成為密閉端，用針管開小孔使管道 內(nèi)、外氣壓相通，保證水位開關(guān)的正常。 水位開關(guān)（高） 水位開關(guān)（中） 3' 含干先口的導(dǎo)柱 水位開關(guān)（低） 帶磁K的浮

55、子 液入排水現(xiàn) 圖3-5水位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 3.3結(jié)構(gòu)總成 根據(jù)上面設(shè)計(jì)的各部件，洗碗機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖如3-6所 示。其中限溫器通過導(dǎo)熱性好的密封蓋與加熱器相貼，當(dāng)發(fā)生空燒時(shí),有效進(jìn)行保護(hù) 靳水位開關(guān) 進(jìn)小電核回國(guó)聲液強(qiáng)能選 超慮菠發(fā)生器 溥洗液 iiH八soHW. Ww 音音洗摺 /吸收材料 :低水位開關(guān) 嘖符一?限溫器■'加熱器 T- /播水電’陋畫—ft水京；\艙子 碗新 餐具 同氧發(fā)生器

56、 第四章總結(jié)與展望 4.1 總結(jié) 洗碗機(jī)生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)比較成熟，但它主要適合國(guó)外以碟、盤 等扁平狀的餐具。而我國(guó)是以碗為主要餐具的國(guó)家，碗具類型、規(guī)格、 式樣五花八門，碗的凹度大，且比較油膩?，F(xiàn)有洗碗機(jī)大多采用噴臂 式，水流較強(qiáng)，但是沖刷點(diǎn)還是有可能不能遍布碗壁各處，洗滌效果并 不如洗碗機(jī)生產(chǎn)廠家標(biāo)榜的那樣好，且均需專用的洗滌劑。 迄今為止，超聲波清洗技術(shù)在家用洗碗機(jī)的應(yīng)用在我國(guó)還屬空白。 在世界上人口最多的中國(guó)，洗碗機(jī)有很廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)，尤其是無需任 何洗滌劑的超聲波洗碗機(jī)。因此，本課題所作的研究

57、工作具有非常重要 的意義。 現(xiàn)把設(shè)計(jì)中具有的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新之處總結(jié)如下: 1. 洗滌方式獨(dú)特。采用超聲波清洗，在洗滌過程中不需加入任何 洗滌劑，避免了洗滌劑對(duì)環(huán)境的污染，省去了沖洗洗凈劑和購(gòu)買專用 洗滌劑的麻煩，節(jié)約時(shí)間，也省電。同時(shí)，除超聲清洗外，還配備噴臂 沖洗，使清洗更加徹底避免了清洗死角。此外，在超聲清洗的排水過程 中，加上噴臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，這解決了超聲清洗存在的油污會(huì)重新豁附餐具 的缺點(diǎn)。這是本設(shè)計(jì)最突出的優(yōu)點(diǎn); 2. 噴洗形式的獨(dú)特。與市場(chǎng)上現(xiàn)有的上、下雙噴臂洗碗機(jī)不同的 是，此洗碗機(jī)的噴臂分別裝在洗滌槽的底部和側(cè)面，不單單從垂直方向 上對(duì)餐具進(jìn)行清洗，而且從水平方向也

58、進(jìn)行沖洗: 3. 選材新穎。采用不銹鋼清洗槽。長(zhǎng)期使用洗碗機(jī)也不易有異味， 且容易清洗。 4.2 前景展望 本課題所研制的洗碗機(jī)是比較成功的，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)，但同時(shí) 也還存在一些缺陷，因此所作的工作還有很多需要進(jìn)一步的研究。 1. 造價(jià)高。由于超聲波發(fā)生器和換能器的價(jià)格較貴，造成超聲波 洗碗機(jī)的造價(jià)較高，這是急需解決的問題; 2. 對(duì)于洗碗過程中的食物殘?jiān)?，雖洗碗機(jī)中設(shè)有過濾裝置，但最 終還是需要人工把它拿出，這并不能體現(xiàn)出洗碗機(jī)的全自動(dòng)化。因而 可以考慮在洗碗機(jī)內(nèi)設(shè)置電機(jī)帶動(dòng)帶有刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，攪碎食物殘 渣，使其能排出而不會(huì)堵塞下水管道; 3. 此洗碗機(jī)僅作為洗碗，可適當(dāng)考慮讓其與洗瓜果蔬菜結(jié)合起來， 達(dá)到一機(jī)多用，這樣更易得到消費(fèi)者的認(rèn)可，有利于此類產(chǎn)品的普及。 超聲波家用洗碗機(jī)是一個(gè)嶄新的產(chǎn)品，隨著人們對(duì)生活品質(zhì)要求 的越來越高，環(huán)保型的超聲波家用洗碗機(jī)將會(huì)成為繼洗衣機(jī)后消費(fèi)的又 一大熱點(diǎn)，因而它的市場(chǎng)前景將是非常廣闊。由于它的壞保、高效等優(yōu)點(diǎn)，終究有一天會(huì)普及全國(guó)。參考文獻(xiàn)：