本發明專利技術公開了一種基于高壓靜電的無接觸式清洗裝置，包括：高壓電源，用以產生脈沖電壓；電極板(11)，與所述待清洗的金屬板(2)分別連接到高壓電源的兩極，以形成電場，且該電極板(11)面對污染液的表面上設置有陣列布置的尖端凸起(12)；收集板(13)，緊貼所述尖端凸起(12)設置在電極板(11)與所述待清潔的金屬板(2)之間，用以收集污染液；金屬板(2)表面的污染液在所述電場作用下形成射流，并通過所述尖端凸起(12)導引，射到所述收集板(13)上，完成污染液的收集。本發明專利技術還公開了一種清洗金屬板表面的方法。本發明專利技術可以進行無接觸的清洗，不會對物體表面產生損傷。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于清洗
，具體涉及基于高壓靜電的無接觸式清洗方法與裝置。
技術介紹
在各種工業應用與實驗研究中，需要使用到各種油液、溶液、試劑等，因此會產生各種油污、殘液和表面浮層污染等。這些污染以及殘余物對于裝置都會產生影響，如引起物質變性、工藝破壞等，并最終影響產品質量或研究效果。因此，需要對儀器設備進行適時清洗。現有的清洗方法包括機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗、高頻超聲清洗、激光清洗、紫外光清洗等。其中機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗、高頻超聲清洗(CN200710123603. 0，CN201010624388. 4)屬于接觸式清洗， 清洗效果顯著并是現在最主要的清洗手段；激光清洗(CN200810134880. 6)、紫外光清洗 (CN200610126514. 7)為無接觸式清洗，利用污染物對光能的吸收從而達到清洗的目的。對于接觸清洗，其成本低，但對精密儀器和軟性表面清洗時，會損壞物體表面；對于分接觸式清洗，其成本高，對被清洗污物有特殊要求，適用范圍有限。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于，提供一種基于高壓靜電的無接觸式清洗裝置，能夠對金屬表面上的液態或半液態污染物，或者濕潤后的雜質、塵埃等進行無接觸清洗。為實現該專利技術目的所采用的技術方案如下一種基于高壓靜電的無接觸式清洗裝置，用于對待清洗的金屬板表面的污染液進行清洗，其包括高壓電源，用以產生脈沖電壓；電極板，與所述待清洗的金屬板分別連接到高壓電源的兩極，以形成電場，且該電極板面對污染液的一面上設置有陣列布置的尖端凸起；收集板，緊貼著電極板尖端設置在電極板與所述待清潔的金屬板之間，用以收集污染液；金屬板表面的污染液在所述電場作用下形成射流，并通過所述尖端凸起導引，射到所述收集板上，完成污染液的收集。本專利技術所述的收集板為介電常數較小的絕緣體。高壓電源發生器可以產生脈沖電壓，電壓范圍值在l-40kV。電極板上附有若干陣列的尖端凸起，可使電場在該處集中，成為液體污染物射流時的導引。收集板為介電常數較小的絕緣體，緊貼在電極板尖端上方，并可方便拆卸以便及時清洗。當金屬表面上的污染物為非液態時，需要對其進行預濕潤處理，使其形成液態層。本專利技術的另一目的在于提供一種金屬板表面清洗的方法，通過收集金屬板表面的污染液，實現對金屬板表面的清洗，具體包括如下步驟(1)將金屬板和一電極板分別連接到高壓電源的負極和正極，使兩板之間形成電場，其中，該金屬板待清洗表面面向所述電極板，該電極板在面向金屬板的表面上設置有陣列布置的多個尖端凸起；(2)在金屬板和電極板之間設置收集板，且該收集板緊貼于電極板尖端凸起；(3)開啟電源，在金屬板和電極板之間施加脈沖電壓，金屬板表面的污染液在所述電場作用下形成射流，并通過所述尖端凸起導引射到所述收集板上，完成污染液的收集。當金屬表面上的污染物為非液態時，需要對其進行預濕潤處理，使其形成液態薄層。兩電極板間施加脈沖電壓，在脈沖電壓的峰值處將觸發射流，在脈沖電壓的最小值處將維持射流，從而將污染物吸入收集板。本方法中可以多次重復上述清洗步驟，直至清洗干凈。與現有的接觸式清洗方法相比，該清洗方法可對污染表面進行無接觸清洗。與激光清洗、紫外光清洗等無接觸式清洗方法相比，該方法成本低，設備簡單，不會對物體表面產生損傷。此外，該清洗方法還具有以下優點可對大型不易拆裝設備進行局部清洗；可對微小結構進行清洗。附圖說明圖1是該清洗裝置的總結構圖。圖2是該清洗裝置的清洗原理示意圖。圖3是該清洗裝置的施加電壓示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行具體說明。本專利技術的裝置主要由高壓電源、金屬電極板11、絕緣收集板13等組成，金屬電極板11與污染金屬表面2間通過導線連接到高壓電源兩極上，在兩極板之間形成電場。金屬電極板11上附有多個尖端12，兩金屬板被連接在高壓電源兩極上，其中一金屬板上有尖端，可視為清洗裝置的電極板11 ；另一金屬板上有液體薄層22，可視為污染金屬表面2。在兩金屬板間施加了高壓后，所形成的強電場將使得液體污染物薄層產生感應， 薄層外表面將聚集自由電子，同時薄層也將被極化。最終在電場力的作用下，形成錐形向外凸出，形成泰勒錐(Taylor-Cone)，繼而產生射流(jet)，射向正電極的尖端。位于兩電極板間的污染物收集板13將收集到液體污染物。正極金屬電極板上的尖端12將使局部電場增強，以增強清洗效果。本實施例中的清洗方法可分為如下幾步1、器件金屬(如不銹鋼)表面上粘有溶液(實驗中采用PEO溶液)，使之形成液體薄層；并使不銹鋼基板與高壓電源的負極相連。2、高壓電源的正極連接上另一金屬板，其上帶有類似針頭的尖端，使之靠近液體薄層。3、接通高壓電源，在尖端與液體薄層之間將產生電場，使液體薄層收電場力的作用，產生射流，射向尖端。若在尖端前方另附加一絕緣且易吸附液體的收集板，則可使液體薄層被清洗干凈。基于高壓靜電的無接觸式清洗方法的實現原理(如圖2所示)為將液體污染物 22視為漏電介質(leaky-dielectric)或半絕緣體(semi-insulator)薄層(film)；在液體污染物薄層之上覆蓋清洗裝置后，清洗裝置的金屬電極板11與污染金屬表面21可以視為一個平板電容器。當液體污染物22與收集板13之間施加一個高壓靜電場時，由于液體污染物可視為半導電性物質，將在電場中產生極化并受到電場力的作用而從原表面脫離，射向收集板， 并最終滴落在收集板上。權利要求1.一種基于高壓靜電的無接觸式清洗裝置，用于對待清洗的金屬板表面的污染液進行清洗，其包括高壓電源，用以產生脈沖電壓；電極板(11)，與所述待清洗的金屬板⑵分別連接到高壓電源的兩極，以形成電場，且該電極板(11)面對污染液的表面上設置有陣列布置的尖端凸起(12)；收集板(13)，緊貼所述尖端凸起(1 設置在電極板(11)與所述待清潔的金屬板(2) 之間，用以收集污染液；金屬板( 表面的污染液在所述電場作用下形成射流，并通過所述尖端凸起(12)導引，射到所述收集板(1 上，完成污染液的收集。2.根據權利要求1所述的無接觸式清洗裝置，其特征在于，當金屬板00)表面上的污染物為非液態時，對其進行預濕潤處理，使其形成液態層或半液態層。3.根據權利要求1或2所述的無接觸式清洗裝置，其特征在于，所述收集板(1 為絕緣板。4.根據權利要求1-3之一所述的無接觸式清洗裝置，其特征在于，所述高壓電源的電壓范圍值在l_40kV。5.一種清洗金屬板表面的方法，通過收集金屬板表面的污染液，實現對金屬板表面的清洗，具體包括如下步驟(1)將金屬板和一電極板分別連接到高壓電源的負極和正極，使兩板之間形成電場，其中，該金屬板的待清洗表面面對所述電極板，該電極板在面向金屬板的表面上設置有陣列布置的多個尖端凸起；(2)在金屬板和電極板之間設置收集板，且該收集板緊貼于電極板尖端凸起；(3)開啟電源，在金屬板和電極板之間施加脈沖電壓，金屬板表面的污染液在所述電場作用下形成射流，并通過所述尖端凸起導引射到所述收集板上，完成污染液的收集。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，當金屬表面上的污染物為非液態時，對其進行預濕潤處理，使其形成液態薄層。7.根據權利要求5或6所述的方法，其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃永安，尹周平，布寧斌，鄧輝旭，劉慧敏，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：
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