一种高压超纯水喷淋装置

1.本发明涉及金属腔体内表面洁净处理装置技术领域，更具体地涉及一种高压超纯水喷淋装置。

背景技术：

2.目前，超导高频铌腔高压超纯水喷淋装置主要包括两种，其中一种采用腔体固定，喷淋杆上下运动的方式，其存在以下几个问题：1)由于喷淋杆与水路高压不锈钢软管连接且运动一致，喷淋杆的运动将会带动不锈钢软管运动，故需要较长的软管弥补运动位移量，这将导致较大水压降，无法对负载内表面顽固颗粒附着物进行有效清洁；2)软管运动过程中形状、弯曲程度等的变化将会导致水压稳定性变差；3)喷淋杆运动过程中，喷淋杆与水槽间密封用氟橡胶o圈极易磨损而导致漏水，需要经常更换。
3.另外一种采用喷淋杆固定，腔体旋转和上下运动的方式，腔体采用悬臂悬挂在支撑立柱上，腔体及悬挂臂的重力力臂较大，容易造成明显的腔体与喷淋杆同轴度偏差，必须配合刚度较大的支撑机构及相应配重和调整机构降低影响程度，整个机构及安装空间需求较大，易受空间限制，不利于紧凑空间安装运行。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高压超纯水喷淋装置，以实现较小的水压损失和在较小的空间内安装。
5.本发明提供一种高压超纯水喷淋装置，包括：
6.支撑机构，固定在地面；
7.运动机构，包括滑动机构和旋转机构，所述滑动机构设置于所述支撑机构上，所述旋转机构固定在所述滑动机构上；
8.喷淋机构，固定在地面，包括依次连接的高压水泵、过滤器和喷淋杆，所述喷淋杆沿z向设置且穿过旋转机构和滑动机构。
9.进一步地，所述支撑机构包括支撑架，所述支撑架包括固定在地面的支撑底座，所述支撑底座上设置有两间隔且沿z向延伸的竖梁，两竖梁之间连接有多个间隔且沿y向延伸的横梁。
10.进一步地，两竖梁上分别设置有第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的两端分别与所述竖梁和所述支撑底座连接，所述第二支撑杆的两端分别与所述竖梁和地面连接。
11.进一步地，所述滑动机构包括滑动架，所述滑动架上设置有多个滑块，两竖梁上分别设置有与所述滑块相配合的导轨。
12.进一步地，所述滑动机构还包括丝杆、螺母和第一驱动马达，所述丝杆的两端分别安装在所述支撑底座和最上端的横梁上，所述螺母安装在所述丝杆上，所述第一驱动马达与所述丝杆连接，所述滑动架与所述螺母固定连接。
13.进一步地，所述滑动架包括沿y向设置的背板，所述背板的y向两端分别设置有沿x向延伸的托举臂，所述滑块设置在所述背板上，所述螺母与所述背板固定连接。
14.进一步地，所述旋转机构包括第二驱动马达、第一皮带轮和第二皮带轮，所述第二驱动马达固定在所述背板上，所述第一皮带轮与所述第二驱动马达的驱动轴连接，所述第二皮带轮通过皮带与所述第一皮带轮联动，所述第二皮带轮通过轴承与一旋转盘连接，所述旋转盘上固定有负载支撑圆盘。
15.进一步地，所述轴承包括轴承内圈、轴承外圈和夹设在两者之间的滚珠，所述旋转盘上设置有一台阶，所述台阶与所述轴承内圈的上端过盈配合，所述轴承内圈的下端与所述第二皮带轮配合，并通过卡环紧固。
16.进一步地，所述轴承外圈外套设有托举方盘，所述托举方盘位于所述旋转盘的下方并与所述旋转盘之间具有间隙。
17.进一步地，所述皮带上设置有旋转编码器，所述旋转编码器的旋转轮与所述第二皮带轮啮合。
18.进一步地，所述皮带外套设有外罩。
19.进一步地，两托举臂上均设置有负载平移机构，所述负载平移机构包括滑动臂和滑轨，所述滑轨沿x向设置在所述托举臂上，所述滑动臂设置在所述滑轨上，所述负载支撑圆盘与所述滑动臂可拆卸连接。
20.进一步地，所述滑动臂上设置有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆与所述滑轨可分离触接。
21.进一步地，所述喷淋杆顶端设置有喷淋头，所述喷淋头沿周向具有多个喷淋孔。
22.进一步地，所述喷淋杆的底部设置有支撑管，所述支撑管外套设有下水盘，所述下水盘固定在地面，所述下水盘与所述支撑管的连接处设置有密封圈，所述下水盘上设置有出水口。
23.进一步地，还包括挡水罩，所述挡水罩包括罩体和支撑盘，所述支撑盘位于所述负载支撑圆盘的下方并固定在两托举臂上，所述罩体的底端则与所述支撑盘插接，所述罩体将所述负载支撑圆盘和所述喷淋杆遮蔽。
24.进一步地，所述罩体和所述支撑盘均由对称的两半拼接而成。
25.进一步地，所述支撑盘上设置有下水口。
26.进一步地，还包括控制装置，所述控制装置与所述高压水泵、所述第一驱动马达、所述第二驱动马达和所述旋转编码器电连接或通讯连接。
27.进一步地，所述控制装置包括触摸显示屏，所述触摸显示屏上设置有急停按钮。
28.进一步地，所述竖梁上设置有与所述控制装置电连接或通讯连接的位移传感器、上限位开关和下限位开关。
29.本发明的高压超纯水喷淋装置，采用喷淋杆固定、负载运动的方式实现负载的清洗，通过滑动机构和旋转机构实现负载的上下和旋转运动，有效地缩短了超纯水管路的长度，从而减小了水压损失；且结构紧凑。
附图说明
30.图1a是根据本发明实施例的高压超纯水喷淋装置的结构示意图；
31.图1b是图1a的侧视图；
32.图2a是根据本发明实施例的支撑机构的结构示意图；
33.图2b是图2a的侧视图；
34.图3a是根据本发明实施例的滑动机构的结构示意图；
35.图3b是图3a的主视图；
36.图3c是图3a的右视图；
37.图4a是根据本发明实施例的旋转机构的结构示意图；
38.图4b是图4a的剖视图；
39.图4c是图4b的左侧放大示意图；
40.图5a是根据本发明实施例的负载平移机构的结构示意图；
41.图5b是图5a的俯视图；
42.图6是根据本发明实施例的喷淋机构的结构示意图；
43.图7a是根据本发明实施例的挡水罩的结构示意图；
44.图7b是图7a的俯视图；
45.图8是根据本发明实施例的控制箱的结构示意图。
具体实施方式
46.下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
47.如图1a和图1b所示，本发明实施例提供一种高压超纯水(水电阻率＞18mω
·
cm)喷淋装置，用于在超净间内清洗超导高频腔等装置，包括支撑机构1、运动机构2和喷淋机构3，如图2a和图2b所示，支撑机构1包括支撑架11，支撑架11包括固定在地面的支撑底座111，支撑底座111上设置有两间隔且沿z向延伸的竖梁112，两竖梁112之间连接有多个间隔且沿y向延伸的横梁113，从而形成一框架结构；两竖梁112上分别设置有第一支撑杆12和第二支撑杆13，第一支撑杆12的两端分别与竖梁112和支撑底座111连接，第二支撑杆13的两端分别与竖梁112和地面连接，从而对支撑架11进行支撑。具体地，支撑底座11上设置有第一接口螺杆1111，竖梁112上设置有第二接口螺杆1121，第一支撑杆12的两端则设置有与接口螺杆相匹配的螺纹，第一支撑杆12与第一接口螺杆1111和第二接口螺杆1121螺纹连接，通过旋转第一支撑杆12，可以调整其与接口螺杆1121连接的松紧度，从而实现支撑架11沿y向的倾斜度——即水平度的调整；类似的，竖梁112上还设置有第三接口螺杆1122，地面上则设置有第四接口螺杆14，第二支撑杆12的两端设置有与接口螺杆匹配的螺纹，从而使其与接口螺杆螺纹连接，通过旋转第二支撑杆13，可以实现支撑架11沿x向的倾斜度——即垂直度的调整；支撑底座111与地面可通过四个m12膨胀螺钉固定连接。
48.运动机构2包括滑动机构21和旋转机构22，其中滑动机构21设置在竖梁112上并可沿z向上下运动，旋转机构22则固定在滑动机构21上，一方面可随滑动机构21沿z向上下运动，另一方面也可实现在xy平面内的旋转。
49.如图3a-图3c所示，滑动机构21包括滑动架211，滑动架211上设置有多个滑块212，两竖梁112上分别设置有与滑块212相配合的导轨213，滑块212沿着导轨213上下滑动，从而使滑动架211沿z向上下运动。滑动架211的滑动可通过一滚珠丝杆机构214来驱动，其包括相互配合的丝杆2141和螺母2142，丝杆2141沿z向设置，且其两端分别通过安装座2143安装在支撑底座111和最上端横梁113上，螺母2142安装在丝杆2141上，随着丝杆2141的转动而
沿丝杆2141上下滑动，滑动架211与螺母2142固定连接，从而在螺母2142的带动下沿z向上下运动；支撑底座111上还设置有第一驱动马达2144，其与丝杆2141连接，用于驱动丝杆2141转动，从而使滑动架211和螺母2142上下运动。
50.滑动架211包括沿y向设置的背板2111，背板2111的y向两端分别设置有沿x向延伸的托举臂2112，滑块212设置在背板2111上，螺母2142与背板2111固定连接。
51.如图4a和图4b所示，旋转机构22包括第二驱动马达221、第一皮带轮222和第二皮带轮223，第二驱动马达221通过固定座2211固定在背板2111上，第一皮带轮222与第二驱动马达221的驱动轴连接，并通过皮带224与第二皮带轮223联动，第二皮带轮223通过轴承225与旋转盘226连接，旋转盘226上固定有负载支撑圆盘227，超导高频腔等负载安装在负载支撑圆盘227上，这样，在第二驱动马达221的驱动下，第一皮带轮222将通过皮带224带动第二皮带轮223同步旋转，第二皮带轮223则通过轴承225带动旋转盘226同步旋转，从而使负载支撑圆盘227和其上的负载也跟随旋转盘226同步旋转；由于旋转机构22安装在背板2111，因此其可跟随背板2111沿z向上下运动，这样，在第一驱动马达2114和第二驱动马达221的驱动下，负载可实现沿z向的上下运动和在xy平面的旋转运动。
52.如图4c所示，轴承225包括轴承内圈2251、轴承外圈2252和夹设在两者之间的不锈钢陶瓷混合滚珠2253，采用不锈钢陶瓷混合轴承可无润滑低速长期运转，保证洁净度无污染；旋转盘226上焊接有一台阶2261，其与轴承内圈2251的上端过盈配合，轴承内圈2251的下端与第二皮带轮223配合，并通过卡环2231紧固。通过台阶2261一方面可以实现轴承225对旋转盘226的支撑，另一方面也可以使轴承225和旋转盘226之间留有间隙而避免摩擦，从而实现轴承225带动旋转盘226旋转。
53.轴承外圈2252外套设有托举方盘228，其位于旋转盘226的下方，并与旋转盘226之间留有一定间隙，避免工作时两者间产生摩擦，托举方盘228与轴承外圈2252间有8个m6螺杆(内圈4个，外圈4个)，即旋转盘调整螺杆230，用于调整旋转盘226的水平度。原理为：拧松外圈4个调整螺杆230，根据旋转盘226水平度(或各个方向的高低，采用水平仪测量)，分别多次微调整内圈4个调整螺杆230，使得水平度满足设备使用要求；然后拧紧外圈4个调整螺杆230以固定托举方盘228与轴承外圈2252。
54.皮带224上设置有旋转编码器229，其转轴上安装有旋转轮，旋转轮的轮齿与第二皮带轮223啮合，从而实现旋转轮与第二皮带轮223的同步旋转，通过旋转编码器229输出的光电信号来判断皮带轮或马达驱动等是否有丢转等异常现象。
55.皮带224外还套设有外罩2241，防止旋转时磨损掉落的颗粒污染超净间。
56.如图5a和图5b所示，两个托举臂2112上均设置有负载平移机构4，包括滑动臂41和滑轨42，滑轨42沿x向设置在托举臂2112上，滑动臂41上设置有滚轮411，滚轮411与滑轨42配合，其可在滑轨42滑动，从而使滑动臂41沿x向运动；滑动臂41还与负载支撑圆盘227可拆卸固定连接，从而使负载支撑圆盘227跟随滑动臂41沿x向运动。
57.滑动臂41上还设置有锁紧螺杆412，通过旋转锁紧螺杆412，可以使其接触或离开滑轨42，从而实现滑动臂41的锁紧与放松。
58.如图6所示，喷淋机构3包括高压水泵31(参见图1a和图1b)、过滤器32和喷淋杆33，第二皮带轮223、旋转盘226和负载支撑圆盘227上均具有通孔，喷淋杆33沿z向延伸并依次穿过第二皮带轮223、轴承225、旋转盘226和负载支撑圆盘227，喷淋杆33顶端设置有喷淋头
331，其沿周向具有多个喷淋孔3311，高压水泵31、过滤器32和喷淋杆33通过管路相连，从而将高压水过滤后由喷淋杆33顶端的喷淋头331喷出，对负载支撑圆盘227上的负载进行清洗。
59.喷淋杆33的底部套设有支撑管34，从而使喷淋杆33更加牢固，支撑管34外则套设有下水盘35，其通过支架36固定在地面，下水盘35与支撑管34的连接处通过氟胶圈36密封，避免漏水；下水盘35上还设置有出水口351，以收集清洗后的污水。下水盘35一方面可以对喷淋杆33起到支撑作用，另一方面也可以收集清洗后的污水。
60.在本实施例中，高压水泵31选用hydra-cell d15系列，可完全隔离油水，轻松实现＞13l/min@100bar的水压和水流量要求；通过超纯水专用pvc管连接超纯水池与高压水泵31；高压水泵31出口处安装安全阀(压强120bar)保护装置；通过变频调节水泵转速、实现压力调节。高压水泵可调频率范围10-50hz，精度为0.1hz。过滤器32选用cell,0.2um@100bar过滤芯，安装于特制加工的配套不锈钢筒，从而过滤掉水管路内的残留杂志，保证水质。管路可选用ep级304钢管，接头处采用四氟圈密封，可耐高压达150bar。
61.如图7a和图7b所示，该高压超纯水喷淋装置还包括挡水罩5，其包括罩体51和支撑盘52，支撑盘52位于负载支撑圆盘227的上方并固定在两托举臂2112上，罩体51的底端则与支撑盘52插接，并将负载支撑圆盘227、负载和喷淋杆33遮蔽，防止清洗时的水溅射至超净间的其他区域，保证超净间内的清洁度。
62.为了便于装卸，罩体51和支撑盘52均由对称的两半拼接而成，其通过卡扣连接固定。支撑盘52可通过安装架521安装在两托举臂2112上，从而实现固定。
63.支撑盘52上还设置有下水口522，通过下水口522可将清洗后的污水排入下水盘35中，以实现污水的回收。
64.如图8所示，该高压超纯水喷淋装置还包括控制装置6，其与高压水泵31、第一驱动马达2114和第二驱动马达221电连接或通讯连接，通过控制它们的转速来控制负载上下运动和旋转的速率，并控制超纯水的压力及通断。
65.为防止机械或电机故障停止运动，造成对负载内表面局部长时间冲洗而导致损伤，竖梁112上设置有位移传感器215，用于实时测量负载的位移并将其反馈至控制装置6，控制装置6还实时接收旋转编码器229的光电信号，这样，当在一定时间内(一般为2秒，可根据需求进行设置)检测到负载的位移与控制装置设定值不同步，说明出现故障，控制装置6即报警并停止高压水泵31，等待检修与复位。
66.继续参照图3a，竖梁112上还设置有上限位开关216和下限位开关217，其分别与控制装置6电连接或通讯连接，当滑块212触及限位开关时，控制装置6将直接关闭第一驱动马达2114、第二驱动马达221和高压水泵31，使喷淋装置停止运转。
67.控制装置6包括触摸显示屏61，通过触摸显示屏61可设置各种参数，例如上下运动速率和次数、旋转速率和上下运动的行程等，从而实现人机交互。触摸显示屏61上还设置有急停按钮，按下后，喷淋装置将停止运转。
68.控制装置6可设置在支撑架11上，支撑架11外设置有隔离罩7，从而将支撑机构1与喷淋区域分隔开，避免或减少对喷淋区域的洁净度的影响。隔离罩7可以为透明材料制成，例如为有机玻璃，触摸屏61设置在隔离罩7上，从而方便对其进行操作。
69.本发明的高压超纯水喷淋装置的工作过程如下：
70.控制装置6控制滑动架211沿z向向下运动，从而使负载支撑圆盘227下降到合适位置，将负载安装在负载支撑圆盘227上，安装好后控制滑动架211向上运动至超过喷淋杆33顶端，将负载支撑圆盘227与旋转盘226解除固定，并使负载支撑圆盘227与滑动臂41旋转锁紧螺杆412，使其离开滑轨42，然后推动滑动臂41朝喷淋杆33移动，使负载支撑圆盘227的通孔位于喷淋杆33的正上方，然后旋转锁紧螺杆412，使其与滑轨42接触，实现锁紧，然后将负载支撑圆盘227与滑动臂41解除连接，并使负载支撑圆盘227重新与旋转盘226固定，然后控制滑动架211下降，使喷淋杆33顶端穿过负载支撑圆盘227，然后控制高压水泵31打开，由喷淋杆33顶端的喷淋头331喷出高压超纯水，对负载进行清洗，在清洗的过程中，控制装置6根据预设的程序控制负载上下运动及旋转；完成清洗后，高压水泵31停止工作，然后控制滑动架211上升，通过滑动臂41使负载远离喷淋杆33，然后下降至合适位置，拆除负载。
71.本发明实施例提供的高压超纯水喷淋装置，采用喷淋杆33固定、负载运动的方式实现负载的清洗，通过滑动机构21和旋转机构22实现负载的上下和旋转运动，有效地缩短了超纯水管路的长度，从而减小了水压损失；且结构紧凑。
72.以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

技术特征：

1.一种高压超纯水喷淋装置，其特征在于，包括：支撑机构，固定在地面；运动机构，包括滑动机构和旋转机构，所述滑动机构设置于所述支撑机构上，所述旋转机构固定在所述滑动机构上；喷淋机构，固定在地面，包括依次连接的高压水泵、过滤器和喷淋杆，所述喷淋杆沿z向设置且穿过旋转机构和滑动机构。2.根据权利要求1所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述支撑机构包括支撑架，所述支撑架包括固定在地面的支撑底座，所述支撑底座上设置有两间隔且沿z向延伸的竖梁，两竖梁之间连接有多个间隔且沿y向延伸的横梁。3.根据权利要求2所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，两竖梁上分别设置有第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的两端分别与所述竖梁和所述支撑底座连接，所述第二支撑杆的两端分别与所述竖梁和地面连接。4.根据权利要求2所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述滑动机构包括滑动架，所述滑动架上设置有多个滑块，两竖梁上分别设置有与所述滑块相配合的导轨。5.根据权利要求4所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述滑动机构还包括丝杆、螺母和第一驱动马达，所述丝杆的两端分别安装在所述支撑底座和最上端的横梁上，所述螺母安装在所述丝杆上，所述第一驱动马达与所述丝杆连接，所述滑动架与所述螺母固定连接。6.根据权利要求5所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述滑动架包括沿y向设置的背板，所述背板的y向两端分别设置有沿x向延伸的托举臂，所述滑块设置在所述背板上，所述螺母与所述背板固定连接。7.根据权利要求6所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述旋转机构包括第二驱动马达、第一皮带轮和第二皮带轮，所述第二驱动马达固定在所述背板上，所述第一皮带轮与所述第二驱动马达的驱动轴连接，所述第二皮带轮通过皮带与所述第一皮带轮联动，所述第二皮带轮通过轴承与一旋转盘连接，所述旋转盘上固定有负载支撑圆盘。8.根据权利要求7所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述轴承包括轴承内圈、轴承外圈和夹设在两者之间的滚珠，所述旋转盘上设置有一台阶，所述台阶与所述轴承内圈的上端过盈配合，所述轴承内圈的下端与所述第二皮带轮配合，并通过卡环紧固。9.根据权利要求8所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述轴承外圈外套设有托举方盘，所述托举方盘位于所述旋转盘的下方并与所述旋转盘之间具有间隙。10.根据权利要求7所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述皮带上设置有旋转编码器，所述旋转编码器的旋转轮与所述第二皮带轮啮合。11.根据权利要求7所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述皮带外套设有外罩。12.根据权利要求7所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，两托举臂上均设置有负载平移机构，所述负载平移机构包括滑动臂和滑轨，所述滑轨沿x向设置在所述托举臂上，所述滑动臂设置在所述滑轨上，所述负载支撑圆盘与所述滑动臂可拆卸连接。13.根据权利要求12所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述滑动臂上设置有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆与所述滑轨可分离触接。14.根据权利要求1所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述喷淋杆顶端设置有
喷淋头，所述喷淋头沿周向具有多个喷淋孔。15.根据权利要求1所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述喷淋杆的底部设置有支撑管，所述支撑管外套设有下水盘，所述下水盘固定在地面，所述下水盘与所述支撑管的连接处设置有密封圈，所述下水盘上设置有出水口。16.根据权利要求7所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，还包括挡水罩，所述挡水罩包括罩体和支撑盘，所述支撑盘位于所述负载支撑圆盘的下方并固定在两托举臂上，所述罩体的底端则与所述支撑盘插接，所述罩体将所述负载支撑圆盘和所述喷淋杆遮蔽。17.根据权利要求16所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述罩体和所述支撑盘均由对称的两半拼接而成。18.根据权利要求16所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述支撑盘上设置有下水口。19.根据权利要求10所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述高压水泵、所述第一驱动马达、所述第二驱动马达和所述旋转编码器电连接或通讯连接。20.根据权利要求19所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述控制装置包括触摸显示屏，所述触摸显示屏上设置有急停按钮。21.根据权利要求19所述的高压超纯水喷淋装置，其特征在于，所述竖梁上设置有与所述控制装置电连接或通讯连接的位移传感器、上限位开关和下限位开关。

技术总结

本发明涉及一种高压超纯水喷淋装置，包括：支撑机构，固定在地面；运动机构，包括滑动机构和旋转机构，所述滑动机构设置于所述支撑机构上，所述旋转机构固定在所述滑动机构上；喷淋机构，固定在地面，包括依次连接的高压泵、过滤器和喷淋杆，所述喷淋杆沿Z向设置且穿过旋转机构和滑动机构。本发明的高压超纯水喷淋装置，采用喷淋杆固定、负载运动的方式实现负载的清洗，通过滑动机构和旋转机构实现负载的上下和旋转运动，有效地缩短了超纯水管路的长度，从而减小了水压损失；且结构紧凑。且结构紧凑。且结构紧凑。