一种光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法技术

本发明专利技术公开了一种光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法，包括上料、超声清洗、喷淋清洗、烘干出料和循环回收步骤。本发明专利技术能够有效解决对无磨料水溶解超精密抛光后的诸如KDP类的光学晶体元件的清洗问题。由于本发明专利技术清洗过程中没有固体颗粒物质，使用高频超声的冲刷作用和风淋等非接触式的清洗措施，防止了外力对软脆光学元件造成损害，保证了清洗元件的表面质量。本发明专利技术实现了对光学元件的多工位自动化清洗，并且将清洗过程中易挥发清洗液产生的挥发废气和清洗废液引导入循环回收系统，进行冷凝液化后回收再利用，实现环保无排放清洗，减少了浪费，防止了环境污染，提高了经济性。本发明专利技术的清洗参数实时可调，使清洗过程易于控制。

Automatic cleaning method for recycling and recycling volatile solvent of optical component

The invention discloses an automatic cleaning method for recycling and recycling volatile solvents of an optical component, which comprises the steps of feeding, ultrasonic cleaning, spray cleaning, drying, discharging and recycling. The invention can effectively solve the cleaning problem of an optical crystal element, such as KDP, after ultra fine polishing without abrasive water. Because there is no solid material of the invention in the cleaning process, cleaning measures of erosion and air shower non-contact using high frequency ultrasound, to prevent external damage to the soft and brittle optical components, ensure the surface quality of cleaning element. The invention realizes the multi station automatic cleaning of the optical elements, and the cleaning is easy to produce volatile volatile gas in the process of cleaning liquid and cleaning liquid is led into the recycling system, condensation after liquefaction recycling, to achieve environmental emissions free cleaning, reduce waste, prevent environmental pollution, improve the economy. The cleaning parameters of the invention can be adjusted in real time so that the cleaning process is easy to control.

【技术实现步骤摘要】
一种光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法
本专利技术涉及一种光学元件的清洗
，特别是一种光学元件挥发溶剂的超声辅助自动清洗方法。
技术介绍
大尺寸光学玻璃及晶体类元件广泛地应用在各类光学和非光学设备上，各种新型和尖端设备上的光学元件质量要求极高，例如：纳米级的表面粗糙度和平面度，极小的波前畸变和极高的洁净度，特殊的光学玻璃类元件如KDP晶体、氟化钙晶体等具有硬度低、易碎、易潮解的特性，对超精密加工和后续的清洗清洁工艺及设备都提出了很大的挑战。该类特殊的大尺寸高精度光学类元件的加工通常采用先进的磁流变抛光、化学机械抛光、无磨料水溶解精密抛光及离子束抛光等精加工技术与方法。由于该类光学元件软脆易潮解等特性，在加工后的光学晶体元件表面往往会残留有金属离子、抛光液、有机杂质等污染物，对诸如镀膜等后续的工程应用造成困难，因此，需要对该类光学元件进行清洗。而象手工擦拭和水基清洗液等传统清洗方法对此类软脆易潮解光学元件则明显不适用，特别是对于尺寸较大且经过光学超精密加工后具有高质量的光学功能表面。同时传统的清洗方法劳动强度大，稳定性差，对劳动者素质要求较高，甚至一些有害的清洗剂会对劳动者本人造成伤害，因此可操作性差，具有一定的局限性，不能适应现代生产中规模化对高洁净度大尺寸光学晶体类元件的需求。在以往关于软脆易潮解光学晶体类元件的清洗方法的专利专利技术中，有以下不同类型的例子：中国专利CN102990480A公开了“基于离子束抛光的光学元件表面清洗方法”，该方法基于低能离子溅射原理的离子束抛光方法，并对单点金刚石车削或者磁流变抛光后的光学元件进行均匀扫略的清洗方法，该方法是利用离子束的能量将原子从工件表面剥离从而改善表面粗糙度，或者将嵌入的铁粉颗粒剥离而降低光学工件表面的粗糙度，该方法本质上是一种光学领域的超精密加工方法，相当于对已加工的超精密光学表面进行了二次的超精密光学加工。中国专利CN106140671A公开了一种KDP晶体磁流变抛光后的清洗方法，主要是采用对抛光后的KDP晶体进行射流冲洗和复合超声频率组合溶剂清洗相结合的方法，该方法可高效去除KDP晶体磁流变抛光产生的油膜和颗粒等各种污染，能获得较低的粗糙度，但由于颗粒物的存在，使用超声振动清洗对软脆存在一定风险。中国专利CN104588353A公开了一种大尺寸KDP晶体表面磁-射流清洗装置及清洗工艺，它将与抛光液相溶的低分子化学溶剂加压后，注入磁性清洗装置，利用清洗剂射流的冲蚀加速清洗剂对抛光液的溶解同时去除KDP晶体表面被清洗剂溶解的抛光液和游离的铁粉等残留物，而磁性清洗装置的磁力吸引帮助拔出、去除附着在KDP晶体表面的铁粉，该专利技术为大尺寸KDP晶体磁流变抛光表面提供了一种可靠、高效的残留物去除技术，但对清洗设备的精度和成本要求较高，不利于推广应用。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种既能可靠、高效去除残留物，又不改变已加工超精密光学元件表面精度，同时对清洗设备要求不高且价格低廉的光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法，所述的光学元件为无磨料水溶解超精密抛光后的KDP光学晶体元件，以下简称工件，具体方法包括以下步骤：A、上料旋动锁紧把手B，打开进料口门，操作人员将盛有待清洗工件的清洗篮放入进料槽，然后关闭进料口门，旋动锁紧把手B将进料口门关闭，打开工作开关启动清洗过程；处于初始位置的提拉气缸伸出气缸缸杆至进料槽，连接在其底部的吊篮架上的挂钩钩住清洗篮，然后提拉气缸缸杆缩回至上极限位置，同时带动整个清洗篮及工件向上移动，并给控制系统发出信号；控制系统检测到信号后使隔门气缸A带动隔门A向沿隔门滑轨A下运动将隔门打开，同时无杆气缸水平移动，带动提拉气缸进入超声清洗工位。B、超声清洗清洗开关开启之前，超声清洗槽中已经注满了专用的清洗液；当控制系统检测到无杆气缸运动至超声清洗槽上方时，隔门A在隔门气缸A的带动下关闭，超声清洗槽被单独隔离开来，同时超声清洗槽中的超声波振子开始振动；提拉气缸缸杆缓慢将工件放入超声清洗槽的清洗液中，工件悬浮在超声清洗槽中进行超声波清洗，清洗时间可自行设定；清洗完成后，超声振动停止，提拉气缸将工件向上提至上极限位置，隔门气缸B向下运动将超声清洗槽和喷淋清洗槽之间的隔门B沿隔门滑轨B向下打开，然后无杆气缸带动提拉气缸和工件移向喷淋清洗工位。C、喷淋清洗当控制系统检测到无杆气缸带动工件运动至喷淋清洗槽上方时，隔门B在隔门气缸B的带动下关闭，喷淋清洗槽被单独隔离开来；提拉气缸将工件缓慢放入喷淋清洗槽中，此时位于喷淋清洗槽前后壁上的喷淋清洗头喷射出专用清洗液对工件进行喷淋清洗，喷淋压力和喷淋时间均设置可调，工件在提拉气缸的带动进行上下往复运动实现均匀清洗；清洗完成后，喷淋清洗头停止喷射清洗液，提拉气缸带动工件运动至上极限位置，同时位于喷淋清洗槽和烘干出料槽之间的隔门C打开，无杆气缸带动提拉气缸和工件移向烘干出料工位。D、烘干出料当控制系统检测到无杆气缸带动工件运动至烘干出料槽上方时，隔门C关闭，烘干出料槽被单独隔离开来；提拉气缸将工件缓慢放入烘干出料槽中，此时送风管A和送风管B吹出纯净干燥的氮气将残留在工件表面的易挥发的清洗液带走，风淋的温度、时间和气压大小均设置可调；待工件被烘干后，蜂鸣器发出警报提醒操作人员进行出料；操作人员此时旋动出料口门上的锁紧把手A打开出料口门取出盛有被清洗工件的清洗篮，然后关闭出料口门，锁紧门把手A，并给控制系统发出信号进行复位动作；控制系统接收到复位动作后，提拉气缸开始向上运动至上极限位置，同时隔门A、隔门B、隔门C在各自隔门气缸的带动下打开，从而使主体内所有腔室连通，此时无杆气缸带动提拉气缸和清洗吊篮架回复至起始位置，然后隔门A、隔门B、隔门C在各自隔门气缸向的带动下关闭，继续保持各个工位隔离密闭；如此完成一个完整的清洗过程。E、循环回收清洗准备阶段，储液箱中的清洗液通过液泵经过滤器将干净的专用清洗液注入超声清洗槽；喷淋清洗时，储液箱中的清洗液通过液泵经过滤器将干净的专用清洗液通入喷淋清洗槽前后壁上的喷淋清洗头，喷头喷出具有一定压力的清洗液喷淋被清洗工件；烘干时，气源将干净的氮气通入位于烘干出料槽内壁的吹风管A和吹风管B，加速被清洗工件表面清洗液的挥发，实现烘干过程；清洗过程中，位于超声清洗槽、喷淋清洗槽和烘干出料槽上方的排气管道将挥发出来的废气导流至冷凝室，冷凝室内布置有冷凝铜管，压缩机提供的冷媒经过冷凝管形成低温，废气接触冷凝管被液化经冷凝室底部的排液管流至废液箱；清洗产生的废液分别经超声清洗槽的排液口A和喷淋清洗槽底部的排液口B流入废液箱，以便回收利用。进一步地，步骤B所述的超声清洗的频率为80～120kHz，清洗时间为0～10min；步骤C所述的喷淋压力为0.04～0.4MPa，喷淋时间为0～10min；步骤D所述的风淋的温度为20～50℃，风淋时间为0～10min，风淋气压大小为0.1～0.6MPa。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术能够有效解决对无磨料水溶解超精密抛光后的诸如KDP类的光学晶体元件的清洗问题。2、由于本专利技术清洗过程中没有固体颗粒物质，使用高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法，所述的光学元件为无磨料水溶解超精密抛光后的KDP光学晶体元件，以下简称工件，其特征在于：具体方法包括以下步骤：A、上料旋动锁紧把手B(45)，打开进料口门(42)，操作人员将盛有待清洗工件的清洗篮放入进料槽(1)，然后关闭进料口门(42)，旋动锁紧把手B(45)将进料口门(42)关闭，打开工作开关启动清洗过程；处于初始位置的提拉气缸(2)伸出气缸缸杆至进料槽(1)，连接在其底部的吊篮架(4)上的挂钩(5)钩住清洗篮，然后提拉气缸(2)缸杆缩回至上极限位置，同时带动整个清洗篮及工件向上移动，并给控制系统发出信号；控制系统检测到信号后使隔门气缸A(15)带动隔门A(13)向沿隔门滑轨A(39)下运动将隔门打开，同时无杆气缸(8)水平移动，带动提拉气缸(2)进入超声清洗工位；B、超声清洗清洗开关开启之前，超声清洗槽(9)中已经注满了专用的清洗液；当控制系统检测到无杆气缸(8)运动至超声清洗槽(9)上方时，隔门A(13)在隔门气缸A(15)的带动下关闭，超声清洗槽(9)被单独隔离开来，同时超声清洗槽(9)中的超声波振子(10)开始振动；提拉气缸(2)缸杆缓慢将工件放入超声清洗槽(9)的清洗液中，工件悬浮在超声清洗槽(9)中进行超声波清洗，清洗时间可自行设定；清洗完成后，超声振动停止，提拉气缸(2)将工件向上提至上极限位置，隔门气缸B(16)向下运动将超声清洗槽(9)和喷淋清洗槽(21)之间的隔门B(14)沿隔门滑轨B(40)向下打开，然后无杆气缸(8)带动提拉气缸(2)和工件移向喷淋清洗工位；C、喷淋清洗当控制系统检测到无杆气缸(8)带动工件运动至喷淋清洗槽(21)上方时，隔门B(14)在隔门气缸B(16)的带动下关闭，喷淋清洗槽(21)被单独隔离开来；提拉气缸(2)将工件缓慢放入喷淋清洗槽(21)中，此时位于喷淋清洗槽(21)前后壁上的喷淋清洗头(23)喷射出专用清洗液对工件进行喷淋清洗，喷淋压力和喷淋时间均设置可调，工件在提拉气缸(2)的带动进行上下往复运动实现均匀清洗；清洗完成后，喷淋清洗头(23)停止喷射清洗液，提拉气缸(2)带动工件运动至上极限位置，同时位于喷淋清洗槽(21)和烘干出料槽(26)之间的隔门C(25)打开，无杆气缸(8)带动提拉气缸(2)和工件移向烘干出料工位；D、烘干出料当控制系统检测到无杆气缸(8)带动工件运动至烘干出料槽(26)上方时，隔门C(25)关闭，烘干出料槽(26)被单独隔离开来；提拉气缸(2)将工件缓慢放入烘干出料槽(26)中，此时送风管A(27)和送风管B(28)吹出纯净干燥的氮气将残留在工件表面的易挥发的清洗液带走，风淋的温度、时间和气压大小均设置可调；待工件被烘干后，蜂鸣器发出警报提醒操作人员进行出料；操作人员此时旋动出料口门(29)上的锁紧把手A(32)打开出料口门(29)取出盛有被清洗工件的清洗篮，然后关闭出料口门(29)，锁紧门把手A，并给控制系统发出信号进行复位动作；控制系统接收到复位动作后，提拉气缸(2)开始向上运动至上极限位置，同时隔门A(13)、隔门B(14)、隔门C(25)在各自隔门气缸的带动下打开，从而使主体内所有腔室连通，此时无杆气缸(8)带动提拉气缸(2)和清洗吊篮架(4)回复至起始位置，然后隔门A(13)、隔门B(14)、隔门C(25)在各自隔门气缸向的带动下关闭，继续保持各个工位隔离密闭；如此完成一个完整的清洗过程；E、循环回收清洗准备阶段，储液箱中的清洗液通过液泵经过滤器将干净的专用清洗液注入超声清洗槽(9)；喷淋清洗时，储液箱中的清洗液通过液泵经过滤器将干净的专用清洗液通入喷淋清洗槽(21)前后壁上的喷淋清洗头(23)，喷头喷出具有一定压力的清洗液喷淋被清洗工件；烘干时，气源将干净的氮气通入位于烘干出料槽(26)内壁的吹风管A和吹风管B，加速被清洗工件表面清洗液的挥发，实现烘干过程；清洗过程中，位于超声清洗槽(9)、喷淋清洗槽(21)和烘干出料槽(26)上方的排气管道(46)将挥发出来的废气导流至冷凝室，冷凝室内布置有冷凝铜管，压缩机提供的冷媒经过冷凝管形成低温，废气接触冷凝管被液化经冷凝室底部的排液管流至废液箱；清洗产生的废液分别经超声清洗槽(9)的排液口A(11)和喷淋清洗槽(21)底部的排液口B(24)流入废液箱，以便回收利用。...

【技术特征摘要】
1.一种光学元件挥发溶剂循环回收利用的自动清洗方法，所述的光学元件为无磨料水溶解超精密抛光后的KDP光学晶体元件，以下简称工件，其特征在于：具体方法包括以下步骤：A、上料旋动锁紧把手B(45)，打开进料口门(42)，操作人员将盛有待清洗工件的清洗篮放入进料槽(1)，然后关闭进料口门(42)，旋动锁紧把手B(45)将进料口门(42)关闭，打开工作开关启动清洗过程；处于初始位置的提拉气缸(2)伸出气缸缸杆至进料槽(1)，连接在其底部的吊篮架(4)上的挂钩(5)钩住清洗篮，然后提拉气缸(2)缸杆缩回至上极限位置，同时带动整个清洗篮及工件向上移动，并给控制系统发出信号；控制系统检测到信号后使隔门气缸A(15)带动隔门A(13)向沿隔门滑轨A(39)下运动将隔门打开，同时无杆气缸(8)水平移动，带动提拉气缸(2)进入超声清洗工位；B、超声清洗清洗开关开启之前，超声清洗槽(9)中已经注满了专用的清洗液；当控制系统检测到无杆气缸(8)运动至超声清洗槽(9)上方时，隔门A(13)在隔门气缸A(15)的带动下关闭，超声清洗槽(9)被单独隔离开来，同时超声清洗槽(9)中的超声波振子(10)开始振动；提拉气缸(2)缸杆缓慢将工件放入超声清洗槽(9)的清洗液中，工件悬浮在超声清洗槽(9)中进行超声波清洗，清洗时间可自行设定；清洗完成后，超声振动停止，提拉气缸(2)将工件向上提至上极限位置，隔门气缸B(16)向下运动将超声清洗槽(9)和喷淋清洗槽(21)之间的隔门B(14)沿隔门滑轨B(40)向下打开，然后无杆气缸(8)带动提拉气缸(2)和工件移向喷淋清洗工位；C、喷淋清洗当控制系统检测到无杆气缸(8)带动工件运动至喷淋清洗槽(21)上方时，隔门B(14)在隔门气缸B(16)的带动下关闭，喷淋清洗槽(21)被单独隔离开来；提拉气缸(2)将工件缓慢放入喷淋清洗槽(21)中，此时位于喷淋清洗槽(21)前后壁上的喷淋清洗头(23)喷射出专用清洗液对工件进行喷淋清洗，喷淋压力和喷淋时间均设置可调，工件在提拉气缸(2)的带动进行上下往复运动实现均匀清洗；清洗完成后，喷淋清洗头(23)停止喷射清洗液，提拉气缸(2)带动工件运动至上极限位置，同时位于喷淋清洗槽(21)和烘干出料槽(26)之间的隔门C(25)打开，无杆气缸(8)带动提拉气缸(2)和工件移向烘干出料工位；D、烘干出料...

【专利技术属性】
技术研发人员：高航，陈玉川，王旭，郭东明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21