喷丸方法和装置制造方法及图纸

一种用于清洗表面的喷丸方法，其中加压载气经由喷丸管线（１０）供给到喷口（１４），且可经由进给管线（３２）供给流态ＣＯ↓［２］，并将其通过膨胀转换为干冰进给上述喷丸管线（１０），其特征在于，上述ＣＯ↓［２］从进给管线（３２）经由膨胀腔（３４）导入到上述喷丸管线（１０）内，该膨胀腔具有加大的截面。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于清洗表面的喷丸方法以及一种实施这种方法的装置，其中载气在加压下经由喷丸管线被供以喷口，且经由进给管线供以流态CO2，该流体通过膨胀被转换成干冰，再进给到上述喷丸管线中。
技术介绍
在专利US 5 616 067 A中公开了这种喷丸方法。CO2以流体形式导入到环绕喷丸管线的环形腔内，压缩空气经由上述管线。从此处，CO2经由一圆排会聚毛细管被供以上述喷丸管线，因而仅在喷丸管线的入口产生膨胀。这样产生的干冰被上述压缩空气所加速，从而可经由喷口喷射到待清洗的工件上。这种方法尤其是适合于轻柔清洗电路板等元件的压敏表面。US 5 679 062记载了一种喷丸方法，气态或液态CO2或二者的气液混合物在喷口出口处膨胀，并被导入到一个加大螺旋腔，其中一部分气态和/或液态CO2被转换成干冰。该螺旋腔的出口和上述喷口直接相连。这里，上述载气由供给的或者蒸发产生的气态CO2所形成。US 5 725 154A记载了一种喷丸方法，干冰通过膨胀阀由液体CO2膨胀而成。上述干冰经由一个薄管被供以喷枪，该薄管可同轴地围绕供以上述载气的管，该喷枪随后可将载气和干冰的混合物喷出。WO 00/74 897A1公开了一种喷丸装置，其中经由毛细管供给流态CO2，该毛细管通向圆锥状发散的喷口，该喷口直径朝向出口增大，大约是毛细管直径的三倍。这种喷口由环形Laval喷口所环绕，在这里供给的加压载气被加速到超音速。上述CO2喷口和Laval喷口的口部彼此相对齐，从而能够进行同心地喷射，即主要是干冰的内喷射和在上述喷口之外加速上述干冰的外喷射。在一些专利申请中，工业设备中管道或锅炉的内表面等大型表面要去掉那些牢固粘接的硬壳，由于干冰或干雪的低温性使要去除的材料更易碎，所以经常需要根据硬壳的形式，利用干冰或干雪作为喷丸材料。当具有足够动能的干冰颗粒冲击到待去除层上时急剧蒸发，从而吹走部分待去除层，因此可以获得清洁效果。另一优点就是由于干冰会蒸发成气态CO2，所以不需要 外的装置来排放所使用的喷丸材料。但是，由于体积流率和喷射速度不足和/或由于干冰不足量或成分不对，因而干冰颗粒的动能太小，所以上述喷丸方法并不适合于这些用途。出于这个原因，为了清洁沉重的大型污染表面，迄今为止使用的喷丸装置中，干冰或干雪以固体形式存储在合适的冷却 内，并通过测量配以压缩空气的流量。上述压缩空气和干冰作为喷丸材料随后经由加压管一起输送，该加压管将喷丸装置连接到喷口上。但是这种喷丸方法和装置安装麻烦，相应设备成本也很高，干冰存放费用也高。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的就是提供一种喷丸方法和喷丸装置，可容易获得高喷射能量和高清洗效果。该目的可由从属权利要求中公开的特征所获得。根据本专利技术，在前所述的方法中，CO2从供给管线经由一个加大的膨胀腔供以喷丸管线。令人惊讶的是，可以看出通过合适地调整上述膨胀腔的尺寸和/或合适地实施上述方法，可以产生具有高清洁作用的大量干冰。尤其是，可以利用这种方法获得0.75-10m3/min的高流率或更高，从而即使污染表面再大再重也能被清洁干净。由于仅在应用喷丸方法时由流态CO2生成作为喷丸材料的上述干冰，所以可以节约喷丸装置必须用于存储干冰的大量成本。根据一个实施例，生产作为强力磨料的干冰或干雪，可通过简单地提供一种具有足够大体积的膨胀腔来得以实现。在实践中，在其他条件不改变时可以通过增大膨胀腔来增加清洗功能。这种令人惊讶的现象大概是由于进给管线开口部和喷丸管线入口部之间的较大膨胀腔使流率暂时减小，从而增加颗粒密度，因此细小分布的干冰颗粒在变为载气气流之前，会首先由膨胀团聚或 缩而形成较大的颗粒。这就使干冰颗粒具有较大的质量，从而因这些颗粒具有较大的动能而产生高清洁效果。膨胀腔的体积V相对于流态CO2进给管线的截面面积A，应该符合下列关系式V1/3/A1/2＞3或优选为V1/3/A1/2＞10可替换的，膨胀腔的体积V可相关于流态CO2的流率。此时，上述关系式应该为V/＞0.2m3s/kg，优选为V/＞0.6m3s/kg如果体积能够由较大的压力和相应增加的载气流率所补偿，和/或如果上述膨胀腔具有足够的长度例如至少为15或30mm的长度，则上述方法还可以由小体积膨胀腔所实现。上述膨胀腔内的温度被认为是一种生成干冰强力磨料颗粒的关键因素。该温度应该很低，优选为低于-40℃。当通过足够的载气流率(例如0.75m3/min)实施本专利技术中的方法时以及当流态CO2的流率和空气流率处于最佳比值时即为每m3载气(大气压力下的体积)中有0.1-0.4kg CO2时，CO2蒸发所产生相当大的冷却效果，会使膨胀腔处于足够低的温度下。上述膨胀腔的良好热绝缘性能可保证上述冷却效果能够更加有效地加以利用，从而能够在上述膨胀腔内获得甚至更低的温度和/或能够减小上述膨胀腔。因此，根据上述方法的另一个实施例，膨胀腔和外界热绝缘，因而就可以利用小体积膨胀腔和小流率来获得所需的高清洁效果。这里，可以发现非常有利的是，上述流态CO2进给管线也可以和外界热绝缘，并和上述膨胀腔的侧壁具有良好的热接触(例如借助于热交换器)，从而使流态CO2在上述进给管线内就已经预冷却到一定程度。在实践中可以发现在短时间操作之后，干冰就会在膨胀腔侧壁和/或喷丸管线侧面上沉积成相对较硬的壳，这种壳甚至可以延伸到上述喷丸管线内。上述干冰壳提高了膨胀腔的热绝缘和冷却性能，并还有助于直接产生具有高清洁功能的、且相对较为粗糙而又坚硬的干冰颗粒。当首先由流态CO2膨胀而成的干冰被螺旋加速时，其就会高速撞击到膨胀腔和/或喷丸管线的侧壁上，因此在这里就会产生上述凝聚的硬壳。另一方面，经由上述膨胀腔和喷丸管线侧面所供给的热量及其所引起的CO2升华均可使上述硬壳变松。因而上述硬壳最终会表现为一种非均匀的、成颗粒状的易碎结构，所以上述高速经过的载气就会永久地从上述硬壳上腐蚀干冰的粗糙颗粒，这些颗粒随后就会形成喷丸材料中的一部分。可以在流路内设置螺旋边缘使干冰螺旋运动，从而产生所需的这种干冰硬壳。因此根据本专利技术的另一个实施例，上述喷丸装置在流态CO2进给管线的开口部和喷口之间的流路内具有至少一个螺旋边缘。当膨胀腔横向朝向喷丸管线时，这种螺旋边缘可以形成在膨胀腔和喷丸管线之间的过渡部分上。而且这种螺旋边缘还可以由形成膨胀腔的管部内的内螺纹、或者由膨胀腔内固定的或可移动的叶片轮(propeller wheel)、蜗杆等内部结构所形成。适于实施上述方法的还可以是一种喷丸装置，其具有流态CO2源，和上述源相连用于产生干冰的膨胀喷口，以及和一个压力源相连的喷口，该喷口朝向一个收缩部会聚，然后又从上述收缩部处发散，从而加速上述干冰，其中，上述膨胀喷口设置在上述收缩部的上游。在从属权利要求中进一步详细限定了本专利技术。可以发现非常有利的是，当膨胀腔进入上述直的喷丸管线中时，在流向上以10-90°的角度方向进入，最好是20-45°。根据这种结构，载气气流就产生一定的滞后，上述干冰被慢慢偏转到喷丸管线的流动方向上。由于上述载气在喷丸管线内的流动具有横向于膨胀腔轴向方向的分量，所以希望能够在膨胀腔的下游端部上产生至少一个涡流，这种涡流能够延长干冰在膨胀腔内的停留时间，从而有利于干冰颗粒和硬壳各自的团聚和生长。如果喷丸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于清洗表面的喷丸方法，其中加压载气经由喷丸管线（１０）供给到喷口（１４），且可经由进给管线（３２）供给流态ＣＯ↓［２］，并将其通过膨胀转换为干冰进给到上述喷丸管线（１０），其特征在于，上述ＣＯ↓［２］从进给管线（３２）经由膨胀腔（３４）导入到上述喷丸管线（１０）内，该膨胀腔具有加大的截面，上述膨胀腔的体积Ｖ和进给管线（３２）的内截面面积Ａ满足关系式：Ｖ↑［１／３］／Ａ↑［１／２］＞３。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：延斯维尔纳基伯，
申请(专利权)人：延斯维尔纳基伯，
类型：发明
国别省市：DE[德国]