空气预冷冰粒掺混一体化装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空气预冷冰粒掺混一体化装置及其使用方法，包括气体预冷室，其内设有气体冷却管，气体冷却管的入口从气体预冷室的顶部伸出，气体冷却管的出口从气体预冷室的底部伸出，气体冷却管内能通有喷射用气体介质；冰粒混输室，位于气体预冷室的内部，冰粒混输室的底部设有贯穿气体预冷室的冰粒出口，冰粒混输室的顶部设有贯穿气体预冷室的冰粒入口；混合喷射机构，连接在冰粒混输室的底端，混合喷射机构分别与冰粒出口、气体冷却管的出口相连通，混合喷射机构具有喷射出口。本发明专利技术将气体预冷室和冰粒混输室集成为双层一体化结构，能够最大程度减少气体预冷室和冰粒混输室内热量的散失，保证冰粒气射流的加工质量。保证冰粒气射流的加工质量。保证冰粒气射流的加工质量。

【技术实现步骤摘要】
空气预冷冰粒掺混一体化装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及磨料气射流
，尤其涉及一种空气预冷冰粒掺混一体化装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]磨料气射流是一种在喷砂/抛丸加工工艺基础上发展起来的技术。与传统加工方法相比，磨料气射流能以较小的动力获得较好的表面处理效果，具有加工范围广、适应性好、加工表面精度易于控制等优势，被广泛应用于金属及非金属表面污锈及氧化层清除、电子零件刻蚀、医疗航空器械清洁消毒等作业中。随着磨料气射流技术的发展，传统磨料射流应用过程中的缺点也日渐突显。当前本领域的技术人员在积极寻求更加绿色经济，对环境污染小的磨料，冰粒气射流这项绿色新型加工工艺由此衍生而来。
[0003]冰粒气射流技术是一种新型的船舶表面加工处理技术，冰粒磨料多采用雾化水滴低温沉降法制备，即在液氮等超低温环境中注入雾化水滴，通过沉降冷却获得超低温冰粒。目前的工艺多采用制冰、混冰分体式仓体作业，作为动力源的压缩空气仅采用冷干机等进行脱水降温处理，因此现有的冰粒气射流设备存在以下弊端：1、制冰仓向混冰仓输送冰粒困难，冰粒融化易造成堵塞；2、经过冷干机处理后的压缩空气降温效果并不理想，驱动冰粒时会导致冰粒硬度下降和粘结压实，影响材料去除效率；3、压缩空气温度难以实时监控和调整，这些技术问题一直制约着冰粒气射流技术的发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种空气预冷冰粒掺混一体化装置及其使用方法，该一体化装置将气体预冷室和冰粒混输室集成为双层一体化结构，能够最大程度减少气体预冷室和冰粒混输室内热量的散失，保证冰粒气射流的加工质量。
[0005]本专利技术的上述实施目的主要由以下技术方案来实现：
[0006]一方面，本专利技术提供一种空气预冷冰粒掺混一体化装置，其包括：
[0007]气体预冷室，其内设有气体冷却管，所述气体冷却管的入口从所述气体预冷室的顶部伸出，所述气体冷却管的出口从所述气体预冷室的底部伸出，所述气体冷却管内能通有喷射用气体介质；
[0008]冰粒混输室，位于所述气体预冷室的内部，所述冰粒混输室的底部设有贯穿所述气体预冷室的冰粒出口，所述冰粒混输室的顶部设有贯穿所述气体预冷室的冰粒入口；
[0009]混合喷射机构，连接在所述冰粒混输室的底端，所述混合喷射机构分别与所述冰粒出口、所述气体冷却管的出口相连通，所述混合喷射机构具有喷射出口。
[0010]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述冰粒混输室内设有沿其轴向方向延伸的螺旋输送杆，所述螺旋输送杆上具有螺旋叶片。
[0011]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述混合喷射机构具有相连通的冰粒通道和气体通道，所述冰粒通道与所述冰粒出口相连通，所述气体通道与所述气体冷却管的出口
相连通，所述混合喷射机构还具有混合喷射通道，所述混合喷射通道分别与所述冰粒通道和所述气体通道相连通，所述喷射出口形成在所述混合喷射通道的末端。
[0012]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述气体通道和所述气体冷却管的出口之间连接有进气阀。
[0013]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述混合喷射机构的底部设有电机，所述螺旋输送杆的下端穿过所述冰粒通道与所述电机驱动连接。
[0014]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述气体预冷室内设有第一温度传感器，所述冰粒混输室的侧壁上设有第二温度传感器，所述气体冷却管内设有第三温度传感器。
[0015]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述气体冷却管呈螺旋结构盘设在所述冰粒混输室的外侧。
[0016]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述气体预冷室内还设有能向其内通入液氮的液氮雾化管，所述液氮雾化管位于所述气体冷却管的外侧，其具有朝向所述气体冷却管的多个喷嘴。
[0017]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述气体预冷室的侧壁包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁和外侧壁之间形成中空腔室。
[0018]在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述冰粒混输室的侧壁为单层结构，其内侧面涂覆有聚四氟乙烯涂层。
[0019]另一方面，本专利技术还提供一种空气预冷冰粒掺混一体化装置的使用方法，其采用如上所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置实施，所述使用方法包括：
[0020]将所述冰粒混输室的冰粒入口与制冰单元相连，将所述气体冷却管的入口与空气压缩机相连，将所述喷射出口与所述喷射作业单元相连；
[0021]开启所述制冰单元向所述冰粒混输室内通入冰粒，开启所述空气压缩机向所述气体冷却管内通入压缩空气，开启所述混合喷射机构，所述压缩空气与所述冰粒混合后从所述喷射出口喷出。
[0022]根据本专利技术的一个较佳的实施方式，所述空气预冷冰粒掺混一体化装置包括：
[0023]设在所述气体预冷室内的第一温度传感器、设在所述冰粒混输室的侧壁上的第二温度传感器，设在所述气体冷却管内的第三温度传感器，所述气体预冷室内还设有能向其内通入液氮的液氮雾化管；
[0024]在开启所述制冰单元向所述冰粒混输室内通入冰粒的步骤之前，将所述液氮雾化管的入口与增压液氮罐相连，开启所述增压液氮罐对所述气体预冷室和所述冰粒混输室进行冷却，使其温度保持在
‑
80℃以下；
[0025]所述使用方法还包括：
[0026]通过所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器实时监测所述气体预冷室内的温度、所述冰粒混输室外壁面的温度和所述气体冷却管内的温度，根据所测温度调节所述液氮雾化管内液氮的流量控制所述气体预冷室和所述冰粒混输室的温度保持在
‑
80℃以下、控制所述气体冷却管的出口处的气体温度保持在
‑
10℃以下。
[0027]与现有技术相比，本专利技术所述的技术方案具有以下特点和优点：
[0028]1、本专利技术中的空气预冷冰粒掺混一体化装置将气体预冷室和冰粒混输室集成为双层一体化结构，仅需在气体预冷室内下入液氮雾化管即可对气体冷却管和冰粒混输室的
外壁面进行降温操作，进而实现对压缩空气的预冷和冰粒混输室内的冰粒保温，减少了液氮的消耗，提高了预冷的效率和保温的实用性。
[0029]2、本专利技术中的冰粒混输室借助单层金属外壁面导热降温，可对超低温冰粒长效保温，能够满足冰粒气射流表面加工的处理要求；其内壁为聚四氟乙烯涂层，减小冰粒与壁面的摩擦以方便下冰。
[0030]3、本专利技术中的气体预冷室借助双层金属真空保温腔外壳和外层铝箔保温层，并采用液氮雾化管对气体冷却管进行预冷，多重降温手段可将压缩空气温度降低至
‑
10℃以下，避免压缩空气在较高的温度下驱动冰粒造成的冰粒硬度下降和粘结压实，提高了材料去除效率。
[0031]4、本专利技术中的第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别实时监测气体预冷室内环境、冰粒混输室外壁面和气体冷却管内压缩空气的温度变化，通过调节液氮流量控制温度，避免了温度变化引发的冰堵，冰粒的长效保温也为射流加工质量提供保障。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，包括：气体预冷室，其内设有气体冷却管，所述气体冷却管的入口从所述气体预冷室的顶部伸出，所述气体冷却管的出口从所述气体预冷室的底部伸出，所述气体冷却管内能通有喷射用气体介质；冰粒混输室，位于所述气体预冷室的内部，所述冰粒混输室的底部设有贯穿所述气体预冷室的冰粒出口，所述冰粒混输室的顶部设有贯穿所述气体预冷室的冰粒入口；混合喷射机构，连接在所述冰粒混输室的底端，所述混合喷射机构分别与所述冰粒出口、所述气体冷却管的出口相连通，所述混合喷射机构具有喷射出口。2.根据权利要求1所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述冰粒混输室内设有沿其轴向方向延伸的螺旋输送杆，所述螺旋输送杆上具有螺旋叶片。3.根据权利要求2所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述混合喷射机构具有相连通的冰粒通道和气体通道，所述冰粒通道与所述冰粒出口相连通，所述气体通道与所述气体冷却管的出口相连通，所述混合喷射机构还具有混合喷射通道，所述混合喷射通道分别与所述冰粒通道和所述气体通道相连通，所述喷射出口形成在所述混合喷射通道的末端。4.根据权利要求3所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述气体通道和所述气体冷却管的出口之间连接有进气阀。5.根据权利要求3所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述混合喷射机构的底部设有电机，所述螺旋输送杆的下端穿过所述冰粒通道与所述电机驱动连接。6.根据权利要求1所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述气体预冷室内设有第一温度传感器，所述冰粒混输室的侧壁上设有第二温度传感器，所述气体冷却管内设有第三温度传感器。7.根据权利要求1所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述气体冷却管呈螺旋结构盘设在所述冰粒混输室的外侧。8.根据权利要求1或7所述的空气预冷冰粒掺混一体化装置，其特征在于，所述气体预冷室内还设有能向其内通入液氮的液氮雾化管，所述液氮雾化管位于所述气体冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡静茹，黄中伟，杨栋，陆华，程康，李敬彬，李根生，李帅霖，吴思彤，钟侯，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：