简介

干冰清洗机是一种高效且环保的方法，用于从各种材料中消除不需要的层。干冰喷射尤其用于清洁工业制造模具，焊接机器人以及许多其他不能使用水清洁和/或需要节省洗涤剂的工业应用。HVAC系统目前是非常有前景的应用领域。与机械清洁相比，干冰喷射技术需要压缩空气源，其向干冰颗粒提供动能。空气 - 颗粒混合物的动能是影响清洁过程效率的关键因素。然而，生产具有所需性能（0.6MPa，5Nm 3 / min）的足够量的压缩空气是一种高能量密集型工艺，并且相当昂贵。具有这些特性的压缩空气的中央分配通常在工业设施中不可用。本文介绍了一种尚未发表的具有干冰削机理的爆破机的创新。开发阶段的重点是减少压缩空气消耗，用于驱动干冰削机构。目前喷砂机的消耗量可达到压缩空气总消耗量的25％。剃须机构的标准气动驱动器被创新地替换为电驱动器。正如我们的测量所证明的，这种新的布置可以显着减少压缩空气的消耗。爆破机的总体性能和操作生产率的显着提高是新创新的主要好处。这也适用于压缩空气流量不足阻碍其应用的设施。在研究设施中成功的实验测量之后，建议在工业规模上测试创新的机器。我们的经验证明，创新在工业中具有巨大的潜力。然而，广泛使用的条件是用户友好的处理和控制系统。

介绍

干冰喷射是一种现代表面清洁技术，起源于20世纪80年代。随着时间的推移，干冰喷射已经超越了传统的基于机械和化学的清洁技术。干冰喷射的好处包括清洁过程的高速度和没有任何清洁残留物，因为所有干冰在撞击表面后升华。在压缩空气中流动的干冰颗粒在干冰喷射过程中用作清洁介质。干冰颗粒由-78.5℃温度的固态二氧化碳（CO2）组成（图1）。用于喷射的气流通常由具有螺杆式压缩机的气动系统产生。通过拉瓦尔喷嘴的压缩空气流在3至12巴（0.3-1.2MPa）的喷射压力和11Nm 3 / min的最大体积流速下加速颗粒，这取决于所讨论的应用和离开几乎以声速从喷嘴喷出。在最新类型的喷嘴中喷射大于声速。

图1：新鲜干冰颗粒（实际尺寸）

干冰喷射技术广泛应用于汽车，飞机和铁路行业，用于清洁表面不需要的物质（如铁锈，油漆，油脂，树脂等），以及清洁工业制造模具，烤箱，输送机，挤出机和印刷机。暖通空调系统的管道清洁似乎是干冰喷射应用的一个非常有前景的领域。更多的机会包括涂层和连接的表面预处理以改善粘合强度（Elbing等，2003）。较大的干冰块用于食品工业中用于食品冷却。干冰喷射可被认为是环境友好型技术，因为干冰是化学工业的副产品，因此不会另外增加大气中的CO 2浓度。不希望的颗粒消除机制基于压缩空气驱动。虽然该机制尚未完全发现和描述，但其主要方面包括：

与干冰颗粒撞击表面的动能有关的机械效应

局部冷却的温度效应导致表面弹性丧失及其脆化

与干冰颗粒升华相关的膨胀效应

气动阻力分离

较高的射流流速导致较高的局部压力，因此也导致更高的颗粒去除效率（这是该技术的基本原理）。然而，压缩空气加速是干冰喷射的主要缺点之一。爆破本身会产生很大的噪音（100-120 dB），但大多数情况下，压缩空气是目前工业中使用最昂贵的商品之一，这是由于压缩空气生产效率低。 只有10-20％的总输入能量用于压缩空气系统中的有用工作。主要的能量损失以废热和压缩空气泄漏的形式发生。因此，关于压缩空气的节能是许多论文的主题。将空气的最终压力降低0.1 MPa（1 bar）可将能源成本降低15％。