干冰冷喷在滤清器行业内的应用探索

一、摘要

滤清器模具是一种用于生产各种滤清器的模具，如空气滤清器、油滤清器、水滤清器等。滤清器模具在生产过程中会受到塑料渣、油污、灰尘等污染物的影响，影响模具的质量和寿命，因此需要定期进行清洗。传统的模具清洗方法有手工刷洗、化学溶剂、高压水射流等，但这些方法都有一定的缺点，如耗时、耗能、损伤模具、产生二次污染等。本文介绍了一种新型的模具清洗方法——干冰清洗，该方法利用干冰颗粒作为清洗介质，通过高压空气喷射到模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。干冰清洗方法具有不沾湿、无磨损、无腐蚀、无需拆卸设备、节能环保等优点，是目前工业清洗中，模具清洗的最佳方式。本文通过对比干冰清洗与其他清洗方法的效果和成本，以及分析干冰清洗在不同类型的滤清器模具中的应用案例，证明了干冰清洗方法在滤清器模具清洗方面的优越性和可行性。

关键词：干冰清洗；滤清器模具；工业清洗

二、引言

滤清器是一种用于过滤或分离流体中的杂质或有害物质的装置，广泛应用于各个领域，如汽车、机械、化工、石油、医疗、环保等。滤清器的主要组成部分是滤芯和壳体，其中滤芯是直接与被过滤流体接触的部分，通常由纸质、金属网、纺织品、活性炭等材料制成。滤芯的形状和结构根据不同的过滤要求而设计，如圆筒形、锥形、板形等。滤芯的制造工艺主要是注塑成型，即将热塑性塑料加热熔化后，在高压下注入预先制好的滤芯模具中，并在模具内冷却凝固成型。

滤芯模具是制造滤芯的重要工具，其质量和寿命直接影响着滤清器的性能和成本。然而，在生产过程中，滤芯模具会受到各 种污染物的影响，如塑料渣、油污、灰尘等，这些污染物会降低模具的光洁度和精度，影响模具的填充和冷却效果，导致模具的磨损和腐蚀，甚至造成模具的断裂和变形。因此，定期对滤芯模具进行清洗是保证模具质量和寿命的必要措施。

目前，常用的模具清洗方法有手工刷洗、化学溶剂、高压水射流等，但这些方法都有一定的缺点，如耗时、耗能、损伤模具、产生二次污染等。为了解决这些问题，本文提出了一种新型的模具清洗方法——干冰清洗。干冰清洗方法利用干冰颗粒作为清洗介质，通过高压空气喷射到模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。干冰清洗方法具有不沾湿、无磨损、无腐蚀、无需拆卸设备、节能环保等优点，是目前工业清洗中，模具清洗的最佳方式。

本文以滤清器模具为研究对象，探讨了干冰清洗方法在模具清洗方面的原理和特点，并与其他清洗方法进行了对比分析，以及分析了干冰清洗方法在不同类型的滤清器模具中的应用案例。本文旨在为提高滤清器模具的质量和寿命提供一种新颖有效的技术方案。

三、干冰清洗方法的原理和特点

干冰是固态的二氧化碳，其温度为-78℃，具有易挥发、无毒、无味、无色、不导电等特性。干冰清洗方法是利用干冰颗粒作为清洗介质，通过高压空气喷射到模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。干冰清洗方法的原理如图1所示。

图1干冰清洗方法的原理

干冰清洗方法的特点主要有以下几点：

不沾湿，无废水。干冰在接触到模具表面后会立即气化成二氧化碳气体，不会产生任何液体或固体残留物，因此不会对模具造成湿润或腐蚀，也不会产生废水或废物的处理问题。

无磨损，无腐蚀。干冰颗粒是非金属的软质材料，不会对模具表面造成任何磨损或划痕，也不会改变模具的尺寸或公差。干冰颗粒也不含任何化学成分，不会对模具造成任何化学反应或腐蚀。

无需拆分设备。干冰清洗方法可以在工作温度下直接对热模具进行清洗，无需等待模具冷却或拆卸，可以大大节省清洗时间和人力。干冰清洗方法也可以进入并清洗复杂形状的模具，如内腔和排气口等难以到达的部位。

节能环保。干冰清洗方法使用的干冰是由工业废气中回收的二氧化碳制成的，不会增加二氧化碳的排放量，也不会消耗任何其他能源或资源。干冰清洗方法也不会产生任何有害的气体或液体排放，对环境和人体健康没有危害。

四、干冰清洗方法与其他清洗方法的对比

为了验证干冰清洗方法在滤清器模具清洗方面的优越性和可行性，本文将干冰清洗方法与其他常用的模具清洗方法进行了对比，包括手工刷洗、化学溶剂、高压水射流等。对比的指标包括清洗效果、清洗时间、清洗成本、对模具的影响、对环境和人体健康的影响等。对比结果如表1所示。

从表格中可以看出，干冰清洗方法在清洗效果、清洗时间、清洗成本、对模具的影响、对环境和人体健康的影响等方面都优于其他清洗方法，是滤清器模具清洗的最佳选择。

五、干冰清洗方法在不同类型的滤清器模具中的应用案例

为了进一步展示干冰清洗方法在滤清器模具清洗方面的实际效果，本文选取了三种不同类型的滤清器模具作为应用案例，分别是空气滤清器模具、油滤清器模具和水滤清器模具。这三种滤清器模具在生产过程中都会受到不同程度的污染，如塑料渣、油污、灰尘等，影响模具的质量和寿命。本文将介绍干冰清洗方法在这三种滤清器模具中的应用过程和效果。

（1）空气滤清器模具

空气滤清器是一种用于过滤或分离空气中的杂质或有害物质的装置，广泛应用于汽车、机械、化工、医疗、环保等领域。空气滤清器的主要组成部分是空气滤芯和壳体，其中空气滤芯是直接与被过滤空气接触的部分，通常由纸质、金属网、纺织品等材料制成。空气滤芯的形状和结构根据不同的过滤要求而设计，如圆筒形、锥形、板形等。空气滤芯的制造工艺主要是注塑成型，即将热塑性塑料加热熔化后，在高压下注入预先制好的空气滤芯模具中，并在模具内冷却凝固成型。

空气滤芯模具在生产过程中会受到塑料渣、油污、灰尘等污染物的影响，影响模具的质量和寿命。传统的空气滤芯模具清洗方法有手工刷洗、化学溶剂、高压水射流等，但这些方法都有一定的缺点，如耗时、耗能、损伤模具、产生二次污染等。因此，本文采用干冰清洗方法对空气滤芯模具进行了清洗，其应用过程和效果如下：

应用过程：使用干冰制造机制造出粒径为3mm的干冰颗粒，通过高压空气将干冰颗粒喷射到空气滤芯模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。同时，使用吸尘器或扫帚将剥离下来的污染物收集和处理。

应用效果：干冰清洗方法可以快速有效地去除空气滤芯模具表面的塑料渣、油污、灰尘等污染物，恢复模具的光洁度和精度。干冰清洗方法不会对模具造成任何磨损或腐蚀，也不会

干冰清洗方法不会产生任何液体或固体残留物，也不会产生废水或废物的处理问题。干冰清洗方法可以在工作温度下直接对热模具进行清洗，无需等待模具冷却或拆卸，可以大大节省清洗时间和人力。干冰清洗方法也可以进入并清洗复杂形状的模具，如内腔和排气口等难以到达的部位。干冰清洗方法使用的干冰是由工业废气中回收的二氧化碳制成的，不会增加二氧化碳的排放量，也不会消耗任何其他能源或资源。干冰清洗方法也不会产生任何有害的气体或液体排放，对环境和人体健康没有危害。

（2）油滤清器模具

油滤清器是一种用于过滤或分离油液中的杂质或有害物质的装置，广泛应用于汽车、机械、化工、石油等领域。油滤清器的主要组成部分是油滤芯和壳体，其中油滤芯是直接与被过滤油液接触的部分，通常由纸质、金属网、纺织品等材料制成。油滤芯的形状和结构根据不同的过滤要求而设计，如圆筒形、锥形、板形等。油滤芯的制造工艺主要是注塑成型，即将热塑性塑料加热熔化后，在高压下注入预先制好的油滤芯模具中，并在模具内冷却凝固成型。

油滤芯模具在生产过程中会受到塑料渣、油污、灰尘等污染物的影响，影响模具的质量和寿命。传统的油滤芯模具清洗方法有手工刷洗、化学溶剂、高压水射流等，但这些方法都有一定的缺点，如耗时、耗能、损伤模具、产生二次污染等。因此，本文采用干冰清洗方法对油滤芯模具进行了清洗，其应用过程和效果如下：

应用过程：使用干冰制造机制造出粒径为3mm的干冰颗粒，通过高压空气将干冰颗粒喷射到油滤芯模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。同时，使用吸尘器或扫帚将剥离下来的污染物收集和处理。

应用效果：干冰清洗方法可以快速有效地去除油滤芯模具表面的塑料渣、油污、灰尘等污染物，恢复模具的光洁干冰清洗方法不会对模具造成任何磨损或腐蚀，也不会产生任何液体或固体残留物，也不会产生废水或废物的处理问题。干冰清洗方法可以在工作温度下直接对热模具进行清洗，无需等待模具冷却或拆卸，可以大大节省清洗时间和人力。干冰清洗方法也可以进入并清洗复杂形状的模具，如内腔和排气口等难以到达的部位。干冰清洗方法使用的干冰是由工业废气中回收的二氧化碳制成的，不会增加二氧化碳的排放量，也不会消耗任何其他能源或资源。干冰清洗方法也不会产生任何有害的气体或液体排放，对环境和人体健康没有危害。

（3）水滤清器模具

水滤清器是一种用于过滤或分离水中的杂质或有害物质的装置，广泛应用于家庭、工业、农业、医疗、环保等领域。水滤清器的主要组成部分是水滤芯和壳体，其中水滤芯是直接与被过滤水接触的部分，通常由纸质、金属网、纺织品、活性炭等材料制成。水滤芯的形状和结构根据不同的过滤要求而设计，如圆筒形、锥形、板形等。水滤芯的制造工艺主要是注塑成型，即将热塑性塑料加热熔化后，在高压下注入预先制好的水滤芯模具中，并在模具内冷却凝固成型。

水滤芯模具在生产过程中会受到塑料渣、油污、灰尘等污染物的影响，影响模具的质量和寿命。传统的水滤芯模具清洗方法有手工刷洗、化学溶剂、高压水射流等，但这些方法都有一定的缺点，如耗时、耗能、损伤模具、产生二次污染等。因此，本文采用干冰清洗方法对水滤芯模具进行了清洗，其应用过程和效果如下：

应用过程：使用干冰制造机制造出粒径为3mm的干冰颗粒，通过高压空气将干冰颗粒喷射到水滤芯模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。同时，使用吸尘器或扫帚将剥离下来的污染物收集和处理。

应用效果：干冰清洗方法可以快速有效地去除水滤芯模具表面的塑料渣、油污、灰尘等污干冰清洗方法不会对模具造成任何磨损或腐蚀，也不会产生任何液体或固体残留物，也不会产生废水或废物的处理问题。干冰清洗方法可以在工作温度下直接对热模具进行清洗，无需等待模具冷却或拆卸，可以大大节省清洗时间和人力。干冰清洗方法也可以进入并清洗复杂形状的模具，如内腔和排气口等难以到达的部位。干冰清洗方法使用的干冰是由工业废气中回收的二氧化碳制成的，不会增加二氧化碳的排放量，也不会消耗任何其他能源或资源。

六、干冰清洗滤清器模具正交试验

为了探究干冰清洗滤清器模具的最佳工艺参数，选择了三个影响因素：干冰颗粒大小 (A)，喷嘴距离 (B)，喷射压力 ©，并分别设定了三个水平：A1=0.3mm，A2=0.5mm，A3=0.7mm；B1=7cm，B2=8cm，B3=9cm；C1=0.5MPa，C2=0.8MPa，C3=1.0MPa。使用了L9 (3^4)正交表来安排实验，并以滤清器模具表面的污垢去除率作为评价指标。

图2.用于测试的滤清器模具

测试设备为：突驰科技SP27D微颗粒干冰清洗机；测试模具为：空气滤清模具；

实验结果如下表所示：

图a.试验编号（1）

图b.试验编号（2）

图c.试验编号（3）

图d.试验编号（4）

图e.试验编号（5）

图f.试验编号（6）

图g.试验编号（7）

图h.试验编号（8）

图i.试验编号（9）

根据均值效应图和方差分析，得出以下结论：

干冰颗粒大小对污垢去除率的影响不显著，但是随着颗粒大小的增加，污垢去除率有轻微的提高趋势；

喷嘴距离对污垢去除率的影响显著，，随着喷嘴距离的增加，污垢去除率有明显的提高趋势；

喷射压力对污垢去除率的影响也很显著，随着喷射压力的增加，污垢去除率有显著的提高趋势；

三个因素之间没有显著的交互作用，即它们对污垢去除率的影响是相互独立的；

根据正交试验结果，最优的工艺参数组合是A3B3C3，即干冰颗粒大小为0.7mm，喷嘴距离为9cm，喷射压力为1.0MPa，此时污垢去除率达到了最高值94%。

以下是突驰SP27D干冰清洗机的部分参数：

综上所述，干冰清洗是一种有效的滤清器模具清洗方法，可以根据正交试验设计来优化工艺参数，提高清洗效果。本研究仅在较小的试验范围内进行了探索，未来还可以进一步扩大试验范围，考察更多的影响因素和水平，以及不同类型和材质的滤清器模具的清洗效果。

七、结论

本文介绍了一种新型的模具清洗方法——干冰清洗，该方法利用干冰颗粒作为清洗介质，通过高压空气喷射到模具表面，利用温差和气化膨胀的物理效应，将污染物从模具表面剥离。本文通过对比干冰清洗与其他清洗方法的效果和成本，以及分析干冰清洗在不同类型的滤清器模具中的应用案例，证明了干冰清洗方法在滤清器模具清洗方面的优越性和可行性。干冰清洗方法具有不沾湿、无磨损、无腐蚀、无需拆卸设备、节能环保等优点，是目前工业清洗中，模具清洗的最佳方式。