CN103072086A - 旋转磨料射流清洁方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转磨料射流清洁方法，用于解决现有技术中各种清洁方法均可能影响操作者健康的技术问题，包括：步骤一：将水加压到预设水压；步骤二：在喷嘴中将达到所述预设水压的水与磨料混合形成打磨液；步骤三：控制所述喷嘴旋转，所述喷嘴在旋转的同时将所述打磨液喷射到所需清洁的表面；步骤四：收集使用后的打磨液；步骤五：从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料；步骤六：判断所述使用后的磨料可否继续使用，若可继续使用，回收所述使用后的磨料用于步骤二。本发明还进一步提供了一种旋转磨料射流清洁设备。实施本发明的技术方案可实现保护操作者的技术目标；实现无飞屑、无液滴的技术效果。

Description

旋转磨料射流清洁方法及装置

技术领域

本发明涉及一种清洁方法，特别涉及一种金属表面去污、除锈方法。

背景技术

当前对于大型或特大型船体、油罐、车辆等设施，在维护检修过程中的除污除锈方式，目前采取的方式包括人工作业、喷砂技术和高压喷水技术。其中，人工作业的劳动强度大、效率低、登高作业风险大，且人工打磨的飞屑可能被近距离的操作者直接吸入，影响操作者身体健康。喷砂技术噪音大，在金属锈蚀较弱处容易破坏金属本体，在开发空间操作时，粒径较小的飞砂沉降时间长，可能长期悬浮于空气中进而被操作者吸入影响操作者健康，在密闭空间操作则对空间需求大，无法处理船舶等特大型目标。高压喷水技术是现有技术中最常用的技术，相比上述两种技术，对操作者的健康影响较小，工艺简洁、自动化程度高，高压喷水技术的不足在于，该技术需要将水加压到200Mpa以上，对设备要求高，设备成本高。

现有技术也公开了水砂射流技术，将高压水与磨料，通常为砂砾，混合后喷射到被污染的金属表面进行清洁。然而现有的水砂射流技术，也会产生大量的污染形成金属飞屑、磨料破裂和飞沫，同样可能对操作者的健康产生影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种旋转磨料射流清洁方法，是这样实施的：

一种旋转磨料射流清洁方法，包括：步骤一：将水加压到预设水压；步骤二：在喷嘴中将达到所述预设水压的水与磨料混合形成打磨液；步骤三：控制所述喷嘴旋转，所述喷嘴在旋转的同时将所述打磨液喷射到所需清洁的表面；步骤四：收集使用后的打磨液；步骤五：从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料；步骤六：判断所述使用后的磨料可否继续使用，若可继续使用，回收所述使用后的磨料用于步骤二。

更进一步地，在步骤一中所述预设水压为105Mpa以上。

更进一步地，所述磨料为选自砂砾、铜矿砂、金刚砂、石英砂、铁砂、玻璃微珠中的一种或数种的组合。

更进一步地，步骤四中所述收集使用后的打磨液具体是指真空收集。

更进一步地，所述判断所述使用后的磨料可否继续使用具体是指光学检测所述磨料的粒径和/或球形度，并与预设的阈值做出对比。

本发明进一步披露了一种旋转磨料射流装置，是这样实施的：

一种旋转磨料射流清洁设备，用于实施上述的旋转磨料射流清洁方法，包括：喷嘴；与所述喷嘴相连的水处理系统，用于将水加压至预设水压并引导达到所述预设水压的水进入所述喷嘴；与所述喷嘴相连的磨料系统，用于引导磨料进入所述喷嘴；与所述喷嘴相连的旋转动力系统，用于驱动喷嘴旋转；与所述磨料系统相连的回收-检测系统，用于将由旋转的喷嘴喷射到所需清洁的表面后获得的使用后的打磨液进行收集，从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料，判断所述使用后的磨料可否继续使用，并回收可继续使用的磨料。

更进一步地，所述旋转动力系统包括电机、链轮、链条和中轴，所述电机连接至所述链轮，连接至所述链条，连接至所述中轴，连接至所述喷嘴；所述水系统包括高压水管和高压水管接头，所述高压水管连接至所述高压水管接头，连接至所述喷嘴；所述磨料系统包括分砂腔、给砂管和给砂接头口，所述分砂腔连接至所述给砂管，连接至所述给砂接头，连接至所述喷嘴；所述喷嘴为收缩喷嘴。

更进一步地，所述喷嘴的数量为2个以上。

实施本发明的技术方案可解决现有技术中各种清洁方法均可能影响操作者健康的技术问题；实施本发明的技术方案可实现保护操作者的技术目标；实施本发明的技术方案可实现无飞屑、无液滴的技术效果，并可进一步实现磨料多次反复应用的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种具体实施方式的方法流程图；

图2为本发明的一种具体实施方式的装置结构示意图；

图3为本发明的一种具体实施方式的装置剖面图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

图1中：S01-步骤一；S02-步骤二；S03-步骤三；S04-步骤四；S05-步骤五；S06-步骤六。

图2中：1-旋转动力系统；2-水系统；3-磨料系统；4-喷嘴；5-回收-检测系统。

图3中：101-电机；102-链条；103-链轮；201-高压水管；202-高压水管接头；301-分砂腔；302-给砂管；303-给砂接头；401-收缩喷嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的一种具体实施方式中，一种旋转磨料射流清洁方法，如图1所示，包括：步骤一S01：将水加压到预设水压；步骤二S02：在喷嘴中将达到所述预设水压的水与磨料混合形成打磨液；步骤三S03：控制所述喷嘴旋转，所述喷嘴在旋转的同时将所述打磨液喷射到所需清洁的表面；步骤四S04：收集使用后的打磨液；步骤五S05：从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料；步骤六S06：判断所述使用后的磨料可否继续使用，若可继续使用，回收所述使用后的磨料用于步骤二S02。

在该具体实施方式中，在步骤三S03完成后，所述打磨液中掺混了从所需清洁的表面打磨后形成的金属屑和其他污物，形成所述使用后的打磨液。针对所述使用后的打磨液，不采取与现有技术相同的自然流淌、飞散的方式，而是进行收集方式，防止所述使用后的打磨液随地流淌或飞溅到空气中，影响操作者的身体健康。同时，通过收集所述使用后的打磨液，为所述磨料的再利用提供了可能。对所述使用后的打磨液进行分离，本领域普通技术人员可在步骤五S05中采取各种现有技术中可能的分离方式，例如化学反应、物理过滤、蒸发、煮沸等方式中的一种或几种的组合，实现从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料。所述使用后的磨料在步骤三S03中可能与所述需清洁的表面发生碰撞和摩擦，造成所述使用后的磨料内含有大量的破裂颗粒，具体体现为颗粒水力直径减小、颗粒球形度降低等。在步骤六S06中，对所述使用后的磨料进行判断，可否继续使用，若可继续使用，回收所述使用后的磨料，并用于步骤二S02中；若不可继续使用，抛弃所述使用后的磨料。

在该具体实施方式中，在步骤一S01中所述预设水压为105Mpa以上，优选为175Mpa以上。压力越大，清洁效果越强，但压力过大可能造成的问题包括破坏所述需清洁的表面，对设备要求过高、设备成本提高等。本领域普通技术人员有能力针对不同的具体工况，选择合适的加压压力。

在该具体实施方式中，所述磨料为砂砾，本领域普通技术人员可以理解的是，所述磨料可以是选自砂砾、铜矿砂、金刚砂、石英砂、铁砂、玻璃微珠中的一种或数种的组合。本领域普通技术人员有能力针对不同的需清洁的表面的情况，例如污染程度、表面材料等，选择合适的磨料。

在该具体实施方式中，步骤四S04中所述收集使用后的打磨液优选真空收集。采用真空收集法不仅可实现废液的收集，而且可最大限度地实现对飞屑、飞沫的收集，实现较好的技术效果。当然，本领域普通技术人员也可以采取其他可能的方式，例如对喷射区域加设遮蔽罩，防止飞屑、飞沫飘扬，并采取漏斗等其他方法收集所述使用后的打磨液。

在该具体实施方式中，对所述判断所述使用后的磨料可否继续使用，采用人力视觉判断。在一种优选实施方式中，所述判断所述使用后的磨料可否继续使用具体是指光学检测所述磨料的粒径和/或球形度，并与预设的阈值做出对比。所述光学检测包括激光相位多普勒技术(简称PDA)、激光粒径分析仪等现有技术，测量所述磨料的粒径。当采用球形颗粒，例如玻璃微珠作为磨料时，可同步或仅仅测量所述磨料的球形度，作为判断依据。当所述使用后的磨料的粒径小于预设的阈值，例如0.1mm，时，判断所述使用后的磨料不可继续使用；和/或，当所述使用后的磨料的球形度小于预设的阈值，例如70%，时，判断所述使用后的磨料不可继续使用。

本发明的另一种具体实施方式，一种旋转磨料射流清洁设备，如图2所示，用于实施上述的旋转磨料射流清洁方法，包括：喷嘴4；与所述喷嘴4相连的水处理系统2，用于将水加压至预设水压并引导达到所述预设水压的水进入所述喷嘴4；与所述喷嘴4相连的磨料系统3，用于引导磨料进入所述喷嘴4；与所述喷嘴4相连的旋转动力系统1，用于驱动喷嘴4旋转；与所述磨料系统3相连的回收-检测系统5，用于将由旋转的喷嘴4喷射到所需清洁的表面后获得的使用后的打磨液进行收集，从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料，判断所述使用后的磨料可否继续使用，并回收可继续使用的磨料。

在该具体实施方式中，水和磨料分别由所述水处理系统2和所述磨料系统3引导进入所述喷嘴4中，在所述喷嘴4中混合形成打磨液并喷射到所需清洁的表面上，使用后的打磨液由所述回收-检测系统5回收并检测。从而实现前文所披露的旋转磨料射流清洁方法，实现保护操作者的技术目标，实现无飞屑、无液滴的技术效果，实现磨料多次反复应用的技术效果。

该具体实施方式中除回收-检测系统5以外的部分，即所述旋转动力系统1、所述水处理系统2、所述磨料系统3、所述喷嘴4可组合为一体结构，如图3所示。所述喷嘴4优选为收缩喷嘴401，所述收缩喷嘴401的形状呈收缩状，使得水与磨料在所述收缩喷嘴401中混合并加速喷射。所述喷嘴4的数量为2个以上，优选为4个。所述旋转动力系统1包括电机101、链条102、链轮103和中轴104，所述电机101带动所述链轮103并通过所述链条带动所述中轴104旋转，带动所述收缩喷嘴401旋转。所述水处理系统2包括高压水管201和高压水管接头202，所述高压水管接头202连接到所述收缩喷嘴401，所述水处理系统还包括对水加压的设备，可以位于该一体结构以外。所述磨料系统3包括分砂腔301、给砂管302和给砂接头303，所述给砂接头303连接到所述收缩喷嘴401。

所述回收-检测系统5可以是与所述旋转动力系统1、所述水处理系统2、所述磨料系统3、所述喷嘴4组合为一体，也可以是独立的结构。本领域普通技术人员有能力在本发明的具体实施方式基础上作出进一步的扩展和组合，形成新的具体实施方式，在此不做赘述。

值得注意的是，虽然本发明的具体实施方式中，以水作为液态介质与砂砾作为磨料进行混合。本领域技术人员可以理解的是，针对不同的具体工况，可采用不同的液态介质和磨料形成打磨液。液态介质和磨料的具体选择不影响本发明所披露的方法和设备的具体实施，显然地不脱离本实用新型的保护范围。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种旋转磨料射流清洁方法，其特征在于，包括：

步骤一：将水加压到预设水压；

步骤二：在喷嘴中将达到所述预设水压的水与磨料混合形成打磨液；

步骤三：控制所述喷嘴旋转，所述喷嘴在旋转的同时将所述打磨液喷射到所需清洁的表面；

步骤四：收集使用后的打磨液；

步骤五：从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料；

步骤六：判断所述使用后的磨料可否继续使用，若可继续使用，回收所述使用后的磨料用于步骤二。

2.根据权利要求1所述的旋转磨料射流清洁方法，其特征在于，在步骤一中所述预设水压为105Mpa以上。

3.根据权利要求1所述的旋转磨料射流清洁方法，其特征在于，所述磨料为选自砂砾、铜矿砂、金刚砂、石英砂、铁砂、玻璃微珠中的一种或数种的组合。

4.根据权利要求1~3中任一所述的旋转磨料射流清洁方法，其特征在于，步骤四中所述收集使用后的打磨液具体是指真空收集。

5.根据权利要求4所述的旋转磨料射流清洁方法，其特征在于，所述判断所述使用后的磨料可否继续使用具体是指光学检测所述磨料的粒径和/或球形度，并与预设的阈值做出对比。

6.一种旋转磨料射流清洁设备，用于实施根据权利要求1~5中任一所述的旋转磨料射流清洁方法，其特征在于，包括：

喷嘴；

与所述喷嘴相连的水处理系统，用于将水加压至预设水压并引导达到所述预设水压的水进入所述喷嘴；

与所述喷嘴相连的磨料系统，用于引导磨料进入所述喷嘴；

与所述喷嘴相连的旋转动力系统，用于驱动喷嘴旋转；

与所述磨料系统相连的回收-检测系统，用于将由旋转的喷嘴喷射到所需清洁的表面后获得的使用后的打磨液进行收集，从所述使用后的打磨液中分离出使用后的磨料，判断所述使用后的磨料可否继续使用，并回收可继续使用的磨料。

7.根据权利要求6所述的旋转磨料射流清洁设备，其特征在于，所述旋转动力系统包括电机、链轮、链条和中轴，所述电机连接至所述链轮，连接至所述链条，连接至所述中轴，连接至所述喷嘴；所述水系统包括高压水管和高压水管接头，所述高压水管连接至所述高压水管接头，连接至所述喷嘴；所述磨料系统包括分砂腔、给砂管和给砂接头口，所述分砂腔连接至所述给砂管，连接至所述给砂接头，连接至所述喷嘴；所述喷嘴为收缩喷嘴。

8.根据权利要求7所述的旋转磨料射流清洁设备，其特征在于，所述喷嘴的数量为2个以上。

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