CN108325950A - 一种固态二氧化碳清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态二氧化碳清洗机，其配冰装置包括压缩空气进气管、落冰部件、落冰转盘、旋转机构、文丘里组件以及喷射物出口；该落冰部件径向开有落冰斗；该落冰转盘安装在落冰部件内，套在该文丘里组件外侧，其径向开有与所述落冰斗位置相应的至少两个落冰孔，分别形成落冰通道及吸附腔，该吸附腔与文丘里组件内部通道之间设有仅可令气流通过的气流通道，吸附腔与文丘里组件内部通道的缩口结构末端之间还设有混合物通道。由于吸附腔不与大气相通，而由文丘里组件内部补充气体，可实现固态二氧化碳颗粒与压缩空气的顺利混合，避免压缩空气的泄漏，为固态二氧化碳的正常喷射提供了有效保证。本发明还设置有纯气动控制的削冰装置。

Description

一种固态二氧化碳清洗机

技术领域

本发明涉及一种固态二氧化碳清洗机。

背景技术

微粒固态二氧化碳清洗技术是将具有一定压力的压缩空气和固态二氧化碳微粒混合后喷射到被清洗物表面，利用固态二氧化碳微粒本身具有的低温和高速运动产生的冲量使得污秽物龟裂，固态二氧化碳微粒快速升华产生的体积膨胀使污秽物剥离被清洗物表面，从而达到对物体表面进行清洗目的。由于微粒固态二氧化碳有优异的清洗性能而被广泛地应用于各种清洗场合。

配冰是固态二氧化碳清洗机的一个重要组成部件，其用以完成压缩空气与固态二氧化碳的混合。现有清洗机结构的配冰方法通常采用轴式配冰和盘式配冰两种：使用文丘里管是常用的轴式配冰结构，例如：CN2547423Y公开的一种“便携式干冰清洗机”、CN201310340414.4公开的一种“干冰喷射装置及方法”；而CN201621332467.7所公开的一种“配冰盘及干冰清洗机”，则为典型的盘式配冰结构。

对于轴式配冰方式来说，在运行过程中易漏气，从落料斗下落的固态二氧化碳小颗粒会被泄漏出的压缩空气吹走，使固态二氧化碳小颗粒无法与压缩空气混合，影响设备的运行。为解决这一问题，只能通过调节压缩机的参数来达到不易混合的目的。为此，在不同工况情况下可能需要多次调节，或者每次启动前都要对机器参数进行调节，使机器在操作上较为不便。此外，清洗介质一般包括圆柱状的小颗粒固态二氧化碳和雪花状的微颗粒固态二氧化碳，对于雪花状的固态二氧化碳来说，由于颗粒细小容易粘连，因此无论是轴式配冰还是盘式配冰，都不易解决因此导致的凝结、结冰而使配冰不顺畅问题。

另一方面，为了使料斗中积聚的固态二氧化碳颗粒顺利落下，原料为固态二氧化碳颗粒的清洗机在料斗上通常还加有可调式振动器，此结构增加了电控的负担，也增加了设备的重量。而对于原料为块状固态二氧化碳的清洗机来说，由于需要加设将块状固态二氧化碳切削为雪花状固态二氧化碳的削冰装置，设置振动器将影响削冰装置的正常运行，因此不易解决固态二氧化碳颗粒下落不顺畅的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种固态二氧化碳清洗机，旨在通过用新的配冰结构实现固态二氧化碳颗粒与压缩空气的顺利混合。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种固态二氧化碳清洗机，旨在通过新的削冰方式即可达到顺利落冰的目的又可减轻清洗机整机的电控负担。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种固态二氧化碳清洗机，该清洗机的配冰装置包括压缩空气进气管、落冰部件、落冰转盘、可带动落冰转盘旋转的旋转机构、文丘里组件以及喷射物出口；该文丘里组件两端分别连通压缩空气进气管和喷射物出口，其内部通道内形成有缩口结构；该落冰部件轴向开有通孔，径向开有与该通孔相通的落冰斗；该落冰转盘安装在所述通孔内，并套在该文丘里组件的外侧，其径向开有与所述落冰斗位置相应的至少两个落冰孔，与所述落冰斗相对的落冰孔形成落冰通道，不与所述落冰斗相对的落冰孔和所述落冰部件及文丘里组件之间形成吸附腔，该吸附腔与文丘里组件内部通道之间设有仅可令气流通过的气流通道，吸附腔与文丘里组件内部通道的缩口结构末端之间还设有混合物通道。

优选地，所述的文丘里组件侧壁开有孔，该孔内安装有烧结铜芯，该烧结铜芯设置在与所述吸附腔相对的位置，该烧结铜芯形成所述的气流通道。

优选地，所述的文丘里组件侧壁开有孔，该孔内安装有烧结铜芯，该烧结铜芯设置在所述吸附腔以外的位置；再于所述落冰转盘上开设斜孔，该斜孔的一端与所述烧结铜芯相对，另一端位于所述吸附腔的顶部；此时，所述的烧结铜芯与所述斜孔共同形成所述的气流通道。

优选地，所述的文丘里组件侧壁开有两个孔，每个孔内均安装有烧结铜芯，其中一个烧结铜芯设置在与所述吸附腔相对的位置，该烧结铜芯形成所述的气流通道；另一个烧结铜芯设置在所述吸附腔以外的位置，再于所述落冰转盘上开设斜孔，该斜孔的一端和不与吸附腔相对的烧结铜芯相对，另一端位于所述吸附腔的顶部，该另一个烧结铜芯与所述斜孔共同形成另一个所述的气流通道。

优选地，所述的烧结铜芯以泡沫铜、泡沫铁或泡沫铝代替。

优选地，该清洗机设有削冰装置，该削冰装置包括料斗、压紧板、带动压紧板移动的气动源、落料斗、刮冰板及可控制刮冰板往复运动的气动系统；该压紧板设置在该料斗之内；该落料斗位于所述料斗的一侧，其为中空结构，其下方开有出料口正对所述配冰装置的落冰斗；该刮冰板位于落料斗的中空腔内，其上设有若干切刀。

优选地，所述的切刀设置有若干行，相邻两行切刀的刀头方向相反且位置交错排列。

优选地，所述的气动系统包括与刮冰板连接的刮冰气缸，该刮冰气缸与刮冰板的往复运动部件上设有配重块。

优选地，所述的气动系统还可进一步包括两个二位五通阀以及两个单向节流阀，该二位五通阀和单向节流阀通过管路与所述刮冰气缸连接。

优选地，所述的气动源包括压紧气缸以及连接在该压紧气缸与所述压紧板之间的滑台；该压紧气缸平行安装于所述料斗的上方，所述滑台垂直连接在压紧气缸与压紧板之间。

优选地，所述落冰部件的上端面与落料斗的下端面紧密贴合。

采用上述方案后，由于本发明在文丘里组件的吸附腔与文丘里组件的内部通道之间设置了仅可令气体通过的气流通道，而该吸附腔并不与外界大气相通，这样吸附腔内形成负压之后，气体的补充由文丘里组件内部的气体进行补充，这种配冰方式可以实现固态二氧化碳颗粒与压缩空气的顺利混合，避免了压缩空气的泄漏，消除了固态二氧化碳颗粒被气流吹起的现象，为固态二氧化碳的正常喷射提供了有效保证。此外，由于吸附腔不再与大气相通，因此该本身不会受压缩机参数影响，从而适应性更强。

另外，本发明进一步采用的削冰装置，采用纯气动的方式控制气缸来削冰的方法，并且在削冰的运动部件上设置有配重块，可增加惯性，从而使削冰装置在往复运动的行程中产生周期性的震动，将现有块状固态二氧化碳清洗机的刮冰板与振动器功能整合在一起，一方面保证了固态二氧化碳颗粒的顺利下落，一方面减轻了块状固态二氧化碳清洗机整机的电控负担。

附图说明

图1为本发明的外观正视示意图；

图2为本发明的外观立体示意图；

图3为本发明的内部结构示意图1；

图4为本发明的内部结构示意图2；

图5为本发明的配冰装置爆炸图；

图6为本发明的配冰结构剖视图；

图7为本发明的削冰装置示意图；

图8为本发明所述刮冰板的结构示意图；

图9为本发明固态二氧化碳在设备内移动方向示意图；

图10为本发明的气动原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种固态二氧化碳清洗机，如图1-图4所示，为本发明的较佳实施例。所述的清洗机包括机架1以及安装在机架1上的削冰装置2、配冰装置3和喷射装置（图中未示出），其中本发明的关键部分在于所述的配冰装置3，该配冰装置3也可以应用到除本实施例以外的其他结构的固态二氧化碳清洗机中。

同时配合图5、6所示，本发明所述的配冰装置3包括压缩空气进气管31、落冰部件32、落冰转盘33、可带动落冰转盘33旋转的旋转机构34、文丘里组件35以及喷射物出口36。其中：

所述的压缩空气进气管31与所述的文丘里组件35一端连接，该文丘里组件35的另一端与所述的喷射物出口36相连通，该文丘里组件35的内部通道354内形成有缩口结构351。

所述的落冰部件32轴向开有通孔321，径向开有与该通孔321相通的落冰斗322。

所述的落冰转盘33安装在所述落冰部件32的通孔321内，该落冰转盘33还套在所述的文丘里组件35的外侧，其径向开有与所述落冰部件32的落冰斗322位置相应的至少两个落冰孔331，与所述落冰斗322相对的落冰孔331形成落冰通道，不与所述落冰斗322相对的落冰孔331和所述落冰部件32及文丘里组件35之间形成吸附腔a，该吸附腔a与文丘里组件35内部通道354之间设有仅可令气流通过的气流通道，该气流通道不可使固体通过，即使是细小粉末状的固体也不易或不能通过。该气流通道可以是开设在所述文丘里组件35侧壁的与所述吸附腔a相通的若干细孔，但是如果要使细孔仅流通气流而令固体不能通过，细孔的孔径势必较小，这样加工非常不易且易堵塞。为此，本实施例在所述文丘里组件35侧壁开有孔352，该孔352内安装有烧结铜芯353，由于烧结铜具有可令气体通过而防止固体通过的特性，因此该烧结铜芯353可作为所述的气流通道。所述的烧结铜芯353也可以用具有类似性能的泡沫金属代替，例如泡沫铜、泡沫铁或泡沫铝。该烧结铜芯353可以设置在与所述吸附腔a相对的位置，从而使气流通道位于该吸附腔a的底面；该烧结铜芯353也可以设置在所述吸附腔a以外的位置，再于所述落冰转盘33上开设斜孔332，该斜孔332的一端与所述烧结铜芯353相对，另一端位于所述吸附腔a的顶部，此结构烧结铜芯353与所述斜孔332共同形成所述的气流通道。本实施例中，在所述文丘里组件35侧壁开有两个孔352，每个孔352内均安装有烧结铜芯353，从而在所述吸附腔a的底面与顶部均设置有与所述文丘里组件35内部通道354相通的气流通道。另外，所述吸附腔a与所述文丘里组件35内部通道354的缩口结构351末端之间还设有混合物通道b。

为了方便制造，所述的文丘里组件35可以由文丘里管上段355及文丘里管下段356组合而成，文丘里管上段355与文丘里管下段356相连接处分别设有凸台357、358，所述的落冰转盘33套在所述文丘里管上段355外侧，所述的落冰部件32再套于所述落冰转盘33外侧，之后通过螺杆结构锁固两个凸台357、358以及所述的落冰部件32，从而将四者连接固定在一起。此时，所述的孔352及其内安装的烧结铜芯353设置在该文丘里管上段355上。所述的文丘里管上段355一端与所述的压缩空气进气管31连接，另一端设有锥形缩口形成所述的缩口结构351。所述的文丘里管下段356一端设有锥形内孔，该锥形内孔与所述文丘里管上段355的锥形缩口之间形成锥形通道，所述的文丘里管上段355的凸台357上开有孔359，该孔359一端与所述落冰转盘33的吸附腔a相连通，另一端与所述锥形通道相连通，该孔359及所述锥形通道形成所述的混合物通道b。所述文丘里管上段355及文丘里管下段356的内部形成所述的内部通道354。

所述的旋转机构34可以带动所述落冰转盘33旋转，从而使落冰转盘33上的落冰孔331在落冰通道与吸附腔a之间切换。该旋转机构34可以采用多种结构实现，本实施例中，该旋转机构34包括相互连接传动的伺服电机341、大齿轮342及小齿轮343，该小齿轮343与所述落冰转盘33固定安装在一起。

本发明所述配冰装置3的工作原理为：固态二氧化碳颗粒（可以是圆柱状颗粒也可以是雪花粉末状颗粒）从所述落冰部件32的落冰斗322进入落冰转盘33的相对落冰孔331内，之后旋转机构34带动落冰转盘33转过一角度，固态二氧化碳颗粒转到吸附腔a位置；此时，从文丘里组件35的内部通道354流过的高速气体在吸附腔a内形成负压，由于烧结铜芯353形成的气流通道的存在，使文丘里组件35内部的气体补充到吸附腔a内，从而使吸附腔a内的固态二氧化碳颗粒通过混合物通道b被吸附到文丘里组件35内部，完成配冰过程。在此配冰过程中，位于所述吸附腔a底面的气流通道，其气流可以使吸附腔a底部的固态二氧化碳被搅起，从而避免固态二氧化碳在腔室底部粘连，即使是粉末状的固态二氧化碳也不易出现结冰凝结现象；而位于所述吸附腔a顶部的气流通道（即通过斜孔332的通道）与所述混合物通道b之间形成顺畅的流通曲线，可以非常平顺地将固态二氧化碳颗粒带入到文丘里组件35的内部通道内，实现固态二氧化碳颗粒与压缩空气的顺利混合。此结构由于吸附腔a不与外界大气相连通，而是采用与文丘里组件35内部通道相通的气流通道，由内部补充气体的方式吸冰，不但可实现固态二氧化碳颗粒与压缩空气的顺利混合，还可避免压缩空气的泄漏，消除了固态二氧化碳颗粒被气流吹起的现象，为固态二氧化碳的正常喷射提供了有效保证。

本发明可以采用块状固态二氧化碳为原料，将块状固态二氧化碳制成雪花状的固态二氧化碳作为清洗介质，这时需要配备削冰装置。同时配合图7所示，本实施例所述的削冰装置2包括料斗21、压紧板22、带动压紧板22移动的气动源23、落料斗24、刮冰板25以及可控制刮冰板25往复运动的气动系统26。其中：

所述的料斗21用以盛放块状固态二氧化碳41，该料斗21位于所述配冰装置3的上方，并安装在机架1内。对于封闭式机架，该机架1相对料斗21位置可设置有可打开的放料盖11，该放料盖11上可设置一透明观察窗或者整个放料盖11为透明，以方便观察内部工作情况。

所述的压紧板22设置在所述的料斗21之内，用以将块状固态二氧化碳41向所述刮冰板25压紧。

所述的气动源23用以带动压紧板22移动，使压紧板22向所述刮冰板25压紧。理论上，该气动源23也可以采用其他可带动压紧板22移动的动力源，本发明采用气动是因为使整个机器的所有动力源均采用气动，以简化整个动力系统。具体的，本实施例所述的气动源23包括压紧气缸231以及连接在该压紧气缸231与所述压紧板22之间的滑台232。通过压紧气缸231的动作，可通过滑台232带动压紧板22移动。为了增加压紧板22运动的灵活性，可将该压紧气缸231平行安装于所述料斗21的上方，所述滑台232垂直连接在压紧气缸231与压紧板22之间。通过调节压紧气缸231的压力，可以改变压紧力，从而实现刮下不同冰量的需求。

所述的落料斗24位于所述料斗21的一侧并与料斗21相通，该落料斗24为中空结构，其下方开有出料口正对所述配冰装置3的落冰部件32的落冰斗322。该落冰部件32的上端面与落料斗24的下端面以紧密贴合为最佳，以防止漏料；为了方便使两者在安装时容易贴合，该落冰部件32可以通过垫块37用螺钉锁接在机架1上，调节垫块37的厚度，即可使落冰部件32的上端面与落料斗24的下端面达到紧密贴合的目的。

所述的刮冰板25位于所述落料斗24的中空腔内，其上设有若干切刀251（配合图8所示），当该刮冰板25上下移动时，其切刀251可将块状固态二氧化碳41切削成粉末状固态二氧化碳42。为了提高效率，所述的切刀251设置有若干行，相邻两行切刀的刀头方向相反且位置交错排列。这样，刮冰板25在两个行程方向均可以进行切削作业。

所述的气动系统26可带动刮冰板25往复运动，本实施例，该气动系统26位于所述刮冰板25下方，因此可带动刮冰板25上下运动。理论上，该气动系统26也可以采用其他动力系统，采用气动仅仅是为了让机器减少对电控的依赖慢慢实现使整个机器均采用气动作为动力的目标。该气动系统26至少包括与刮冰板25连接的刮冰气缸261，可带动刮冰板25来回运动，具体的，该刮冰板25连接在一推板265上，该推板265则连接在刮冰气缸261的活塞杆上，从而使该刮冰板25通过该推板265实现与刮冰气缸261的连接。为了防止在刮冰过程中，被刮下的雪花状固态二氧化碳粘连在刮冰板25上或者落料斗24的侧壁等部件上或者堵塞落料斗24出料口，通常都会设置有振动装置，例如：CN2547423Y公开的一种“便携式干冰清洗机”，该清洗机虽然并未设置刮冰装置，但是同样设置了振动装置。现有技术通常另外设置振动装置，结构较为复杂，需要设置电控的振动电机等。本发明解决方案是在刮冰板25或者气动系统26的往复运动部件（例如刮冰气缸261的活塞杆、活塞或者推板265上）上设置配重块（图10中实施例该配重块264设置在刮冰气缸261的活塞一侧与活塞连接，并伸出气缸之外），这样在气动系统26带动刮冰板25往复运动过程中，配重块将增加惯性，使运动部件在达到两端的极限位置时撞击落料斗24等固定部件而产生振动。该方案无需设置复杂的振动装置就可以实现振动功能。另外，为实现刮冰气缸261往复运动，现有通常的作法是设置电磁阀以电控的方式进行气缸的换向，这将增加结构的复杂性。而发明致力于减少电控而实现采用气动的目标，因此进一步的，本发明所述的气动系统26（配合图10所示）还包括两个二位五通阀262以及两个单向节流阀263，该二位五通阀262和单向节流阀263通过管路与所述刮冰气缸261连接，该两个二位五通阀262和两个单向节流阀263组成的阀组C控制刮冰气缸261实现刮冰板25在落料斗24的中空腔中连续循环做往复运动。由于上述阀组C为纯气动阀，无需电控就可以实现刮冰气缸261的往复换向。所述的气动系统26的工作原理为：刮冰气缸261通过由两个二位五通阀262和两个单向节流阀263组成的纯气动阀组C的控制实现换向，从而实现刮冰板25在落料斗24的中空腔中连续循环做往复运动；刮冰气缸261往复运动的行程中，由于配重块264的惯性作用而产生周期性的震动，从而可以消除固态二氧化碳小颗粒在落料斗24出料口处堵塞的现象。

如图9所示，使用清洗机时，将块状固态二氧化碳41放入料斗21，压紧板22将块状固态二氧化碳21紧压在刮冰板25上，刮冰气缸261推动刮冰板25上下运动，块状固态二氧化碳41被削成粉末状固态二氧化碳42，沿着落料斗24下落至落冰斗322，由落冰斗322进入落冰转盘33相对的一个落冰孔331中，落冰转盘33转过一角度，粉末状固态二氧化碳42被从文丘里组件35经过的压缩空气吸走，完成配冰过程，之后由喷射物出口36传输到喷射装置，由喷射装置喷射而出，对物体进行清洗。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：该清洗机的配冰装置（3）包括压缩空气进气管（31）、落冰部件（32）、落冰转盘（33）、可带动落冰转盘（33）旋转的旋转机构（34）、文丘里组件（35）以及喷射物出口（36）；该文丘里组件（35）两端分别连通压缩空气进气管（31）和喷射物出口（36），其内部通道（354）内形成有缩口结构（351）；该落冰部件（32）轴向开有通孔（321），径向开有与该通孔相通的落冰斗（322）；该落冰转盘（33）安装在所述通孔（321）内，并套在该文丘里组件（35）的外侧，其径向开有与所述落冰斗（322）位置相应的至少两个落冰孔（331），与所述落冰斗（322）相对的落冰孔（331）形成落冰通道，不与所述落冰斗（322）相对的落冰孔（331）和所述落冰部件（32）及文丘里组件（35）之间形成吸附腔（a），该吸附腔（a）与文丘里组件（35）内部通道（354）之间设有仅可令气流通过的气流通道，吸附腔（a）与文丘里组件内部通道的缩口结构（351）末端之间还设有混合物通道（b）。

2.根据权利要求1所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的文丘里组件（35）侧壁开有孔（352），该孔（352）内安装有烧结铜芯（353），该烧结铜芯设置在与所述吸附腔（a）相对的位置，该烧结铜芯（353）形成所述的气流通道。

3.根据权利要求1所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的文丘里组件（35）侧壁开有孔（352），该孔（352）内安装有烧结铜芯（353），该烧结铜芯设置在所述吸附腔（a）以外的位置；再于所述落冰转盘（33）上开设斜孔（332），该斜孔（332）的一端与所述烧结铜芯（353）相对，另一端位于所述吸附腔（a）的顶部；此时，所述的烧结铜芯（353）与所述斜孔（332）共同形成所述的气流通道。

4.根据权利要求1所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的文丘里组件（35）侧壁开有两个孔（352），每个孔（352）内均安装有烧结铜芯（353），其中一个烧结铜芯设置在与所述吸附腔（a）相对的位置，该烧结铜芯形成所述的气流通道；另一个烧结铜芯设置在所述吸附腔（a）以外的位置，再于所述落冰转盘（33）上开设斜孔（332），该斜孔（332）的一端和不与吸附腔（a）相对的烧结铜芯相对，另一端位于所述吸附腔（a）的顶部，该另一个烧结铜芯与所述斜孔（332）共同形成另一个所述的气流通道。

5.根据权利要求2-4任一所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的烧结铜芯（353）以泡沫铜、泡沫铁或泡沫铝代替。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：该清洗机设有削冰装置（2），该削冰装置包括料斗（21）、压紧板（22）、带动压紧板移动的气动源（23）、落料斗（24）、刮冰板（25）及可控制刮冰板往复运动的气动系统（26）；该压紧板（22）设置在该料斗（21）之内；该落料斗（24）位于所述料斗（21）的一侧，其为中空结构，其下方开有出料口正对所述配冰装置（3）的落冰斗（322）；该刮冰板（25）位于落料斗（24）的中空腔内，其上设有若干切刀（251）。

7.根据权利要求6所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的切刀（251）设置有若干行，相邻两行切刀的刀头方向相反且位置交错排列。

8.根据权利要求6或7所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的气动系统（26）包括与刮冰板连接的刮冰气缸（261），该刮冰气缸与刮冰板（25）的往复运动部件上设有配重块（264）；该气动系统（26）还可进一步包括两个二位五通阀（262）以及两个单向节流阀（263），该二位五通阀和单向节流阀通过管路与所述刮冰气缸（261）连接。

9.根据权利要求6所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述的气动源（23）包括压紧气缸（231）以及连接在该压紧气缸（231）与所述压紧板（22）之间的滑台（232）；该压紧气缸（231）平行安装于所述料斗（21）的上方，所述滑台（232）垂直连接在压紧气缸（231）与压紧板（22）之间。

10.根据权利要求6所述的一种固态二氧化碳清洗机，其特征在于：所述落冰部件（32）的上端面与落料斗（24）的下端面紧密贴合。