CN111570413A - 一种干冰粉碎机及其组成的干冰处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种干冰粉碎机及其组成的干冰处理系统。现有干冰清洗过程存在粉碎刀片和喷嘴因低温而低效，干冰使用量难以准确监控，此外干冰与被清洁物之间温差不足而影响清洗质量。本发明包括干冰粉碎机、密闭式清洗舱和支架，所述干冰粉碎机和密闭式清洗舱均设置在支架上，所述干冰粉碎机包括箱本体和磁栅尺，所述磁栅尺设置在箱本体的内部，磁栅尺用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体内设置有粉碎刀片，所述箱本体的外壁上设置有第一通气端头，所述第一通气端头与箱本体的内部相连通，第一通气端头靠近粉碎刀片设置，密闭式清洗舱内设置有加热平台，加热平台的上方设置有喷嘴，干冰粉碎机与喷嘴相连通。本发明用于清洗。
Description
技术领域：
本发明涉及一种处理机及其组成的处理系统，具体涉及一种干冰粉碎机及其组成的干冰处理系统。
背景技术：
干冰清洗机之运作主要是在于将干冰打碎成粉末后，将干冰粉末经由干冰管及喷头喷出到待清洁物表面。直接以手持式干冰喷射器手动将干冰喷在待清洁物表面，利用干冰超低温及升华的特性，在不伤及物体表面的情况下，将物体表面附着的物质去除，达到清洁目的。但清洁过程中存在问题较多，具体如下：
现有的干冰清洗机面临以下问题：
一、以手动清洁时，每次清洁的时间、角度、位置和距离都有差异，无法确保稳定的清洁质量，也无法确保每次清洁都达到最佳效率。
二、被清洁物表面温度须与干冰温度有足够温差，才能达到适当的干冰清洁效果。然而被清洁物在被清洁时，表面温度会迅速降低，会大幅降低干冰清洁效果。
当干冰清洗机处于长时间持续作大量清洁时，还会存在如下问题：
一、粉碎干冰的刀片及喷出干冰粉末的喷嘴会因被干冰降温至零下温度，使空气中的水气在其内外之表面结冰。
二、粉碎干冰用到的刀片表面结冰使刀片会大幅降低粉碎干冰的效率，同时容易影响刀片使用寿命。
三、喷嘴结冰时，喷嘴口的面积缩小，会使得干冰喷射到物体表面的面积减小，并使得干冰喷射的速度及强度增加，增加损伤待清洁物表面的风险。
四、一般市面干冰喷射系统没有对剩余干冰量作数字化显示及监控，在导入自动化时，无法确实掌控适当之补充干冰的时效。
五、清洗舱的内部温度会快速降低，当舱内温度过低时，机械手臂机件功能易受影响。
总之，现有干冰清洗过程存在粉碎刀片和喷嘴因低温而低效，干冰使用量难以准确监控，此外干冰与被清洁物之间温差不足而影响清洗质量等问题至今未得到有效解决。
发明内容：
为解决上述背景技术中提及的问题，本发明的目的在于提供一种干冰粉碎机及其组成的干冰处理系统。
一种干冰粉碎机，它包括箱本体和磁栅尺，所述磁栅尺设置在箱本体的内部，磁栅尺用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体内设置有粉碎刀片，所述箱本体的外壁上设置有第一通气端头，所述第一通气端头与箱本体的内部相连通，所述第一通气端头靠近粉碎刀片设置。
作为优选方案：第一通气端头上设置有第一通气开关，第一通气端头与惰性气体源相连通。
作为优选方案：箱本体的顶部内壁上水平设置有气缸，磁栅尺的感应端设置在气缸上。
作为优选方案：箱本体上设置有干冰出口，干冰出口连通有喷嘴。
作为优选方案：喷嘴内通入有惰性气体。
一种干冰处理系统，包括干冰粉碎机、密闭式清洗舱和支架，所述干冰粉碎机和密闭式清洗舱均设置在支架上，所述干冰粉碎机包括箱本体和磁栅尺，所述磁栅尺设置在箱本体的内部，磁栅尺用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体内设置有粉碎刀片，所述箱本体的外壁上设置有第一通气端头，所述第一通气端头与箱本体的内部相连通，第一通气端头靠近粉碎刀片设置，密闭式清洗舱内设置有加热平台，加热平台的上方设置有喷嘴，干冰粉碎机与喷嘴相连通。
作为优选方案：喷嘴和第一通气端头分别与惰性气体源相连通。
作为优选方案：密闭式清洗舱的顶部内壁上设置有操作臂，喷嘴设置在操作臂上。
作为优选方案：干冰粉碎机和密闭式清洗舱之间设置有空气循环加热系统，空气循环加热系统包括通风管和吸风管，所述通风管的一端设置在密闭式清洗舱内且该端朝向加热平台设置，通风管的另一端与外界连通，通风管内设置有集尘过滤器，通风管连通有第一风机，吸风管的一端设置在密闭式清洗舱内，吸风管的另一端与加热平台相连通，吸风管内设置有加热器，吸风管连通有第二风机。
作为优选方案：密闭式清洗舱内设置有二氧化碳传感器和温湿度传感器，吸风管上分别加工有二氧化碳传感器用接口和温湿度传感器用接口。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
一、本发明的干冰粉碎机中磁栅尺用于采集干冰块的位移信号，从而配合总控制系统作数字化显示及监控，实时监控干冰的使用量，掌控适当补充干冰的时效，以便干冰量不足时能够及时补充，便于干冰粉碎机持续使用。
二、本发明的干冰粉碎机中粉碎刀片处通有惰性气体是为了避免刀片直接接触空气中的水气，在长时间持续作大量清洁时，不易结冰，便于粉碎刀片的持续使用。
三、本发明干冰处理系统的结构设计紧凑，占地面积小，操作灵活。
四、本发明的干冰处理系统中喷嘴内通有惰性气体是为了避免喷嘴直接接触空气中的水气，在长时间持续作大量清洁时，不易结冰，便于喷嘴的持续使用。
五、本发明中干冰粉碎机、密闭式清洗舱和加热平台之间相互配合能够确保被清洁物表面温度与干冰温度有足够温差，从而达到持续且适当的干冰清洁效果。
六、本发明中喷嘴和操作臂相互配合实现机械化批量清洗效果，确保每次清洁的时间、角度、位置和距离都一致，确保每次清洁质量都达到一致。
七、本发明既能够保证密闭式清洗舱内大环境下的温度变化幅度小，能够有效维持密闭式清洗舱内空气温度，还能够实现被清洁物所在区域的局部环境温差大的效果。
八、本发明适用持续作业，能够实现批量清洗，适用于涉及到批量清洗物品表面的多个领域。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为干冰粉碎机1的第一立体结构示意图；
图2为干冰粉碎机1的第二立体结构示意图；
图3为干冰粉碎机1的俯视结构半剖示意图；
图4为第一通气端头和第一通气开关之间连接关系的立体结构示意图；
图5为干冰处理系统的主视结构示意图；
图6为干冰处理系统的立体结构示意图；
图7为图6中A处的放大结构示意图。
图中，1-干冰粉碎机；1-1-箱本体；1-2-磁栅尺；1-3-粉碎刀片；1-4-第一通气端头；1-5-第一通气开关；1-6-气缸；1-7-干冰出口；1-8-连接孔；1-9-条形观察窗；2-密闭式清洗舱；3-支架；4-加热平台；5-喷嘴；6-操作臂；7-通风管；8-吸风管；8-1-吸风头；8-2-第二连接管；9-二氧化碳传感器用接口；10-温湿度传感器用接口。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
具体实施方式一：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实施方式包括箱本体1-1和磁栅尺1-2，所述磁栅尺1-2设置在箱本体1-1的内部，磁栅尺1-2用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体1-1内设置有粉碎刀片1-3，所述箱本体1-1的外壁上设置有第一通气端头1-4，所述第一通气端头1-4与箱本体1-1的内部相连通，所述第一通气端头1-4靠近粉碎刀片1-3设置。
进一步的，第一通气端头1-4上设置有第一通气开关1-5，第一通气端头1-4连通有惰性气体的气源，第一通气开关1-5为现有产品，用于控制氮气或其他惰性气体的进入量，第一通气端头1-4内通入的惰性气体为凝固温度大于78℃的惰性气体。惰性气体通过第一通气端头1-4进入箱本体1-1中，朝向粉碎刀片1-3吹送惰性气体，惰性气体起到隔离效果，将粉碎刀片1-3与空气中的水气进行隔离。有效避免粉碎刀片1-3凝露，能够确保粉碎刀片1-3在长时间持续作大量清洁时，不易结冰。
进一步的，箱本体1-1的顶部内壁上水平设置有气缸1-6，磁栅尺1-2的感应端设置在气缸1-6的缸杆上，缸杆顶紧干冰块的一端，干冰块的另一端设置有粉碎刀片1-3。磁栅尺1-2配合设置有总控制系统，总控制系统为现有控制系统，包括触摸屏和PLC，根据既定的程序控制能将剩余的干冰量数字化并传出其数字化讯号的干冰粉碎机1，并连接至PLC作数字化显示在触摸屏上，便于操作人员有效监控，使操作人员能够随时看到操作屏幕显示的剩余干冰量，并在剩余的干冰量低于警戒值时，被系统提醒补充干冰。另外，气缸1-6上设置有干冰指针，磁栅尺1-2的另一种设置方式为磁栅尺1-2的感应端与干冰指针相连接，用于采集干冰指针移动的线性位移信号并传输给PLC，通过PLC控制触摸屏上显示指针的位置数值，从而实现对干冰使用量的实时监控，以便干冰消耗殆尽之前能够及时补充干冰。
进一步的，箱本体1-1上设置有干冰出口1-7，干冰出口1-7与喷嘴5相连接。干冰出口1-7通过连接管与喷嘴5相连通。箱本体1-1的侧壁上加工有干冰出口1-7，箱本体1-1的侧壁上还加工有配合干冰出口1-7的控制开关。箱本体1-1上设置有与空气压缩机的连接孔1-8。
干冰粉碎机1通过干冰通道与喷嘴5相连通，干冰通道的一端穿过密闭式清洗舱2与喷嘴5相连通，干冰通道的另一端与干冰出口1-7相连通，干冰粉碎机1提供的干冰粉末送至喷嘴5的过程中，空气压缩机用以提供压缩空气将干冰粉碎机1内通过粉碎刀片1-3形成的干冰粉末送入干冰通道，具体过程为被压缩空气产生的负压吸入干冰通道，即干冰粉末通过压缩空气高速流动产生的负压而被吸入干冰通道，由喷嘴5将干冰粉末喷射至多个晶片，由于干冰粉末在-79℃时迅速升华，此时干冰粉末升华时提及膨胀约为原体积700倍而形成微爆，以使固化或脆化后附作物脱落，而压缩空气能吹走固化或脆化后的附作物，如此便能有效清洗在晶片上的焦渣与不干胶所残留的毛屑。
进一步的，箱本体1-1上加工有干冰放入口，干冰放入口处设置有个盖门，箱本体1-1的顶部还设置有条形观察窗1-9，用于观察磁栅尺1-2。
具体实施方式二：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实施方式中系统包括干冰粉碎机1、密闭式清洗舱2和支架3，所述干冰粉碎机1和密闭式清洗舱2均设置在支架3上，密闭式清洗舱2由支撑框内镶嵌若干块玻璃形成，便于观察舱内清洗情况，支架3为起到支撑作用的架体，所述干冰粉碎机1包括箱本体1-1和磁栅尺1-2，所述磁栅尺1-2设置在箱本体1-1的内部，磁栅尺1-2用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体1-1内设置有粉碎刀片1-3，所述箱本体1-1的外壁上设置有第一通气端头1-4，所述第一通气端头1-4与箱本体1-1的内部相连通，第一通气端头1-4靠近粉碎刀片1-3设置，密闭式清洗舱2内设置有加热平台4，加热平台4的上方设置有喷嘴5，干冰粉碎机1与喷嘴5相连通，喷嘴5与惰性气体的气源相连通。加热平台4上加工有多个摆放槽，每个摆放槽内放置有一个晶片。
进一步的，第一通气端头1-4上设置有第一通气开关1-5，第一通气端头1-4连通有惰性气体的气源，第一通气开关1-5为现有产品，用于控制氮气或其他惰性气体的进入量，第一通气端头1-4内通入的惰性气体为凝固温度大于78℃的惰性气体。
进一步的，箱本体1-1的顶部内壁上水平设置有气缸1-6，磁栅尺1-2的感应端设置在气缸1-6的缸杆上。
另外，气缸1-6上设置有干冰指针，磁栅尺1-2的另一种设置方式为磁栅尺1-2的感应端与干冰指针相连接，用于采集干冰指针移动的线性位移信号并传输给PLC，通过PLC控制触摸屏上显示指针的位置数值，从而实现对干冰使用量的实时监控，以便干冰消耗殆尽之前能够及时补充干冰。
进一步的，箱本体1-1上设置有干冰出口1-7，干冰出口1-7与喷嘴5相连接。干冰出口1-7通过连接管与喷嘴5相连通。箱本体1-1的侧壁上加工有干冰出口1-7，箱本体1-1的侧壁上还加工有配合干冰出口1-7的控制开关。箱本体1-1上设置有与空气压缩机的连接孔1-8。
利用干冰粉碎机1清洗晶片的过程如下：
干冰粉碎机1通过干冰通道与喷嘴5相连通，干冰通道的一端穿过密闭式清洗舱2与喷嘴5相连通，干冰通道的另一端与干冰出口1-7相连通，空气压缩机连通在连接孔1-8处，空气压缩机提供压缩空气，从而将干冰粉碎机1内通过粉碎刀片1-3形成的干冰粉末送入干冰通道，具体过程为被压缩空气产生的负压吸入干冰通道，即干冰粉末通过压缩空气高速流动产生的负压而被吸入干冰通道，由喷嘴5将干冰粉末喷射至多个晶片，由于干冰粉末在-79℃时迅速升华，此时干冰粉末升华时提及膨胀约为原体积700倍而形成微爆，以使固化或脆化后附作物脱落，而压缩空气能吹走固化或脆化后的附作物，如此便能有效清洗在晶片上的焦渣与不干胶所残留的毛屑。干冰通道为现有耐低温的管体。
进一步的，密闭式清洗舱2的顶部内壁上设置有操作臂6，喷嘴5设置在操作臂6上。操作臂6优选为吊挂式机械手臂，其他结构的机械手臂也可替换。本发明的干冰处理系统中舱内上方设置的吊挂式机械手臂依照事先编写好的路径及程序自动移动干冰喷头，并开关干冰的喷射动作。如此可使得每次清洁的时间、角度、位置和距离都一致，确保每次清洁质量都达到一致。此外，使用吊挂式机械手臂的位置设置，可使得有效的自动清洁范围受到限制最小，且能大幅缩小设备占地面积。
进一步的，干冰粉碎机1和密闭式清洗舱2之间设置有空气循环加热系统，空气循环加热系统包括通风管7和吸风管8，所述通风管7的一端设置在密闭式清洗舱2内且该端朝向加热平台4设置，通风管7的另一端与外界连通，通风管7内设置有集尘过滤器，通风管7连通有第一风机，吸风管8的一端设置在密闭式清洗舱2内，吸风管8的另一端与加热平台4相连通，吸风管8内设置有加热器，吸风管8连通有第二风机。
第一风机和第二风机为蜗轮风机，第二风机具体选用鼓风机即可。吸风管8中通过加热器使从密闭式清洗舱2中吸出的气流变为暖气流，从而为加热平台4提供热源，确保加热平台4的温度。
进一步的，密闭式清洗舱2内设置有二氧化碳传感器和温湿度传感器，二者均为现有产品，工作过程与现有的二氧化碳传感器和温湿度传感器相同，吸风管8上分别加工有二氧化碳传感器用接口9和温湿度传感器用接口10，二氧化碳传感器用接口9用于连接二氧化碳传感器，温湿度传感器用接口10用于连接温湿度传感器。
进一步的，吸风管8包括吸风头8-1、第一连接管和第二连接管8-2，吸风头8-1设置在密闭式清洗舱2内且其靠近加热平台4设置，第二连接管8-2设置在密闭式清洗舱2内，第二连接管8-2为T形管，T形管的一端通过第一连接管与吸风头8-1相连接，二氧化碳传感器用接口9和温湿度传感器用接口10设置在T形管的另一端处，T形管的中端头与加热平台4相连通。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，通风管7包括总管7-1、两个分管7-2和两个通风盒7-3，两个通风盒7-3分别设置在加热平台4的两侧，每个通风盒7-3朝向加热平台4的一侧加工有吸风口7-4，每个通风盒7-3与对应设置有一个分管7-2，每个分管7-2的一端与其对应的通风盒7-3相连通，每个分管7-2的另一端与总管7-1的一端相连通，总管7-1的另一端为排风端。
进一步的，每个通风盒7-3的底部与加热平台4的内部相连通，便于加热平台4的散热。
具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，喷嘴5为现有产品，用于干冰粉末的喷射，喷嘴5的外壁上设置有与惰性气体的气源相连通的第二通气端头，惰性气体能够有效避免喷嘴5凝露，能够确保喷嘴5在长时间持续作大量清洁时，不易结冰。
本实施方式中第二通气端头的结构与第一通气端头1-4的结构相同；第二通气端头上设置有第二通气开关，第二通气开关与第一通气开关1-5的结构相同。
干冰粉碎机1中干冰使用量的监测过程如下：
将干冰块放置在箱本体1-1中，确保干冰块的一端顶紧在气缸1-6的缸杆上，干冰块的另一端与粉碎刀片1-3相顶紧，启动粉碎刀片1-3并打开第一通气开关1-5，粉碎刀片1-3切削干冰块使其产生干冰粉末，空气压缩机提供压缩空气将干冰粉碎机1产生的干冰粉末送至喷嘴5处，箱本体1-1中干冰块在切削的同时被气缸1-6顶紧并移动，处于气缸1-6上的磁栅尺1-2实时采集缸杆的移动位移信号，从而间接记录了干冰块的位移轨迹，磁栅尺1-2将采集的位移信号传递给PLC，PLC将剩余的干冰量数字化处理并显示在触摸屏上，便于操作人员有效监控，使操作人员能够随时看到操作屏幕显示的剩余干冰量，并在剩余的干冰量低于警戒值时，被系统提醒补充干冰。上述过程中将箱本体1-1内通入惰性气体，从而防止粉碎刀片1-3凝露，便于持续使用。
干冰处理系统的工作过程如下：
启动干冰粉碎机1，并同时打开第一通气开关1-5和第二通气开关，将干冰粉碎机1产生的干冰粉末传送到喷嘴5处，将惰性气体分别通入箱本体1-1内和喷嘴5内能够使粉碎刀片1-3和喷嘴5处于长时间持续使用状态，与此同时，启动空气循环加热系统，一方面通风管7在第一风机的作用下产生吸风流，吸走干冰粉末从晶片上清洗下来的焦渣与不干胶所残留的毛屑，带有焦渣与不干胶所残留的毛屑的风流经过集尘过滤器后直接排外，另一方面，吸风管8在第二风机的作用下，将密闭式清洗舱2内的空气吸走，经过加热器加热后形成热风流，热风流分别通入加热平台4和密闭式清洗舱2中，不但能够为加热平台4提供加热热源，从而起到加热晶片的作用，确保晶片和喷嘴5喷出的干冰粉末之间有足够大的温差，还能够确保密闭式清洗舱2内的环境温度，保证密闭式清洗舱2内大环境下的温度变化幅度小。
Claims (10)
1.一种干冰粉碎机，其特征在于：它包括箱本体和磁栅尺，所述磁栅尺设置在箱本体的内部，磁栅尺用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体内设置有粉碎刀片，所述箱本体的外壁上设置有第一通气端头，所述第一通气端头与箱本体的内部相连通，所述第一通气端头靠近粉碎刀片设置。
2.根据权利要求1所述的一种干冰粉碎机，其特征在于：第一通气端头上设置有第一通气开关，第一通气端头与惰性气体源相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种干冰粉碎机，其特征在于：箱本体的顶部内壁上水平设置有气缸，磁栅尺的感应端设置在气缸上。
4.根据权利要求3所述的一种干冰粉碎机，其特征在于：箱本体上设置有干冰出口，干冰出口连通有喷嘴。
5.根据权利要求4所述的一种干冰粉碎机，其特征在于：喷嘴内通入有惰性气体。
6.一种干冰处理系统，其特征在于：包括干冰粉碎机、密闭式清洗舱和支架，所述干冰粉碎机和密闭式清洗舱均设置在支架上，所述干冰粉碎机包括箱本体和磁栅尺，所述磁栅尺设置在箱本体的内部，磁栅尺用于采集干冰块的位移信号，所述箱本体内设置有粉碎刀片，所述箱本体的外壁上设置有第一通气端头，所述第一通气端头与箱本体的内部相连通，第一通气端头靠近粉碎刀片设置，密闭式清洗舱内设置有加热平台，加热平台的上方设置有喷嘴，干冰粉碎机与喷嘴相连通。
7.根据权利要求6所述的一种干冰处理系统，其特征在于：喷嘴和第一通气端头分别与惰性气体源相连通。
8.根据权利要求7所述的一种干冰处理系统，其特征在于：密闭式清洗舱的顶部内壁上设置有操作臂，喷嘴设置在操作臂上。
9.根据权利要求6、7或8所述的一种干冰处理系统，其特征在于：干冰粉碎机和密闭式清洗舱之间设置有空气循环加热系统，空气循环加热系统包括通风管和吸风管，所述通风管的一端设置在密闭式清洗舱内且该端朝向加热平台设置，通风管的另一端与外界连通，通风管内设置有集尘过滤器，通风管连通有第一风机，吸风管的一端设置在密闭式清洗舱内，吸风管的另一端与加热平台相连通，吸风管内设置有加热器，吸风管连通有第二风机。
10.根据权利要求9所述的一种干冰处理系统，其特征在于：密闭式清洗舱内设置有二氧化碳传感器和温湿度传感器，吸风管上分别加工有二氧化碳传感器用接口和温湿度传感器用接口。
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