[發(fā)明專利]基于激光沖擊波技術(shù)的金屬管道內(nèi)壁除垢方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210226972.3
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102764747A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張興權(quán);左立生;余曉流;張標;王會廷;李殿凱;戚曉利;黃志來;王海榮;石寶玉
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B08B9/027
• 分類號: B08B9/027
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 魯延生

1.基于激光沖擊波技術(shù)的金屬管道內(nèi)壁除垢方法，其特征在于該方法具體如下：

先在反射座（13）的端面涂上有效吸收激光能量的黑漆作為能量吸收層（12），再將反射座（13）插入待除垢的金屬管（7）內(nèi)，根據(jù)待除垢體（8）的主要成分、金屬管（7）的力學(xué)性能、金屬管（7）的管壁厚度對激光脈沖參數(shù)進行優(yōu)化，激光脈沖束（3）的功率密度為GW/cm²量級，激光脈沖束（3）直接輻照在反射座（13）的能量吸收層（12）上，能量吸收層（12）的材料氣化形成高溫高壓高密度的等離子體（11），高壓等離子體(11)迅速膨脹而產(chǎn)生高壓沖擊波作用在管道內(nèi)壁的垢體（8）上，形成了向其內(nèi)部傳播的應(yīng)力波，當(dāng)應(yīng)力波壓力峰值超過垢體材料的斷裂極限時，垢體（8）碎裂并剝落，剝落后的垢體（8）隨約束層水（10）從反射座（13）和金屬管（7）內(nèi)壁之間的間隙及時排出管外。

2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述金屬管道內(nèi)壁除垢方法的除垢裝置，其特征在于該裝置包括激光器發(fā)生器（1）、導(dǎo)光系統(tǒng)、工件夾具系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其中所述導(dǎo)光系統(tǒng)包括導(dǎo)光管（2）、全反鏡（4）、沖擊頭（5），所述導(dǎo)光管（2）的一端連著激光發(fā)生器（1），依次把激光發(fā)生器（1）、全反鏡（4）和沖擊頭（5）連接起來，所述導(dǎo)光管（2）的另一端連接沖擊頭（5）對著工件夾具系統(tǒng)；所述工件夾具系統(tǒng)包括水龍頭（6）、金屬管（7）、約束層水（10）、能量吸收層（12）、反射座（13）、管件夾持器（9）、導(dǎo)向支架（16）、水槽（15）、工作臺（14），水龍頭（6）位于金屬管（7）上方，反射座（13）插入待除垢的金屬管（7）的內(nèi)部，所述反射座（13）的直徑要比金屬管（7）的內(nèi)徑小，反射座（13）和金屬管（7）內(nèi)壁之間留有間隙，所述反射座（13）的端面上涂有黑漆作為能量吸收層（12），約束層水（10）覆蓋著能量吸收層（12），反射座（13）的下端固定在水槽（15）底部，水槽（15）放置在工作臺（14）上，金屬管（7）通過管件夾持器（9）裝夾在導(dǎo)向支架（16）上，導(dǎo)向支架（16）固定在工作臺（14）上；所述控制系統(tǒng)包括計算機（18）和控制器（17），計算機（18）通過控制器（17）控制管件夾持器（9）和工作臺（14）的運動，計算機（18）通過控制器（17）控制激光發(fā)生器（1）發(fā)出的激光脈沖束（3）。