[發明專利]一種超臨界二氧化碳的傳輸工藝

有效

• 申請號: 201811269667.6
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109333144B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 顏炳姜;李偉秋;莫大卓;王勇
• 申請（專利權）人: 匯專科技集團股份有限公司;科益展智能裝備有限公司廣州分公司
• 主分類號: B23Q11/10
• 分類號: B23Q11/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

本發明公開了一種超臨界二氧化碳的傳輸工藝，包括在超臨界二氧化碳生成裝置和超臨界二氧化碳輸出裝置之間設置超臨界二氧化碳流量調節裝置，通過更換超臨界二氧化碳流量調節裝置中的中轉管路至其符合輸出需求；在超臨界二氧化碳輸出裝置的輸出管道外套設輔助氣流管道，并往輔助氣流管道中持續注入加熱后的輔助氣體，此流量調節方式簡單易行，而通過輔助氣體包裹在超臨界二氧化碳的輸出管道外，起到溫度補償的作用，保證了超臨界二氧化碳流體性質穩定及超臨界二氧化碳性能發揮，此發明用于金屬加工領域。

技術領域

本發明涉及金屬加工領域，特別是涉及一種超臨界二氧化碳的傳輸工藝。

背景技術

隨著現代先進制造技術的突飛猛進，各類新材料、新工藝應運而生，對機床切削速度，刀具壽命以及加工效率提出了更高的要求。清潔生產、綠色制造已成為發展先進制造技術的主題之一。采用低溫冷卻潤滑切削技術，已被證實為解決高硬高強度材料強烈切削熱沖擊和振動以及塑性材料切削易產生加工毛刺等難加工特性有效方案。

目前常用的低溫切削技術主要為：低溫冷風(-30℃)冷卻技術、液氮(-179℃)冷卻技術、液態二氧化碳(-78.5℃)冷卻技術等。其中液態二氧化碳冷卻技術采用壓力為5.0-6.5MPa的液態二氧化碳經管路輸送并在噴嘴前端釋放，可在噴嘴處迅速膨脹吸熱產生-78.5℃(理論值)低溫，被成功應用于難加工材料切削冷卻。為盡可能接近其理論低溫值，需嚴格控制輸送管路內部的液態二氧化碳壓降速率，并且需對輸送管路進行有效保溫，以避免液態二氧化碳在管路內部因快速壓降而結冰堵塞管路。由于液態二氧化碳冷卻技術上述缺點，目前該技術尚未實現大面積推廣應用。

針對上述問題，近年來采用超臨界二氧化碳流體進行切削加工的冷卻潤滑獲得了關注。將低壓的二氧化碳氣體通過增壓系統增壓至7.4MPA以上并將其升溫至31.7℃以上，二氧化碳即可處于超臨界狀態。將超臨界狀態的二氧化碳噴射出去，由于超臨界二氧化碳流體的快速壓降而瞬間吸熱膨脹，從而使噴射區域達到瞬間低溫(-78.5℃)的效果。

雖然超臨界二氧化碳已在制藥工業、化學工程和半導體工業萃取、蝕刻和清潔過程中廣泛應用，但將超臨界二氧化碳應用于加工冷卻，實現加工過程高效降溫尚處于深入開發階段。專利ZL200680022912.2公布了一種基于超臨界二氧化碳的金屬加工潤滑方法，該方法涉及在超臨界二氧化碳流體中摻入潤滑劑以及在金屬加工過程施加超臨界二氧化碳的系統組成。專利201710867324.9公布了一種超臨界二氧化碳集中供液系統，并描述了集中供液系統組成及集中供液方式。不同于液態二氧化碳冷卻技術，超臨界二氧化碳在輸送管路內部需始終維持壓力大于或等于7.4MPa以及溫度大于或等于31.7℃，以確保超臨界二氧化碳流體快速壓降形成低溫介質。

現有超臨界二氧化碳系統多涉及獲得超臨界二氧化碳流體方式，證實了超臨界二氧化碳可有效應用于金屬加工，對于如何控制超臨界二氧化碳輸出、如何確保管路中二氧化碳始終處于超臨界狀態以及如何控制超臨界二氧化碳噴射流量等均未涉及。

發明內容

本發明的目的在于提供一種流量控制精準、輸送穩定性強的超臨界二氧化碳的傳輸工藝。

本發明所采取的技術方案是：

一種超臨界二氧化碳的傳輸工藝，包括以下步驟：

1)在超臨界二氧化碳生成裝置和超臨界二氧化碳輸出裝置之間設置超臨界二氧化碳流量調節裝置，通過更換超臨界二氧化碳流量調節裝置中的中轉管路至其符合輸出需求；

2)通過超臨界二氧化碳生成裝置生成超臨界二氧化碳，超臨界二氧化碳經過超臨界二氧化碳流量調節裝置，流入超臨界二氧化碳輸出裝置的輸出管道中；

3)在超臨界二氧化碳輸出裝置的輸出管道外套設輔助氣流管道，并往輔助氣流管道中持續注入加熱后的輔助氣體。