[實用新型]一種利用過冷水制備冰粒氣體射流的裝置

有效

• 申請號: 201822064806.3
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN209207270U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 張路路;姜婉;任永婕;陳長江;呂小權
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B24C5/08
• 分類號: B24C5/08;B24C9/00
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 李紅衛

一種利用過冷水制備冰粒氣體射流的裝置，包括通過第二支路管線與風流循環系統連接的高壓氣瓶，所述高壓氣瓶通過第一支路管線與第一液氮箱連接，所述第一液氮箱另一端通過匯流管與噴嘴相連，所述第一液氮箱與噴嘴之間的匯流管上設有霧化箱，所述風流循環系統包括換熱器，所述換熱器上端與第二支路管道連接，換熱器左端通過管道和三通分別于第二液氮箱和風機連接，另一端與換熱箱的右端連接，換熱箱底部通過管道與霧化箱的霧化噴嘴連接。采用本實用新型的方法及設備，可快速制備冰粒并形成冰粒氣體射流。

技術領域

本實用新型涉及冰粒氣體射流技術領域，尤其涉及一種利用過冷水制備冰粒氣體射流的裝置。

背景技術

氣體磨料射流自發明之初由于其構造簡單、耗能少、沖蝕效果好而被廣泛應用于各行各業，如在工業上，磨料氣體射流用于表面脫漆和除銹，在煤礦領域被應用于沖蝕破煤；但隨著氣體射流的廣泛應用其弊端也在逐漸顯現，由于磨料多為硬度高、密度大的材料，在對物體表面脫漆和除銹時，無可避免地會對內部材料造成一定損傷，而又無合適替代磨料；同時在一些較大的工程中，磨料的用量巨大，一方面磨料無法回收，造成較大浪費，另一方面，磨料由于打擊沖蝕破碎成微小的呼吸性粉塵以及懸浮顆粒，勢必惡化工作環境，同時影響工作人員的身體健康；因此各國的研究人員在不斷尋找普通磨料的替代品；冰在不同溫度下的莫氏硬度變化范圍是 2-4，硬度適中，可以去除表面的油漆和銹跡，而不損傷內部器件，同時冰粒噴出后不會惡化工作環境以及對工作人員造成健康威脅，因而使冰粒作為傳統氣體射流磨料的替代品成為可能。

現階段制備冰粒主要有三種方法：（1）破冰法，即使用機械裝置將大塊冰粉碎至小顆粒，這種方法簡便，但這種方法粉碎的冰粒粒徑隨機，需重新篩選合適粒徑使用，這就降低冰粒的制備速度，不易于冰粒的保存；（2）低溫冷凍法，將水霧噴灑至放有低溫氮氣（液氮）的空間中，水霧迅速結冰形成冰粒，這種方法制備冰粒迅速，但由于液滴與低溫氮氣（液氮）直接接觸，冰粒溫度下降較快，且不宜控制，造成冰粒的硬度較難把握；同時該裝置結構復雜、操作繁瑣、耗能較大；（3）劉勇等人公開了“一種冰粒氣體射流快速制備裝置及方法”，申請號201611113564.1，該方法利用霧化噴嘴將霧化后的液滴噴入高速氣流中，隨后液滴與液氮和空氣的混個氣體接觸，這種方法彌補了低溫冷凍法的不足，液氮與空氣的混合氣體溫度合適，冰粒的硬度更容易調節，但也存在一定問題，如液滴未及時相變，容易融和匯并，形成較大液滴，同時液滴會粘滯在管道壁上，結冰后引起管道有效直徑減小，容易堵塞。

實用新型內容

基于以上不足，本實用新型要解決的問題是克服上述現有技術的不足，目的在于提供一種快速的、高效的、簡便的冰粒氣體射流制備裝置和方法。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種利用過冷水制備冰粒氣體射流的裝置，包括高壓氣瓶，所述高壓氣瓶通過第一支路管線連接有第一液氮箱，所述第一液氮箱另一端通過匯流管與噴嘴相連，所述第一液氮箱與噴嘴之間的匯流管上設有霧化箱；高壓氣瓶通過第二支路管線連接有風流循環系統，所述風流循環系統包括換熱器，所述換熱器上端與第二支路管道連接，換熱器左端通過管道連接有三通，三通分別與第二液氮箱和風機連接，風機另一端與換熱箱的右端連接，換熱箱底部通過管道與霧化箱內部的霧化噴嘴連接。

進一步地，所述換熱器包括設置在換熱箱內的冷水管道，換熱箱上端設有冷水管道注水口，換熱箱底端設有冷水管道出水口，出水口下端管道上設有單向閥，換熱箱頂端中心處設有送氣口，所述換熱箱左右兩端分別設有超聲發生器和反射器。

進一步地，所述冷水管道中設有第一溫度傳感器，分流循環管道內風機下端設有第二溫度傳感器，第一液氮箱底端設有溫控閥，且均通過計算機控制。

進一步地，所述第一支路管道上設有第一減壓閥，第二支路管道上設有第二減壓閥。

進一步地，所述第一支路管線和第二支路管線均為普通承壓管，其余管道均為保溫管，外敷有保溫材料并能承載一定壓力。