什么是干冰喷射?

干冰喷射是一种安全清洁表面和/或去除不需要的涂层(如油漆或铁锈)的非破坏性方法;最常用于工业和商业应用,以干冰作为清洁介质。 干冰是二氧化碳的固体形式,温度为(-78.5 °C; -109.3 °F)。

基本而言,这一过程涉及用压缩空气和干冰颗粒(通常是干冰颗粒的形式)对表面进行"爆破清洗"。加压空气和干冰(二氧化碳颗粒)在爆破流中的结合,会产生爆炸性的升华。这种连锁反应允许以非破坏性的方式清洁目标表面,使干冰喷射与其他介质喷射方法相比,如玻璃珠、塑料珠或喷砂,成为首选的清洁过程。

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干冰喷射是如何工作的?

理解干冰喷射最简单的方法是首先考虑消费类压力清洗机。电动压力清洗机只是用压缩空气加速水的流动,然后迫使水通过喷嘴,从而在被清洗的表面上产生更大的压力。

,在压力清洗机的情况下,用于清洗表面的"介质"只是水(在某些情况下,在水流中加入洗涤剂)。然而,这个过程使用了大量的水,这是一种浪费(也就是"二次浪费"),而且对于清洁难以去除的污渍、涂层、碎屑和污染物并不有效。
,此外,加压水可能会损坏脆弱和敏感的清洁表面,如电气设备、电缆和精密加工设备(仅举几例)。

,当使用干冰喷射机时,使用压缩空气和干冰颗粒/颗粒代替。最重要的是,当使用干冰喷射的力量时,我们利用了动力学(物理学)和热力学的优势,结果是一种更优越的清洁方法。

干冰喷射中使用的设备

介质储存容器、压缩机、干冰喷砂机、喷砂嘴的简单示意图(图片中不含软管)。

干冰储存箱

干冰清洗机

空压机

喷嘴

简单的科学

在干冰爆破过程的背后,有一些迷人的科学。

目前和已知的科学有动力学(物理学)和热力学,但我们先从一个简单的非科学的描述开始。

干冰爆破过程一语中的。"当细小的二氧化碳(干冰)颗粒被"喷射"到表面时,不需要的污染物就会冻结和断裂,然后发生能量爆炸,从而彻底清除不需要的涂层,如油脂油漆和铁锈。"

三种快速效果(毫秒)

第一阶段效应/热冲击:干冰喷射过程的第一个热冲击阶段会导致表面污染物迅速冻结,使其变脆、断裂。

第二阶段效果/冲击冲击。干冰颗粒高速轰击清洗表面,将脆性和断裂的涂层或污染物击碎。

第三阶段效应/膨胀冲击。由于干冰的快速热传导和升华(汽化),气体瞬间膨胀,从而发生爆炸事件。这与二氧化碳颗粒的冲击力相结合,吹走不需要的表面污染物、碎片、污渍或涂层。

干冰喷射的历史

A

第一次有记录地使用干冰喷射技术进行清洗是在1945年秋末,美国海军。美国海军最早进行干冰喷射实验的是炮台维修人员和船厂维修人员。他们进行这些实验是由于需要一种磨蚀性较小的清洗方法。在喷冰之前,主流的介质喷砂是喷砂。

B

第一个干冰喷射专利。1959年,联合利华公司为他们的干冰喷射系统和技术申请了专利,目的是为了干净安全地从骨头上去除动物肉。这是干冰喷射在食品加工行业的首次应用记录,并很快被其他食品加工厂采用。

C

在20世纪70年代早期至中期,C.H. Franklin、C.C. Wong和E.E. Rice被认为创造了第一个用于爆破介质的二氧化碳颗粒。此后,工业研究和开发工程师们开始尝试以低成本高效率的方式大规模生产干冰颗粒。

D

20世纪80年代末,第一台干冰喷射机被用于商业和工业部门。这些干冰喷射清洗机笨重、沉重、昂贵,而且使用极高的气压,每平方英寸高达210磅以上。

E

干冰喷砂清洗设备和技术随着优越的压缩空气输送系统、喷嘴、CO2介质混合/输送、机器外壳结构和便携性的发展而进步。

F

2012年,酷尔森喷冰机,发明并研发了世界上第一台喷冰机,使操作人员只需轻触按钮即可使用湿冰介质。这一创新极大地降低了成本,增加了应用的可能性,并确保了一个具有成本效益、环保和健康意识的清洁解决方案。2019年,库尔森喷冰机将湿冰和干冰喷射结合到一台机器IceStorm45机器中,不再需要单独的机器。

干冰喷射清洗的三大优势

员工健康与安全

环境影响较小

减少表面积损害

其他抛丸清理介质通常不对环境负责,这取决于清理技术人员的工艺和地点选择。部分或全部的介质可能会被留下,顺着公共排水管流入下水道系统、湖泊、溪流、海洋和/或渗入土壤。
其他采用压缩空气和"介质"相结合的清洗表面的方法,如塑料珠、玻璃珠、沙子、氧化铝和碳化硅等,可能会因去除不需要的碎片而损坏清洗表面。这可能会造成疤痕和/或脱层
使用大多数替代性抛丸清理介质,如玻璃、沙子、塑料、氧化铝、碳化硅等,如果不与适当的安全设备和工艺一起使用,会对操作人员和/或附近区域其他人的健康产生负面影响。

更多优势

  • 减少二次废物
  • 无毒介质
  • 非磨损性
  • 不易燃
  • 不导电
  • 健康和安全友好型
  • 环保型
  • 食品工业安全
  • 经美国农业部、环保局、FDA批准
  • 非破坏性