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一种循环式固态CO2清洗系统
技术领域
本发明涉及干冰清洗技术领域，更具体地说，它涉及一种循环式固态CO2清洗系统。
背景技术
干冰清洗(dry ice blast cleaning)又称冷喷，是以压缩空气作为动力和载体，以干冰颗粒为被加速的粒子，通过专用的喷射清洗机喷射到被清洗物体表面，利用高速运动的固体干冰颗粒的动量变化(Δmv)、升华、熔化等能量转换，使被清洗物体表面的污垢、油污、残留杂质等迅速冷冻，从而凝结、脆化、被剥离，且同时随气流清除。不会对被清洗物体表面，特别是金属表面造成任何伤害，也不会影响金属表面的光洁度。
现有技术中干冰清洗通常包括CO2供应系统、真空系统与清洗系统，CO2供应系统与真空系统分别连接于清洗系统上，通过CO2供应系统给清洗系统提供干冰，并利用真空系统将清洗系统形成真空环境，从而能够在真空环境下对工件进行干冰清洗，提高清洗效果。
但是，清洗时二氧化碳直接流失，在CO2供应系统中需要制成干冰时又要重新采集CO2，导致资源浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种循环式固态CO2清洗系统，能够循环使用二氧化碳，具有节约资源的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种循环式固态CO2清洗系统，包括用于供给干冰的干冰供应装置、与干冰供应装置连接的清洗装置以及与清洗装置连接的回收装置，所述清洗装置包括清洗室以及设置于清洗室内的干冰喷头，所述回收装置包括与清洗室连接的混合回收管、设置于混合回收管上的传输泵、与混合回收管连接的杂质分离机构以及与杂质分离机构连接的二氧化碳回收管，所述二氧化碳回收管远离杂质分离机构的一端连接有二氧化碳提纯装置，所述二氧化碳提纯装置的输出端与干冰供应装置的输入端连接。
进一步设置：所述杂质分离机构包括设置于混合回收管与二氧化碳回收管之间的过滤箱、设置于过滤箱内的杂质过滤网以及设置于杂质过滤网一侧用于吸附活性炭颗粒的过滤器，所述杂质过滤网上设置有多层网孔大小逐渐递减的网片。
进一步设置：所述二氧化碳提纯装置包括液化器、与液化器连接的精馏罐以及与精馏罐和液化器连接的再沸器，所述再沸器上连接有用于收集提纯后液态二氧化碳的出液管，所述出液管的另一端与干冰供应装置连接。
进一步设置：所述干冰供应装置包括干冰制造机、与干冰制造机连接的干冰切粒机以及与干冰切粒机连接的干冰输出管道，所述干冰输出管道上设置有用于给干冰提供输送压力的空压机，所述干冰制造机通过进气管连接有二氧化碳气源，且所述干冰制造机上设有用于与出液管连接的循环进气端。
进一步设置：所述出液管道呈蛇形缠绕于进气管上，且所述混合回收管呈蛇形缠绕于干冰输出管道上。
进一步设置：所述干冰输出管道于干冰切粒机连接的一端设置有隔热阀，所述干冰输出管道上设置有用于加热干冰输出管道的加热件。
进一步设置：还包括一控制器，所述混合回收管与二氧化碳回收管上分别设置有电控阀一与电控阀二，所述电控阀一与电控阀二均受控于控制器上。
进一步设置：所述清洗室内设置有清洗循环管，所述清洗循环管的一端连接于清洗室上方，另一端连接于清洗室下方，且所述清洗循环管上设置有循环传输泵以及安全阀。
进一步设置：所述清洗室内设置有旋转托盘，所述旋转托盘底部通过转动杆转动设于清洗室内，所述清洗室位于旋转托盘下方的位置设置有下清洗喷头，所述旋转托盘上开设有用于供干冰穿过的清洗口。
进一步设置：所述干冰喷头设置有多个，且所述干冰喷头设置为可移动式喷头。
通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比，具有以下优点：
1、通过混合回收管收集清洗时产生的气体，送入杂质分离机构过滤后，由二氧化碳提纯装置将气体提纯，随后送入干冰供应装置制成干冰，形成二氧化碳的循环使用，具有节约资源的效果；
2、通过过滤网与过滤器的配合，提高对气体杂质的过滤效果，且网孔逐层递减的网片，保证气流的顺利流通，以便于过滤气体，将回收的二氧化碳送入二氧化碳提纯装置提纯，提高提纯的便捷性；
3、通过将二氧化碳提纯装置中的出液管缠绕于进气管上，能够给进气管进气时预冷二氧化碳气体，从而配合出液管中的二氧化碳给干冰制造机输送温度较低的二氧化碳，便于干冰制造机制成干冰，具有节约资源的效果；
4、通过将混合回收管缠绕于干冰输送管道上，利用刚回收的气体较低的温度来给干冰输送管道外壁降温，相较于将干冰输送管道置于常温下，更能保证干冰输送过程中不被气化，保证清洗质量；
5、通过采用旋转托盘放置工件，能够带动工件转动，从而配合下清洗喷头与干冰喷头全方位对工件进行清洗，提高干冰清洗质量以及效率。
附图说明
图1为循环式固态CO2清洗系统的结构示意图；
图2为循环式固态CO2清洗系统中关于清洗室的结构示意图；
图3为循环式固态CO2清洗系统中关于杂质分离机构的结构示意图。
图中：1、干冰供应装置；11、干冰制造机；111、循环进气端；12、干冰切粒机；13、干冰输出管道；131、隔热阀；132、加热件；14、空压机； 15、进气管；16、二氧化碳气源；2、清洗装置；21、清洗室；211、清洗循环管；212、循环传输泵；213、安全阀；22、干冰喷头；3、回收装置；31、混合回收管；32、传输泵；33、杂质分离机构；331、过滤箱；3311、排污口； 3312、排污阀；332、杂质过滤网；333、过滤器；34、二氧化碳回收管；4、二氧化碳提纯装置；41、液化器；42、精馏罐；43、再沸器；44、出液管； 45、进氮管；5、控制器；6、电控阀一；7、电控阀二；8、旋转托盘；81、清洗口；9、转动杆；91、驱动马达；10、下清洗喷头。
具体实施方式
参照图1至图3对循环式固态CO2清洗系统做进一步说明。
一种循环式固态CO2清洗系统，如图1所示，包括用于供给干冰的干冰供应装置1、与干冰供应装置1连接的清洗装置2以及与清洗装置2连接的回收装置3，干冰供应装置1向清洗装置2输送干冰，由清洗装置2清洗使用后，回收装置3回收二氧化碳至干冰供应装置1内制成干冰，从而形成循环式干冰清洗系统，提高资源利用率。
如图1和图2所示，清洗装置2包括清洗室21以及设置于清洗室21内的干冰喷头22，在清洗室21内转动设置有旋转托盘8，能够将工件放置于旋转托盘8上，随后由干冰喷头22喷射干冰对工件进行清洗，工件清洗的过程能够随着旋转托盘8的转动而转动，以便于全方位清洗到位，提高清洗效率。
如图2所示，具体的，旋转托盘8底部通过转动杆9转动设置于清洗室 21内，在清洗室21内底部设有用于驱动转动杆9转动的驱动马达91，从而架高旋转托盘8进行转动。其中，在清洗室21位于旋转托盘8下方的位置处设置有下清洗喷头10，下清洗喷头10与干冰供应装置1连接，在旋转托盘8 上开设有用于供干冰穿过的清洗口81，且旋转托盘8内部支撑处均设为网格状，以便于干冰穿过，从而利用下清洗喷头10对放置于旋转托盘8上的工件底部喷射干冰进行清洗，从而全方位对工件清洗，提高清洗效率。干冰喷头 22设置有多个，多个干冰喷头22分别设置于清洗室21的上方以及周侧内壁上，且干冰喷头22均设置为角度可调节的可移动式喷头，而下清洗喷头10 的结构与干冰喷头22结构一致，从而能够根据工件清洗位置，调整干冰喷头 22与下清洗喷头10的对位角度，以提高清洗效率。
如图2所示，进一步的，在清洗室21内设置有清洗循环管211，清洗循环管211的一端连接于清洗室21上方，另一端连接于清洗室21下方，且清洗循环管211上设置有循环传输泵212以及安全阀213，通过循环传输泵212 将清洗室21内的干冰循环送至工件上重复利用清洗，直至干冰气化，关闭安全阀213，提高干冰利用率。
如图1所示，回收装置3包括与清洗室21连接的混合回收管31、设置于混合回收管31上的传输泵32、与混合回收管31连接的杂质分离机构33以及与杂质分离机构33连接的二氧化碳回收管34，其中，二氧化碳回收管34远离杂质分离机构33的一端连接有二氧化碳提纯装置4，二氧化碳提纯装置4 的输出端与干冰供应装置1的输入端连接。通过传输泵32将清洗后气化的二氧化碳送入混合回收管31内，由混合回收管31送至杂质分离机构33，以利用杂质分离机构33将二氧化碳中的杂质分离沉淀，使得二氧化碳经过二氧化碳回收管34送至二氧化碳提纯装置4进行提纯，随后送入干冰供应装置1中重新制成干冰，形成资源的循环利用，节能减排。
如图1所示，干冰供应装置1包括干冰制造机11、与干冰制造机11连接的干冰切粒机12以及与干冰切粒机12连接的干冰输出管道13，在干冰输出管道13上设置有用于给干冰提供输送压力的空压机14，干冰制造机11通过进气管15连接有二氧化碳气源16，由干冰制造机11制成干冰后送入干冰切粒机12进行分切形成干冰颗粒，随后由空压机14将干冰颗粒送至干冰输送管道上，由干冰输送管道输送至清洗装置2进行使用。
如图1所示，二氧化碳提纯装置4包括液化器41、与液化器41连接的精馏罐42以及与精馏罐42和液化器41连接的再沸器43，再沸器43上连接有用于收集提纯后液态二氧化碳的出液管44以及提供液氮的的进氮管45。通过利用液化器41将二氧化碳回收管34输入的气体液化，随后由精馏罐42提纯处理后，液体再流入再沸器43中，再沸器43循环供入液化器41中，循环多次提纯后，由出液管44将提纯的液态二氧化碳送出。其中，出液管44的另一端与干冰供应装置1连接，具体的，在干冰制造机11上设有用于与出液管 44连接的循环进气端111，以便于连接出液管44，从而利用回收并提纯的二氧化碳送入干冰制造机11中制成干冰，形成资源的循环使用，避免二氧化碳直接排入大气。
如图1和图3所示，杂质分离机构33包括设置于混合回收管31与二氧化碳回收管34之间的过滤箱331、设置于过滤箱331内的杂质过滤网332以及设置于杂质过滤网332一侧并用于吸附活性炭颗粒的过滤器333，以利用杂质过滤网332与过滤器333将二氧化碳中夹有的杂质过滤，提高二氧化碳纯度并便于对清洗产生的杂质进行集中收集处理。其中，杂质过滤网332上设置有多层网孔大小逐渐递减的网片，各个网片的网孔大小依次由进气端向出气端方向递减排列，以形成递进式过滤，能够逐步过滤杂质，并保证气流的流动速度，便于过滤杂质以及二氧化碳的流动。
如图3所示，进一步的，过滤箱331底部呈漏斗状设置，以便于过滤的杂质落在过滤箱331的底部上。在过滤箱331底部开设有用于排出杂质的排污口3311，排污口3311上设置有排污阀3312，从而可通过打开排污阀3312 将杂质排出，便于工作人员集中回收杂质，以提起杂质中有用部分，合理利用资源。
如图1所示，由于在清洗室21内清洗，回收的二氧化碳整体温度较室外环境常温更低，因此可将出液管44呈蛇形缠绕于进气管15上，且混合回收管31呈蛇形缠绕于干冰输出管道13上，使得出液管44的低温来给进气管15 上的二氧化碳预冷处理，便于干冰制造机11快速制成干冰；而混合回收管31 则用于保证干冰输出管道13的周围温度低于室外环境常温，保证干冰输送过程中不被温度影响而气化，从而提高对工件的清洗效果。
如图1所示，在长期使用下，干冰输出管道13以及清洗室21内部可能粘结有冰块，因此为了便于干冰清洗系统的长期使用，在干冰输出管道13上设置有用于加热干冰输出管道13的加热件132，加热件132设置于干冰输出管道13连接于清洗室21的一端，且加热件132采用电加热管设置，以便于快速加热降温，从而将冰块气化排出。加热件132供温的同时能够给清洗室 21加热，保证干冰输出管道13与清洗室21内均将冰块气化，从而便于设备的重复使用。进一步的，在干冰输出管道13于干冰切粒机12连接的一端设置有隔热阀131，开启加热件132时，将隔热阀131关闭，从而避免温度传递至干冰供应装置1上造成损害。
如图1所示，各个管路需要进行智能化控制导通，因此该系统还包括一控制器5(采用PLC控制器5设置)，控制器5与干冰供应装置1、清洗装置 2以及回收装置3连接，从而便于自动化控制，提高系统使用的智能性。在混合回收管31与二氧化碳回收管34上分别设置有电控阀一6与电控阀二7，电控阀一6、电控阀与安全阀213二均受控于控制器5上，以便于智能切换各个管路的导通，提高使用的便捷性。
工作原理：使用时，将工件放置于清洗室21的旋转托盘8上，由旋转托盘8带动工件转动，配合多个干冰喷头22与下清洗喷头10进行干冰清洗，以全方位给工件提供干冰清洗，提高清洗效率与清洗质量。清洗过程中产生混有杂质的气体被混合回收管31回收并送入杂质分离机构33内进行过滤，杂质过滤后气体被送入二氧化碳提纯装置4提纯，提纯后的二氧化碳通过出液管44送入干冰供应装置1中重新制成干冰，从而能够循环使用二氧化碳，具有节约资源的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
