干冰清洗方案简.docx

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干冰清洗方案简

干冰清洗技术

今天，干冰清洗这项新技术被广泛应用于许多领域，从粘结牢固的溶渣清除到精密的半导体元件和印刷线路板清洗都很有效。

干冰清洗无需拆装设备，可高温在线清洗，对设备没有损伤。

与传统的有毒化学清洗，高压水射流清洗以及磨损性喷砂清洗、玻璃微珠清洗不同，干冰清洗利用高速气流中的干冰颗粒去除表面污垢，干冰颗粒瞬时气化，没有残留，没有二次清理残留废物的麻烦和高额费用。

什么是干冰？

干冰是CO2的固态存在形式，CO2常态下是一种无色无味的气体，自然存在于空气中，虽然CO2在空气中的含量相对而言很小（体积比大约占0.03%）但它却是我们所认识到的最重要的气体之一。

CO2是维持生命的一种自然物质，它是碳循环中一个关键元素。

它是农作物所含碳水化合物中碳元素的唯一来源，促进植物生长；它有助于缓和大气温度。

动物的呼吸每天向大气中排放2800万吨CO2，与之相比，美国CO2工业每日只能供应25000吨CO2。

95%的CO2是从其它产品中的副产品中得到，用合成方法得到的CO2不到总产量的0.04%。

在-78℃低温，CO2以固体形式存在。

在常压下，固体CO2直接升华，没有液化过程，这一特性意味着喷射介质彻底消失，只留下原有污垢碎片待处理。

另外，不能用水清洗的地方，现在用干冰清洗完全可以做到。

喷射所用CO2的等级与食品和饮料工业所用CO2是一样的，经美国农业部（USDA），食品与药物（FDA）管理局以及环境保护局（EPA）验证是安全，可靠的。

CO2是一种无毒，易液化的气体，它很便宜并且易于保存。

同样重要的是，它不导电并且没有可燃性。

CO2是工业生产过程中的一种副产品，如发酵过程和石油精炼过程，均产生高纯度CO2。

这些生产过程中产生的CO2被收集、贮存起来待用，当喷射过程中CO2升华排放到大气中时，并没有新的CO2产生。

只是原来的CO2副产品在重新利用后被排放掉了。

表1列出了CO2的物理特性。

表1：

CO2特性

分子量44.01

密度（固态）1560kg/m3（-78℃）

密度（液态）1019kg/m3（-17.8℃）

密度（气态）2kg/m3（0℃）

熔点-57℃

沸点-78.5℃

液体转化为气体比率8.726SCF（气体）/LB

（液体-17.8℃,压力21kg/cm2）

液体转化为固体比率0.46（-17.8℃）

0.57（-48.3℃）

干冰清洗是怎么样工作的？

基本过程：

与喷钢砂，喷玻璃砂，喷塑料砂和喷苏打相似，干冰喷射介质干冰颗粒在高压气流中加速，冲击要清洗的表面。

干冰清洗的独特之处在于干冰颗粒在冲击瞬间气化。

干冰颗粒的动量在冲击瞬间消失。

干冰颗粒与清洗表面间迅速发生热交换。

致使固体CO2迅速升华变为气体。

干冰颗粒在千分之几秒内体积膨胀近800倍，这样就在冲击点造成“微型爆炸”。

由于CO2挥发掉了，干冰清洗过程没有产生任何二次废物，留下需要收集清理的只是清除下来的污垢。

象其它喷射介质一样，干冰颗粒的动量取决于其质量和速度，由于干冰密度相对较低，要达到所需要的冲击能量主要取决于干冰颗粒的速度。

与其它喷射介质不同，干冰颗粒温度极低（-78℃）。

这样的低温使干冰清洗具有独特的热力学性能，影响粘附污垢的机械性能。

由于干冰颗粒与清洗表面间的温度差,就发生热冲击现象。

材料温度降低、脆性增大,干冰颗粒能够将污垢层冲击破碎。

参考图2、图3。

图2热冲击导致污垢层皲裂.

图3CO2气化膨胀和颗粒动量传递清除污垢.

具有不同热膨胀系数的两种不同材料,它们之间的温度差会破坏两种材料间的结合。

在从金属物质上清除非金属污垢时,这样的热冲击现象最为明显.

干冰清洗对清洗对象的影响：

许多客户关心清洗过程中的热冲击对清洗母体金属的影响。

研究表明,温度的降低只发生在金属表面,不会对金属造成破坏。

有一个实验演示了这样一个原理。

在这个实验中,热电隅被埋入钢锭的不同深度（从表面到2mm深）.参考图4.

图4热电隅离表面的距离.

持续对实验样品进行干冰喷射30秒（干冰清洗中相对很长的一段时间），热电隅记录下了不同深度的温度变化.如图5所示,在表面安装的热电隅显示了每次直接喷射的温度下降值（5秒内下降50℃）。

相对比，埋入不同深度的热电隅温度缓慢下降,30秒后2mm深的热电隅只下降了10℃。

这个曲线表明：

“热冲击”只发生在污垢与基体结合的表面,对清洗对象没有损伤.

图5不同深度热电隅的温度变化

另外研究干冰清洗热冲击的办法是观察其在橡胶模具中的应用.这个应用中,温度超过150℃的模具直接被-78℃的干冰颗粒喷射,两者之间的温度差并不会导致模具破裂。

这个现象有两个原因。

首先,如上所述,降温只发生在表面;其次,这样的热冲击远小于普通热处理中模具所遇到的热冲击.

即使在很高的速度下,直接冲击清洗表面，干冰与砂粒相比,动能冲击也是很小的。

这是由于干冰硬度不大,并且在冲击瞬间气化。

由于没有磨损，干冰清洗可广泛用于各种材料的清洗上。

软材料，如铜铝镀层可用干冰清洗而不会造成磨损。

干冰喷射机类型

从输送干冰颗粒至喷嘴的方法不同分，喷射机可分为两大类：

单喉管喷射机和双喉管喷射机。

在任何一种机型中，恰当的选择干冰喷射管都是很重要的。

因为干冰温度很低，并且在管道输送中要保持干冰颗粒的完整性。

双喉管机型中，干冰颗粒用不同的方法输至喷管入口，并由喷嘴产生的真空吸力将干冰吸至喷嘴。

该机型中，从机器引出两根管道，一个输送压缩空气，一个输送干冰颗粒，两管在喷枪处汇合。

汇合处，压缩空气管道产生真空，将干冰粒从干冰管道中吸出，在喷枪中汇合、加速，喷射向清洗表面。

干冰与空气混合物喷射速度的马赫值略微能达到超音速，这种机型的优点是相对简单，用材少，供冰系统简洁，主要的缺点是适用范围小，并且干冰冲击力和污垢清除能力不及单喉管机型。

单喉管系统中，干冰颗粒直接由机械方式供入压缩空气管道，在此单管中干冰颗粒与空气混合、加速，从喷嘴喷出。

单喉管机型喷嘴中喷射速度马赫值通常在1.7-3.0之间，取决于设计和空气压力。

这种机型的优点是具有宽的适用范围和最大的喷射冲击力，缺点是有相对复杂的机械系统。

相对而言，直接使用干冰颗粒的喷射机漏斗中充满预先制好的干冰颗粒。

用机械振动的方法，将颗粒送入漏斗底部，送进输送系统。

这些干冰颗粒经高压挤出成型，密度大，能够产生最大的冲击能量。

这些颗粒直径1mm-3mm。

单喉管喷射系统中，最终颗粒尺寸和喷射密度受喷射管（管径，内壁，粗糙度）和喷嘴影响。

正是由于这样的设计，单喉管喷射机经过适当配置可适用于很宽范围的污垢清理。

软的粘结层如：

橡胶、硅胶、泡沫、石蜡、脱膜剂、树脂、食物残留等，需要大颗粒和低喷射密度的干冰喷射才能达到最好的清洗效果和清洗效率。

这些污垢需要最大化的热冲击能量（大尺寸颗粒）和冲击颗粒间大的间隔，才能使清洗效果最好。

相反，坚硬的污垢如油漆、积碳等，则需要小颗粒，高喷射密度的高流速的干冰。

干冰喷射机还可进一步区分为全气动和电动机型。

全气动机型干冰供应和操作控制都为气动，这可能会使用气动马达。

这种机型的优点是完全气动，可野外操作，缺点是受供应压缩空气湿度和洁净度的影响，易于出故障、操作失灵。

另外，机器操作时间久容易冻结，更适用于点状轻污垢清除。

同时，如果机器由气动马达驱动，这将额外持续消耗压缩空气，如果空气不充分干燥，气动马达很容易被水淹没。

电动机型是真正具有“环境友好”性的，它不需油润滑，不额外消耗气源，适应潮湿和不洁净的空气源。

该机型绝少冻结，这很适合自动生产线上需求全天侯清洗要求的场合。

另外，该机型喷射不断续，清洗均匀并且能有效提高干冰使用率。

稍微不方便的是每个清洗现场同时需要电源和气源。

对每一种机型来说，一个最大的技术挑战在于怎样达到流畅的干冰供应。

干冰一个令人惊讶的特性，在于它既不象冰那样光滑，也不象铁砂和玻璃砂那样易于流动。

实际上，它是难以流动的。

正因为如此，各种喷射机通过各种振动器，丝锥和其它设备提高干冰颗粒的流动性。

通常来讲，干冰的质量越差（如：

结冻，干冰雪含量多）干冰在系统中的流动越困难。

通常来讲，高质量的干冰清洗机与一般干冰清洗机的区别在于能够快速，经济的进行清洗工作，并且在真实工况中干冰颗粒能够顺畅，持续的流动。

喷嘴技术

喷嘴是干冰颗粒被加速到最大速度的地方。

图6显示了用于干冰喷射的两种不同类型的喷嘴。

在相同的条件下（空气压力、流量、温度、干冰颗粒大小等）单喉管喷嘴相对双喉管喷嘴明显更加高效，这个差别直接与双喉管的特征有关。

双喉管机型中，供给喷射机的能量不只用来加速干冰颗粒，而且要产生真空从另外一条管道中吸出干冰颗粒。

因此，双喉管中用来加速干冰颗粒的能量大大减少，因为一部分能量在将干冰颗粒和压缩空气流混合时损失了。

图6干冰喷射喷嘴类型

干冰清洗的益处

节约费用

干冰在清洗过程中直接挥发，没有清理二次污染的费用。

在线清洗，节约了大量的停机时间，提高效率，不需增加劳动力和生产设备，产量得以提高。

延长设备使用寿命

与砂粒，核桃壳，塑料粒和其它磨损性介质不同，干冰颗粒不具磨损性。

干冰清洗不损伤模具，不破坏公差，对轴承和机械都没有损伤。

另外，在线清洗避免了模具在拆装过程中的意外损伤。

干燥的清洗过程

与蒸汽和高压水清洗不同，干冰清洗对电路，控制元件，开关都没有损伤。

清洗后，设备生锈的可能性与水清洗相比也大大降低。

在食品行业应用中，干冰清洗与水清洗相比大大降低了细菌滋生的可能性。

环境安全性

CO2是无毒的一种物质，符合美国农业部（USDA），食品与药物管理局（FDA），环境保护局（EPA）的安全要求。

用干冰清洗替代有毒化学物质清洗，员工可以从根本上避免化学物质的侵害。

由于CO2比空气重，在封闭空间或下沉部位操作干冰清洗时必须保证通风，保证安全。

干冰清洗机

实践证明，相对传统清洗方法，干冰清洗更加方便、快捷，更节约清洗费用。

干冰清洗机是干冰清洗中最为核心、关键的部分,通过它干冰颗粒被高速喷射到清洗对象表面,清除污垢.

技术优势和我们提供的全面干冰服务：

从先进的喷射清洗系统到优质的干冰制造设备和干冰生产、配送，使北京汇捷伦科技有限公司成为中国干冰技术和服务领域的领先者。

汇捷伦HCC—750满足客户需求的最佳机型

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干冰流量0-3kg/min

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供给系统电动

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种安全附件。

北京汇捷伦科技有限公司简介

北京汇捷伦科技有限公司（BeijingHajilentTechnologyCo.,Ltd.）是一家专业从事干冰造粒机、干冰清洗机研究制造，干冰清洗技术市场推广的高新技术企业。

干冰清洗技术利用干冰做介质，依靠喷砂原理实现高效环保的清洗过程。

干冰清洗变废为宝，实现了CO2的二次利用，对环境、对人体、对所清洗的对象没有任何损伤。

利用干冰清洗，生产设备无须停产，可对其进行在线清洗，大大提高生产效率。

干冰清洗没有二次污染，没有处理残留清洗介质的麻烦和费用，可替代传统的清洗工艺，是最具环保性的一项清洗技术，是我国清洗工业的一次革命。

北京汇捷伦科技有限公司拥有强大的研发能力和设备制造能力，研制成功具有国际先进水平的干冰造粒机和干冰清洗机。

这些设备的主要部件从国外进口，设备外型美观、坚固耐用、性能稳定可靠，为众多客户带来了巨大的经济效益和社会效益。

特有的技术优势和我们提供的全面干冰服务：

从先进的喷射清洗系统到优质的干冰制造设备和干冰生产、配送，使北京汇捷伦科技有限公司成为中国干冰技术和服务领域的领先者。

如何选择合适的干冰清洗系统

各个厂家的干冰清洗系统是有差异的。

下面列表中的项目或许是您在购买设备以前想要比较的。

比较项目

A公司

名称：

B公司

名称：

清洗系统可否在线清洗高温模具？

清洗系统每分钟的干冰消耗量？

该清洗系统是否使用您工厂的压缩空气进行过演示？

该清洗系统要求的空气压力为多少？

该清洗系统要求的空气流量为多大？

干冰能否不在人工协助下自由流出漏斗？

该清洗系统能否由一个人单独操作？

该清洗系统能否为您的特定应用提供相应的喷嘴和附件？

干冰能否流畅的喷射？

有喷射断续现象吗？

该清洗系统能否在工厂内方便的移动？

操作和安全指示是否清楚的标示在机器上？

清洗系统所用气管的管径为多大？

清洗过程中，系统内有没有哪个部件被冻结？

干冰消耗量是否清楚的显示在控制面板上？

清洗系统使用的喷射管长度为多少？

为您的工厂选择合适的干冰清洗系统通常需要：

●称一定重量的干冰，记录清洗机喷射完这些干冰消耗的时间，确切计算干冰喷射速度。

●亲自操作设备，感受其易用性和人机工程学特性。

●用不同的清洗系统对同一对象连续喷射清洗3分钟。

●清洗完毕，观察记录不同清洗系统的清洗效果。

●用干冰充满清洗机漏斗，等待15分钟，开始喷射。

这是检验设备在使用过程中是否会冻结的一个很好的方法。

我们的优势：

一、产品技术优势

1、单喉管电动干冰清洗机

单喉管清洗机中，干冰颗粒直接由机械方式供入压缩空气管道，在此单管中干冰颗粒与空气混合、加速，从喷嘴喷出，喷射速度是音速的1.7-3.0倍，冲击力量大，清洗效果好。

双喉管机器消耗压缩空气量大，喷射速度不及音速，清洗力量弱，不能适应顽固污垢的清洗。

双喉管机型需同时操纵二根管道，操作不便，劳动强度大。

我们的单喉管电动机型操作简便，轻巧，它不需油润滑，不额外消耗气源，适应潮湿和不洁净的空气源，喷射连续，清洗均匀流畅并且能有效提高干冰使用率，能够快速，经济的完成清洗工作。

2、干冰供应系统

竞争者的二步供冰系统

竞争者的机器由气动螺杆将干冰从漏斗中送至供冰转盘，再由供冰转盘将干冰输至喷射管路。

由于螺杆和供冰转盘的速度不匹配，可能会导致两个结果：

、螺杆速度慢，转盘速度快，干冰供应不上，喷射产生断续；

、螺杆速度快，转盘速度慢，干冰供应过量，产生堵塞和冻结现象。

我们的单步供冰系统

我们的单步供冰系统由电力驱动特殊机构直接将干冰供给喷射管道，调节变频电机速度则可调节干冰喷射量，流量精确稳定，喷射连续流畅，不断续，不阻塞。

3、喷射清洗表现

汇捷伦清洗机超音速喷嘴的喷射速度为音速的1.7-3.0倍,可使我们的高密度干冰颗粒达到最大的冲击动能（E=1/2mv2），获得最好的清洗效果。

竞争者清洗机的喷射速度仅仅接近音速。

4、干冰消耗量

汇捷伦清洗机低流量流畅喷射，每分钟只消耗0.5公斤干冰。

竞争者的清洗机进行同样的工作，每分钟要消耗2.7公斤干冰。

5、空气压力要求

汇捷伦清洗机可在低至4kg/cm2压缩空气压力下正常工作，竞争者的清洗机在空气压力低于5.3kg/cm2时则几乎不能工作,要正常工作需要8kg/cm2的压缩空气压力，用户不得不再为干冰清洗单独配置一台空气压缩机。

6、空气消耗量

0．56Mpa压力下，使用普通喷嘴，汇捷伦清洗机每分钟消耗2．7立方米压缩空气；使用低流量喷嘴，汇捷伦清洗机每分钟只消耗1．35立方米压缩空气。

而竞争者的机型由于是全气动操作，每分钟不仅需要150立方英尺压缩空气供应喷嘴，还另需20立方英尺压缩空气驱动供冰螺杆和气动马达，每分钟的总耗气量高达170立方英尺（4．59立方米）。

这样的耗气量很可能会影响工厂其它用气设备的正常运转。

7、对压缩空气的质量要求

汇捷伦清洗机加装外部空气过滤器，过滤空气中的杂质，保障设备正常运转。

汇捷伦清洗机对气源质量没有特殊要求，可使用湿度很大、很脏的压缩空气，机器可正常运转。

竞争者的机型由于使用气动马达，必须要求干燥、洁净空气，否则气动马达极易堵塞和结冰。

8、喷射管技术

汇捷伦清洗机喷射管最长可延长至60米，可水平或垂直操作，大大增加清洗工作的灵活性。

而竞争者的喷射管长度只有7.5米，且只能水平操作。

9、喷嘴技术

汇捷伦设计出的几十种超音速喷嘴，干冰喷射速度快、噪音小。

竞争者只有有限的几种喷嘴设计，且噪音巨大。

10、漏斗技术

汇捷伦清洗机干冰漏斗有效容量32公斤，漏斗安装震动器，可有效保证干冰顺畅流动。

竞争者漏斗中干冰储量超过18公斤就很容易堵塞，不得不为每台清洗机配备一条破碎棒进行人工疏通。

而在运行的机器中进行这一工作是很危险的！

11、设备易用性

汇捷伦清洗机完全电动控制，操作安全、方便、省力、机器动作灵敏、稳定可靠。

竞争者的气动控制不易操作且动作滞后，不利于处理紧急情况，且清洗表现会随时间推移逐渐下降。

汇捷伦清洗机每次开机可直接投入使用，竞争者的机器每次开机需根据不同的空气压力和干冰质量进行一系列调整和设定。

12、日常维护要求

竞争者的清洗机由于使用气动马达，需要润滑，每天必须检查添加润滑油。

且其齿轮减速箱的润滑油也需定期检查更换。

汇捷伦清洗机运动部件采用低温自润滑技术，无须日常维护。

竞争者的清洗机有三个过滤器需要定期更换，而汇捷伦的机器只有一个过滤器需要维护。

13、安全性

由于干冰清洗过程产生大量静电，汇捷伦清洗机设有接地电缆，保证安全。

而竞争者没有这样的安全设置。

二、产品性价比优势

我们的干冰造粒机和干冰清洗机设计水平国际领先，核心部件均采用进口优质产品，根据国内用户的应用要求不断创新改进，产品性能优良，为同期国际先进水平。

而我们的产品价格相对进口产品降低1/3，具有极佳的产品性价比。

三、服务优势

我公司设立客户服务中心，客户服务热线24小时响应客户服务需求。

我们提供详尽的干冰清洗技术咨询，提供完善的客户培训课程，提供充足的备品、备件，提供迅捷的干冰配送服务。

我们承诺产品保修1年，终身维修。

国内客户报修24小时到达现场。

我们致力于为客户提供完整的干冰清洗技术解决方案！