CN111167803A - 一种激光湿清洗方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光湿清洗方法及装置，用激光对待清洗对象进行辐射时，待清洗对象放置在盛有冷却散热液体的容器中和/或采用喷淋系统对待清洗对象喷淋冷却散热液体。本发明采用激光对待清洗对象进行辐射时，利用冷却散热液体的气化对激光辐射表面进行吸热、散热；避免了采用原有清洗技术对污染层比较厚或难以清除的清洗对象实施多个脉冲进行循环清洗时的热影响，消除了对材料表面产生近表层硬化等相变热影响的不良效应，特别对于小型或材料性能要求高的清洗对象，更具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗技术领域，尤其涉及一种激光湿清洗方法及装置。
背景技术
激光清洗能够清除各种材料表面的污染物，不再使用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废弃物主要是固体粉末，体积小，易于存放，可回收，能够避免清洗药剂带来的环境污染。激光清洗的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性，基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应，当高功率密度的激光直接照射被清洗对象表面时，在快速热振动、汽化、熔化和等离子体剥离等机理的共同作用下，表面附着的涂层、锈迹和油污将瞬间蒸发、烧蚀或剥离。每个激光脉冲能去除一定厚度的污染层。但如果污染层比较厚或难以清除，则需要多个脉冲进行清洗。将表面清洗干净所需要的脉冲数量取决于表面污染程度。激光清洗不但可以用来清洗有机污染物，也可以用来清洗无机物，包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等。激光清洗技术在国内外有已逐渐应用于机械工业、微电子行业晶片表面清洗、列车表面油漆的分层剥离、飞机、舰艇日常维修的除漆、石油化工管道除锈、轮胎模具油脂去除等方面。
激光清洗时，由于高功率密度的激光对被清洗对象表面的直接照射，产生快速热振动、汽化、熔化和等离子体剥离等共同作用，表面污染物将瞬间蒸发、烧蚀或剥离，特别是高温气化后能产生可燃气体的污染物。如：金属压胶活门上的胶体，厚度高达4mm左右，需要多个脉冲进行循环清洗清除，胶体经高功率密度的激光辐射后，产生可燃气体并直接燃烧，二者交互作用，红外热像仪检测其表面温升超过150℃，基材表面出现熔化重凝现象，对材料表面产生了热影响。目前激光清洗方法主要有：a.激光干洗法，即采用脉冲激光直接辐射去污；b.激光+液膜方法，即首先沉积一层液膜于基体表面，然后用激光辐射去污；c.激光+惰性气体法，即在激光辐射的同时，用惰性气体吹向基体表面，当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面，以避免表面再次污染和氧化；d.激光+非腐蚀性化学法，运用激光使污垢松散后，再用非腐蚀性化学方法清洗。通常采用较多的是激光干洗法，对于需要多个脉冲进行循环清洗清除的严重污染，这些方法难以避免对材料表面产生近表层硬化等相变热影响的不良效应。
发明内容
为了解决上述背景技术中所提到的问题，本发明提供了一种激光湿清洗方法及装置，避免激光清洗对材料表面产生近表层硬化等相变热影响的不良效应。
一种激光湿清洗方法，用激光对待清洗对象进行辐射时，待清洗对象放置在盛有冷却散热液体的容器中和/或采用喷淋系统对待清洗对象喷淋冷却散热液体。
进一步地，当待清洗对象放置在盛有冷却散热液体的容器中时，待清洗对象浸没在冷却散热液体中的深度为0.1-1mm。
进一步地，所述冷却散热液体为水。
本发明还提供了一种用于激光湿清洗方法的装置，包括用于放置待清洗对象的容器和/或喷淋系统；
所述喷淋系统包括水箱，所述水箱通过水管连通有第一自吸泵，所述第一自吸泵通过水管连通有三通电磁阀，所述三通电磁阀的两个出介质端分别通过水管连通有喷淋装置、第一过滤器，所述第一过滤器通过水管与水箱连通，所述喷淋装置一侧设有位于地面水平线以下的回收池，所述回收池通过水管连通有第二过滤器，所述第二过滤器通过水管连通有第二自吸泵，所述第二自吸泵通过水管与水箱连通。
进一步地，包括所述容器且所述容器侧壁上设有若干个位于同一水平线上的溢流孔，所述溢流孔到容器底部内壁的高度为0.1-1mm。
进一步地，包括所述喷淋系统且连通所述喷淋装置与三通电磁阀的水管还通过水管连通有溢流阀，所述溢流阀通过水管与水箱连通。
进一步地，所述喷淋装置包括通过水管与三通电磁阀连通的环形水管，所述环形水管内圆周侧壁上均匀分布有若干个喷嘴，所述喷嘴倾斜向下设置。
进一步地，所述水箱还连通有用于连接外部水源的补水管，所述补水管上设有电动截止阀，所述电动截止阀电连接有控制器，所述控制器还电连接有液位计，所述液位计位于水箱内部。
进一步地，所述控制器还与三通电磁阀、第一自吸泵、第二自吸泵、溢流阀电连接。
进一步地，所述液位计为超声波液位计；所述水箱内壁上固定连接有支架，所述超声波液位计固定安装在支架上。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用激光对待清洗对象进行辐射时，利用冷却散热液体的气化对激光辐射表面进行吸热、散热；避免了采用原有清洗技术对污染层比较厚或难以清除的清洗对象实施多个脉冲进行循环清洗时的热影响，消除了对材料表面产生近表层硬化等相变热影响的不良效应，特别对于小型或材料性能要求高的清洗对象，更具有重要意义。
2、本发明的装置设有第二自吸泵、第二过滤器，能够将回收池中的水经过过滤后回收到水箱中，达到回收的目的。
3、本发明的装置在不喷淋时，水箱中的水可依次经过第一自吸泵、三通电磁阀、第一过滤器再回到水箱中，达到循环过滤的目的。
4、本发明的装置设有补水管、液位计，当水箱中的水位下降到水位阈值时，能够自动对水箱中的水进行补充。
说明书附图
图1为喷淋系统的结构示意图。
图2为容器的结构示意图。
其中，1为水箱，2为第一自吸泵，3为三通电磁阀，4为第一过滤器，5为回收池，6为第二过滤器，7为第二自吸泵，8为溢流阀，9为环形水管，10为喷嘴，11为补水管，12为电动截止阀，13为控制器，14为液位计，15为支架，16为容器，17为溢流孔，18为待清洗对象。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种激光湿清洗方法，在容器中盛放冷却散热液体，将待清洗对象浸没在冷却散热液体中，采用激光对待清洗对象浸没在液面以下的部分进行辐射。其中，冷却散热液体为水，待清洗对象浸没在冷却散热液体中的深度为0.1mm。
如附图所示的一种用于激光湿清洗方法的装置，包括用于放置待清洗对象18的容器16，容器16侧壁上设有若干个位于同一水平线上的溢流孔17。其中，溢流孔17到容器16底部内壁的高度为0.1mm。
实施例2
一种激光湿清洗方法，在采用激光对待清洗对象进行辐射的同时采用喷淋系统对待清洗对象表面喷淋冷却散热液体。其中，冷却散热液体为水。
如图所示的一种用于激光湿清洗方法的装置，包括喷淋系统，喷淋系统包括水箱1，水箱1通过水管连通有第一自吸泵2，第一自吸泵2通过水管连通有三通电磁阀3，三通电磁阀3设有一个进介质端，两个出介质端，三通电磁阀3的进介质端通过水管与第一自吸泵2连通，三通电磁阀3的两个出介质端分别通过水管连通有喷淋装置、第一过滤器4，第一过滤器4通过水管与水箱1连通，喷淋装置一侧设有位于地面水平线以下的回收池5，回收池5通过水管连通有第二过滤器6，第二过滤器6通过水管连通有第二自吸泵7，第二自吸泵7通过水管与水箱1连通。
其中，连通喷淋装置与三通电磁阀3的水管还通过水管连通有溢流阀8，溢流阀8通过水管与水箱1连通。溢流阀8起到压力控制的作用。
其中，喷淋装置包括通过水管与三通电磁阀4连通的环形水管9，环形水管9内圆周侧壁上均匀分布有若干个喷嘴10，喷嘴10倾斜向下设置。其中喷嘴10设有8个。
其中，水箱1还连通有用于连接外部水源的补水管11，补水管11上设有电动截止阀12，电动截止阀12电连接有控制器13，控制器13还电连接有液位计14，液位计14位于水箱1内部。
其中，控制器13还与三通电磁阀3、第一自吸泵2、第二自吸泵7、溢流阀8电连接。控制器13为PLC控制器。
其中，液位计14为超声波液位计。水箱1内壁上部固定连接有支架15，超声波液位计固定安装在支架15上。
在具体实施时，将待清洗对象18放置地面上，采用激光对待清洗对象18进行辐射的同时打开三通电磁阀3，水箱1中的水经过第一自吸泵2、三通电磁阀3、环形水管9进入到喷嘴10中，水由喷嘴10喷出喷淋待清洗对象18，对待清洗对象18进行冷却，流到地面上的水自流至回收池，再经第二过滤器6、第二自吸泵7回收到水箱1中。当不需要喷淋时关闭三通电磁阀3，水箱1中的水依次经过第一自吸泵2、三通电磁阀3、第一过滤器4回到水箱1，起到循环过滤的作用。通过控制器13预先设定水位阈值，当液位计14检测到水箱1中的水位下降至水位阈值时，液位计14将信号传递至控制器13，控制器13打开电动截止阀12，外部水源通过补水管11进入到水箱1内。
实施例3
一种激光湿清洗方法，在容器中盛放冷却散热液体，将待清洗对象浸没在冷却散热液体中，采用激光对待清洗对象进行辐射，与此同时采用喷淋系统对待清洗对象表面喷淋冷却散热液体。其中，冷却散热液体为水。待清洗对象浸没在冷却散热液体中的深度为0.5mm。
一种用于激光湿清洗方法的装置，包括容器16与喷淋系统，其中容器16与实施例1中容器的结构相同，喷淋系统与实施例2中的喷淋系统的结构相同。在具体实施时，将容器16置于喷淋装置下方，即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光湿清洗方法，其特征在于，用激光对待清洗对象进行辐射时，待清洗对象放置在盛有冷却散热液体的容器中和/或采用喷淋系统对待清洗对象喷淋冷却散热液体。
2.根据权利要求1所述的激光湿清洗方法，其特征在于，当待清洗对象放置在盛有冷却散热液体的容器中时，待清洗对象浸没在冷却散热液体中的深度为0.1-1mm。
3.根据权利要求1或2所述的激光湿清洗方法，其特征在于，所述冷却散热液体为水。
4.一种用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，包括用于放置待清洗对象的容器和/或喷淋系统；
所述喷淋系统包括水箱，所述水箱通过水管连通有第一自吸泵，所述第一自吸泵通过水管连通有三通电磁阀，所述三通电磁阀的两个出介质端分别通过水管连通有喷淋装置、第一过滤器，所述第一过滤器通过水管与水箱连通，所述喷淋装置一侧设有位于地面水平线以下的回收池，所述回收池通过水管连通有第二过滤器，所述第二过滤器通过水管连通有第二自吸泵，所述第二自吸泵通过水管与水箱连通。
5.根据权利要求4所述的用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，包括所述容器且所述容器侧壁上设有若干个位于同一水平线上的溢流孔，所述溢流孔到容器底部内壁的高度为0.1-1mm。
6.根据权利要求4所述的用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，包括所述喷淋系统且连通所述喷淋装置与三通电磁阀的水管还通过水管连通有溢流阀，所述溢流阀通过水管与水箱连通。
7.根据权利要求6所述的用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，所述喷淋装置包括通过水管与三通电磁阀连通的环形水管，所述环形水管内圆周侧壁上均匀分布有若干个喷嘴，所述喷嘴倾斜向下设置。
8.根据权利要求6或7所述的用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，所述水箱还连通有用于连接外部水源的补水管，所述补水管上设有电动截止阀，所述电动截止阀电连接有控制器，所述控制器还电连接有液位计，所述液位计位于水箱内部。
9.根据权利要求8所述的用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，所述控制器还与三通电磁阀、第一自吸泵、第二自吸泵、溢流阀电连接。
10.根据权利要求8所述的用于激光湿清洗方法的装置，其特征在于，所述液位计为超声波液位计；所述水箱内壁上固定连接有支架，所述超声波液位计固定安装在支架上。
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