[发明专利]研磨清理或切割的设备及其方法

说明书

本发明涉及研磨清理或研磨切割的方法及其设备。

表面的水下清理多年来一直采用手工或电力磨刷，刮削，凿等技术。

最近，为提高清理效率，已经开始采用高压喷出磨料稀浆的喷砂清理系统，用水夹带磨料喷出。像应用在金属结构焊接区的海底清理这样的情况，在进行安全试验和检测前要求有高标准的清理。然而使用这种稀浆清理目前还有许多困难。为了达到有效的清洗作用，从喷嘴喷出稀浆的局部流体静压力（周围压力）要达到至少为2000磅/吋²（141kg/cm²），更典型的是流体静压力要达到7000-15000磅/吋²（490-1060kg/cm²）。此外，还需要有能耐很高的传送压力的抽吸装置和部件。很强的反冲力作用于喷嘴，将会导致定位和操作困难。对于操作设备的潜水员来说存在着很大的危险，而且，由于稀浆的高压还易使设备内部产生强烈的磨损。

欧洲专利EP0086616中所描述的方法和设备涉及在干燥陆地上使用的研磨清理系统。特别是，其中清楚地指明，在研磨混合物中加水是为了吸收尘埃和砂粒，而尘埃和砂粒的问题只有在干燥的陆地上才会产生。

本发明的目的是提供一种水下研磨清理和/或切割的方法和设备，通过以高于环境流体静压的相对较低的过压来排放研磨混合物，而达到有效的清理和/或切割操作。

本发明涉及一种水下研磨清理和/或切割的方法，其中研磨气流包括由研磨粒，空气和液体组成的混合物，并包含表面基本被液 体润湿且作为研磨载送体在空气或空气/液体喷雾中输送的研磨粒，该研磨气流最初在一加压的混合区中制备，然后被引导到水下待清理和/或切割的表面，其特征在于：该方法还包括根据清理和/或切割的工作深度，对该研磨粒、空气和液体的流速以及混合区的压力进行相对调节，从而使研磨气流具有如上所述的组成，并以高于环境流体静压的压力被引导到水下表面，所述的压力小于100磅/英寸²（7kg/cm²）。

本发明还涉及用于水下研磨清理和/或切割的设备，它包括：用于将研磨粒、空气和一种液体混合成研磨混合物的混合区;将可控的研磨粒，压力空气和液体供到混合区的装置，从而使得到的研磨气流包括表面基本被液体润湿且作为研磨载送体在空气或空气/液体喷雾中输送的研磨粒;用于向水下待清理和/或切割表面排放该研磨气流的出口喷嘴;以及将该混合区与该出口喷嘴连接起来，以便将该研磨气流输送到该喷嘴的管道;其特征在于：还设有根据水下喷嘴的工作深度，对该研磨粒、空气和液体的流速以及混合物的压力进行相对调节，从而将具有如上所述组分的研磨气流，以属于该喷嘴处环境流体静压的压力经由该喷嘴排放，该压力小于100磅/英寸²（7kg/cm²）。

本发明最基本的方面是基于如下的研究结果得出的，即以特殊的方式预制研磨气流（将在后面详细说明），用一种方法和设备可以达到以相当低的喷嘴压力进行更快、更安全、更有效的清理。的确，我们已经发现，这种研磨气流的作用是相当有效的，以致可以用其来达到研磨切割材料的目的。

按照本发明的最基本的方面，提供了一种研磨清理和/或切割设备，这种设备特别适合于水下研磨清理或切割，但不仅仅限于此。该设备包括一用于将研磨粒、空气和液体混合的混合区（“空气”这个词在 这里也包括其它气体）;一用于向待清理或切割表面排放混合气流的喷嘴;一条将混合区和喷嘴连接起来的管道，用于将研磨气流输送到喷嘴;及用于向混合区提供研磨粒、空气和液体的装置，提供的方式为，混合后的研磨气流中至少部分研磨粒的表面（最好全部表面）由液体润湿，并由空气或空气/液体喷雾作为研磨粒的载送体进行输送。

本发明进一步还提供了一种研磨清理或切割的方法，该方法使得由研磨粒、空气和液体的混合物所构成的研磨气流用压力喷射到待清理和/或切割的表面上，研磨气流中研磨颗粒的表面至少部分地由液体润湿，并由空气传送或由空气/液体的喷雾作为研磨粒的载送体进行传送。

希望将研磨气流以良好的喷雾形式夹带着研磨颗粒离开混合区，最好是在压力作用下将混合物送出。本发明可以通过精确的控制和准确地测定研磨粒、空气和液体的比例而获得喷雾和表面润湿的颗粒，减少研磨气流流出时的阻力，大大地增加效能。

恰当地控制供料的成分，就可以在不需要喷雾器的情况下获得所需要的研磨气流（借助于液体以雾化了的形式进入混合区）。“雾化”这个词在本发明中指的是液体以足够大小的液滴形式去润湿研磨粒。