干冰冷噴在濾清器行業(yè)內的應用探索 一、摘要 濾清器模具是一種用于生產(chǎn)各種濾清器的模具，如空氣濾清器、油濾清器、水濾清器等。濾清器模具在生產(chǎn)過程中會受到塑料渣、油污、灰塵等污染物的影響，影響模具的質量和壽命，因此需要定期進行清洗。傳統(tǒng)的模具清洗方法有手工刷洗、化學溶劑、高壓水射流等，但這些方法都有一定的缺點，如耗時、耗能、損傷模具、產(chǎn)生二次污染等。本文介紹了一種新型的模具清洗方法——干冰清洗，該方法利用干冰顆粒作為清洗介質，通過高壓空氣噴射到模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。干冰清洗方法具有不沾濕、無磨損、無腐蝕、無需拆卸設備、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，是目前工業(yè)清洗中，模具清洗的最佳方式。本文通過對比干冰清洗與其他清洗方法的效果和成本，以及分析干冰清洗在不同類型的濾清器模具中的應用案例，證明了干冰清洗方法在濾清器模具清洗方面的優(yōu)越性和可行性。 關鍵詞：干冰清洗；濾清器模具；工業(yè)清洗 二、引言 濾清器是一種用于過濾或分離流體中的雜質或有害物質的裝置，廣泛應用于各個領域，如汽車、機械、化工、石油、醫(yī)療、環(huán)保等。濾清器的主要組成部分是濾芯和殼體，其中濾芯是直接與被過濾流體接觸的部分，通常由紙質、金屬網(wǎng)、紡織品、活性炭等材料制成。濾芯的形狀和結構根據(jù)不同的過濾要求而設計，如圓筒形、錐形、板形等。濾芯的制造工藝主要是注塑成型，即將熱塑性塑料加熱熔化后，在高壓下注入預先制好的濾芯模具中，并在模具內冷卻凝固成型。 濾芯模具是制造濾芯的重要工具，其質量和壽命直接影響著濾清器的性能和成本。然而，在生產(chǎn)過程中，濾芯模具會受到各 種污染物的影響，如塑料渣、油污、灰塵等，這些污染物會降低模具的光潔度和精度，影響模具的填充和冷卻效果，導致模具的磨損和腐蝕，甚至造成模具的斷裂和變形。因此，定期對濾芯模具進行清洗是保證模具質量和壽命的必要措施。 目前，常用的模具清洗方法有手工刷洗、化學溶劑、高壓水射流等，但這些方法都有一定的缺點，如耗時、耗能、損傷模具、產(chǎn)生二次污染等。為了解決這些問題，本文提出了一種新型的模具清洗方法——干冰清洗。干冰清洗方法利用干冰顆粒作為清洗介質，通過高壓空氣噴射到模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。干冰清洗方法具有不沾濕、無磨損、無腐蝕、無需拆卸設備、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，是目前工業(yè)清洗中，模具清洗的最佳方式。 本文以濾清器模具為研究對象，探討了干冰清洗方法在模具清洗方面的原理和特點，并與其他清洗方法進行了對比分析，以及分析了干冰清洗方法在不同類型的濾清器模具中的應用案例。本文旨在為提高濾清器模具的質量和壽命提供一種新穎有效的技術方案。 三、干冰清洗方法的原理和特點 干冰是固態(tài)的二氧化碳，其溫度為-78℃，具有易揮發(fā)、無毒、無味、無色、不導電等特性。干冰清洗方法是利用干冰顆粒作為清洗介質，通過高壓空氣噴射到模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。干冰清洗方法的原理如圖1所示。 
圖1干冰清洗方法的原理 干冰清洗方法的特點主要有以下幾點： 不沾濕，無廢水。干冰在接觸到模具表面后會立即氣化成二氧化碳氣體，不會產(chǎn)生任何液體或固體殘留物，因此不會對模具造成濕潤或腐蝕，也不會產(chǎn)生廢水或廢物的處理問題。 無磨損，無腐蝕。干冰顆粒是非金屬的軟質材料，不會對模具表面造成任何磨損或劃痕，也不會改變模具的尺寸或公差。干冰顆粒也不含任何化學成分，不會對模具造成任何化學反應或腐蝕。 無需拆分設備。干冰清洗方法可以在工作溫度下直接對熱模具進行清洗，無需等待模具冷卻或拆卸，可以大大節(jié)省清洗時間和人力。干冰清洗方法也可以進入并清洗復雜形狀的模具，如內腔和排氣口等難以到達的部位。 節(jié)能環(huán)保。干冰清洗方法使用的干冰是由工業(yè)廢氣中回收的二氧化碳制成的，不會增加二氧化碳的排放量，也不會消耗任何其他能源或資源。干冰清洗方法也不會產(chǎn)生任何有害的氣體或液體排放，對環(huán)境和人體健康沒有危害。 四、干冰清洗方法與其他清洗方法的對比 為了驗證干冰清洗方法在濾清器模具清洗方面的優(yōu)越性和可行性，本文將干冰清洗方法與其他常用的模具清洗方法進行了對比，包括手工刷洗、化學溶劑、高壓水射流等。對比的指標包括清洗效果、清洗時間、清洗成本、對模具的影響、對環(huán)境和人體健康的影響等。對比結果如表1所示。 清洗方法 | 清洗效果 | 清洗時間 | 清洗成本 | 對模具的影響 | 對環(huán)境和人體健康的影響 | 手工刷洗 | 一般 | 長 | 高 | 有磨損和腐蝕 | 有二次污染和勞動強度大 | 化學溶劑 | 好 | 短 | 中 | 有腐蝕 | 有毒有害和廢液處理難 | 高壓水射流 | 好 | 短 | 中 | 有磨損和濕潤 | 有二次污染和水資源浪費 | 干冰清洗 | 優(yōu) | 短 | 低 | 無磨損和腐蝕 | 無毒無害和無廢物產(chǎn)生 |
從表格中可以看出，干冰清洗方法在清洗效果、清洗時間、清洗成本、對模具的影響、對環(huán)境和人體健康的影響等方面都優(yōu)于其他清洗方法，是濾清器模具清洗的最佳選擇。 五、干冰清洗方法在不同類型的濾清器模具中的應用案例 為了進一步展示干冰清洗方法在濾清器模具清洗方面的實際效果，本文選取了三種不同類型的濾清器模具作為應用案例，分別是空氣濾清器模具、油濾清器模具和水濾清器模具。這三種濾清器模具在生產(chǎn)過程中都會受到不同程度的污染，如塑料渣、油污、灰塵等，影響模具的質量和壽命。本文將介紹干冰清洗方法在這三種濾清器模具中的應用過程和效果。 （1）空氣濾清器模具 空氣濾清器是一種用于過濾或分離空氣中的雜質或有害物質的裝置，廣泛應用于汽車、機械、化工、醫(yī)療、環(huán)保等領域。空氣濾清器的主要組成部分是空氣濾芯和殼體，其中空氣濾芯是直接與被過濾空氣接觸的部分，通常由紙質、金屬網(wǎng)、紡織品等材料制成。空氣濾芯的形狀和結構根據(jù)不同的過濾要求而設計，如圓筒形、錐形、板形等。空氣濾芯的制造工藝主要是注塑成型，即將熱塑性塑料加熱熔化后，在高壓下注入預先制好的空氣濾芯模具中，并在模具內冷卻凝固成型。 空氣濾芯模具在生產(chǎn)過程中會受到塑料渣、油污、灰塵等污染物的影響，影響模具的質量和壽命。傳統(tǒng)的空氣濾芯模具清洗方法有手工刷洗、化學溶劑、高壓水射流等，但這些方法都有一定的缺點，如耗時、耗能、損傷模具、產(chǎn)生二次污染等。因此，本文采用干冰清洗方法對空氣濾芯模具進行了清洗，其應用過程和效果如下： 應用過程：使用干冰制造機制造出粒徑為3mm的干冰顆粒，通過高壓空氣將干冰顆粒噴射到空氣濾芯模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。同時，使用吸塵器或掃帚將剝離下來的污染物收集和處理。 應用效果：干冰清洗方法可以快速有效地去除空氣濾芯模具表面的塑料渣、油污、灰塵等污染物，恢復模具的光潔度和精度。干冰清洗方法不會對模具造成任何磨損或腐蝕，也不會 干冰清洗方法不會產(chǎn)生任何液體或固體殘留物，也不會產(chǎn)生廢水或廢物的處理問題。干冰清洗方法可以在工作溫度下直接對熱模具進行清洗，無需等待模具冷卻或拆卸，可以大大節(jié)省清洗時間和人力。干冰清洗方法也可以進入并清洗復雜形狀的模具，如內腔和排氣口等難以到達的部位。干冰清洗方法使用的干冰是由工業(yè)廢氣中回收的二氧化碳制成的，不會增加二氧化碳的排放量，也不會消耗任何其他能源或資源。干冰清洗方法也不會產(chǎn)生任何有害的氣體或液體排放，對環(huán)境和人體健康沒有危害。 （2）油濾清器模具 油濾清器是一種用于過濾或分離油液中的雜質或有害物質的裝置，廣泛應用于汽車、機械、化工、石油等領域。油濾清器的主要組成部分是油濾芯和殼體，其中油濾芯是直接與被過濾油液接觸的部分，通常由紙質、金屬網(wǎng)、紡織品等材料制成。油濾芯的形狀和結構根據(jù)不同的過濾要求而設計，如圓筒形、錐形、板形等。油濾芯的制造工藝主要是注塑成型，即將熱塑性塑料加熱熔化后，在高壓下注入預先制好的油濾芯模具中，并在模具內冷卻凝固成型。 油濾芯模具在生產(chǎn)過程中會受到塑料渣、油污、灰塵等污染物的影響，影響模具的質量和壽命。傳統(tǒng)的油濾芯模具清洗方法有手工刷洗、化學溶劑、高壓水射流等，但這些方法都有一定的缺點，如耗時、耗能、損傷模具、產(chǎn)生二次污染等。因此，本文采用干冰清洗方法對油濾芯模具進行了清洗，其應用過程和效果如下： 應用過程：使用干冰制造機制造出粒徑為3mm的干冰顆粒，通過高壓空氣將干冰顆粒噴射到油濾芯模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。同時，使用吸塵器或掃帚將剝離下來的污染物收集和處理。 應用效果：干冰清洗方法可以快速有效地去除油濾芯模具表面的塑料渣、油污、灰塵等污染物，恢復模具的光潔干冰清洗方法不會對模具造成任何磨損或腐蝕，也不會產(chǎn)生任何液體或固體殘留物，也不會產(chǎn)生廢水或廢物的處理問題。干冰清洗方法可以在工作溫度下直接對熱模具進行清洗，無需等待模具冷卻或拆卸，可以大大節(jié)省清洗時間和人力。干冰清洗方法也可以進入并清洗復雜形狀的模具，如內腔和排氣口等難以到達的部位。干冰清洗方法使用的干冰是由工業(yè)廢氣中回收的二氧化碳制成的，不會增加二氧化碳的排放量，也不會消耗任何其他能源或資源。干冰清洗方法也不會產(chǎn)生任何有害的氣體或液體排放，對環(huán)境和人體健康沒有危害。 （3）水濾清器模具 水濾清器是一種用于過濾或分離水中的雜質或有害物質的裝置，廣泛應用于家庭、工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等領域。水濾清器的主要組成部分是水濾芯和殼體，其中水濾芯是直接與被過濾水接觸的部分，通常由紙質、金屬網(wǎng)、紡織品、活性炭等材料制成。水濾芯的形狀和結構根據(jù)不同的過濾要求而設計，如圓筒形、錐形、板形等。水濾芯的制造工藝主要是注塑成型，即將熱塑性塑料加熱熔化后，在高壓下注入預先制好的水濾芯模具中，并在模具內冷卻凝固成型。 水濾芯模具在生產(chǎn)過程中會受到塑料渣、油污、灰塵等污染物的影響，影響模具的質量和壽命。傳統(tǒng)的水濾芯模具清洗方法有手工刷洗、化學溶劑、高壓水射流等，但這些方法都有一定的缺點，如耗時、耗能、損傷模具、產(chǎn)生二次污染等。因此，本文采用干冰清洗方法對水濾芯模具進行了清洗，其應用過程和效果如下： 應用過程：使用干冰制造機制造出粒徑為3mm的干冰顆粒，通過高壓空氣將干冰顆粒噴射到水濾芯模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。同時，使用吸塵器或掃帚將剝離下來的污染物收集和處理。 應用效果：干冰清洗方法可以快速有效地去除水濾芯模具表面的塑料渣、油污、灰塵等污干冰清洗方法不會對模具造成任何磨損或腐蝕，也不會產(chǎn)生任何液體或固體殘留物，也不會產(chǎn)生廢水或廢物的處理問題。干冰清洗方法可以在工作溫度下直接對熱模具進行清洗，無需等待模具冷卻或拆卸，可以大大節(jié)省清洗時間和人力。干冰清洗方法也可以進入并清洗復雜形狀的模具，如內腔和排氣口等難以到達的部位。干冰清洗方法使用的干冰是由工業(yè)廢氣中回收的二氧化碳制成的，不會增加二氧化碳的排放量，也不會消耗任何其他能源或資源。 六、干冰清洗濾清器模具正交試驗 為了探究干冰清洗濾清器模具的最佳工藝參數(shù)，選擇了三個影響因素：干冰顆粒大小 (A)，噴嘴距離 (B)，噴射壓力 ©，并分別設定了三個水平：A1=0.3mm，A2=0.5mm，A3=0.7mm；B1=7cm，B2=8cm，B3=9cm；C1=0.5MPa，C2=0.8MPa，C3=1.0MPa。使用了L9 (3^4)正交表來安排實驗，并以濾清器模具表面的污垢去除率作為評價指標。 
圖2.用于測試的濾清器模具 測試設備為：突馳科技SP27D微顆粒干冰清洗機；測試模具為：空氣濾清模具； 實驗結果如下表所示： 試驗編號 | 干冰顆粒大小 | 噴嘴距離 | 噴射壓力 | 污垢去除率 | 1 | A1 | B1 | C1 | 85% | 2 | A1 | B2 | C2 | 90% | 3 | A1 | B3 | C3 | 92% | 4 | A2 | B1 | C2 | 88% | 5 | A2 | B2 | C3 | 93% | 6 | A2 | B3 | C1 | 86% | 7 | A3 | B1 | C3 | 91% | 8 | A3 | B2 | C1 | 87% | 9 | A3 | B3 | C2 | 94% |
圖a.試驗編號（1） 
圖b.試驗編號（2） 
圖c.試驗編號（3） 
圖d.試驗編號（4） 
圖e.試驗編號（5） 
圖f.試驗編號（6） 
圖g.試驗編號（7） 
圖h.試驗編號（8） 
圖i.試驗編號（9） 根據(jù)均值效應圖和方差分析，得出以下結論： 干冰顆粒大小對污垢去除率的影響不顯著，但是隨著顆粒大小的增加，污垢去除率有輕微的提高趨勢； 噴嘴距離對污垢去除率的影響顯著，，隨著噴嘴距離的增加，污垢去除率有明顯的提高趨勢； 噴射壓力對污垢去除率的影響也很顯著，隨著噴射壓力的增加，污垢去除率有顯著的提高趨勢； 三個因素之間沒有顯著的交互作用，即它們對污垢去除率的影響是相互獨立的； 根據(jù)正交試驗結果，最優(yōu)的工藝參數(shù)組合是A3B3C3，即干冰顆粒大小為0.7mm，噴嘴距離為9cm，噴射壓力為1.0MPa，此時污垢去除率達到了最高值94%。 以下是突馳SP27D干冰清洗機的部分參數(shù)： 參數(shù)名稱 | 參數(shù)值 | 干冰消耗量 | 30-120 kg/h | 干冰顆粒大小 | 0.3-3 mm | 噴射壓力 | 0.5-1.2 MPa | 噴嘴距離 | 5-30 cm | 電源電壓 | 220 V | 頻率 | 50 Hz | 功率 | 750 W | 重量 | 75 kg | 尺寸 | 600×400×800 mm |
綜上所述，干冰清洗是一種有效的濾清器模具清洗方法，可以根據(jù)正交試驗設計來優(yōu)化工藝參數(shù)，提高清洗效果。本研究僅在較小的試驗范圍內進行了探索，未來還可以進一步擴大試驗范圍，考察更多的影響因素和水平，以及不同類型和材質的濾清器模具的清洗效果。 七、結論 本文介紹了一種新型的模具清洗方法——干冰清洗，該方法利用干冰顆粒作為清洗介質，通過高壓空氣噴射到模具表面，利用溫差和氣化膨脹的物理效應，將污染物從模具表面剝離。本文通過對比干冰清洗與其他清洗方法的效果和成本，以及分析干冰清洗在不同類型的濾清器模具中的應用案例，證明了干冰清洗方法在濾清器模具清洗方面的優(yōu)越性和可行性。干冰清洗方法具有不沾濕、無磨損、無腐蝕、無需拆卸設備、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，是目前工業(yè)清洗中，模具清洗的最佳方式。
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