[发明专利]借助于干冰霜射束清洁、致动或预处理工件的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助于干冰霜射束清洁、致动或预处理工件的装置和 方法，干冰霜射束由受压的CO₂流体和至少一种载运压缩气体产生且通过排 出喷嘴加速，其中由二氧化碳气体和二氧化碳颗粒组成的两相二氧化碳混合 物在聚结室中通过聚结和压缩干冰霜晶体产生并与载运气体混合。

背景技术

多年来，现有技术中已存在用于清洁、致动以及预处理表面的喷射方 法和喷射装置。不过，由于环境保护法扩大化和竞争较激烈，近些年来，在 工具、模子、机器、设备以及构件的工业清洁方面，一直寻求新型的、对环 境无害的以及低廉的清洁技术。关于利用不同形式的二氧化碳进行表面处理 的发明，已有超过三十年的历史。在此其间，不同形式二氧化碳(CO₂)的 射束已在一些行业中得到应用。

文献US-A4962891描述了一种由CO₂颗粒和含液态CO₂的CO₂气体组成 的混合物的产生装置，混合物以高速加速通过窄的缝隙式喷嘴，以除去基材 如光学装置或晶片上的污染物。当然，在此类应用中，只要用较小的能量密 度对要清洁的表面进行加载。

专利文献US-A-5616067描述了一种用较小的能量对压力灵敏表面进行 清洁的方法和装置，其中，液态CO₂是在中央气流(对于特定目的为氮流) 中计量且按照喷射原理加速的。很小尺寸的磨损的CO₂颗粒的转化是在气流 中自动进行的，文献中没有公开使干冰霜成形的膨化室或聚结室。提出的喷 嘴按照已知会聚-发散横截面形状的类型在纵向(轴向)上具有可变的椭圆 或有角的排出横截面。CO₂沿切向进入发散的排出横截面中。

文献US-A-5405283描述了一种方法和装置，较小压力的压缩空气借助 于氮冷却，且合成的气体与膨化的CO₂液体共同导入腔室中。通过具有以超 声速度传送、混合以及加速CO₂颗粒的会聚和发散部分的喷射喷嘴，用于清 洁的气体混合物对准粘牢有污染物的基体。

WO03/022525描述了一种清洁表面的喷射方法和喷射装置。一种附加 的磨损喷射剂或自压力源流向具有喷射剂如干冰的喷射介质的液体利用一 个适配器计量。该配置实现较高的喷射效率和/或射束进一步的扇形化。

文献WO00/74897A1描述了一种喷射工具以利用第一喷嘴和第二喷嘴 产生由干冰霜组成的射束，第二喷嘴产生包围第一射束的支持射束。液态 CO₂的相位转化是在第一喷嘴的喷嘴出口进行的。

文献WO2004/033154A1描述了一种清洁表面的喷射方法和喷射装置。 相对于同心地在管中输送的载运气体，受压的CO₂气体在膨化室中转化成干 霜或液态CO₂、部分地转化成干冰颗粒、并且以最大角导向喷射管。在此， 载运气流用作喷射器。载运气体体积或液态CO₂可通过节流阀计量；射束混 合物随后优选利用超声速度经由拉伐尔(Laval)喷嘴对准要清洁的基体。 清洁作用通过要输送的水滴和/或冰粒提高。

到目前为止的利用不同相的CO₂进行喷射的方法和装置迄今因为干冰 粒成本高、自动化程度小、声压电平高以及气体和要处理的工件的逻辑结构 费用大而没有在工业上付诸实施。通常，实现的喷射效率过小，因为使用的 颗粒直径过小或颗粒不固定和/或颗粒速度过小。反之，在用CO₂粒子喷射时， 过大的颗粒直径会对处理的基体表面造成损害。此外，从经济应用的角度看， 投资和操作成本都太高。

发明内容

从最后提及的现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于，提出 一种借助于干冰霜射束进行清洁的方法和装置，在投资和操作成本低且对处 理的基体表面无损害的情况下，在对表面进行清洁/预处理/致动时实现较高 的喷射效率，尽可能在每一时间单位平整地作用。此外，工艺规程在连续工 作中以较少的逻辑费用自动化地进行。

根据本发明，该问题是通过权利要求1和16的特征解决的。本发明的改 进在从属权利要求中阐述。