[发明专利]带有具有给定膨胀系数的聚合物接头的低温流体分配装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用高压低温流体射流特别是进行表面处理、剥离(décapage)或切削(d’écroutage)的装置和工作方法，所述装置包括具有给定膨胀系数和给定摩擦系数的旋转密封件。

背景技术

例如，文献US-A-7,310,955和US-A-7,316,363中公开了使用一股或多股压力很高的低温射流来执行可被覆盖材料也可未被覆盖材料的材料的表面处理，特别是剥离、切削等，而且还执行切割诸如金属、混凝土、木料、聚合物、陶瓷、塑料之类的材料或任何其它类型的材料的操作。

这类方法旨在特别是用于存在较多环境约束的环境中，例如核环境或化学环境。

处于1000bar至4000bar的压力和例如介于-100℃与-200℃之间且典型地介于大约-140℃与-160℃之间的低温下的一股或多股液氮射流通过喷嘴支承工具进行分配，所述喷嘴支承工具可被固定或者以旋转或振动运动方式移动并且通常经低温流体供给管道被供以液氮。

为了获得所述工具的旋转运动，借助于带有通过电机移动的齿轮或带的旋转驱动系统将绕管路轴线的旋转运动施加至所述管道和工具。

旋转系统的动力学密封常常通过典型地由制成的旋转筒形密封件实现，所述密封件布置在管道周围，被青铜部件沿纵向横穿，并且被块状不锈钢部件包围。

在实践中已注意到，所述密封件由于所采用的低温而随着时间推移变得不太有效，所述低温典型地低于大约-150℃，这相对迅速地导致泄漏并因此使工艺效率降低，特别是在例如切削混凝土或剥离涂料的操作期间。

实际上，材料在所采用的低温作用下不同地变形，视它们如表I所示的相应的热膨胀系数而定。

表I

是一种超高分子量聚乙烯。

这些值是适当的，并且对于所涉及的温度范围假设其是恒定的。根据DIN 50044获得每单位长度的热膨胀系数。

如可见的，这些材料对低温的反应非常不同，因此，在交替的冷却和加热循环期间密封件会发生变形或甚至损坏，并且当密封件承受很高的压力、即典型地高达4000bar的压力时这种情况甚至更快地发生。

实际上，已注意到，在实践中，密封件与金属部件之间逐渐出现游隙，这导致妨碍系统正常操作的泄漏。因此，需要定期更换密封件，这带来设备成本和维护成本。目前，这在必须最大限度地减少人工干预的危险环境例如核环境或化学环境中是一个关键因素。

因此，本发明的目的是通过提供一种带有流体分配工具的分配系统来提高如上所述的用于分配低温流体、特别是液氮的系统的可靠性，所述流体分配工具具有已进行改进以便克服上述缺点的旋转密封件。

发明内容

本发明的目的通过一种用于分配至少一股高压低温流体射流的装置来实现，所述装置包括：

-可移动的工具，该工具具有一个或多个用于分配一股或多股高压低温流体射流的流体分配喷嘴，和

-用于给所述可移动的工具供应高压低温流体的管路，该管路包括固定的上游部分和与可移动的工具接合的可移动的下游部分，所述固定的上游部分和可移动的下游部分借助于包括旋转密封件的旋转系统彼此流体连接，

其特征在于，所述旋转密封件由热膨胀系数介于10.10^-6/K与160.10^-6/K之间的聚合材料制成。

视情形而定，本发明的装置可包括以下特征中的一个或多个：

-所述旋转密封件由热膨胀系数介于20.10^-6/K与130.10^-6/K之间的聚合材料制成。

-所述旋转密封件由摩擦系数小于0.50的聚合材料制成。

-所述密封件的形状为筒形。

-所述密封件通过一个或多个金属部件保持在所述旋转系统内。

-所述密封件由可选自PTFE、PCTFE、PAI和PPS的聚合材料制成。

本发明还涉及一种包括根据本发明的装置的用于分配至少一股高压低温流体射流的设备，该设备由低温流体源供应低温流体并且包括能够旋转移动且装备有一个或多个用于分配所述加压低温流体的喷嘴的工具。

此外，本发明还涉及一种用于使用高压低温流体射流对材料进行表面处理、剥离或切削的方法，其中使用了根据本发明的设备或装置。

由所述工具的一个或多个喷嘴分配的低温流体优选在至少500bar、优选介于2000bar与4000bar之间的压力下。