[发明专利]基于激光冲击波技术的金属管道内壁除垢方法和装置

权利要求书

1.基于激光冲击波技术的金属管道内壁除垢方法，其特征在于该方法具体如下：

先在反射座（13）的端面涂上有效吸收激光能量的黑漆作为能量吸收层（12），再将反射座（13）插入待除垢的金属管（7）内，根据待除垢体（8）的主要成分、金属管（7）的力学性能、金属管（7）的管壁厚度对激光脉冲参数进行优化，激光脉冲束（3）的功率密度为GW/cm²量级，激光脉冲束（3）直接辐照在反射座（13）的能量吸收层（12）上，能量吸收层（12）的材料气化形成高温高压高密度的等离子体（11），高压等离子体(11)迅速膨胀而产生高压冲击波作用在管道内壁的垢体（8）上，形成了向其内部传播的应力波，当应力波压力峰值超过垢体材料的断裂极限时，垢体（8）碎裂并剥落，剥落后的垢体（8）随约束层水（10）从反射座（13）和金属管（7）内壁之间的间隙及时排出管外。

2.一种实现权利要求1所述金属管道内壁除垢方法的除垢装置，其特征在于该装置包括激光器发生器（1）、导光系统、工件夹具系统和控制系统；其中所述导光系统包括导光管（2）、全反镜（4）、冲击头（5），所述导光管（2）的一端连着激光发生器（1），依次把激光发生器（1）、全反镜（4）和冲击头（5）连接起来，所述导光管（2）的另一端连接冲击头（5）对着工件夹具系统；所述工件夹具系统包括水龙头（6）、金属管（7）、约束层水（10）、能量吸收层（12）、反射座（13）、管件夹持器（9）、导向支架（16）、水槽（15）、工作台（14），水龙头（6）位于金属管（7）上方，反射座（13）插入待除垢的金属管（7）的内部，所述反射座（13）的直径要比金属管（7）的内径小，反射座（13）和金属管（7）内壁之间留有间隙，所述反射座（13）的端面上涂有黑漆作为能量吸收层（12），约束层水（10）覆盖着能量吸收层（12），反射座（13）的下端固定在水槽（15）底部，水槽（15）放置在工作台（14）上，金属管（7）通过管件夹持器（9）装夹在导向支架（16）上，导向支架（16）固定在工作台（14）上；所述控制系统包括计算机（18）和控制器（17），计算机（18）通过控制器（17）控制管件夹持器（9）和工作台（14）的运动，计算机（18）通过控制器（17）控制激光发生器（1）发出的激光脉冲束（3）。