[发明专利]借助低温流体射流进行工作的设备的管道的隔热

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助处于非常高的压力的低温流体射流对有涂层和无涂层材料(例如金属、混凝土、木材、聚合物、塑料或任何其它类型的材料)进行剥离、除锈和表面处理的设备和方法。

背景技术

目前，有涂层或无涂层材料的表面处理，特别是对混凝土、涂料表面等的剥离、除锈或类似处理基本上是通过喷砂、超高压(UHP)水射流、或砂磨、或通过气锤或针枪处理、或通过化学装置而实现的。

但是，例如由于苛刻的环境限制必须不能存在任何水时(例如在核环境中或化学产品的情况下)，被称为“干式”的工作方法是可被采用的唯一方法。

但是在某些情况下，这些“干式”方法难以执行、非常费力或难以操作、或产生额外的污染，例如由于使用了必须随后除去的沙粒或砂子。

这些技术的一种替代方案是如在US-A-7,310,955和US-A-7,316,363中所提出的方案，该方案依赖于采用处于非常高的压力的低温射流。在此例中，利用了处于1000至4000bar压力并处于低温(例如-100℃至-200℃之间，通常约-140℃至-160℃之间)的液氮的一股或多股射流，所述射流由喷嘴保持工具分配，所述喷嘴保持工具通常做旋转或摆动运动。

在下文中详述并在图1中示出了一种工作设备，例如一种利用处于非常高的压力的低温射流对有涂层或无涂层材料(例如金属、混凝土、木材、聚合物、塑料或任何其它种类的材料)进行剥离、除锈或表面处理的设备。

在这种类型的设备中，液氮流动通过低温流体供应管道或导管，在所述管道或导管内氮随着相关的管道而处于不同压力和温度，并尤其处于非常低的温度，换句话说处于可低至约-180℃的低温。

显然，为了保持液氮处于低温，管道必须被隔热以防止液氮在设备的各个元件之间输送期间被加热。

这是因为这些管道的某些会非常长，因此形成了与环境大气热交换的大的表面积。例如，将氮从贮存器输送至设备的管道很少具有少于几米的长度、且有可能具有几十米的长度。通常，管道的长度在从约10m至400m的范围内，并通常从约50m至250m。

为了这些管道的隔热，可通过以下方法进行隔热：

通过利用绕管道布置的隔热材料以形成机械的热屏障。鉴于所涉及的非常低的温度，这种解决方案并不非常有效，且其局限性很快就会变得很明显。

通过在某些或所有的管道周围形成真空。该解决方案远非理想，除了其它方面的考虑之外，该方案费力而复杂且需要利用真空装置(例如真空泵)，所述真空装置必须集成到设备中并占据一定量的空间、需要定期维护、并消耗能量。

因此所出现的问题是：对于在利用非常高压力的低温射流的设备中输送低温流体的一个、某些或所有管道有效地隔热，而不会导致安装或维护的可观成本，并且不会使设备的整体架构过度复杂化。

发明内容

由本发明提出的解决方案是一种利用处于低温高压的流体的至少一股射流进行工作的设备，所述设备包括：

至少一个运动工具，所述运动工具具有一个或多个喷嘴以便分配低温流体，以及

一个或多个流体管道，所述流体管道适用于和设计成输送处于低温的流体至所述运动工具，从而向所述运动工具的至少一个流体分配喷嘴供应处于低温高压的流体，以及

设置在流体管道的至少一部分上的隔热装置以便管道的所述至少一部分的隔热，

其特征在于，隔热装置包括：

围绕所述至少一个待隔热的管道或管道部分的全部或部分布置的至少一个腔室，

至少一个隔热气体源，以及

隔热气体供应装置，所述装置在所述至少一个隔热气体源和所述至少一个腔室内部之间建立流体连通，从而向所述至少一个腔室供应来自所述至少一个隔热气体源的隔热气体，由此在所述至少一个腔室内形成隔热的气态环境。

根据情况，根据本发明的设备可包括以下特征的一个或多个：

该设备还具有至少一个低温流体源，所述流体源容纳有待输送至工具的处于低温的流体。流体管道适用于和设计成将处于低温的流体从至少一个低温流体源输送至流体分配工具。

至少一个腔室包括与气体供应装置流体连通的气体入口和与大气流体连通的气体出口，由此在所述至少一个腔室内形成气体吹扫过程。

至少一个隔热气体源是氮源。

该设备包括低温流体源和至少一个热交换器，所述热交换器包括排气装置(特别是排气口)并且布置在低温流体源和工具之间，且至少一个隔热气体源包括至少一个热交换器的排气装置。