CN105492166A - 用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置 - Google Patents

Abstract

用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置包括可旋转地放置在固定外壳(1)内的进料元件(2)，该固定外壳(1)具有用于气态介质流和/或带有固体颗粒的气态介质流的开口(12，13)。在固定外壳(1)和可旋转地放置的进料元件(2)之间放置有不可动的弹性薄膜(3)。固定外壳(1)在弹性薄膜(3)的一侧提供有至少一个密封的压力室(14)，其与用于气态介质流的开口(13)和/或用于带有固体颗粒的气态介质流的开口(12)连接。

Description

用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置

技术领域

本发明涉及一种用于混合干冰的固体颗粒(即在固态下的二氧化碳(CO2))和气态介质(通常为压缩空气)的流的装置，尤其是用于利用干冰作为清洗介质的清洗机。

特别地，本发明涉及用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置，其包括固定外壳，在固定外壳中放置有旋转进料元件。

背景技术

用于干冰清洗的机械利用混合装置，在其中干冰碎粒和通常为压缩空气的加压气态介质被分离地供应以创建干冰的流。

该技术解决方案涉及包括固定外壳的装置，在固定外壳中放置有旋转进料元件。在这样的装置中，旋转元件是旋转进料盘的形式，或者是旋转进料辊的形式。包括旋转进料盘作为旋转进料元件的装置在例如文献NL1015216C2，WO8600833，US6,346,035和EP1637282A1中被描述。包括旋转进料辊作为旋转进料元件的装置在例如文献US4,974,592和CN2801303中被描述。

该装置用作将干冰碎粒到带有气态介质(空气)的流的系统中的机械运输，而干冰与空气流的混合以及干冰流的创建的发生主要是出于清洗的目的。这两个系统(即，储存在容器中的干冰的入口和压缩空气的入口)具有不同的压力。维持空气系统的气密性对于装置的正确功能和效率是重要的。干冰碎粒的机械运输是通过旋转进料元件执行的，该元件包括运输空腔。充满来自容器中的碎粒的空腔通过进料元件的旋转移动到带有空气流的系统中，并且随后碎粒被空气流带走，由此运输空腔被排空。在它排空之后和再填充空腔之前留在空腔中来自空气系统中的残余压力通过到环境压力的压力释放通道来平衡。

如上面所提到的，维持空气系统的气密性对于装置的正确功能和效率是重要的。在装置带有进料盘的情况下，通过将固定板压在旋转进料盘上来获得气密性，无论是直接地(参见NL1015216)还是通过密封元件(参见EP1637282A1，WO8600833和US6,364,035B1)。在装置带有进料辊的情况下，通过将成形的密封元件压在旋转进料辊上来获得气密性。

关于空气系统中的高压，为给带有进料盘的装置提供足够的气密性，装置的主要部分，固定板和旋转盘的制造精度以及同样用于保持固定板压在旋转进料盘的相对大的力是必要的。这导致相关的摩擦部分的快速磨损，而在装置操作过程中，通过紧固固定板到进料盘上的定期气密性检查和气密性调整是必要的，这增加了操作成本。当相关的装置部分被磨损坏时，随后的它们的替换是必要的，这基本上意味着作为主要的和最昂贵的装置部分的固定板和进料盘的替换。如在文献NL1015216C2中描述的装置类型的该缺点是显而易见的。

为了克服如上提到的装置的主要部分的磨损坏这一缺点，用于密封的解决方案被提出，其利用放置在固定板和进料盘之间的密封元件，如在EP1637282，WO8600833和US6,364,035中描述的那样。

上述解决方案提供了固定板不必以高精度制造，因为它需要固定板和进料盘之间的直接接触，并且当磨损坏时仅仅替换磨损坏的密封元件就足够了。

当使用干冰清洗机时，并不是始终需要使空气系统在满工作压力下工作，并且因此在降低的工作压力下，用于将固定板保持到进料盘上的更小的力密封加压部分是足够的。然而，在NL1015216C2和EP1637282A1描述的解决方案中，通过固定板施加的力是恒定的，并且为了确保气密性，该力还等于密封空气系统中的最高压力所需要的力，尽管这样的固定板的力并不需要。尽管在根据EP1637282A1的解决方案的情况中，磨损坏的部分的替换成本不高，但是需要检查气密性和通过紧固固定板到进料盘上以调整它的缺点仍然存在。这一缺点同样存在于具有旋转进料辊的解决方案中，其中通过成形的密封元件施加到进料辊子上的力必须被检查。

具有进料盘的装置的提到的操作缺点通过根据WO8600833和US6,364,035B1的解决方案中被消除，其中空气系统允许的压力还调整了施加到进料盘上的力的量，通过密封元件(当固定板之间的相互距离恒定时，如在WO8600833中)或者通过固定板(当固定板之间的相互距离变化时，如在US6,364,035中)。这两种描述的装置尽管解决了作为空气系统中的压力的函数施加给进料盘的力的连续调整的问题，然而设计复杂，这表现为对于维护和维修这样的装置的更高的要求以及还有它们的生产成本的增加。

在带有进料辊的US4,947,592和CN2801303中的解决方案中，力的施加是通过机械部件，弹簧和调整凸轮实现的。

本发明的目的是一种用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置，其消除目前已知的装置的上述缺点。

发明内容

提及的本发明的目的由用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置实现，其包括可旋转地放置在固定外壳中的进料元件，该固定外壳具有用于气态介质流和/或带有固定颗粒的气态介质流的开口，其特征在于，不可动的弹性薄膜放置在固定外壳和可旋转地放置的进料元件之间，而固定外壳在弹性薄膜的一侧提供有至少一个密封的压力室，其与用于气态介质流的开口和/或用于带有固定颗粒的气态介质流的开口连接。

放置在固定外壳和进料元件之间的不可动的弹性薄膜执行密封元件的功能和滑动元件的功能。弹性薄膜是构造上非常简单的部分，使得它的制造和在磨损坏时的替换仅提出极小的花费。而且，根据本技术解决方案的装置中弹性薄膜本身及其应用的实施例仅要求固定外壳的极小修改，而不需要执行复杂的修改或者需要增加另外的辅助元件。这些修改基于直接在固定外壳的主体中提供相对于外部环境密封的压力室。这能够通过简单的机械操作来执行。

旋转进料元件和固定外壳之间的气密性通过施加一个力到薄膜上来确保，该力通过进入到相对于外部环境密封的压力室的经过的空气流的压力来生成。该压力因此作用到弹性薄膜上，并且这些被压入到构造上限定的空间内的旋转进料元件。弹性薄膜的压力关于加压部分的压力的量而变化，并且因此不需要调整固定板的机械保持力或者辊式装置的成形密封元件的机械保持力而实现系统的气密性。与在加压部分中通过压力调节保持力的复杂系统相反，如从本领域的文献中所知的，根据本技术解决方案的弹性薄膜和压力室的提供以它们提供的毫无疑问的优点提出了无可比拟的更简单的解决方案。

薄膜的应用的优点还有在进料元件的旋转期间通过将摩擦面积减小到仅压力通道的面积来减小摩擦，以及密封表面(即，薄膜)的快速和简单的替换的可能性。

在装置带有进料盘的情况下，压力释放通道也是固定外壳的主要部分，即，压力释放意味着具有在进料盘空腔中的压力平衡功能，该进料盘空腔已经设置有被运输的碎粒并且被移动到密封区域外，到环境压力水平。

带有进料盘的装置具有由距离元件限定的固定板的相互位置，然而这些固定板之间的相互位置在运行的整个时间期间以及运行参数的全部范围内保持恒定。

附图说明

技术解决方案结合附图更加详细地描述，其中：

图1显示了根据本技术解决方案的进料盘式装置的整体分解图；

图2显示了根据本技术解决方案的进料盘式装置的剖视图；

图3显示了来自图2的装置的加压部分的细节；

图4示意性地显示了根据本技术解决方案的进料辊式装置的剖视图。

具体实施方式

根据本技术解决方案的用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置将会根据图1，2，3和4在实施例中进一步描述。图中的箭头代表干冰碎粒入口的方向A，压缩空气流的方向B以及空气和碎粒的混合物的排出流的方向AB。图1，2和3涉及进料盘式装置，而图4涉及进料辊式装置。

根据图1，2和3的用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置包括固定外壳1，在本示例中其由固定板组成，其中进料元件2可旋转地放置，在本示例中进料盘2a包括运输空腔21的式样。进料盘2a可旋转地放置在两个固定板之间。

在固定板和进料盘2a之间放置有不可动的弹性薄膜3。

为了在本实施例中的清楚性，一个固定板将会被称为上部固定板1a，其包括用于来自容器(未显示)的干冰的碎粒或固体颗粒入口的开口11和用于排出带有碎粒的空气流(即，带有固体颗粒的气态介质流)的开口12。为了在本实施例中的清楚性，另一固定板1b将会被称为下部固定板1b，其包括用于空气流(即，气态介质流)的入口的开口13。用于空气流入口的开口13对应于用于排出带有碎粒的空气流的开口12。

上部固定板1a在相邻的不可动的薄膜3的一侧、在用于排出带有颗粒的空气流的开口12的区域中包括与用于排出带有颗粒的空气流的开口12相连接的密封的压力室14。在本实施例中，密封的压力室14，以两对从用于排出带有颗粒的空气流的开口12的相对的边缘延伸的凹槽的形式制造。压力室14的密封，在本示例中通过放置在凹槽16中的密封件15实现，凹槽16围绕用于排出带有颗粒的空气流的开口12而创建。

以相同的方式，下部固定板1b在相邻的不可动的薄膜3的一侧、在用于空气流的入口的开口13的区域中包括与用于空气流的入口的开口13相连接的密封的压力室14。密封的压力室14的实施例与上述提到的在上部固定板1a中的是相同的，并且本压力室14的密封的实施例也与上述提到的在上部固定板1a中的是相同的。

固定板1a，1b进一步包括压力释放通道17以用于释放进料盘2a中的运输空腔21外的残余的空气压力。

固定板1a，1b进一步被提供有连接部件18以用于它们的相互联接。在本示例中，连接部件18是紧固在下部固定板1b上的螺栓的形式，上部固定板1a通过相关的孔19安装并且通过螺母紧固到下部固定板上。

上部固定板1a和下部固定板1b之间恒定的相互位置由距离元件34来确保和限定。这些距离元件34在本示例中通过装在螺母上的距离套筒来实现。固定板1a，1b之间精确限定的距离对于装置的正确功能是必须的。

不可动的弹性薄膜3包括保持元件33以用于它与固定板1a，1b和进料盘2a有关的不可动的紧固。这些保持元件33在本示例中通过以装在螺母(即，从下部固定板1b外突出的连接部件18)上或距离元件34上的孔眼的形式与不可动的固定的薄膜3一体地实现。

不可动的弹性薄膜3提供有开口31以用于空气流，或者带有碎粒的空气流。这意味着，在上部固定板1a和可旋转地放置的进料盘2a之间的不可动的弹性薄膜3包括用于带有碎粒的空气流的开口31，其与用于排出带有碎粒的空气流的开口12相对应，并且同样地，在下部固定板1b和可旋转地放置的进料盘2a之间的不可动的弹性薄膜3包括用于空气流的开口31，其与用于空气流的开口13相对应。

不可动的弹性薄膜3进一步包括至少一个开口32以用于残余空气从进料盘2a中的运输空腔21到固定板1上的压力释放通道17的通路。

在根据本技术解决方案的装置的运行期间，来自压缩空气外部源的空气通过用于空气流的入口的开口13被吹入。来自干冰容器的碎粒通过用于颗粒入口的开口11被导入到进料盘2a的运输空腔21中。随着进料盘2a的旋转，碎粒被运输到用于空气入口的开口13，在该处空气流排出来自运输空腔21中的碎粒，同时创建空气和颗粒的混合物，其通过用于排出带有碎粒的空气流的开口12吹出装置。经过装置的压缩空气进入到密封的压力室14中，在该处空气压力作用于密封区域内不可动的弹性薄膜3上。不可动的弹性薄膜3在限定的密封空间内被压到进料盘2a上。施加的力关于加压部分的压力的量而变化，并且因此系统的密封性在不需要固定板1的保持力的依赖于压力来调节而实现。由于密封件仅出现在限定的空间内，因而还有在进料盘2a的旋转期间通过将摩擦面积减小到仅压力通道14的面积而摩擦减小的结果。在运输空腔21的排出之后，当运输空腔21经过空气排出开口32时，残余压力被平衡到环境压力，空气排出开口32允许带有残余压力的空气排出到固定板1a，1b上的压力释放通道17。

根据图4的实施例涉及包括进料辊2b作为进料元件2的装置。

根据图4的用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置包括固定外壳1，其中可旋转地放置进料元件2(在本示例中为进料辊2b)，其包括运输空腔21的式样。

在固定外壳1和进料辊2b之间放置有不可动的弹性薄膜3。

固定外壳1在一侧包括用于来自容器(未显示)的干冰的碎粒或固体颗粒入口的开口11，并且在另一侧包括用于空气流(即，气态介质流)的入口的开口13和用于排出带有碎粒的空气流(即，带有固体颗粒的气态介质流)的开口12。用于空气流的开口13和用于排出带有碎粒的空气流的开口12在本示例中布置为如同其通常在带有进料辊的装置中的那样。

固定外壳1在不可动的弹性薄膜3的一侧、用于空气流的入口的开口13区域中，包括与用于空气流的入口的开口13连接的密封压力室14。在本示例中，密封压力室14能够如同在带有料盘2a的装置的实施例中描述的那样特别地实现。在本示例中，压力室14的密封性也通过密封件15来实现，密封件15放置在围绕用于空气流的入口的开口13创建的凹槽16中。

同样地，固定外壳1在邻近的不可动的弹性薄膜3的一侧、用于排出带有碎粒的空气流的开口12区域内包括与用于排出带有碎粒的空气流的开口12相连接的压力室14。密封的压力室14的实施例与上述提到的是相同的，并且同样本压力室14的密封的实施例也是与上述提到的相同。

在根据本发明的装置的运行期间，根据图4，来自压缩空气外部源的空气通过用于空气流入口的开口13被吹入。来自干冰容器的碎粒通过用于碎粒入口的开口11被导入到进料辊2b的运输空腔21中。随着进料辊2b的旋转，颗粒被运输到用于空气入口的开口13，在该处空气流排出来自运输空腔21中的碎粒，同时创建空气和碎粒的混合物，其通过用于排出带有碎粒的空气流的开口12吹出装置。经过装置的压缩空气进入到密封的压力室14中，在该处空气压力作用于密封区域内不可动的弹性薄膜3上。不可动的弹性薄膜3在限定的密封空间内被压到进料辊2b上。施加的力关于加压部分的压力的量而变化，并且因此实现系统的密封性。由于密封件仅出现在限定的空间内，因而还有在进料辊2b的旋转期间通过将摩擦面积减小到仅压力通道14的面积而摩擦的减小的结果。

任何带有合适的滑动特性和抗腐蚀性的弹性(柔性)材料能够被用作弹性薄膜3的材料。实践中，它主要是不锈钢，或者是经过适当表面处理的钢，或基于塑料的材料。

图中所示的和在实施例的示例中描述的装置代表特定构造的实施例。这些实施例被引入作为示例性的示例以用于上述技术解决方案的公开。显而易见，在本技术解决方案的思想范围内的其它构造变型也是可能的，例如，关于压力室14的形状和尺寸，密封压力室14的方式，确保弹性薄膜3相对于进料元件2不可动的方式，在弹性薄膜3上的排出开口32的布置和形状等。

工业实用性

根据本发明的装置被设计来混合干冰的固体颗粒和气态介质流，尤其用于生成干冰的固体颗粒的气流以用于清洗机。

Claims (2)

1.一种用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置，其包括可旋转地放置在固定外壳内的进料元件，所述固定外壳上具有用于所述气态介质流和/或带有固体颗粒的所述气态介质流的开口，其特征在于，在所述固定外壳(1)和可旋转地放置的进料元件(2)之间放置有不可动的弹性薄膜(3)，而所述固定外壳(1)在所述弹性薄膜(3)的一侧提供有至少一个密封的压力室(14)，其与用于所述气态介质流的开口(13)和/或用于带有固体颗粒的所述气态介质流的开口(12)连接。

2.根据权利要求1所述的用于混合干冰的固体颗粒和气态介质流的装置，其特征在于，具有固定板(1a，1b)的所述固定外壳(1)包括固定板(1a，1b)之间的距离元件(34)。