DE112008000816B4

DE112008000816B4 - Vorrichtung zum Fördern von Strahlmedium, insbesondere von Eis, Eispellets, Eisschnee oder wasserlöslichem Strahlmittel

Info

Publication number: DE112008000816B4
Application number: DE112008000816T
Authority: DE
Inventors: Mark Rainer Wutschik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2028-03-08
Also published as: WO2008110148A3; DE202007003593U1; WO2008110148A2; DE112008000816A5

Abstract

Vorrichtung (10) zum Fördern eines Strahlmediums (12), insbesondere von Eis, Eispellets, Eisschnee oder wasserlöslichem Strahlmittel, mit
a) einem Behälter (14) für das Strahlmedium (12),
b) einer Fördereinrichtung (18) zur Förderung von Strahlmedium (12) aus dem Behälter (14) in eine Ausgabeeinrichtung (28),
c) einer Einrichtung (16) zum Auflockern des Strahlmediums (12) im Behälter (14);
dadurch gekennzeichnet, dass
d) die Fördereinrichtung (18) wenigstens einen Kolben (16) mit wenigstens einer Aussparung (34) zur Mitnahme von Strahlmedium (12) aufweist, der in dem Behälter (14) hin- und her bewegbar ist, derart, dass der Kolben (16) wenigstens einen Teil von in dem Behälter (14) vorgesehenem Strahlmedium (12) mitnehmen und der Ausgabeeinrichtung (28) zuführen kann;
e) der Kolben (16) sich wenigstens in einem Bereich, der in dem Behälter (14) hin- und her bewegbar ist, zu einer Stirnseite hin als Verdränger verjüngt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines Strahlmediums, insbesondere von Eis, Eispellets, Eisschnee oder wasserlöslichem Strahlmittel, mit

a) einem Behälter für das Strahlmedium,
b) einer Fördereinrichtung zur Förderung von Strahlmedium aus dem Behälter in eine Ausgabeeinrichtung,
c) einer Einrichtung zum Auflockern des Strahlmediums im Behälter.

Außerdem betrifft die Erfindung ein neuartiges Transportsystem für Trockeneispellets oder Trockeneisschnee.
Eine Vorrichtung zum Fördern im Sinne der Erfindung kann auch als Transportsystem bezeichnet werden.
Vom Markt her bekannte Vorrichtungen zum Fördern von Strahlmedium in Form von Trockeneis werden. bei Trockeneisstrahlanlagen verwendet, bei denen ein Gemisch aus Druckluft und Trockeneis zur Reinigung von Bauteilen oder zur Entfernung von Lacken eingesetzt wird. Für die Anwendung Trockeneis oder Trockenschnee (nachfolgend als Eis bezeichnet) mit Druckluft zu mischen, um damit verschmutzte Gegenstände zu reinigen, wurde das Eis meist über eine Schnecke transportiert. Die Eismenge wurde über die Drehzahl der Schnecke geregelt.
Zusätzlich hatten Mischmaschinen für die Trockeneis-Luftmischung zusätzlich meist Klopfer am, meist als Trichter ausgebildeten, Eisbehälter. Der Klopfer lockert das Eis um eine Verklumpung zu verhindern. Dei bekannten Vorrichtungen werden für das Dosieren und Lockern getrennte Einrichtungen und somit eine Vielzahl von Bauteilen benötigt.
Aus der EP 0 652 076 A1 ist eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Partikelmaterial aufweisend Kohlendioxid-Pellets oder Partikel, Pulver oder andere granulare Materialien zur Förderung mit einem Fördergas bekannt, welche bei Partikelstrahlsystemen Verwendung findet. Die Zuführeinrichtung umfasst einen Behälter für das Partikelmaterial, der einen Entnahmebereich aufweist. Eine Absaugdüse hat eine Eintrittsseite, die an den Entnahmebereich anliegend angeordnet ist. Es sind Mittel vorgesehen, um eine Relativbewegung zwischen der Eintrittsseite und dem Entnahmebereich zu erzeugen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung beziehungsweise eine Transporteinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, dass diese das Strahlmedium, insbesondere (Trocken) eispellets oder (Trocken)eisschnee oder wasserlösliches Strahlmittel, transportiert und gleichzeitig lockert. Dies soll vorzugsweise möglichst einfach, insbesondere mit wenigen Bauteilen, geschehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

d) die Fördereinrichtung wenigstens einen Kolben mit wenigstens einer Aussparung zur Mitnahme von Strahlmedium aufweist, der in dem Behälter hin- und her bewegbar ist, derart, dass der Kolben wenigstens einen Teil von in dem Behälter vorgesehenem Strahlmedium mitnehmen und der Ausgabeeinrichtung zuführen kann;
e) der Kolben sich wenigstens in einem Bereich, der in dem Behälter hin- und her bewegbar ist, zu einer Stirnseite hin als Verdränger verjüngt.

Erfindungsgemäß ist also ein Kolben vorgesehen, der sowohl als Fördermittel als auch als Mittel zur Auflockerung des Strahlmediums wirkt. Unter einem Kolben im Sinne der Erfindung kann ein Körper verstanden werden, der geeignet ist, Druck- und Bewegungsenergie umzusetzen, ohne dabei auf eine zylindrische Form beschränkt zu sein. Der Kolben bewegt sich in dem im Behälter befindlichen Strahlmedium hin- und her. Durch das Bewegen des Kolbens in dem Stahlmedium wird dieses in Bewegung versetzt, aufgelockert und kann somit nicht verklumpen oder verkleben. Gleichzeitig nimmt der Kolben einen Teil des Strahlmediums mit und führt es der Ausgabeeinrichtung zu. So wird mit wenigen Bauteilen auf einfache Weise das Strahlmedium gefördert und gleichzeitig gelockert. Auf eine separate Einrichtung zum Lockern des Strahlmediums kann so verzichtet werden. Dies spart Bauteile und somit Kosten. Außerdem wird durch den einfachen Aufbau das Risiko eines Ausfalls von Bauteilen gesenkt. Die Standzeiten werden verlängert und Stillstandszeiten verringert. Mit der Aussparung, insbesondere durch dessen Aufnahmevolumen, kann eine Fördermenge an Strahlmedium pro Bewegungszyklus des Kolbens einfach vorgegeben werden, so dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Dosierung von Strahlmedium aus dem Behälter einfach möglich ist. Insbesondere wegen der Verdrängung und/oder der Schwerkraft kann das Strahlmedium in die Aussparung gelangen und wird bei der Bewegung des Kolbens mitgeführt. Dadurch, dass der Kolben wenigstens in einem Bereich, der in dem Behälter hin- und her bewegbar ist, als Verdränger geformt ist, wird die Verdrängung und Auflockerung des im Behälter befindlichen Strahlmediums zu verbessert, insbesondere der Widerstand beim Eindringen des Kolbens in das Strahlmedium verringert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Zylinder vorgesehen sein, der zum Behälter hin offen ist, und in dem der Kolben hin- und her bewegbar ist, derart, dass wenigstens ein Teil des Kolbens in dem Behälter ragen kann. Auf diese Weise ist der Kolben geführt. So kann verhindert werden, dass der Kolben seinen Bewegungspfad verläßt, insbesondere wenn er beim Einstechen in das Strahlmedium auf Widerstand trifft. Der Zylinder im Sinne der Erfindung kann als Bauteil einer Kolbenmaschine verstanden werden. Er ist nicht beschränkt auf ein zylindrische Form, vielmehr weist er einen Innenraum auf, in dem der erfindungsgemäße Kolben hin- und her bewegbar ist.
Vorteilhafterweise kann der Zylinder einen Ausgabekanal aufweisen, dem vom Kolben mitgenommenes Strahlmedium zugeführt werden kann. Mit dem Ausgabekanal kann einfach eine Leitung beispielsweise zu einer Strahlpistole verbunden werden.
Um eine kontinuierliche Förderung und Auflockerung des Strahlmediums zu ermöglichen, kann der Kolben wiederholt insbesondere schwingend hin- und her bewegbar sein.
Ferner kann vorteilhafterweise ein Antrieb, insbesondere ein pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Antrieb, zum Bewegen des Kolbens vorgesehen sein, mit dem einfach eine insbesondere kontinuierliche Förderung und Auflockerung des Strahlmediums vorzugsweise automatisch erfolgen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Fluidkanal, insbesondere ein Luftkanal, vorgesehen sein, über den ein Fluid zum Weiterbefördern des von dem Kolben mitgenommenen Strahlmediums zuströmen kann. So kann das mit dem Kolben geförderte Strahlmedium einfach mit dem Fluid aus dem Fluidkanal, insbesondere Luft, vermischt und mit diesem bewegt werden.
Um die Fördermenge des Strahlmediums einfach zu verändern, kann die Schwingungsamplitude, insbesondere Hubhöhe, und/oder die Schwingungsfrequenz, insbesondere Hubfrequenz, des Kolbens variiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Transportsystem wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Kolben im Eis schwingt.
Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Transportsystems besteht darin, dass auf einfache Weise das Eis gefördert und gleichzeitig gelockert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann durch den Hub des Kolben in das Eis, das Eis gelockert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird; es zeigen
1 schematisch einen seitlichen Schnitt eines Trockeneisbehälters mit einem Kolben zum Fördern von Trockeneis, der sich in einer oberen Stellung im Trockeneisbehälter befindet;
2 schematisch einen seitlichen Schnitt des Trockeneisbehälters aus der 1, wobei sich der Kolben in einer unteren Stellung befindet.
In den 1 und 2 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehene Vorrichtung zum Fördern von Trockeneis 12 gezeigt, die einen Trockeneisbehälter 14 umfasst, der mit Trockeneis 12 beschickt ist.
1 und 2 zeigen eine Seitenansicht des Trockeneisbehälters 14, als Trichter ausgebildet, einen schwingenden Kolben 16 und einen Eis Ausgang.
An seiner in den 1 und 2 unteren Seite, welche die Spitze des Trichters bildet, befindet sich eine Fördereinrichtung 18 für das Trockeneis 12.
Die Fördereinrichtung 18 umfasst einen Zylinder 20, in dessen Innenraum 22 der Kolben 16 zwischen einer in der 1 gezeigten, dort oberen Stellung und einer in der 2 gezeigten, dort unteren Stellung, hin und her bewegbar ist.
Der Innenraum 22 des Zylinders 20 ist auf seiner dem Trockeneisbehälter 14 zugewandten und seiner dem Trockeneisbehälter 14 abgewandten Seite offen, so dass der Kolben 16 in seiner oberen Stellung und seiner unteren Stellung jeweils zu einem Teil aus dem Innenraum 22 herausragen kann.
In eine Luftöffnung 24 in der den Innenraum 22 begrenzenden Innenfläche des Zylinders 20 mündet ein erster Querkanal 26, der von der Außenseite des Zylinders 20 kommt und dort offen ist. Durch den ersten Querkanal 26 und die Luftöffnung 24 kann Luft dem Innenraum 22 zuströmen.
Von einer der Luftöffnung 24 gegenüberliegenden Ausgabeöffnung 30 in der inneren Umfangsfläche des Innenraums 22 führt ein zweiter Querkanal 28 zur Ausgabe des Trockeneises 12 zur Außenseite des Zylinders 20 und ist dort offen. Mit dem zweiten Querkanal 28 ist eine in der 2 gezeigte Trockeneisleitung 32 verbunden, die zu einer nicht gezeigten und hier nicht weiter interessierenden Strahlpistole oder einem anderen Abgabewerkzeug für Trockeneis 12 führt.
Der Kolben 16 ist mit einer Aussparung 34 versehen, in die das Trockeneis 12 hinein fällt. Die Aussparung 34 erstreckt sich entlang der Umfangsseite des Kolbens 16.
Die dem Trockeneisbehälter 14 zugewandte Seite des Kolbens 16 läuft spitz zu.
Der Kolben 16 kann mittels pneumatischem, hydraulischem oder elektrischem Antrieb 36 bewegt werden.
In seiner oberen Stellung ragt der Kolben 16 mit seiner spitzen Seite soweit in den Trockeneisbehälter 14, dass sich die Aussparung 34 außerhalb des Innenraums 22 im Trockeneisbehälter 14 befindet.
In der unteren Stellung des Kolbens 16 überlappt die Aussparung 34 mit den Querkanälen 26 und 28 und verbindet so diese miteinander. Der Kolben 16 ragt in dieser Stellung lediglich mit seinem spitz zulaufenden Bereich in den Trockeneisbehälter 14.
Bei einer Bewegung des Kolbens 16 in Richtung auf seine obere Stellung, dringt er mit seiner spitz zulaufende Seite voraus in das im Trockeneisbehälter 14 befindliche Trockeneis 12 ein.
In 1 ist der Kolben 16 an der oberen Stellung gezeigt wie er in das Eis 12 sticht. Durch das Eindringen des Kolbens 16 in das Eis 12, wird das Eis 12 verdrängt und somit in Bewegung gesetzt und gelockert.
Dabei gelangt Trockeneis 12 in die Aussparung 34 des Kolbens 16.
Nach Erreichen der oberen Stellung wird der Kolben 16 in die entgegensetzte Richtung auf seine untere Stellung zu bewegt. Dabei gelangt Trockeneis 12 in den vom Kolben 16 wieder freigegebenen Raum. Das Trockeneis 12 im Trockeneisbehälter 14 wird dadurch ständig in Bewegung gehalten und ein Verklumpen oder Verkleben wird verhindert.
Das Trockeneis 12 in der Aussparung 34 wird vom Kolben 16 mitgeführt, wobei die mitgeführte Menge unter Anderem durch die Aufnahmekapazität der Aussparung 34 vorgegeben ist. Auf diese Weise ist einfach eine Dosierung des beförderten Trockeneises 12 realisiert.
In 2 ist der Kolben 16 an der unteren Stellung gezeigt. Das in der Aussparung 34 befindliche Eis 12 wird nun über den Querkanal 28 mittels Unterdruck in Richtung eines Pfeils 38 abgesaugt und der Strahlpistole zugeführt. Über den Querkanal 26 tritt Luft in Richtung eines Pfeils 40 an die Aussparung 34 des Kolbens 16, um die Absaugung des Trockeneis 12 zu ermöglichen und eine Umspülung der Kolbenaussparung 34 mit Luft zu erzielen. Somit wird sämtliches Eis 12 vom Kolben 16 entfernt.
Nun wird der Kolben 16 wieder in die obere Stellung bewegt und der ganze Vorgang wiederholt sich.
Die Fördermenge Trockeneis 12 kann durch die Schwingfrequenz des Kolbens 16 beeinflußt werden.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung 10 zum Fördern von Trockeneis 12 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich: Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Förderung, Dosierung und Auflockerung von Trockeneis 12. Vielmehr kann sie auch für andersartige, vorzugsweise pellet-, schnee-, granulatartige oder körnige Strahlmedien, beispielsweise gewöhnliches Eis, Trockeneispellets, Trockeneisschnee oder wasserlösliche Strahlmedien, verwendet werden.
Der Innenraum 22 des Zylinders 20 kann statt auf seiner dem Trockeneisbehälter 14 abgewandten Seite offen dort auch ganz oder teilweise geschlossen sein, sofern die Ausdehnung des Innenraums 22 des Zylinders 20 in Bewegungsrichtung des Kolbens 16 ausreicht, um den Kolben 16 soweit aufzunehmen, dass die Aussparung 34 mit den Querkanälen 26 und 28 überlappt.
Statt der Querkanäle 26 und 28 können auch schräg verlaufende Kanäle eingesetzt werden.
Das in der Aussparung 34 befindliche Trockeneis 12 kann statt mittels Unterdruck auch mittels Druckluft aus dem ersten Querkanal 26 über den zweiten Querkanal 28 der Trockeneisleitung 32 zugeführt werden.
Der Kolben 16 und der Zylinder 20 können auch so angeordnet sein, dass der Kolben 16 sich schräg zur Vertikalen bewegt.
Statt über die Hubfrequenz kann die Menge abzugebendem Trockeneises 12 auch durch eine Begrenzung der Eintauchtiefe des Kolbens 16 in das Trockeneis 12 im Trockeneisbehälter 14 erreicht werden. Beispielsweise kann der Kolben 16 nur soweit aus dem Zylinder 20 bewegt werden, dass die Aussparung 34 nur teilweise frei gegeben wird.
Anstelle nur eines Kolbens 16 können auch mehrere Kolben 16 zur Entnahme, Dosierung und Lockerung des Trockeneises 12 eingesetzt werden.
Anstatt spitz zuzulaufen kann sich der Kolben 16 auch in anderer Form, beispielsweise gebogen oder kugelig, konkav oder konvex, verjüngen.

Claims

Vorrichtung (10) zum Fördern eines Strahlmediums (12), insbesondere von Eis, Eispellets, Eisschnee oder wasserlöslichem Strahlmittel, mit a) einem Behälter (14) für das Strahlmedium (12), b) einer Fördereinrichtung (18) zur Förderung von Strahlmedium (12) aus dem Behälter (14) in eine Ausgabeeinrichtung (28), c) einer Einrichtung (16) zum Auflockern des Strahlmediums (12) im Behälter (14); dadurch gekennzeichnet, dass d) die Fördereinrichtung (18) wenigstens einen Kolben (16) mit wenigstens einer Aussparung (34) zur Mitnahme von Strahlmedium (12) aufweist, der in dem Behälter (14) hin- und her bewegbar ist, derart, dass der Kolben (16) wenigstens einen Teil von in dem Behälter (14) vorgesehenem Strahlmedium (12) mitnehmen und der Ausgabeeinrichtung (28) zuführen kann; e) der Kolben (16) sich wenigstens in einem Bereich, der in dem Behälter (14) hin- und her bewegbar ist, zu einer Stirnseite hin als Verdränger verjüngt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zylinder (20), der zum Behälter (14) hin offen ist, und in dem der Kolben (16) hin- und her bewegbar ist, derart, dass wenigstens ein Teil des Kolbens (16) in den Behälter (14) ragen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (20) einen Ausgabekanal (28) aufweist, dem vom Kolben (16) mitgenommenes Strahlmedium (12) zugeführt werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) wiederholt insbesondere schwingend hin- und her bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Antrieb (36), insbesondere einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb, zum Bewegen des Kolbens (16).
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Fluidkanal, insbesondere einen Luftkanal (26), über den ein Fluid zum Weiterbefördern des von dem Kolben (16) mitgenommenem Strahlmediums (12) zuströmen kann.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsamplitude, insbesondere Hubhöhe, und/oder die Schwingungsfrequenz, insbesondere Hubfrequenz, des Kolbens (16) variiert werden kann.
Transportsystem (10) für Trockeneispellets oder Trockeneisschnee, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einem oder mehreren in dem Eis (12) schwingenden Kolben (16) mit wenigstens einer Aussparung (34) das Eis (12) durch einen Hub gefördert wird.
Transportsystem für Trockeneispellets oder Trockeneisschnee nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Hub des Kolben (16) in das Eis (12), das Eis (12) gelockert wird.