DE1567429A1 - Method and machine for the production of dry ice cubes - Google Patents
Method and machine for the production of dry ice cubesInfo
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- DE1567429A1 DE1567429A1 DE1966C0040419 DEC0040419A DE1567429A1 DE 1567429 A1 DE1567429 A1 DE 1567429A1 DE 1966C0040419 DE1966C0040419 DE 1966C0040419 DE C0040419 A DEC0040419 A DE C0040419A DE 1567429 A1 DE1567429 A1 DE 1567429A1
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Description
a 35 415 b . .. 1567429a 35 415 b. .. 1567429
b. - 135b. - 135
13. Okt. 1966Oct 13, 1966
Chemetron Corporation Chicago, 111.Chemetron Corporation Chicago, 111.
U.S.A.UNITED STATES.
Verfahren und Maschine zur Herstellung von 1StO ckene i swür f einMethod and machine for the production of 1 StO ckene i swür f one
Die Erfindung befa0t eich »it einen Verfahren sowie mit einerThe invention relates to a method as well as to a
zur Herstellung
MaschineVvon Trockeneiswttrfelii aus einem verflüssigbaren und
zu einem Trockeneis verfestigbaren Gas.for the production
MachineVvon Trockeneiswttrfelii from a liquefiable gas that can be solidified to form a dry ice.
Es ist bekannt, beispielsweise Kohlendioxyd-Trockeneis in Form von Blöcken herzustellen. Diese sind jedoch unhandlich, so daß häufig der Wunsch besteht, Trockeneis in Würfelform, vorzugsweise kontinuierlich und automatisch herzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß flüssiges (Jas in eine einseitig mit mindestens einer öffnung versehen· Kammer eingeleitet, und dort unter Entspannung teilweise zu einem Schnee verfestigt wird, worauf dieser unter Ableitung dta gases aus der Kammer komprimiert und aus deren öffnungen *ow«it ausgestoßen wird, daß die öffnungen der Kammer stetsIt is known, for example, carbon dioxide dry ice in the form from blocks to manufacture. However, these are unwieldy, so that there is often a desire to use dry ice in cube form, preferably continuously and automatically. This object is achieved according to the invention in that liquid (Jas in a one-sided with at least one opening provided Chamber initiated, and there under relaxation partially closed a snow is solidified, whereupon this is compressed under discharge of dta gases from the chamber and out of its openings * ow «it is expelled that the openings of the chamber always
αθ·!2·/Τ95.2αθ ·! 2 · / Τ95.2
A 35 415 b - M -rA 35 415 b - M -r
b - 135 c Cb - 135 c c
13. Okt. 1966 1 ·:\*October 13, 1966 1 : \ *
durch einen Pfropfen aus Trockeneis verschlossen ·1η4, worauf die aus der Kammer ausgestoßenen Trockeneisetränge «erbrochen werden. Besonders geeignet ist das erfindungsgemttS« Yerfahren zur Verarbeitung flüssigen Kohlendioxyds. Besonders förderlieh für die Bildung des Trockeneis-Pfropfens ist es, wenn sich an die Öffnungen der Kammer in Richtung auf das Kammerinnere ein Kanal für den Schnee anschließt. Wenn dann während des Betrieb« ständig neuer Sehne« nachgebildet und komprimiert wird, so drückt der komprimierte Schnee das den Pfropfen bildende 1rockeneis nach und nach ciurcJi die ÖXXnungan wai feiXdei; s«lh*±. kontinuierlich einen neuen Pfropfen» Auf diese Weise wird verhindert, daß Luft aus der Umgebung in die Kammer eindringen kann, und dies obwohl die Trockeneiswürfel fortlaufend gebildet werden. Sine Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäSen Terfahrens ist deshalb .ich besonders einfach aufgebaut, da kein· besondere Verschlußvorrichtung für die öffnungen der Kaaaer benötigt wird. Die auf diese Weise hergestellten Trockeneiswürfel sind infolgedessen von besonders hoher Qualität, und das vom Schnee in der Kammer abgetrennte Gas kann wieder verflüssigt und weiterverarbeitet werden, da es nicht von in die Kamaer eingedrungene ' Luft verunreinigt ist.closed by a plug of dry ice, whereupon the strands of dry ice expelled from the chamber are broken up. The method according to the invention is particularly suitable for processing liquid carbon dioxide. It is particularly beneficial for the formation of the dry ice plug if a channel for the snow is connected to the openings of the chamber in the direction of the interior of the chamber. "If then during the operation constantly new tendon" modeled and is compressed, the compressed snow pushes the stopper forming 1rockeneis gradually ciurcJi the ÖXXnungan wai feiXdei; s «lh * ±. continuously a new plug »In this way it is prevented that air from the environment can penetrate into the chamber, even though the dry ice cubes are continuously being formed. The machine for carrying out the method according to the invention is therefore particularly simple in construction, since no special locking device is required for the openings of the Kaaaer. The dry ice produced in this way are as a result of particularly high quality, and the separated from the snow in the chamber gas can be liquefied again and processed further as it is not contaminated by penetrated into the Kamaer 'air.
00I82I/1S52 BAD i00I82I / 1S52 BAD i
A 35 40 b A 35 40 b - J -- J -
to - 135to - 135
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Weitere/ vorteilhafie Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung, die der Erläuterung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Haschine dient; es zeigen: Pig 1 eine teilweise aufgebrochene erfindungsgemäße HaschineFurther / advantageous developments of the invention Features result from the claims and / or from the following description, which serves to explain an embodiment of a machine according to the invention shown in the drawing; show it: Pig 1 shows a partially broken open machine according to the invention mit einer schematischen Darstellung des sich daran an-with a schematic representation of the
schließenden Gaskreislaufee; Fig 2 einen Längsschnitt durch einen Teil der Maschine gemäßclosing gas circuit; FIG. 2 shows a longitudinal section through part of the machine according to FIG Figur IjFigure Ij
Fig 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig 2 und Fig 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig 2.Fig. 3 shows a section along the line 3-3 in Fig. 2 and 4 shows a section along the line 4-4 in FIG.
Eine Wur^elmaschine 10 zur Herstellung von Tri?i5ceneiswürfeln 11 vorzugsweise aus Kohlendioxyd hat ein mit 12 bezeichnetes Triebwerk mit einer Kurbelwelle 13, die von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Sie treibt ihrerseits eine Pleuelstange 14 an, die über einen Kolbenbolzen 15 mit einem Pülirungskolbeh 16 verbunden ist. Auf diesen ist ein Stempel IV aufgeschraubt. Der Führungskolben 16 bewegt sich in einer Bohrung 16 eines Zvlinderblocks 19» so daß sich der Stenpel )' bei umlaufender Kurbelwelle 15 in Längsri-Clitung bin- unö herbo- A Wur ^ el machine 10 for the production of tri-ice ice cubes 11, preferably from carbon dioxide, has a drive mechanism, denoted by 12, with a crankshaft 13, which is driven by an electric motor (not shown). They in turn drives a connecting rod 14 which is connected via a piston pin 15 with a Pülirungskolbeh sixteenth A stamp IV is screwed onto this. The guide piston 16 moves in a bore 16 of a Zvlinderblocks 19 "so that the Stenpel) 'at circumferential crankshaft 15 in Längsri-Clitung bin UNOE herbo-
A 35 415 b - X -A 35 415 b - X -
b - 135 L·b - 135 L
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wegt. Auf dem Zylinderblock 19 ist mittels eines mit Flanschen versehenen Verbindungsrohrstückes 21 ein Zylindergehäuse 20 befestigt, in dem ein poröses Filterrohr 22, vorzugsweise aus gesintertem rostfreiem Stahl oder verstärkter, gesinterter Bronze angeordnet ist. Der Stempel 17 läuft mit geringem Spiel in einer Bohrung 27 des Pilterrohrs 22, das auf seiner Außenseite Längenuten 23 aufweist und von einer Schraubenfeder 24 gegen eine Anschlußfflutt,er 25 gedrückt wird, die eine mit der Bohrung 27 des Filterrohres 22 fluchtende Längsbohrung 26 hat* Die beiden Bohrungen 26 und 27 bilden zusammen den größten Teil einer Expandierkaramer "C", deren eines Ende vom Stempel 17 und deren anderes Ende, wie noch zu erläutern sein wird, von einem Trockeneispropfen 28 verschlossen wird, der durch Komprimieren von Kohlensäureschneß entstanden ist und sich zum Teil in der Bohrung 27 und zum anderen Teil in einer Bohrung 29 eines Mundstückes 30 befindet. B.'eseB weißt mehrere kleine Durchbrüche 31 auf, die in die Bohrung 29 münden. Auf dem Mundstück 30 ist ein einen Winkel nut den Längsachsen der Durchbrüche 31 bildender Brnoher 5?. p.cntieri . der die aus den Durcnbrüchen 31 ausgestoße-aen Trockcmeientränge in die Trockeneiowürfel 11 zerbricht. away. A cylinder housing 20, in which a porous filter tube 22, preferably made of sintered stainless steel or reinforced, sintered bronze, is arranged, is fastened to the cylinder block 19 by means of a connecting pipe section 21 provided with flanges. The punch 17 runs with little play in a bore 27 of the pilter tube 22, which has longitudinal grooves 23 on its outside and is pressed by a helical spring 24 against a connection flutt, it 25 , which has a longitudinal bore 26 aligned with the bore 27 of the filter tube 22 * the two bores 26 and 27 together form the major part of an ex pandierkaramer "C", one end of the punch 17 and as we shall explain the other end, is closed by a Trockeneispropfen 28, which is formed by compressing Kohlensäureschneß and is partly in the bore 27 and partly in a bore 29 of a mouthpiece 30. B.'eseB has several small openings 31 which open into the bore 29. On the mouthpiece 30 is an angle nut the longitudinal axes of the apertures 31 forming Brnoher 5 ?. p.cntieri . which breaks the drying egg strands ejected from the openings 31 into the drying egg cubes 11.
0098 26/16 520098 26/16 52
A 35 415 b - 9 -A 35 415 b - 9 -
b - 135 Cb - 135 C
13. Okt. 1966 Ό Oct. 13, 1966 Ό
Eine Leitung 33 führt vom Boden eines wärmeisolierten Vorratstanks 34 zu einer Ventileinheit 35 an der Maschine. Der Vorratstank 34 enthält ei» verflüssigtes Sas wie beispielsweise flüssiges Kohlendioxyd L^ Ataßerde» ist in diesem Vorratstank Über dem flüssigen Sas eine Künlseftlange 36 eines nicht dargestellten Kühlsystems angeprdaet> Bine Hingleitung 37 mit einem Kompressor 38 ist einerseits Mt einen^ AusläSstutsiien 39 des Zylindergehäuses 20 und andererseits obenan den Vorratstank 34 änge^':;v schlossen. Eine ein Ventil 33v enthaltende Leitung 35' verbindet die Ringleitung 37 iß Förderriiehtüng hinter dem Kompressor mit der Leitung 33 hinter einem Rückschlagventil 37v. Im Zuge der Leitung 33 befinden sich ein Druckregler 37rt eine Plüssigkeitsfalle 38s und ein weiterer Druckregler 38r. Eine Leitung 38c leitet den Dampf von der Flüssigkeitsfalle 38s wieder dem Kompressor 38 zu.A line 33 leads from the bottom of a thermally insulated storage tank 34 to a valve unit 35 on the machine. The storage tank 34 includes ei "liquefied Sas such as liquid carbon dioxide L ^ Ataßerde" is in this storage tank to the liquid Sas a Künlseftlange 36 of a cooling system, not shown angeprdaet> Bine Hing line 37 to a compressor 38 is on the one hand Mt a ^ AusläSstutsiien 39 of the cylinder housing 20 and on the other hand at the top of the storage tank 34 length ^ ':; v closed. A line 35 'containing a valve 33v connects the ring line 37 and the conveyor belt downstream of the compressor to the line 33 downstream of a check valve 37v. In the course of the line 33 there is a pressure regulator 37rt, a liquid trap 38s and a further pressure regulator 38r. A line 38c returns the vapor from the liquid trap 38s to the compressor 38.
Die Ventileinheit 35 enthält zweckmäßigerweise ein Ventilglied 40, das innerhalb eines verbreiterten Teilstückes 42 eine Schrägfläche 41 aufweist. Eine Druckfeder 43 drückt das Ventilgliad 40 gegen einen Ventilsitz 44, wenn eine ebenfalls mit einer Schrägfläche 45* versehene Steuerstange 45 eine gemäß Figur 2 untere Stellung einnimmt, wie dies beispielsweise in Figur 1 der Fall ist; beim Anheben, der Steuerstange 45 entgegen der Wirkung der Druckfeder 43 wird das Ventilglied 40 vom Ventilsita 44 abgehoben.. Wie die Figur 1 zeigt, ist die SteuerstangeThe valve unit 35 expediently contains a valve member 40 which has an inclined surface 41 within a widened section 42. A compression spring 43 presses the valve gate 40 against a valve seat 44 when a control rod 45, likewise provided with an inclined surface 45 *, assumes a lower position according to FIG. 2 , as is the case, for example, in FIG. 1; when lifting the control rod 45 against the action of the compression spring 43, the valve member 40 is lifted from the valve seat 44. As FIG. 1 shows, the control rod is
- 6 003826/1652 - 6 003826/1652
A 35 4.15 b -Μία - 135
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Oct 13, 1966
ait Hilfe eines Gelenkhebele 47 und zweier Gelenksapfen 48 und 49 mit einer Stoßstange 46 verbunden, deren lange «it einer Kontermutter 50 eingestellt werden kann. Sie wird ron einer lockenwelle 51 ait zwei Abflachungen 52 und 53 betätigt. Deeit der Stempel 17 und das Ventilglied 40 synchron betätigt werdest, ist die Kurbelwelle 33 über ein geeignetes Getriebe «it der ' Hockenwelle 51 verbunden.with the aid of a hinge lever 47 and two hinge pins 48 and 49 connected to a bumper 46, the long one of which is a Lock nut 50 can be adjusted. She becomes one Lock shaft 51 ait two flats 52 and 53 actuated. Deeit the plunger 17 and the valve member 40 are operated synchronously, is the crankshaft 33 via a suitable gear "it the ' Camshaft 51 connected.
Der Hub des oberen Endes des Stempels 17 erstreckt sich von der in Figur 2 gezeigten Stellung bis zum unteren Ende dee Trockeneis propf ens 28. Sie obere Stirnfläche des Stempels 17 ist ale Mulde 54 mit einer scharfen tfmfangskante 55 ausgebildet· Zwischen einem Dichtungsring 57 und einer metallischen Dichtungescheibe 58 befindet sich eine geteilte Lagerhülse 56· Die Dichtungsscheibe 58 liegt gegen eine Innenschulter 59 des Yerbindungsrohrstückes 21 an und trägt 2 O-Einge 60. Der Stempel 17 ist ferner von einer !^Profildichtung 61 beispielsweise aus Leder umgeben, in die ein Widerlagerring 62 als Widerlager für eine Druckfeder 63 eingesetzt 1st, welch letztere andererseits gegen eine Innenschulter 64 des Yerbindungsrohrstiickes 21 anliegt. Die U-Profildicbtung 61 wird gegen eine Metallscheibe f 65 angepresst, die aittels eines Sprengrings 66 gesichert ist. Me Lagerhülse 56 besteht vorzugsweise aus Polyteirrafluorätylen, wie es unter der Warenbezeichnung "Teflon" erhältlich ist.The stroke of the upper end of the punch 17 extends from the position shown in FIG. 2 to the lower end of the dry ice plug 28. The upper end face of the punch 17 is a recess 54 with a sharp peripheral edge 55 between a sealing ring 57 and a Metallic sealing washer 58 there is a split bearing sleeve 56 The sealing washer 58 rests against an inner shoulder 59 of the connecting pipe section 21 and carries 2 O-rings 60. The stamp 17 is also surrounded by a profile seal 61, for example made of leather, in which an abutment ring 62 is used as an abutment for a compression spring 63 which, on the other hand, rests against an inner shoulder 64 of the connecting tube piece 21. The U-profile seal 61 is pressed against a metal disk f 65, which is secured by means of a snap ring 66 . Me bearing sleeve 56 is preferably made of Polyteirrafluorätylen, as it is available under the trade name "Teflon".
009826/1652 BAD009826/1652 BATH
A 35 4Ϊ5 V - Τ -A 35 4Ϊ5 V - Τ -
b - 135 '■-b - 135 '■ -
13. Okt. 1966 ■- *·■Oct. 13, 1966 ■ - * · ■
Ib Betrieb verschiebt dae Triebwerk 12 den Stempel 17 dauernd hin- und her und öffnet bew. echließt synchron damit die Ventileinheit 35« Ober einen Drehwinkel der Kurbelwelle 13 «wischen ungefähr 90 und ungefähr 150 Grad let das Ventilglied 40 vom Ventilsitz 44 abgehoben. Bas Yentilglied 40 hebt vom Ventilsitz 44 ab, wenn eich das obere Ende des Stempels 17 geringfügig unter äeu oberen Ende des Filterrohres 22 befindet« Selbst wenn die Ventilsteuerung so eingestellt ist, daß das Ventil über einen Drehwinkel der Kurbelwelle von 150 Grad geöffnet bleibt, so wird die Ventileinheit 35 zweckmäßigerweise doch vor Erreichen des unteren Totpunktes des Stempels 17 geschlossen (Figur 2). Wenn der Steapel 17 im Laufe seiner Abwärtsbewegung einen genügenden Teil der vom Filterrohr 22 gebildeten Kammer freigegeben hat, so Offnet die Ventileinheit 35 und flüssiges Kohlendioxyd strömt aus der Leitung 33 in die Expandierkammer C( so daß es dort infolge der durch die Entspannung bewirkten Abkühlung schnee- und gasförmiges Kohlendioxyd bildet. Der Schnee Bammelt sich in der Expandierkammer C, während das gasförmige Kohlendioxyd durch das poröse Filterrohr 22 -hindurch in dessen Längsnuten 23 gelangt und.von dort über den Auslassstuteen 39 in die Ringleitung 37 strömt, in der der Druck des Gases erhöht wird, so daß es in den Vorratstank 34 gefördert werden kann. Wenn der Stempel 17 seine Aufwärtsbewegung beginnt, so wird der Schnee in der Expandierkammer C in Richtung auf das Mundstück 30 nacä oben gedrückt und kontinuierlich komprimiert,In operation, the engine 12 constantly moves the plunger 17 back and forth and opens the valve unit 35 "synchronously with it. Over an angle of rotation of the crankshaft 13" between approximately 90 and approximately 150 degrees, the valve member 40 is lifted from the valve seat 44. Bas Yentilglied 40 lifts from the valve seat 44 when calibrating the upper end of the punch 17 slightly 22 is under AEEU upper end of the filter tube "Even if the valve timing is set so that the valve remains open over a rotation angle of the crankshaft of 150 degrees, so the valve unit 35 is expediently closed before the bottom dead center of the ram 17 is reached (FIG. 2). When the stack 17 has released a sufficient part of the chamber formed by the filter tube 22 in the course of its downward movement, the valve unit 35 opens and liquid carbon dioxide flows from the line 33 into the expansion chamber C ( so that it snows there as a result of the cooling caused by the expansion - and gaseous carbon dioxide forms. The snow piles up in the expansion chamber C, while the gaseous carbon dioxide passes through the porous filter tube 22 -hindurch in its longitudinal grooves 23 and from there flows through the outlet 39 into the ring line 37, in which the pressure of the Gas is increased so that it can be conveyed into the storage tank 34. When the punch 17 begins its upward movement, the snow in the expansion chamber C is pushed upwards in the direction of the mouthpiece 30 and is continuously compressed,
-" 8 — 009826/1652 ..... - "8 - 009826/1652 .....
A 35 415 b - «Τ- A 35 415 b - «Τ-
b - 135 b - 135
13. Okt. 1966 8 Oct. 13, 1966 8
wobei eine gewisse Menge des den Trockeneispropfen 28 bildenden festen Kohlendioxyds durch die Durchbrtiche 31 durch nach außen gedrückt wird; der Trockeneispropfen 28 setzt sich dann aus dem in den Bohrungen 26 und 29 verbleibenden Trockeneis und dem zu letzt komprimierten Schnee zusammen. Sei jedem Aufwärtshub des Stempels 17 wird also Trockeneis durch die Durchbrüche 31-bindurchgedrückt, so daß d«r Brecher 32 ständig Trockeneievrilrfel 11 herstellt.wherein a certain amount of the solid carbon dioxide forming the dry ice plug 28 is forced through the perforations 31 through to the outside; the dry ice plug 28 is then composed of the dry ice remaining in the bores 26 and 29 and the last compressed snow. With each upward stroke of the punch 17, dry ice is pressed through the openings 31, so that the crusher 32 constantly produces dry ice cubes 11.
Soll die Würfelmaschine 10 abgetaut werden, so wird das Ventil 33v geöffnet und relativ heißer Dampf durch die Leitungen 33' und 33 hindurch in die Ventileinheit 35 geleitet. Das Filterrohr 22 wird dann außerordentlich schnell abgetaut, ehe der Trockeneispropfen 28 sublimiert wird, so daß die Würfelproduktion sofort wieder aufgenommen werden kann, nachdem das Ventil 33v geschlossen wurde. Bei dem Dampf handelt es sich selbstverständlich um das auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erhitzte Gas, das auch zur Trockeneisproduktion verflüssigt und verfestigt wird.If the dicing machine 10 is to be defrosted, the valve 33v is opened and relatively hot steam flows through the lines 33 ' and 33 passed through into the valve unit 35. The filter tube 22 is then defrosted extremely quickly before the Dry ice plug 28 is sublimed so that cube production can resume immediately after the valve 33v was closed. The steam is of course that at a relatively high temperature heated gas that is also liquefied and solidified for dry ice production.
Nach dem erfindung3gemäßen Verfahren und mit Hilfe der erfindungßgemäßen Maschine kann Trockeneis aus jedem beliebigen Gas hergestellt werden, des sich bei einem Druck unterhalb des Tripelpunktes unter Eatspannung verfestigen läßt.According to the method according to the invention and with the aid of the method according to the invention Machine can produce dry ice from any gas that is at a pressure below the Can solidify triple point under eating tension.
«~ 9 — ■■ 009826/ 1652«~ 9 - ■■ 009826/1652
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |