EP2694249A1 - Verfahren zur herstellung eines strahlmittels, verfahren zum strahlen, strahlmittel, vorrichtung zur herstellung eines strahlmittels, vorrichtung zum strahlen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines strahlmittels, verfahren zum strahlen, strahlmittel, vorrichtung zur herstellung eines strahlmittels, vorrichtung zum strahlen

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EP2694249A1
EP2694249A1 EP12709533.9A EP12709533A EP2694249A1 EP 2694249 A1 EP2694249 A1 EP 2694249A1 EP 12709533 A EP12709533 A EP 12709533A EP 2694249 A1 EP2694249 A1 EP 2694249A1
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EP
European Patent Office
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particles
blasting
water
blasting agent
ice
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EP12709533.9A
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Jürgen Von Der Ohe
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/003—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material which dissolves or changes phase after the treatment, e.g. ice, CO2
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0046—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a blasting abrasive according to the preamble of claim 1, a blasting method according to the preamble of claim 9, a blasting abrasive according to the preamble of claim 1 1, an apparatus for producing a blasting abrasive according to the preamble of claim 12 and a device for blasting according to the preamble of claim 14.
  • WO 2003 101667 A1 discloses known CO 2 pellets as a solid blasting agent for cleaning surfaces.
  • the CO 2 pellets act as a soft, not very abrasive blasting agent, causing no damage to the surface to be cleaned. Due to the temperature of about -78 ° C, the CO 2 pellets caused a thermoelectric voltage between contamination and to clean component, which leads to the separation of the impurity (cryogenic effect).
  • JP 601 45 905 A a process is described in which the dry ice (C0 2 particles) should have a higher hardness by the addition of water in the C0 2 snow produced during the expansion of liquid C0 2 .
  • DE 35 05 675 A1 describes a method for removing surfaces, in which water ice (water particles) is added to a water jet.
  • the water jet is pressed with a dependent on the component to be cleaned, pressure on the surface to be cleaned.
  • the water ice can also be formed by ice-forming germs within the water jet.
  • a disadvantage of this method is that no cryogenic effect occurs but only a mechanical removal is recorded.
  • DE 100 10 012 A1 describes a device in which CO 2 pellets or CO 2 particles are mixed with a solid blasting agent at room temperature to improve the cleaning performance.
  • a disadvantage is the low constancy of the quantitative ratio between CO 2 radiation agent and the additional abrasive.
  • No. 5,785,581 describes a system in which a cryogenic liquid, preferably liquid nitrogen, is used as coolant for the production of ice particles.
  • a cryogenic liquid preferably liquid nitrogen
  • water droplets are introduced into a cooled compressed air stream, converted into ice and transported using the pressure gradient from the jet nozzle. Again, only a mechanical effect is recorded.
  • DE 10 2010 020 618 A1 describes a process for the production of CO 2 pellets or CO 2 particles having increased mechanical hardness and abrasiveness, in which CO 2 water ice particles are produced by supplying water.
  • the disadvantage of this is that the CO 2 irrigation ice particles still need to be crushed and thereby can be caused by the required pressure, again small amounts of water.
  • the object of the present invention is to provide a manufacturing method for a blasting agent that has a controllable abrasiveness and thus impurities from surfaces as possible can be removed without residue.
  • the component itself should not be damaged or removed.
  • the inventors have recognized that the object can be achieved in a surprising manner in that first solid particles of C0 2 and second solid particles are produced separately from water and then combined, in particular mixed.
  • first solid particles of C0 2 and second solid particles are produced separately from water and then combined, in particular mixed.
  • the first and second particles are produced by crushing.
  • larger units such as blocks of dry ice and water ice can be used, which is advantageous in terms of energy and storage.
  • the separately produced first and / or the second particles are comminuted before being combined.
  • the size can optionally be adjusted to the desired size in the blasting agent mixture after a certain temperature setting of the particles.
  • the temperature of the first particles is -60 ° C to -80 ° C, preferably -70 ° C.
  • the temperature of the second particles - 10 ° C to -40 ° C preferably - 15 ° C to -30 ° C, especially -25 ° C.
  • the pieces of water ice have a temperature of-1 ° C to -10 ° C, then the surface is still relatively moist.
  • the water ice pieces have in this state only a small hardness and size, which is higher than that of the C0 2 particles. If these pieces of water ice are mechanically comminuted to the desired size, water is re-formed, since the comminution tools have room temperature. If the water ice pieces, however, brought to a temperature of about -60 ° C to - 70 ° C, they have, as has been found in experiments, although a high hardness, but need for crushing a very high pressure, which in turn a local Water formation favors.
  • the first particles have a dimensioning of 0.4 mm to 1 mm, preferably 0.6 to 0.8 mm in the cross-sectional means and / or the second particles have a dimension of 0.6 mm to 1, 2 mm, preferably zugt 0.8 to 1, 0 mm in the cross-sectional means have. These sizes have proven to be effective during blasting.
  • the second particles are produced as flake ice prior to merging.
  • cross-sectional means in this context means that the dimension of least thickness has this size on average, and thus, flake ice having a spatial curvature due to the cylindrical geometry of the flake ice maker is the mean thickness of the flake ice.
  • the size and / or size distributions of the first and the second particles are each adjusted so that in each case the same masses or mass distributions result for the first and second particles. This is therefore of particular importance, because otherwise it can lead to a change in the set mixture or even to a segregation.
  • the particle sizes of C0 2 must be adjusted to set equal masses or mass distributions. Behave particles inversely proportional to water ice particles, so that there is no change in the set mixing ratio during transport through the compressed air stream. As a rule, values can not be kept exactly constant, which is why distributions result. When adjusting the masses or mass distributions via the targeted dimensioning, it must be ensured that these must be different depending on the temperature at hand.
  • the abrasiveness of the blasting agent is preferably adjusted by specifically setting the mixing ratio between the first and second particles, the shape of the second particles, the size of the second particles and / or the temperature of the second particles in the blasting medium.
  • Regarding the shape of the second particle have edged water ice particles a higher abrasiveness than those with curves. Larger second particles have a higher abrasiveness than smaller ones.
  • a mixture with more second particles has a higher abrasiveness than with less second particles.
  • the mixture can be arbitrarily set, for example, via the rotational speeds of respective shredders for the first and second particles.
  • the second particles have a higher abrasiveness at lower temperatures.
  • the size of the first and / or second particles in their production is so much greater than the size set in the blasting agent adjusted to compensate for size losses caused in the production of the blasting agent.
  • the desired size of the particles in the blasting medium is reliably achieved, despite the particles generated in the merger lose in size.
  • the first particles of CO 2 become smaller because they cool the second particles by sublimation.
  • the second particles are further cooled after their preparation in a special transport cooling unit, wherein they reach temperatures of about -20 ° C. At this temperature they have a hardness that is favorable for comminution and are dry. However, the hardness achieved does not yet bring the desired abrasiveness.
  • a further increase in the abrasiveness of the C0 2 water ice mixture is achieved by the, in a certain ratio separately comminuted C0 2 particles and water ice particles are mixed after crushing in a further cold chamber.
  • the cold chamber there is a direct contact between the C0 2 particles with a temperature of about -78 ° C and the water ice particles which have a temperature of about -20 to -30 ° C.
  • This direct contact leads to an energy exchange between the C0 2 particles and the water ice particles.
  • the water ice particles release heat, thereby increasing their hardness and the C0 2 particles absorb the heat released, which leads to a softening of the surface or to a formation of C0 2 gas.
  • the C0 2 gas produced after the mixing is used as a protective gas against heating and ambient air and / or used for cooling the second particle.
  • the cooling can be further improved by using C0 2 snow, liquid nitrogen and / or deep-frozen compressed air to cool the second particles.
  • first and second particles are stored so separated from each other before the merger that an at least partial temperature exchange can take place.
  • the first particles, the second particles and / or the blasting agent are cooled in two or more cooling planes. This significantly increases the cooling capacity.
  • a dried compressed air stream is used as dosing flow for the metering of the blasting medium and / or the blasting agent is provided with a dried compressed air stream as a jet stream having a temperature of + 40 ° C. to + 90 ° C., preferably + 50 ° C to + 90 ° C, in particular + 70 ° C to + 80 ° C. If the object to be irradiated itself is already heated, as is the case, for example, with vulcanizing molds, a separate heating of the jet stream can be dispensed with.
  • the heat capacity decreases as a result of the removal of heat during the transition of the C0 2 particles from the solid to the gaseous state. This leads to a deterioration of the cleaning performance and the formation of condensate.
  • the compressed air is dried and heated in dependence on the contamination. The C0 2 - water ice mixture is added to this dry and hot compressed air stream.
  • the C0 2 irrigation mixture is not damaged by the hot compressed air flow, since it is exposed to the above-mentioned temperature only a short time at the high flow rate and the short distance from the blasting machine to the blasting machine and due to the Leydenfrost phenomenon an insulating gas envelope around the individual particles of the C0 2 - forming water ice mix.
  • the hot and dry compressed air stream absorbs the moisture from the environment after leaving the jet nozzle and thus prevents condensation on the surface of the component to be cleaned.
  • blasting agent produced according to the invention which has solidified CO 2 and solidified water.
  • This blasting agent may also be separately prepared and delivered to blasting devices with suitable intermediate storage which maintains the desired temperature and humidity of the blasting medium.
  • independent protection is claimed for a device for producing a blasting medium for blasting bodies, surfaces, interiors and the like, which has solidified CO 2 and solidified water and is characterized in that supply means for separately generated first solid particles of CO 2 and second solid particles of water are provided and in particular a mixer for the first and second particles is provided.
  • the supply means can be designed, for example, as independent transport means, for example conveyor belts or transport plates.
  • a common means of transport can be provided, which is fed from two separate containers for the separately produced first and the second particles.
  • the first particles a dimensioning of 0.4 mm to 1 mm, preferably 0.6 to 0.8 mm in the cross-sectional means and / or means
  • the second particles have a dimension of 0.6 mm to 1, 2 mm to give preferably 0.8 to 1.0 mm in the cross-sectional means, the device in particular having a flake ice maker;
  • independent protection is claimed for a device for blasting bodies, surfaces, interiors and the like, comprising means for providing a stream of compressed air and means for providing a blasting agent, which is characterized in that the means for providing the blasting agent as the inventive device for Making a blasting agent is formed.
  • this device for blasting dosing for metering the blasting agent which use a dried compressed air stream as Dosierstrom and / or this device for blasting advantageously irradiation means for applying the irradiating object with the blasting agent, which use a dried compressed air stream as a jet stream, the a temperature of + 40 ° C to + 90 ° C, preferably + 50 ° C to + 90 ° C, in particular + 70 ° C to + 80 ° C.
  • the present invention provides a novel production process, in particular novel CO 2 pellets or CO 2 particles prior to entering into the compressed air flow with as edged Wassereis particles that are cooled in one or more stages So that they have a high hardness, brings together that a stable abrasive CO 2 water ice mixture is formed, wherein for a particular adjustment of the abrasivity in addition the temperature of the blasting medium is adjustable, with temperatures of about -70 ° C are preferred. The temperature adjustment takes place in particular in a separate cold chamber, in which the CO 2 water ice mixture is gradually cooled in several stages to -60 ° C to - 70 ° C, so that the water ice particles, for example, reach the desired hardness of glass.
  • the comminution of the C0 2 particles and the water ice particles is preferably carried out separately in one or more steps in a compact comminution block which is indirectly cooled by the CO 2 particles, thereby preventing the re-formation of water in the comminution tools.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention for producing the blasting medium according to the invention and blasting in a first preferred embodiment
  • FIG. 2 shows the device according to the invention for producing the blasting medium according to the invention and for blasting in a second preferred embodiment
  • FIG 4 shows the device according to the invention for producing the blasting medium according to the invention and blasting in a third preferred embodiment.
  • Fig. 1 and 2 are purely schematically two different preferred embodiments of the device A, B according to the invention of the preparation of the invention Shedding means and shown in section for radiating, wherein the same elements are provided with the same reference numerals.
  • Fig. 1 it can be seen that the water ice prepared with conventional water ice conditioners 1, preferably flake ice 2, with a temperature of about -7 ° C, using a small conveyor belt 30 either on the conveyor belts 3 in the transport unit 5 or is conveyed into the water tank 31.
  • the water required for generating the flake ice 2 is conveyed by a pump 32 from the water tank 31 into the water ice conditioner 1.
  • the flake ice 2 On the conveyor belts 3, which run in the closed and outwardly insulated transport unit 5 via cooling blocks 4 and moved by the drive shafts 33, the flake ice 2 is transported from the water ice conditioner 1 to the crusher 6 and further to about -25 ° C. cooled.
  • the cooling is carried out by the cooling blocks 4 and is achieved by a, mounted outside the transport unit 5 blower 7, which sucks the air in the housing 5 via the upper nozzle 8 and blows on the lower nozzle 9 back into the transport unit 5.
  • the resting on the cooling blocks 4 baffles 10 are mutually offset on one side and force the air flow to flow through the spaces in the cooling blocks 4 which are flowed through with a special coolant mixture of the refrigeration unit 37 and cooled.
  • the air flow flows perpendicular to the direction of movement of the conveyor belts 3. This ensures that the air is cooled when flowing through the cooling blocks 4 and the overflow of moving through the conveyor belts 3 Scherbeneis 2 this extracts a certain amount of heat.
  • the transport unit 5 After the flake ice 2 on the conveyor belts 3, the transport unit 5 in several stages and thereby has reached the desired temperature of about -20 to -30 ° C, it passes to a small hopper 1 1 and from there to Brecherwerk 6.
  • the Crusher 6 is the C0 2 -Mahltechnik 12. About the C0 2 -Mahltechnik the reservoir 13 for the C0 2 -Pel lets 14 is arranged.
  • the small hopper 1 1, the crusher 6, the reservoir 13 and the C0 2 - grinder 12 form a closed unit. This ensures that the crusher 6 and the small hopper 1 1 through the C0 2 -Pel lets 14 in the supply container 13 received a certain precooling and warm only slightly during short breaks.
  • the crusher 6 is constructed in the usual way with hammers and an anvil bar.
  • the shown C0 2 -Mahltechnik is formed with opposing rollers.
  • the flake ice 2 due to the nature of the production, already partially comminuted in the water ice conditioner 1 by the scraping and further, but undefined, crushed by the change of conveyor belts 3, the flake ice 2 in Brecherwerk 6 and the C0 2 - Pel lets 14 crushed in C0 2 -Mahltechnik 12 to a well-defined size.
  • the size ratio of the water ice particles 15 formed during comminution to the CO 2 particles 16 is in inverse proportion to the density of the particles 15, 16 produced.
  • the resulting CO 2 - 16 and water ice particles 15 are subsequently mixed in a cold chamber 17, which in their basic structure that is similar to the transport unit 5 and is located directly below the crushing units 6, 12, mixed.
  • the mixing ratio between C0 2 - 16 and water ice particles 15 is variable and can be controlled by the speed of the C0 2 grinder 12 for the C02 pellets 14.
  • the cooling of the cold chamber 17 is carried out by a special cooling block 36, which is traversed by a refrigerant mixture from the refrigeration unit 37.
  • the C0 2 -water ice mixture 18 is gradually cooled to about -70 ° C by mixing it on plates 20 which are arranged in several planes 35, at a certain angle 21 to each other, and by the vibration of the cold chamber 17th , which is generated by a vibrator 19, is transported from one level 35 to the other.
  • the C0 2 particles 16 When mixing the C0 2 particles 16 come with a temperature of about -70 ° C with the water ice particles 15, which have a temperature of about -20 to -30 ° C, in direct contact.
  • the contact which constantly changes as a result of the vibration and the transition from one plane 35 to the other, results in an energy exchange between the CO 2 particles 16 and the water ice particles 15.
  • the CO 2 particles 16 withdraw the water ice Particles 15 energy and sublimate. Due to the energy withdrawal, the water ice particles 15 become colder and harder.
  • the C0 2 particles 16 become porous and soft by the transition of a part of its substance in the gaseous state at the surface.
  • the gradual decrease in temperature in the cold chamber 17 assists reconsolidation of the CO 2 particles 16 and the further increase in the hardness of the water ice particles 15.
  • the resulting by the sublimation CO 2 gas which is known to be heavier than air, remains in the cold chamber 17th and prevents the penetration of the ambient air or can be used to support the cooling in the cold chamber 17.
  • the CO 2 water ice mixture 18 with a temperature of about -70 ° C is added to the compressed air stream 22 in a metering unit 23.
  • the main compressed air stream 22 is absolutely dry (water content below 0.05g / m 3 ) and has a temperature of about +25 ° C.
  • the main compressed air stream 22 is divided, with a portion as dosing flow 24 to the dosing unit 23, which is located below the cold chamber 17, and there is loaded with the CO 2 irrigation ice 18.
  • the other part 25 of the main compressed air stream 22 is heated as jet stream 25 in the air heater 26 to a temperature of +50 ° C to +80 ° C and then reunited in the mixing chamber 27 with the metering 24 and led to the blasting gun 28.
  • Fig. 2 it can be seen that the solid CO 2 supplied in blocks 38 and stored in insulated containers 39.
  • the blocks of CO 2 38 and water ice 40 are pushed to produce the CO 2 water ice mixture 41 in cooled and insulated shafts 49 for the CO 2 blocks 42 and the water ice blocks 43 and lie on the rasp 44 for CO 2 , and the rasp 45 for water ice on.
  • the rasps 44, 45 have different pitches adapted to the density ratio.
  • the C0 2 particles 47 are separated from the C0 2 block 38 by means of the C0 2 rasp 44 and the water ice particles 48 are separated from the water ice block 40 by means of the water ice rasp 45.
  • the resulting water ice particles 48 are further cooled according to Example 1 to about -25 ° C and mixed in the cold chamber 17 with the C0 2 particles 47.
  • the C0 2 particles 47 are brought by means of the rotary valve 50 from the C0 2 reservoir 46 and the water ice particles 48 by means of the rotary valve 51 in the cold chamber 17.
  • the mixing ratio is set by the different speeds of the C0 2 rasp 44 and the water ice rasp 45.
  • FIGS. 1 and 2 purely schematically illustrate a third preferred embodiment of the device C according to the invention for producing the blasting medium according to the invention, wherein the same elements as in FIGS. 1 and 2 have the same reference numerals.
  • the cylindrical Cooling unit 52 has a plurality of annular cooling planes 54, under which cooling coils 55 are located (see in particular Fig. 3b).
  • the cooling coils 55 are connected to the cooling tubes 59 extending in the double wall 61 of the cylindrical cooling unit 52.
  • the cooling coils 55 and the cooling tubes 59 are flowed through by a mixture of refrigerants, which is moved by the refrigeration unit 56.
  • the C0 2 -water ice mixture 18 falls on the upper annulardeebene 57.
  • the annulardeebenen 54, 57 are not circumferentially closed, but each have after 360 ° a gap 58 through which the C0 2 -Wassereis mixture 18 to the next , lower lyingdeebene 54 falls.
  • the interruptions 58 in thedeebenen 54 are staggered so that the cooling path is as long as possible.
  • An agitator 60 with special sliders 62 provides for mixing in the cooling levels 54 and moves the C0 2 water ice mixture 18 on the cooling levels 54 from the point of application to the gap 58 in the corresponding cooling level 54. After the CO 2 - water ice Mixture 18 has passed through alldeebenen 54, 57, it is mixed in the metering unit 23 to the metering 24.
  • a fourth preferred embodiment of the inventive device D for producing the blasting agent according to the invention is shown purely schematically, wherein the same elements as in Fig. 1, 2, 3a and 3b have the same reference numerals.
  • CO 2 water ice mixture 18 consists of several individual assemblies which, procedurally and functionally related to each other and are mounted in a common frame 61.
  • the water ice conditioner 1, for generating the flake ice 2 is supplied by the pump 32 with water.
  • the spatially curved flake ice 2 falls on the small conveyor belt 30, which is moved by the motor 62 with the drive shaft 33 and guided by the guide roller 63 with the clamping device 64 and tensioned.
  • the small conveyor belt 30 conveys the flake ice 2 to the transport unit 5 and transfers it to the uppermost belt 30 of the transport belts 30 arranged several times above one another.
  • the conveyor belts 30 are located in the closed transport unit 5 and transport the flake ice 2 in several stages to the crusher plant 6.
  • the inclined conveyor belts 30 are provided with transverse to the conveyor belts 30 extending ribs 65.
  • the conveyor belts 30 run in each plane via drive shafts 33 and deflection rollers 63.
  • the drive shafts 33 are mounted in the base plate 67 and in the mounting plate 68 and are driven by a motor 69 via a toothed belt 70. Between the drive shaft 33 and the guide roller 63 is ever a cooling block 4, which is held by the support rods 71.
  • the transport unit 5 there are a plurality of fans 72 which move the C0 2 -containing air within the transport unit 5.
  • the flake ice 2 is remixed or turned over at each transition from one level to another.
  • the air flowing through the blower 72 C0 2 -containing air is cooled when flowing through the cooling blocks 4 and takes on the sweeping of the flake ice 2 heat.
  • the alternating flow through 25 of the cooling blocks 4 and the sweeping of the flake ice 2 on the conveyor belts 30 is supported by the mutual arrangement of the baffles 10.
  • the transport unit 5 rests on the crusher 6.
  • the crusher 6 In the crusher 6 is the fixed anvil strip 73 and the hammer shaft 74 with the hammer wheels 75, which provide the desired crushing of the flake ice 2.
  • the crusher 6 In addition to the crusher 6 is the C0 2 -Mahttechnik 12 for crushing the commercial C0 2 pellets 14.
  • About the C0 2 -Mahltechnik 12 is the reservoir 13 for the C0 2 pellets 14.
  • the control of the level in the reservoir 13 takes place through the sensor 76.
  • the crusher 6 and the C0 2 grinder 12 are mounted on the fixed plate 77.
  • the cold chamber 17 On the fixed plate 77, the cold chamber 17 is suspended resiliently so that the C0 2 -Wassereis mixture 18 by the oscillatory movements that are generated by the vibrator 19 can slide freely on the cooling plates 20 to the metering unit 23 and thereby through the cooling block 36 on cooled to the desired temperature.
  • the cooling block 36 is cooled by means of a special mixture of refrigerants, which is moved by the refrigeration unit 34.
  • the cooling blocks 4 are also cooled with a special mixed refrigerant, which is moved by the refrigeration unit 37.
  • the compressed air required for blasting is passed through the nozzle 78 in the heating unit 79 and divided.
  • the dosing flow 24 is passed unheated to the dosing unit 23 and there loaded with the brought to cryogen C0 2 -water ice mixture 18.
  • the jet stream 25 is heated in the heating unit 79 and brought together in the mixing chamber 27 with the charged with the C0 2 - water ice mixture 18 metering 24 and directed to the blasting gun (not shown).
  • a blasting medium is available which combines the thermal advantages of the C0 2 blasting technique and the advantageous mechanical action of the solid water ice.
  • controllable comminution units By means of controllable comminution units, the size and the mixing ratio of the CO 2 - 16 and the water ice particles 15 can be adjusted and regulated according to the type of contamination.
  • the C0 2 -water ice mixture 18 can be adjusted in its hardness and abrasiveness of the component to be cleaned and the contamination targeted.
  • the surfaces of the cleaned components are dry after cleaning and free from rust. Particularly advantageous has been found that there is the possibility to clean with the blasting agent according to the invention and large components in the installed state, without a time-consuming installation and removal is required.
  • the C0 2 -water ice mixture 18 can be used in conjunction with a specially prepared hot compressed air stream 22, for cleaning unheated components, while maintaining a certain temperature difference between the component and C0 2 -Wassereis- mixture 18.
  • Blower 39 Insulating tank Upper nozzle 40 Water ice block Lower nozzle 41 C0 2 Water ice mixture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines abrasiven Strahlmittels (18) aus CO2-Trockeneis (16) und Wassereis (15), indem das CO2-Trockeneis (16) und das Wassereis (15) getrennt gefertigt und das Wassereis (15) ggf. in einem oder mehreren Schritten weiter gekühlt und anschließend mit dem CO2-Trockeneis (16) gemischt wird, wobei durch die Kälte des CO2-Trockeneises (16) und einer zusätzlichen Kühlung mit Hilfe eines speziellen Kältemittelgemisches in einer Kältekammer (17) eine Temperatur des Gemisches (18) von bis zu -70°C erreicht wird und damit das Wassereis (15) eine Härte von Glas erreicht.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels, Verfahren zum Strahlen, Strahlmittel, Vorrichtung zur Herstellung eines Strahlmittels, Vorrichtung zum Strahlen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach dem O- berbegriff von Anspruch 1 , ein Verfahren zum Strahlen nach dem Oberbegriff von Anspruch 9, ein Strahlmittel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 1 , eine Vorrichtung zur Herstellung eines Strahlmittels nach dem Oberbegriff von Anspruch 12 und eine Vorrichtung zum Strahlen nach dem Oberbegriff von Anspruch 14.
Es sind verschiedene Verfahren zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl. bekannt. Diese Verfahren werden mit unterschiedlichen Strahlmitteln vor allem zur Reinigung von verunreinigten Oberflächen eingesetzt. Als Strahlmittel finden dabei neben Hochdruckwasser auch Glasperlen, Schlacke, Sande oder Salze in einem Strahlmittel, wie Wasser oder Druckluft Anwendung. Nachteilig ist bei diesen Reinigungstechnologien, dass sich die Rückstände in der Umgebung und in der zu reinigenden Anlage ablagern. Dies hat zur Folge, dass die zu reinigenden Bauteile ausgebaut und in entsprechenden Werkstätten gereinigt werden müssen.
Größere Bedeutung hat daher in letzter Zeit das Kaltstrahlen gewonnen. Dabei werden CO2-Pellets, CO2-Schnee oder allgemein CO2-Partikel und Druckluft als Energieträger eingesetzt. Nachteilig beim Reinigen mit CO2 als Strahlmittel ist es allerdings, dass keine oder nur eine geringe abrasive Wirkung zu verzeichnen ist. Diese geringe Abra- sivität schränkt aber den Einsatzbereich für diese Reinigungstechnologie ein.
Aus WO 2003 101667 AI ist bekannt CO2-Pellets als festes Strahlmittel zur Reinigung von Oberflächen eingesetzt. Die CO2-Pellets wirken als weiches, nicht sehr abrasives Strahlmittel, wodurch keine Beschädigung der zu reinigenden Oberfläche erfolgt. Durch die Temperatur von ca. -78°C der CO2-Pellets wird zwischen Verunreinigung und zu reinigendem Bauteil eine Thermospannung hervorgerufen, die zum Ablösen der Verunreinigung führt (kryogener Effekt).
BESTÄTIGUNGSKOPIE In der DE 102 59 132 B4 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem C02 als Kernstrahl und Stickstoff als Hüllstrahl eingesetzt wird. Nachteilig sind die hohen Drücke und der hohe Verbrauch an Gas.
In der JP 601 45 905 A wird ein Verfahren beschrieben, bei dem das Trockeneis (C02- Partikel) durch Zugabe von Wasser in den beim Entspannen von flüssigem C02 entstehenden C02-Schnee eine höhere Härte besitzen soll.
Die DE 35 05 675 AI beschreibt ein Verfahren zum Abtragen von Oberflächen, bei dem Wassereis (Wasser-Partikel) einem Wasserstrahl beigemischt wird. Der Wasserstrahl wird mit einem, vom zu reinigenden Bauteil abhängigen, Druck auf die zu reinigende Fläche gedrückt. Das Wassereis kann aber auch durch eisbildende Keime innerhalb des Wasserstrahls gebildet werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass kein kryogener Effekt auftritt sondern nur ein mechanischer Abtrag zu verzeichnen ist.
Die DE 10 2006 002 653 B4 beschreibt ein Verfahren, bei dem einem Trockeneisstrom eine bestimmte Menge Wasser zu gegeben wird.
In DE 100 10 012 AI wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der CO2-Pellets oder CO2-Partikel zur Verbesserung der Reinigungsleistung mit einem bei Raumtemperatur festen Strahlmittel gemischt werden. Nachteilig ist die geringe Konstanz des Mengenverhältnisses zwischen CO2-Strahlmittel und dem Zusatzstrahlmittel.
In der US 5 785 581 wird eine Anlage beschrieben, bei der eine kryogene Flüssigkeit, vorzugsweise flüssiger Stickstoff, als Kühlmittel zur Erzeugung von Eispartikeln genutzt wird. Hierbei werden Wassertröpfchen in einen abgekühlten Druckluftstrom eingebracht, in Eis umgewandelt und unter Nutzung des Druckgefälles aus der Strahldüse befördert. Auch hier ist nur ein mechanischer Effekt zu verzeichnen.
In der DE 10 2010 020 618 AI wird ein Verfahren zum Herstellen von CO2-Pellets oder CO2-Partikel mit erhöhter mechanischer Härte und Abrasivität beschrieben, bei durch Zuführung von Wasser CO2-Wassereispartikel gefertigt werden. Nachteilig daran ist, dass die CO2-Wassereispartikel noch zerkleinert werden müssen und dabei durch den erforderlichen Druck, wieder geringe Mengen Wasser entstehen können. Nachdem der aufgezeigte Stand der Technik keine zufrieden stellende Lösung, insbesondere zur Herstellung eines geeigneten rückstandsarmen und abrasiveren Strahlmittels aufgezeigt hat, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Herstellungsverfahren für ein Strahlmittel anzugeben, dass über eine regelbare Abrasivität verfügt und womit Verunreinigungen von Oberflächen möglichst rückstandslos entfernt werden können. Insbesondere soll das Bauteil selbst nicht beschädigt oder ausgebaut werden müssen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Herstellungsverfahren für Strahlmittel nach Anspruch 1 , einem Verfahren zum Strahlen nach Anspruch 9, einem Strahlmittel nach Anspruch 1 1 , einer Vorrichtung zur Herstellung eines Strahlmittels nach Anspruch 12 und einer Vorrichtung zum Strahlen nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Aufgabe in überraschender Weise dadurch gelöst werden kann, dass erste feste Partikel aus C02 und zweite feste Partikel aus Wasser getrennt erzeugt und anschließend zusammengeführt, insbesondere gemischt werden. Dadurch dass erst die Erzeugung und dann die Mischung der Partikel erfolgt, kann zum einen eine unterschiedliche Form- und Größenbearbeitung der Partikel erfolgen. Außerdem ist es möglich, bei unterschiedlichen Temperaturen zu arbeiten und so die Erzeugung des Strahlmittelgemisches optimal einzustellen.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die ersten und zweiten Partikel durch Zerkleinern hergestellt. Dadurch können größere Einheiten, beispielsweise Blöcke von Trockeneis und Wassereis verwendet werden, was energetisch und von der Lagerhaltung her vorteilhaft ist.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die getrennt erzeugten ersten und/oder die zweiten Partikel vor dem Zusammenführen zerkleinert werden. Dadurch kann die Größe ggf. nach einer bestimmten Temperatureinstellung der Partikel gezielt an die gewünschte Größe in dem Strahlmittelgemisch eingestellt werden. Zweckmäßig beträgt die Temperatur der ersten Partikel -60°C bis -80°C, bevorzugt -70°C. Und zweckmäßig beträgt die Temperatur der zweiten Partikel - 10°C bis -40°C, bevorzugt - 15°C bis -30°C, insbesondere -25°C. Aus der Literatur (B. Karpuschewski et al., Grundlegende Betrachtungen zum Entgraten als ein neuartiges Verfahren zum Entgraten komplexer Bauteile (1) und A. Mom- ber, Handbuch zur Oberflächenbearbeitung von Beton (2)), insbesondere aus (1) ist bekannt, dass die Härte des Wassereises temperaturabhängig ist. Die Härte des Wassereises ist dabei umgekehrt proportional zu seiner Temperatur. Dies bedeutet, dass mit abnehmender Temperatur die Härte des Wassereises ansteigt. So weist Wassereis mit einer Temperatur von -10°C eine Mohs-Härte von 2 auf, vergleichbar mit Gips. Im Vergleich dazu besitzt Wassereis bei -80°C eine Mohs-Härte von 6 - 7, was mit der Härte von Glas oder Stahl vergleichbar ist.
In der Produktinformation: NOCK, Fleischereimaschinen GmbH Scherbeneiserzeuger und der Produktinformation ZIEGRA Eismaschinen GmbH sind Anlagen zum Herstellen von Wassereis in unterschiedlichen Größen und Struktur beschrieben. Diese können im Rahmen der vorliegenden Erfindung als handelsübliche Wassereiserzeuger verwendet werden.
Wenn die Wassereis-Stücke eine Temperatur von - 1 °C bis - 10°C besitzen, ist die O- berfläche dann noch relativ feucht. Die Wassereis-Stücke haben nach in diesem Zustand nur eine geringe Härte und Größe, die über der der C02-Partikel liegt. Werden diese Wassereis-Stücke mechanisch auf die gewünschte Größe zerkleinert, kommt es zu erneuter Wasserbildung, da die Zerkleinerungswerkzeuge Raumtemperatur besitzen. Werden die Wassereis-Stücke dagegen auf eine Temperatur von ca. -60°C bis - 70°C gebracht, besitzen sie, wie in Versuchen festgestellt wurde, zwar eine hohe Härte, benötigen aber zur Zerkleinerung einen sehr hohen Druck, der wiederum eine örtlichen Wasserbildung begünstigt.
Bei diesen zu niedrigen bzw. zu hohen Temperaturen des Wassereises kommt es daher beim anschließenden Kontakt mit den C02-Partikeln zu einer Blockbildung im C02- Wassereisgemisch, d.h. das C02- und Wasser-Partikel miteinander verkleben.
Vorteilhaft ist es, wenn im Strahlmittelgemisch die ersten Partikel eine Dimensionierung von 0,4 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,6 bis 0,8 mm im Querschnittsmittel aufweisen und/oder die zweiten Partikel eine Dimensionierung von 0,6 mm bis 1 ,2 mm, bevor- zugt 0,8 bis 1 ,0 mm im Querschnittsmittel aufweisen. Diese Größen haben sich beim Strahlen bewährt.
Besonders vorteilhaft werden vor dem Zusammenführen die zweiten Partikel als Scherbeneis erzeugt.
Der Ausdruck„Querschnittsmittel" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Dimension mit der geringsten Stärke diese Größe im Mittel aufweist. Bei Scherbeneis, das eine räumliche Krümmung bedingt durch die zylindrische Geometrie des Scherbeneiserzeugers aufweist, handelt es sich also um die mittlere Dicke des Scherbeneises.
Durch diese Dimensionierung bzw. die Verwendung von Scherbeneis wird zum einen eine bessere Größenkontrolle bewirkt. Zum anderen wird die Herstellbarkeit erleichtert, da nicht bei hohen Drücken zum Brechen des Scherbeneises gearbeitet werden muss. Weiterhin wird durch den geringen Druck die Bildung von Wasser verhindert. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Größe und/oder Größenverteilungen der ersten und der zweiten Partikel jeweils so eingestellt, dass sich für die ersten und zweiten Partikel jeweils dieselben Massen oder Massenverteilungen ergeben. Dies ist daher von besonderer Bedeutung, weil es ansonsten zu einer Veränderung der eingestellten Mischung bzw. auch zu einem Entmischen kommen kann. Dadurch, dass die Dichte von Trockeneis bei ca. 1 ,56 g/cm3 liegt, während die von Wassereis bei ca. 1 ,00 g/cm3 liegt, müssen sich zur Einstellung gleicher Massen bzw. Massenverteilungen die Partikelgrößen von C02-Partikel zu Wassereispartikeln umgekehrt proportional verhalten, damit es beim Transport durch den Druckluftstrom zu keiner Veränderung des eingestellten Mischungsverhältnisses kommt. In der Regel lassen sich Werte nicht exakt konstant halten, weshalb sich Verteilungen ergeben. Dabei ist bei der Einstellung der Massen bzw. Massenverteilungen über die gezielte Dimensionierung darauf zu achten, dass diese je nach vorliegender Temperatur unterschiedlich ausfallen muss.
Bevorzugt wird die Abrasivität des Strahlmittels dadurch eingestellt, dass das Mischungsverhältnis zwischen ersten und zweiten Partikeln, die Form der zweiten Partikel, die Größe der zweiten Partikel und/oder die Temperatur der zweiten Partikel im Strahlmittel gezielt eingestellt werden. Hinsichtlich der Form der zweiten Partikel haben kantige Wassereis-Partikel eine höhere Abrasivität als solche mit Rundungen. Größere zweite Partikel haben eine höhere Abrasivität als kleinere. Eine Mischung mit mehr zweiten Partikeln hat eine höhere Abrasivität als mit weniger zweiten Partikeln. Die Mischung kann beispielsweise über die Drehzahlen jeweiliger Zerkleinerer für die ersten und zweiten Partikel beliebig eingestellt werden. Und die zweiten Partikel besitzen eine höhere Abrasivität bei niedrigeren Temperaturen.
Zweckmäßig wird die Größe der ersten und/oder zweiten Partikel bei deren Erzeugung soviel größer als die die im Strahlmittel gewünschte Größe eingestellt, um bei der Herstellung des Strahlmittels bewirkte Größenverluste auszugleichen. Dadurch wird die gewünschte Größe der Partikel im Strahlmittel sicher erreicht, trotzdem die erzeugten Partikel im Rahmen der Zusammenführung in Größe verlieren. Beispielsweise werden die ersten Partikel aus C02 kleiner, weil sie durch Sublimation die zweiten Partikel kühlen. Zwar ist nämlich bevorzugt vorgesehen, dass die zweiten Partikel nach ihrer Herstellung in einer besonderen Transport-Kühleinheit weiter gekühlt werden, wobei sie Temperaturen von ca. -20 °C erreichen. Bei dieser Temperatur haben sie eine, für die Zerkleinerung günstige Härte und sind trocken. Die erreichte Härte bringt aber noch nicht die gewünschte Abrasivität. Eine weitere Erhöhung der Abrasivität des C02-Wassereisgemisches wird dadurch erreicht indem die, in einem bestimmten Verhältnis getrennt zerkleinerten C02-Partikel und Wassereis-Partikel, nach dem Zerkleinern in einer weiteren Kältekammer gemischt werden. Beim Mischen in der Kältekammer kommt es zu einem direkten Kontakt zwischen den C02-Partikeln mit einer Temperatur von ca. -78°C und den Wassereis-Partikeln die eine Temperatur von ca. -20 bis -30°C besitzen. Dieser direkte Kontakt führt zu einem Energieaustausch zwischen den C02-Partikeln und den Wassereis-Partikeln. Die Wassereis- Partikel geben Wärme ab, dadurch steigt ihre Härte und die C02-Partikeln nehmen die abgegebene Wärme auf, die ein Aufweichen der Oberfläche bzw. zu einer Bildung von C02-Gas führt.
Besonders vorteilhaft wird das nach dem Zusammenführen entstehende C02-Gas als Schutzgas gegen Erwärmung und Umgebungsluft eingesetzt und/oder zur Kühlung der zweiten Partikel eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Kühlung noch dadurch verbessert werden, dass zur Kühlung der zweiten Partikel C02-Schnee, flüssiger Stickstoff und/oder tiefgekühlte Druckluft verwendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die ersten und zweiten Partikel vor der Zusammenführung so getrennt voneinander gelagert werden, dass ein zumindest teilweiser Temperaturaustausch stattfinden kann.
Vorteilhaft werden die ersten Partikel, die zweiten Partikel und/oder das Strahlmittel in zwei oder mehreren Kühlebenen gekühlt. Dadurch wird die Kühlleistung bedeutend erhöht.
Unabhängiger Schutz wird beansprucht für ein Verfahren zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., wobei das erfindungsgemäß hergestellte Strahlmittel verwendet wird. Mit dem erfindungsgemäßen Strahlmittel, das bei beliebig tiefen Temperaturen herstellbar ist, ist es möglich, eine gleichmäßig saubere, glatte O- berfläche zu erzielen, die frei von Beschädigungen durch das Strahlmittel und frei von Kondensat und Flugrost ist. Dieses C02-Wassereisgemisch bleibt in seiner Zusammensetzung und Abrasivität konstant, d.h. sehr stabil solange die Parameter Partikelgröße und Temperatur konstant bleiben. Hierzu sollten also die Drehzahlen beispielsweise von Zerkleinerungswalzen und die Temperatur in der Kältekammer überwacht werden.
In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung wird für die Dosierung des Strahlmittels ein getrockneter Druckluftstrom als Dosierstrom verwendet und/oder es wird das Strahlmittel mit einem getrockneten Druckluftstrom als Strahlstrom versehen, der eine Temperatur von +40°C bis +90°C, bevorzugt +50°C bis +90°C, insbesondere +70°C bis +80°C aufweist. Falls das zu bestrahlende Objekt selbst schon erwärmt vorliegt, wie es beispielsweise bei Vulkanisierformen der Fall ist, kann auf eine gesonderte Erwärmung des Strahlstroms verzichtet werden.
Wird das zu reinigende Bauteil nicht beheizt, nimmt die Wärmekapazität durch den Wärmeentzug beim Übergang der C02-Partikel vom festen in den gasförmigen Zustand ab. Dies führt zu einer Verschlechterung der Reinigungsleistung und zur Bildung von Kondensat. Zur Vermeidung der Verschlechterung der Reinigungsleistung wird vorliegend die Druckluft getrocknet und in Abhängigkeit von der Verunreinigung erwärmt. Diesem trockenen und heißem Druckluftstrom wird das C02- Wassereisgemisch zugegeben. Das C02-Wassereisgemisch wird durch den heißen Druckluftstrom nicht geschädigt, da es bei der hohen Strömungsgeschwindigkeit und der kurzen Entfernung von Strahlmaschine zur Strahlpistole nur kurze Zeit der vorgenannten Temperatur ausgesetzt ist und sich aufgrund des Leydenfrostschen Phänomens eine isolierende Gashülle um die einzelnen Partikel des C02- Wassereisgemisches bildet. Der heiße und trockene Druckluftstrom nimmt nach dem Verlassen der Strahldüse die Feuchtigkeit aus der Umgebung auf und verhindert damit eine Kondensatbildung auf der Oberfläche des zu reinigenden Bauteils.
Dadurch, dass als Dosierstrom ein getrockneter Druckluftstrom verwendet wird, der nicht zusätzlich beheizt wurde, ist das Verfahren auch für längere Standzeiten geeignet.
Weiterhin wird selbständiger Schutz beansprucht für das erfindungsgemäß hergestellte Strahlmittel, das verfestigtes CO2 und verfestigtes Wasser aufweist. Dieses Strahlmittel kann auch gesondert hergestellt und mit einer geeigneten Zwischenlagerung, die die gewünschte Temperatur und Feuchtigkeit des Strahlmittels hält, an Strahlvorrichtungen abgegeben werden.
Außerdem wird selbständiger Schutz beansprucht für eine Vorrichtung zum Herstellen eines Strahlmittels zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., das verfestigtes CO2 und verfestigtes Wasser aufweist und sich dadurch auszeichnet, dass Zuführmittel für getrennt erzeugte erste feste Partikel aus CO2 und zweite feste Partikel aus Wasser vorgesehen sind und insbesondere ein Mischer für die ersten und zweiten Partikel vorgesehen ist. Die Zuführmittel können beispielsweise als unabhängige Transportmittel, beispielsweise Transportbänder oder Transportbleche, ausgebildet sein. Allerdings kann auch ein gemeinsames Transportmittel vorgesehen sein, das aus zwei getrennten Behältern für die getrennt erzeugten ersten und die zweiten Partikel gespeist wird.
Weitere besonders vorteilhafte Merkmale dieser Vorrichtung, die beliebig miteinander kombiniert werden können, sind: - Zerkleinerer zur Herstellung der ersten und zweiten Partikel und/oder Zerkleinerer zum Zerkleinern der ersten und/oder zweiten Partikel;
- Mittel, das Zerkleinern der ersten Partikel bei Temperaturen von -60°C bis -80°C, bevorzugt -70°C vorzunehmen und/oder Mittel, das Zerkleinern der zweiten Partikel bei Temperaturen von - 10°C bis -40°C, bevorzugt von -15°C bis -30°C, insbesondere -25°C vorzunehmen;
- Mittel, den ersten Partikeln eine Dimensionierung von 0,4 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,6 bis 0,8 mm im Querschnittsmittel zu geben und/oder Mittel, den zweiten Partikeln eine Dimensionierung von 0,6 mm bis 1 ,2 mm, bevorzugt 0,8 bis 1 ,0 mm im Querschnittsmittel zu geben, wobei die Vorrichtung insbesondere einen Scherbeneiserzeuger aufweist;
- Mittel, die Größe und/oder Größenverteilungen der ersten und der zweiten Partikel jeweils so einzustellen, dass sich für die ersten und zweiten Partikel jeweils dieselben Massen oder Massenverteilungen ergeben;
- Mittel, das Mischungsverhältnis zwischen ersten und zweiten Partikeln, die Form der zweiten Partikel, die Größe der zweiten Partikel und/oder die Temperatur der zweiten Partikel im Strahlmittel gezielt einzustellen;
- Mittel, die Größe der ersten und/oder der zweiten Partikel bei deren Erzeugung soviel größer als die die im Strahlmittel gewünschte Größe einzustellen, um bei der Herstellung des Strahlmittels bewirkte Größenverluste auszugleichen;
- Mittel, das nach dem Zusammenführen entstehende C02-Gas als Schutzgas gegen Erwärmung und Umgebungsluft einzusetzen und/oder zur Kühlung der zweiten Partikel einzusetzen;
- Kühlungsmittel zur Kühlung der zweiten Partikel, die C02-Schnee, flüssiger Stickstoff und/oder tiefgekühlte Druckluft verwenden; - Mittel, die ersten und zweiten Partikel vor der Zusammenführung so getrennt voneinander zu lagern, dass ein zumindest teilweiser Temperaturaustausch stattfinden kann und/oder
- zwei oder mehreren Kühlebenen zur Kühlung der ersten Partikel, der zweiten Partikel und/oder des Strahlmittels.
Schließlich wird selbstständiger Schutz beansprucht für eine Vorrichtung zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., umfassend Mittel zum Bereitstellen eines Druckluftstroms und Mittel zum Bereitstellen eines Strahlmittels, die sich dadurch auszeichnet, dass die Mittel zum Bereitstellen des Strahlmittels als die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Strahlmittels ausgebildet ist.
Vorteilhaft weist diese Vorrichtung zum Strahlen Dosiermittel zur Dosierung des Strahlmittels auf, die einen getrockneten Druckluftstrom als Dosierstrom verwenden und/oder diese Vorrichtung zum Strahlen weist vorteilhaft Bestrahlungsmittel zum Beaufschlagen des zu strahlenden Objekts mit dem Strahlmittel auf, die einen getrockneten Druckluftstrom als Strahlstrom verwenden, der eine Temperatur von +40°C bis +90°C, bevorzugt +50°C bis +90°C, insbesondere +70°C bis +80°C aufweist.
Es ist deutlich geworden, dass die vorliegende Erfindung ein neuartiges Herstellungsverfahren bereitstellt, das insbesondere CO2-Pellets oder CO2-Partikel in neuartiger Weise vor dem Eingeben in den Druckluftstrom so mit möglichst kantigen Wassereis- Partikeln, die in einer oder mehreren Stufe gekühlt werden, damit sie eine große Härte besitzen, zusammenführt, dass ein stabiles abrasives CO2-Wassereis-Gemisch entsteht, wobei zur besonderen Einstellung der Abrasivität zusätzlich die Temperatur des Strahlmittels einstellbar ist, wobei Temperatur von ca. -70 °C bevorzugt werden. Die Temperatureinstellung erfolgt insbesondere in einer gesonderten Kältekammer, in der das CO2-Wassereisgemisch in mehreren Stufen schrittweise auf -60°C bis - 70°C gekühlt wird, so dass die Wassereis-Partikel beispielsweise die gewünschte Härte von Glas erreichen. Die Zerkleinerung der C02-Partikel und der Wassereis-Partikel erfolgt bevorzugt getrennt in ein oder mehreren Schritten in einem kompakten Zerkleinerungsblock, der durch die C02-Partikel indirekt gekühlt wird, wodurch die erneute Bildung von Wasser in den Zerkleinerungswerkzeugen verhindert wird.
Dadurch, dass die Massen gleich eingestellt werden, werden die hergestellten C02- und Wassereis-Partikel nach dem Zerkleinern auf einem schräg angeordnetem Leitblech aufgefangen und entsprechend des Drehzahlverhältnisses der beiden Zerkleinerungseinheiten, gemischt. Seitlich angebrachte Rüttler setzen die Kältekammer in Schwingungen und bewirken, dass die einzelnen Partikel des C02-Wassereis- Gemisches auf den einzelnen Leitblechen, unter Beibehaltung des Mischungsverhältnisses, zur Dosiereinheit geführt werden.
Auch wenn bevorzugt Druckluft eingesetzt wird, so können doch auch andere Gase angewendet werden, so dass in den Ansprüchen jeweils verallgemeinernd von„Flu- idstrom" gesprochen wird.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren verdeutlicht werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlmittels und zum Strahlen in einer ersten bevorzugten Aus- führungsform,
Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlmittels und zum Strahlen in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 3a, 3b die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlmittels in einer dritten bevorzugten Ausführungsform und
Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlmittels und zum Strahlen in einer dritten bevorzugten Ausführungsform.
In Fig. 1 und 2 sind rein schematisch zwei unterschiedliche bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung A, B der Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlmittels und zum Strahlen im Schnitt gezeigt, wobei dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
In Fig. 1 ist zu erkennen, dass das mit herkömmlichen Wassereis-Aufbereitern 1 hergestellte Wassereis, vorzugsweise Scherbeneis 2, mit einer Temperatur von ca. -7 °C, mit Hilfe eines kleinen Transportbandes 30 entweder auf die Transportbänder 3 in der Transporteinheit 5 oder in den Wasserbehälter 31 gefördert wird. Das zur Erzeugung des Scherbeneises 2 erforderliche Wasser wird mit einer Pumpe 32 aus dem Wasserbehälter 31 in den Wassereis- Aufbereiter 1 gefördert.
Auf den Transportbändern 3, die in der geschlossenen und nach außen isolierten Transporteinheit 5 über Kühlblöcke 4 laufen und von den Antriebswellen 33 bewegt werden, wird das Scherbeneis 2 vom Wassereis-Aufbereiter 1 zum Brecherwerk 6 transportiert und dabei weiter auf ca. -25 °C gekühlt. Die Kühlung erfolgt durch die Kühlblöcke 4 und wird durch ein, außerhalb der Transporteinheit 5 angebrachtes Gebläse 7 erreicht, das die sich im Gehäuse 5 befindliche Luft über den oberen Stutzen 8 absaugt und über den unteren Stutzen 9 wieder in die Transporteinheit 5 einbläst.
Die auf den Kühlblöcken 4 aufliegenden Leitbleche 10 sind wechselseitig einseitig versetzt angeordnet und zwingen den Luftstrom zum Durchströmen der Zwischenräume in den Kühlblöcken 4 die mit einem speziellen Kühlmittelgemisch der Kälteeinheit 37 durchflössen und gekühlt werden. Der Luftstrom strömt senkrecht zur Bewegungsrichtung der Transportbänder 3. Damit wird erreicht, dass die Luft beim Durchströmen der Kühlblöcke 4 gekühlt und beim Überströmen des durch die Transportbänder 3 bewegte Scherbeneis 2 diesen eine bestimmte Wärmemenge entzieht.
Nachdem das Scherbeneis 2 auf den Transportbändern 3 die Transporteinheit 5 in mehreren Etappen durchlaufen und dabei die gewünschte Temperatur von ca. -20 bis -30 °C erreicht hat, gelangt es zu einem kleinen Einfülltrichter 1 1 und von dort zum Brecherwerk 6. Neben dem Brecherwerk 6 befindet sich das C02-Mahlwerk 12. Über dem C02-Mahlwerk ist der Vorratsbehälter 13 für die C02-Pel lets 14 angeordnet. Der kleine Einfülltrichter 1 1 , das Brecherwerk 6, der Vorratsbehälter 13 und das C02- Mahlwerk 12 bilden eine geschlossene Einheit. Damit wird erreicht, dass das Brecherwerk 6 und der kleine Einfülltrichter 1 1 durch die C02-Pel lets 14 im Vorratsbe- hälter 13 eine gewisse Vorkühlung erhalten und sich bei Kurzpausen nur geringfügig erwärmen.
Das Brecherwerk 6 ist in üblicher Weise mit Hämmerrädern und einer Ambossleiste aufgebaut. Das gezeigte C02-Mahlwerk ist mit gegenläufigen Walzen ausgebildet.
Während das Scherbeneis 2, bedingt durch die Art der Fertigung, bereits im Wassereis-Aufbereiter 1 durch das Abschaben teilweise zerkleinert und durch den Wechsel der Transportbänder 3 weiter, aber Undefiniert, zerkleinert wurde, werden das Scherbeneis 2 im Brecherwerk 6 und die C02-Pel lets 14 im C02-Mahlwerk 12 auf eine genau definierte Größe zerkleinert. Das Größenverhältnis der beim Zerkleinern entstehenden Wassereis-Partikel 15 zu den C02-Partikeln 16 steht im umgekehrten Verhältnis zur Dichte der erzeugten Partikel 15, 16. Die entstandenen C02- 16 und Wassereis-Partikel 15 werden anschließend in einer Kältekammer 17, die in ihrem prinzipiellen Aufbau dem der Transporteinheit 5 ähnelt und sich unmittelbar unter den Zerkleinerungseinheiten 6, 12 befindet, gemischt. Das Mischungsverhältnis zwischen C02- 16 und Wassereis-Partikeln 15 ist variabel und durch die Drehzahl des C02- Mahlwerkes 12 für die C02-Pellets 14 regelbar.
Die Kühlung der Kältekammer 17 erfolgt durch einen speziellen Kühlblock 36, der von einem Kältemittelgemisch aus der Kälteeinheit 37 durchflössen wird. In der Kältekammer 17 wird das C02-Wassereisgemisch 18 stufenweise auf ca. -70°C gekühlt, indem es auf Blechen 20, die in mehreren Ebenen 35, unter einem bestimmten Anstellwinkel 21 zueinander angeordnet sind, gemischt und durch die Vibration der Kältekammer 17, die durch einen Rüttler 19 erzeugt wird, von einer Ebene 35 zur anderen transportiert wird.
Beim Mischen kommen die C02-Partikel 16 mit einer Temperatur von ca. -70 °C mit den Wassereis-Partikeln 15, die eine Temperatur von ca. -20 bis -30°C besitzen, in direkten Kontakt. Durch den Kontakt, der sich durch die Vibration und den Übergang von einer Ebene 35 zur anderen ständig verändert, kommt es zu einem Energieaustausch zwischen den C02-Partikeln 16 und den Wassereis-Partikeln 15. Die C02- Partikel 16 entziehen den Wassereis-Partikeln 15 Energie und sublimieren. Durch den Energieentzug werden die Wassereis-Partikel 15 kälter und härter. Die C02-Partikel 16 werden durch den Übergang eines Teiles ihrer Substanz in den gasförmigen Zustand an der Oberfläche porös und weich.
Die schrittweise Temperaturabnahme in der Kältekammer 17 unterstützt das Wiederverfestigen der CO2-Partikel 16 und den weiteren Anstieg der Härte der Wassereis- Partikel 15. Das durch die Sublimation entstandene CO2-Gas, das bekanntlich schwerer als Luft ist, verbleibt in der Kältekammer 17 und verhindert das Eindringen der Umgebungsluft bzw. kann zur Unterstützung der Kühlung in der Kältekammer 17 eingesetzt werden.
Das CO2-Wassereisgemisch 18 mit einer Temperatur von ca. -70°C wird dem Druckluftstrom 22 in einer Dosiereinheit 23 zugegeben. Der Haupt-Druckluftstrom 22 ist absolut trocken (Wassergehalt unter 0,05g/m3) und hat eine Temperatur von ca. +25 °C. Der Haupt-Druckluftstrom 22 wird geteilt, wobei ein Teil als Dosierstrom 24 zur Dosiereinheit 23, die sich unter der Kältekammer 17 befindet, geleitet und dort mit dem CO2-Wassereisgemisch 18 beladen wird. Der andere Teil 25 des Haupt- Druckluftstromes 22 wird als Strahlstrom 25 in der Luftheizung 26 auf eine Temperatur von +50 °C bis +80 °C aufgeheizt und anschließend in der Mischkammer 27 mit dem Dosierstrom 24 wieder vereint und zur Strahlpistole 28 geführt.
Durch die Trennung des Haupt-Druckluftstromes 22 wird ein Erwärmen der Dosiereinheit 23, insbesondere bei Strahlpausen vermieden. Die Teilerwärmung des Haupt- Druckluftstromes 22 bewirkt, dass der Reinigungsstrahl 29 die folgenden Effekte auf dem zu reinigenden Bauteil bewirkt:
eine Vorwärmung des verunreinigten Bereiches
eine gegenüber dem normalen CO2-Verfahren abrasivere Reinigung
eine Erwärmung des durch die Reinigung gekühlten Bereiches
die Verhinderung einer Bildung von Kondensat.
In Fig. 2 ist zu erkennen, dass das feste CO2 in Blöcken 38 geliefert und in isolierten Behältern 39 gelagert wird. Das gleiche gilt für das Wassereis 40. Die Blöcke aus CO2 38 und Wassereis 40 werden zum Herstellen des CO2-Wassereis-Gemisches 41 in gekühlte und isolierte Schächte 49 für die CO2-Blöcke 42 und für die Wassereis-Blöcke 43 geschoben und liegen auf der Raspel 44 für CO2, und der Raspel 45 für Wassereis auf. Die Raspeln 44, 45 haben unterschiedliche Teilungen, die dem Dichteverhältnis ange- passt sind. Die C02-Partikel 47 werden mit Hilfe der C02-Raspel 44 vom C02-Block 38 und die Wassereis-Partikel 48 werden mit Hilfe der Wassereis-Raspel 45 vom Wassereis-Block 40 abgetrennt. Die entstandenen Wassereis-Partikel 48 werden weiter, entsprechend Beispiel 1 auf ca. -25°C gekühlt und in der Kältekammer 17 mit den C02-Partikeln 47 gemischt. Zum Mischen werden die C02-Partikel 47 mit Hilfe der Zellradschleuse 50 vom C02-Vorratsbehälter 46 und die Wassereis-Partikel 48 mit Hilfe der Zellradschleuse 51 in die Kältekammer 17 gebracht. Das Mischungsverhältnis wird durch die unterschiedlichen Drehzahlen der C02-Raspel 44 und der Wassereis-Raspel 45 eingestellt.
Nach dem Mischen der C02-Partikel 47 mit den Wassereis-Partikeln 48 in der Kältekammer 17 laufen die gleichen energetischen Vorgänge ab, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurden. Der Kühlvorgang, der zur Bildung des harten C02- Wassereis-Gemisches 41 erforderlich ist, kann durch das Einblasen geringer Mengen von C02-Schnee oder flüssigem Stickstoff bzw. tiefgekühlter Druckluft zusätzlich unterstützt werden. Durch das Einblasen wird der Gesamtenergieaustausch durch die erzeugte Strömung verbessert und beschleunigt.
In den Fig. 3a, 3b rein schematisch eine dritte bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung C zum Herstellen des erfindungsgemäßen Strahlmittels dargestellt, wobei dieselben Elmente wie in Fig. 1 und 2 dieselben Bezugszeichen haben.
Es ist zu erkennen, dass wiederum handelsübliche C02-Pel lets 14 und mit Hilfe eines handelsüblichen Wassereis-Aufbereiters 1 Wassereis, vorzugsweise Scherbeneis 2, getrennt bereitgestellt werden. Das Wassereis 2 wird in einer Transporteinheit 5 auf ca. -25°C weiter abgekühlte (die entsprechenden Elemente sind nur ausschnittsweise gezeigt). Anschließend wird das Scherbeneis 2 im Brecherwerk 6 und die C02-Pellets 14 im C02-Mahlwerk 12 auf die gewünschte Größe gebracht.
Das Mischen erfolgt hier nun in einer doppelwandigen zylindrischen Kühleinheit 52, in der die einzelnen C02-Partikel 16 und die Wassereis-Partikel 15 nach dem Zerkleinern in einem Sammeltrichter 53 zur Zusammenführung gelangen. Die zylindrische Kühleinheit 52 hat mehrere ringförmige Kühlebenen 54, unter denen sich Kühlschlangen 55 befinden (vgl. insbesondere Fig. 3b). Die Kühlschlangen 55 sind mit den Kühlrohren 59, die in der Doppelwand 61 der zylindrischen Kühleinheit 52 verlaufen, verbunden. Die Kühlschlangen 55 und die Kühlrohre 59 werden von einem Kältemittelgemisch durchflössen, das durch die Kälteeinheit 56 bewegt wird.
Das C02-Wassereis-Gemisch 18 fällt auf die obere ringförmige Kühlebene 57. Die ringförmigen Kühlebenen 54, 57 sind nicht umlaufend geschlossen, sondern haben jeweils nach 360° einen Spalt 58, durch den das C02-Wassereis-Gemisch 18 auf die nächste, tiefer liegende Kühlebene 54 fällt. Die Unterbrechungen 58 in den Kühlebenen 54 sind versetzt angeordnet, damit der Kühlweg möglichst lang ist. Ein Rührwerk 60 mit speziellen Schiebern 62 sorgt für das Durchmischen in der Kühlebenen 54 und bewegt das C02-Wassereis-Gemisch 18 auf den Kühlebenen 54 vom Ort der Beaufschlagung bis zum Spalt 58 in der entsprechenden Kühlebene 54. Nachdem das CO2- Wassereis-Gemisch 18 alle Kühlebenen 54, 57 durchlaufen hat, wird es in der Dosiereinheit 23 dem Dosierstrom 24 zugemischt.
In Fig. 4 ist rein schematisch eine vierte bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung D zum Herstellen des erfindungsgemäßen Strahlmittels dargestellt, wobei dieselben Elmente wie in Fig. 1 , 2, 3a und 3b dieselben Bezugszeichen haben.
Die Vorrichtung D zum Reinigen von Bauteilen mit dem, in der vorstehend beschriebenen Erfindung vorgeschlagen, CO2-Wassereis-Gemisch 18 besteht aus mehreren einzelnen Baugruppen die, Verfahrens- und funktionell bedingt mit einander verbunden und in einem gemeinsamen Rahmen 61 montiert sind.
Der Wassereis-Aufbereiter 1 , zur Erzeugung des Scherbeneises 2, wird von der Pumpe 32 mit Wasser versorgt. Das räumlich gekrümmte Scherbeneis 2 fällt auf das kleine Transportband 30, das durch den Motor 62 mit der Antriebswelle 33 bewegt und durch die Umlenkrolle 63 mit der Spannvorrichtung 64 geführt und gespannt wird. Das kleine Transportband 30 befördert das Scherbeneis 2 zur Transporteinheit 5 und übergibt es auf das oberste Band 30 der mehrfach übereinander angeordneten Transportbänder 30. Die Transportbänder 30 befinden sich in der geschlossenen Transporteinheit 5 und transportieren das Scherbeneis 2 in mehreren Etappen zum Brecherwerk 6. Zum sicheren Transport des Scherbeneises 2 sind die schräg verlaufenden Transportbänder 30 mit quer über die Transportbänder 30 verlaufenden Rippen 65 versehen. Die Transportbänder 30 laufen in jeder Ebene über Antriebswellen 33 und Umlenkrollen 63. Die Antriebswellen 33 sind in der Grundplatte 67 und in der Montageplatte 68 gelagert und werden von einem Motor 69 über einen Zahnriemen 70 angetrieben. Zwischen der Antriebswelle 33 und der Umlenkrolle 63 befindet sich je ein Kühlblock 4, der von den Auflagestäben 71 gehalten wird.
Im unteren Bereich der Transporteinheit 5 befinden sich mehrere Gebläse 72 die die C02-haltige Luft innerhalb der Transporteinheit 5 bewegen. Das Scherbeneis 2 wird bei jedem Übergang von einer Ebene zur anderen neu gemischt bzw. gewendet. Die durch die Gebläse 72 bewegte C02-haltige Luft wird beim Durchströmen der Kühlblöcke 4 gekühlt und nimmt beim Überstreichen des Scherbeneises 2 Wärme auf. Das wechselweise Durchströmen 25 der Kühlblöcke 4 und das Überstreichen des Scherbeneises 2 auf den Transportbändern 30 wird durch die wechselseitige Anordnung der Leitbleche 10 unterstützt.
Die Transporteinheit 5 liegt auf dem Brecherwerk 6 auf. Im Brecherwerk 6 befindet sich die feststehende Ambossleiste 73 und die Hammerwelle 74 mit den Hammerrädern 75, die für die gewünschte Zerkleinerung des Scherbeneises 2 sorgen.
Neben dem Brecherwerk 6 befindet sich das C02-Mahtwerk 12 zur Zerkleinerung der handelsüblichen C02-Pellets 14. Über dem C02-Mahlwerk 12 befindet sich der Vorratsbehälter 13 für die C02-Pellets 14. Die Kontrolle des Füllstandes im Vorratsbehälter 13 erfolgt durch den Sensor 76. Das Brecherwerk 6 und das C02-Mahlwerk 12 sind auf der feststehenden Platte 77 montiert. An der feststehenden Platte 77 ist die Kältekammer 17 federnd aufgehängt, damit das C02-Wassereis-Gemisch 18 durch die Schwingbewegungen, die durch den Rüttler 19 erzeugt werden, ungehindert auf den Kühlblechen 20 zur Dosiereinheit 23 rutschen kann und dabei durch den Kühlblock 36 weiter auf die gewünschte Temperatur gekühlt wird.
Der Kühlblock 36 wird mit Hilfe eines speziellen Kältemittelgemisches, das durch die Kälteeinheit 34 bewegt wird, gekühlt. Die Kühlblöcke 4 werden ebenfalls mit einem speziellen Kältemittelgemisch, das durch die Kälteeinheit 37 bewegt wird, gekühlt. Die zum Strahlen erforderliche Druckluft wird über den Stutzen 78 in die Heizeinheit 79 geleitet und geteilt. Der Dosierstrom 24 wird unbeheizt zur Dosiereinheit 23 geleitet und dort mit dem auf Tieftemperatur gebrachten C02-Wassereis-Gemisch 18 beladen. Der Strahlstrom 25 wird in der Heizeinheit 79 aufgeheizt und in der Mischkammer 27 mit dem mit dem C02- Wassereis-Gemisch 18 beladenen Dosierstrom 24 zusammengeführt und zur Strahlpistole (nicht gezeigt) geleitet.
Bei Pausenbetrieb, wird kein C02- Wassereis-Gemisch 18 abgenommen, aber der Wassereis-Aufbereiter 1 produziert weiter Scherbeneis 2. Der Motor 62 der Antriebswelle 33 wird in seiner Drehrichtung geändert und die Klappe 66 an der Transporteinheit 5 durch den Motor 82 geöffnet. Das Scherbeneis 2 fällt in den Wasserbehälter 80. Zur Vermeidung des Zusetzens des Ansaugstutzens der Pumpe 32 durch Scherbeneis 2 ist ein Sieb 81 eingebaut. Bei Wiederaufnahme des Strahlbetriebs wird die Drehrichtung des Motors 62 wieder geändert und die Klappe 66 geschlossen.
Aus der vorangegangenen Darstellung sind zahlreiche Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich geworden. Unter ihnen sind vor allem zu nennen:
Es steht ein Strahlmittel zur Verfügung, das die thermischen Vorteile der C02- Strahltechnik und die vorteilhafte mechanische Wirkung des festen Wassereises in sich vereint.
Durch regelbare Zerkleinerungseinheiten kann die Größe und das Mischungsverhältnis der C02- 16 und der Wassereis-Partikel 15 entsprechend der Art der Verunreinigung gezielt eingestellt und geregelt werden.
Das C02-Wassereis-Gemisch 18 kann in seiner Härte und Abrasivität dem zu reinigenden Bauteil und der Verunreinigung gezielt angepasst werden kann.
Die Oberflächen der gereinigten Bauteile sind nach der Reinigung trocken und frei von Flugrost. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, dass die Möglichkeit besteht, mit dem erfindungsgemäßen Strahlmittel auch Großbauteile im eingebauten Zustand zu reinigen, ohne das ein zeitaufwendiger Ein- und Ausbau erforderlich ist.
Das C02-Wassereis-Gemisch 18 kann in Verbindung mit einem speziell aufbereiteten warmen Druckluftstrom 22, zur Reinigung von unbeheizten Bauteilen, unter Beibehaltung einer bestimmten Temperaturdifferenz zwischen Bauteil und C02-Wassereis- Gemisch 18, eingesetzt werden.
Durch den Einsatz des C02-Wassereis-Gemisches 18 in Verbindung mit einem speziell aufbereitetem warmen Druckluftstrom 22 kann die Bildung von Kondensat, das für das Entstehen von Kriechströmen, insbesondere in elektrischen Anlagen, verantwortlich ist, vermieden werden.
Bezugszeichenliste
Wassereis- Aufbereiter 33 Antriebswelle
Scherbeneis 34 Kälteeinheit
Transportbänder 35 Kühlebenen
Kühlblöcke 36 Kühlblock
Transporteinheit 37 Kälteeinheit
Brecherwerk 38 C02-Block
Gebläse 39 Isolierbehälter oberer Stutzen 40 Wassereisblock unterer Stutzen 41 C02-Wassereis-Gemisch
Leitblech 42 C02-Schacht
kleiner Einfülltrichter 43 Wassereisschacht
C02-Mahlwerk 44 C02-Raspel
Vorratsbehälter 45 Wassereis-Raspel
C02-Pellets 46 Vorratsbehälter
Wassereispartikel 47 C02-Partikel
C02-Partikel 48 Wassereis-Partikel
Kältekammer 49 Isolation
C02-Wassereis-Gemisch 50 Zellradschleuse
Rüttler 51 Zellradschleuse
Kühlbleche 52 Kühleinheit
Anstellwinkel 53 Sammeltrichter
Hauptdruckluftstrom 54 Kühlebene
Dosiereinheit 55 Kühlschlange
Dosierstrom 56 Kälteeinheit
Strahlstrom 57 obere Kühlebene
Luftheizung 58 Spalt
Mischkammer 59 Kühlrohr
Strahlpistole 60 Rührwerk
Reinigungsstrahl 61 Doppelwand
Kleines Transportband 62 Schieber
Wasserbehälter 63 Umlenkrolle
Pumpe 64 Spannvorrichtung Rippen 75 Hammerrad Klappe 76 Sensor
Grundplatte 77 Platte
Montageplatte 78 Stutzen
Motor 79 Heizeinheit Zahnriemen 80 Wasserbehälter Auflagestab 81 Sieb
Gebläse 82 Motor
Ambossleiste 83 Rahmen Hammerwelle 84 Motor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels (18; 41 ) zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., das C02 und Wasser aufweist, wobei C02 und Wasser verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass erste feste Partikel (14, 16) aus C02 und zweite feste Partikel (2, 15) aus Wasser getrennt erzeugt und anschließend zusammengeführt, insbesondere gemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (16) und zweiten Partikel (15) durch Zerkleinern hergestellt werden und/oder dass die ersten
(14) und/oder zweiten Partikel (2) vor dem Zusammenführen zerkleinert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerkleinern der ersten Partikel ( 14) bei Temperaturen von -60°C bis -80°C, bevorzugt -70°C erfolgt und/oder dass das Zerkleinern der zweiten Partikel (2) bei Temperaturen von - 10°C bis -40°C, bevorzugt von -15°C bis -30°C, insbesondere -25°C erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Partikel (16) eine Dimensionierung von 0,4 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,6 bis 0,8 mm im Querschnittsmittel aufweisen und/oder dass die zweiten Partikel
(15) eine Dimensionierung von 0,6 mm bis 1 ,2 mm, bevorzugt 0,8 bis 1 ,0 mm im Querschnittsmittel aufweisen, wobei insbesondere Scherbeneis erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder Größenverteilungen der ersten (16) und der zweiten Partikel (15) jeweils so eingestellt werden, dass sich für die ersten (16) und zweiten Partikel (15) jeweils dieselben Massen oder Massenverteilungen ergeben und/oder dass die Größe der ersten (16) und/oder der zweiten Partikel (15) bei deren Erzeugung soviel größer als die die im Strahlmittel (18) gewünschte Größe eingestellt wird, um bei der Herstellung des Strahlmittels (18) bewirkte Größenverluste auszugleichen.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivität des Strahlmittels (18; 41) dadurch eingestellt wird, dass das Mischungsverhältnis zwischen ersten (16) und zweiten Partikeln (15), die Form der zweiten Partikel (15), die Größe der zweiten Partikel (15) und/oder die Temperatur der zweiten Partikel (15) im Strahlmittel (18) gezielt eingestellt werden und/oder dass das nach dem Zusammenführen entstehende C02-Gas als Schutzgas gegen Erwärmung und Umgebungsluft eingesetzt wird und/oder zur Kühlung der zweiten Partikel (15) eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung der zweiten Partikel ( 15) C02-Schnee, flüssiger Stickstoff und/oder tiefgekühlte Druckluft verwendet werden und/oder dass die ersten und zweiten Partikel vor der Zusammenführung so getrennt voneinander gelagert werden, dass ein zumindest teilweiser Temperaturaustausch stattfinden kann.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Partikel, die zweiten Partikel (2) und/oder das Strahlmittel (18) in zwei oder mehreren Kühlebenen (4, 10, 20) gekühlt wird.
9. Verfahren zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlmittel (18; 41) hergestellt nach einem der vorherigen Ansprüchen verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Dosierung des Strahlmittels (18; 41 ) ein getrockneter Fluidstrom, insbesondere Druckluftstrom, als Dosierstrom verwendet wird und/oder das Strahlmittel ( 18; 41) mit einem getrockneten Fluidstrom, insbesondere Druckluftstrom, als Strahlstrom beaufschlagt wird, der eine Temperatur von +40°C bis +90°C, bevorzugt +50°C bis +90°C, insbesondere +70°C bis +80°C aufweist.
1 1 . Strahlmittel zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., das verfestigtes C02 und verfestigtes Wasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlmittel (18; 41) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt wurde.
12. Vorrichtung (A; B; C; D) zum Herstellen eines Strahlmittels (18; 41 ) zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., das verfestigtes C02 und verfestigtes Wasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Zuführmittel (30, 5, 13) für getrennt erzeugte erste feste Partikel (14) aus C02 und zweite feste Partikel (2) aus Wasser vorgesehen sind und insbesondere ein Mischer (17) für die ersten (15) und zweiten Partikel ( 15).
13. Vorrichtung (A; B; C; D) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung angepasst ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
14. Vorrichtung zum Strahlen von Körpern, Oberflächen, Innenräumen und dgl., umfassend Mittel zum Bereitstellen eines Fluidstrom, insbesondere Druckluftstroms, und Mittel zum Bereitstellen eines Strahlmittels, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bereitstellen des Strahlmittels als Vorrichtung (A; B; C; D) zum Herstellen eines Strahlmittels (18; 41 ) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Dosiermittel zur Dosierung des Strahlmittels (18; 41) vorgesehen sind, die einen getrockneten Fluidstrom, insbesondere Druckluftstrom, als Dosierstrom verwenden und/oder dass Bestrahlungsmittel zum Beaufschlagen des zu strahlenden Objekts mit dem Strahlmittel ( 18; 41 ) vorgesehen sind, die einen getrockneten Fluidstrom, insbesondere Druckluftstrom, als Strahlstrom verwenden, der eine Temperatur von +40°C bis +90°C, bevorzugt +50°C bis +90°C, insbesondere +70°C bis +80°C aufweist.
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