MXPA98005644A - Aparato para producir particulas de nieve finas a partir de un flujo de dioxido de carbono liquido - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema para producir un patrón fino de un criógeno, que comprende:un conducto para proporcionar un flujo presurizado de un líquido criogénico;una boquilla acoplada al conducto y que tiene una salida y una trayectoria interna entre el conducto y la salida;y un miembro de expansión que cubre la trayectoria y que proporciona múltiples canales finos para que el fluido criogénico pase hacia la salida.

Description

APARATO PARA PRODUCIR PARTÍCULAS DE NIEVE FINAS A PARTIR DE UN FLUJO DE DIÓXIDO DE CARBONO LÍQUIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un aparato para producir partículas de nieve criogénicas finamente divididas y, más particularmente, a una estructura de boquilla mejorada para recibir un flujo de dióxido de carbono líquido y proporcionar un flujo de partículas de nieve de dióxido de carbono finas desde la misma.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las partículas de nieve producidas a partir de dióxido de carbono se usan en una amplia variedad de aplicaciones de enfriamiento y congelación. Las partículas de nieve de dióxido de carbono pueden usarse por ejemplo, en refrigeración, para proceso de enfriamiento y congelación, así como en la producción de hielo seco. Más particularmente, tales partículas de nieve son útiles en aplicaciones tanto alimenticias como no alimenticias, tales como por ejemplo, enfriamiento de alimentos, congelación y refrigeración, y para enfriamiento rápido y/o de punto durante el procesamiento de varios materiales no alimenticios. Las partículas de nieve de dióxido de carbono se producen típicamente mediante expansión rápida del dióxido de carbono líquido a través de un orificio pequeño. El dióxido de carbono líquido se obtiene comprimiendo gas de dióxido de carbono y manteniéndolo bajo condiciones adecuadas de presión y temperatura para refrigeración. En los tanques de almacenamiento a granel, por ejemplo, el dióxido de carbono almacenado a una presión de aproximadamente 21.09 kg/cm2 y una temperatura de aproximadamente -17.7°C está en la forma de un líquido. En el punto de uso, el dióxido de carbono líquido se convierte a una mezcla de nieve de dióxido de carbono y vapor mediante la rápida expansión a través de un pequeño orificio. Los aparatos de la técnica anterior para la producción de dióxido de carbono que hace nieve emplean orificios relativamente simples para permitir que ocurra una expansión del líquido de dióxido de carbono. Sin embargo, típicamente, los dispositivos/boquillas de la técnica anterior tales como picos y orificios de nieve, crean un patrón de impacto de punto y son voluminosos y difíciles de ajustar dentro de espacios pequeños Se sabe también como esos dispositivos/boquillas de la técnica anterior sacan las particulas de nieve de los picos y orificios a una alta velocidad La alta velocidad de la nieve de dióxido de carbono crea dificultad en la aplicación de un patrón de nieve uniforme y puede dañar los productos frágiles, tales como recubrimientos de queso sobre pizza o recubrimientos batidos sobre productos de pastelería Además, cuando se usa en el proceso de aplicaciones de enfriamiento, la alta velocidad puede provocar corrosión sobre la superficie o inclusive rompimiento, de materiales frágiles tales como materiales de barrera recubiertos. Además, la salida de alta velocidad de las partículas de nieve crea altos niveles de ruido que ocasionan preocupaciones de seguridad y ambientales con respecto al personal que trabaja en la cercanía. Se han hecho intentos para superar la aplicación desigual de la nieve de dióxido de carbono. Por ejemplo, los picos especialmente formados se han probado a la salida de un orificio de expansión; se han usado los orificios fijos que descargan contra una placa de salto, se han intentado los orificios variables se han usado que descargan dentro de contenedores cerrados y combinaciones de las anteriores Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos 3,667,242 para Kilburn describe una estructura para producir nieve de dióxido de carbono donde el dióxido de carbono liquido es dirigido dentro de una porción superior de un pico cilindrico de pared de lado doble con un fondo abierto y una parte superior cerrada Una boquilla en la porción más superior del pico cilindrico imparte un movimiento tangencial turbulento hacia la nieve formada en el pico. La Patente de los Estados Unidos 4,111,362 para Cárter Jr , describe una disposición de boquilla que hace nieve de dióxido de carbono en donde pares de chorros de dióxido de carbono están colocados transversalmente para inyectar dióxido de carbono dentro de una región de pico Las mezclas de chorro de nieve y vapor que se expanden se dirigen dentro de trayectorias de colisión y por lo tanto disipan energía de los chorros La Patente de los Estados Unidos 4,145,894 para Frank et al., describe un aparato de producción de nieve de dióxido de carbono en donde el dióxido de carbono líquido es dirigido dentro de una cámara a través de la boquilla. La nieve resultante es dispersada por un tambor impulsado a motor con hojas similares a escobillas que recogen la nieve y la depositan sobre artículos que se mueven a lo largo de una banda transportadora. La Patente de los Estados Unidos 4,376,511 para Franklin, Jr., describe un dispositivo de formación de nieve de dióxido de carbono en donde un múltiple está colocado dentro de un miembro de canal y la nieve de dióxido de carbono es dispersada hacia los lados del miembro de canal, provocando de esta manera que algo de la energía cinética de la nieve de dióxido de carbono sea disipada. La Patente de los Estados Unidos 4,462,423 para Franklin. Jr., describe un cabezal de formación de nieve de dióxido de carbono en donde varías boquillas están colocadas a lo largo de una tubería de cabezal para permitir varias regiones de surtido de nieve de dióxido de carbono a lo largo del cabezal. La Patente de los Estados Unidos 4,640,460 para Franklin, Jr.. describe un cabezal de formación de nieve de dióxido de carbono en donde se proporciona un par de boquillas dentro de un tanque. Se alimenta un suministro de dióxido de carbono a aproximadamente 21.09 kg/cm2 hacia los extremos de entrada de las boquillas Además, se aplica dióxido de carbono líquido a los extremos de entrada de la boquilla a través de una linea de suministro para enfriar la línea de suministro hasta un grado suficiente para reducir la temperatura del dióxido de carbono líquido que se está suministrando al punto triple. La Patente de los Estados Unidos 5,020,330 para Rhodes et al., describe un congelador de alimentos que incluye una o más boquillas para dirigir las partículas de nieve de dióxido de carbono sobre los productos alimenticios. El dióxido de carbono líquido es entibado de manera que fluye solamente hacia arriba y/u horizontalmente hacia las boquillas aspersoras. Por lo tanto, cualquier dióxido de carbono sólido que puede acumularse adyacente al lado corriente arriba de los orificios de aspersión se funde por el vapor de dióxido de carbono que gravita hacia arriba en la tubería. Existe una necesidad de cabezales surtidores de nieve de dióxido de carbono que producen una nieve de partícula fina, en donde se evitan las partículas de nieve de alta velocidad. Además, tales dispositivos deben producir partículas de nieve de dióxido de carbono de dimensiones de partícula relativamente constantes para asegurar una aplicación relativamente uniforme de las partículas a través del alimento u otros productos o materiales que se están enfriando. Por consiguiente, es un objeto de esta invención proporcionar una estructura de boquilla mejorada para la producción de particulas de nieve de dióxido de carbono finas. Es otro objeto de esta invención proporcionar una estructura mejorada para proveer partículas de nieve de dióxido de carbono finamente divididas en donde se evita el bloqueo de la boquilla por partículas de dióxido de carbono solidificadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un sistema para producir un flujo de partículas de nieve finas incluye un conducto para proporcionar un flujo presupzado de un fluido criogénico y una boquilla acoplada al conducto, la boquilla que tiene una trayectoria de salida y una de entrada en comunicación con el conducto Un miembro de expansión está colocado dentro de la boquilla y cubre la trayectoria de salida El miembro de expansión proporciona múltiples canales de diámetro fino para el paso de fluido criogénico dentro de la región de baja presión, permitiendo por tanto la expansión del fluido criogénico durante el paso a través del miembro de expansión En una modalidad preferida, el fluido criogénico es dióxido de carbono y los parámetros del sistema se fijan para permitir que el fluido de dióxido de carbono entre a una fase de vapor y sólido en o cerca de la superficie de salida del miembro de expansión y la fase sólida sale del mismo como una partícula de nieve fina El sistema de la presente invención está contemplado para uso como un reemplazo para cualesquiera dispositivos de formación de nieve existentes Por consiguiente, como se contempla la presente invención puede usarse por separado, como un dispositivo individual como por ejemplo, en lugar de un dispositivo de punta o punto de nieve o, como parte de un sistema general tal como puede usarse en un congelador de alimentos, refrigerador o formador de nieve de banda. Aquellos con experiencia en la técnica reconocerán que la presente invención no está limitada a cualquier uso particular y puede usarse en cualquier aplicación en la que se desee el uso de un criógeno para refrigeración, enfriamiento o congelación Los inventores de la presente contemplan que la invención actual pueda usarse en una variedad de aplicaciones de enfriamiento de alimento, congelación y refrigeración, aunque no se limita a, formadores de nieve de banda, congeladores de alimento y refrigeradores de alimentos Por ejemplo, en el procesamiento de alimentos molidos congelados, tales como carnes molidas congeladas, la carne cruda debe enfriarse rápidamente después de la molienda (ya que la molienda agrega una cierta cantidad de calor al producto) antes de que se empaque y congele La presente invención puede usarse de manera ventajosa para este propósito ya que crea partículas de nieve finas que pueden ser depositadas continuamente, de una manera controlada, sobre la carne molida conforme sale del picador La presente invención, cuando se usa en una planta de procesamiento donde el personal trabaja en estrecha proximidad al equipo, tiene la ventaja agregada de bajo nivel de ruido ya que la nieve es entregada sin una salida de alta velocidad La presente invención puede usarse, por ejemplo, en refrigeradores de alimento y congeladores de alimento donde hay contacto directo entre el alimento y el criógeno La presente invención puede usarse en tal equipo ya que muchos congeladores y refrigeradores comerciales usan los dispositivos de creación de nieve existentes. La ventaja con el presente sistema está en la creación de partículas de nieve finas que proporcionan transferencia de calor incrementada debido a su habilidad para hacer una mayor superficie de contacto con el alimento Se contempla además que la presente invención puede usarse en cualquier aplicación de enfriamiento de congelación, como puede ser necesario en la fabricación de materiales recubiertos o materiales hechos a partir de suministros alimenticios fundidos o semifundidos. Por ejemplo, materiales de barrera de asfalto se producen recubriendo el asfalto caliente sobre un substrato. Después del recubrimiento, el material de barrera debe enfriarse uniformemente sobre toda su superficie antes del procesamiento adicional para evitar engomado del sistema proceso Esto se logra tradicionalmente mediante enfriamiento fuera de línea Esto hace difícil procesar tales materiales continuamente Sin embargo, utilizando la presente invención, puede obtenerse el enfriamiento rápido, eficiente y continuo ya que la presente invención proporciona una nieve de partícula fina que puede aplicarse uniformemente sobre toda la superficie de un material Por consiguiente, la presente invención proporciona un sistema versátil para producir un flujo de partículas de nieve finas que pueden usarse en una amplia variedad de aplicaciones de enfriamiento, refrigeración y congelación en las industrias alimenticias y no alimenticias.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es una vista en sección de una primera modalidad de una boquilla que incorpora la invención de la presente. La Fig. 1a es una versión modificada de la boquilla de la Fig 1, en donde se emplea un anillo de retención para restringir un miembro de expansión colocado dentro de la boquilla La Fig 2 es una vista en sección de una modalidad adicional de una boquilla construida de conformidad con la presente invención en donde se produce un patrón de nieve en forma de ventilador La Fig 3a es una vista en sección superior de la primera modalidad de boquilla que incorpora una punta para ensanchar el patrón de nieve producido por la misma La Fig 3b es una vista en sección lateral de la boquilla de la Fig 3a La Fig 4 es una vista en sección de otra modalidad de boquilla que incorpora la presente invención con una cámara de presión intermedia La Fig 5 es una versión revisada de la boquilla de la fig 4 en donde se proporciona una inclinación en la cámara de presión intermedia para proporcionar un cambio de dirección para la nieve producida en la misma La Fig. 6 ilustra la boquilla de la Fig. 4, en donde la región de presión intermedia inyecta nieve sobre una superficie curvada para lograr una dispersión del patrón de nieve. La Fig. 7 ilustra la boquilla de la Fig. 5 en donde una punta de nieve comunica con la salida desde la cámara de presión intermedia, la punta de nieve que evita que la nieve se mezcle con y sea evaporada por la atmósfera circundante. Las Figs. 8-10 son cuadros que registran los resultados obtenidos de las pruebas de la forma de boquilla mostradas en la fíg. 4, con la boquilla de la Fíg. 8 que tiene un ancho de ranura de 0.055 cm, Fig. 9 - 0.088 cm y Fig. 10 - 0.157 cm.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Cada una de las disposiciones de boquilla se describirán en lo sucesivo incluyen un miembro de expansión u otro miembro que tiene múltiples canales finos a través del mismo, que cierran la trayectoria de fluido criogénico y proporcionan múltiples canales de expansión Dentro de los canales de expansión, ocurre la expansión de fluido criogénico y la conversión del fluido criogénico que se expande (si es dióxido de carbono) hasta una partícula de nieve y vapor. El material preferido para el miembro de expansión es acero inoxidable concrecionado o micro-perforado, aunque, es aceptable cualquier material que proporcione múltiples canales porosos o microcanales para el paso de fluido criogénico dentro de una región de menor presión. El material de expansión puede tener múltiples trayectorias para la expansión del fluido criogénico de manera que, en combinación con un gradiente de presión a través del mismo, el fluido criogénico, si es dióxido de carbono, es convertido en vapor y una partícula de nieve fina que sale desde el inserto de expansión a una menor velocidad que la que ocurriría si la caída de presión para el mismo se creará por un solo orificio de agujero El término material de expansión, como se usa en la presente, incluirá, como sus materiales base, metales, cerámicas, vidrios, plásticos, compuestos, tam?z(ces), disposiciones de "virutas finas de acero" y todos los materiales de fabricación de los materiales antes mencionados Los productos porosos concrecionados de acero inoxidable pueden obtenerse a partir de Mott Metalluurgical Corporation, Farmington Industrial Park, 84 Spring Lañe, Farmington, Connecticut Los insertos porosos pueden fabricarse en vanos espesores y diámetros y pueden especificarse, para porosidad, por ejemplo de 0 2 hasta 100 mieras, en vanas graduaciones y preferiblemente desde alrededor de 5 hasta aproximadamente 20 mieras La forma y tamaño de poro del inserto poroso puede variar de conformidad con la aplicación y estructura de la boquilla Por ejemplo, un inserto de porosidad de 5 mieras creara menos nieve por unidad de área que un inserto de porosidad de 10 mieras de igual área de superficie Si el proceso requiere un patrón circular puede usarse un disco Si se requiere un patrón de nieve de ventilador, entonces puede proporcionarse un disco o tapa con una región de poro en forma de ventilador en la salida de la boquilla Además, un disco de expansión u otra forma puede descargar su patrón de nieve contra una placa de desviación para producir una dispersión deseada de las partículas de nieve Los miembros de expansión micro perforados están contemplados para uso en la presente invención "Microperforador" como se usa en la presente se refiere al miembro de expansión que tiene múltiples canales finos que están mecánicamente formados mediante perforación, corte o similares Se contempla que tales miembros de expansión microperforados pueden tener orificios de hasta aproximadamente 300 mieras de diámetro y, preferiblemente en la escala de aproximadamente 10 mieras hasta aproximadamente 200 mieras El fluido criogénico preferido es dióxido de carbono ya que exhibe un carácter benigno cuando se aplica a suministros alimenticios y es aplicable a muchas aplicaciones de enfriamiento Sin embargo, debe comprenderse que la invención es igualmente aplicable a otros fluidos criogénicos que pueden controlarse para crear un patrón criogénico dispersado finamente a través del uso de un miembro de expansión colocado dentro de una estructura de boquilla Se sabe bien que el dióxido de carbono exhibe un punto triple" a una presión de aproximadamente 4 21 kg/cm2 a 21 12°C Como se indico antes, el dióxido de carbono liquido se almacena frecuentemente a aproximadamente a 21.09 kg/cm2 y a -17.7°C. cuando el dióxido de carbono líquido es alimentado a tal presión y temperatura hacia una boquilla que incorpora la presente invención, se prefiere que el miembro de expansión tenga un espesor y un diámetro de canal fino el cual, dadas las presiones de entrada y de salida, permiten que el dióxido de carbono líquido pase a través de los mismos para alcanzar el punto triple en o cerca de la cara de salida del miembro de expansión. Como se indicó antes, el dióxido de carbono líquido alcanza el miembro de expansión a aproximadamente -17.7°C (desde un recipiente de almacenamiento). Entra a los canales del miembro y comienza la expansión (debido al diferencial de presión a través de los mismos), cuya expansión provoca un enfriamiento del fluido. Dado un miembro de expansión de suficiente espesor, la temperatura alcanza aproximadamente -21.12°C y aproximadamente 421 kg/cm2 en o cerca de la superficie de salida del miembro de expansión, proporcionando de esta manera las condiciones que permiten la creación de la partícula de nieve Los diámetros de canal fino restringen el tamaño de las partículas de nieve que se crean El diferencial de presión a través del miembro de expansión y el componente de vapor sirven como fuerzas impulsoras para provocar la expulsión de las partículas de nieve De tal manera, el líquido/vapor que pasa a través de los canales finos se convierte a partículas de nieve en o cerca del lado de salida de la boquilla Se ha encontrado que, incluso si ocurre el punto triple dentro de la estructura del miembro de expansión, que el diferencial de presión substancial entre las caras de entrada y salida del miembro de expansión provoca que las partículas de nieve y vapor se muevan a través de los canales finos de una manera sin impedimentos Volviendo a la Fig. 1, la boquilla 10 recibe un flujo de dióxido de carbono líquido a través de la entrada 12. Un disco de expansión 14 (preferiblemente acero inoxidable poroso) está colocado en el extremo de salida de la boquilla 10 y está sostenido en su lugar mediante una tuerca de retención 16 la cual está enroscada en la boquilla 10 El dióxido de carbono líquido que fluye dentro de la entrada 12 entra al disco de expansión 14, y experimenta la expansión durante el paso a través de los poros del disco de expansión 14 Por consiguiente, se crea la nieve en o cerca de la superficie de salida del disco de expansión 14 y sale del mismo como un resultado del diferencial de presión a través del mismo En la Fig 1a, se ilustra una versión alternativa de la boquilla de la Fig 1 e incorpora un anillo de retención 18 alrededor de la periferia del disco de expansión 14 El anillo de retención 18 evita el flujo de dióxido de carbono líquido alrededor de los bordes del disco de expansión 14 y permite que la boquilla 10 acomode varios tamaños de disco en un dispositivo de retención de disco "estándar Volviendo a la Fig 2, la estructura de boquilla de la Fig 1 ha sido modificada para permitir la creación de un patrón de nieve en forma de ventilador Un tubo 20 es insertado dentro del extremo de salida de la boquilla y está asegurado a la misma. Una tapa 22 que tiene una región porosa semicircular está fijada al extremo de salida del tubo 20, y su porción extrema 24 está sellada por una placa u otro cierre. Como resultado, cuando el fluido criogénico entra a la entrada 12, la única región de salida que está disponible es a través de la región porosa semicircular 28 la cual proporciona la forma de ventilador deseada de la partícula de nieve. La tapa 22 puede ser prefabricada o hecha mediante el sellado del área de circunferencia externa 26 de una tapa porosa desgastando la superficie de material poroso, cerrando el material poroso mediante un chorro de granalla u otro proceso de granalladura, reacondicionando un material de endurecimiento epoxi sobre la superficie externa o mediante algún otro procedimiento de sellado. Las Figs 3a y 3b ilustran la colocación de una punta 30 en la salida de la boquilla 10 para proporcionar una guía/desviación de la partícula de nieve que sale del disco de expansión 14. La punta 30 no solamente proporciona una capacidad de dirección para la nieve de dióxido de carbono, sino también evita que la nieve generada desde la evaporación antes de que alcance el material que se va a enfriar. La punta 30 está diseñada para ser llenada por el flujo de nieve y vapor para mantener la humedad u otros componentes condensables que circundan la punta 30, de ser extraídos y condensados dentro de la punta 30 Tal condensación puede provocar un bloqueo de boquilla 10 En los sucesivo se describirán las modalidades de la boquilla que emplean una cámara de presión intermedia para controlar la presión sobre el lado de salida de los insertos de disco de expansión. La contrapresión sobre el lado de salida del inserto de expansión reduce el diferencial de presión a través del inserto de disco de expansión. Ya que el lado de salida está presurizado, se reduce el diferencial de presión entre la presión del lado de salida y el punto triple del dióxido de carbono dentro del disco de expansión. La provisión de una cámara de presión intermedia permite que la presión sobre el lado de entrada se reduzca en tanto que se mantiene aún el punto triple del dióxido de carbono en o cerca de la superficie de salida del miembro de disco de expansión La cámara de presión intermedia (i) permite que el sólido y el vapor sean "entubados" hacia una orientación deseada, (ii) proporciona una caída de presión para permitir una segunda expansión, (ni) permite que se forme la segunda expansión para proporcionar un patrón de nieve de salida deseado, y (iv) permite una menor caída de presión a través de la segunda expansión para producir de esa manera nieve y vapor que salen a menor velocidad Una cámara de presión intermedia también evita que el aire entre a la corriente de nieve y vapor hasta después de que la corriente está en la forma deseada. Ya que la humedad del aire condensa la corriente de vapor frío y la nieve la humedad congelante puede bloquear y redireccionar el vapor frío y la nieve Asimismo, la nieve fina producida por el miembro de disco de expansión no se aglomera en el ambiente de equilibrio seco producido en la región de presión intermedia que permite la expulsión de la nieve para continuar sin obstrucción mediante la formación de hielo seco. Ya que la segunda expansión es desde 1.40 kg/cm2 manométricos (o menos) hasta atmosférica, resulta una velocidad de descarga reducida, que ocurriría si la expansión fue de 21.09 kg/cm2 manométricos hasta atmosférica (a través del miembro de expansión). La condición de presión de equilibrio en la cámara de presión intermedia varía preferiblemente desde una presión positiva por encima de la normal hasta aproximadamente 1 40 kg/cm2. A presiones mayores de aproximadamente 1 40 kg/cm2, es más probable que ocurra el punto triple (aproximadamente 421 kg/cm2) en la cámara intermedia (es decir, el lado de salida de presión baja) en vez de durante el paso a través del miembro de disco de expansión y provoca que la cámara de presión intermedia se inunde con dióxido de carbono líquido Además, una condición de presión inestable puede existir la cual permite que el líquido en la cámara de presión intermedia alcance el punto triple y forme el dióxido de carbono. Tal formación puede bloquear la segunda salida de expansión desde la cámara de presión intermedia La Fig 4 ilustra la boquilla de la Fig 1a en donde una cámara de presión intermedia ha sido añadida a la salida de la boquilla 10 La cámara de presión intermedia 30 comprende una cámara cerrada 31 con una ranura 32 para la salida del vapor de dióxido de carbono y partícula de nieve. El tamaño de la ranura 32 controla la presión dentro de la cámara de presión intermedia 30 y además ayuda a asegurar que el punto triple se alance durante el paso a través del miembro de expansión 34. Una placa 36 puede ser agregada al extremo de salida de la boquilla 10 para ampliar el patrón de nieve que sale desde la ranura 32. La fig. 5 muestra una boquilla en donde una cámara de presión intermedia 36 está unida la cual exhibe una trayectoria curvada para permitir un cambio en la dirección de la nieve descargada desde la ranura 32. El patrón de nieve que sale desde la versión de boquilla 10 mostrada en la Fíg. 4 puede alterarse mediante la estructura mostrada en la Fig. 6. En la misma, la cámara de presión intermedia 30 se extiende a través de una abertura en una superficie curvada 40 de tal manera que la ranura 32 provoca que el vapor de dióxido de carbono y el patrón de nieve salgan en una dirección generalmente tangencial a los mismos La velocidad resultante del vapor que sale y la nieve es distribuida por el diferencial de presión sobre la superficie curvada 40 Por consiguiente, ajustando la curvatura de la superficie curvada 40, el patrón de nieve que sale desde la ranura 32 puede ajustarse y redireccionarse a lo largo de una trayectoria deseada La Fig. 7 ilustra la boquilla, como se muestra en la Fig 5, en donde una punta 42 ha sido conectada para recibir el vapor y la nieve que salen desde la ranura 32. Cuando el vapor y la nieve entran a la entrada 44 hacía la punta 42, el patrón de nieve tiende a dispersarse dentro del interior de la punta 42 y su velocidad tiende a disminuir también. Además, la punta 42, al recibir la nieve y el vapor desde la cámara de presión intermedia 36 evita una mezcla de la nieve y el vapor con la atmósfera circundante y conserva la nieve hasta el punto de aplicación Las Figs 8-10 son cuadros que muestran los resultados obtenidos a partir de pruebas ejecutadas sobre una boquilla formada de acuerdo con la Fig. 4, usando insertos porosos de acero inoxidable de varios diámetros. La fig. 8 ilustra los resultados obtenidos a partir de una boquilla con un ancho de ranura de salida de 0055 cm desde la cámara de presión intermedia Las Figs 9 y 10 ilustran los resultados obtenidos para anchos de ranura de 0088 cm y 0 157 cm, respectivamente Fueron constantes los siguientes parámetros para cada una de las boquillas de prueba- ángulo de ranura 45°, espesor de inserto poroso 0 158 cm, tamaños de poro 5 mils, presión de entrada 2073 kg/cm2 Para cada ancho de ranura, se probaron cuatro insertos porosos de diferente diámetro para determinar si resultaría un patrón de nieve aceptable (es decir, se alcanzaría el punto triple en o cerca de la superficie de salida del miembro de expansión) En todas las pruebas, excepto en la prueba 4 en la Fig 8, se obtuvieron patrones de nieve aceptables En la prueba 4 de la Fig 8, la cámara de presión intermedia se inundó con dióxido de carbono liquido y no se produjo nieve. Las pruebas demostraron también que la presión en la cámara intermedia puede controlarse utilizando diferentes anchos de ranura y tamaños de canal del miembro de expansión. Como se mostró, las presiones más bajas se lograron en la cámara intermedia utilizando anchos de ranura más grandes, incrementando el tamaño de canal del miembro de expansión o una combinación de ambos. Por lo tanto, las pruebas indicaron que las velocidades de salida del patrón de nieve y de nieve/vapor podrían ajustarse mediante la variación de los parámetros antes mencionados para acoplarse a una aplicación dada. Debe comprenderse que la descripción anterior es solamente ilustrativa de la invención. Aquellos con experiencia en la técnica pueden idear varias alternativas y modificaciones sin apartarse de la invención. Por consiguiente, se pretende que la presente invención abarque todas esas alternativas, modificaciones y variantes que queden dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para producir un patrón fino de un criógeno, que comprende un conducto para proporcionar un flujo presurizado de un líquido criogénico; una boquilla acoplada al conducto y que tiene una salida y una trayectoria interna entre el conducto y la salida; y un miembro de expansión que cubre la trayectoria y que proporciona múltiples canales finos para que el fluido criogénico pase hacia la salida. 2 El sistema como se describió en la reivindicación 1, en donde el miembro de expansión es de una forma generalmente plana está montado en la boquilla y está circundado por un retén 3 El sistema como se describió en la reivindicación 1, en donde el fluido criogénico es dióxido de carbono 4 El sistema como se describió en la reivindicación 3, en donde el flujo presurizado del fluido de dióxido de carbono entra a una fase sólida durante el paso a través de los canales finos del miembro de expansión y sale de los mismos como un patrón de nieve fino 5 El sistema como se describió en la reivindicación 3 en donde las dimensiones del miembro de expansión, de los canales finos dentro del miembro de expansión, la presión del flujo presupzado de dióxido de carbono y una presión de salida se ajustan para provocar que ocurra un punto triple del dióxido de carbono en o cerca de la salida del miembro de expansión. 6. El sistema como se describió en la reivindicación 1, en donde el miembro de expansión comprende acero inoxidable concrecionado. 7. El sistema como se describió en la reivindicación 1, en donde el miembro de expansión comprende acero inoxidable microperforado. 8. El sistema como se describió en la reivindicación 1. que comprende además: una cámara de presión intermedia acoplada a la salida de la boquilla, la cámara de presión intermedia que tiene una abertura de salida que asegura una presencia de una presión intermedia dentro de la cámara de presión intermedia, ante la presencia del flujo presurizado del líquido criogénico. 9. El sistema como se describió en la reivindicación 8. que comprende además medios de desviación de salida para desviar las partículas de nieve y el vapor que salen desde la abertura de salida 10 El sistema como se describió en la reivindicación 9 en donde los medios de desviación de salida están configurados como una superficie curvada convexa que está yuxtapuesta a la abertura de salida de una manera que recibe una descarga de partículas de nieve desde la abertura de salida en una dirección que es substancialmente tangencial a la superficie curvada convexa FIG. I FIG. IA FIG.2