PL216819B1

PL216819B1 - Method for obtaining a cold gas jet and the device for obtaining a cold gas jet

Info

Publication number: PL216819B1
Application number: PL390366A
Authority: PL
Inventors: Wiesław Brojek; Grzegorz Janiszewski
Original assignee: Metrum Cryoflex Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Spółka Koma
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2014-05-30
Also published as: PL390366A1

Abstract

Strumień powietrza atmosferycznego (10) miesza się ze strumieniem odparowanego gazu kriogenicznego (12), zaś przepływ powietrza atmosferycznego (10) i przepływ odparowanego gazu kriogenicznego (12) reguluje się w zależności od żądanej temperatury strumienia roboczego na wyjściu końcówki roboczej (15). Ciekły gaz kriogeniczny (1) odparowuje się w wymienniku ciepła (13) za pomocą strumienia powietrza atmosferycznego (10), po czym strumień schłodzonego powietrza atmosferycznego (11), który w wymienniku ciepła (13) oddał swoje ciepło na odparowanie ciekłego gazu kriogenicznego (1), miesza się ze strumieniem odparowanego gazu kriogenicznego (12) i kieruje do końcówki roboczej (15). Urządzenie do otrzymywania strumienia zimnych gazów, posiadające izolowany termicznie zbiornik (2) z ciekłym gazem kriogenicznym (1) doprowadzanym przez zawór (4a) do wymiennika ciepła (13) oraz rury zasilające (7), zawory (4b, 4c) i kanał dolotowy (27) powietrza atmosferycznego z pierwszą komorą mieszania (16) połączoną z końcówką roboczą (15) poprzez rurowy przewód kriogeniczny (14). Zgodnie z wynalazkiem, wewnątrz kanału dolotowego (27) powietrza atmosferycznego (10) jest umieszczona wężownica (8) z króćcem wylotowym (19) odparowanego gazu kriogenicznego (12) znajdującym się w komorze mieszania (16), zaś króciec wylotowy (26) pierwszej komory mieszania (16) połączony jest z końcówką roboczą (15) poprzez rurowy przewód kriogeniczny (14).The stream of atmospheric air (10) is mixed with the stream of vaporized cryogenic gas (12), and the flow of atmospheric air (10) and the flow of vaporized cryogenic gas (12) are regulated depending on the desired temperature of the working stream at the outlet of the working end (15). The liquid cryogenic gas (1) is vaporized in the heat exchanger (13) by means of the stream of atmospheric air (10), and then the stream of cooled atmospheric air (11), which has given up its heat in the heat exchanger (13) to vaporize the liquid cryogenic gas (1), is mixed with the stream of vaporized cryogenic gas (12) and directed to the working end (15). A device for obtaining a stream of cold gases, comprising a thermally insulated tank (2) with a liquid cryogenic gas (1) supplied through a valve (4a) to a heat exchanger (13) and supply pipes (7), valves (4b, 4c) and an atmospheric air inlet channel (27) with a first mixing chamber (16) connected to the working end (15) via a cryogenic tubing (14). According to the invention, a coil (8) is placed inside the atmospheric air inlet channel (27) (10) with an outlet connector (19) of vaporized cryogenic gas (12) located in the mixing chamber (16), while the outlet connector (26) of the first mixing chamber (16) is connected to the working end (15) via a cryogenic tubing (14).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania strumienia zimnych gazów oraz urządzenie do otrzymywania strumienia zimnych gazów do miejscowego oziębiania powierzchni, za pomocą nadmuchu zimnym gazem. Wynalazek ma zastosowanie w krioterapii oraz w innych dziedzinach techniki na przykład do uzyskiwania połączeń skurczowych przy montażu części maszyn.The subject of the invention is a method of obtaining a stream of cold gases and a device for obtaining a stream of cold gases for local cooling of surfaces by means of blowing with cold gas. The invention is applicable in cryotherapy and in other technical fields, for example, for obtaining shrinkage connections in the assembly of machine parts.

Znane są sposoby i urządzenia do oziębiania powierzchni poprzez odparowywanie cieczy lub poprzez nadmuch zimnego gazu. Najczęściej czynnikiem roboczym jest ciekły azot (LN2) o temperaturze wrzenia - 196°C lub dwutlenek węgla (CO2) o temperaturze wrzenia -70°C.Methods and devices for cooling surfaces by evaporation of liquid or by blowing cold gas are known. The most common working medium is liquid nitrogen (LN2) with a boiling point of - 196 ° C or carbon dioxide (CO2) with a boiling point of -70 ° C.

Znany sposób otrzymywania strumienia gazu o temperaturze poniżej -100°C przy użyciu ciekłego azotu polega na pobieraniu ze zbiornika z ciekłym azotem, gazowego azotu uzyskiwanego przez odparowanie cieczy za pomocą grzałki elektrycznej. Aby zapewnić dostateczną intensywność parowania, stosuje się grzałki o mocy rzędu 1000 W. Azot w postaci gazowej przesyła się izolowanym przewodem do końcówki roboczej, za pomocą której kieruje się go na wybrane miejsca.A known method of obtaining a gas stream with a temperature below -100 ° C using liquid nitrogen consists in taking from a liquid nitrogen tank, gaseous nitrogen obtained by evaporating the liquid with an electric heater. To ensure a sufficient intensity of evaporation, heaters with a power of 1000 W are used. Gaseous nitrogen is sent through an insulated wire to the working tip, through which it is directed to selected places.

W innym znanym sposobie azot w postaci ciekłej pobiera się ze zbiornika i przesyła się go izolowanym przewodem do dyszy rozpylającej, a następnie odparowuje się w końcówce roboczej i kieruje na schładzane miejsca. Wymagane nadciśnienie w zbiorniku rzędu 0,05 MPa uzyskuje się przy wykorzystaniu grzałki elektrycznej zanurzonej w ciekłym azocie. Odpowiednia nasadka zapewnia podsysanie powietrza z otoczenia i jego intensywne mieszanie z rozpylanym ciekłym azotem. Na wylocie nasadki uzyskuje się strumień gazu o odpowiednio niskiej temperaturze.In another known method, nitrogen in liquid form is taken from the reservoir and sent through an insulated conduit to the spraying nozzle, and then evaporated in the working tip and directed to the places to be cooled. The required overpressure in the tank of 0.05 MPa is obtained by using an electric heater immersed in liquid nitrogen. A suitable cap ensures suction of the ambient air and its intensive mixing with the sprayed liquid nitrogen. A gas stream of suitably low temperature is obtained at the outlet of the cap.

Przy stosowaniu pierwszego z opisanych sposobów następuje bardzo duże zużycie ciekłego azotu gdyż, jako czynnik schładzający wykorzystywany jest wyłącznie azot. Ponadto konieczność stosowania grzałki o mocy zapewniającej odparowanie odpowiedniej ilości azotu powoduje zużycie energii elektrycznej.When the first of the described methods is used, a very high consumption of liquid nitrogen occurs, since only nitrogen is used as the cooling agent. Moreover, the necessity to use a heater with the power to evaporate the appropriate amount of nitrogen causes the consumption of electricity.

Podstawowe wady znanego sposobu opisanego jako drugi, to długi czas oczekiwania na osiągnięcie przez strumień gazu żądanej temperatury, trudność osiągnięcia temperatury poniżej -120°C, duża zmienność temperatury i prędkości wypływającego gazu. Istnieje także niebezpieczeństwo w wypływu nieodparowanych kropli azotu, mogących powodować efekt tak zwanego oparzenia.The main disadvantages of the known process described as the second, are the long waiting time for the gas stream to reach the desired temperature, the difficulty of reaching the temperature below -120 ° C, the great variability of the temperature and velocity of the outgoing gas. There is also a danger of the leakage of non-evaporated nitrogen droplets which can cause a so-called burn effect.

Wadą obu opisanych sposobów jest także brak możliwości wykorzystania całej ilości ciekłego azotu znajdującego się w zbiorniku. Wynika to z faktu, że w obu przypadkach są stosowane grzałki elektryczne, które w trakcie pracy, aby nie ulec przepaleniu, muszą być całkowicie zanurzone w ciekłym azocie.The disadvantage of both methods described is that it is not possible to use the entire amount of liquid nitrogen present in the tank. This is due to the fact that in both cases electric heaters are used, which must be completely immersed in liquid nitrogen in order not to burn out.

Z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 289451 znane jest urządzenie nadmuchowe stosowane w krioterapii. Urządzenie to posiada zbiornik ciekłego azotu, wytwornicę gazu, giętki przewód zasilający, krioaplikator stanowiący podwójnie zagięty rurowy przewód, którego zakończenie wlotowe i zakończenie wylotowe są względem siebie równoległe i przeciwnie skierowane.A blower device used in cryotherapy is known from the Polish patent application No. 289451. The device has a liquid nitrogen reservoir, a gas generator, a supply hose, a cryoapplicator constituting a double bent tubular conduit, the inlet end and outlet end of which are parallel to each other and in opposite directions.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 134249 przenośny przyrząd kriogeniczny. Przyrząd ten składa się z przenośnego izolowanego zbiornika skroplonego gazu, w którym jest zainstalowany wymiennik ciepła kierujący pary gazu nad powierzchnię skroplonego gazu znajdującego się w zbiorniku. Przez szyjkę zbiornika jest wyprowadzona jedna rurka zakończona zaworem bezpieczeństwa oraz druga rurka zasilająca doprowadzająca czynnik chłodzący do giętkiego przewodu z dyszą aplikacyjną.A portable cryogenic device is also known from the Polish patent description No. 134249. The apparatus consists of a portable insulated liquefied gas tank in which a heat exchanger is installed directing gas vapors above the surface of the liquefied gas contained in the tank. One pipe terminated with a safety valve and a second supply pipe leading the cooling agent to the flexible conduit with the application nozzle lead through the neck of the tank.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu otrzymywania strumienia zimnych gazów, który wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas sposobów, a w szczególności pozwoli na skrócenie czasu oczekiwania na osiągnięcie przez strumień gazu żądanej temperatury, pozwoli na osiągnięcie stabilnej temperatury poniżej 120°C, ustabilizuje prędkość wypływającego gazu oraz zmniejszy zużycie energii.The aim of the invention is to develop such a method of obtaining a cold gas stream that will eliminate the disadvantages of the methods known so far, and in particular will allow to shorten the waiting time for the gas stream to reach the desired temperature, allow to achieve a stable temperature below 120 ° C, stabilize the speed of the outgoing gas and reduce consumption. energy.

Zadanie to zrealizowano zgodnie z wynalazkiem poprzez opracowanie sposobu otrzymywania strumienia zimnych gazów, w którym miesza się ze sobą strumień powietrza atmosferycznego i strumień odparowanego gazu kriogenicznego, a przepływ powietrza atmosferycznego i przepływ odparowanego gazu kriogenicznego reguluje się w zależności od żądanej temperatury zmieszanego strumienia zimnych gazów na wyjściu, który charakteryzuje się tym, że ciekły gaz kriogeniczny odparowuje się w wymienniku ciepła za pomocą strumienia powietrza atmosferycznego, po czym strumień schłodzonego powietrza atmosferycznego, który w wymienniku ciepła oddał swoje ciepło na odparowanie ciekłego gazu kriogenicznego, miesza się ze strumieniem odparowanego gazu kriogenicznego i kieruje do końcówki roboczej.This task has been accomplished in accordance with the invention by providing a method for obtaining a cold gas stream in which the atmospheric air stream and the vaporized cryogenic gas stream are mixed together, and the atmospheric air flow and the cryogenic vaporized gas flow are regulated depending on the desired temperature of the mixed cold gas stream on the an outlet characterized by the fact that the liquid cryogenic gas is evaporated in the heat exchanger by means of an atmospheric air stream, after which the stream of cooled atmospheric air which has given its heat to the evaporation of the liquid cryogenic gas in the heat exchanger is mixed with the stream of vaporized cryogenic gas and directs to the handpiece.

PL 216 819 B1PL 216 819 B1

Korzystnie do strumienia zimnych gazów, powstałych w wyniku zmieszania strumienia schłodzonego powietrza atmosferycznego z odparowanym strumieniem gazu kriogenicznego, w pierwszej komorze mieszania, wtryskuje się dyszą ciekły gaz kriogeniczny.Preferably, a liquid cryogenic gas is injected into the stream of cold gases resulting from the mixing of a stream of cooled atmospheric air with a vaporized stream of cryogenic gas, in the first mixing chamber, of a liquid cryogenic gas.

Korzystnie do strumienia zimnych gazów pomiędzy pierwszą komorą mieszania a końcówką roboczą, wtryskuje ciekły gaz kriogeniczny.Preferably, a liquid cryogenic gas is injected into the stream of cold gases between the first mixing chamber and the working tip.

Korzystnie do strumienia powietrza atmosferycznego wtryskuje się ciekły gaz kriogeniczny.Preferably, liquid cryogenic gas is injected into the atmospheric air stream.

Korzystnie ciekły gaz kriogeniczny stanowi ciekły azot.Preferably the liquid cryogenic gas is liquid nitrogen.

Korzystnie strumień powietrza atmosferycznego doprowadza się do wężownicy usytuowanej w kanale dolotowym wymiennika ciepła za pomocą wentylatora.Preferably, the flow of atmospheric air is supplied to the coil located in the inlet channel of the heat exchanger by means of a fan.

Korzystnie strumień powietrza atmosferycznego doprowadza się do wężownicy usytuowanej w kanale dolotowym wymiennika ciepła, za pomocą wentylatora o zmiennej wydajności.Preferably, the flow of atmospheric air is led to the coil situated in the inlet duct of the heat exchanger by means of a variable speed fan.

Korzystnie ciekły gaz kriogeniczny w zbiorniku, podgrzewa się elementem grzejnym.Preferably, the liquid cryogenic gas in the tank is heated with a heating element.

Urządzenie do otrzymywania strumienia zimnych gazów posiada izolowany termicznie zbiornik z ciekłym gazem kriogenicznym doprowadzanym poprzez zawór do wymiennika ciepła oraz rury zasilające, zawory i kanał dolotowy powietrza atmosferycznego z komorą mieszania połączoną z końcówką roboczą poprzez rurowy przewód kriogeniczny, charakteryzuje się tym, że wewnątrz kanału dolotowego powietrza atmosferycznego jest umieszczona wężownica z króćcem wylotowym odparowanego gazu kriogenicznego znajdującym się w komorze mieszania, zaś króciec wylotowy komory mieszania połączony jest z końcówką roboczą poprzez rurowy przewód kriogeniczny.The device for obtaining a stream of cold gases has a thermally insulated tank with liquid cryogenic gas supplied through a valve to the heat exchanger and supply pipes, valves and an atmospheric air inlet channel with a mixing chamber connected to the working end through a cryogenic pipe, characterized by the fact that inside the inlet channel of the atmospheric air, a coil is placed with the evaporated cryogenic gas outlet port in the mixing chamber, and the mixing chamber outlet port is connected to the working terminal through a cryogenic pipe.

Korzystnie komora mieszania ma dyszę zasilaną ciekłym gazem kriogenicznym przez system zaworów i rur zasilających.Preferably, the mixing chamber has a nozzle fed with liquid cryogenic gas through a system of valves and feed pipes.

Korzystnie za pierwszą komorą mieszania umieszczona jest druga komora mieszania, do której dochodzi dysza zasilana ciekłym gazem kriogenicznym przez system zaworów i rur zasilających, przy czym druga komorą mieszania jest umieszczona pomiędzy pierwszą komorą mieszania a końcówką roboczą.Preferably, a second mixing chamber is located downstream of the first mixing chamber, accessed by a nozzle supplied with liquid cryogenic gas through a system of valves and supply pipes, the second mixing chamber being located between the first mixing chamber and the working end.

Korzystnie z kanałem dolotowym jest połączony wentylator.Preferably, a fan is connected to the intake duct.

Korzystnie wentylator ma zmienną wydajność.Preferably, the fan has a variable capacity.

Korzystnie wentylator ma podgrzewacz powietrza.Preferably, the fan has an air heater.

Korzystnie ma sterownik z pulpitem sterowniczym sterujący pracą zaworów.Preferably, it has a controller with a valve control panel.

Korzystnie w zbiorniku jest umieszczony element grzejny.Preferably, a heating element is placed in the tank.

Korzystnie w końcówce roboczej jest umieszczony czujnik temperatury podłączony do sterownika z pulpitem sterowniczym.Preferably, a temperature sensor connected to a controller with a control panel is placed in the working end.

Sposób i urządzenie do otrzymywania strumienia zimnych gazów według wynalazku ma dobrą charakterystykę energetyczną. Ponadto, poprzez dodatkowe wtryskiwanie ciekłego gazu kriogenicznego do strumienia zimnych gazów powstałych w wyniku zmieszania strumienia schłodzonego powietrza atmosferycznego z odparowanym strumieniem gazu kriogenicznego uzyskuje się możliwość płynnej i dynamicznej regulacji temperatury czynnika chłodzącego wypływającego z końcówki roboczej. Taki sposób otrzymywania strumienia zimnych gazów zapewnia bezpieczeństwo stosowania wynalazku poprzez zwiększenie równomierności rozkładu temperatury w strumieniu gazów wydostających się z końcówki roboczej.The method and device for obtaining a cold gas stream according to the invention has good energetic characteristics. Moreover, by additionally injecting liquid cryogenic gas into the stream of cold gases resulting from mixing the stream of cooled atmospheric air with the vaporized stream of cryogenic gas, it is possible to smoothly and dynamically control the temperature of the cooling medium flowing from the working tip. Such a method of obtaining a stream of cold gases ensures the safety of the application of the invention by increasing the uniformity of temperature distribution in the stream of gases emerging from the working tip.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kriostymulator według wynalazku służący do przeprowadzania sposobu zgodnego z wynalazkiem, według pierwszego wariantu wykonania, fig. 2 - kriostymulator według wynalazku służący do przeprowadzania sposobu zgodnego z wynalazkiem, według drugiego wariantu wykonania, fig. 3 - kriostymulator według wynalazku służący do przeprowadzania sposobu zgodnego z wynalazkiem, według trzeciego wariantu wykonania a fig. 4 - kriostymulator według wynalazku służący do przeprowadzania sposobu zgodnego z wynalazkiem, według czwartego wariantu wykonania w przekroju poprzecznym.The subject of the invention is shown in the drawing in which an embodiment is shown, in which fig. 1 shows a cryostimulator according to the invention for carrying out the method according to the invention, according to a first embodiment variant, fig. 2 - a cryostimulator according to the invention for carrying out the method according to the invention, according to a second embodiment variant. 3, a cryostimulator according to the invention for carrying out the method according to the invention, according to a third embodiment variant, and fig. 4, a cryostimulator according to the invention for carrying out the method according to the invention, according to a fourth embodiment, in cross section.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku, jak przedstawiono na fig. 1, schłodzony strumień powietrza atmosferycznego 11 miesza się ze strumieniem odparowanego gazu kriogenicznego 12, przy czym, w celu uzyskania żądanej temperatury strumienia roboczego 30 na wyjściu końcówki roboczej 15, reguluje się przepływ powietrza atmosferycznego 10 i przepływ odparowanego gazu kriogenicznego 12. Ciekły gaz kriogeniczny 1, pobiera się w postaci płynnej z izolowanego termicznie zbiornika 2 rurką zasilającą 3, a następnie doprowadza się poprzez zawór odcinający 4a oraz przewód rurowy 7, do wężownicy rurowej 8 wymiennika ciepła 13 i odparowuje się za pomocą wtłaczanego wentylatorem 9 strumienia powietrza atmosferycznego 10, po czym schłodzony strumień powietrzaIn the process of the invention, as shown in Fig. 1, the cooled atmospheric air stream 11 is mixed with the vaporized cryogenic gas stream 12, and the flow of atmospheric air 10 is regulated to achieve the desired temperature of the working stream 30 at the outlet of the handpiece 15. and the flow of the evaporated cryogenic gas 12. The liquid cryogenic gas 1 is taken in liquid form from the thermally insulated vessel 2 through the feed tube 3, then it is fed through the shut-off valve 4a and tubing 7 to the coil 8 of the heat exchanger 13 and is evaporated thereafter. by means of an atmospheric air stream 10 forced by a fan 9, followed by a cooled air stream

PL 216 819 B1 atmosferycznego 11, który oddał swoje ciepło na odparowanie ciekłego gazu kriogenicznego 1 w wężownicy 8, miesza się z odparowanym w wymienniku ciepła 13 strumieniem gazu kriogenicznego 12 i kieruje za pomocą rurowego przewodu kriogenicznego 14 do końcówki roboczej 15. Przepływ strumienia powietrza atmosferycznego 10 reguluje się sterownikiem 23 z pulpitem sterowniczym 6, synchronizowanym nastawami z pulpitu sterowniczego 6 i czujnika temperatury 25 umieszczonego na wyjściu końcówki roboczej 15.The air flow 11, which has given its heat to the evaporation of the liquid cryogenic gas 1 in the coil 8, is mixed with the stream of cryogenic gas 12 evaporated in the heat exchanger 13 and directed via the cryogenic pipe 14 to the working end 15. The flow of the atmospheric air stream 10 is regulated by the controller 23 with the control panel 6, synchronized with the settings from the control panel 6 and the temperature sensor 25 located at the output of the working tip 15.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2 za rozdzielaczem cieczy 5 i zaworem odcinającym 4c umieszczony jest rurowy przewód zasilający 7 zakończony umieszczoną w pierwszej komorze mieszania 16, pierwszą dyszą 21, którą doprowadza się dodatkową porcję ciekłego gazu kriogenicznego 1.In the embodiment shown in Fig. 2, downstream of the liquid distributor 5 and the shut-off valve 4c, there is a supply pipe 7 terminating in a first mixing chamber 16 with a first nozzle 21 to which an additional portion of liquid cryogenic gas 1 is supplied.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 3 za zaworem odcinającym 4a umieszczony jest rurowy przewód zasilający 7 zakończony umieszczoną w pierwszej komorze mieszania 16, pierwszą dyszą 21, którą doprowadza się ciekły gaz kriogeniczny 1.In the embodiment shown in Fig. 3, after the shut-off valve 4a, there is a supply pipe 7 terminated with a first nozzle 21 placed in the first mixing chamber 16, through which liquid cryogenic gas 1 is supplied.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 4 za rozdzielaczem cieczy 5 i zaworem odcinającym 4b, 4c, umieszczone są dwa rurowe przewody zasilające 7, pierwszy rurowy przewód zasilający 7 zakończony umieszczoną w pierwszej komorze mieszania 16, pierwszą dyszą 21 oraz drugi rurowy przewód zasilający 7 zakończony umieszczoną w rurowym przewodzie kriogenicznym 14 drugą dyszą rozpylającą 20, przez które to dysze doprowadza się do układu dodatkowe porcje ciekłego gazu kriogenicznego 1.In the embodiment shown in Fig. 4, downstream of the liquid distributor 5 and the shut-off valve 4b, 4c, there are two feed pipes 7, a first feed pipe 7 terminated in a first mixing chamber 16, a first nozzle 21 and a second feed pipe 7 terminated a second spray nozzle 20 placed in the cryogenic pipe 14 through which additional portions of the liquid cryogenic gas 1 are fed to the system.

Figura 3 prezentuje przykładowe rozwiązanie urządzenia do otrzymywania strumienia zimnych gazów. Urządzenie składa się ze standardowej butli 2 z gazem kriogenicznym 1 podłączonej poprzez przewody rurowe 7 i zawór 4a do wymiennika ciepła 13. Kanał dolotowy powietrza atmosferycznego 27 wymiennika ciepła 13, podłączony jest do wentylatora 9 a króciec wylotowy 26 pierwszej komory mieszania 16 wymiennika ciepła 13, połączony jest z zakończonym końcówką roboczą 15 rurowym przewodem kriogenicznym 14. W komorze mieszania 16, wymiennika ciepła 13 usytuowana jest pierwsza dysza 21 zasilana ciekłym gazem kriogenicznym 1 przez zawór 4a i rury zasilające 7. W końcówce roboczej 15 umieszczony jest czujnik temperatury 25 strumienia gazu roboczego 30. Czujnik temperatury podłączony jest do sterownika 23 z pulpitem sterowniczym 6, sterującego pracą zaworu 4a i optymalizującego obroty wentylatora 9.Figure 3 shows an exemplary embodiment of a device for obtaining a cold gas stream. The device consists of a standard cylinder 2 with cryogenic gas 1 connected via pipes 7 and valve 4a to the heat exchanger 13. Inlet duct 27 of the heat exchanger 13, is connected to the fan 9 and the outlet connection 26 of the first mixing chamber 16 of the heat exchanger 13, it is connected to the ending working end 15 by a tubular cryogenic conduit 14. In the mixing chamber 16, heat exchanger 13 there is a first nozzle 21 supplied with liquid cryogenic gas 1 through valve 4a and supply pipes 7. In the working end 15 there is a temperature sensor 25 of the working gas stream 30. The temperature sensor is connected to the controller 23 with the control panel 6, which controls the operation of the valve 4a and optimizes the fan speed 9.

Figura 4 prezentuje kolejne przykładowe rozwiązanie urządzenia do otrzymywania strumienia zimnych gazów. Urządzenie składa się ze standardowej butli 2 z gazem kriogenicznym 1 podłączonej poprzez przewody rurowe 7 i zawory 4a, 4b, 4c do wymiennika ciepła 13. Kanał dolotowy powietrza atmosferycznego 27 wymiennika ciepła 13, podłączony jest do wentylatora 9 a króciec wylotowy 26 pierwszej komory mieszania 16 wymiennika ciepła 13 połączony jest z zakończonym końcówką roboczą 15 rurowym przewodem kriogenicznym 14. Wewnątrz kanału dolotowego 27 powietrza atmosferycznego 10 umieszczona jest wężownica 8 z króćcem wylotowym 19 odparowanego gazu kriogenicznego 12 znajdującym się w pierwszej komorze mieszania 16. W komorze mieszania 16, wymiennika ciepła 13 usytuowana jest pierwsza dysza 21 zasilana ciekłym gazem kriogenicznym 1 przez system zaworów 4a, 4c i rur zasilających 7. Pomiędzy króćcem wylotowym 26 wymiennika ciepła 13 a końcówką roboczą 15, umieszczona jest druga komora mieszania 17 z drugą dyszą 20 zasilaną ciekłym gazem kriogenicznym 1 przez system zaworów 4a, 4b i rur zasilających 1. W końcówce roboczej 15 umieszczony jest czujnik temperatury 25 strumienia gazu roboczego. Czujnik temperatury podłączony jest do sterownika 23 z pulpitem sterowniczym 6, sterującego pracą zaworów 4a, 4b, 4c i wydajnością wentylatora 9.Figure 4 shows another exemplary embodiment of a device for obtaining a cold gas stream. The device consists of a standard cylinder 2 with cryogenic gas 1 connected via pipes 7 and valves 4a, 4b, 4c to the heat exchanger 13. Atmospheric air inlet 27 of the heat exchanger 13, is connected to the fan 9 and the outlet 26 of the first mixing chamber 16 the heat exchanger 13 is connected to the working end 15 by a cryogenic pipe 14. Inside the inlet channel 27 of the atmospheric air 10 a coil 8 is placed with an outlet 19 of the evaporated cryogenic gas 12 located in the first mixing chamber 16. In the mixing chamber 16, the heat exchanger 13 there is a first nozzle 21 fed with liquid cryogenic gas 1 through a system of valves 4a, 4c and supply pipes 7. Between the outlet 26 of the heat exchanger 13 and the working end 15, a second mixing chamber 17 is placed with a second nozzle 20 fed with liquid cryogenic gas 1 through the system valves 4a, 4b and supply pipes 1. W. working end 15 there is a temperature sensor 25 of the working gas stream. The temperature sensor is connected to the controller 23 with the control panel 6, which controls the operation of valves 4a, 4b, 4c and the efficiency of the fan 9.

W innym nieprzedstawionym na rysunku rozwiązaniu sterownik 23 z pulpitem sterowniczym 6, steruje temperatura nagrzewnicy powietrza umieszczonej w przewodzie dolotowym 27 nagrzewnicy 13.In another solution, not shown, the controller 23 with the control panel 6 controls the temperature of the air heater located in the intake conduit 27 of the heater 13.

Przytoczone przykłady wykonania nie wyczerpują innych możliwości realizacji sposobu oraz wykonania urządzenia do otrzymywania strumienia zimnych gazów do miejscowego oziębiania powierzchni, za pomocą nadmuchu zimnym gazem. We wszystkich opisanych powyżej przykładach wykonania wynalazku można operując trzymaną w ręku końcówką roboczą 15 precyzyjnie, w sposób powtarzalny oraz energooszczędny schładzać nawet trudno dostępne partie powierzchni.The mentioned embodiments do not exhaust other possibilities of implementing the method and the implementation of the device for obtaining a stream of cold gases for local cooling of surfaces by means of blowing with cold gas. In all of the above-described embodiments of the invention, even hard-to-reach areas of the surface can be cooled down precisely, repetitively and in energy-saving manner by operating the handpiece 15 by hand.

Claims

Patent claims

A method for obtaining a stream of cold gases, in which the stream of atmospheric air and a stream of evaporated cryogenic gas are mixed with each other, and the flow of atmospheric air and the flow of evaporated cryogenic gas are regulated depending on the desired temperature of the mixed stream of cold gases at the exit, characterized in that the liquid cryogenic gas (1) is evaporated in the heat exchanger (13) by means of an atmospheric air stream (10), and then a stream of cooled atmospheric air (11), which in the heat exchanger (13) has given its heat to the evaporation of the liquid cryogenic gas (1) ), mixed with the stream of vaporized cryogenic gas (12) and directed to the working tip (15).

2. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the liquid cryogenic gas (11) is injected into the stream of cold gases, resulting from the mixing of the stream of cooled atmospheric air (11) with the vaporized stream of cryogenic gas (12), in the first mixing chamber (16), with a first nozzle (21) of liquid cryogenic gas ( 1).

3. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that liquid cryogenic gas (1) is injected into the stream of cold gases (18) between the first mixing chamber (16) and the working tip (15) through the second nozzle (20).

4. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that liquid cryogenic gas (1) is injected into the atmospheric air stream (11) through the first nozzle (21).

5. The method according to p. The process of claim 1, wherein the liquid cryogenic gas (1) is liquid nitrogen.

6. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the flow of atmospheric air (10) is led to a coil (8) arranged in the inlet conduit (27) of the heat exchanger (13) by means of a fan (9).

7. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the atmospheric air stream (10) is led to the coil (8) arranged in the inlet conduit (27) of the heat exchanger (13) by means of a variable speed fan (9).

8. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the liquid cryogenic gas (1) in the tank (2) is heated by a heating element (24).

9. A device for obtaining a stream of cold gases, having a thermally insulated tank with liquid cryogenic gas supplied through a valve to the heat exchanger and supply pipes, valves and an atmospheric air inlet duct with a mixing chamber connected to the working end through a cryogenic pipe, characterized by that inside the atmospheric air inlet channel (27) (10) the coil (8) is placed with the vaporized cryogenic gas outlet (19) in the mixing chamber (16), and the outlet port (26) of the mixing chamber (16) is connected to with the handpiece (15) through the cryogenic tube (14).

10. The device according to claim 1 9. The apparatus as claimed in claim 9, characterized in that the mixing chamber (16) has a first nozzle (21) fed with liquid cryogenic gas (1) through a system of valves (4a, 4c) and supply pipes (7).

11. The device according to claim 1 A second mixing chamber (17) is located downstream of the first mixing chamber (16), which has a second nozzle (20) fed with liquid cryogenic gas (1) through a system of valves (4a, 4b) and supply pipes ( 7), the second mixing chamber (17) being positioned between the first mixing chamber (16) and the handpiece (15).

12. The device according to claim 1, A fan as claimed in claim 9, characterized in that a fan (9) is connected to the intake duct (27).

13. The device according to claim 1, 12. The device of claim 12, characterized in that the fan (9) has a variable capacity.

14. The device according to claim 1, An air heater as claimed in claim 12 or 13, characterized in that the fan has an air heater.

15. The device according to claim 1, A device as claimed in claim 9, characterized in that it has a controller (23) with a control panel (6) that controls the operation of the valves (4a, 4b, 4c).

16. The device according to claim 1, A device as claimed in claim 9, characterized in that a heating element (24) is disposed in the tank (2).

17. The device according to claim 1 A device according to claim 9, characterized in that a temperature sensor (25) connected to the controller (23) with the control panel (6) is located in the working tip (15).