WO2007054312A1 - Vorrichtung und verfahren zum strahlen von trockeneis-pellets - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum strahlen von trockeneis-pellets Download PDF

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WO2007054312A1
WO2007054312A1 PCT/EP2006/010758 EP2006010758W WO2007054312A1 WO 2007054312 A1 WO2007054312 A1 WO 2007054312A1 EP 2006010758 W EP2006010758 W EP 2006010758W WO 2007054312 A1 WO2007054312 A1 WO 2007054312A1
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WO
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dry ice
blasting
carbon dioxide
inert gas
pellets
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PCT/EP2006/010758
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French (fr)
Inventor
Michael Ludwig
Volkmar Reichstein
Original Assignee
Linde Aktiengesellschaft
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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

Definitions

  • the invention relates to a dry ice blasting machine comprising a pelletizer for producing dry ice pellets, comprising: means for expanding liquid carbon dioxide to produce carbon dioxide snow,
  • the invention relates to a method for blasting dry ice pellets, wherein liquid carbon dioxide is expanded and a mixture of carbon dioxide snow and gaseous carbon dioxide is produced, wherein the carbon dioxide snow is compacted in a snow chamber and pressed through an apertured die to dry ice To produce pellets.
  • Dry ice blasting has proven to be an attractive alternative to conventional cleaning processes.
  • granular dry ice particles of about rice grain size so-called dry ice pellets, are conveyed from a reservoir of a blasting system via a blasting hose to a blasting nozzle, accelerated and blasted onto the object to be cleaned.
  • Object of the present invention is to provide a dry ice blasting machine and a corresponding method for dry ice blasting, which are suitable for long-term operation and continuous use and the above problems are avoided as possible.
  • a blasting hose for metering dry ice pellets from the reservoir into the blasting hose.
  • Compacted snow chamber and pressed through an apertured die to produce dry ice pellets characterized in that the dry ice pellets are introduced into a reservoir and conveyed by means of a metering device from the reservoir into a blasting hose and emitted.
  • the dry ice pellets are produced inline, that is, the pellets produced are fed directly to the blasting device.
  • the blasting device itself has a storage container in which the pellets can be stored intermediately. In this way, the production of the pellets and their radiation brought together and integrated in a system, so that a separate storage of dry ice pellets is not necessary. The otherwise associated with the storage and distribution of the dry ice pellets problems, such as clumping of the pellets are avoided.
  • the storage of liquid carbon dioxide needed to produce the pellets in the pelletizer is much easier than the handling of solid dry ice particles.
  • means are provided to generate an inert gas atmosphere in the metering device, or to surround the metering device with inert gas so that it does not come into direct contact with the ambient air.
  • the metering device is housed in a housing.
  • housing is understood in the following to be any type of housing or shield surrounding the metering device.
  • an inert gas atmosphere is now generated in the housing and thus displaces the ambient air from the housing.
  • the ambient air and the water vapor therein are kept away from the metering device, so that no moisture or icing on the metering device can begin.
  • the function of the metering device is thus not adversely affected even in continuous operation.
  • an inert gas atmosphere As a means for generating an inert gas atmosphere is used in the simplest case, only a supply line for the inert gas. For example, a container with inert gas can be connected to the supply line. But it is also possible to provide an Inertgasbevorratung within the housing, is subtracted from the inert gas for inerting of the housing.
  • the dry ice blasting machine is provided with means for allowing an inert gas overpressure to be generated and maintained in the housing.
  • the overpressure in the housing is preferably 0.001 to 1 bar.
  • the inert gas atmosphere according to the invention is generated from a dry, that is to say from water vapor-free, gas.
  • Suitable inert gases are, for example, nitrogen, argon or carbon dioxide.
  • carbon dioxide has proven particularly useful for the inventive use.
  • the housing is provided with means which make it possible to generate a CO 2 atmosphere in the housing.
  • the housing may be equipped with a gas supply to which a storage container, such as a gas bottle, for gaseous carbon dioxide is connected.
  • the storage container for the carbon dioxide pellets is also provided with a housing in which an inert gas atmosphere is maintained.
  • an inert gas atmosphere is thus generated in the interior of the reservoir.
  • the metering device and the reservoir are housed in the same housing. But it is also possible to provide two separate housing for the metering device and the reservoir.
  • the jet nozzle is enveloped by an enveloping jet of inert gas.
  • an auxiliary nozzle for the sheath jet is provided or the jet nozzle is provided with an additional annular channel through which the inert gas is blown out along the jet nozzle.
  • the resulting inert gas jacket around the jet nozzle separates the jet nozzle from the surrounding air humidity.
  • moist air penetrates into the blasting hose and freezes in it. In the worst case, this can cause blockages of the blast hose. It is therefore advantageous to flush the blast hose with an inert gas.
  • inert gas is continuously conveyed through the blasting hose, so that the entry of atmospheric moisture into the blasting hose is avoided.
  • gaseous carbon dioxide is formed during the expansion of the liquid carbon dioxide in addition to the desired carbon dioxide snow.
  • the snow chamber is therefore preferably sealed accordingly or surrounded by a suitable housing, so that the inert gas atmosphere generated in the snow chamber during operation of the pelletizer is maintained even after its shutdown.
  • the metering device is introduced into a housing, which is flooded with inert gas.
  • the housing is saved, whereby the metering device is more easily accessible. This advantage, however, comes at the price of higher inert gas consumption.
  • the metering device is surrounded by an inert gas atmosphere, but also the storage container for the carbon dioxide pellets.
  • These plant components are cooled during operation of the system to temperatures well below 0 0 C, so that there precipitate humidity and freeze.
  • flushing the blasting hose and the blasting nozzle with an inert gas and / or by flushing around the outside of the blasting hose and the blasting nozzle this is prevented.
  • the interior of the blasting hose can be purged with an inert gas, so that air moisture is forced out of the hose.
  • the rinsing of the blasting hose and possibly also of the blasting nozzle takes place continuously. In this way, the penetration of ambient air is prevented in the jet hose already.
  • the inert gas generated according to the invention in the housing or introduced into the housing via the metering device is passed through the jet hose to the jet nozzle. In this way, all equipment parts coming into contact with the cold carbon dioxide pellets are purged with the inert gas.
  • this gaseous carbon dioxide is used for inerting the metering device and, more preferably, also for inerting the reservoir and the other cold equipment parts.
  • Dry ice pellets are usually made by compressing dry ice snow.
  • the dry ice snow is generated by the expansion of liquid carbon dioxide. This produces a mixture of solid dry ice snow and gaseous carbon dioxide.
  • the gaseous carbon dioxide produced during the production of the carbon dioxide pellets is used for the inerting according to the invention of the metering device or of the other cold system parts to be rendered inert.
  • the metering device is surrounded with inert gas, which has a higher temperature than the metering device.
  • the inert gas is warmed to ambient temperature and then used for inerting.
  • the invention is particularly suitable for use in dry ice blasting systems which operate in long-term or continuous operation.
  • a plant also comprises a device for producing carbon dioxide pellets and a suitable conveying device in order to be able to supply the carbon dioxide pellets, optionally after previous intermediate storage in a storage container, the metering device or the blasting hose and the blasting nozzle connected thereto.
  • all cold plant parts that is all under ambient temperature system parts and in particular all parts of the system, which have a temperature of less than 0 ° C, more preferably less than - 2O 0 C, and most preferably all parts of the system with the dry ice Pellets come into direct contact, shielded by the inert gas according to the invention of the ambient air.
  • This can be done by surrounding all cold plant parts by a common housing or by providing a plurality of separate housings.
  • the inerting can also be carried out by flushing the plant part with inert gas without having to provide a corresponding housing. The latter method is used in particular in the inertization of the jet nozzle with advantage.
  • the inventive shielding of the cold system parts of the ambient air moisture-related and icing-related damage to the dry ice blasting system or the object to be irradiated are avoided.
  • the system according to the invention can also be used in continuous operation. Interruptions of the operation, as they were previously necessary for the removal of icing, can be omitted.
  • the invention is suitable for both single-hose and two-hose systems.
  • a one-hose blasting system the dry ice pellets are fed directly to a metering device, such as a rotating metering disk Dosed compressed air flow, conveyed to the jet nozzle, there accelerated and then radiated.
  • a two-hose blasting system the compressed air flow in the blasting gun, ie directly in front of the blasting nozzle, is conducted via a first hose to the blasting gun.
  • the dry ice pellets are transported, for example with a metering screw in the intake, sucked through a second hose, merged in the blasting gun with the compressed air stream, accelerated and emitted.
  • Figure is a one-hose system according to the invention for dry ice blasting.
  • a one-hose system for dry ice blasting is shown schematically.
  • the plant has a pelletizer 1 and a blasting device 2.
  • the pelletizer 1 is connected via a supply line 3 with a liquid-carbon dioxide tank, not shown in the drawing. By opening the valve 4, liquid carbon dioxide can be supplied to the pelletizer 1.
  • the liquid carbon dioxide is released into a snow chamber 5. During the expansion of the liquid carbon dioxide, a mixture of solid carbon dioxide snow and carbon dioxide gas is formed.
  • the snow chamber 5 is provided with a piston 6 which can be moved via a drive, not shown. By the movement of the piston 6 is in the
  • Snow chamber 5 befindliches carbon dioxide snow compacted and pressed by a die 7, wherein individual strands of solid carbon dioxide are formed.
  • a cutting device 8 of these carbon dioxide strands about rice grain sized particles the so-called pellets, cut off or broken off.
  • the pellets fall into the reservoir 9 and are stored there.
  • a metering device 10 for example, a rotatable disc with suitable holes, the pellets are added to a compressed air flow 11 as needed.
  • the compressed air pellet jet is guided via a hose 12 to a blasting gun 13, accelerated and radiated.
  • Both the pelletizer 1 and the blasting device 2 are each surrounded by a housing 14, 15.
  • gaseous carbon dioxide is formed in addition to the desired carbon dioxide snow.
  • the carbon dioxide gas can escape via lattice-shaped outlet openings 16, 17 from the snow chamber 5 or is pressed in a compression stroke of the piston 6 through the openings 16, 17.
  • the two housings 14, 15 are also connected to each other via a connecting line 18, so that carbon dioxide gas between the housings 14, 15 can be exchanged.
  • both housings 14, 15 are provided on their upper side with pressure relief valves or only simple openings 19, 20. Since carbon dioxide is heavier than air, the air collects at the top of the housings 14, 15 and, with the appropriate supply of carbon dioxide, is discharged through the upper openings 19, 20 to the environment.
  • All valves 4, regulators and other instruments 16 are arranged outside the housings 14, 15, so that they are not exposed to the cold carbon dioxide atmosphere. In this way, temperature-related malfunctions are avoided.
  • the reservoir 9 is arranged on a balance 21, which is connected via a control line 22 to a control unit 23, which in turn controls the compressor or piston 6.
  • a control unit 23 which in turn controls the compressor or piston 6.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trockeneisstrahlanlage mit einem Pelletierer (1) zur Erzeugung von Trockeneis-Pellets, umfassend - Mittel zum Entspannen von flüssigem Kohlendioxid, um Kohlendioxidschnee zu erzeugen, - eine Schneekammer (5) zur Aufnahme des erzeugten Kohlendioxidschnees, - einen Verdichter (6) zum Verdichten des Kohlendioxidschnees, - und eine mit Öffnungen versehenen Matrize (7), durch die der Kohlendioxidschnee gepresst werden kann, um Trockeneis-Pellets zu erzeugen, und mit einer Strahlvorrichtung (2) welche - einen Vorratsbehälter (9) für die Trockeneis-Pellets, - einen Strahlschlauch (12), - eine Strahldüse (13) und - eine Dosiervorrichtung (10), um Trockeneis-Pellets aus dem Vorratsbehälter (9) in den Strahlschlauch (12) zu dosieren, umfasst.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Strahlen von Trockeneis-Pellets
Die Erfindung betrifft eine Trockeneisstrahlanlage mit einem Pelletierer zur Erzeugung von Trockeneis-Pellets, umfassend: - Mittel zum Entspannen von flüssigem Kohlendioxid, um Kohlendioxidschnee zu erzeugen,
- eine Schneekammer zur Aufnahme des erzeugten Kohlendioxidschnees,
- einen Verdichter zum Verdichten des Kohlendioxidschnees,
- und eine mit Öffnungen versehenen Matrize, durch die der Kohlendioxidschnee gepresst werden kann, um Trockeneis-Pellets zu erzeugen, und mit einer Strahlvorrichtung.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Strahlen von Trockeneis- Pellets, wobei flüssiges Kohlendioxid entspannt und ein Gemisch aus Kohlendioxidschnee und gasförmigem Kohlendioxid erzeugt wird, wobei der Kohlendioxidschnee in einer Schneekammer verdichtet und durch eine mit Öffnungen versehene Matrize gepresst wird, um Trockeneis-Pellets zu erzeugen.
Das Trockeneisstrahlen hat sich als eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Reinigungsverfahren erwiesen. Beim Strahlreinigen mit Trockeneis werden granulatartige Trockeneispartikel mit etwa Reiskomgröße, so genannte Trockeneis- Pellets, aus einem Vorratsbehälter einer Strahlanlage über einen Strahlschlauch zu einer Strahldüse gefördert, beschleunigt und auf das zu reinigende Objekt gestrahlt.
Die Herstellung der Trockeneis-Pellets erfolgt in so genannten Pelletierern, in denen Trockeneisschnee komprimiert und durch spezielle Matrizen gedrückt wird. Die entstehenden Trockeneis-Pellets haben die charakteristische Form eines Reiskorns.
Viele Komponenten einer Anlage zum Trockeneisstrahlen haben Kontakt zur Umgebungsluft. Durch die tiefen Temperaturen des Trockeneises von etwa -80 0C können mit der Umgebungsluft in Berührung kommende Anlagenteile an der Außenseite vereisen. Bei längerem Betrieb verursachen solche Vereisungen Störungen an der Anlage. Vereisungen im Bereich der Strahldüse können unerwünschte Beeinträchtigungen oder Schädigungen des zu reinigenden Objekts verursachen, beispielsweise wenn abtauendes Eis herabfällt. Daher werden Trockeneisstrahlanlagen bisher nicht im Dauereinsatz, sondern nur im diskontinuierlichen Betrieb verwendet.
Aus der DE 102 24 778 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Trockeneis-Pellets bekannt, bei der Kohlendioxidschnee durch eine Matrize gepresst und die erzeugten Trockeneis-Pellets direkt in einen Druckluftstrom eingespeist werden. Nachteil dieser Vorrichtung ist die mangelnde Dosierbarkeit der Trockeneis-Pellets.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Trockeneisstrahlanlage und ein entsprechendes Verfahren zum Trockeneisstrahlen zu schaffen, welche für den Langzeitbetrieb und Dauereinsatz geeignet sind und wobei die oben genannten Probleme möglichst vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Trockeneisstrahlanlage der eingangs genannten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strahlvorrichtung
- einen Vorratsbehälter für die Trockeneis-Pellets,
- einen Strahlschlauch, eine Strahldüse und - eine Dosiervorrichtung, um Trockeneis-Pellets aus dem Vorratsbehälter in den Strahlschlauch zu dosieren, umfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Strahlen von Trockeneis-Pellets, wobei flüssiges Kohlendioxid entspannt und ein Gemisch aus Kohlendioxidschnee und gasförmigem Kohlendioxid erzeugt wird, wobei der Kohlendioxidschnee in einer
Schneekammer verdichtet und durch eine mit Öffnungen versehene Matrize gepresst wird, um Trockeneis-Pellets zu erzeugen, zeichnet sich dadurch aus, dass die Trockeneis-Pellets in einen Vorratsbehälter eingebracht und mittels einer Dosiervorrichtung aus dem Vorratsbehälter in einen Strahlschlauch gefördert und abgestrahlt werden.
Erfindungsgemäß werden die Trockeneis-Pellets inline produziert, das heißt, die erzeugten Pellets werden direkt der Strahlvorrichtung zugeführt. Die Strahlvorrichtung selbst weist einen Vorratsbehälter auf, in dem die Pellets zwischengelagert werden können. Auf diese Weise werden die Herstellung der Pellets und deren Abstrahlung zusammengeführt und in einer Anlage integriert, so dass eine separate Bevorratung von Trockeneis-Pellets nicht notwendig ist. Die ansonsten mit der Bevorratung und Distribution der Trockeneis-Pellets einhergehenden Probleme, wie beispielsweise Verklumpungen der Pellets, werden vermieden. Die Bevorratung von flüssigem Kohlendioxid, wie er für die Herstellung der Pellets im Pelletierer benötigt wird, ist dagegen wesentlich einfacher als die Handhabung fester Trockeneis-Teilchen.
Andererseits werden durch die Möglichkeit der Zwischenspeicherung von Trockeneis- Pellets in dem Vorratsbehälter der Pelletierer und die Strahlvorrichtung soweit voneinander entkoppelt, dass die Dosierung der Pellets in den Strahlschlauch nicht direkt von der Produktion der Pellets abhängt. Dadurch wird mittels der Dosiervorrichtung eine gleichmäßige Einspeisung der Pellets in den Strahlschlauch erreicht, selbst wenn der Pelletierer die Trockeneis-Pellets schubweise erzeugt, wie dies beispielsweise der Fall sein kann, wenn der Kohlendioxidschnee mittels einer Kolbenpumpe taktweise verdichtet und durch die Matrize gepresst wird.
Von Vorteil sind Mittel vorgesehen, um in der Dosiervorrichtung eine Inertgasatmosphäre zu erzeugen, oder um die Dosiervorrichtung so mit Inertgas zu umgeben, dass diese mit der Umgebungsluft nicht in direkten Kontakt kommt.
Vorzugsweise ist die Dosiervorrichtung in einem Gehäuse untergebracht. Unter dem Begriff "Gehäuse" wird im Folgenden jede Art von Einhausung oder Abschirmung verstanden, die die Dosiervorrichtung umgibt. Erfindungsgemäß wird nun in dem Gehäuse eine Inertgas-Atmosphäre erzeugt und so die Umgebungsluft aus dem Gehäuse verdrängt. Die Umgebungsluft und der darin befindliche Wasserdampf werden von der Dosiervorrichtung ferngehalten, so dass sich keine Feuchtigkeit oder Vereisung an der Dosiervorrichtung ansetzen kann. Die Funktion der Dosiervorrichtung wird dadurch auch bei dauerhaftem Betrieb nicht negativ beeinflusst.
Als Mittel zum Erzeugen einer Inertgas-Atmosphäre dient im einfachsten Fall lediglich eine Zuleitung für das Inertgas. An die Zuleitung kann beispielsweise ein Behälter mit Inertgas angeschlossen sein. Es ist aber auch möglich, innerhalb des Gehäuses eine Inertgasbevorratung vorzusehen, von der Inertgas zur Inertisierung des Gehäuses abgezogen wird. Vorzugsweise ist die Trockeneisstrahlanlage mit Mitteln ausgestattet, die es erlauben, in dem Gehäuse einen Inertgas-Überdruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Der Überdruck im Gehäuse beträgt vorzugsweise 0,001 bis 1 bar.
Es hat sich auch als günstig erweisen, das Gehäuse gasdicht auszuführen. Mit einem einfachen Druckregler, beispielsweise einem Beatmungsdruckregler, lässt sich so ein geringer Inertgas-Überdruck in dem Gehäuse halten. Da das Inertgas trocken ist, kann keine Vereisung der sich in der Inertgas-Atmosphäre befindenden kalten Anlagenteile auftreten.
Die erfindungsgemäße Inertgas-Atmosphäre wird aus einem trockenen, das heißt von Wasserdampf freiem, Gas erzeugt. Als Inertgase kommen beispielsweise Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid in Frage. Insbesondere Kohlendioxid hat sich für den erfindungsgemäßen Einsatz besonders bewährt. Hierzu ist das Gehäuse mit Mitteln versehen, die es ermöglichen, eine CO2-Atmosphäre in dem Gehäuse zu erzeugen. Beispielsweise kann das Gehäuse mit einer Gaszuführung ausgestattet sein, an die ein Speicherbehälter, wie zum Beispiel eine Gasflasche, für gasförmiges Kohlendioxid angeschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist neben der Dosiervorrichtung noch der Vorratsbehälter für die Kohlendioxid-Pellets mit einem Gehäuse versehen, in dem eine Inertgas-Atmosphäre aufrechterhalten wird. Bevorzugt wird so auch im Inneren des Vorratsbehälters eine Inertgas-Atmosphäre erzeugt. Von Vorteil sind die Dosiervorrichtung und der Vorratsbehälter in demselben Gehäuse untergebracht. Es ist aber auch möglich, zwei getrennte Gehäuse für die Dosiervorrichtung und den Vorratsbehälter vorzusehen.
Neben der Dosiervorrichtung und dem Vorratsbehälter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Strahldüse gegen die Umgebungsluft abzuschirmen. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Strahldüse von einem Hüllstrahl aus Inertgas umhüllt wird. Hierzu wird eine Hilfsdüse für den Hüllstrahl vorgesehen oder die Strahldüse wird mit einem zusätzlichen Ringkanal versehen, durch die das Inertgas entlang der Strahldüse ausgeblasen wird. Der dabei entstehende Inertgasmantel um die Strahldüse trennt die Strahldüse von der umgebenden Luftfeuchtigkeit. Bei Betriebsunterbrechungen besteht die Möglichkeit, dass feuchte Luft in den Strahlschlauch eindringt und in diesem anfriert. Im schlimmsten Fall können dadurch Verstopfungen des Strahlschlauches hervorgerufen werden. Es ist daher günstig, den Strahlschlauch mit einem Inertgas zu spülen. Vorzugsweise wird kontinuierlich Inertgas durch den Strahlschlauch gefördert, so dass der Eintritt von Luftfeuchtigkeit in den Strahlschlauch vermieden wird.
Ganz besonders bevorzugt werden alle kalten Anlagenteile, insbesondere alle Anlagenteile, die direkt mit Kohlendioxidschnee oder den kalten Kohlendioxid-Pellets in Kontakt kommen, in der erfindungsgemäßen Weise gegen die Umgebungsluft abgeschirmt, das heißt mit einer Schutzatmosphäre aus trockenem Inertgas umgeben. So werden durch Kälte oder Eis verursachte Funktionsstörungen der Anlage verhindert. Auch Wasser- oder Feuchtigkeitsschäden durch abtauendes Eis werden vermieden.
Im normalen Betrieb des Pelletierers entsteht bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxids neben dem erwünschten Kohlendioxidschnee auch gasförmiges Kohlendioxid. Die Schneekammer wird daher vorzugsweise entsprechend abgedichtet oder von einem geeigneten Gehäuse umgeben, so dass die in der Schneekammer beim Betrieb des Pelletierers erzeugte Inertgas-Atmosphäre auch nach dessen Abschalten aufrechterhalten wird.
Wie bereits erwähnt, wird in einer bevorzugten Ausführung die Dosiervorrichtung in ein Gehäuse eingebracht, welches mit Inertgas geflutet wird. Es ist aber ebenso möglich, im Bereich der Dosiervorrichtung ein oder mehrere Zuführungen für das Inertgas anzubringen, so dass das ausströmende Inertgas die Umgebungsluft verdrängt und die Dosiervorrichtung von einer im Wesentlichen feuchtigkeitsfreien Inertgasatmosphäre umgeben ist. Bei dieser Variante wird das Gehäuse eingespart, wodurch die Dosiervorrichtung leichter zugänglich ist. Dieser Vorteil wird jedoch durch einen höheren Inertgasverbrauch erkauft.
Durch das erfindungsgemäße Erzeugen einer Inertgasatmosphäre in der unmittelbaren Umgebung der Dosiervorrichtung beziehungsweise der kalten Teile der Strahlanlage kommen diese nicht mit der Umgebungsluft und damit nicht mit Luftfeuchtigkeit in Kontakt. Beeinträchtigungen oder Schäden an diesen Anlagenteilen werden so wirkungsvoll vermieden.
Von Vorteil wird nicht nur die Dosiervorrichtung mit einer Inertgasatmosphäre umgeben, sondern auch der Vorratsbehälter für die Kohlendioxid-Pellets. Das gleiche gilt für den Strahlschlauch und die Strahldüse beziehungsweise die Strahlpistole. Auch diese Anlagenteile werden beim Betrieb der Anlage auf Temperaturen deutlich unter 0 0C abgekühlt, so dass sich dort Luftfeuchtigkeit niederschlagen und anfrieren kann. Durch Spülen des Strahlschlauches und der Strahldüse mit einem Inertgas und / oder durch Umspülen des Äußeren des Strahlschlauches und der Strahldüse wird dies verhindert. So kann beispielsweise das Innere des Strahlschlauchs mit einem Inertgas gespült werden, so dass Luftfeuchtigkeit aus dem Schlauch gedrängt wird. Besonders bevorzugt erfolgt die Spülung des Strahlschlauches und gegebenenfalls auch der Strahldüse kontinuierlich. Auf diese Weise wird bereits das Eindringen von Umgebungsluft in den Strahlschlauch verhindert.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäß in dem Gehäuse erzeugte oder in das Gehäuse eingeleitete Inertgas über die Dosiervorrichtung durch den Strahlschlauch bis zur Strahldüse geleitet. Auf diese Weise werden alle mit den kalten Kohlendioxid- Pellets in Kontakt kommenden Anlagenteile mit dem Inertgas gespült.
Bei der Lagerung der Kohlendioxid-Pellets in dem Vorratsbehälter sublimiert immer ein Teil der Kohlendioxid-Pellets zu gasförmigem Kohlendioxid. Vorzugsweise wird dieses gasförmige Kohlendioxid zur Inertisierung der Dosiervorrichtung und, besonders bevorzugt, auch zur Inertisierung des Vorratsbehälters und der anderen kalten Anlagenteile genutzt.
Trockeneis-Pellets werden üblicherweise durch Komprimierung von Trockeneisschnee hergestellt. Der Trockeneisschnee wird dabei durch Expansion von flüssigem Kohlendioxid erzeugt. Hierbei entsteht ein Gemisch aus festem Trockeneisschnee und gasförmigem Kohlendioxid. In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird das bei der Herstellung der Kohlendioxid-Pellets entstehende gasförmige Kohlendioxid zur erfindungsgemäßen Inertisierung der Dosiervorrichtung beziehungsweise der anderen kalten, zu inertisierenden Anlagenteile eingesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Dosiervorrichtung mit Inertgas umgeben, welches eine höhere Temperatur als die Dosiervorrichtung besitzt. Vorzugsweise wird das Inertgas auf Umgebungstemperatur angewärmt und dann zur Inertisierung eingesetzt.
Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung in Trockeneisstrahlanlagen geeignet, die im Langzeit- oder Dauerbetrieb arbeiten. Vorzugsweise umfasst eine solche Anlage auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Kohlendioxid-Pellets und eine geeignete Fördervorrichtung, um die Kohlendioxid-Pellets, gegebenenfalls nach vorheriger Zwischenspeicherung in einem Vorratsbehälter, der Dosiervorrichtung beziehungsweise dem Strahlschlauch und der daran angeschlossenen Strahldüse zuführen zu können.
Von Vorteil werden alle kalten Anlagenteile, das heißt alle unter Umgebungstemperatur befindlichen Anlagenteile und insbesondere alle Anlagenteile, die eine Temperatur von weniger als 0 °C, besonders bevorzugt weniger als - 2O0C besitzen, und ganz besonders bevorzugt alle Anlagenteile, die mit den Trockeneis-Pellets direkt in Kontakt kommen, durch die erfindungsgemäße Inertgashülle von der Umgebungsluft abgeschirmt. Dies kann dadurch erfolgen, dass alle kalten Anlagenteile von einem gemeinsamen Gehäuse umgeben werden oder dass mehrere separate Gehäuse vorgesehen sind. Wie oben bereits erwähnt, kann die Inertisierung auch durch Umspülen des Anlagenteils mit Inertgas vorgenommen werden, ohne dass ein entsprechendes Gehäuse vorgesehen werden muss. Letztere Methode wird insbesondere bei der Inertisierung der Strahldüse mit Vorteil angewandt.
Durch die erfindungsgemäße Abschirmung der kalten Anlagenteile von der Umgebungsluft werden feuchtigkeitsbedingte und insbesondere vereisungsbedingte Beschädigungen der Trockeneisstrahlanlage oder des zu bestrahlenden Objekts vermieden. Die erfindungsgemäße Anlage kann auch im Dauerbetrieb eingesetzt werden. Unterbrechungen des Betriebs, wie sie bisher zur Entfernung von Vereisungen notwendig waren, können unterbleiben.
Die Erfindung eignet sich sowohl für Ein-Schlauch- als auch für Zwei-Schlauch- Anlagen. Bei einem Ein-Schlauch-Strahlsystem werden die Trockeneis-Pellets mit einer Dosiervorrichtung, beispielsweise einer rotierenden Dosierscheibe, direkt in einen Druckluftstrom dosiert, zur Strahldüse gefördert, dort beschleunigt und dann abgestrahlt. Bei einer Zwei-Schlauch-Strahlanlage erzeugt der über einen ersten Schlauch zur Strahlpistole geführte Druckluftstrom in der Strahlpistole, das heißt unmittelbar vor der Strahldüse, einen Unterdruck. Die Trockeneis-Pellets werden zum Beispiel mit einer Dosierschnecke in den Ansaugbereich transportiert, über einen zweiten Schlauch angesaugt, in der Strahlpistole mit dem Druckluftstrom zusammengeführt, beschleunigt und abgestrahlt. In beiden Fällen, das heißt bei EinSchlauch sowie bei Zwei-Schlauch-Anlagen, ist es günstig, die kalten Anlagenteile, insbesondere diejenigen mit einer Temperatur von weniger als 10 0C, erfindungsgemäß mit Inertgas zu umgeben.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei zeigt die
Figur eine erfindungsgemäße Ein-Schlauch-Anlage zum Trockeneisstrahlen.
In der Figur ist eine Ein-Schlauch-Anlage zum Trockeneisstrahlen schematisch dargestellt. Die Anlage weist einen Pelletierer 1 und eine Strahlvorrichtung 2 auf. Der Pelletierer 1 ist über eine Zufuhrleitung 3 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Flüssig-Kohlendioxid-Tank verbunden. Durch Öffnen des Ventils 4 kann flüssiges Kohlendioxid dem Pelletierer 1 zugeführt werden. Das flüssige Kohlendioxid wird in eine Schneekammer 5 entspannt. Bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxids entsteht ein Gemisch aus festem Kohlendioxidschnee und Kohlendioxidgas.
Die Schneekammer 5 ist mit einem Kolben 6 versehen, der über einen nicht gezeigten Antrieb bewegt werden kann. Durch die Bewegung des Kolbens 6 wird in der
Schneekammer 5 befindlicher Kohlendioxidschnee verdichtet und durch eine Matrize 7 gepresst, wobei einzelne Stränge aus festem Kohlendioxid gebildet werden. Mittels einer Schneidvorrichtung 8 werden von diesen Kohlendioxid-Strängen etwa reiskorngroße Teilchen, die so genannten Pellets, abgeschnitten oder abgebrochen. Die Pellets fallen in den Vorratsbehälter 9 und werden dort zwischengelagert. Über eine Dosiervorrichtung 10, beispielsweise eine drehbare Scheibe mit geeigneten Löchern, werden die Pellets bei Bedarf einem Druckluftstrom 11 zudosiert. Der Druckluft-Pellet-Strahl wird über einen Schlauch 12 zu einer Strahlpistole 13 geführt, beschleunigt und abgestrahlt.
Sowohl der Pelletierer 1 als auch die Strahlvorrichtung 2 sind jeweils von einem Gehäuse 14, 15 umgeben. Bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxids im Pelletierer 1 entsteht neben dem gewünschten Kohlendioxidschnee auch gasförmiges Kohlendioxid. Das Kohlendioxidgas kann über gitterförmige Austrittsöffnungen 16, 17 aus der Schneekammer 5 entweichen beziehungsweise wird bei einem Kompressionsakt des Kolbens 6 durch die Öffnungen 16, 17 gedrückt. Die beiden Gehäuse 14, 15 sind zudem über eine Verbindungsleitung 18 miteinander verbunden, so dass Kohlendioxidgas zwischen den Gehäusen 14, 15 ausgetauscht werden kann.
Bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxids entsteht soviel gasförmiges Kohlendioxid, dass dieses ausreicht, um beide Gehäuse 14, 15 zu inertisieren, das heißt die Umgebungsluft aus den Gehäusen 14, 15 zu verdrängen. Zu diesem Zweck, und außerdem als Überdrucksicherung, sind die Gehäuse 14, 15 an ihrer Oberseite mit Überdruckventilen oder nur einfachen Öffnungen 19, 20 versehen. Da Kohlendioxid schwerer als Luft ist, sammelt sich die Luft oben in den Gehäusen 14, 15 und wird bei entsprechender Zufuhr an Kohlendioxid durch die oberen Öffnungen 19, 20 an die Umgebung abgegeben.
Alle Ventile 4, Regler und sonstigen Instrumente 16 sind außerhalb der Gehäuse 14, 15 angeordnet, damit diese nicht der kalten Kohlendioxidatmosphäre ausgesetzt sind. Auf diese Weise werden temperaturbedingte Fehlfunktionen vermieden.
Der Vorratsbehälter 9 ist auf einer Waage 21 angeordnet, welche über eine Steuerleitung 22 mit einer Steuereinheit 23 verbunden ist, die wiederum den Verdichter bzw. Kolben 6 ansteuert. Mittels der Waage 21 wird die aktuelle Menge an Pellets im Vorratsbehälter 9 bestimmt und bei Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestmenge an Pellets wird der Pelletierer 1 automatisch gestartet. Umgekehrt wird der Pelletierer 1 gestoppt, wenn der Vorratsbehälter 9 gefüllt ist. Auf diese Weise stehen immer ausreichend Pellets zum Strahlen zur Verfügung.

Claims

Patentansprüche
1. Trockeneisstrahlanlage mit einem Pelletierer (1) zur Erzeugung von Trockeneis-Pellets, umfassend
- Mittel zum Entspannen von flüssigem Kohlendioxid, um Kohlendioxidschnee zu erzeugen,
- eine Schneekammer (5) zur Aufnahme des erzeugten Kohlendioxidschnees,
- einen Verdichter (6) zum Verdichten des Kohlendioxidschnees,
- und eine mit Öffnungen versehenen Matrize (7), durch die der Kohlendioxidschnee gepresst werden kann, um Trockeneis-Pellets zu erzeugen, und mit einer Strahlvorrichtung (2) dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlvorrichtung (2)
- einen Vorratsbehälter (9) für die Trockeneis-Pellets,
- einen Strahlschlauch (12), - eine Strahldüse (13) und
- eine Dosiervorrichtung (10), um Trockeneis-Pellets aus dem Vorratsbehälter (9) in den Strahlschlauch (12) zu dosieren, umfasst.
2. Trockeneisstrahlanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Erzeugen einer Inertgas-Atmosphäre, insbesondere CO∑-Atmosphäre, zumindest in der Dosiervorrichtung (10) vorgesehen sind.
3. Trockeneisstrahlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Erzeugen einer Inertgas-Atmosphäre in den Teilen des Pelletierers (1) und der
Strahlvorrichtung (2) vorgesehen sind, die mit dem Kohlendioxidschnee oder den Trockeneis-Pellets in Kontakt kommen.
4. Trockeneisstrahlanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Erzeugen eines Inertgas-Überdrucks vorgesehen sind.
5. Trockeneisstrahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (9) und die Dosiervorrichtung (10) in einem Gehäuse (15) angeordnet sind, welches Mittel (18) zum Erzeugen einer Inertgas-Atmosphäre in dem Gehäuse (15) aufweist.
6. Trockeneisstrahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erzeugung eines Inertgas-Hüllstrahles um die
Strahldüse (13) vorgesehen sind.
7. Verfahren zum Strahlen von Trockeneis-Pellets, wobei flüssiges Kohlendioxid entspannt und ein Gemisch aus Kohlendioxidschnee und gasförmigem Kohlendioxid erzeugt wird, wobei der Kohlendioxidschnee in einer Schneekammer
(5) verdichtet und durch eine mit Öffnungen versehene Matrize (7) gepresst wird, um Trockeneis-Pellets zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockeneis-Pellets in einen Vorratsbehälter (9) eingebracht und mittels einer Dosiervorrichtung (10) aus dem Vorratsbehälter (9) in einen Strahlschlauch (12) gefördert und abgestrahlt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Dosiervorrichtung (10) eine Inertgasatmosphäre, insbesondere eine CO2- Atmosphäre, erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der CO2-Atmosphäre gasförmiges CO2 genutzt wird, welches bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxids entsteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Erzeugung der Inertgas-Atmosphäre genutzte Inertgas angewärmt wird, vorzugsweise auf Umgebungstemperatur.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlschlauch (12) mit einem Inertgas, insbesondere mit CO2, gespült wird.
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