WO2021069652A1 - Device for producing dry ice - Google Patents

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WO2021069652A1
WO2021069652A1 PCT/EP2020/078391 EP2020078391W WO2021069652A1 WO 2021069652 A1 WO2021069652 A1 WO 2021069652A1 EP 2020078391 W EP2020078391 W EP 2020078391W WO 2021069652 A1 WO2021069652 A1 WO 2021069652A1
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WO
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chamber
plunger
dry ice
drive
piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/078391
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg Peter MEHRER
Frank Viertel
Original Assignee
CryonCo GmbH & Co. KG
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • C01B32/55—Solidifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/24—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by rack-and-pinion means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/42—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by magnetic means, e.g. electromagnetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/027—Particular press methods or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/26—Extrusion presses; Dies therefor using press rams

Definitions

  • the invention relates to a device for producing dry ice with the features of the preamble of claim
  • the invention is based on the object of enabling a comparatively inexpensive operation of a device for producing dry ice with simple structural means. It is desirable to avoid contamination by hydraulic oil as much as possible.
  • the invention achieves this object by a device for producing dry ice with the features of claim 1.
  • the device is characterized in that the plunger drive is designed as an electromechanical drive.
  • electromechanical in contrast to hydraulic or electro-hydraulic drives, the use of an electromechanical drive is therefore proposed.
  • Electromechanical in this context means that the drive has an electrical drive source (motor) which is directly or indirectly mechanically, but not hydraulically or pneumatically, coupled to the plunger and can drive it. Since no hydraulic drive components are provided, can
  • connection between the first chamber (“snow chamber”) and the second chamber (“pressing chamber”) can be designed in such a way that the first chamber opens into the second chamber.
  • the device can produce dry ice in the form of disks, blocks and / or pellets.
  • the plunger drive can have an electric motor which is coupled to the plunger by means of a gear. This creates a structurally favorable coupling of the electric motor and plunger.
  • a comparatively compact electric motor can be used with a correspondingly geared transmission.
  • self-locking can be achieved through the transmission.
  • the transmission output can be coupled to the plunger or the plunger rod.
  • a servo or synchronous motor or an asynchronous motor can be used as the electric motor.
  • the transmission can be designed as a screw jack, bevel gear, worm gear, planetary roller screw drive or lifting screw drive. This creates a structurally simple and robust implementation of a rotary movement of the electric motor into a translational movement of the transmission output. This favors a coupling of the transmission output with the plunger or plunger rod.
  • a control can be provided which controls the electric motor. This can be used to regulate the operation and functions of the electric motor.
  • control can be set up in such a way that the end position of the plunger in the second chamber relative to the end of the second chamber facing away from the plunger can be adjusted by specifying the desired thickness of the dry ice. This can be used to produce dry ice slices or blocks of dry ice in a desired thickness.
  • the end position means the distance between the dem Chamber interior or the piston head facing the dry ice to the end of the chamber along the
  • the thickness of the dry ice slices or dry ice blocks can be adjusted in defined steps, e.g. in 1mm steps with a thickness of 15-30mm (millimeters) and / or in 5mm steps with a thickness of 30mm. 100mm.
  • the electric motor can advantageously have an (internal) transmitter, by means of which the position of the plunger in the second chamber can be determined.
  • the position of the plunger (position along the central longitudinal direction of the second chamber) can thus be determined on the basis of the motor revolutions made or the rotational position in which the rotor or the motor shaft is located.
  • the use of an encoder for the electric motor contributes to a simple and cost-effective solution, since separate (external) sensors can be dispensed with.
  • the encoder of the electric motor can be an incremental encoder, for example an incremental rotary encoder.
  • the encoder signal can be transmitted to the control of the electric motor.
  • an (external) sensor system for determining the position of the press piston (position along the central longitudinal direction of the second chamber) in the second chamber can be provided on the press piston drive or on the second chamber.
  • the position of the plunger can be determined by measurement by means of the sensors.
  • a potentiometer for example a Linear potentiometer.
  • a determined position signal can be transmitted to the control of the electric motor.
  • the electric motor for example a linear potentiometer.
  • the control system can be set up in such a way that the pressing force to be applied to the dry ice by the press piston serves as a target variable for the control system.
  • the dry ice can be compressed with a defined density through a targeted pressing force.
  • the aim here is preferably a dry ice density of 1.5 to 1.56 g / cm 3 (grams per cubic centimeter).
  • the pressing force required to obtain a defined density can, for example, be determined beforehand in tests. A high level of accuracy and good reproducibility can be achieved.
  • a characteristic curve can be stored in the control of the electric motor which assigns different levels of power consumption of the electric motor to an associated pressing force of the plunger. This contributes to a structurally favorable configuration, since a defined pressing force can be applied to the dry ice with a certain power consumption of the electric motor by the pressing piston. A defined power consumption or energization of the electric motor leads to a specific pressing force on the plunger, which in turn compresses the dry ice to a defined density.
  • the characteristic curve or measured values, based on whose characteristic curve can be determined can be determined, for example, through experiments.
  • a force measuring device connected electrically and / or electronically to the control can be provided, which detects the pressing force applied by the plunger and transmits this to the control. This enables the force actually applied by the plunger to be recorded.
  • the force measuring device can, for example, be mounted on the press piston or on the piston rod of the press piston.
  • the force measuring device can, for example, be arranged between the piston rod and the plunger or between the transmission output and the piston rod in order to be able to detect acting forces.
  • the force measuring device can, for example, be based on strain gauge technology (strain gauges) and be designed as a load cell.
  • the plunger drive can advantageously be designed in such a way that the plunger can be moved with a uniform advance under load. This promotes high accuracy and reproducibility in the production of dry ice, since jerky movements can be avoided.
  • the plunger is "under load” when it applies a force to dry ice (to be compressed).
  • the controller can have a logic by means of which a load-free state of the plunger can be recognized, so that the plunger drive is activated in one step when the load-free state is recognized
  • Fast driving mode is operable.
  • empty trips or routes without load can be run through in the "high-speed” mode, for example when driving back or when "pre-pressing” (snow is still loosely on the plunger, which moves from an initial position to compress the snow in the second chamber) .
  • time can be saved, as a result of which the throughput of the device for producing dry ice can be increased.
  • control can be set up in such a way that when the end position (desired thickness of the dry ice, see above) is reached, the pressing force to be applied to the dry ice by the plunger is maintained by energizing the electric motor for a predetermined holding period. This improves the quality of the dry ice, as the dry ice retains its compressed shape even better.
  • the holding time can be, for example, 1 to 3 seconds.
  • a slide piston can be arranged in the first chamber which can be displaced by means of a piston drive device along the central longitudinal direction of the first chamber, the piston drive device being designed as an electromechanical drive.
  • Piston drive device and slide piston can C0 2 snow generated in the first chamber from the first chamber be pushed out, for example.
  • the electromechanical drive can have an electric motor.
  • the electric motor can act on a toothed rack, for example, via a gear mounted on the motor shaft, which is mechanically connected to the slide piston.
  • the second chamber can expediently have a dry ice outlet which opens into a dispensing area for removing the dry ice produced, a dispensing slide for pushing out dry ice being provided in the dispensing area, the dispensing slide being displaceable by a slide drive device along a pushing-out direction, the slide drive device as electromechanical drive is formed. This, too, can further reduce the risk of contamination of CC ⁇ snow or dry ice by hydraulic oil.
  • the electromechanical drive can have an electric motor.
  • the electric motor can act on a toothed rack, for example, via a gear mounted on the motor shaft, which is mechanically connected to the dispensing slide.
  • the dispensing slide can be set up in such a way that it is in an extended position (dispensing slide is located at or near the dispensing device, such as a slide, for example) for The purpose of closing the dry ice outlet is used (explained again below).
  • a guide device can be provided by means of which the plunger and / or the plunger rod of the plunger is guided. This increases the stability of the plunger drive relative to the second chamber.
  • the device for producing dry ice can have a frame on or in which the components of the device are attached.
  • several guide rods can be arranged, the central longitudinal direction of which is aligned parallel to the central longitudinal direction of the second chamber.
  • the guide rods can be coupled to the frame.
  • a plate can be provided which, for example, is displaceably guided on the guide rods by means of slide bushings.
  • the plate On one side of the plate, the plate can be coupled to a transmission output of the transmission. On an opposite side of the plate, the plate can be coupled to the plunger or a piston rod of the plunger.
  • the force measuring device can also be attached to the plate.
  • the force measuring device can be arranged on the side of the plate facing (opposite) the second chamber between the plate and the plunger or the plunger rod of the plunger.
  • Fig.l an embodiment of a device for
  • FIG. 1 shows an apparatus for producing dry ice, which is designated as a whole by the reference numeral 10.
  • the device 10 is shown here in a schematic principle diagram, on the basis of which the basic structure and the function of the device 10 are to be explained.
  • the device 10 basically has a first chamber 12 (snow chamber 12), a second chamber 14 (pressing chamber 14) and a closing and / or dispensing area 16.
  • the first chamber 12 (snow chamber 12) is used to produce CC> 2 snow starting from liquid carbon dioxide supplied from the first chamber 12.
  • the first chamber 12 is connected via a feed line 18 to a reservoir 20 in which carbon dioxide liquefied under pressure is contained.
  • the supply line 18 opens via one or more accesses 22 into the interior 24 of the first chamber 12.
  • Nozzles (not shown in detail) can be provided at the accesses 22.
  • Via adjustable valves 26, the flow of liquefied CO2 into the first chamber 12 can be regulated.
  • a slide piston 28 is provided, which can be displaced by means of a piston drive device 30 (cf. FIG. 2) along a central longitudinal direction 32 of the first chamber 12.
  • the slide piston 28 is guided, for example, by means of two piston rings on the inner surface of the chamber wall 36 of the first chamber 12.
  • the first chamber 12 is delimited to the outside by the chamber wall 36.
  • the first chamber 12 is delimited at one end by the piston head 38 of the displaceable slide piston 28 (see FIG. 1).
  • the first chamber 12 opens into the second chamber 14 via an opening 40.
  • the second chamber 14 (pressing chamber 14) is used to compress or press CCb snow introduced into the second chamber 14.
  • the second chamber 14 has a press piston 42 which can be displaced by means of a press piston drive 44 (see FIG. 2) along the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14.
  • the central longitudinal direction 32 of the first chamber 12 and the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14 are, for example, oriented orthogonally to one another. A compression of CC ⁇ snow thus takes place "upwards" in FIG.
  • the plunger 42 is preferably designed such that the opening 40 from the first chamber 12 into the second chamber 14 by means of the Pressing piston 42 can be closed (the mouth 40 is closed when the pressing piston 42 has moved along the central longitudinal direction 46 over a certain amount to the dry ice outlet 52).
  • the second chamber 14 is delimited towards the outside by a chamber wall 48.
  • the second chamber 14 is delimited at one end by the piston head 50 of the press piston 42.
  • the second chamber 14 has a dry ice outlet 52 which opens into the output area 16 for removing produced dry ice.
  • An output device 54 is attached to the output area 16, for example in the form of a belt or a chute, by means of which the dry ice can be fed to a collecting container or container for dry ice, for example.
  • a tool holder 56 for receiving exchangeable tool inserts for dry ice shaping is arranged at the dry ice outlet 52.
  • the tool holder 56 is designed in particular as a frame-shaped structure (tool frame), so that different tool inserts can be inserted or pushed in. This enables the production of dry ice blocks, dry ice slices or dry ice pellets, depending on the use of a tool insert.
  • an output pusher 58 for pushing out dry ice is also provided, the output pusher 58 being driven by a pusher drive device 60 (see FIG. 2) can be displaced along a push-out direction 62 (see FIG. 1).
  • the dispensing slide 58 is designed in such a way that the dry ice outlet 52 can be closed by means of the dispensing slide 58.
  • extruded dry ice dry ice pellets
  • dry ice blocks or disks can also be produced, as explained above.
  • the discharge slide 58 is angled in a wedge shape at its free end 64, which favors the separation of dry ice.
  • FIG. 2 shows the device 10 for producing dry ice (dry ice production plant 10) in a side view, only a few components being provided with reference symbols for reasons of clarity. It can be seen that the device 10 has a frame 66 to which the components of the device 10 are attached. Covering elements 68 for covering the device 10 can optionally be attached to the frame 66.
  • the plunger drive 44 is designed as an electromechanical drive.
  • the press piston drive 44 has an electric motor 70 which is coupled to the press piston 42 by means of a gear 72.
  • the gear 72 is designed as a lifting spindle gear.
  • the motor shaft 71 of the electric motor 70 is coupled to the gear drive (see FIG. 2).
  • Electric motor 70 and gear 72 can be provided with a fixed or switchable coupling.
  • a guide device 76 is also provided, by means of which the press piston 42 and / or the piston rod 78 of the press piston 42 is guided.
  • a plurality of guide rods 80 are arranged, the central longitudinal direction of which is aligned parallel to the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14.
  • the guide rods 80 are coupled to the frame 66.
  • a plate 82 is provided, which is slidably guided on the guide rods 80 by means of slide bushings 84, for example.
  • the gear 72 has a spindle (not shown in the figures) to which a spindle nut 86 is applied.
  • a spindle nut 86 By rotating the spindle, the spindle nut 86 can be displaced translationally along the spindle longitudinal direction 85 (which is parallel to the central longitudinal direction 46).
  • the spindle nut 86 can be coupled to the plate 82 directly or through an optional intermediate bushing 88. If the spindle nut 86 is displaced, the plate 82 is also displaced.
  • the plate 82 On the other side of the plate 82, the plate 82 is connected to the piston rod 78 of the plunger 42.
  • a force measuring device 90 can be provided between the plate 82 and the piston rod 78, which can be designed as a load cell, for example.
  • a control 92 (only shown schematically here) is provided for the electric motor 70, which controls the electric motor 70.
  • the controller 92 can be connected to the electric motor 70 via a control line 94.
  • the controller 92 is set up such that the end position of the plunger 42 in the second chamber 14 relative to the end facing away from the plunger 42 (end located on the tool holder 56) of the second chamber 14 can be set by specifying the desired thickness of the dry ice.
  • the electric motor 70 has an (internal) encoder, by means of which the position of the plunger 42 in the second chamber 14 can be determined.
  • an (external) sensor system for determining the position of the press piston 42 in the second chamber 14 can be provided on the press piston drive 44 or on the second chamber 14 (not shown).
  • the controller 92 is set up in such a way that the pressing force to be applied to the dry ice by the pressing piston 42 serves as the target variable.
  • a characteristic curve can be stored in the controller 92, which assigns various current consumptions of the electric motor 70 to a pressing force of the press piston 42.
  • a force measuring device 90 connected to the controller 92 can be provided, which detects the pressing force applied by the pressing piston 42 to the dry ice to be compressed and transmits this to the controller 92.
  • the press piston drive 44 is designed in such a way that the press piston 42 can be moved with a uniform advance under load.
  • the controller 92 has a logic by means of which a load-free state of the plunger 42 can be recognized, so that the plunger drive 44 can be operated in a high-speed mode when the load-free state is recognized, as explained above.
  • the controller 92 is set up in such a way that when the end position is reached, the pressing force to be applied to the dry ice by the pressing piston 42 is maintained by energizing the electric motor 70 for a predetermined holding period.
  • the piston drive device 30 by means of which the slide piston 28 can be displaced along the central longitudinal direction 32 of the first chamber 12, is designed as an electromechanical drive.
  • the piston drive device 30 has an electric motor 31, on the motor shaft of which a gear is attached (not shown). This gear is with a rack 33 in Engagement, which is coupled to the piston rod 35 of the slide piston 28 or at least partially forms this.
  • the slide drive device 60 by means of which the dispensing slide 58 can be displaced in the dispensing area 16 along a push-out direction 62, is designed as an electromechanical drive.
  • the slide drive device 60 can have an electric motor 61 which is coupled to a toothed rack 63.
  • the rack 63 is coupled to a slide rod 65 of the discharge slide 58 or at least partially forms it.
  • the device 10 for producing dry ice works as follows: To produce CC ⁇ snow, the slide piston 28 in the first chamber 12 is moved by means of the piston drive device 30 into the retracted position facing away from the mouth 40 (to the right in FIG. 1). The press piston 42 is displaced by means of the press piston drive 44 along the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14 in such a way that the press piston 42 is located in front of the opening 40 and closes it.
  • CO2, liquefied under pressure can be introduced from the reservoir 20 via the supply line 18 and the accesses 22 into the first chamber 12 or the interior 24 of the first chamber 12.
  • the CO2, liquefied under pressure relaxes here.
  • a part of the CO2 is evaporated and can through perforated sections of the chamber wall 36 and escape from the first chamber 12 through zones that remain free.
  • the heat required for evaporation is withdrawn practically suddenly from the rest of the CO2 remaining in the interior space 24, so that it cools down.
  • CCt snow carbon dioxide snow
  • the press piston 42 is displaced by means of the press piston drive 44 along the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14, so that the mouth 40 is released.
  • the slide piston 28 is displaced by means of the piston drive device 30 along the central longitudinal direction 32 in the direction of the mouth 40.
  • the CC ⁇ snow produced is thereby displaced from the first chamber 12 into the second chamber 14.
  • the still loose CC ⁇ snow is compressed and brought into the desired shape.
  • the corresponding die is inserted into the tool holder 56, for example a block die for the production of dry ice blocks.
  • the dispensing slide 58 is displaced along the pushing-out direction 62 by means of the slide drive device 60, so that the dry ice outlet 52 is closed by the dispensing slide 58.
  • the press piston 42 is moved in the direction of the dry ice outlet 52 by means of the press piston drive 44.
  • the CC ⁇ snow is compressed and, under pressure, deformed into the shape given by the die, here for example a block die. This creates a block of dry ice, for example.
  • the dry ice is compressed with a defined density, as explained above.
  • the discharge slide 58 is displaced again so that the dry ice outlet 52 is released.
  • the plunger 42 can be displaced further towards the dry ice outlet 52 so that the formed dry ice block is guided out of the dry ice outlet 52 and can be pushed from the block die onto the dispensing device 54 by moving the dispensing slide 58.
  • the dry ice outlet 52 is closed again by the discharge slide 58 so that further dry ice blocks can be produced.
  • a pane die can be used instead of the block die.
  • the block die and the disc die can be one and the same die.
  • An extrusion die is inserted into the tool holder 56 to produce dry ice pellets.
  • the production of C0 2 snow in the first chamber 12 and the relocation of the C0 2 snow produced into the second chamber 14 takes place as described above.
  • the plunger 42 is moved in the direction of the dry ice outlet 52, the C0 2 snow being pressed under pressure through the extrusion die.
  • the dispensing slide 58 is initially in the retracted position so that the dry ice outlet 52 is released. Depending on the desired length of the dry ice Pellets, the dispensing slide 58 is displaced in the direction of the dry ice outlet 52, with sections of extruded dry ice protruding from the dry ice outlet 52 or the extrusion die being separated and moved to the dispensing device 54.
  • the dry ice can be compressed with a defined density by monitoring the power consumption of the electric motor 70 of the plunger drive 44 and / or by detecting the applied force with the force measuring device 90.
  • the output slide 58 is then withdrawn again and, after the sections of dry ice protrude in the desired length from the dry ice outlet 52 or the extrusion die, in the direction of the
  • Relocated dry ice outlet 52 to separate the protruding sections and move them to dispenser 54.

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Abstract

The invention relates to a device (10) for producing dry ice, comprising: a first chamber (12) for producing snow starting from liquid carbon dioxide supplied to the first chamber (12); and a second chamber (14) for compressing snow produced in the first chamber (12) by means of a pressing piston (42) to form dry ice, the pressing piston (42) being movable in the central longitudinal direction (46) of the second chamber (14) by means of a pressing piston drive (44), is designed and developed such that the pressing piston drive (44) is an electromechanical drive, in order to make possible, using simple design means, comparatively economical operation.

Description

Titel : Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis Title: Apparatus for producing dry ice
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis mit den Merkmalen des Oberbegriffs von AnspruchThe invention relates to a device for producing dry ice with the features of the preamble of claim
1. 1.
Vorrichtungen zum Herstellen von Trockeneis (festes Kohlenstoffdioxid) sind aus dem Stand der Technik bekannt, bspw. aus DE 1891 822 U. Bei dieser Vorrichtung wird in den Pressenraum flüssiges und unter Druck stehendes Kohlenstoffdioxid (CO2) eingeführt, wobei dieses im Pressenraum auf einen geringeren Druck abfällt. Durch den Druckabfall erfolgt eine Entspannung des flüssigen Kohlenstoffdioxids, wodurch ein großer Teil des flüssigen Kohlenstoffdioxids in festes Kohlenstoffdioxid - CC^-Schnee - überführt wird. Nach dem Füllen des Pressenraumes mit CC>2-Schnee wird der Pressen-Kolben betätigt, der den zunächst lockeren CC^-Schnee zusammenpresst. Eine Betätigung des Pressen-Kolbens kann bspw. manuell, d.h. händisch durch einen Werker, oder mittels eines hydraulischen Presskolbenantriebs erfolgen. Hiermit kann CC>2-Schnee auf einfache Weise zu festen Trockeneisblöcken verpresst werden. Devices for producing dry ice (solid carbon dioxide) are known from the prior art, for example from DE 1891 822 U. In this device, liquid and pressurized carbon dioxide (CO2) is introduced into the press room, this being reduced to a lower level in the press room Pressure drops. The pressure drop causes the liquid carbon dioxide to expand, which causes a large part of the liquid Carbon dioxide is converted into solid carbon dioxide - CC ^ snow. After the press room has been filled with CC> 2 snow, the press piston is actuated, which compresses the initially loose CC ^ snow. The press piston can be actuated, for example, manually, that is to say by hand by a worker, or by means of a hydraulic press piston drive. With this, CC> 2 snow can be pressed into solid dry ice blocks in a simple way.
Allerdings ist problematisch, dass, um Verunreinigungen des Trockeneises durch Hydrauliköl zu vermeiden, ein hoher konstruktiver Aufwand zur Abdichtung desHowever, it is problematic that, in order to avoid contamination of the dry ice by hydraulic oil, a high structural effort for sealing the
Presskolbenantriebs und eine penible Wartung erforderlich sind. Dies erschwert einen kostengünstigen Betrieb einer Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis. Plunger drive and meticulous maintenance are required. This makes it difficult to operate a device for producing dry ice in a cost-effective manner.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln einen vergleichsweise kostengünstigen Betrieb einer Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis zu ermöglichen. Dabei ist wünschenswert, Verunreinigungen durch Hydrauliköl möglichst zu vermeiden. The invention is based on the object of enabling a comparatively inexpensive operation of a device for producing dry ice with simple structural means. It is desirable to avoid contamination by hydraulic oil as much as possible.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass dass der Presskolbenantrieb als elektromechanischer Antrieb ausgebildet ist. Es wird somit im Unterschied zu hydraulischen oder elektro hydraulischen Antrieben die Verwendung eines elektromechanischen Antriebes vorgeschlagen. Elektromechanisch meint in diesem Zusammenhang, dass der Antrieb eine elektrische Antriebsquelle (Motor) aufweist, die unmittelbar oder mittelbar mechanisch, aber eben nicht hydraulisch bzw. pneumatisch, mit dem Presskolben gekoppelt ist und diesen antreiben kann. Da keine hydraulischen Antriebskomponenten vorgesehen sind, könnenThe invention achieves this object by a device for producing dry ice with the features of claim 1. According to this, the device is characterized in that the plunger drive is designed as an electromechanical drive. In contrast to hydraulic or electro-hydraulic drives, the use of an electromechanical drive is therefore proposed. Electromechanical in this context means that the drive has an electrical drive source (motor) which is directly or indirectly mechanically, but not hydraulically or pneumatically, coupled to the plunger and can drive it. Since no hydraulic drive components are provided, can
Verunreinigungen von Trockeneis durch Hydrauliköl vermieden werden. Somit ist der Einsatz von entsprechend hergestelltem Trockeneis in der Lebensmittelindustrie möglich, bspw. kann Trockeneis zur direkten Lebensmittelkühlung eingesetzt werden. Durch einen elektromechanischen Antrieb lassen sich zudem eine verbesserte Reproduzierbarkeit und vergleichsweise gleichmäßige Produkte erreichen. Contamination of dry ice by hydraulic oil can be avoided. Thus, the use of appropriately manufactured dry ice in the food industry is possible, for example dry ice can be used for direct food cooling. An electromechanical drive also enables improved reproducibility and comparatively uniform products.
Die Verbindung von erster Kammer ("Schneekammer") und zweiter Kammer ("Presskammer") kann so ausgeführt sein, dass die erste Kammer in die zweite Kammer mündet. Unabhängig davon kann durch die Vorrichtung eine Herstellung von Trockeneis in Form von Scheiben, Blöcken und/oder Pellets erfolgen. The connection between the first chamber (“snow chamber”) and the second chamber (“pressing chamber”) can be designed in such a way that the first chamber opens into the second chamber. Independently of this, the device can produce dry ice in the form of disks, blocks and / or pellets.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Presskolbenantrieb einen Elektromotor aufweisen, der mittels eines Getriebes mit dem Presskolben gekoppelt ist. Dadurch ist eine konstruktiv günstige Kopplung von Elektromotor und Presskolben geschaffen. Durch Einsatz eines entsprechend übersetzten Getriebes kann ein vergleichsweise kompakter Elektromotor eingesetzt werden. Zudem kann durch das Getriebe eine Selbsthemmung erreicht werden. Der Getriebeabtrieb kann mit dem Presskolben oder der Presskolbenstange gekoppelt sein. Als Elektromotor kann ein Servo- oder Synchronmotor oder ein Asynchronmotor eingesetzt werden. In the context of a preferred embodiment, the plunger drive can have an electric motor which is coupled to the plunger by means of a gear. This creates a structurally favorable coupling of the electric motor and plunger. Through commitment A comparatively compact electric motor can be used with a correspondingly geared transmission. In addition, self-locking can be achieved through the transmission. The transmission output can be coupled to the plunger or the plunger rod. A servo or synchronous motor or an asynchronous motor can be used as the electric motor.
In vorteilhafter Weise kann das Getriebe als Hubgetriebe, Kegelradgetriebe, Schneckengetriebe, Planetenrollengewindespindelgetriebe oder Hubspindelgetriebe ausgebildet sein. Dadurch ist eine konstruktiv einfache und robuste Umsetzung einer rotatorischen Bewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung des Getriebeabtriebs geschaffen. Dies begünstigt eine Kopplung des Getriebeabtriebs mit dem Presskolben oder der Presskolbenstange. In an advantageous manner, the transmission can be designed as a screw jack, bevel gear, worm gear, planetary roller screw drive or lifting screw drive. This creates a structurally simple and robust implementation of a rotary movement of the electric motor into a translational movement of the transmission output. This favors a coupling of the transmission output with the plunger or plunger rod.
In zweckmäßiger Weise kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche den Elektromotor ansteuert. Hiermit lassen sich ein Betrieb und Funktionen des Elektromotors regeln. Appropriately, a control can be provided which controls the electric motor. This can be used to regulate the operation and functions of the electric motor.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Steuerung derart eingerichtet sein, dass die Endposition des Presskolbens in der zweiten Kammer relativ zum vom Presskolben abgewandten Ende der zweiten Kammer durch Vorgabe der gewünschten Dicke des Trockeneises einstellbar ist. Hiermit lassen sich Trockeneis-Scheiben oder Trockeneis-Blöcke in einer gewünschten Dicke hersteilen.In a preferred embodiment, the control can be set up in such a way that the end position of the plunger in the second chamber relative to the end of the second chamber facing away from the plunger can be adjusted by specifying the desired thickness of the dry ice. This can be used to produce dry ice slices or blocks of dry ice in a desired thickness.
Die Endposition meint dabei den Abstand des dem Kammerinnenraum bzw. dem Trockeneis zugewandten Kolbenbodens bis zum Kammerende entlang derThe end position means the distance between the dem Chamber interior or the piston head facing the dry ice to the end of the chamber along the
Mittellängsrichtung der zweiten Kammer. Dabei ist denkbar, dass die Dicke der Trockeneis-Scheiben oder Trockeneis- Blöcke in definierten Schritten einstellbar ist, bspw. in lmm-Schritten bei einer Dicke von 15-30mm (Millimetern) und/oder in 5mm-Schritten bei einer Dicke von 30-100mm. Central longitudinal direction of the second chamber. It is conceivable that the thickness of the dry ice slices or dry ice blocks can be adjusted in defined steps, e.g. in 1mm steps with a thickness of 15-30mm (millimeters) and / or in 5mm steps with a thickness of 30mm. 100mm.
In vorteilhafter Weise kann der Elektromotor einen (internen) Geber aufweisen, mittels dem die Position des Presskolbens in der zweiten Kammer bestimmt werden kann. Somit kann anhand der getätigten Motorumdrehungen bzw. der Drehstellung, in der sich der Rotor bzw. die Motorwelle befindet, die Position des Presskolbens (Position entlang der Mittellängsrichtung der zweiten Kammer) bestimmt werden. Die Nutzung eines Gebers des Elektromotors trägt zu einer einfachen und kostengünstigen Lösung bei, da auf separate (externe) Sensorik verzichtet werden kann. Bei dem Geber des Elektromotors kann es sich um einen Inkrementalgeber, bspw. einen inkrementeilen Drehgeber handeln. Das Gebersignal kann an die Steuerung des Elektromotors übertragen werden. The electric motor can advantageously have an (internal) transmitter, by means of which the position of the plunger in the second chamber can be determined. The position of the plunger (position along the central longitudinal direction of the second chamber) can thus be determined on the basis of the motor revolutions made or the rotational position in which the rotor or the motor shaft is located. The use of an encoder for the electric motor contributes to a simple and cost-effective solution, since separate (external) sensors can be dispensed with. The encoder of the electric motor can be an incremental encoder, for example an incremental rotary encoder. The encoder signal can be transmitted to the control of the electric motor.
Alternativ oder ergänzend kann am Presskolbenantrieb oder an der zweiten Kammer eine (externe) Sensorik zur Positionsbestimmung des Presskolbens (Position entlang der Mittellängsrichtung der zweiten Kammer) in der zweiten Kammer vorgesehen sein. Mittels der Sensorik kann die Position des Presskolbens durch Messung bestimmt werden.Alternatively or in addition, an (external) sensor system for determining the position of the press piston (position along the central longitudinal direction of the second chamber) in the second chamber can be provided on the press piston drive or on the second chamber. The position of the plunger can be determined by measurement by means of the sensors.
Als Sensorik kann ein Potentiometer, bspw. ein Linearpotentiometer, eingesetzt werden. Ein ermitteltes Positionssignal kann an die Steuerung des Elektromotors übertragen werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann dieA potentiometer, for example a Linear potentiometer. A determined position signal can be transmitted to the control of the electric motor. In a preferred embodiment, the
Steuerung derart eingerichtet sein, dass die durch den Presskolben auf das Trockeneis aufzubringende Presskraft als Zielgröße für die Steuerung dient. Durch eine gezielt aufgebrachte Presskraft kann das Trockeneis mit einer definierten Dichte komprimiert werden. Ziel ist hier vorzugsweise eine Dichte des Trockeneises von 1,5 bis 1,56 g/cm3 (Gramm pro Kubikzentimeter). Die zum Erhalt einer definierten Dichte erforderliche Presskraft kann bspw. zuvor in Versuchen ermittelt werden. Es lassen sich eine hohe Genauigkeit und eine gute Reproduzierbarkeit erreichen . The control system can be set up in such a way that the pressing force to be applied to the dry ice by the press piston serves as a target variable for the control system. The dry ice can be compressed with a defined density through a targeted pressing force. The aim here is preferably a dry ice density of 1.5 to 1.56 g / cm 3 (grams per cubic centimeter). The pressing force required to obtain a defined density can, for example, be determined beforehand in tests. A high level of accuracy and good reproducibility can be achieved.
In vorteilhafter Weise kann in der Steuerung des Elektromotors eine Kennlinie hinterlegt sein, welche unterschiedlich hohe Stromaufnahmen des Elektromotors jeweils einer zugehörigen Presskraft des Presskolbens zuordnet. Dies trägt zu einer konstruktiv günstigen Ausgestaltung bei, da bei einer gewissen Stromaufnahme des Elektromotors durch den Presskolben eine definierte Presskraft auf das Trockeneis aufgebracht werden kann. Eine definierte Stromaufnahme bzw. Bestromung des Elektromotors führt zu einer bestimmten Presskraft am Presskolben, wodurch wiederum das Trockeneis in einer definierten Dichte komprimiert wird. Die Kennlinie bzw. Messwerte, anhand derer die Kennlinie ermittelt werden kann, können bspw. durch Versuche bestimmt werden. In an advantageous manner, a characteristic curve can be stored in the control of the electric motor which assigns different levels of power consumption of the electric motor to an associated pressing force of the plunger. This contributes to a structurally favorable configuration, since a defined pressing force can be applied to the dry ice with a certain power consumption of the electric motor by the pressing piston. A defined power consumption or energization of the electric motor leads to a specific pressing force on the plunger, which in turn compresses the dry ice to a defined density. The characteristic curve or measured values, based on whose characteristic curve can be determined can be determined, for example, through experiments.
Alternativ oder ergänzend kann eine mit der Steuerung elektrisch und/oder elektronisch verbundene Kraftmesseinrichtung vorgesehen sein, die die durch den Presskolben aufgebrachte Presskraft erfasst und diese an die Steuerung übermittelt. Hiermit kann die durch den Presskolben tatsächlich aufgebrachte Kraft erfasst werden. Die Kraftmesseinrichtung kann bspw. am Presskolben oder an der Kolbenstange des Presskolbens montiert sein. Dabei kann die Kraftmesseinrichtung bspw. zwischen Kolbenstange und Presskolben oder zwischen Getriebeabtrieb und Kolbenstange angeordnet sein, um wirkende Kräfte erfassen zu können. Die Kraftmesseinrichtung kann bspw. auf DMS-Technologie (Dehnmessstreifen) basieren und als Kraftmessdose ausgebildet sein. As an alternative or in addition, a force measuring device connected electrically and / or electronically to the control can be provided, which detects the pressing force applied by the plunger and transmits this to the control. This enables the force actually applied by the plunger to be recorded. The force measuring device can, for example, be mounted on the press piston or on the piston rod of the press piston. The force measuring device can, for example, be arranged between the piston rod and the plunger or between the transmission output and the piston rod in order to be able to detect acting forces. The force measuring device can, for example, be based on strain gauge technology (strain gauges) and be designed as a load cell.
In vorteilhafter Weise kann der Presskolbenantrieb derart ausgebildet sein, dass der Presskolben unter Last mit einem gleichmäßigen Vorschub verfahrbar ist. Dies begünstige eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Herstellung von Trockeneis, da ruckartige Bewegungen vermieden werden können. "Unter Last" ist der Presskolben dann, wenn dieser eine Kraft auf (zu komprimierendes) Trockeneis aufbringt. The plunger drive can advantageously be designed in such a way that the plunger can be moved with a uniform advance under load. This promotes high accuracy and reproducibility in the production of dry ice, since jerky movements can be avoided. The plunger is "under load" when it applies a force to dry ice (to be compressed).
In zweckmäßiger Weise kann die Steuerung eine Logik aufweisen, mittels der ein lastfreier Zustand des Presskolbens erkennbar ist, so dass der Presskolbenantrieb bei Erkennung des lastfreien Zustandes in einem Schnellfahr-Modus betreibbar ist. Somit können Leerfahrten bzw. Fahrwege ohne Last im Modus "Schnellfahren" durchlaufen werden, bspw. beim Zurückfahren oder beim "Vorpressen" (Schnee liegt noch lose auf dem Presskolben, der aus einer Ausgangsstellung verfährt, um den Schnee in der zweiten Kammer zu komprimieren). Dadurch lässt sich eine Zeitersparnis erreichen, wodurch der Durchsatz der Vorrichtung zur Herstellung von Trockeneis erhöht werden kann. In an expedient manner, the controller can have a logic by means of which a load-free state of the plunger can be recognized, so that the plunger drive is activated in one step when the load-free state is recognized Fast driving mode is operable. In this way, empty trips or routes without load can be run through in the "high-speed" mode, for example when driving back or when "pre-pressing" (snow is still loosely on the plunger, which moves from an initial position to compress the snow in the second chamber) . As a result, time can be saved, as a result of which the throughput of the device for producing dry ice can be increased.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Steuerung derart eingerichtet sein, dass bei Erreichen der Endposition (gewünschte Dicke des Trockeneises, s.o.) die durch den Presskolben auf das Trockeneis aufzubringende Presskraft durch Bestromung des Elektromotors für eine vorgegebene Haltedauer aufrechterhalten wird. Dadurch wird die Qualität des Trockeneises begünstigt, da das Trockeneis seine komprimierte Form noch besser beibehält. Die Haltedauer kann bspw. 1 bis 3 Sekunden betragen. In a preferred embodiment, the control can be set up in such a way that when the end position (desired thickness of the dry ice, see above) is reached, the pressing force to be applied to the dry ice by the plunger is maintained by energizing the electric motor for a predetermined holding period. This improves the quality of the dry ice, as the dry ice retains its compressed shape even better. The holding time can be, for example, 1 to 3 seconds.
In vorteilhafter Weise kann in der ersten Kammer ein Schieberkolben angeordnet sein, der mittels einer Kolbenantriebseinrichtung entlang der Mittellängsrichtung der ersten Kammer verlagerbar ist, wobei die Kolbenantriebseinrichtung als elektromechanischer Antrieb ausgebildet ist. Dadurch lässt sich das Risiko einer Verunreinigung von C02 _Schnee bzw. Trockeneis durch Hydrauliköl weiter reduzieren. DurchIn an advantageous manner, a slide piston can be arranged in the first chamber which can be displaced by means of a piston drive device along the central longitudinal direction of the first chamber, the piston drive device being designed as an electromechanical drive. This makes it possible to further reduce the risk of contamination of C0 2 _ snow or dry ice by hydraulic oil. By
Kolbenantriebseinrichtung und Schieberkolben kann in der ersten Kammer erzeugter C02-Schnee aus der ersten Kammer ausgeschoben werden, bspw. in die zweite Kammer. Der elektromechanische Antrieb kann einen Elektromotor aufweisen. Der Elektromotor kann bspw. über ein auf der Motorwelle aufgebrachtes Zahnrad auf eine Zahnstange wirken, die mit dem Schieberkolben mechanisch verbunden ist. Piston drive device and slide piston can C0 2 snow generated in the first chamber from the first chamber be pushed out, for example. Into the second chamber. The electromechanical drive can have an electric motor. The electric motor can act on a toothed rack, for example, via a gear mounted on the motor shaft, which is mechanically connected to the slide piston.
In zweckmäßiger Weise kann die zweite Kammer einen Trockeneisauslass aufweisen, der in einen Ausgabebereich zur Entnahme des hergestellten Trockeneises mündet, wobei im Ausgabebereich ein Ausgabeschieber zum Ausschieben von Trockeneis vorgesehen ist, wobei der Ausgabeschieber durch eine Schieberantriebseinrichtung entlang einer Ausschieberichtung verlagerbar ist, wobei die Schieberantriebseinrichtung als elektromechanischer Antrieb ausgebildet ist. Auch hiermit lässt sich das Risiko einer Verunreinigung von CC^-Schnee bzw. Trockeneis durch Hydrauliköl weiter reduzieren. DurchThe second chamber can expediently have a dry ice outlet which opens into a dispensing area for removing the dry ice produced, a dispensing slide for pushing out dry ice being provided in the dispensing area, the dispensing slide being displaceable by a slide drive device along a pushing-out direction, the slide drive device as electromechanical drive is formed. This, too, can further reduce the risk of contamination of CC ^ snow or dry ice by hydraulic oil. By
Schieberantriebseinrichtung und Ausgabeschieber kann das Trockeneis auf eine Ausgabeeinrichtung ausgeschoben werden, bspw. ein Band oder eine Rutsche. Der elektromechanische Antrieb kann einen Elektromotor aufweisen. Der Elektromotor kann bspw. über ein auf der Motorwelle aufgebrachtes Zahnrad auf eine Zahnstange wirken, die mit dem Ausgabeschieber mechanisch verbunden ist. With the slide drive device and discharge slide, the dry ice can be pushed out onto an output device, for example a belt or a chute. The electromechanical drive can have an electric motor. The electric motor can act on a toothed rack, for example, via a gear mounted on the motor shaft, which is mechanically connected to the dispensing slide.
Unabhängig davon kann der Ausgabeschieber derart eingerichtet sein, dass dieser in einer ausgefahrenen Stellung (Ausgabeschieber befindet sich an oder nahe der Ausgabeeinrichtung, wie bspw. einer Rutsche) zum Verschließen des Trockeneisauslasses dient (weiter unten nochmals erläutert). Regardless of this, the dispensing slide can be set up in such a way that it is in an extended position (dispensing slide is located at or near the dispensing device, such as a slide, for example) for The purpose of closing the dry ice outlet is used (explained again below).
In vorteilhafter Weise kann eine Führungseinrichtung vorgesehen sein, mittels der der Presskolben und/oder die Kolbenstange des Presskolbens geführt ist. Dies erhöht die Stabilität des Presskolbenantriebs relativ zur zweiten Kammer. Die Vorrichtung zur Herstellung von Trockeneis kann einen Rahmen aufweisen, an oder in dem die Komponenten der Vorrichtung befestigt sind. Im Bereich des Presskolbenantriebs können mehrere Führungsstangen angeordnet sein, deren Mittellängsrichtung parallel zur Mittellängsrichtung der zweiten Kammer ausgerichtet ist. die Führungsstangen können mit dem Rahmen gekoppelt sein. Weiter kann eine Platte vorgesehen sein, die bspw. mittels Gleitbuchsen verschieblich an den Führungsstangen geführt ist. Advantageously, a guide device can be provided by means of which the plunger and / or the plunger rod of the plunger is guided. This increases the stability of the plunger drive relative to the second chamber. The device for producing dry ice can have a frame on or in which the components of the device are attached. In the area of the plunger drive, several guide rods can be arranged, the central longitudinal direction of which is aligned parallel to the central longitudinal direction of the second chamber. the guide rods can be coupled to the frame. Furthermore, a plate can be provided which, for example, is displaceably guided on the guide rods by means of slide bushings.
An einer Seite der Platte kann die Platte mit einem Getriebeabtrieb des Getriebes gekoppelt sein. An einer gegenüberliegenden Seite der Platte kann die Platte mit dem Presskolben oder einer Kolbenstange des Presskolbens gekoppelt sein. Optional kann an der Platte auch die Kraftmesseinrichtung befestigt sein. Bspw. kann die Kraftmesseinrichtung an der der zweiten Kammer zugewandten (gegenüberliegenden) Seite der Platte zwischen der Platte und dem Presskolben bzw. der Kolbenstange des Presskolbens angeordnet sein. On one side of the plate, the plate can be coupled to a transmission output of the transmission. On an opposite side of the plate, the plate can be coupled to the plunger or a piston rod of the plunger. Optionally, the force measuring device can also be attached to the plate. For example, the force measuring device can be arranged on the side of the plate facing (opposite) the second chamber between the plate and the plunger or the plunger rod of the plunger.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, jedoch ggf. lediglich einmal. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the figures, with identical or functionally identical elements are each designated with the same reference numerals, but possibly only once. Show it:
Fig.l eine Ausführungsform einer Vorrichtung zumFig.l an embodiment of a device for
Herstellen von Trockeneis in einem schematischen Prinzip-Schaubild; und Production of dry ice in a schematic principle diagram; and
Fig.2 die Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis aus2 shows the device for producing dry ice
Figur 1 in einer Seitenansicht. Figure 1 in a side view.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen von Trockeneis, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 10 ist hier in einem schematischen Prinzip-Schaubild gezeigt, anhand dessen der grundsätzliche Aufbau und die Funktion der Vorrichtung 10 erläutert werden sollen. Die Vorrichtung 10 weist grundsätzlich eine erste Kammer 12 (Schneekammer 12), eine zweite Kammer 14 (Presskammer 14) und einen Verschließ- und/oder Ausgabebereich 16 auf. FIG. 1 shows an apparatus for producing dry ice, which is designated as a whole by the reference numeral 10. The device 10 is shown here in a schematic principle diagram, on the basis of which the basic structure and the function of the device 10 are to be explained. The device 10 basically has a first chamber 12 (snow chamber 12), a second chamber 14 (pressing chamber 14) and a closing and / or dispensing area 16.
Die erste Kammer 12 (Schneekammer 12) dient zur Herstellung von CC>2-Schnee ausgehend von der ersten Kammer 12 zugeführtem flüssigem Kohlenstoffdioxid. Die erste Kammer 12 ist hierzu über eine Zuleitung 18 mit einem Reservoir 20 verbunden, in welchem unter Druck verflüssigtes Kohlenstoffdioxid enthalten ist. Die Zuleitung 18 mündet über ein oder mehrere Zugänge 22 in den Innenraum 24 der ersten Kammer 12. An den Zugängen 22 können nicht näher dargestellte Düsen vorgesehen sein. Über regelbare Ventile 26 kann der Zufluss von verflüssigtem CO2 in die erste Kammer 12 reguliert werden. The first chamber 12 (snow chamber 12) is used to produce CC> 2 snow starting from liquid carbon dioxide supplied from the first chamber 12. For this purpose, the first chamber 12 is connected via a feed line 18 to a reservoir 20 in which carbon dioxide liquefied under pressure is contained. The supply line 18 opens via one or more accesses 22 into the interior 24 of the first chamber 12. Nozzles (not shown in detail) can be provided at the accesses 22. Via adjustable valves 26, the flow of liquefied CO2 into the first chamber 12 can be regulated.
In der ersten Kammer 12 ist ein Schieberkolben 28 vorgesehen, der mittels einer Kolbenantriebseinrichtung 30 (vgl. Figur 2) entlang einer Mittellängsrichtung 32 der ersten Kammer 12 verlagerbar ist. Der Schieberkolben 28 ist bspw. mittels zwei Kolbenringen an der Innenfläche der Kammerwandung 36 der ersten Kammer 12 geführt. Die erste Kammer 12 ist durch die Kammerwandung 36 nach außen hin begrenzt. Zudem ist die erste Kammer 12 einends durch den Kolbenboden 38 des verlagerbaren Schieberkolbens 28 begrenzt (vgl. Figur 1). Andernends mündet die erste Kammer 12 über eine Mündung 40 in die zweite Kammer 14. Mittels des Schieberkolbens 28 kann in der ersten Kammer 12 erzeugter CCb-Schnee in die zweite Kammer 14 verbracht bzw. geschoben werden. In the first chamber 12, a slide piston 28 is provided, which can be displaced by means of a piston drive device 30 (cf. FIG. 2) along a central longitudinal direction 32 of the first chamber 12. The slide piston 28 is guided, for example, by means of two piston rings on the inner surface of the chamber wall 36 of the first chamber 12. The first chamber 12 is delimited to the outside by the chamber wall 36. In addition, the first chamber 12 is delimited at one end by the piston head 38 of the displaceable slide piston 28 (see FIG. 1). At the other end, the first chamber 12 opens into the second chamber 14 via an opening 40. By means of the slide piston 28, CCb snow generated in the first chamber 12 can be brought or pushed into the second chamber 14.
Die zweite Kammer 14 (Presskammer 14) dient zum Komprimieren bzw. Verpressen von in die zweite Kammer 14 eingebrachtem CCb-Schnee. Die zweite Kammer 14 weist einen Presskolben 42 auf, der mittels eines Presskolbenantriebs 44 (vgl. Figur 2) entlang der Mittellängsrichtung 46 der zweiten Kammer 14 verlagerbar ist. Die Mittellängsrichtung 32 der ersten Kammer 12 und die Mittellängsrichtung 46 der zweiten Kammer 14 sind bspw. orthogonal zueinander orientiert. Ein Komprimieren von CC^-Schnee erfolgt in Figur 1 somit "nach oben". Der Presskolben 42 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Mündung 40 von der ersten Kammer 12 in die zweite Kammer 14 mittels des Presskolbens 42 verschließbar ist (Mündung 40 ist verschlossen, wenn sich der Presskolben 42 entlang der Mittellängsrichtung 46 über ein gewisses Maß zum Trockeneisauslass 52 bewegt hat). The second chamber 14 (pressing chamber 14) is used to compress or press CCb snow introduced into the second chamber 14. The second chamber 14 has a press piston 42 which can be displaced by means of a press piston drive 44 (see FIG. 2) along the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14. The central longitudinal direction 32 of the first chamber 12 and the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14 are, for example, oriented orthogonally to one another. A compression of CC ^ snow thus takes place "upwards" in FIG. The plunger 42 is preferably designed such that the opening 40 from the first chamber 12 into the second chamber 14 by means of the Pressing piston 42 can be closed (the mouth 40 is closed when the pressing piston 42 has moved along the central longitudinal direction 46 over a certain amount to the dry ice outlet 52).
Die zweite Kammer 14 wird nach außen hin durch eine Kammerwandung 48 begrenzt. Zudem wird die zweite Kammer 14 einends durch den Kolbenboden 50 des Presskolbens 42 begrenzt. Andernends (vom Presskolben 42 abgewandt) weist die zweite Kammer 14 einen Trockeneisauslass 52 auf, der in den Ausgabebereich 16 zur Entnahme von hergestelltem Trockeneis mündet. Am Ausgabebereich 16 ist eine Ausgabeeinrichtung 54 angebracht, bspw. in Form eines Bandes oder einer Rutsche, mittels der das Trockeneis bspw. einem Sammelbehälter oder Container für Trockeneis zugeführt werden kann. The second chamber 14 is delimited towards the outside by a chamber wall 48. In addition, the second chamber 14 is delimited at one end by the piston head 50 of the press piston 42. At the other end (facing away from the plunger 42), the second chamber 14 has a dry ice outlet 52 which opens into the output area 16 for removing produced dry ice. An output device 54 is attached to the output area 16, for example in the form of a belt or a chute, by means of which the dry ice can be fed to a collecting container or container for dry ice, for example.
Am Trockeneisauslass 52 ist eine Werkzeugaufnahme 56 zur Aufnahme von auswechselbaren Werkzeugeinsätzen zur Trockeneisformgebung angeordnet. Die Werkzeugaufnahme 56 ist insbesondere als rahmenförmige Struktur ausgebildet (Werkzeugrahmen), so dass verschiedene Werkzeugeinsätze eingesetzt bzw. eingeschoben werden können. Dadurch ist je nach Nutzung eines Werkzeugeinsatzes eine Herstellung von Trockeneis-Blöcken, Trockeneis-Scheiben oder Trockeneis- Pellets ermöglicht. A tool holder 56 for receiving exchangeable tool inserts for dry ice shaping is arranged at the dry ice outlet 52. The tool holder 56 is designed in particular as a frame-shaped structure (tool frame), so that different tool inserts can be inserted or pushed in. This enables the production of dry ice blocks, dry ice slices or dry ice pellets, depending on the use of a tool insert.
Im Ausgabebereich 16 ist zudem ein Ausgabeschieber 58 zum Ausschieben von Trockeneis vorgesehen, wobei der Ausgabeschieber 58 durch eine Schieberantriebseinrichtung 60 (vgl. Figur 2) entlang einer Ausschieberichtung 62 verlagerbar ist (vgl. Figur 1). Der Ausgabeschieber 58 ist derart ausgebildet, dass der Trockeneisauslass 52 mittels des Ausgabeschiebers 58 verschließbar ist. Dadurch ist ein Abtrennen und Ausschieben von extrudiertem Trockeneis (Trockeneis-Pellets) und durch Verschließen des Trockeneisauslasses auch eine Herstellung von Trockeneis- Blöcken oder -Scheiben ermöglicht, wie oben erläutert. Optional ist der Ausgabeschieber 58 an seinem freien Ende 64 keilförmig angewinkelt, was ein Abtrennen von Trockeneis begünstigt . In the output area 16, an output pusher 58 for pushing out dry ice is also provided, the output pusher 58 being driven by a pusher drive device 60 (see FIG. 2) can be displaced along a push-out direction 62 (see FIG. 1). The dispensing slide 58 is designed in such a way that the dry ice outlet 52 can be closed by means of the dispensing slide 58. As a result, extruded dry ice (dry ice pellets) can be separated and pushed out and, by closing the dry ice outlet, dry ice blocks or disks can also be produced, as explained above. Optionally, the discharge slide 58 is angled in a wedge shape at its free end 64, which favors the separation of dry ice.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung 10 zum Herstellen von Trockeneis (Trockeneis-Produktionsanlage 10) in einer Seitenansicht, wobei aus Übersichtsgründen lediglich einige Komponenten mit Bezugszeichen versehen sind. Es ist erkennbar, dass die Vorrichtung 10 einen Rahmen 66 aufweist, an dem die Komponenten der Vorrichtung 10 befestigt sind. Am Rahmen 66 können optional Verkleidungselemente 68 zur Verkleidung der Vorrichtung 10 angebracht sein. FIG. 2 shows the device 10 for producing dry ice (dry ice production plant 10) in a side view, only a few components being provided with reference symbols for reasons of clarity. It can be seen that the device 10 has a frame 66 to which the components of the device 10 are attached. Covering elements 68 for covering the device 10 can optionally be attached to the frame 66.
Der Presskolbenantrieb 44 ist als elektromechanischer Antrieb ausgebildet. Der Presskolbenantrieb 44 weist einen Elektromotor 70 auf, der mittels eines Getriebes 72 mit dem Presskolben 42 gekoppelt ist. Das Getriebe 72 ist im Beispiel als Hubspindelgetriebe ausgebildet. Die Motorwelle 71 des Elektromotors 70 ist mit dem Getriebeantrieb gekoppelt (siehe Figur 2). Optional kann zwischen Elektromotor 70 und Getriebe 72 eine feste oder schaltbare Kupplung vorgesehen sein. The plunger drive 44 is designed as an electromechanical drive. The press piston drive 44 has an electric motor 70 which is coupled to the press piston 42 by means of a gear 72. In the example, the gear 72 is designed as a lifting spindle gear. The motor shaft 71 of the electric motor 70 is coupled to the gear drive (see FIG. 2). Optionally, between Electric motor 70 and gear 72 can be provided with a fixed or switchable coupling.
Weiter ist eine Führungseinrichtung 76 vorgesehen, mittels der der Presskolben 42 und/oder die Kolbenstange 78 des Presskolbens 42 geführt ist. Im Bereich des Presskolbenantriebs 44 sind mehrere Führungsstangen 80 angeordnet, deren Mittellängsrichtung parallel zur Mittellängsrichtung 46 der zweiten Kammer 14 ausgerichtet ist. Die Führungsstangen 80 sind mit dem Rahmen 66 gekoppelt. Weiter ist eine Platte 82 vorgesehen, die bspw. mittels Gleitbuchsen 84 verschieblich an den Führungsstangen 80 geführt ist. A guide device 76 is also provided, by means of which the press piston 42 and / or the piston rod 78 of the press piston 42 is guided. In the area of the plunger drive 44, a plurality of guide rods 80 are arranged, the central longitudinal direction of which is aligned parallel to the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14. The guide rods 80 are coupled to the frame 66. Furthermore, a plate 82 is provided, which is slidably guided on the guide rods 80 by means of slide bushings 84, for example.
Das Getriebe 72 weist eine (in den Figuren nicht gezeigte) Spindel auf, auf die eine Spindelmutter 86 aufgebracht ist. Durch Drehung der Spindel kann die Spindelmutter 86 entlang der (zur Mittellängsrichtung 46 parallelen) Spindellängsrichtung 85 translatorisch verlagert werden.The gear 72 has a spindle (not shown in the figures) to which a spindle nut 86 is applied. By rotating the spindle, the spindle nut 86 can be displaced translationally along the spindle longitudinal direction 85 (which is parallel to the central longitudinal direction 46).
Die Spindelmutter 86 kann direkt oder durch eine optionale Zwischenbuchse 88 mit der Platte 82 gekoppelt sein. Wird die Spindelmutter 86 verlagert, verlagert sich auch die Platte 82. The spindle nut 86 can be coupled to the plate 82 directly or through an optional intermediate bushing 88. If the spindle nut 86 is displaced, the plate 82 is also displaced.
Auf der anderen Seite der Platte 82 ist die Platte 82 mit der Kolbenstange 78 des Presskolbens 42 verbunden. Optional kann zwischen der Platte 82 und der Kolbenstange 78 eine Kraftmesseinrichtung 90 vorgesehen sein, die bspw. als Kraftmessdose ausgebildet sein kann. Weiter ist für den Elektromotor 70 eine (hier nur schematisch dargestellte) Steuerung 92 vorgesehen, welche den Elektromotor 70 ansteuert. Die Steuerung 92 kann über eine Steuerleitung 94 mit dem Elektromotor 70 verbunden sein. On the other side of the plate 82, the plate 82 is connected to the piston rod 78 of the plunger 42. Optionally, a force measuring device 90 can be provided between the plate 82 and the piston rod 78, which can be designed as a load cell, for example. Furthermore, a control 92 (only shown schematically here) is provided for the electric motor 70, which controls the electric motor 70. The controller 92 can be connected to the electric motor 70 via a control line 94.
Die Steuerung 92 ist derart eingerichtet, dass die Endposition des Presskolbens 42 in der zweiten Kammer 14 relativ zum vom Presskolben 42 abgewandten Ende (an der Werkzeugaufnahme 56 befindliches Ende) der zweiten Kammer 14 durch Vorgabe der gewünschten Dicke des Trockeneises einstellbar ist. The controller 92 is set up such that the end position of the plunger 42 in the second chamber 14 relative to the end facing away from the plunger 42 (end located on the tool holder 56) of the second chamber 14 can be set by specifying the desired thickness of the dry ice.
Der Elektromotor 70 weist einen (internen) Geber auf, mittels dem die Position des Presskolbens 42 in der zweiten Kammer 14 bestimmt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann am Presskolbenantrieb 44 oder an der zweiten Kammer 14 eine (externe) Sensorik zur Positionsbestimmung des Presskolbens 42 in der zweiten Kammer 14 vorgesehen sein (nicht dargestellt). The electric motor 70 has an (internal) encoder, by means of which the position of the plunger 42 in the second chamber 14 can be determined. Alternatively or in addition, an (external) sensor system for determining the position of the press piston 42 in the second chamber 14 can be provided on the press piston drive 44 or on the second chamber 14 (not shown).
Die Steuerung 92 ist derart eingerichtet, dass die durch den Presskolben 42 auf das Trockeneis aufzubringende Presskraft als Zielgröße dient. The controller 92 is set up in such a way that the pressing force to be applied to the dry ice by the pressing piston 42 serves as the target variable.
In der Steuerung 92 kann eine Kennlinie hinterlegt sein, welche verschiedene Stromaufnahmen des Elektromotors 70 jeweils einer Presskraft des Presskolbens 42 zuordnet. Wie zuvor bereits angedeutet, kann eine mit der Steuerung 92 verbundene Kraftmesseinrichtung 90 vorgesehen sein, die die durch den Presskolben 42 auf das zu komprimierende Trockeneis aufgebrachte Presskraft erfasst und diese an die Steuerung 92 übermittelt. A characteristic curve can be stored in the controller 92, which assigns various current consumptions of the electric motor 70 to a pressing force of the press piston 42. As already indicated above, a force measuring device 90 connected to the controller 92 can be provided, which detects the pressing force applied by the pressing piston 42 to the dry ice to be compressed and transmits this to the controller 92.
Der Presskolbenantrieb 44 ist derart ausgebildet, dass der Presskolben 42 unter Last mit einem gleichmäßigen Vorschub verfahrbar ist. The press piston drive 44 is designed in such a way that the press piston 42 can be moved with a uniform advance under load.
Die Steuerung 92 weist eine Logik auf, mittels der ein lastfreier Zustand des Presskolbens 42 erkennbar ist, so dass der Presskolbenantrieb 44 bei Erkennung des lastfreien Zustandes in einem Schnellfahr-Modus betreibbar ist, wie oben erläutert. The controller 92 has a logic by means of which a load-free state of the plunger 42 can be recognized, so that the plunger drive 44 can be operated in a high-speed mode when the load-free state is recognized, as explained above.
Die Steuerung 92 ist derart eingerichtet, dass bei Erreichen der Endposition die durch den Presskolben 42 auf das Trockeneis aufzubringende Presskraft durch Bestromung des Elektromotors 70 für eine vorgegebene Haltedauer aufrechterhalten wird. The controller 92 is set up in such a way that when the end position is reached, the pressing force to be applied to the dry ice by the pressing piston 42 is maintained by energizing the electric motor 70 for a predetermined holding period.
Die Kolbenantriebseinrichtung 30, mittels der der Schieberkolben 28 entlang der Mittellängsrichtung 32 der ersten Kammer 12 verlagerbar ist, ist als elektromechanischer Antrieb ausgebildet. Die Kolbenantriebseinrichtung 30 weist einen Elektromotor 31 auf, an dessen Motorwelle ein Zahnrad angebracht ist (nicht gezeigt). Dieses Zahnrad ist mit einer Zahnstange 33 in Eingriff, die mit der Kolbenstange 35 des Schieberkolbens 28 gekoppelt ist oder diese zumindest teilweise ausbildet. The piston drive device 30, by means of which the slide piston 28 can be displaced along the central longitudinal direction 32 of the first chamber 12, is designed as an electromechanical drive. The piston drive device 30 has an electric motor 31, on the motor shaft of which a gear is attached (not shown). This gear is with a rack 33 in Engagement, which is coupled to the piston rod 35 of the slide piston 28 or at least partially forms this.
Die Schieberantriebseinrichtung 60, mittels der der Ausgabeschieber 58 im Ausgabebereich 16 entlang einer Ausschieberichtung 62 verlagerbar ist, ist als elektromechanischer Antrieb ausgebildet. Die Schieberantriebseinrichtung 60 kann einen Elektromotor 61 aufweisen, der mit einer Zahnstange 63 gekoppelt ist. Die Zahnstange 63 ist mit einer Schieberstange 65 des Ausgabeschiebers 58 gekoppelt oder bildet diese zumindest teilweise aus. The slide drive device 60, by means of which the dispensing slide 58 can be displaced in the dispensing area 16 along a push-out direction 62, is designed as an electromechanical drive. The slide drive device 60 can have an electric motor 61 which is coupled to a toothed rack 63. The rack 63 is coupled to a slide rod 65 of the discharge slide 58 or at least partially forms it.
Die Vorrichtung 10 zum Herstellen von Trockeneis arbeitet folgendermaßen: Zum Herstellen von CC^-Schnee wird in der ersten Kammer 12 der Schieberkolben 28 mittels der Kolbenantriebseinrichtung 30 ggf. in die von der Mündung 40 abgewandte zurückgezogene Stellung verfahren (in Figur 1 nach rechts). Der Presskolben 42 wird mittels des Presskolbenantriebs 44 derart entlang der Mittellängsrichtung 46 der zweiten Kammer 14 verlagert, dass sich der Presskolben 42 vor der Mündung 40 befindet und diese verschließt. The device 10 for producing dry ice works as follows: To produce CC ^ snow, the slide piston 28 in the first chamber 12 is moved by means of the piston drive device 30 into the retracted position facing away from the mouth 40 (to the right in FIG. 1). The press piston 42 is displaced by means of the press piston drive 44 along the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14 in such a way that the press piston 42 is located in front of the opening 40 and closes it.
Anschließend kann vom Reservoir 20 über die Zuleitung 18 und die Zugänge 22 unter Druck verflüssigtes CO2 in die erste Kammer 12 bzw. den Innenraum 24 der ersten Kammer 12 eingebracht werden. Das unter Druck verflüssigte CO2 entspannt sich hierbei. Ein Teil des CO2 wird verdampft und kann durch perforierte Abschnitte der Kammerwandung 36 und durch freibleibende Zonen aus der ersten Kammer 12 entweichen. Dem Rest des im Innenraum 24 verbleibenden CO2 wird die zur Verdampfung erforderliche Wärme praktisch schlagartig entzogen, so dass dieses abkühlt. Es entsteht CCt-Schnee ("Kohlensäureschnee"). Subsequently, CO2, liquefied under pressure, can be introduced from the reservoir 20 via the supply line 18 and the accesses 22 into the first chamber 12 or the interior 24 of the first chamber 12. The CO2, liquefied under pressure, relaxes here. A part of the CO2 is evaporated and can through perforated sections of the chamber wall 36 and escape from the first chamber 12 through zones that remain free. The heat required for evaporation is withdrawn practically suddenly from the rest of the CO2 remaining in the interior space 24, so that it cools down. CCt snow ("carbon dioxide snow") is produced.
Nach Beendigung der Herstellung von CC^-Schnee wird der Presskolben 42 mittels des Presskolbenantriebs 44 entlang der Mittellängsrichtung 46 der zweiten Kammer 14 verlagert, so dass die Mündung 40 freigegeben ist. Der Schieberkolben 28 wird mittels der Kolbenantriebseinrichtung 30 entlang der Mittellängsrichtung 32 in Richtung der Mündung 40 verlagert. Der erzeugte CC^-Schnee wird dadurch von der ersten Kammer 12 in die zweite Kammer 14 verschoben. After the production of CC ^ snow has ended, the press piston 42 is displaced by means of the press piston drive 44 along the central longitudinal direction 46 of the second chamber 14, so that the mouth 40 is released. The slide piston 28 is displaced by means of the piston drive device 30 along the central longitudinal direction 32 in the direction of the mouth 40. The CC ^ snow produced is thereby displaced from the first chamber 12 into the second chamber 14.
Anschließend wird der noch lockere CC^-Schnee komprimiert und in die gewünschte Form gebracht. Die entsprechende Matrize wird in die Werkzeugaufnahme 56 eingesetzt, bspw. eine Blockmatrize zur Herstellung von Trockeneis-Blöcken. Der Ausgabeschieber 58 wird mittels der Schieberantriebseinrichtung 60 entlang der Ausschieberichtung 62 verlagert, so dass der Trockeneisauslass 52 durch den Ausgabeschieber 58 verschlossen wird. Der Presskolben 42 wird mittels des Presskolbenantriebs 44 in Richtung des Trockeneisauslasses 52 verfahren. Dabei wird der CC^-Schnee komprimiert und unter Druck in die durch die Matrize, hier bspw. einer Blockmatrize, vorgegebene Form verformt. Dabei entsteht bspw. ein Trockeneis-Block. Dabei wird das Trockeneis mit einer definierten Dichte komprimiert, wie oben erläutert. Der Ausgabeschieber 58 wird erneut verlagert, so dass der Trockeneisauslass 52 freigegeben wird. Der Presskolben 42 kann weiter gegen den Trockeneisauslass 52 verlagert werden, so dass der geformte Trockeneis-Block aus dem Trockeneisauslass 52 herausgeführt wird und durch Verlagern des Ausgabeschiebers 58 von der Blockmatrize auf die Ausgabeeinrichtung 54 geschoben werden kann. Der Trockeneisauslass 52 wird durch den Ausgabeschieber 58 erneut verschlossen, so dass weitere Trockeneis-Blöcke hergestellt werden können. Then the still loose CC ^ snow is compressed and brought into the desired shape. The corresponding die is inserted into the tool holder 56, for example a block die for the production of dry ice blocks. The dispensing slide 58 is displaced along the pushing-out direction 62 by means of the slide drive device 60, so that the dry ice outlet 52 is closed by the dispensing slide 58. The press piston 42 is moved in the direction of the dry ice outlet 52 by means of the press piston drive 44. In the process, the CC ^ snow is compressed and, under pressure, deformed into the shape given by the die, here for example a block die. This creates a block of dry ice, for example. The dry ice is compressed with a defined density, as explained above. The discharge slide 58 is displaced again so that the dry ice outlet 52 is released. The plunger 42 can be displaced further towards the dry ice outlet 52 so that the formed dry ice block is guided out of the dry ice outlet 52 and can be pushed from the block die onto the dispensing device 54 by moving the dispensing slide 58. The dry ice outlet 52 is closed again by the discharge slide 58 so that further dry ice blocks can be produced.
Die Herstellung von Trockeneis-Scheiben kann analog hierzu erfolgen, wobei anstelle der Blockmatrize ggf. eine Scheibenmatrize eingesetzt werden kann. Optional kann es sich bei der Blockmatrize und der Scheibenmatrize um ein und dieselbe Matrize handeln. The production of dry ice panes can be carried out analogously to this, in which case, if necessary, a pane die can be used instead of the block die. Optionally, the block die and the disc die can be one and the same die.
Zur Herstellung von Trockeneis-Pellets wird eine Extrudiermatrize in die Werkzeugaufnahme 56 eingesetzt. Die Herstellung von C02-Schnee in der ersten Kammer 12 und die Verlagerung des hergestellten C02-Schnees in die zweite Kammer 14 erfolgt wie oben beschrieben. Der Presskolben 42 wird in Richtung des Trockeneisauslasses 52 verfahren, wobei der C02-Schnee unter Druck durch die Extrudiermatrize gepresst wird. An extrusion die is inserted into the tool holder 56 to produce dry ice pellets. The production of C0 2 snow in the first chamber 12 and the relocation of the C0 2 snow produced into the second chamber 14 takes place as described above. The plunger 42 is moved in the direction of the dry ice outlet 52, the C0 2 snow being pressed under pressure through the extrusion die.
Der Ausgabeschieber 58 befindet sich zunächst in der zurückgefahrenen Stellung, so dass der Trockeneisauslass 52 freigegeben ist. Je nach gewünschter Länge der Trockeneis- Pellets wird der Ausgabeschieber 58 in Richtung des Trockeneisauslasses 52 verlagert, wobei aus dem Trockeneisauslass 52 bzw. der Extrudiermatrize herausragende Abschnitte von extrudiertem Trockeneis abgetrennt und zur Ausgabeeinrichtung 54 bewegt werden.The dispensing slide 58 is initially in the retracted position so that the dry ice outlet 52 is released. Depending on the desired length of the dry ice Pellets, the dispensing slide 58 is displaced in the direction of the dry ice outlet 52, with sections of extruded dry ice protruding from the dry ice outlet 52 or the extrusion die being separated and moved to the dispensing device 54.
Auch hier kann ein Komprimieren des Trockeneises mit einer definierten Dichte durch Überwachen der Stromaufnahme des Elektromotors 70 des Presskolbenantriebs 44 und/oder durch Erfassen der aufgebrachten Kraft mit der Kraftmesseinrichtung 90 erfolgen. Here, too, the dry ice can be compressed with a defined density by monitoring the power consumption of the electric motor 70 of the plunger drive 44 and / or by detecting the applied force with the force measuring device 90.
Anschließend wird der Ausgabeschieber 58 wieder zurückgezogen und nachdem die Abschnitte von Trockeneis in der gewünschten Länge aus dem Trockeneisauslass 52 bzw. der Extrudiermatrize herausragen, in Richtung desThe output slide 58 is then withdrawn again and, after the sections of dry ice protrude in the desired length from the dry ice outlet 52 or the extrusion die, in the direction of the
Trockeneisauslasses 52 verlagert, um die herausragenden Abschnitte abzutrennen und zur Ausgabeeinrichtung 54 zu bewegen . Relocated dry ice outlet 52 to separate the protruding sections and move them to dispenser 54.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Vorrichtung (10) zur Herstellung von Trockeneis, mit einer ersten Kammer (12) zur Schneeerzeugung ausgehend von der ersten Kammer (12) zugeführtem flüssigem Kohlenstoffdioxid und einer zweiten Kammer (14) zum Komprimieren von in der ersten Kammer (12) erzeugtem Schnee mittels eines Presskolbens (42) zu Trockeneis, wobei der Presskolben (42) mittels eines Presskolbenantriebs (44) entlang der Mittellängsrichtung (46) der zweiten Kammer (14) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskolbenantrieb (44) als elektromechanischer Antrieb ausgebildet ist. 1. Device (10) for the production of dry ice, with a first chamber (12) for snow production starting from the first chamber (12) supplied liquid carbon dioxide and a second chamber (14) for compressing snow produced in the first chamber (12) to dry ice by means of a plunger (42), the plunger (42) being movable along the central longitudinal direction (46) of the second chamber (14) by means of a plunger drive (44), characterized in that the plunger drive (44) is designed as an electromechanical drive .
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskolbenantrieb (44) einen Elektromotor (70) aufweist, der mittels eines Getriebes (72) mit dem Presskolben (42) gekoppelt ist. 2. Device (10) according to claim 1, characterized in that the plunger drive (44) has an electric motor (70) which is coupled to the plunger (42) by means of a gear (72).
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (72) als Hubgetriebe, Kegelradgetriebe, Schneckengetriebe, Planetenrollengewindespindelgetriebe oder Hubspindelgetriebe ausgebildet ist. 3. Device (10) according to claim 2, characterized in that the gear (72) is designed as a lifting gear, bevel gear, worm gear, planetary roller screw drive or lifting screw drive.
4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (92) vorgesehen ist, welche den Elektromotor (70) ansteuert. 4. Device (10) according to claim 2 or 3, characterized in that a controller (92) is provided which controls the electric motor (70).
5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (92) derart eingerichtet ist, dass die Endposition des Presskolbens (42) in der zweiten Kammer (14) relativ zum vom Presskolben (42) abgewandten Ende der zweiten Kammer (14) durch Vorgabe der gewünschten Dicke des Trockeneises einstellbar ist. 5. The device (10) according to claim 4, characterized in that the control (92) is set up such that the end position of the plunger (42) in the second chamber (14) relative to the end of the second chamber facing away from the plunger (42) (14) can be adjusted by specifying the desired thickness of the dry ice.
6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (70) einen Geber aufweist, mittels dem die Position des Presskolbens (42) in der zweiten Kammer (14) bestimmt werden kann und/oder dass am Presskolbenantrieb (44) oder an der zweiten Kammer (14) eine Sensorik zur Positionsbestimmung des Presskolbens (42) in der zweiten Kammer (14) vorgesehen ist. 6. Device (10) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the electric motor (70) has a transmitter by means of which the position of the plunger (42) in the second chamber (14) can be determined and / or that a sensor system for determining the position of the press piston (42) in the second chamber (14) is provided on the press piston drive (44) or on the second chamber (14).
7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (92) derart eingerichtet ist, dass die durch den Presskolben (42) auf das Trockeneis aufzubringende Presskraft als Zielgröße dient. 7. Device (10) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the control (92) is set up in such a way that the pressing force to be applied to the dry ice by the pressing piston (42) serves as the target variable.
8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung (92) eine Kennlinie hinterlegt ist, welche unterschiedlich hohe Stromaufnahmen des Elektromotors (70) jeweils einer Presskraft des Presskolbens (42) zuordnet. 8. Device (10) according to one of claims 4 to 7, characterized in that a characteristic curve is stored in the controller (92) which assigns different levels of power consumption of the electric motor (70) to a pressing force of the plunger (42).
9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Steuerung (92) verbundene Kraftmesseinrichtung (90) vorgesehen ist, die die durch den Presskolben (42) aufgebrachte Presskraft erfasst und diese an die Steuerung (92) übermittelt. 9. Device (10) according to one of claims 4 to 8, characterized in that one with the controller (92) connected force measuring device (90) is provided, which detects the pressing force applied by the plunger (42) and transmits this to the control (92).
10. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskolbenantrieb (44) derart ausgebildet ist, dass der Presskolben (42) unter Last mit einem gleichmäßigen Vorschub verfahrbar ist. 10. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the plunger drive (44) is designed such that the plunger (42) can be moved with a uniform advance under load.
11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (92) eine Logik aufweist, mittels der ein lastfreier Zustand des Presskolbens (42) erkennbar ist, so dass der Presskolbenantrieb (44) bei Erkennung des lastfreien Zustandes in einem Schnellfahr-Modus betreibbar ist. 11. The device (10) according to one of claims 4 to 10, characterized in that the controller (92) has a logic by means of which a load-free state of the plunger (42) can be recognized, so that the plunger drive (44) upon detection of the load-free state can be operated in a high-speed mode.
12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (92) derart eingerichtet ist, dass bei Erreichen der Endposition die durch den Presskolben (42) auf das Trockeneis aufzubringende Presskraft durch Bestromung des Elektromotors (70) für eine vorgegebene Haltedauer aufrechterhalten wird. 12. Device (10) according to one of claims 5 to 11, characterized in that the controller (92) is set up in such a way that, when the end position is reached, the pressing force to be applied to the dry ice by the pressing piston (42) is supplied by energizing the electric motor (70 ) is maintained for a specified holding period.
13. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kammer (12) ein Schieberkolben (28) angeordnet ist, der mittels einer Kolbenantriebseinrichtung (30) entlang der Mittellängsrichtung (32) der ersten Kammer (12) verlagerbar ist, wobei die Kolbenantriebseinrichtung (30) als elektromechanischer Antrieb ausgebildet ist. 13. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a slide piston (28) is arranged in the first chamber (12), which by means of a piston drive device (30) along the central longitudinal direction (32) of the first Chamber (12) is displaceable, wherein the piston drive device (30) is designed as an electromechanical drive.
14. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (14) einen Trockeneisauslass (52) aufweist, der in einen Ausgabebereich (16) zur Entnahme des hergestellten Trockeneises mündet, wobei im Ausgabebereich (16) ein Ausgabeschieber (58) zum Ausschieben von Trockeneis vorgesehen ist, wobei der Ausgabeschieber (58) durch eine14. The device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second chamber (14) has a dry ice outlet (52) which opens into an output area (16) for removing the dry ice produced, wherein the output area (16) is a Output slide (58) is provided for pushing out dry ice, the output slide (58) by a
Schieberantriebseinrichtung (60) entlang einer Ausschieberichtung (62) verlagerbar ist, wobei die Schieberantriebseinrichtung (60) als elektromechanischer Antrieb ausgebildet ist. Slide drive device (60) can be displaced along a push-out direction (62), the slide drive device (60) being designed as an electromechanical drive.
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