DE102008037088A1 - Nozzle element for discharging of carbon dioxide, has snow-generation channel, which has inlet opening for supplying fluid carbon dioxide - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Düsenelement zum Ausgeben von CO2-Schnee und ein Verfahren zur Herstellung von CO2-Schnee.The present invention relates to a nozzle element for discharging CO 2 snow and a method for producing CO 2 snow.
Zum Reinigen der Oberflächen von Gegenständen im industriellen Bereich sind unterschiedlichste chemische und physikalische Reinigungsverfahren und Möglichkeiten bekannt.To the Cleaning the surfaces of objects in industrial Range are various chemical and physical cleaning methods and possibilities known.
Chemische Reinigungsverfahren erfordern auf Grund der dort verwendeten oft aggressiven Mittel und auf Grund gesetzlicher Vorschriften einen hohen Aufwand an Sicherheits- und Entsorgungseinrichtungen. Daher ist es bei den physikalischen Reinigungsverfahren, bei denen die Verunreinigungen in der Regel durch Beschuss oder Bestrahlung der zu reinigenden Oberfläche mit Sand-, Metall- und/oder Glaspartikeln entfernt werden, erforderlich, dass das Reinigen selbst in gesonderten Kabinen durchgeführt wird.Dry Cleaning procedures often require due to the used there aggressive means and due to legal regulations one high expenditure on safety and disposal facilities. Therefore It is the physical cleaning processes in which the Impurities usually by bombardment or irradiation of the surface to be cleaned with sand, metal and / or glass particles to be removed, it is necessary that the cleaning itself in separate Cabins is performed.
Eine weitere Alternative besteht darin, Bauteile mittels Beschuss durch Trockeneis zu reinigen. Beim Trockeneis handelt es sich um in den festen Aggregatszustand überführtes und auf mindstens –78,5°C gekühltes Kohlendioxyd. Trockeneis geht unter Atmosphärendruck unmittelbar vom festen Aggregatszustand in den gasförmigen über, wobei keine Schmelzflüssigkeit entsteht. Dadurch kann auf besonders einfache Weise, nämlich mit normaler Druckluft, sowohl der Beschuss mit Trockeneis als auch die Absaugung und Abfuhr der Schmutzpartikel erfolgen.A Another alternative is to use components by means of bombardment To clean dry ice. The dry ice is in the solid state and transferred to at least -78.5 ° C. cooled carbon dioxide. Dry ice goes under atmospheric pressure directly from the solid state of matter into the gaseous state, where no molten liquid is formed. This can be up particularly simple way, namely with normal compressed air, both the bombardment with dry ice and the suction and removal the dirt particles take place.
In
der
Aus
der
Die
Die CO2-Schnee-Erzeugung ist ein quasi kontinuierlicher Vorgang. Dabei wird aus feinem Nebel Schnee erzeugt, wobei die gefrierenden Nebelkristalle zu Schneeflocken agglomerieren.CO 2 snow production is a quasi-continuous process. Snow is produced from fine mist, with the freezing fog crystals agglomerating into snow flakes.
Die Erzeugung von CO2-Schnee vor Ort mittels einer Düse aus flüssigem CO2 und die direkte Bestrahlung einer Oberfläche mit diesem Schnee, ggf. mit Unterstützung von Druckluft, ist verfahrenstechnisch vergleichsweise einfach zu handhaben und leicht zu automatisieren.The generation of CO 2 snow locally by means of a nozzle of liquid CO 2 and the direct irradiation of a surface with this snow, possibly with the assistance of compressed air, is procedurally comparatively easy to handle and easy to automate.
Die Partikelgröße der CO2-Schneeflocken hängt stark von der Wegstrecke ab, die das expandierende CO2, meist innerhalb einer Düse zurücklegt. In der Regel wird eine Wegstrecke von ca. 500 mm bis 800 mm benötigt. Bei herkömmlichen Expansionsdüsen ist hierfür ein geradliniges Rohr vorgesehen. Dadurch weisen die Düsen eine gewisse Größe auf.The particle size of the CO 2 snowflakes strongly depends on the distance that covers the expanding CO 2 , usually within a nozzle. As a rule, a distance of about 500 mm to 800 mm is required. In conventional expansion nozzles, a straight pipe is provided for this purpose. As a result, the nozzles have a certain size.
Derartige CO2-Schneedüsen bzw. CO2-Schneepistolen werden vor allem zum Reinigen von Werkstücken verwendet. Bei der Handhabung, sowohl manuell als auch automatisch mittels Roboter, sind große Düsen jedoch nachteilig, da diese aufgrund ihres Gewichtes und ihrer Trägheit bzw. ihres Massenmoments schwerer zu handhaben sind.Such CO 2 snow nozzles or CO 2 snow guns are mainly used for cleaning workpieces. In handling, both manually and automatically by means of robots, however, large nozzles are disadvantageous because they are more difficult to handle due to their weight and their inertia or mass moment.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Düsenelement bereit zu stellen, das kompakt ausgebildet ist und einfacher zu handhaben ist.task Therefore, it is the object of the present invention to provide a nozzle element to provide that is compact and easier to handle handle is.
Die Aufgabe wird mit einem Düsenelement gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zum Erzeugen von CO2-Schnee gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved with a nozzle element according to claim 1 and a method for generating CO 2 snow according to claim 10. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Die vorliegende Erfindung weist ein Düsenelement zum Ausgeben von CO2-Schnee mit einem schraubenförmigen Schnee-Erzeugungskanal, der eine Eintrittsöffnung zum Zuführen von flüssigem CO2 und eine Austrittsöffnung zum Ausgeben von gasförmigen CO2 und CO2-Schnee aufweist. Im Bereich des schraubenförmigen Schnee-Erzeugungskanals zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung wird aus flüssigem CO2 ein Gemisch aus gasförmigem CO2 und CO2-Schnee erzeugt.The present invention comprises a nozzle member for discharging CO 2 snow with a helical snow production channel having an inlet port for supplying liquid CO 2 and an outlet port for discharging gaseous CO 2 and CO 2 snow. In the area of the helical snow production channel between the inlet opening and the outlet opening, a mixture of gaseous CO 2 and CO 2 snow is produced from liquid CO 2 .
Aufgrund der schraubenförmigen Ausbildung des CO2-Schnee-Erzeugungskanals weist das erfindungsgemäße Düsenelement einen extrem kleinen Bauraum auf. Trotzdem steht eine große Wegstrecke zur CO2-Schneebildung zur Verfügung.Due to the helical design of the CO 2 snow production channel nozzle element of the invention has an extremely small space. Nevertheless, there is a long way to CO 2 snow formation available.
Durch diese kompakte Bauweise ist das erfindungsgemäße Düsenelement sehr handlich und somit sowohl bei der manuellen Reinigung als auch beim automatisierten Einsatz leicht zu handhaben.By This compact design is the invention Nozzle element very handy and therefore both in the manual Easy to clean as well as automated.
Mittels des erfindungsgemäßen Düsenelements kann die CO2-Reinigung auf ein größeres Einsatzgebiet ausgeweitet werden, wobei dieselbe Reinigungswirkung wie bei größeren CO2-Pistolen bzw. -Düsen erreicht wird.By means of the nozzle element according to the invention, the CO 2 purification can be extended to a larger field of use, the same cleaning effect as with larger CO 2 guns or nozzles is achieved.
Das erfindungsgemäße Düsenelement kann in eine Düse integriert sein oder als separates Bauteil ausgebildet sein, das einer Düse vorgeschaltet wird.The nozzle element according to the invention can in be integrated with a nozzle or formed as a separate component be upstream of a nozzle.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, in einem sehr kompakten Düsenelement eine große Menge an CO2-Schnee bereitzustellen.With the method according to the invention, it is possible to provide a large amount of CO 2 snow in a very compact nozzle element.
Aufgrund der geringeren Oberfläche des erfindungsgemäßen Düsenelements gibt es weniger Wärmeverluste gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Düsen und das Düsenelement kann effizienter arbeiten.by virtue of the lower surface of the invention Nozzle element faces less heat loss the known from the prior art nozzles and the nozzle member can work more efficiently.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei grob schematisch vereinfacht:The The invention will be explained by way of example with reference to the drawings. It shows roughly schematically simplified:
Eine
Düse mit einem erfindungsgemäßen Düsenelement
Das
Düsenelement
An
der Eintrittsöffnung
An
die Expansionsdüse
Der
Schnee-Erzeugungskanal
Der
Schnee-Erzeugungskanal
Aufgrund
der schraubenförmigen bzw. wendelförmigen Ausbildung
des Schnee-Erzeugungskanals
Die
Austrittsöffnung
Die
Ausgabedüse
Die äußeren
Wandungen des schraubenförmigen Schnee-Erzeugungskanals
Das
Gehäuse
Entlang
des äußeren Radius, im Inneren des schraubenförmigen
Schnee-Erzeugungskanals
Die
CO2-Schneekristalle werden durch die Rotation
im Schnee-Erzeugungskanal
Die Oberflächenstruktur ist auch als „Falle” für kleine CO2-Kristalle ausgebildet, z. B. alternativ als Sägezahnprofil. Die CO2-Kristalle bleiben an der Oberflächenstruktur hängen, zusätzliche Teilchen kommen dazu und bilden mit der Zeit eine Anhäufung von Schneekristallen. Spätestens dann, wenn die Höhe der Schneeanhäufung größer ist als die Höhe des Sägezahns, wird die Schneeanhäufung von der Strömung mitgerissen.The surface structure is also designed as a "trap" for small CO 2 crystals, z. B. alternatively as a sawtooth profile. The CO 2 crystals remain attached to the surface structure, additional particles come to it and form with time an accumulation of snow crystals. At the latest when the amount of snow accumulation is greater than the height of the sawtooth, the snow accumulation is entrained by the flow.
Um
den Druck des ausgegebenen Medienstroms zu erhöhen kann
ein separater Trägermediumkanal
An
einer Eingangsseite
Nachfolgend
werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Diese Düsenelemente entsprechen soweit nichts anderes beschrieben
ist, dem in den
In
einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Düsenelements
An
der Eingangsseite
Die
Eintrittsöffnung
Am
Ende des Trägermediumkanals
Das
Ende des Trägermediumkanals
Der
Schnee-Erzeugungskanal
Anstelle
eines konstanten Durchmessers des schraubenförmigen Schnee-Erzeugungskanals
Eine
weitere Ausführungsform des Düsenelements weist
zwei Austrittsöffnungen
Gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Düsenelements
Bei
dieser Ausführungsform windet sich der schraubenförmige
Schnee-Erzeugungskanal
Die
Austrittsöffnung
Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnung
Für
die beschriebenen Ausführungsformen des Düsenelements
kann auch vorgesehen sein, dass der Schnee-Erzeugungskanal mehrere
Austrittsöffnungen
Die
Schneebildungseinrichtung
Im
folgenden wird das Verfahren zur Erzeugung von CO2-Schnee
mittels des erfindungsgemäßen Düsenelements
Beim
Betrieb des erfindungsgemäßen Düsenelements
wird flüssiges CO2 mit einem Druck
von in etwa 30 bis 50 bar über die Zuführleitung
Dabei bilden sich CO2-Gas und CO2-Schnee.This forms CO 2 gas and CO 2 snow.
Im
weiteren Verlauf bzw. mit zunehmender Länge des Schnee-Erzeugungskanals
Aufgrund
der im Schnee-Erzeugungskanals
Über
die Ausgabedüse
In
einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
strömt ein Druck- bzw. Trägermedium, wie z. B.
Druckluft oder gasförmiges CO2, über
die Druckmediumszuführleitung
Das
Druckluft-CO2-Gemisch wird durch die Ausgabedüse
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel bei dem der Trägermediumkanal als Venturi-Düse ausgebildet ist wird das Trägermedium zunächst im konvergenten Abschnitt auf annähernd Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Dadurch werden die Schneeteilchen effektiver und schneller mitgerissen. Beim Ausgeben weisen diese dann einen höheren Druck auf wodurch eine bessere Reinigungswirkung erzielt wird.In a further embodiment of the invention Method according to the third embodiment in which the carrier medium channel as Venturi nozzle is formed, the carrier medium first in the convergent section to approximately sound velocity accelerated. This makes the snow particles more effective and faster carried away. When outputting, these then have a higher Pressure on which a better cleaning effect is achieved.
- 11
- Düsenelementnozzle member
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Eintrittsöffnunginlet opening
- 44
- Austrittsöffnungoutlet opening
- 55
- Schnee-ErzeugungskanalSnow generating channel
- 66
- Zuführleitungfeed
- 77
- Expansionsdüseexpansion nozzle
- 88th
- Wickelachsewinding axis
- 99
- Ausgabedüsedispensing
- 1010
- Kappecap
- 1111
- SchneebildungseinrichtungSnow educational institution
- 1212
- DüsenlängsrichtungNozzles longitudinally
- 1313
- TrägermediumskanalTransfer medium channel
- 1414
- Eingangsseiteinput side
- 1515
- TrägermediumzuführleitungCarrier medium supply line
- 1616
- konvergenter Abschnittconvergent section
- 1717
- rohrförmiger Abschnitttubular section
- 1818
- divergenter Abschnittdivergent section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19950016 A1 [0005] - DE 19950016 A1 [0005]
- - EP 1501655 B1 [0006] - EP 1501655 B1 [0006]
- - DE 102005005638 B3 [0007] DE 102005005638 B3 [0007]
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810037088 DE102008037088A1 (en) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Nozzle element for discharging of carbon dioxide, has snow-generation channel, which has inlet opening for supplying fluid carbon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810037088 DE102008037088A1 (en) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Nozzle element for discharging of carbon dioxide, has snow-generation channel, which has inlet opening for supplying fluid carbon dioxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008037088A1 true DE102008037088A1 (en) | 2010-02-11 |
Family
ID=41501289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810037088 Withdrawn DE102008037088A1 (en) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Nozzle element for discharging of carbon dioxide, has snow-generation channel, which has inlet opening for supplying fluid carbon dioxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008037088A1 (en) |
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2008
- 2008-08-08 DE DE200810037088 patent/DE102008037088A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110301 |