DE10261013A1 - Spraying process for cleaning surfaces comprises removing carbon dioxide from a feed line via an expansion chamber with increasing cross-section and feeding it into a spray line - Google Patents

Abstract

Spraying process for cleaning surfaces comprises feeding a carrier gas under pressure through a spray line (10) to a spray nozzle (14), and supplying via a feed line (32) liquid CO2 which is then converted under expansion into dry ice and fed into the spray line. The CO2 is removed from the feed line via an expansion chamber (34) with increasing cross-section and fed into the spray line. The relationship V1/3/A1/2 is more than 3 is satisfied for the volume V of the expansion chamber and the inner cross-sectional area A of the feed line. Independent claims are also included for the following: (1) Alternative processes; and (2) Device for carrying out the process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung einer Strahldüse zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung eingespeist wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a blasting method for cleaning surfaces, in which a carrier gas is fed under pressure through a blasting line to a blasting nozzle and liquid CO _{2 is} fed in via a feed line, is converted into dry snow by expansion and fed into the blasting line, and a device for carrying it out process.

Ein Strahlverfahren dieser An wird in US 5 616 067 A beschrieben. Das CO₂ wird in flüssiger Form in eine Ringkammer eingeleitet, die die von Druckluft durchströmte Strahlleitung umgibt, und wird von dort über einen Kranz konvergierender Kapillaren in die Strahlleitung zugeführt, so daß die Entspannung erst bei Eintritt in die Strahlleitung stattfindet. Der auf diese Weise entstehende Trockenschnee wird von der Druckluft mitgeführt und beschleunigt und über die Strahldüse auf das zu reinigende Werkstück abgegeben. Dieses Verfahren dient insbesondere zum schonenden Reinigen von druckempfindlichen Oberflächen, beispielsweise von elektronischen Schaltungsplatinen.A blasting process of this type is described in US 5 616 067 A described. The CO ₂ is introduced in liquid form into an annular chamber which surrounds the jet line through which compressed air flows, and is fed from there via a ring of converging capillaries into the jet line, so that the relaxation takes place only when it enters the jet line. The dry snow created in this way is carried along by the compressed air and accelerated and discharged onto the workpiece to be cleaned via the jet nozzle. This method is used in particular for the gentle cleaning of pressure-sensitive surfaces, for example of electronic circuit boards.

Aus US 5 679 062 ist ein Strahlverfahren bekannt, bei dem gasförmiges oder flüssiges CO₂ oder ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch am Auslaß einer Düse entspannt und in eine erweiterte Wirbelkammer eingeleitet wird, in der ein Teil des gasförmigen und/oder flüssigen CO₂ in Trockenschnee umgewandelt wird. Der Auslaß der Wirbelkammer ist unmittelbar an eine Strahldüse angeschlossen. Als Trägergas dient hier nur das zugeführte oder durch Verdampfung entstehende gasförmige CO₂.Out US 5,679,062 a blasting method is known in which gaseous or liquid CO ₂ or a gas-liquid mixture is expanded at the outlet of a nozzle and introduced into an expanded swirl chamber in which part of the gaseous and / or liquid CO _{2 is converted} into dry snow. The outlet of the swirl chamber is directly connected to a jet nozzle. The carrier gas used here is only the gaseous CO ₂ which is supplied or is formed by evaporation.

In US 5 725 154 A wird ein Strahlverfahren beschrieben, bei dem Trockenschnee durch Entspannung von flüssigem CO₂ mit Hilfe eines Entspannungsventils erzeugt wird. Der Trockenschnee wird über einen dünnen Schlauch, der koaxial von einem Schlauch zur Zufuhr des Trägergases umgeben ist, einer Strahlpistole zugeführt, die dann ein Gemisch aus Trägergas und Trockenschnee abgibt.In US 5 725 154 A. describes a blasting method in which dry snow is generated by relaxing liquid CO ₂ with the help of a relaxation valve. The dry snow is fed through a thin hose, which is coaxially surrounded by a hose for supplying the carrier gas, to a jet gun, which then releases a mixture of carrier gas and dry snow.

Aus WO 00/74 897 A1 ist eine Strahlvorrichtung bekannt, bei der flüssiges C02 über eine Kapillare zugeführt wird, die in einer sich konisch erweiternden Düse mündet, deren Durchmesser zum Auslaß hin auf etwa das 3-fache des Durchmessers der Kapillare zunimmt. Diese Düse ist von einer ringförmigen Laval düse umgeben, in der das unter Druck zugeführte Trägergas auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird. Die Mündungen der CO₂-Düse und der Lavaldüse liegen auf gleicher Höhe, so daß zwei konzentrische Strahlen abgegeben werden, nämlich ein innerer Strahl, der vorwiegend aus Trockenschnee besteht, und ein Mantelstrahl, durch den der Trockenschnee außerhalb der Düse beschleunigt werden soll.A blasting device is known from WO 00/74 897 A1, in which liquid CO 2 is supplied via a capillary, which opens into a conically widening nozzle, the diameter of which increases towards the outlet to approximately 3 times the diameter of the capillary. This nozzle is surrounded by an annular Laval nozzle in which the carrier gas supplied under pressure is accelerated to supersonic speed. The mouths of the CO ₂ nozzle and the Laval nozzle are at the same height, so that two concentric jets are emitted, namely an inner jet, which mainly consists of dry snow, and a jacket jet, through which the dry snow outside the nozzle is to be accelerated.

Auch in Anwendungsfällen, bei denen größere Oberflächen, beispielsweise die Innenflächen von Rohren oder Kesseln in Industrieanlagen, von festsitzenden Verkrustungen befreit werden sollen, ist je nach Beschaffenheit der Verkrustungen vielfach der Einsatz von Trockeneis oder Trockenschnee als Strahlmittel wünschenswert, weil die niedrige Temperatur des Trockeneises oder Trockenschnees zu einer Versprödung des abzulösenden Materials führt. Wenn Trockenschnee-Partikel mit genügend hoher kinetischer Energie in die abzulösende Schicht eindringen, entsteht ein zusätzlicher Reinigungseffekt dadurch, daß die Trockenschnee-Partikel beim Eindringen in die abzulösende Schicht schlagartig verdampfen und so Teile der abzulösenden Schicht absprengen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß kein zusätzlicher Aufwand für die Entsorgung des gebrauchten Strahlmittels erforderlich ist, weil der Trockenschnee zu gasförmigem CO₂ verdampft.Even in applications where larger surfaces, e.g. the inner surfaces of pipes or boilers in industrial plants, are to be cleared of stuck incrustations, depending on the nature of the incrustations, the use of dry ice or dry snow as a blasting agent is often desirable because the low temperature of the dry ice or Dry snow leads to embrittlement of the material to be removed. If dry snow particles penetrate the layer to be detached with sufficiently high kinetic energy, an additional cleaning effect arises in that the dry snow particles suddenly evaporate when they penetrate into the layer to be detached, and thus parts of the layer to be detached are blown off. Another advantage is that no additional effort is required to dispose of the used abrasive, because the dry snow evaporates to form gaseous CO ₂ .

Die Eingangs beschriebenen Strahlverfahren sind jedoch für diese Anwendungsfälle nicht geeignet, weil die erreichbaren Volumenleistungen und Strahlgeschwindigkeiten nicht ausreichen und/oder weil der Trockenschnee nicht in ausreichender Menge entsteht oder nicht die richtigen Konsistenz hat, so daß die kinetische Energie der Trockenschnee-Partikel zu gering ist.The blasting methods described at the beginning are for these use cases not suitable because the achievable volume outputs and jet speeds insufficient and / or because the dry snow is insufficient Quantity arises or does not have the correct consistency, so that the kinetic Energy of the dry snow particles is too low.

Für die Reinigung von größeren, stark verunreinigten Oberflächen werden deshalb bisher Strahlanlagen eingesetzt, bei denen Trockeneis oder Trockenschnee in fester Form in geeigneten Kühlbehältern bereitgestellt und in eine Druckluftströmung eindosiert wird. Die Druckluft und der als Strahlmittel dienende Trockenschnee werden dann gemeinsam über einen Druckschlauch abgeben, der die Strahlanlage mit der Strahldüse verbindet. Strahlvorrichtungen und -verfahren dieser Art erfordern jedoch einen hohen Installationsaufwand und entsprechend hohe Anlagekosten sowie einen hohen Aufwand für die Bevorratung des Trockenschnees.For cleaning larger, strong contaminated surfaces So far blasting systems have been used where dry ice or dry snow in solid form in suitable cooling containers and into a compressed air flow is dosed. The compressed air and the blasting agent Dry snow is then released together via a pressure hose, that connects the blasting system with the blasting nozzle. ray devices However, this type and method require a great deal of installation work and correspondingly high investment costs as well as a high expenditure for stocking of dry snow.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Strahlverfahren und Strahlvorrichtungen zu schaffen, mit denen bei geringem Aufwand hohe Strahlleistungen und eine hohe Reinigungswirkung erzielbar sind.The object of the invention is therefore To create blasting processes and blasting devices with which low blasting, high blasting power and a high cleaning effect are achievable.

Diese Aufgabe wird mit den in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.This task is carried out in the independent claims specified features solved.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren der Eingangs genannten An das CO₂ aus der Zuleitung über einen erweiterten Entspannungsraum in die Strahlleitung eingeleitet.According to the invention, in a method of the type mentioned at the beginning, the CO _{2 is introduced} from the supply line into the beam line via an expanded relaxation space.

Überraschend hat sich gezeigt, daß durch geeignete Dimensionierung des Entspannungsraumes und/oder durch geeignete Verfahrensführung die Entstehung großer Mengen an Trockenschnee mit hoher Reinigungswirksamkeit erreicht werden kann. Dabei lassen sich insbesondere auch hohe Volumenleistungen von 0,75 bis 10 m³/min oder mehr erzielen, so daß auch größere oder stark verunreinigte Oberflächen effizient gereinigt werden können. Da der als Strahlmittel dienende Trockenschnee erst unmittelbar bei Anwendung des Strahlverfahrens aus flüssigem CO₂ erzeugt wird, lassen sich die bisher erforderlichen hohen Kosten für die Strahlanlagen und die für die Bereitstellung des Trockenschnees einsparen.Surprisingly, it has been shown that by appropriately dimensioning the relaxation space and / or by carrying out the process appropriately, the formation of large amounts of dry snow can be achieved with high cleaning effectiveness. In particular, high volume outputs of 0.75 to 10 m ³ / min or more can be achieved, so that even larger or heavily contaminated surfaces can be cleaned efficiently. Since the dry snow serving as the blasting agent is only produced directly from liquid CO ₂ when the blasting method is used, it has been possible so far the high costs required for the blasting systems and for the provision of the dry snow.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Entstehung von stark abrasivem Trockenschnee oder Trockeneis einfach dadurch erreicht, daß der Entspannungsraum ein hinreichend großes Volumen aufweist. In Versuchen konnte durch Vergrößerung des Entspannungsraumes unter sonst gleichen Bedingungen eine Vervielfachung der Reinigungswirkung erreicht werden. Dieses überraschende Phänomen ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß es in dem größeren Entspannungsraum zwischen der Mündung der Zuleitung und der Einspeisungsstelle in die Strahlleitung zu einer vorübergehenden Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit und damit zu einer Zunahme der Partikeldichte kommt, so daß die zunächst bei der Entspannung fein zerstäubten Trockenschnee-Partikel zu größeren Partikeln agglomerieren oder kondensieren, bevor sie von der Strömung des Trägergases mitgerissen werden. Auf diese Weise entstehen Trockenschnee-Partikel mit größerer Masse, die dann aufgrund ihrer höheren kinetischen Energie eine hohe Reinigungswirkung entfalten.According to one embodiment the formation of highly abrasive dry snow or dry ice simply achieved by the Relaxation room has a sufficiently large volume. In attempts could by enlarging the Relaxation room under otherwise identical conditions a multiplication the cleaning effect can be achieved. This is a surprising phenomenon probably due to the fact that in the larger relaxation room between the mouth the feed line and the feed point into the beam line a temporary Decrease in flow velocity and thus to an increase in the particle density, so that the at the atomization of relaxation Dry snow particles to larger particles agglomerate or condense before the flow of the carrier gas get carried away. This creates dry snow particles with greater mass, then because of their higher kinetic energy have a high cleaning effect.

Für das Volumen V des Entspannungsraumes bezogen auf die Querschnittsfläche A der Zuleitung für das flüssige CO₂ sollte dann die Beziehung gelten: V^1/3/A^1/2 > 3 odervorzugsweise V^1/3/A^1/2 > 10.The relationship should then apply to the volume V of the expansion space in relation to the cross-sectional area A of the feed line for the liquid CO ₂ : V ^1/3 / A ^1/2 > 3 or preferably V ^1/3 / A ^1/2 > 10.

Alternativ kann das Volumen V des Entspannungsraumes auch auf den Durchsatz φ an flüssigem CO₂ bezogen werden. In diesem Fall sollte gelten:
V/φ > 0,2 m³ s/kg, vorzugsweise V/φ > 0.6 m³ s/kg.Alternatively, the volume V of the expansion space can also be related to the throughput φ of liquid CO ₂ . In this case:
V / φ> 0.2 m ³ s / kg, preferably V / φ> 0.6 m ³ s / kg.

Das Verfahren ist auch bei kleinerem Volumen des Entspannungsraumes durchführbar, wenn das kleinere Volumen durch einen höheren Druck und entsprechend einen größeren Durchsatz des Trägergases kompensiert wird.The procedure is the same for smaller ones Volume of the relaxation room feasible if the smaller volume by a higher one Pressure and accordingly a higher throughput of the carrier gas is compensated.

Als ein wesentlicher Faktor für die Entstehung von stark abasiven Trockeneispartikeln wird die in dem Entspannungsraum herrschende Temperatur angesehen. Diese Temperatur sollte möglichst niedrig sein, vorzugsweise unter –40 °C. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit einem hinreichend hohen Trägergasdurchsatz durchgeführt wird (z. B. 0,75 m³/min), und wenn der Durchsatz an flüssigem CO₂ in einem optimalen Verhältnis zum Luftdurchsatz steht, beispielsweise in der Größenordnung von 0,2 bis 0,4 kg CO₂ pro Kubikmeter Trägergas (Volumen unter Atmosphärendruck), ist die durch Verdampfung von CO₂ entstehende Kühlwirkung offenbar so groß, daß der Entspannungsraum auf einer hinreichend niedrigen Temperatur gehalten wird.The temperature prevailing in the relaxation room is regarded as an essential factor for the formation of highly abasive dry ice particles. This temperature should be as low as possible, preferably below -40 ° C. If the inventive method is carried out with a sufficiently high carrier gas throughput (z. B. 0.75 m ³ / min), and if the throughput of liquid CO _{2 is} in an optimal ratio to the air throughput, for example in the order of 0.2 to 0.4 kg CO ₂ per cubic meter of carrier gas (volume under atmospheric pressure), the cooling effect resulting from the evaporation of CO ₂ is apparently so great that the relaxation room is kept at a sufficiently low temperature.

Durch eine gute Wärmeisolierung des Entspannungsraumes kann die Kühlwirkung effizienter genutzt und somit eine noch tiefere Temperatur im Entspannungsraum erreicht und/oder das Entspannungsvolumen verringert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird deshalb der Entspannungsraum thermisch gegenüber der Umgebung isoliert, so daß sich die gewünschte hohe Reinigungswirkung auch bei kleinem Entspannungsraumvolumen und kleinen Durchsätzen erzielen läßt. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Zuleitung für das flüssige CO₂ ebenfalls thermisch gegenüber der Umgebung isoliert ist und mit den Wänden des Entspannungsraumes in gutem thermischen Kontakt steht (z. B. durch einen Wärmetauscher), so daß schon in der Zuleitung eine gewisse Vorkühlung des flüssigen CO₂ stattfindet.Good thermal insulation of the relaxation room allows the cooling effect to be used more efficiently, thus achieving an even lower temperature in the relaxation room and / or reducing the relaxation volume. According to a further embodiment of the method, the relaxation room is therefore thermally insulated from the surroundings, so that the desired high cleaning effect can be achieved even with a small relaxation room volume and small throughputs. It proves to be advantageous if the feed line for the liquid CO _{2 is} also thermally insulated from the environment and is in good thermal contact with the walls of the relaxation room (e.g. by means of a heat exchanger), so that there is already one in the feed line certain precooling of the liquid CO ₂ takes place.

In Experimenten wurde beobachtet, daß sich an den Wänden des Entspan nungsraumes und/oder an den Wänden der Strahlleitung, gegebenenfalls bis in die Strahldüse hinein, schon nach kurzer Betriebsdauer eine verhältnismäßig feste Kruste aus Trockeneis ablagert. Diese Trockeneiskruste verstärkt die thermische Isolierung und Kühlung des Entspannungsraumes und kann auch direkt an der Entstehung verhältnismäßig grobkörniger und harter Trockeneispartikel mit entsprechend hoher Reinigungswirkung beteiligt sein. Wenn der durch die Entspannung des flüssigen CO₂ zunächst entstehende Trockenschnee verwirbelt wird, prallt er mit hoher Geschwindigkeit auf die Wände des Entspannungsraumes und/oder der Strahlleitung, so daß sich dort die erwähnte, relativ stark verdichtete Kruste aufbaut. Andererseits bewirkt die Wärmezufuhr über die Wände des Entspannungsraumes und der Strahlleitung und die dadurch eintretende Sublimation des CO₂ eine Lockerung der Kruste. Insgesamt erhält die Kruste so eine inhomogene, körnige und relativ brüchige Struktur, mit der Folge, daß durch das mit hoher Geschwindigkeit vorbeiströmende Trägergas ständig grobe Trockeneispartikel von der Kruste abgelöst werden und einen Bestandteil des Strahlmittels bilden.In experiments it was observed that a relatively solid crust of dry ice is deposited on the walls of the relaxation area and / or on the walls of the jet line, possibly even into the jet nozzle, after a short period of operation. This dry ice crust reinforces the thermal insulation and cooling of the relaxation room and can also be directly involved in the formation of relatively coarse-grained and hard dry ice particles with a correspondingly high cleaning effect. When the dry snow initially created by the expansion of the liquid CO _{2 is} swirled, it impacts the walls of the relaxation space and / or the jet line at high speed, so that the relatively strongly compressed crust mentioned builds up there. On the other hand, the supply of heat via the walls of the relaxation space and the beam line and the sublimation of the CO ₂ that occurs thereby loosens the crust. Overall, the crust is given an inhomogeneous, granular and relatively brittle structure, with the result that coarse dry ice particles are constantly detached from the crust by the carrier gas flowing past and form part of the blasting agent.

Die erwünschte Entstehung einer solchen Trockeneiskruste kann durch das Vorhandensein von Störkanten im Strömungsweg und durch die dadurch eintretende Verwirbelung des Trockenschnees herbeigeführt oder unterstützt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist deshalb die Strahlvorrichtung mindestens eine Störkante im Strömungsweg zwischen der Einmündungsstelle der Zuleitung für das flüssige CO₂ und der Strahldüse auf. Diese Störkante kann z. B. an der Übergangsstelle zwischen dem Entspannungsraum und der Strahlleitung gebildet werden, wenn der Entspannungsraum seitlich in die Strahlleitung mündet. Weiterhin können solche Störkanten auch durch ein Innengewinde in einem den Entspannungsraum bildenden Rohrstutzen oder durch feste oder bewegliche Einbauten wie ein Flügelrad, eine Schnecke oder dergleichen im Entspannungsraum gebildet werden.The desired formation of such a dry ice crust can be brought about or supported by the presence of interfering edges in the flow path and by the resulting swirling of the dry snow. According to a further embodiment of the invention, the blasting device therefore has at least one interfering edge in the flow path between the junction point of the feed line for the liquid CO ₂ and the blasting nozzle. This interfering edge can, for. B. be formed at the transition point between the relaxation space and the beam line when the relaxation space opens laterally into the beam line. Furthermore, such interfering edges can also be formed by an internal thread in a pipe socket forming the relaxation space or by fixed or movable internals such as an impeller, a worm or the like in the relaxation space.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous configurations and Developments of the invention are specified in the subclaims.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Entspannungsraum unter einem Winkel von etwa 10 bis 90°, vorzugsweise 20 bis 45°, in Strömungsrichtung in die geradlinig durchgehende Strömungsleitung mündet. Bei dieser Konfiguration wird durch die Strömung des Trägergases eine gewisse Sogwirkung erzielt, und der Trockenschnee wird schonend in die in der Strahlleitung herrschende Strömungsrichtung umgelenkt. Da die Strömung des Trägergases in der Strahlleitung eine Komponente quer zur Längsrichtung des Entspannungsraumes hat, ist zu erwarten, daß sich zumindest im stromabwärtigen Bereich des Entspannungsraumes ein Wirbel bildet, der die Verweilzeit des Trockenschnees im Entspannungsraum verlängert und damit die Agglomeration bzw. das Wachstum der Partikel bzw. der Trockeneiskruste begünstigt. Bei kleinerem Durchmesser der Strahlleitung ist der Eintrittswinkel vorzugsweise spitzer, damit das Trockeneis nicht auf die gegenüberliegende Wand der Strahlleitung prallt.It has proven to be advantageous if the relaxation space flows at an angle of approximately 10 to 90 °, preferably 20 to 45 ° Direction flows into the straight through flow line. In this configuration, a certain suction effect is achieved by the flow of the carrier gas, and the dry snow is gently diverted into the flow direction prevailing in the jet line. Since the flow of the carrier gas in the jet line has a component transverse to the longitudinal direction of the relaxation space, it is to be expected that a vortex will form at least in the downstream area of the relaxation space, which will extend the dwell time of the dry snow in the relaxation space and thus the agglomeration or the growth of the Particles or the dry ice crust favored. With a smaller diameter of the jet line, the entry angle is preferably more acute so that the dry ice does not hit the opposite wall of the jet line.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform liegt die Einmündungsstelle des Entspannungsraumes in der Strahlleitung in geringem Abstand stromaufwärts der Strahldüse.In an expedient embodiment, the junction is located of the relaxation space in the beam line at a short distance upstream the jet nozzle.

Die Strahldüse weist vorzugsweise eine Engstelle auf, so daß das Trägergas und das Strahlmittel auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden. Besonders bevorzugt ist die Ausbildung der Strahldüse als Laval-Düse, in der eine Beschleunigung annähernd Schallgeschwindigkeit oder Überschallgeschwindigkeit erreicht wird.The jet nozzle preferably has a constriction on so that the carrier gas and the abrasive can be accelerated to high speed. It is particularly preferred to design the jet nozzle as a Laval nozzle in which an acceleration almost Speed of sound or supersonic speed is achieved.

Bei der Dimensionierung der Laval-Düse ist zu berücksichtigen, daß durch die Zufuhr von Trockeneis unmittelbar stromaufwärts der Düse die Temperatur des Mediums verringert und seine Dichte vergrößert wird, wodurch sich der Arbeitspunkt der Laval-Düse verschiebt. Um eine optimale Reinigungswirkung zu erzielen, sollte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Querschnitt der Engstelle der Laval-Düse größer gewählt werden als in dem Fall, daß das Medium mit gleichem Druck und Durchsatz ausschließlich über die Strahlleitung zugeführt wird. Außerdem wird durch die Sublimation von Trockenschnee das Gasvolumen vergrößert und eine Beschleunigung der Strömung vor, in oder hinter der Engstelle der Düse erreicht. Je nach Druckverhältnissen können auch Tropfen aus flüssigem CO₂ in die Strahlleitung oder die Strahldüse gelangen und erst dort verdampen. Die Position, an der diese Vedampfung und/oder Sublimation stattfindet, läßt sich durch Regulieren der Trägergasströmung so einstellen, daß eine optimale Strhlgeschwindigkeit erreicht wird.When dimensioning the Laval nozzle, it must be taken into account that the supply of dry ice immediately upstream of the nozzle reduces the temperature of the medium and increases its density, which shifts the operating point of the Laval nozzle. In order to achieve an optimal cleaning effect, the cross section of the throat of the Laval nozzle should be chosen larger in the method according to the invention than in the case where the medium is supplied with the same pressure and throughput exclusively via the jet line. In addition, the sublimation of dry snow increases the gas volume and accelerates the flow in front of, in or behind the constriction of the nozzle. Depending on the pressure conditions, drops of liquid CO _{2 can get} into the jet line or the jet nozzle and only evaporate there. The position at which this evaporation and / or sublimation takes place can be adjusted by regulating the carrier gas flow so that an optimal jet speed is achieved.

Wenn der Durchsatz des Trägergases zu groß ist, so daß sich vor der Strahldüse ein hoher Staudruck aufbaut, nimmt die Menge und die Reinigungswirksamkeit des erzeugten Trockenschnees ab. Deshalb ist es zweckmäßig, in der Strahlleitung stromaufwärts der Einmündungsstelle des Entspannungsraumes ein Drosselventil vorzusehen, mit dem sich der Durchsatz des Trägergases optimal einstellen läßt. Vorzugsweise ist auch in der Zuleitung für das flüssige CO₂ unmittelbar am Eintritt in die Strahlvorrichtung ein Dosierventil vorgesehen, so daß sich das Durchsatzverhältnis von Trägergas und CO₂ unmittelbar an der Strahlvorrichtung einstellen läßt.If the throughput of the carrier gas is too high, so that a high dynamic pressure builds up in front of the jet nozzle, the amount and the cleaning efficiency of the dry snow produced decrease. It is therefore expedient to provide a throttle valve in the jet line upstream of the junction point of the expansion space, with which the throughput of the carrier gas can be optimally adjusted. A metering valve is preferably also provided in the feed line for the liquid CO ₂ directly at the inlet into the blasting device, so that the throughput ratio of carrier gas and CO _{2 can be set} directly on the blasting device.

All die vorgenannten Maßnahmen können zweckmäßig miteinander kombiniert werden.All of the above can expediently together be combined.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird in die Trägergasströmung und/oder in den Entspannungsraum eine geringe Menge an Wasser oder eines anderen festen oder flüssigen Strahlmittels (z. B. feste Trockeneis-Pellets) eindosiert, um den Reinigungseffekt weiter zu steigern.With an advantageous further education of the method is in the carrier gas flow and / or in the relaxation room a small amount of water or another solid or liquid abrasive (e.g. solid dry ice pellets) metered in to achieve the cleaning effect to further increase.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.Exemplary embodiments are described below closer to the drawing explained.

Es zeigen:Show it:

1 einen Schnitt durch eine Strahlvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a section through a blasting device for performing the method according to the invention;

2 einen Schnitt durch eine Strahlvorrichtung gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel; 2 a section through a blasting device according to a modified embodiment;

3 eine Detailvergrößerung zu 2; und 3 an enlarged detail 2 ; and

4 einen schematischen Schnitt durch eine sich stufenweise verjüngende Strahlleitung. 4 a schematic section through a gradually tapering beam line.

Gemäß 1 wird eine Strahlleitung 10 durch ein gerades zylindrisches Rohr gebildet, das einen Innendurchmesser DL von 39 mm hat. Ein Einlaß 12 der Strahlleitung ist mit einem nicht gezeigten Kompressor verbunden, über den Druckluft mit einem Druck von beispielsweise 1,1 MPa zugeführt wird. An die Mündung der Strahlleitung 10 ist eine als Laval-Düse ausgebildete Strahldüse 14 angekuppelt. Diese Strahldüse hat einen konvergierenden Abschnitt 16, des sen Innendurchmesser von 32 mm am stromaufwärtigen Ende auf 12,5 mm an einer Engstelle 18 abnimmt, und einen divergenten Abschnitt 20, dessen Innendurchmesser von der Engstelle 18 aus auf 19 mm am stromabwärtigen Ende zunimmt. Die Gesamtlänge LL der Strahldüse beträgt 224 mm. Die Länge LC des konvergierenden Abschnitts 16 beträgt 83 mm.According to 1 becomes a beam line 10 formed by a straight cylindrical tube, which has an inside diameter DL of 39 mm. An inlet 12 the jet line is connected to a compressor, not shown, via which compressed air is supplied at a pressure of, for example, 1.1 MPa. At the mouth of the beam line 10 is a jet nozzle designed as a Laval nozzle 14 hitched. This jet nozzle has a converging section 16 , its inner diameter from 32 mm at the upstream end to 12.5 mm at a narrow point 18 decreases, and a divergent section 20 whose inside diameter is from the constriction 18 increases to 19 mm at the downstream end. The total length LL of the jet nozzle is 224 mm. The length LC of the converging section 16 is 83 mm.

Eine Verbindungsmuffe 22 zwischen der Strahlleitung 10 und der Laval-Düse 14 hat einen Innendurchmesser von etwa 32 mm, entsprechend dem Einlaßdurchmesser der Strahldüse.A connecting sleeve 22 between the beam line 10 and the Laval nozzle 14 has an inner diameter of approximately 32 mm, corresponding to the inlet diameter of the jet nozzle.

Unmittelbar stromaufwärts der Verbindungsmuffe 22 weist das die Strahlleitung 10 bildende Rohr einen Abzweig 24 auf, der unter einem Winkel von 45° in Strömungsrichtung in die Strahlleitung 10 mündet. Der Abstand D zwischen dem Abzweig 24 und der Einlaßöffnung der Strahldüse 14 beträgt etwa 66 mm. Stromaufwärts des Abzweigs 24 ist in der Strahlleitung 10 ein Drosselventil 26, beispielsweise ein Kugelhahn, angeordnet.Immediately upstream of the coupling sleeve 22 shows the beam line 10 pipe forming a branch 24 on at an angle of 45 ° in the direction of flow into the jet line 10 empties. The distance D between the branch 24 and the inlet opening of the jet nozzle 14 is about 66 mm. Upstream of the branch 24 is in the beam line 10 a throttle valve 26 , for example a ball valve.

In den Abzweig 24 ist ein rohrförmiges Übergangsstück 28 eingeschraubt, dessen freies Ende über ein Reduzierstück 30 mit einer flexiblen Zuleitung 32 für flüssiges CO₂ verbunden ist.In the branch 24 is a tubular transition piece 28 screwed in, the free end of a reducer 30 with a flexible supply line 32 for liquid CO ₂ .

Die Zuleitung 32 ist an eine nicht gezeigte Druckflasche angeschlossen, die einen Vorrat an CO₂ unter einem solchen Druck hält, daß das CO₂ bei Umgebungstemperatur flüssig bleibt. Dieser Druck beträgt beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur von 20° C etwa 5,5 MPa. Die Zuleitung 32 hat einen Innendurchmesser von 3 mm. Das flüssige CO₂ strömt aufgrund des Druckgefälles, ohne das irgendwelche Fördereinrichtungen erforderlich sind, über die Zuleitung 32 aus. Der Durchsatz wird dabei durch den geringen Querschnitt der Zuleitung 32 begrenzt.The supply line 32 is connected to a pressure bottle, not shown, which holds a supply of CO ₂ under such a pressure that the CO ₂ at Ambient temperature remains fluid. This pressure is, for example, about 5.5 MPa at an ambient temperature of 20 ° C. The supply line 32 has an inner diameter of 3 mm. Due to the pressure drop, the liquid CO ₂ flows through the supply line without the need for any conveying devices 32 out. The throughput is due to the small cross-section of the supply line 32 limited.

Das Übergangsstück 28 bildet einen Entspannungsraum 34, der zwei zylindrische Abschnitte 36, 38 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Der stromaufwärtige Abschnitt 36, der sich unmittelbar an die Zuleitung 32 anschließt, hat einen Innendurchmesser DC1 von 20 mm und eine Länge L1 von 85 mm. Über einen kurzen konischen Abschnitt schließt sich der stromabwärtige Abschnitt 38 mit einem Innendurchmesser DC2 von 32 mm und einer Länge L2 von 105 mm an. Die Gesamtlänge LE des Entspannungsraumes 34 beträgt somit 190 mm. Der Abzweig 24 hat einen Innendurchmesser DC3 von 39 mm, übereinstimmend mit dem Innendurchmesser DL der Strahlleitung 10.The transition piece 28 forms a relaxation room 34 that has two cylindrical sections 36 . 38 with different diameters. The upstream section 36 , which is directly connected to the supply line 32 has an inner diameter DC1 of 20 mm and a length L1 of 85 mm. The downstream section closes over a short conical section 38 with an inner diameter DC2 of 32 mm and a length L2 of 105 mm. The total length LE of the relaxation room 34 is therefore 190 mm. The branch 24 has an inner diameter DC3 of 39 mm, corresponding to the inner diameter DL of the beam line 10 ,

An der Stelle, an der die Zuleitung 32 im Reduzierstück 30 in den Entspannungsraum 34 mündet, kann sich das flüssige CO₂ schlagartig entspannen. Dabei wird ein Teil des CO₂ verdampft. Durch die Verdampfung und durch die Druckentlastung kommt es zu einer Abkühlung, so daß ein anderer Teil des flüssigen CO₂, der beim Eintritt in den Entspannungsraum fein zerstäubt wird, zu feinen Trockenschnee-Partikeln kondensiert. Da die Querschnittsfläche des stromaufwärtigen Abschnitts 36 des Entspannungsraumes 34 etwa das 44-fache der Querschnittsfläche der Zuleitung 32 beträgt, durchströmt das Gemisch aus gasförmigem CO₂ und Trockenschnee den stromaufwärtigen Abschnitt 36 des Entspannungsraumes mit mäßiger Geschwindigkeit. Bei Eintritt in den stromabwärtigen Abschnitt 38 wird die Geschwindigkeit weiter reduziert. Auf ihrem Weg durch den verhältnismäßen langen Entspannungsraum 34 können sich die feinen Trockeneis-Partikel zu größeren Partikeln zusammenballen (Agglomeration). Da bei Eintritt in den stromabwärtigen Abschnitt 38 die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt und entsprechend der dynamische Druck zunimmt, können die Partikel zum Teil auch durch Rekondensation von gasförmigem CO₂ wachsen. Bei Eintritt in dem nochmals erweiterten Abzweig 24 haben sich daher relativ große Trockenschnee-Partikel gebildet, die nun durch die Sogwirkung der durch die Strahlleitung 10 strömenden Druckluft abgesaugt und zur Strahldüse 14 mitgenommen werden. In der Strahldüse 14 werden die Druckluft und der Trockenschnee auf hohe Geschwindigkeit, eventuell Überschallgeschwindigkeit beschleunigt, so daß ein Strahl mit hoher Reinigungswirkung aus der Strahldüse austritt. Wenn dieser Strahl auf eine zu reinigende Oberfläche gerichtet wird, wirkt der Trockenschnee als Strahlmittel, mit dem die Oberfläche effizient gereinigt werden kann.At the point where the supply line 32 in the reducer 30 in the relaxation room 34 flows, the liquid CO _{2 can} suddenly relax. Part of the CO _{2 is} evaporated. Evaporation and pressure relief result in cooling, so that another part of the liquid CO ₂ , which is atomized as it enters the relaxation room, condenses into fine dry snow particles. Because the cross-sectional area of the upstream section 36 of the relaxation room 34 approximately 44 times the cross-sectional area of the feed line 32 is, the mixture of gaseous CO ₂ and dry snow flows through the upstream section 36 the relaxation room at moderate speed. Upon entering the downstream section 38 the speed is further reduced. On their way through the relatively long relaxation room 34 the fine dry ice particles can clump together to form larger particles (agglomeration). Because when entering the downstream section 38 the flow rate decreases and the dynamic pressure increases accordingly, the particles can also grow in part by recondensation of gaseous CO ₂ . When entering the branch, which has been expanded again 24 Relatively large dry snow particles have therefore formed, which are now due to the suction effect of the jet line 10 flowing compressed air is drawn off and sent to the jet nozzle 14 get picked up. In the jet nozzle 14 the compressed air and the dry snow are accelerated to high speed, possibly supersonic speed, so that a jet with a high cleaning effect emerges from the jet nozzle. When this jet is directed onto a surface to be cleaned, the dry snow acts as a blasting agent with which the surface can be cleaned efficiently.

In Versuchen hat sich gezeigt, daß die Reinigungswirkung des in dieser Weise erzeugten Strahls von der Dimensionierung des Entspannungsraumes 34 und vom Durchsatz der Druckluft durch die Strahlleitung 10 abhängt. Ohne Entspannungsraum ergibt sich eine deutlich verringerte Reinigungswirkung. Ebenso nimmt die Reinigunswirkung drastisch ab, wenn der Durchsatz der Druckluft durch die Strahlleitung 10 zu groß ist. Deshalb wird mit Hilfe des Drosselventils 26 der Durchsatz so dosiert, daß eine optimale Erzeugung von Trockenschnee und eine optimale Reinigungswirkung erzielt werden.Experiments have shown that the cleaning effect of the jet generated in this way is based on the dimensioning of the relaxation space 34 and the throughput of the compressed air through the jet line 10 depends. Without a relaxation room, the cleaning effect is significantly reduced. Likewise, the cleaning effect decreases drastically when the throughput of the compressed air through the jet line 10 is too big. Therefore, with the help of the throttle valve 26 the throughput is metered in such a way that an optimal production of dry snow and an optimal cleaning effect are achieved.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich in vielfältiger Weise abwandeln.The described embodiment let yourself in many different ways Modify way.

Beispielsweise ist es möglich, anstelle einer geraden Strahlleitung 10 eine abgewinkelte Strahlleitung zu verwenden, so daß der Entspannungsraum und der stromaufwärtige Abschnitt der Strahlleitung symmetrisch in den stromabwärtigen Abschnitt der Strahlleitung münden. Denkbar ist auch eine Anordnung, bei der die Strahlleitung 10 zu einem Ringraum erweitert ist, die den Entspannungsraum koaxial aufnimmt.For example, it is possible instead of a straight beam line 10 to use an angled beam line so that the relaxation space and the upstream section of the beam line open symmetrically into the downstream section of the beam line. An arrangement is also conceivable in which the beam line 10 is expanded to an annulus that coaxially accommodates the relaxation space.

In einer anderen Ausführungsform kann zwischen der Stelle, an der der Entspannungsraum in die Strahlleitung mündet, und der Strahldüse 14 noch ein längerer Schlauchabschnitt vorgesehen sein.In another embodiment, there can be between the point at which the relaxation space opens into the jet line and the jet nozzle 14 a longer hose section can be provided.

Um größere Mengen an Trockenschnee zu erzeugen, ist es möglich, mehrere Zuleitungen 32 über jeweilige Entspannungsräume in die Strahlleitung 10 münden zu lassen. Die Einmündungen der Entspannungsräume in die Strahlleitung können dabei auf dem Umfang der Strahlleitung verteilt und/oder in Axialrichtung versetzt sein. Weiterhin ist es möglich, mehrere Zuleitungen 32 in einen gemeinsamen Entspannungsraum münden zu lassen.In order to produce larger amounts of dry snow, it is possible to use several feed lines 32 via respective relaxation rooms in the beam line 10 to let it flow. The openings of the relaxation spaces in the beam line can be distributed over the circumference of the beam line and / or offset in the axial direction. It is also possible to use several supply lines 32 to open into a common relaxation room.

Über die Strahlleitung 10 kann anstelle von Druckluft auch ein anderes Trägergas zugeführt werden. Diesem Trägergas oder der Druckluft kann auch ein anderes Strahlmittel zugesetzt sein. Ebenso ist es denkbar, zusätzliche feste oder flüssige Strahlmittel über seitliche Zuführungen in die Strahlleitung stromaufwärts oder stromabwärts des Abzweigs 24 oder gegebenenfalls auch in den Entspannungsraum 34 münden zu lassen.Via the beam line 10 another carrier gas can be supplied instead of compressed air. Another blasting agent can also be added to this carrier gas or the compressed air. It is also conceivable to add additional solid or liquid blasting media via lateral feeds into the blasting line upstream or downstream of the branch 24 or, if necessary, also in the relaxation room 34 to let it flow.

2 zeigt eine Strahlvorrichtung gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel. Hier wird der Entspannungsraum 34 nur durch das Innere des Abzweigs 24 gebildet. Dieser Abzweig hat ein Innengewinde 40, in den das Reduzierstück 30 eingeschraubt ist. In der Zuleitung 32 ist in geringem Abstand stromaufwärts des Reduzierstücks 30 ein Dosierventil 42 angeordnet, mit dem sich der Durchsatz an flüssigem CO₂ einstellen läßt. Als günstig hat sich eine Einstellung erwiesen, bei der der Durchsatz an flüssigem CO₂ etwa 0,3 kg pro Kubikmeter Trägergas (Luft) beträgt (der Trägergasdurchsatz bezieht sich auf das Trägergasvolumen unter Atmosphärendruck). 2 shows a blasting device according to a modified embodiment. Here is the relaxation room 34 only through the inside of the branch 24 educated. This branch has an internal thread 40 into which the reducer 30 is screwed in. In the supply line 32 is a short distance upstream of the reducer 30 a metering valve 42 arranged with which the throughput of liquid CO _{2 can be} adjusted. A setting has proven to be favorable in which the throughput of liquid CO _{2 is} approximately 0.3 kg per cubic meter of carrier gas (air) (the carrier gas throughput relates to the carrier gas volume under atmospheric pressure).

Der Teil der Strahlleitung 10, der den Abzweig 24 enthält, und der sich unmittelbar an das Reduzierstück 30 anschließende Abschnitt der Zuleitung 32 sind in eine Umhüllung 44 aus wärmeisolierendem Material eingebettet, die in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. Hierdurch wird zum einen die Handhabung der als Stahlpistole ausgebildeten Strahlvorrichtung erleichtert und zum anderen die thermische Isolierung des Entspannungsraumes 34 und des sich daran anschließenden Abschnitts der Zuleitung verbessert, so daß eine niedrigere Temperatur im Entspannungsraum erreicht wird.The part of the beam line 10 who the Ab branch 24 contains, and the directly to the reducer 30 subsequent section of the supply line 32 are in an envelope 44 embedded from heat-insulating material, which is indicated by dash-dotted lines in the drawing. This on the one hand facilitates the handling of the blasting device designed as a steel gun and on the other hand the thermal insulation of the relaxation space 34 and the adjoining section of the feed line is improved, so that a lower temperature is reached in the relaxation space.

In 3 ist der Abzweig 24 vergrößert dargestellt. Man erkennt, daß das Innengewinde 40 über das Reduzierstück 30 hinausreicht und einen Teil der Innenwand des Entspannungsraumes 34 bildet. Der Strömungsweg für den Trockenschnee von der Mündung der Zuleitung 32 bis in die Strahlleitung 10 wird durch eine Anzahl von Störkanten begrenzt. Eine erste Störkante wird unmittelbar durch die abrupte Querschnittserweiterung von der Zuleitung 32 auf den Innenquerschnitt des Entspannungsraumes 34 an der Innenfläche des Reduzierstücks 30 gebildet. Weitere Störkanten befinden sich an der Einmündungsstelle des Abzweigs 24 in die Strahlleitung 10. Schließlich wirken auch die Gewindegänge des Innengewindes 40 als Störkanten. Diese Störkanten bewirken eine Verwirbelung des Trockenschnees, der sich im Entspannungsraum 34 bildet, und insbesondere das Innengewinde 40 begünstigt das Anhaften des Trockenschnees an den Wänden des Abzweigs 24, so daß sich im Entspannungsraum und teilweise auch in der Strahlleitung 10 eine verhältnismäßig kompakte, jedoch brüchige Kruste 46 aus Trockeneis bildet. Das aus der Zuleitung 34 verdüste und dabei verdampfende CO₂ bahnt sich einen Weg durch die Trockeneiskruste. Dadurch und durch das Trägergas, das in der Strahlleitung 10 mit hoher Geschwindigkeit an der Kruste 46 aus Trockeneis vorbeiströmt, werden ständig kleine Partikel aus Trockeneis aus der Kruste herausgelöst. Diese verhältnismäßig grobkörnigen und festen Partikel bilden dann ein sehr wirksames Strahlmittel, durch daß eine hohe Reinigungswirkung der Strahlvorrichtung erreicht wird. Diese Trockeneispartikel können auch auf dem Weg durch die Strahldüse 14 noch weiter anwachsen, da sie dort von dem Trägergas umströmt und beschleunigt werden, das feinere Trockenschnee-Partikel enthält. Der genaue Ort, an dem die Agglomeration des Trockeneises und die Bildung der Kruste 46 stattfindet, ist von den jeweiligen Verfahrensbedingungen abhängig und kann sich (in beiden Richtungen) mehr oder weniger tief in die Strahlleitung 10 und gegebenenfalls die Strahldüse 14 verlagern.In 3 is the branch 24 shown enlarged. It can be seen that the internal thread 40 over the reducer 30 extends and part of the inner wall of the relaxation room 34 forms. The flow path for the dry snow from the mouth of the supply line 32 down to the beam line 10 is limited by a number of interfering edges. A first interfering edge is created immediately by the abrupt cross-sectional expansion of the supply line 32 on the inner cross section of the relaxation room 34 on the inner surface of the reducer 30 educated. Further interfering edges are located at the junction of the junction 24 into the beam line 10 , Finally, the threads of the internal thread also have an effect 40 as interfering edges. These interfering edges cause a swirling of the dry snow that is in the relaxation room 34 forms, and in particular the internal thread 40 favors the sticking of the dry snow on the walls of the branch 24 , so that it is in the relaxation room and partly also in the beam line 10 a relatively compact but fragile crust 46 from dry ice. That from the supply line 34 evaporate and thereby evaporating CO ₂ makes its way through the dry ice crust. Because of this and through the carrier gas that is in the jet line 10 at high speed on the crust 46 Flowing past from dry ice, small particles of dry ice are constantly released from the crust. These relatively coarse-grained and solid particles then form a very effective blasting agent by means of which a high cleaning effect of the blasting device is achieved. These dry ice particles can also pass through the jet nozzle 14 grow even further, since they are flowed around and accelerated by the carrier gas, which contains finer dry snow particles. The exact place where the agglomeration of dry ice and the formation of the crust 46 takes place, depends on the respective process conditions and can (in both directions) more or less deep in the beam line 10 and if necessary the jet nozzle 14 relocate.

Der Entspannungsraum 34 hat im gezeigten Beispiel den gleichen Innendurchmesser wie die Strahlleitung 10, kann jedoch wahlweise auch einen kleinen Innendurchmesser haben. Auch der Winkel, unter dem der Abzweig 24 in die Strahlleitung 10 mündet, kann variiert werden, vorzugsweise im Bereich zwischen 20 und 45°.The relaxation room 34 has the same inner diameter as the beam line in the example shown 10 , but can optionally also have a small inner diameter. Even the angle at which the branch 24 into the beam line 10 opens, can be varied, preferably in the range between 20 and 45 °.

Bei dem in 2 gezeigten Beispiel beträgt die Länge LE des Entspannungsraumes (auf der Mittelachse gemessen) etwa 49 mm, und der Durchmesser DC3 des Entpannungsraumes beträgt 32 mm. Der Entspannungsraum 34 hat dann ein Volumen V von etwa 39 cm³. Wenn die Zuleitung 32 einen Innenquerschnitt von etwa 7 mm² hat, entsprechend einem Durchmesser von 3 mm, beträgt das Verhältnis V^1/3/A^1/2 etwa 12,8. Der Luftdurchsatz durch die Strahlleitung 10 beträgt in der Praxis vorzugsweise etwa 3 – 10 m³/min, mit einem Optimum bei etwa 4,5 m³/min. Bei einem Verhältnis CO₂ zu Luft von 0,3 kg/m³ betragen die entsprechenden Durchsätze φ des CO₂ etwa 0,0015 kg/s bis 0,05 kg/s bzw. 0,023 kg/s für das Optimum. Die entsprechenden Werte für das Verhältnis V/φ sind dann 0,0026 – 0,0008 m³ s/kg bzw. 0,0018 m³ s/kg für das Optimum. Die Engstelle 18 der Strahldüse 14 hat einen Durchmesser von 13,1.At the in 2 In the example shown, the length LE of the relaxation space (measured on the central axis) is approximately 49 mm, and the diameter DC3 of the relaxation space is 32 mm. The relaxation room 34 then has a volume V of about 39 cm ³ . If the supply line 32 has an internal cross section of approximately 7 mm ² , corresponding to a diameter of 3 mm, the ratio V ^1/3 / A ^{1/2 is} approximately 12.8. The air flow through the jet line 10 in practice is preferably about 3 - 10 m ³ / min, with an optimum at about 4.5 m ³ / min. With a CO ₂ to air ratio of 0.3 kg / m ³ , the corresponding throughputs φ of CO _{2 are} approximately 0.0015 kg / s to 0.05 kg / s or 0.023 kg / s for the optimum. The corresponding values for the ratio V / φ are then 0.0026 - 0.0008 m ³ s / kg or 0.0018 m ³ s / kg for the optimum. The bottleneck 18 the jet nozzle 14 has a diameter of 13.1.

Bei einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform hat die Strahlleitung 10 einen kleineren Innendurchmesser von 12,7 mm, der Durchmesser DC3 des Entspannungsraumes 34 beträgt ebenfalls 12, 7 mm, und die Länge LE des Entspannungsraumes beträgt etwa 37 mm. In diesem Fall hat der Entspannungsraum ein Volumen V von etwa 4, 7 cm³. Der Luftdurchsatz liegt dann bei vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,5 m³/min. Wenn das Verhältnis von CO₂ zu Luft wieder 0,3 kg/m³ beträgt, erhält man für das Verhältnis V/φ einen Wert zwischen 0,00062 und 0,00037 m³ s/kg. Der Wert V^1/3/A^1/2 beträgt in diesem Falle etwa 6,3. Die Engstelle 18 der Strahldüse 14 hat in disem Fall einen vorzugsweise Durchmesser von 8 mm.In a further embodiment, not shown, the beam line has 10 a smaller inner diameter of 12.7 mm, the diameter DC3 of the relaxation room 34 is also 12.7 mm, and the length LE of the relaxation space is approximately 37 mm. In this case, the relaxation space has a volume V of approximately 4.7 cm ³ . The air throughput is then preferably between 1.5 and 2.5 m ³ / min. If the ratio of CO ₂ to air is again 0.3 kg / m ³ , the ratio V / φ is between 0.00062 and 0.00037 m ³ s / kg. The value V ^1/3 / A ^1/2 in this case is approximately 6.3. The bottleneck 18 the jet nozzle 14 in this case it preferably has a diameter of 8 mm.

Unter diesen Umständen kann stromabwärts der Strahldüse 14 Überschallgeschwindigkeit erreicht werden.Under these circumstances, the jet nozzle may be downstream 14 Supersonic speed can be achieved.

Zur Geräuschminderung ist es zweckmäßig, an der Mündung der Strahldüse ei nen Schalldämpfer anzubringen.To reduce noise, it is advisable to the mouth the jet nozzle install a silencer.

Während bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Innenquerschnitt der Strahlleitung 10 im wesentlichen konstant bleibt, sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen dieser Innenquerschnitt variiert. Beispielsweise kann sich der Innenquerschnitt der Strahlleitung in der in 4 gezeigten Weise in zwei Stufen, jedoch mit fließenden Übergängen verengen. Mögliche Positionen für den Abzweig 24 sind ebenfalls in 4 eingezeichnet.While in the exemplary embodiments described above the inner cross section of the beam line 10 remains essentially constant, embodiments are also possible in which this inner cross section varies. For example, the inner cross section of the beam line can be changed in the 4 shown in two stages, but narrowing with smooth transitions. Possible positions for the branch 24 are also in 4 located.

Claims (23)

Strahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung (10) zu einer Strahldüse (14) zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung (32) zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung (10) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ aus der Zuleitung (32) über einen im Querschnitt erweiterten Entspannungsraum (34) in die Strahlleitung (10) eingeleitet wird und für das Volumen V des Entspannungraumes und die Innenquerschnittsfläche A der Zuleitung (32) die Beziehung V^1/3/A^1/2 > 3 erfüllt ist.Blasting process for cleaning surfaces, in which a carrier gas under pressure through a jet line ( 10 ) to a jet nozzle ( 14 ) is supplied and liquid CO ₂ via a feed line ( 32 ) supplied, converted into dry snow by relaxation and into the jet line ( 10 ) is fed in, characterized in that the CO ₂ from the feed line ( 32 ) via an expanded Ent stress area ( 34 ) in the beam line ( 10 ) is introduced and for the volume V of the expansion space and the inner cross-sectional area A of the supply line ( 32 ) the relationship V ^1/3 / A ^1/2 > 3 is fulfilled. Strahlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Volumen V des Entspannungraumes und die Innenquerschnittsfläche A der Zuleitung (32) die Beziehung V^1/3/A^1/2 > 10 erfüllt ist.Blasting method according to claim 1, characterized in that for the volume V of the expansion space and the inner cross-sectional area A of the feed line ( 32 ) the relationship V ^1/3 / A ^1/2 > 10 is fulfilled. Strahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung (10) zu einer Strahldüse (14) zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung (32) zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung (10) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ aus der Zuleitung (32) über einen im Querschnitt erweiterten Entspannungsraum (34) in die Strahlleitung (10) eingeleitet wird, daß das Durchsatzverhältnis zwischen CO₂ und Trägergas mindestens 0,25 kg/m³ beträgt.Blasting process for cleaning surfaces, in which a carrier gas under pressure through a jet line ( 10 ) to a jet nozzle ( 14 ) is supplied and liquid CO ₂ via a feed line ( 32 ) supplied, converted into dry snow by relaxation and into the jet line ( 10 ) is fed in, characterized in that the CO ₂ from the feed line ( 32 ) via a relaxation room with an enlarged cross-section ( 34 ) in the beam line ( 10 ) is initiated that the throughput ratio between CO ₂ and carrier gas is at least 0.25 kg / m ³ . Strahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbsondere nach Anspruch 3, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung (10) zu einer Strahldüse (14) zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung (32) zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung (10) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ aus der Zuleitung (32) über einen im Querschnitt erweiteten Entspannungsraum (34) in die Strahlleitung (10) eingeleitet wird und daß das Verhältnis zwischen dem Volumen V des Entspannungsraumes (34) und dem Durchsatz an CO₂ mindestens 0,0002 m³ s/kg beträgt.Blasting method for cleaning surfaces, in particular according to claim 3, in which a carrier gas under pressure through a jet line ( 10 ) to a jet nozzle ( 14 ) is supplied and liquid CO ₂ via a feed line ( 32 ) supplied, converted into dry snow by relaxation and into the jet line ( 10 ) is fed in, characterized in that the CO ₂ from the feed line ( 32 ) via a relaxation room with an enlarged cross-section ( 34 ) in the beam line ( 10 ) is initiated and that the relationship between the volume V of the relaxation space ( 34 ) and the throughput of CO _{2 is} at least 0.0002 m ³ s / kg. Strahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung (10) zu einer Strahldüse (14) zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung (32) zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung (10) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ aus der Zuleitung (32) über einen im Querschnitt erweiteten Entspannungsraum (34) in die Strahlleitung (10) eingeleitet wird und daß der Entspannungsraum (34) thermisch gegenüber der Umgebung isoliert wird.Blasting process for cleaning surfaces, in which a carrier gas under pressure through a jet line ( 10 ) to a jet nozzle ( 14 ) is supplied and liquid CO ₂ via a feed line ( 32 ) supplied, converted into dry snow by relaxation and into the jet line ( 10 ) is fed in, characterized in that the CO ₂ from the feed line ( 32 ) via a relaxation room with an enlarged cross-section ( 34 ) in the beam line ( 10 ) is initiated and that the relaxation room ( 34 ) is thermally insulated from the environment. Stahlverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch der sich an den Entspannungsraum (34) anschließende Abschnitt der Zuleitung (32) thermisch gegenüber der Umgebung isoliert wird.Steel method according to claim 5, characterized in that the expansion space ( 34 ) subsequent section of the supply line ( 32 ) is thermally insulated from the environment. Staahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung (10) zu einer Strahldüse (14) zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung (32) zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung (10) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ aus der Zuleitung (32) über einen im Querschnitt erweiteten Entspannungsraum (34) in die Strahlleitung (10) eingeleitet wird und daß durch im Entspannungsraum oder am stromabwärtigen Ende desselben angeordnete Störkanten (40) eine Ablagerung von festem Trockeneis an den Wänden des Entspannungsraumes (34) und/oder der Strahlleitung (10) herbeigeführt wird.Steel process for cleaning surfaces, in which a carrier gas under pressure through a jet line ( 10 ) to a jet nozzle ( 14 ) is supplied and liquid CO ₂ via a feed line ( 32 ) supplied, converted into dry snow by relaxation and into the jet line ( 10 ) is fed in, characterized in that the CO ₂ from the feed line ( 32 ) via a relaxation room with an enlarged cross-section ( 34 ) in the beam line ( 10 ) is initiated and that by interfering edges arranged in the relaxation space or at the downstream end thereof ( 40 ) a deposit of solid dry ice on the walls of the relaxation room ( 34 ) and / or the beam line ( 10 ) is brought about. Strahlverfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Trägergas unter Druck durch eine Strahlleitung (10) zu einer Strahldüse (14) zugeführt wird und flüssiges CO₂ über eine Zuleitung (32) zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung (10) eingespeist und über eine Strahldüse (14) abgegeben wird, die eine Engstelle (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ aus der Zuleitung (32) über einen im Querschnitt erweiteten Entspannungsraum (34) in die Strahlleitung (10) eingeleitet wird, so daß im Entspannungsraum ein Gemisch aus gasförmigem, flüssigem und festem CO₂ entsteht und ein Teil der festen und flüssigen Anteile in der Strahlleitung oder der Strahldüse verdampft, und daß durch Regulierung der Trägergasströmung die Position der Verdampfungszone relativ zur Engstelle (18) bestimmt wird.Blasting method for cleaning surfaces, in particular according to one of the preceding claims, in which a carrier gas under pressure through a jet line ( 10 ) to a jet nozzle ( 14 ) is supplied and liquid CO ₂ via a feed line ( 32 ) supplied, converted into dry snow by relaxation and into the jet line ( 10 ) fed in and via a jet nozzle ( 14 ) which is a bottleneck ( 18 ), characterized in that the CO ₂ from the feed line ( 32 ) via a relaxation room with an enlarged cross-section ( 34 ) in the beam line ( 10 ) is introduced so that a mixture of gaseous, liquid and solid CO ₂ is formed in the relaxation space and part of the solid and liquid components in the jet line or jet nozzle evaporates, and that by regulating the carrier gas flow the position of the evaporation zone relative to the constriction ( 18 ) is determined. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des Trägergases stromaufwärts der Einmündungsstelle des Entspannungsraumes (34) in die Strahlleitung (10) mit Hilfe eines Drossel ventils (26) gedrosselt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flow of the carrier gas upstream of the junction point of the relaxation space ( 34 ) in the beam line ( 10 ) with the help of a throttle valve ( 26 ) is throttled. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas mit einem Druck von mindestens 0,1 MPa, vorzugsweise etwa 1,0 bis 2,0 MPa zum Drosselventil (26) zugeführt wird.A method according to claim 9, characterized in that the carrier gas with a pressure of at least 0.1 MPa, preferably about 1.0 to 2.0 MPa to the throttle valve ( 26 ) is supplied. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das CO₂ bei Umgebungstemperatur unter einem zur Aufrechterhaltung des flüssigen Aggregatzustands erforderlichen Druck über die Zuleitung (32) zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the CO ₂ at ambient temperature under a pressure required to maintain the liquid state of matter via the supply line ( 32 ) is supplied. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Trägergas und Trockenschnee in der Strahldüse (14) auf mindestens annähernd Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mixture of carrier gas and dry snow in the jet nozzle ( 14 ) is accelerated to at least approximately the speed of sound. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Strahlleitung (10) zur Zufuhr eines Trägergases und einer Zuleitung (32) für flüssiges CO₂, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (32) mit der Strahlleitung (10) über einen Entspannungsraum (34) verbunden ist und für das Volumen V des Entspannungraumes und die Innenquerschnittsfläche A der Zuleitung (32) die Beziehung V^1/3/A^1/2 > 3 erfüllt ist.Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a beam line ( 10 ) for supplying a carrier gas and a feed line ( 32 ) for liquid CO ₂ , characterized in that the feed line ( 32 ) with the beam line ( 10 ) via a relaxation room ( 34 ) is connected and for the volume V of the expansion space and the inner cross-sectional area A of the supply line ( 32 ) the relationship V ^1/3 / A ^1/2 > 3 is fulfilled. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Entspannungsraums (34) von der Zuleitung (32) zur Strahlleitung (10) zunimmt.Device according to claim 13, characterized in that the cross section of the relaxation space ( 34 ) from the supply line ( 32 ) to the beam line ( 10 ) increases. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Strahlleitung (10) zur Zufuhr eines Trägergases und einer Zuleitung (32) für flüssiges CO₂, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (32) mit der Strahlleitung (10) über einen Entspannungsraum (34) verbunden ist und daß im Entspannungsraum (34) und/oder an der Übergangsstelle zwischen dem Entspannungsraum (34) und dem Inneren der Strahlleitung (10) mindestens eine Störkante (40) ausgebildet ist.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 12, with a beam line ( 10 ) for supplying a carrier gas and a feed line ( 32 ) for liquid CO ₂ , characterized in that the feed line ( 32 ) with the beam line ( 10 ) via a relaxation room ( 34 ) is connected and that in the relaxation room ( 34 ) and / or at the transition point between the relaxation room ( 34 ) and the inside of the beam line ( 10 ) at least one interfering edge ( 40 ) is trained. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Strahlleitung (10) zur Zufuhr eines Trägergases und einer Zuleitung (32) für flüssiges CO₂, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (32) mit der Strahlleitung (10) über einen Entspannungsraum (34) verbunden ist und daß zumindest der Entspannungsraum (34) von einer wärmeisolierenden Umhüllung (44) umgeben ist.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 12, with a beam line ( 10 ) for supplying a carrier gas and a feed line ( 32 ) for liquid CO ₂ , characterized in that the feed line ( 32 ) with the beam line ( 10 ) via a relaxation room ( 34 ) and that at least the relaxation room ( 34 ) of a heat-insulating covering ( 44 ) is surrounded. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt eines stromabwärtigen Abschnitts (38) des Entspannungsraumes (34) annähernd mit dem Innenquerschnitt der Strahlleitung (10) übereinstimmt.Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that the inner cross section of a downstream section ( 38 ) of the relaxation room ( 34 ) approximately with the inside cross section of the beam line ( 10 ) matches. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspannungsraum (34) von einer Seite her in einen geraden Abschnitt der Strahlleitung (10) mündet.Device according to one of claims 13 to 17, characterized in that the relaxation space ( 34 ) from one side into a straight section of the beam line ( 10 ) flows out. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspannungsraum (34) unter einem Winkel von 10 bis 90° in Strömungsrichtung in die Stahlleitung (10) mündet.Apparatus according to claim 18, characterized in that the relaxation space ( 34 ) at an angle of 10 to 90 ° in the direction of flow into the steel pipe ( 10 ) flows out. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an das stromabwärtige Ende der Strahlleitung (10) eine Laval-Düse als Strahldüse (14) angeschlossen ist.Device according to one of claims 13 to 19, characterized in that at the downstream end of the beam line ( 10 ) a Laval nozzle as a jet nozzle ( 14 ) connected. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Strahldüse (14) an ihrer Einlaßöffnung etwa mit dem Innendurchmesser der Strahlleitung (10) übereinstimmt und daß der Innendurchmesser einer Engstelle (18) der Strahldüse etwa 20 bis 50%, vorzugsweise etwa 35 bis 45% des Durchmessers der Einlaßöffnung beträgt.Apparatus according to claim 20, characterized in that the inner diameter of the jet nozzle ( 14 ) at its inlet opening approximately with the inside diameter of the jet line ( 10 ) and that the inside diameter of a constriction ( 18 ) the jet nozzle is about 20 to 50%, preferably about 35 to 45% of the diameter of the inlet opening. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strahlleitung (10) stromaufwärts der Einmündungsstelle des Entspannungsraumes (34) ein Drosselventil (26) angeordnet ist.Device according to one of claims 13 to 21, characterized in that in the beam line ( 10 ) upstream of the junction of the relaxation room ( 34 ) a throttle valve ( 26 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (32) unmittelbar stromaufwärts des Entspannungsraumes (34) ein Dosierventil (42) angeordnet ist.Device according to one of claims 13 to 22, characterized in that in the feed line ( 32 ) immediately upstream of the relaxation room ( 34 ) a dosing valve ( 42 ) is arranged.