DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LIMPIAR OBJETOS POR MEDIO DE NIEVE SECA.

Dispositivo (1) para limpiar objetos por medio de nieve seca, que comprende un canal de expansión (8) para producir nieve carbónica a partir de CO2 líquido, una tobera (7, 14) para descargar la nieve carbónica, un equipo (7, 14) para mezclar la nieve carbónica con un aditivo abrasivo (A), en donde el canal de expansión (8) está antepuesto a la tobera y en donde el equipo para mezclar el aditivo (A) es la tobera, caracterizado porque el dispositivo (1) presenta una tubería de aire comprimido para solicitar la nieve carbónica y el aditivo abrasivo (A) con aire comprimido (DL)

La presente invención concierne a un dispositivo y un procedimiento para limpiar objetos por medio de nieve seca.

Se conocen muy diferentes procedimientos y posibilidades de limpieza química y física para limpiar superficies de objetos en el sector industrial.

Los procedimientos de limpieza química requieren un alto gasto en equipos de seguridad y desechado a consecuencia de los medios frecuentemente agresivos allí empleados y a consecuencia de las disposiciones legales. Por tanto, en los procedimientos de limpieza física, en los que se eliminan en general las suciedades por bombardeo o chorreado de la superficie a limpiar con partículas de arena, de metal o de vidrio, es necesario que la propia limpieza se realice en cabinas separadas. A este fin, el componente a limpiar tiene que ser desmontado primero de la máquina correspondiente y colocado dentro de una cabina de esta clase.

Otra alternativa consiste en limpiar componentes por medio de bombardeo con hielo seco. El hielo seco consiste en dióxido de carbono transferido al estado sólido de agregación y enfriado hasta al menos -78,5ºC. A presión atmosférica, el hielo seco pasa directamente del estado sólido de agregación al estado gaseoso, no produciéndose ningún líquido de fusión. Se pueden efectuar así de manera especialmente sencilla, concretamente con aire comprimido normal, tanto el bombardeo con hielo seco como la succión y evacuación de las partículas de suciedad.

El hielo seco se presenta durante la producción en forma de nieve. La generación de nieve carbónica in situ por medio de una tobera a partir de CO2 líquido y el chorreado directo de una superficie con esta nieve, eventualmente con asistencia de aire comprimido, constituyen un procedimiento técnico relativamente sencillo de manejar y fácil de automatizar.

Sin embargo, la acción de limpieza de la nieve carbónica es limitada. Para eliminar por abrasión suciedades más persistentes se comprime dicha nieve en forma de granulado o de pelets o similares haciéndola pasar a presión a través de matrices. La densidad de masa de los pelets asciende aproximadamente a 1000 kg/m3. Estos tienen la forma de puntas con una longitud de aproximadamente 5 mm a 30 mm y un diámetro de aproximadamente 3 mm.

Para aumentar aún más la acción de limpieza de partículas de CO2, el documento FR-A-2 837 122 propone dotar al CO2 criógeno con un aditivo de partículas sintéticas o minerales. En este caso, las partículas de CO2 son preferiblemente de un tamaño de alrededor de 150 a 250 m y las partículas sintéticas o minerales tienen un tamaño de alrededor de 50 m. Los aditivos sintéticos pueden estar formados, por ejemplo, por sebo o residuos de reciclaje envueltos con resina. Con este procedimiento se pretende eliminar revestimientos, tal como, por ejemplo, pintura, pintura anticorrosión, polvo o polvo de amolado, y suciedades naturales, tales como grasas.

La firma Cryotechnics, NL, ofrece un procedimiento semejante de nombre CryoAdd, en el que se emplea para la limpieza de objetos hielo seco (CO2) en forma de pelets, pepitas o bloques, soplándose este material de hielo seco, en una corriente de aire comprimido, sobre la superficie que se debe limpiar. Para aumentar la acción de limpieza se puede añadir a esta mezcla de aire comprimido/hielo seco un material abrasivo o no abrasivo. Las partículas no abrasivas penetran en la capa de suciedad y hacen posible un acción incrementada de la sublimación explosiva de las partículas de hielo seco, mientras que se emplean partículas abrasivas para eliminar mecánicamente capas superficiales duras.

Sin embargo, el empleo de pelets de CO2 trae también consigo inconvenientes. Para pelets de CO2 se tiene que prever un silo especial. Cuando se mantienen almacenados los pelets en el silo durante demasiado tiempo, estos se apelmazan. La función de limpieza de los pelets depende fuertemente del tiempo de almacenamiento.

Se conocen diferentes dispositivos (por ejemplo, chorro frío, microlimpieza) en los que está previsto desmenuzar nuevamente pelets de CO2 o hielo en bloques en un equipo separado, tal como, por ejemplo, un mecanismo raspador o similar, y alimentarlos seguidamente a una tobera del dispositivo. Este desmenuzamiento renovado necesita mucha energía y, por tanto, conduce a mayores costes para la limpieza.

En el documento DE 2005 005 638 B3 se describen un procedimiento y un dispositivo para limpiar, activar o pretratar piezas de trabajo por medio de chorros de nieve carbónica. Por medio del dispositivo se produce nieve carbónica a partir de fluidos de CO2 sometidos a presión y al menos un gas comprimido portador. Está prevista una tobera de salida que acelera la mezcla, produciéndose un gas de dióxido de carbono bifásico y partículas de dióxido de carbono en una cámara de aglomeración por aglomeración y compactación de cristales de nieve carbónica y añadiéndose aquéllos radialmente al gas portador en una cámara mezcladora multietapa. La cámara mezcladora está dispuesta delante de la tobera de salida. De esta manera, se proporciona un flujo de gas turbulento de alta energía para el tratamiento de la pieza de trabajo. El dispositivo puede presentar un sistema de alimentación que en una primera zona o en una segunda zona alimente partículas sólidas de un medio de chorreado a la cámara mezcladora para mejorar el rendimiento de chorreado.

Un procedimiento de chorreado y un dispositivo de chorreado se desprenden del documento EP 1 501 655 B1. En este dispositivo se alimenta CO2 líquido, a través de una tubería de alimentación, a un recinto de expansión de sección transversal ampliada. Debido a la expansión, el CO2 líquido se transforma en nieve seca y ésta, junto con un gas portador, es alimentada bajo presión a una tobera chorreadora. En este dispositivo puede estar previsto hacer que unos medios de chorreado sólidos o líquidos sean conducidos, a través de alimentaciones laterales, a la tubería de chorreado situada aguas arriba o aguas abajo de una derivación que está dispuesta delante de la tobera de chorreado, o eventualmente hacer que dichos medios desemboquen también en un recinto de expansión situado aún más aguas abajo.

El documento WO 03/022525 A2 revela un procedimiento de chorreado y un dispositivo de chorreado. En este caso, se ha previsto una corriente de un medio de chorreado que arrastra a un agente de chorreado abrasivo. Con ayuda de un adaptador se alimenta un medio de chorreado adicional desde una fuente de presión. La alimentación del medio de chorreado adicional se efectúa inmediatamente antes de una tobera de chorreado que presenta un estrechamiento. Puede estar previsto que se alimente a través de la segunda instalación de chorreado un agente de chorreado de mayor abrasividad, por ejemplo un granulado.

Un procedimiento y un dispositivo para chorrear piezas de trabajo por medio de pelets de CO2 y aditivos se desprenden del documento US 4,924,643 A. Como aditivos están previstas partículas que son sólidas a temperatura ambiente, tal como, por ejemplo, partículas de metal o de plástico. El dispositivo presenta una carcasa cerrada. En la carcasa está dispuesta una tobera para descargar los pelets de CO2 y los aditivos. La tobera está unida con un recipiente de forma de embudo a través de un tramo de tubería y una válvula. El recipiente de forma de embudo está lleno de las partículas sólidas. Además, la tobera está unida, a través de un tramo de tubería, con un equipo para producir pelets de CO2, siendo llevados los pelets al peso deseado por medio de un desmenuzador. La tobera está unida, a través de un tramo de tubería, con una fuente de alimentación de gas portador que está concebida, por ejemplo, para alimentar aire comprimido con una presión comprendida entre 4 y 7 bares. La tobera presenta una especie de cámara mezcladora en la que desembocan los tramos de tubería para alimentar las partículas, para alimentar el aire comprimido y para alimentar los pelets de CO2. Por tanto, en esta cámara mezcladora se mezclan los pelets de CO2 y los aditivos unos con otros y estos son llevados seguidamente por el aire comprimido en dirección a un estrechamiento y un ensanchamiento de la sección transversal formados en la tobera. Los pelets de CO2 y los aditivos son acelerados por el estrechamiento y el ensanchamiento de la sección transversal y proyectados en chorro sobre el objeto que se debe limpiar.

En el documento US 2004/0147204 A1 se describe un dispositivo de tratamiento de estructuras de capa delgada, como, por ejemplo, placas de circuito impreso,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para limpiar objetos por medio de nieve seca, que comprende

un canal de expansión (8) para producir nieve carbónica a partir de CO2 líquido,

una tobera (7, 14) para descargar la nieve carbónica,

un equipo (7, 14) para mezclar la nieve carbónica con un aditivo abrasivo (A),

en donde el canal de expansión (8) está antepuesto a la tobera y en donde el equipo para mezclar el aditivo (A) es la tobera,

caracterizado porque

el dispositivo (1) presenta una tubería de aire comprimido para solicitar la nieve carbónica y el aditivo abrasivo (A) con aire comprimido (DL).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque se alimenta la nieve carbónica en el tramo de la sección transversal más pequeña (25) de la tobera Venturi.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el equipo para alimentar la nieve carbónica a la tobera Venturi se extiende al menos parcialmente en forma de hélice alrededor de la parte de compresión de la tobera Venturi.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se agrega el aditivo abrasivo en la zona de la sección transversal más pequeña (25) de la tobera Venturi.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se agrega el aditivo abrasivo en la desembocadura de la tobera Venturi, introduciéndose el aditivo abrasivo, preferiblemente por acción de succión, en el caudal másico de nieve carbónica y aire.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque la tobera Venturi esta dispuesta dentro de una pared tubular y el aditivo abrasivo baña la tobera Venturi en forma de evolvente dentro de la pared tubular.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el aditivo abrasivo presenta al menos una de las materias siguientes:

- granulado de lava o similares, -carbonato de calcio, -bicarbonato de calcio, -hidrogenocarbonato de sodio, -perlas de vidrio o similares, -pedazos de vidrio, preferiblemente de perlas de vidrio o similares, -polvo de metal y/o polvillo de metal, preferiblemente de hierro, una aleación de hierro, aluminio, cobre o latón o

similares, -corindón o similares, -cáscaras de nuez y/o fragmentos de ellas, -huesos oleosos, como, por ejemplo, huesos de cereza y/o fragmentos de ellos, -granulado de plástico, preferiblemente de PE, PA o PC o similares.

8. Procedimiento para limpiar objetos por medio de hielo seco, en el que se expande CO2 líquido formando nieve carbónica y a continuación se produce en una tobera una mezcla de nieve carbónica y aditivo abrasivo y se dirige esta mezcla hacia el objeto que se debe limpiar, caracterizado porque se solicita la mezcla con aire comprimido.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque se alimenta la nieve carbónica en la zona de la sección transversal más pequeña de la tobera Venturi.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque, antes de su alimentación a la tobera Venturi, se conduce la nieve carbónica al menos parcialmente en forma de hélice alrededor de la parte de compresión de la tobera Venturi.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque se agrega el aditivo abrasivo en la zona de la sección transversal más pequeña de la tobera Venturi.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado porque se agrega el aditivo abrasivo en la desembocadura de la tobera Venturi, introduciéndose el aditivo abrasivo, preferiblemente por acción

de succión, en el caudal másico de nieve carbónica y aire.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el adhesivo abrasivo baña a la tobera Venturi en forma de envolvente.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque el aditivo abrasivo 5 presenta al menos una de las materias siguientes:

- arenas (por ejemplo, arena de cuarzo, arena conchifera, arena de lava, arena de granito), -granulado de lava o similares, -carbonato de calcio, -bicarbonato de calcio, -hidrogenocarbonato de sodio, -perlas de vidrio o similares, -pedazos de vidrio, preferiblemente de perlas de vidrio o similares, -polvo de metal y/o polvillo de metal, preferiblemente de hierro, una aleación de hierro, aluminio, cobre o latón o

similares, -corindón o similares, -cáscaras de nuez y/o fragmentos de ellas, -huesos oleosos, como, por ejemplo, hueso de cerezas y/o fragmentos de ellos, -granulado de plástico, preferiblemente de PE, PA o PC o similares.