Dispositivo y procedimiento para crear nieve de hielo seco.

Procedimiento para la producción de nieve de hielo seco, con las etapas:

- alimentación de CO2 líquido;

- expansión del CO2 de modo que se forma una mezcla de gas CO2 y nieve de CO2;

caracterizado porque la nieve de CO2 se genera y dispensa en fracciones de cantidad predeterminada y con unafrecuencia preestablecida

Dispositivo y procedimiento para crear nieve de hielo seco La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para crear nieve de hielo seco, así como a un procedimiento y un dispositivo para la limpieza de objetos por medio de un chorro de nieve de hielo seco, en particular un chorro de nieve de CO2 o bien un chorro de partículas de CO2.

Para la limpieza de superficies de objetos en el sector industrial son conocidos procedimientos de limpieza químicos y físicos y posibilidades más diversos.

Procedimientos de limpieza químicos requieren, en virtud de los productos frecuentemente agresivos allí utilizados y en virtud de disposiciones legales, un elevado gasto de dispositivos de seguridad y de desecho. Por lo tanto, en el caso de procedimientos de limpieza físicos en los que la suciedad debe ser eliminada, por norma general, mediante bombardeo o chorreado de la superficie a limpiar con partículas de arena, metal o vidrio, es necesario que la limpieza propiamente dicha se lleve a cabo en cabinas separadas. Para ello, la pieza componente a limpiar debe ser desmontada primeramente de la máquina correspondiente y debe ser incorporada en una cabina de este tipo.

Otra alternativa consiste en limpiar las piezas componentes mediante bombardeo de hielo seco. En el caso del hielo seco se trata de dióxido de carbono transformado en el estado de agregado sólido y enfriado hasta al menos -78, 5ºC. El hielo seco pasa, a la presión atmosférica, directamente desde el estado de agregado sólido al gaseoso, no formándose líquido de fusión alguno. Con ello, de una manera particularmente sencilla, a saber con aire comprimido normal, se puede realizar tanto el bombardeo con hielo seco como también la aspiración y evacuación de las partículas de suciedad.

El hielo seco se encuentra en la producción en forma de nieve. La creación de nieve de CO2 en el lugar por medio de una tobera a partir de CO2 líquido y el chorreado directo de una superficie con esta nieve, eventualmente con sustentación de aire comprimido, es comparativamente fácil de manipular desde un punto de vista de la técnica del procedimiento y fácil de automatizar.

Según el estado conocido de la técnica, tal como se conoce, por ejemplo, en el documento EP 1 501 655 B1, para la producción de nieve de CO2 y alimentación de la misma en una corriente de gas portador, CO2 líquido es conducido a través de una de una tubería de alimentación, bajo presión, a un recinto de expansión que presenta una sección transversal considerablemente mayor que la tubería de alimentación. Como un ejemplo, la tubería de alimentación presenta un diámetro interno de 3 mm, mientras que una primera cámara del recinto de expansión presenta un diámetro de 20 mm y una longitud de 85 mm. A la primera cámara se le une, aguas abajo después de un corto ensanchamiento cónico, una segunda cámara del recinto de expansión con un diámetro interno de 32 mm y una longitud de 105 mm. La segunda cámara desemboca en una derivación con un diámetro interno de 39 mm, la cual desemboca bajo un ángulo de 45º con la corriente en una tubería de chorreado, en la que un gas portador fluye hacia una tobera de chorreado. En el recinto de expansión se forma a partir del CO2 líquido y en virtud de una reducción brusca de la presión, nieve de CO2 la cual es arrastrada con el gas portador de la derivación y es dirigida a través de la tobera de chorreado a un objeto a limpiar. En la cámara de expansión de dos etapas las partículas de nieve de CO2 pueden reunirse para formar granos de una masa deseada (aglomeración) .

La expansión del CO2 para formar nieve de CO2 y la (deseada) aglomeración de la misma requiere de un cierto tiempo. Por lo tanto, el recinto de expansión, que supone la parte constructiva esencial de un dispositivo de generación de hielo seco, debe presentar una longitud determinada. En función de las condiciones de uso, ésta puede aumentar considerablemente tal como muestra el ejemplo precedentemente mencionado con una longitud total de 190 mm y puede actuar de forma perturbadora sobre la construcción total de un dispositivo para el chorreado de nieve de hielo seco.

Junto a una aglomeración deseada en la generación de la nieve de CO2, en el caso de los chorros de nieve de CO2 se producen también fenómenos de aglomeración indeseados. Así, mediante la aglomeración de nieve de CO2 se produce siempre, detrás de la tobera de nieve de CO2, una salida acumulada y no previsible de nieve de CO2, con lo que la imagen de los chorros es irregular y la densidad de los chorros es erráticamente oscilante, y conduce a un resultado irregular. Con ello, el efecto de limpieza es difícilmente predecible y, en conjunto, se ve perjudicado, lo que debe compensarse, en parte, mediante un mayor empleo de hielo seco y/o gas a presión.

En el documento DE 10 2005 005638 B3 se propone una aportación lateral de nieve de CO2 a través de una cámara de aglomeración, desembocando la nieve de CO2 bajo un ángulo de 90º en una cámara mezcladora, a saber aguas arriba de una desembocadura de un tubo de chorreado el cual penetra un cierto tramo en la cámara mezcladora. Con ello, se alcanza un buen arremolinamiento del gas portador con la nieve de CO2, aportado a través del tubo de chorreado. También aquí, la cámara de expansión y de aglomeración tiene una longitud considerable y sobresale además lateralmente lo cual dificulta la manipulación del dispositivo en conjunto. También en este caso se puede producir una aglomeración indeseada de la nieve de CO2 creada en el orificio de chorreado.

Para la compresión de la nieve de CO2 en partículas de una masa deseada, el documento DE 199 500 16 A propone incorporar en la corriente superficies de choque en o bien detrás de la cámara de expansión, en las que la nieve de CO2 pueda compactarse para formar granos mayores mediante aglomeración. Sin embargo, esto no modifica nada la longitud total de la cámara de expansión y de aglomeración, al igual que tampoco el problema de una aglomeración posterior en la salida de los chorros.

El documento US 4.389.920 da a conocer un dispositivo para producir gránulos de hielo seco y para el chorreado de objetos con gránulos de hielo seco de este tipo. Este dispositivo comprende un tanque para CO2 líquido, del cual se retira CO2 líquido y se aporta tanto a un dispositivo de granulación como también a un dispositivo de vaporización. En el dispositivo de granulación, el CO2 líquido se transforma en nieve de hielo seco, y luego, mediante rodillos de granulación giratorios, se comprime en pequeñas cavidades de un útil conformador (matriz) . Las cavidades son orificios de paso en los que la nieve de CO2 se comprime para formar gránulos de hielo seco. Enfrentados a las salidas de los orificios de paso están dispuestos, a cierta distancia, pasadores que desvían a los gránulos que salen de los orificios de paso, con lo que los gránulos se parten en una determinada longitud y se encuentran a disposición para el tratamiento ulterior. Estos gránulos se aportan luego a un denominado compartimiento estanco. Este compartimiento estanco presenta un disco giratorio que presenta orificios de paso dispuestos uno junto a otro a lo largo de una línea circular. Está prevista un tubería de alimentación la cual, en un punto determinado, está dispuesta alineada con los orificios de paso del disco rotario. Una tubería de evacuación está dispuesta en otro punto, dispuesta alineada con los orificios de paso. Por medio de las tuberías de alimentación, los gránulos son aportados a los orificios de paso y se reúnen allí. Mediante el giro del disco, los orificios de paso rellenos de gránulos se llevan a la posición alineada con la tubería de evacuación. Allí, los gránulos son expulsados de los orificios de paso mediante gas. Mediante la velocidad de giro debe ajustarse la cantidad de gránulos entregados. Cuanto más rápido gire el disco, tanto más gránulos serán entregados. Esta corriente de gránulos se diluye luego con otra corriente gaseosa y se expulsa a través de una tobera.

En el documento US 6.626.737 B1 se describe un dispositivo para crear partículas de hielo seco sólidas. Este dispositivo presenta un disco giratorio, en cuya superficie están configurados dientes que sobresalen. Con estos dientes se raspan de bloques de hielo seco las partículas que caen a través de agujeros al disco y que son aportadas a una tubería a través de un embudo. En esta tubería, las partículas de hielo seco son aportadas a una tobera para el chorreado de objetos.

Del documento US 5.47.981 se desprende un dispositivo para generar gránulos de hielo seco, en el que dióxido de carbono líquido es comprimido en una unidad de émbolo y cilindro para formar... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de nieve de hielo seco, con las etapas: -alimentación de CO2 líquido; -expansión del CO2 de modo que se forma una mezcla de gas CO2 y nieve de CO2; caracterizado porque la nieve de CO2 se genera y dispensa en fracciones de cantidad predeterminada y con una frecuencia preestablecida.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se aporta CO2 líquido a un tambor rotatorio que presenta una pluralidad de cámaras de expansión repartidas por su periferia y separadas una de otra, y desemboca en una tubería de descarga para nieve de CO2.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el tambor es accionado externamente.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el volumen de las cámaras de expansión se aumenta por la embocadura de CO2 líquido en el tambor hasta la tubería de evacuación de la nieve de CO2 y después se reduce de nuevo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque en el lugar de la tubería de evacuación de nieve de CO2 o en la dirección de giro del tambor se insufla en un lugar posterior un gas a presión, en particular CO2 o aire comprimido, en las cámaras de expansión.

6. Procedimiento para la limpieza de superficies mediante nieve de hielo seco, con las etapas: -generación de nieve de CO2 a partir de CO2 líquido; -introducción de la nieve de CO2 en una corriente de gas portador; -aportación de la corriente de gas portador con nieve de CO2 a una tobera, en particular una tobera de

Laval, y un orificio de chorreado; y -orientación del chorro que abandona el orificio de chorreado hacia la superficie a limpiar, en donde el chorro es movido preferiblemente por encima de la superficie, caracterizado porque la nieve de CO2 es generada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Dispositivo para producir nieve de hielo seco, que presenta: -una tubería de alimentación para CO2 líquido; -un dispositivo de expansión que está diseñado para la expansión del CO2 aportado de modo que se forma

una mezcla de gas CO2 y nieve de CO2; y -una tubería de evacuación para la nieve de CO2, caracterizado porque el dispositivo está diseñado para generar y expulsar nieve de CO2, en fracciones de cantidad predeterminada con una frecuencia preestablecida.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado, además, por una carcasa esencialmente cerrada con un espacio interno esencialmente cilíndrico así como un orificio de entrada y un orificio de salida que están dispuestos en diferentes puntos en una pared de la carcasa vista en la dirección periférica, estando unido el orificio de entrada con la tubería de alimentación para CO2 líquido y estando unido el orificio de salida con la tubería de evacuación para nieve de CO2 y, por un tambor que gira en la carcasa, con un número de cámaras de expansión repartidas a lo largo de su periferia, separadas una de otra, comunicando cada una de las cámaras de expansión en el transcurso de una rotación con el orificio de entrada y con el orificio de salida, estando divididas entre sí las cámaras de expansión en la dirección periférica por un número correspondiente de paredes intermedias que se extienden radialmente y en la dirección del eje, estando las paredes intermedias dispuestas preferiblemente sobre un cubo y/o estando mantenidas o guiadas en su posición por una estructura portante.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado, además por un accionamiento externo para el tambor, siendo fijamente preestablecible el número de revoluciones del accionamiento o siendo ajustable durante el accionamiento.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el tambor está apoyado de forma alineada con el eje del recinto interno cilíndrico de la carcasa.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque las cámaras de expansión presentan un volumen variable, de modo que el volumen aumenta desde el orificio de entrada hasta el orificio de salida y después se reduce de nuevo.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque el tambor presenta un cubo, cuyo eje está desplazado hacia el orificio de entrada paralelo al eje del recinto interno cilíndrico de la carcasa; y porque las paredes intermedias están alojadas en ranuras longitudinales que están repartidas por la periferia del cubo de manera que son movibles radialmente, estando las paredes intermedias pretensadas preferiblemente hacia el exterior.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque a lo largo de la cara interna cilíndrica de la carcasa está dispuesto, preferiblemente de modo estacionario frente al giro, un elemento auxiliar de deslizamiento que presenta una superficie interna lisa hacia la cara interna de la carcasa a lo largo de la cual pueden deslizarse las paredes intermedias.

14. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque al menos una cara frontal de cada una de las cámaras de expansión está definida por un segmento de disco introducido entre dos paredes intermedias, en donde el segmento de disco está apoyado de forma móvil axialmente libre sobre la cara radial interna, y está guidada en una ranura anular configurada en la cara radial externa en la pared interna cilíndrica de la carcasa y común para los segmentos de disco de una cara de todas las cámaras de expansión, y presentando un plano de guía de la ranura anular en relación con un plano perpendicular al eje del recinto interno cilíndrico de la carcasa un ángulo tal que la cámara de expansión presenta en el transcurso de su rotación a la altura del orificio de entrada una anchura axial menor que a la altura del orificio de salida.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque las dos caras frontales de las cámaras de expansión están formadas en cada caso por un segmento de disco y están previstas dos ranuras anulares en las que están conducidos en cada caso los segmentos de disco de una cara frontal, presentando las ranuras anulares a la altura del orificio de entrada una distancia axial menor que a la altura del orificio de salida.

16. Dispositivo según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque en las ranuras anulares está previsto en cada caso un anillo deslizante con una sección transversal cóncava en la que se deslizan los segmentos de las paredes laterales.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque en los segmentos de disco sobre la cara radial interna están apoyados de forma axialmente móvil mediante ranuras longitudinales o relieves que discurren longitudinalmente que están apoyados de forma axialmente móvil en o bien sobre la superficie de un cubo sobre el que están dispuestas las paredes intermedias o con la que están configurados de manera enteriza, o bien están configurados en o bien sobre las propias paredes intermedias.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 17, caracterizado por un dispositivo de expulsión para insuflar un gas a presión, en particular CO2 o aire comprimido, en las cámaras de expansión en el lugar del orificio de salida o en la dirección de giro del tambor en un lugar posterior.

19. Dispositivo para la limpieza de superficies mediante nieve de hielo seco, que presenta: -un dispositivo para generar nieve de hielo seco; -un dispositivo para introducir la nieve de hielo seco en una corriente de gas portador; -un dispositivo para aportar la corriente de gas portador con nieve de hielo seco a una tobera, en particular

una tobera de Laval, y un orificio de chorreado; y -un dispositivo para orientar el chorro que abandona el orificio de chorreado a la superficie a limpiar,

siendo movido el chorro preferiblemente por encima de la superficie, caracterizado porque el dispositivo para generar nieve de hielo seco está constituido de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 18.

20. Dispositivo según la reivindicación 19, en la medida en que está subordinada la reivindicación 9, caracterizado porque el accionamiento externo es un motor de gas que es accionado preferiblemente por una parte del gas portador.