用于產(chǎn)生干冰雪花、尤其是用于清潔表面的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生干冰雪花的裝置、尤其是產(chǎn)生呈獨(dú)立干冰包形式的干冰雪花的裝置，以及涉及一種尤其是用于清潔表面的對(duì)應(yīng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一種有效地清潔表面的方式是以事先產(chǎn)生的干冰吹掃所述表面。干冰是被轉(zhuǎn)變成固相并且被冷卻到至少-78.5°C的二氧化碳。干冰在大氣壓下從固體直接變?yōu)闅庀?，而不融化成液體。這使得特別容易以干冰吹掃并且抽真空和除去臟微粒，特別是使用普通壓縮空氣。
[0003]干冰在生產(chǎn)過程中呈雪花形式存在。借助于液態(tài)CO2噴嘴現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生二氧化碳雪花并且以該雪花直接地吹掃表面(如必需的話由壓縮空氣協(xié)助)是能夠易于自動(dòng)化的相對(duì)容易的過程。
[0004]首先，兩個(gè)主要任務(wù)在產(chǎn)生和分配這樣的干冰包時(shí)出現(xiàn)，特別是對(duì)于包要足夠大且足夠緊湊的要求，以及用于產(chǎn)生的裝置能夠連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，即，所述裝置必須不能受到存留在所述裝置中的任何干冰卡塞。
[0005]在這方面，從專利公開文獻(xiàn)EP2163518A1可知的是例如一種具有旋轉(zhuǎn)體的裝置，所述旋轉(zhuǎn)體被安裝在外殼中，以使得所述旋轉(zhuǎn)體能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其中旋轉(zhuǎn)體具有擴(kuò)張腔室。所述擴(kuò)張腔室經(jīng)由饋送管線以液態(tài)二氧化碳填充，其中在擴(kuò)張腔室中產(chǎn)生的干冰從腔室被分配并且被加速到表面上，以便清潔所述表面。
[0006]旋轉(zhuǎn)體的軸線在此橫向于壓縮空氣流的流動(dòng)方向延伸，產(chǎn)生的干冰包以所述壓縮空氣流來加速。該配置基于以下事實(shí)，干冰由旋轉(zhuǎn)引起的離心力擲出旋轉(zhuǎn)體的獨(dú)立擴(kuò)張腔室，其中壓縮空氣附加地被吹入凹穴中以從凹穴除去任何殘余干冰。然而，示出的是，產(chǎn)生的離心力或垂直于旋轉(zhuǎn)軸線被吹入擴(kuò)張腔室的壓縮空氣經(jīng)常不足以使擴(kuò)張腔室可靠地?cái)[脫殘余干冰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，從上述出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種在開篇處提到類型的裝置和方法，所述裝置和方法改善前述問題。
[0008]所述方法提供的是，進(jìn)口和出口以這樣的方式被設(shè)置，使得至少一個(gè)擴(kuò)張腔室能夠通過使旋轉(zhuǎn)體圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)而在流動(dòng)方面同時(shí)與進(jìn)口和出口連接，其中沿旋轉(zhuǎn)軸線延伸的至少一個(gè)擴(kuò)張腔室的至少一個(gè)部段(優(yōu)選整個(gè)擴(kuò)張腔室)被設(shè)置在進(jìn)口與出口之間，以使得至少一個(gè)擴(kuò)張腔室能夠沿旋轉(zhuǎn)軸線承載至少成部段地(優(yōu)選完全地)被引導(dǎo)通過進(jìn)口的質(zhì)量流。
[0009]例如，沿旋轉(zhuǎn)軸線在此意味著擴(kuò)張腔室平行于旋轉(zhuǎn)軸線延伸，或甚至以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的特定傾角延伸(例如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體/輪轂殼體被成形為類似圓錐或截頭圓錐時(shí)，參見下文)。至少一個(gè)擴(kuò)張腔室優(yōu)選沿延伸方向延伸，特別尤其是被伸長(zhǎng)(即，至少一個(gè)擴(kuò)張腔室或所有現(xiàn)有擴(kuò)張腔室的擴(kuò)張?jiān)谘由旆较蛏洗笥跈M向于延伸方向)，其中延伸方向平行于旋轉(zhuǎn)軸線延伸，或以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的特定傾角延伸(優(yōu)選包括與旋轉(zhuǎn)軸線至少成銳角的角度，優(yōu)選小于或等于70°、60°、50°或45° )。
[0010]相應(yīng)擴(kuò)張腔室優(yōu)選具有第一端部部段，所述第一端部部段沿相應(yīng)擴(kuò)張腔室的延伸方向經(jīng)由中心部段與相應(yīng)擴(kuò)張腔室的第二端部部段結(jié)合，其中兩個(gè)端部部段沿延伸方向彼此相對(duì)地放置。所述裝置優(yōu)選以如下方式設(shè)計(jì)，即通過使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，使得相應(yīng)擴(kuò)張腔室的第一端部部段能夠在流動(dòng)方面與進(jìn)口連接，以及相應(yīng)擴(kuò)張腔室的第二端部部段能夠在流動(dòng)方面與出口連接。作為結(jié)果，氣態(tài)質(zhì)量流能夠可靠地穿過相應(yīng)擴(kuò)張腔室，在過程中將相應(yīng)擴(kuò)張腔室清潔。
[0011]此外，至少一個(gè)進(jìn)口能夠例如被定位在旋轉(zhuǎn)體的第一側(cè)(例如，后側(cè))上，所述第一側(cè)橫向于旋轉(zhuǎn)軸線延伸，其中出口能夠被定位在旋轉(zhuǎn)體的第二側(cè)(例如，前側(cè))上，所述第二側(cè)沿旋轉(zhuǎn)軸線與第一側(cè)相對(duì)地放置。第二側(cè)還能夠在旋轉(zhuǎn)體具有相對(duì)于第一側(cè)的傾角時(shí)涉及旋轉(zhuǎn)體的沿周緣延伸的一側(cè)。
[0012]沿旋轉(zhuǎn)軸線穿過至少一個(gè)擴(kuò)張腔室的根據(jù)本發(fā)明的流動(dòng)允許經(jīng)由進(jìn)口被引導(dǎo)到至少一個(gè)擴(kuò)張腔室中的氣態(tài)質(zhì)量流攜帶在相應(yīng)擴(kuò)張中產(chǎn)生的大體上全部干冰雪花，以及將所述干冰雪花從外殼通過出口分配。
[0013]優(yōu)選提供的是，所述裝置具有多個(gè)分區(qū)式的擴(kuò)張腔室，每個(gè)擴(kuò)張腔室優(yōu)選沿旋轉(zhuǎn)軸線從旋轉(zhuǎn)體的后側(cè)連續(xù)地延伸到旋轉(zhuǎn)體的前側(cè)。擴(kuò)張腔室能夠以固態(tài)方式分區(qū)(例如，通過從旋轉(zhuǎn)體的輪轂殼體突伸的翼部)，即，使氣體不滲漏，但是也能夠由可滲氣材料或包括可滲氣開口或毛細(xì)孔的固體材料組成。在特定實(shí)施方式中，這些開口作為類似梳子的精細(xì)狹縫被采用。
[0014]還優(yōu)選提供的是，進(jìn)口和出口以這樣的方式被設(shè)置，使得至少一個(gè)或每個(gè)擴(kuò)張腔室通過圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)體每圈一次地在流動(dòng)方面同時(shí)與進(jìn)口和出口連接。
[0015]還優(yōu)選提供的是，旋轉(zhuǎn)體的垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的直徑的范圍從20mm到100mm。
[0016]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述裝置具有通道，所述通道在流動(dòng)方面與進(jìn)口連接以便供應(yīng)氣態(tài)質(zhì)量流，其中通道的具有進(jìn)口的至少一個(gè)部段或整個(gè)通道沿旋轉(zhuǎn)軸線延伸，尤其是平行于旋轉(zhuǎn)軸線延伸。
[0017]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式還提供的是，旋轉(zhuǎn)體和/或至少一個(gè)擴(kuò)張腔室或多個(gè)擴(kuò)張腔室沿旋轉(zhuǎn)軸線收窄，尤其是在氣態(tài)質(zhì)量流的流動(dòng)方向上收窄，其中尤其是旋轉(zhuǎn)體具有圓錐形設(shè)計(jì)。替代這個(gè)的是，旋轉(zhuǎn)體能夠在設(shè)計(jì)上是圓柱形的。收窄還能夠由使旋轉(zhuǎn)體的輪轂殼體被設(shè)計(jì)成類似圓錐或截頭圓錐來實(shí)現(xiàn)，其中直徑在氣態(tài)質(zhì)量流的流動(dòng)方向上增加，即，朝向出口增加，而旋轉(zhuǎn)體自身如涉及其輪廓的話能夠在設(shè)計(jì)上是圓柱形的。
[0018]所述裝置優(yōu)選具有拉瓦爾(Laval)噴嘴，所述拉瓦爾噴嘴用于加速干冰雪花包。出口能夠在此在流動(dòng)方面與拉瓦爾噴嘴連接。替代這個(gè)的是，拉瓦爾噴嘴的至少各部段能夠由在流動(dòng)方面與出口連接的相應(yīng)擴(kuò)張腔室形成；以及具有噴嘴部段，所述噴嘴部段鄰接至少一個(gè)出口并且所述噴嘴部段的截面再次擴(kuò)張。外殼的出口接下來大致被定位在噴嘴的頸部上。
[0019]本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式提供的是，通道從所述裝置的附加通道分叉，所述附加通道優(yōu)選沿旋轉(zhuǎn)軸線延伸并且尤其是平行于旋轉(zhuǎn)軸線延伸或平行于那一個(gè)通道延伸，其中出口通到附加通道中，以及其中附加通道通到所述拉瓦爾噴嘴中。
[0020]為了驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，所述裝置能夠具有馬達(dá)，例如，所述馬達(dá)能夠被設(shè)計(jì)為壓縮空氣馬達(dá)。壓縮空氣馬達(dá)能夠在此經(jīng)由減速齒輪地與旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)接，所述驅(qū)動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)軸線重合。替代這個(gè)的是，馬達(dá)能夠被設(shè)計(jì)為電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)的速度例如能夠經(jīng)由所施加的供給電壓的電流強(qiáng)度被控制。
[0021]另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式提供的是，所述裝置被設(shè)計(jì)成由與也被用于使產(chǎn)生的干冰雪花加速的同一氣態(tài)質(zhì)量流驅(qū)動(dòng)，其中用于以所述質(zhì)量流驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的所述裝置優(yōu)選具有與旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)接的渦輪，其中尤其是渦輪能夠直接地或經(jīng)由減速齒輪地與旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)接。
[0022]還優(yōu)選提供的是，旋轉(zhuǎn)體的至少一個(gè)擴(kuò)張腔室或多個(gè)擴(kuò)張腔室由翼部分界，所述翼部在徑向方向上從旋轉(zhuǎn)體的輪轂殼體突伸，旋轉(zhuǎn)體借助于所述輪轂殼體與驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)接。翼部?jī)?yōu)選相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，以使得尤其是旋轉(zhuǎn)體由氣態(tài)質(zhì)量流驅(qū)動(dòng)，或所述裝置的馬達(dá)在所述氣態(tài)質(zhì)量流沿旋轉(zhuǎn)軸線穿過至少一個(gè)擴(kuò)張腔室或多個(gè)擴(kuò)張腔室中的一個(gè)時(shí)