專利名稱：用于快速大量生產(chǎn)固態(tài)co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕便、高移動性和高效的用于瞬間生產(chǎn)大量密實固態(tài)二氧化碳粒料(CO2pellet)的設(shè)備。所述設(shè)備使用通過噴嘴排放并膨脹達(dá)到三相點狀態(tài)的液態(tài)CO2，在三相點狀態(tài)下，固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)形式的CO2能夠共存，并可通過現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的方法瞬間形成氣相CO2和雪粉狀CO2的混合物。氣態(tài)CO2排放到大氣中，或通過真空回收系統(tǒng)回收而再次轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)CO2，或用于滅火。雪粉聚集成較大雪片，然后較大雪片通過偏心支撐的轉(zhuǎn)子壓縮成粒料，所述轉(zhuǎn)子具有安裝在其徑向狹槽中可徑向移動的翼片或葉片。所述轉(zhuǎn)子和葉片形成了與部分轉(zhuǎn)子殼體的內(nèi)表面相關(guān)的沿著圓周方向移動的容槽，以在所述轉(zhuǎn)子和葉片向粒料排放點轉(zhuǎn)動而使所述容槽的容積減小時將雪片壓縮成粒料。所述葉片包含延伸至它們的外邊緣的狹槽，所述狹槽容納著牢固地安裝在所述部分轉(zhuǎn)子殼體上的分隔板，以沿著所述轉(zhuǎn)子、殼體和相鄰葉片的長度方向?qū)⑺黾?xì)長容槽分隔成較小的容槽來形成較小的粒料。較小粒料從所述部分轉(zhuǎn)子殼體排放到過渡倉中，所述過渡倉包含一個殼體和具有葉片的轉(zhuǎn)子，以將粒料運送至與粒料壓縮結(jié)構(gòu)隔離的排放口。所述過渡倉包含一個用于排放粒料的空氣排放口，以有利于將粒料運送至使用點例如火點滅火。
背景技術(shù)：
由CO2雪粉形成CO2粒料眾所周知。這種粒料已用于各種目的，例如，噴射到一個表面上時的噴丸處理、運送材料、中和環(huán)境空氣中的有害物質(zhì)、快速冷凍食品或其他材料以及類似目的。
以下美國專利公開了液態(tài)CO2的各種用途，包括從液態(tài)CO2形成CO2粒料的設(shè)備4033736；5355962；4389820；5419138；4977910。
盡管某些現(xiàn)有專利公開了用于形成CO2粒料的設(shè)備，但包括慢啟動、低產(chǎn)量的操作特性和包括大且重的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)元件以及操作所需的功率已限制了用于各種用途的CO2粒料的使用。
例如，在美國專利No.4033736中，葉輪80相對于殼體30偏心安裝。雪粉由位于殼體和葉輪之間的液態(tài)CO2形成。當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動時，雪粉通過擠壓通道52徑向移位，在擠壓通道52中，雪粉基本上通過彈簧76的反作用壓縮。在本發(fā)明中，當(dāng)由所述殼體、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子上的可徑向移動葉片形成的容槽沿著圓周移動和因所述轉(zhuǎn)子和殼體之間的偏心關(guān)系使容積減小時，雪粉就會在所述轉(zhuǎn)子和殼體之間沿著圓周移動時得到壓縮。
美國專利No.5419138公開了使用液壓滑塊將CO2雪粉壓縮成粒料，并描述了用于生產(chǎn)CO2粒料和雪粉的現(xiàn)有設(shè)備的發(fā)展、這種粒料和雪粉的用途以及現(xiàn)有技術(shù)的工作參數(shù)。所述設(shè)備的產(chǎn)量低，并且啟動時間長。而且，結(jié)構(gòu)重和需要相當(dāng)大的功率操作。
相比而言，本發(fā)明的設(shè)備可提供高密度固態(tài)CO2粒料的瞬間、大量生產(chǎn)，并且需要很小的功率輸入，以便在希望使用這種粒料撲火、降低污染和其他各種用途的情況下能夠“現(xiàn)場”生產(chǎn)粒料。

發(fā)明內(nèi)容
具有或不具有雪粉的氣態(tài)二氧化碳用于撲火，特別是在某些危險情況下，已有多年。在哈龍(halon)系統(tǒng)開發(fā)之前，CO2是唯一的用于有效地?fù)錅绯撕凶约旱难鯕庠吹哪承┗钚越饘俸筒牧弦酝獾慕^大部分材料著火的氣態(tài)火焰抑制劑。氣態(tài)二氧化碳是一種理想的火抑制劑，這是由于其不可燃，不會產(chǎn)生自身的分解物，能夠提供自身加壓以便從儲存容器中排出從而不需要另外的加壓操作、不會留下任何殘留物從而不需要藥劑清除，與絕大 部分材料相對不起反應(yīng)，因其在環(huán)境條件下為氣體從而能提供三維保護(hù)，不導(dǎo)電，以及能夠用于存在通電電氣設(shè)備的場合。然而，由于不能從距離遠(yuǎn)大于10-15英尺的地方將氣態(tài)CO2輸送到火點，因此氣態(tài)CO2作為火抑制劑或滅火劑已受到了某些限制。而且，現(xiàn)有技術(shù)裝置不能產(chǎn)生可被遠(yuǎn)距離輸送的量足夠大CO2粒料，以有效地抗擊火災(zāi)和污染。
由于受到美國環(huán)保署(EPA)要求淘汰消耗臭氧的物質(zhì)的法規(guī)的限制，基于哈龍的系統(tǒng)正逐漸遭到淘汰。使用二氧化碳被認(rèn)為是一種替代性技術(shù)，本發(fā)明提供了使用CO2代替可能損害環(huán)境的哈龍滅火劑或其他消耗臭氧的物質(zhì)例如各種發(fā)泡制劑和類似物的措施。
本發(fā)明的一個目的是提供一種通過使用高移動性的相對較小的輕便結(jié)構(gòu)能由加壓液態(tài)二氧化碳瞬間生產(chǎn)大量高密度的固態(tài)二氧化碳粒料的設(shè)備。本發(fā)明的一個實施例具有小于大約100磅的總重量、大約30英寸的高度和大約6-12英寸的深度和寬度，并且可用小馬力的電機驅(qū)動。上述尺寸可根據(jù)預(yù)期輸出來變化。作為一種替代性方法，所述設(shè)備也能用小馬力的汽油或柴油發(fā)動機驅(qū)動。上述實施例每小時能夠生產(chǎn)大約600-800磅的CO2粒料，具體取決于構(gòu)件的尺寸和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。所述設(shè)備具有大約3秒的啟動時間，從而，提供了一種非常有效、便宜和快速啟動的火抑制劑系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)本發(fā)明和上述目的的用于生產(chǎn)二氧化碳粒料的設(shè)備，所述設(shè)備包含一個接收加壓液態(tài)二氧化碳的分流管，所述液態(tài)二氧化碳通過多個噴嘴排放到正方形膨脹管中，在所述正方形膨脹管中，所述液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為氣態(tài)二氧化碳和雪粉的混合物。所述氣態(tài)二氧化碳排出到大氣中或排放到蒸汽回收系統(tǒng)。通過使CO2膨脹而形成在膨脹管中的雪粉在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的容槽中聚集，然后被壓縮成固態(tài)二氧化碳粒料。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種根據(jù)上述目的的用于生產(chǎn)固態(tài)二氧化碳粒料的設(shè)備，其中，用于將聚集的雪粉壓縮成粒料的結(jié)構(gòu)包含一個呈大致部分圓柱形的殼體，所述部分圓柱形殼體具有一個支撐在其中并具有相對于其曲率中心偏心的旋轉(zhuǎn)軸線的圓柱形轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子包含容納著可徑向移動的翼片或葉片的徑向狹槽，所述翼片或葉片具有被保持成與所述部分圓柱形殼體的內(nèi)部緊密接觸的外邊緣，以形成除了葉片中的用于容納所述部分圓柱形殼體上的弧形分隔板的狹槽以外而為封閉的多個封閉容槽。當(dāng)所述轉(zhuǎn)子沿著所述部分圓柱形殼體的內(nèi)表面轉(zhuǎn)動和移動所述葉片時，所述葉片將會相對于所述轉(zhuǎn)子徑向移動，從而，在由所述部分圓柱形殼體、轉(zhuǎn)子和葉片形成的封閉容槽從入口大容積移動到出口小容積時能將雪粉和雪片沿著圓周移位壓縮成固態(tài)二氧化碳粒料。所述部分圓柱形殼體上的分隔板將形成在每個容槽中的粒料切割成多個較小粒料，然后將較小粒料從所述轉(zhuǎn)子中排出。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)上述目的的設(shè)備，其中，CO2通過位于任一個或兩個側(cè)壁中的噴嘴導(dǎo)入壓縮機中，所述側(cè)壁上具有的所述噴嘴包含一個能使液態(tài)CO2膨脹到其三相點的孔口。
本發(fā)明的還一個目的是提供一種如上述目的中定義的用于生產(chǎn)二氧化碳粒料的設(shè)備，其中，前壁與所述部分圓柱形殼體相對布置，并包含凸出的翅片，所述翅片容納在所述葉片狹槽中，以防止雪粉向下下落通過轉(zhuǎn)子和前壁。所述設(shè)備還包含當(dāng)所述容槽移過所述分隔板末端時與容槽相連的加壓空氣源，以保證將密實固態(tài)粒料從所述容槽中移出。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)上述目的的用于生產(chǎn)二氧化碳粒料的設(shè)備，其中，較小粒料被從所述轉(zhuǎn)子排放到用于接收固態(tài)粒料的過渡倉中。所述過渡倉包含一個圓柱形殼體，所述殼體具有一個粒料入口和一個轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有從其延伸得與所述殼體的內(nèi)表面連續(xù)接合的徑向葉片。所述轉(zhuǎn)子和葉片繞著與所述圓柱形殼體的軸線同心的軸線轉(zhuǎn)動，并形成了多個具有恒定容積的容槽。所述殼體包含一個遠(yuǎn)離所述粒料入口的粒料出口，并且還包含一個與所述過渡倉殼體的相反端連通的空氣流入口和出口。通過所述殼體的空氣流能攜帶固態(tài)二氧化碳粒料和將所述粒料從所述過渡倉運送至使用或儲存點。
本發(fā)明的又一個目的是提供這樣一種用于生產(chǎn)CO2粒料的設(shè)備，其中，粒料借助于重力作用從粒料壓縮機中排出，液態(tài)CO2在一個管中膨脹，并將雪粉排放到位于所述壓縮機中的容槽中，同時收集CO2氣體以便后來使用。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)上述目的的設(shè)備，其中，所述壓縮機轉(zhuǎn)子繞著一根中心軸線轉(zhuǎn)動，并且所述壓縮機具有一個與所述轉(zhuǎn)子和葉片協(xié)同作用的偏心內(nèi)部，以將CO2雪粉壓縮成粒料。
本發(fā)明的還一個非常重要的目的是提供這樣一種用于生產(chǎn)二氧化碳粒料的設(shè)備，即所述設(shè)備重量輕，總體尺寸小，能夠非常容易地運輸，制造和操作便宜，能夠容易、快速地啟動和操作，能夠生產(chǎn)大量二氧化碳粒料以有效地用于撲火或其他用途。
下面，通過參看構(gòu)成了本發(fā)明的一部分的附圖對結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)進(jìn)行更充分地描述和提出權(quán)利要求，可使上述目的和其他目的及優(yōu)點變得顯而易見，其中，在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。


圖1是沿著可轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子的軸線所作的根據(jù)本發(fā)明的用于形成二氧化碳粒料的設(shè)備的局部豎直剖視圖；圖2是沿著圖1中的剖切線2-2所作的局部豎直剖視圖，圖中示出了本發(fā)明的膨脹和粒料壓縮構(gòu)件；圖3是沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線所作的所述轉(zhuǎn)子、葉片和殼體的詳細(xì)水平剖視圖；圖4是用于粒料壓縮結(jié)構(gòu)中的一個所述可移動轉(zhuǎn)子葉片的放大正視圖；圖5是液態(tài)CO2分流管的縱向剖視圖，圖中示出了膨脹噴嘴的結(jié)構(gòu)；圖6是所述分流管的底部俯視圖，圖中示出了所述膨脹噴嘴的位置；圖7是正方形膨脹管的上端的局部側(cè)面正視圖；圖8是用于所述轉(zhuǎn)子的支承殼體的前壁的局部正視圖，圖中示出了位于所述前壁的面對所述轉(zhuǎn)子的表面上的翅片；
圖8A是所述支承殼體的前壁的側(cè)面正視圖，圖中示出了所述翅片的結(jié)構(gòu)；圖9是詳細(xì)示意圖，圖中示出了所述轉(zhuǎn)子葉片和所述翅片之間的關(guān)系；圖10是接收雪粉和氣態(tài)CO2的一個容槽的示意圖；圖11是安裝在部分圓柱形殼體上的一個分隔板的詳細(xì)視圖；圖12是分隔板的視圖，圖中示出了用于將形成在容積減小的容槽中的粒料切割成較小粒料的帶斜邊的上端；圖13是局部剖視圖，圖中示出了空氣入口與所述轉(zhuǎn)子和所述容槽的關(guān)聯(lián)，以將粒料從所述轉(zhuǎn)子中移出；圖14是用于接收從所述轉(zhuǎn)子容槽排放的固態(tài)密實CO2粒料和控制粒料從所述設(shè)備中的排放的過渡倉的豎直剖視圖；圖15是所述過渡倉的水平剖視圖，圖中示出了空氣流入口和出口；圖16是與圖1相似的縱向豎直剖視圖，圖中示出了使用了用于將CO2導(dǎo)入壓縮機的噴嘴的設(shè)備的另一個實施例；圖17是圖16中所示的本發(fā)明實施例的橫向剖視圖；圖18是用于本發(fā)明的所述實施例中的粒料切割板條的詳細(xì)視圖；圖19是縱向豎直剖視圖，圖中示出了本發(fā)明的又一個實施例；圖20是本發(fā)明的還一個實施例的豎直剖視圖，其中，轉(zhuǎn)子繞著一根中心軸線轉(zhuǎn)動，殼體包含一個偏心內(nèi)部。
具體實施例方式
盡管僅詳細(xì)地描述了本發(fā)明的兩個優(yōu)選實施例，但可以理解，實施例是僅作為說明而給出的。不應(yīng)認(rèn)為，本發(fā)明的范圍局限于下面描述所給出的或附圖中所示的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。而且，在描述優(yōu)選實施例的過程中，為了清楚起見，使用了特定的術(shù)語?？梢岳斫猓總€特定的術(shù)語包含為實現(xiàn)相似目的而以相似方式操作的所有技術(shù)上的等同替換。
根據(jù)本發(fā)明的用于快速地生產(chǎn)大量二氧化碳粒料的設(shè)備示于附圖中，并總體上以附圖標(biāo)記10表示。該設(shè)備包含殼體12，其支撐著旋轉(zhuǎn)式CO2壓縮機14，該壓縮機在其入口區(qū)域與用于供給液態(tài)CO2的供給膨脹組件16連通，在其排放區(qū)域與過渡倉18連通，以對由壓縮機14形成的密實固態(tài)CO2粒料的排放進(jìn)行控制。
殼體12包含大致水平布置的底板19；一對向上延伸、間隔并大致平行的側(cè)壁20，其中每個側(cè)壁大致呈矩形結(jié)構(gòu)，而且剛性連接著底板19。如圖2所示，直立前壁22剛性連接著底板19，并在側(cè)壁20之間向上延伸，而且終止于上邊緣24，該上邊緣24明顯低于側(cè)壁20的上邊緣。局部后壁26與前壁22間隔并大致平行地布置，同時豎直地從底板19上延伸，而且相對于側(cè)壁20的后邊緣與它們隔開地在側(cè)壁20之間延伸和剛性連接著側(cè)壁20。后壁26的上端終止于明顯低于前壁22的上邊緣24的位置處，并剛性連接著弧形的部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28，該殼體28具有與后壁26的前表面對正并剛性連接著后壁26的上邊緣的下端邊緣30。如圖2所示，部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28在側(cè)壁20之間延伸，并剛性連接著所述側(cè)壁20，而且包含上端邊緣32，該上端邊緣32相對于轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30側(cè)向向著側(cè)壁的后邊緣偏置。
用于收集氣態(tài)CO2的封閉收集室34以下面描述的方式從前壁22向前延伸。如圖2所示，收集室34包含與前壁22隔開的前壁36、底壁38、側(cè)壁40以及向上傾斜的頂壁42，其中頂壁42相對于前壁22的上邊緣24隔開地從前壁36的上邊緣延伸至位于側(cè)壁20上角部之間的一點。收集室34的前壁36包含一個管狀件44，其鄰近于底壁38但相對于底壁38又間隔一段距離地延伸穿透前壁36，用于將氣態(tài)CO2從收集室排放到大氣或真空回收系統(tǒng)中。
用于供給液態(tài)CO2的供給膨脹組件16包含供給管或軟管46，其與含有液態(tài)CO2供料的閥控式加壓罐(未示出)連通，液態(tài)CO2能夠通過管46流入橫向細(xì)長分流管48中。如圖5和6所示，分流管48包含頂壁50，其具有與供給管46連通的開口52。分流管48包含由底壁56和頂壁50限定的中央縱向通道54。水平設(shè)置的所述通道54終止于與分流管的一端間隔一段距離處，并且在所述一端的相反端上設(shè)有插塞封頭58。底壁56包含多個縱向間隔布置的螺紋孔60，它們從通道54延伸至底壁56的下表面。噴嘴61安裝在每個螺紋孔60中，以控制液態(tài)CO2的流動。分流管的每個側(cè)邊緣分別包含一個下垂凸緣62。多個正方形膨脹管64支撐在凸緣62之間，并且如圖7所示，每個凸緣62分別在其外表面上包含橫截面積減小的上端66，以使上端66能夠嵌裝在位于分流管上的凸緣62之間和使膨脹管64剛性固定在分流管48上。
膨脹管64從噴嘴61接收CO2，并限定了膨脹區(qū)域，在該區(qū)域中，可使通過每個噴嘴61的限流路徑的液態(tài)CO2膨脹和到達(dá)三相點，在這種情況下，CO2雪粉和氣態(tài)CO2形成并通過正方形膨脹管64向下排放。
膨脹管64的下端嵌裝在傾斜間隔布置的平行壁68和70之間，該壁68和70在殼體12的側(cè)壁20之間延伸，并剛性固定在側(cè)壁20上。壁70和68沿著管64的相對表面的下部分向上延伸，并且管64剛性固定在壁70和68上。如圖2所示，壁68和70鄰近于側(cè)壁20的上角部在側(cè)壁20之間延伸，并且壁70的下邊緣通常與前壁22的上邊緣24對正但又豎直間隔一段距離。收集室34的頂壁42連接著壁70的下邊緣部分。如圖2所示，另一個壁68在側(cè)壁20之間比壁70向下和向內(nèi)延伸更大距離，并包含呈板形的側(cè)向延伸凸緣72，該凸緣72具有固定在壁68的下邊緣部分上的向上翻轉(zhuǎn)的上邊緣74和與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的上邊緣搭接和咬合的終端邊緣部分76。
供給膨脹組件16與殼體12的豎直方向傾斜一個角度而不是豎直向上地從殼體12上延伸，以便降低設(shè)備的總體高度和當(dāng)膨脹的CO2沿著正方形管64的下壁表面向下移動而撞擊時有利于雪粉聚集成更大顆粒或薄片。如箭頭78所示，雪狀和氣態(tài)CO2沿著與豎直方向傾斜一個角度的方向向下進(jìn)入殼體12中的位于壓縮機14上方并與壓縮機14隔開的區(qū)域中。氣態(tài)CO2將從雪粉中分離，并通過位于前壁22的上邊緣24與壁70的下邊緣之間的空間排放到收集室34中，從而氣體能夠如箭頭80所示向下進(jìn)入收集室34中，以通過管狀出口44排放。
壓縮機14包含大致圓柱形轉(zhuǎn)子82，該轉(zhuǎn)子在殼體12的側(cè)壁20之間延伸，并在其每端上包含桿軸84，該桿軸84延伸穿過側(cè)壁20并被支撐軸承或軸襯86轉(zhuǎn)動地支撐在側(cè)壁20中。兩個桿軸中較長的一個桿軸84以任何眾所周知的方式連接著驅(qū)動馬達(dá)(未示出)。驅(qū)動馬達(dá)可以是小馬力電機或小馬力汽油或柴油發(fā)動機或其他動力源，以便以各種速度轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子82包含多個徑向狹槽88，這些狹槽在轉(zhuǎn)子的外周上沿著圓周方向間距相同，并且從外表面向內(nèi)延伸相同距離。呈矩形結(jié)構(gòu)的可移動葉片90分別定位在每個狹槽88中，并且葉片90能夠在狹槽88中徑向移動。如圖1和3所示，葉片90比側(cè)壁20之間的距離稍長，并且每個葉片的末端分別被容納在位于側(cè)壁20的相對內(nèi)表面中的向內(nèi)面向的腔室92中。如圖2所示，每個腔室92的外周與前壁22的上端部分的內(nèi)表面大致相切，并且腔室92的外周與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的內(nèi)表面相重合。因此，當(dāng)葉片90的末端沿著圓形路徑移動時，葉片的外邊緣就會緊密地接觸部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的內(nèi)表面和腔室92的內(nèi)部上表面。轉(zhuǎn)子82繞著相對于圓形腔室92的中心和轉(zhuǎn)子殼體28的部分圓柱形內(nèi)表面的中心軸線偏心的軸線而被支撐著轉(zhuǎn)動。這樣，當(dāng)葉片90沿著部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的內(nèi)表面向著由部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30限定的排放點移動時，就會使葉片90從它們面對著膨脹管64和板形凸緣72時的伸展位置向著轉(zhuǎn)子82徑向向內(nèi)移動。在轉(zhuǎn)子82和葉片90的轉(zhuǎn)動過程中，葉片90沿著圓形路徑移動，所述圓形路徑具有與轉(zhuǎn)子82的旋轉(zhuǎn)中心分開的軸線。
當(dāng)葉片90的外邊緣與殼體28接觸時，相鄰葉片90的外邊緣和轉(zhuǎn)子82的外表面形成了沿著轉(zhuǎn)子的長度延伸的容槽94。容槽94被多個優(yōu)選九個分隔板96分隔，這些分隔板牢固地安裝在殼體28中的淺槽97中，并從部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的部分圓柱形內(nèi)表面向內(nèi)凸出。每個分隔板96分別包含弧形外邊緣98和圓周內(nèi)邊緣100，其中弧形外邊緣98與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的內(nèi)表面中的部分圓柱形槽97對應(yīng)，圓周內(nèi)邊緣100相對于邊緣98偏心布置并與轉(zhuǎn)子82的圓柱形外表面相重合。轉(zhuǎn)子82的圓形表面的中心相對于由腔室92和部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的內(nèi)表面限定的圓柱形表面的中心偏心布置。每個分隔板96分別包含與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30對應(yīng)和對正的排放端102。每個分隔板96還分別包含上端邊緣104，其從每個側(cè)面向中心點傾斜，并且與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的上端邊緣32對正，以將每個容槽94中的粒料切割成用于從每個容槽94排放的八個尺寸大致相同的較小粒料95。每個分隔板96的排放端邊緣102被止擋帶103咬著，所述止擋帶103有助于將分隔板96如圖3所示限定在部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的槽97中的適當(dāng)位置上。
每個葉片90分別包含多個縱向間隔的狹槽106，所述狹槽延伸至葉片的外邊緣，并與分隔板96對正和容納著分隔板96。當(dāng)葉片90從與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的上端邊緣32對正的位置轉(zhuǎn)到與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30對正的位置時，一旦每對相鄰葉片90通過部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的上端邊緣32容槽就會關(guān)閉。關(guān)閉的容槽的容積逐漸降低，直到它們通過部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30和止擋帶103為止，并且當(dāng)容槽94容積減小時容槽94內(nèi)的雪粉已經(jīng)得到了壓縮和固化。然后，密實雪狀粒料沿著由前壁22和后壁26限定的表面通過底板19中的開口108向下排放，以排放到過渡倉18中。
如圖2、8、8A和9所示，前壁22的內(nèi)表面設(shè)有多個平行間隔布置的翅片110，當(dāng)葉片向上移動通過所述翅片110時它們向內(nèi)延伸到葉片90中的狹槽106中。位于狹槽106中的翅片110可防止雪粉通過葉片90中的相對較寬的空閑狹槽106落入由側(cè)壁20、后壁26和前壁22限定的粒料室中，從而可防止與從轉(zhuǎn)子82排放的粒料95混合。
由于由葉片90的伸出了轉(zhuǎn)子82的外表面的外邊緣限定的容槽94包含由相鄰葉片限定的平行表面和由轉(zhuǎn)子的外表面限定的縱向直面，因此在將雪粉和氣態(tài)CO2從正方形膨脹管64中排出時，膨脹管的正方形結(jié)構(gòu)就變得具有非常重要的意義。這樣，當(dāng)雪粉和氣態(tài)原料進(jìn)入容槽94時，氣態(tài)原料將逆轉(zhuǎn)其流路并部分通過葉片中的狹槽106排出，從而可使大致為矩形結(jié)構(gòu)的整個容槽94更均勻地充滿著雪粉。如圖10所示，即使在膨脹管64的下邊緣之間通過并進(jìn)入容槽94中之后的雪粉所附帶的任何氣態(tài)CO2也能夠通過逆流借助狹槽106逸出，因此可使容槽完全充滿著雪粉。
如圖13所示，為了在粒料已被最終壓縮之后將壓縮和固化的CO2粒料95從容槽94中移出，在任一個或兩個側(cè)壁20上設(shè)置一個空氣入口114，其在每個容槽94剛通過部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體28的排放端邊緣30和止擋帶103之后與每個容槽94對正。空氣入口114與空氣的加壓源連通，以便當(dāng)作為容槽94的引導(dǎo)葉片的葉片90通過轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30和止擋帶103時，空氣壓力能夠保證在粒料轉(zhuǎn)出轉(zhuǎn)子殼體28的下端邊緣30、分隔板96的排放端邊緣102和止擋帶103時將所有CO2粒料排出，從而能夠保證將所有CO2粒料通過排放口108從容槽94移入到粒料室中，然后進(jìn)入過渡倉18中。如圖14和15所示，過渡倉18包含圓柱形殼體116，所述殼體116具有支撐在其中的轉(zhuǎn)子118，并且該轉(zhuǎn)子118可繞著與殼體116同心的軸線轉(zhuǎn)動地驅(qū)動。轉(zhuǎn)子118包含多個徑向葉片120，所述徑向葉片120可在轉(zhuǎn)子118中的槽122中移動和伸至與殼體116的內(nèi)表面124接觸。轉(zhuǎn)子118、葉片120和殼體116的內(nèi)表面124形成了多個沿著圓周延伸的容槽126。圓柱形殼體116在其上四分之一部分中包含一個弧形延伸的入口開口128，所述入口開口128與底板19中的排放口108對正，用于從此處接收粒料136。下垂導(dǎo)塊或板130從底板19下垂至在入口開口128的下邊緣與殼體116大致相切的位置，以在轉(zhuǎn)子118如箭頭132所示發(fā)生逆時針轉(zhuǎn)動的過程中將粒料136限定在容槽126中。如圖所示，轉(zhuǎn)子118包含六個狹槽122和六個葉片120，并且每個葉片均通過位于狹槽122的底部和葉片120的內(nèi)邊緣之間的弧形或鋸齒形扁平彈簧134向外推壓成與殼體116的內(nèi)表面124接合。因此，相鄰葉片120與轉(zhuǎn)子118的外表面以及殼體116的內(nèi)表面形成了多個沿著圓周定位的容槽126。轉(zhuǎn)子118可由小馬達(dá)驅(qū)動，或由驅(qū)動壓縮機14的轉(zhuǎn)子82的相同馬達(dá)驅(qū)動。
當(dāng)轉(zhuǎn)子118轉(zhuǎn)動時，已從壓縮機14排放出的密實粒料136就會在連續(xù)容槽126與開口108和128對正時借助于重力下落和裝入容槽之中。容槽126當(dāng)從與開口128對正的位置向殼體116的下部分移動時會被隔離。如圖15所示，在殼體116的下部分上，其一個端壁設(shè)有與空氣的加壓源連接的空氣入口138，在殼體116的相反端上，設(shè)有比空氣入口138稍大的空氣和粒料出口140。從入口138進(jìn)入殼體116然后從出口140排出的空氣流將會攜帶和排放粒料并將它們運送到使用點、儲藏區(qū)域或類似地點。如果任何空氣當(dāng)容槽126與入口138和出口140對正時在壓力作用下被捕獲在容槽126中，其將在容槽126即將再次充滿固態(tài)二氧化碳粒料136的過程中并當(dāng)容槽與開口128對正之前而與殼體116中的空氣排放口142對正時通過排放口142排出。
圖16-18示出了本發(fā)明的第二個實施例，其中，液態(tài)CO2被導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)的壓縮機210中，所述壓縮機210包含殼體212，該殼體的任一個或兩個側(cè)壁216中穿過有膨脹噴嘴214。噴嘴214包含安裝在側(cè)壁216中的孔眼220中的凸部218，并且包含一個小直徑的孔口222，液態(tài)CO2通過該孔口，然后膨脹和到達(dá)其三相點，并使雪粉和氣態(tài)CO2排放到與圖1-12所示的容槽94相似的容室或容槽224中。壓縮機210包含一個偏心轉(zhuǎn)子226，其設(shè)有可徑向移動的葉片228，所述葉片228具有與殼體212的內(nèi)部接合以形成封閉容室224的徑向外邊緣，用于在轉(zhuǎn)子以與圖1-12中所示的相似方式轉(zhuǎn)動時將雪粉壓縮成長塊狀CO2。葉片228的外邊緣中具有狹槽230，以在其中容納弧形阻塞體232。阻塞體232延伸了比相鄰葉片228之間的距離更長的弧形距離，以形成用于封閉狹槽230的封閉件，從而可避免氣態(tài)CO2快速地排放到大氣中。一組阻塞體232定位在噴嘴214的相反側(cè)上，并使與接近噴嘴214的葉片228相關(guān)的阻塞體232比與遠(yuǎn)離噴嘴214并向殼體212中的大粒料排放區(qū)域234移動的葉片228相關(guān)的阻塞體232長，以便在能對氣體流到大氣進(jìn)行限流的情況下限定雪粉。
排放區(qū)域234繞著殼體212的外周從大致沿著直徑方向與噴嘴214相對的位置延伸大約135°，以便能使粒料在重力作用下從轉(zhuǎn)子、葉片和殼體上下落。在排放區(qū)域234定位有粒料切割器236，如圖18所示，其呈設(shè)有凸部240的板條238的形式，其中凸部240伸入葉片228中的狹槽230中，以將壓縮塊料切割成粒料。同樣，如圖13中所示的空氣輔助排放也可用于在排放區(qū)域234輔助地將密實粒料從容室224中排出。
如圖19所示的根據(jù)本發(fā)明的用于快速生產(chǎn)大量二氧化碳粒料的設(shè)備總體上以附圖標(biāo)記310表示。所述設(shè)備包含殼體312，其支撐著旋轉(zhuǎn)式CO2壓縮機轉(zhuǎn)子314，所述轉(zhuǎn)子314在設(shè)備的入口區(qū)域與用于供給液態(tài)CO2的供給膨脹組件316連通，并以與圖2相似的方式與能將粒料排放到過渡倉的出口318連通。
殼體312包含大致水平布置的底板319；一對向上延伸、間隔并大致平行的側(cè)壁320，其中每個側(cè)壁大致呈矩形結(jié)構(gòu)，而且剛性連接著底板319。如圖19所示，直立前壁322剛性連接著底板319，并在側(cè)壁320之間向上延伸，而且終止于明顯比側(cè)壁320的上邊緣低的上邊緣324。局部后壁326與前壁322間隔并大致平行地布置，同時豎直地從底板319上延伸，而且相對于側(cè)壁320的后邊緣與它們隔開地在側(cè)壁320之間延伸和剛性連接著側(cè)壁320。后壁326的上端終止于與前壁322的上邊緣324大致平齊的位置處，并剛性連接著弧形的部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328，所述殼體328具有與后壁326對正并剛性連接著后壁326的上邊緣的末端邊緣330。部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328在側(cè)壁320之間延伸，并剛性連接著所述側(cè)壁320。如圖19所示，轉(zhuǎn)子殼體328包含相對于其末端邊緣330偏置的末端邊緣332。
用于收集氣態(tài)CO2的封閉收集室334從前壁322向前延伸，并且包含與前壁322隔開的前壁336、構(gòu)成底板319的一部分的底壁、側(cè)壁340以及頂壁342，其中頂壁342從前壁336的上邊緣延伸至鄰近于末端邊緣332的殼體328，并且相對于前壁322的上邊緣324隔開一段距離地在側(cè)壁320之間延伸。收集室334的前壁336包含一個管狀件344，其鄰近于底板319但相對于底板319又間隔一段距離地延伸穿透前壁336，用于將氣態(tài)CO2從收集室334排放到大氣、真空回收系統(tǒng)或用于使用氣態(tài)CO2滅火的裝置中。
用于供給液態(tài)CO2的供給膨脹組件316包含供給管或軟管裝置346，其與含有液態(tài)CO2供料的閥控式加壓罐(未示出)連通，液態(tài)CO2能傳遞到細(xì)長分流管348中，然后流入由從底板319上支撐起的托架352支撐的膨脹管350中。分流管348包含與圖5和6中所示的那些孔口(螺紋孔)相似的孔口。
膨脹管350限定了膨脹區(qū)域，以便能使CO2膨脹和達(dá)到其三相點，在這種情況下，CO2雪粉和氣態(tài)CO2形成并通過收集室334向著轉(zhuǎn)子殼體328的末端邊緣332排放。氣態(tài)CO2將從雪粉中分離并被排放到收集室334中，從而氣體能夠向下進(jìn)入收集室334中，以通過管狀出口344排放。
壓縮機轉(zhuǎn)子314呈圓柱形，并在側(cè)壁320之間延伸，而且包含多個徑向狹槽354，所述狹槽354在轉(zhuǎn)子的外周上沿著圓周方向間距相同，并且從外表面向內(nèi)延伸相同距離。呈矩形結(jié)構(gòu)的可移動葉片356分別定位在每個狹槽354中，并且葉片356能夠在狹槽354中徑向移動。葉片356比側(cè)壁320之間的距離稍長，并且每個葉片的末端以與圖1和圖3相似的方式分別被容納在位于側(cè)壁320的相對內(nèi)表面中的向內(nèi)面向的腔室358中。每個腔室358的外周是部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328的內(nèi)表面。因此，當(dāng)葉片356的末端沿著圓形路徑移動時，葉片的外邊緣就會緊密地與部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328的內(nèi)表面和腔室358的內(nèi)部上表面接觸。轉(zhuǎn)子314繞著相對于轉(zhuǎn)子殼體328的部分圓柱形內(nèi)表面的中心軸線偏心的軸線而被支撐著轉(zhuǎn)動。這樣，當(dāng)葉片356沿著部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328的內(nèi)表面向著由部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328的末端邊緣330限定的排放區(qū)域移動時，就會使葉片356從它們和腔室358面對著膨脹區(qū)域和由轉(zhuǎn)子殼體328的末端邊緣332及前壁322的上邊緣324限定的入口時的伸展位置徑向向內(nèi)移動和向內(nèi)地向著轉(zhuǎn)子314移動。在轉(zhuǎn)子314和葉片356的轉(zhuǎn)動過程中，葉片356沿著圓形路徑移動，所述圓形路徑具有與轉(zhuǎn)子314的旋轉(zhuǎn)中心分開的軸線。
當(dāng)葉片356的外邊緣與殼體328接觸時，轉(zhuǎn)子殼體328的內(nèi)表面、相鄰葉片356及轉(zhuǎn)子314的外表面形成了沿著轉(zhuǎn)子314和葉片356的長度方向延伸的容槽359。容槽359被多個分隔板360分隔，所述分隔板牢固安裝在轉(zhuǎn)子殼體328中的淺槽中，并以與圖1-12所示的方式相似的方式從部分圓柱形轉(zhuǎn)子殼體328的部分圓柱形內(nèi)表面向內(nèi)凸出。轉(zhuǎn)子、葉片和殼體的該實施例以與圖1-18相似的方式工作，并包含用于將粒料向下排放到出口318的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與上述粒料排放結(jié)構(gòu)相同。
圖20中所示的本發(fā)明的實施例包含總體上以附圖標(biāo)記410表示的用于形成CO2粒料的壓縮機，所述壓縮機除了包含平板或平直部分414以外，還包含呈大致圓柱形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子殼體412，其中平板或平直部分414與繞著轉(zhuǎn)子殼體412的主體部分延伸的圓柱形內(nèi)表面416的中心相對。轉(zhuǎn)子418被支撐在轉(zhuǎn)子殼體412的端壁420上，并可繞著與轉(zhuǎn)子殼體412的圓柱形內(nèi)表面416的中心重合的中心軸線轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子殼體412包含與CO2供給組件424連通的入口422，所述CO2供給組件424包含具有噴嘴或孔口428的板426，液態(tài)CO2通過所述噴嘴或孔口428并發(fā)生膨脹，以形成雪粉和氣態(tài)CO2。氣態(tài)CO2能夠在板426與板432之間的430處排出，所述板432具有一個與轉(zhuǎn)子殼體412連接并構(gòu)成入口422的一個邊緣的邊緣。氣態(tài)CO2還能在噴嘴板424的邊緣與轉(zhuǎn)子殼體412鄰近于入口422的外部之間的434處排出。
通過使液態(tài)CO2膨脹所形成的雪粉通過入口422，然后進(jìn)入由徑向葉片438形成的容槽436中，所述徑向葉片438安裝在轉(zhuǎn)子418中的狹槽440中。轉(zhuǎn)子殼體412的端壁包含環(huán)形腔室413，所述環(huán)形腔室413被成型為與轉(zhuǎn)子殼體412的圓柱形內(nèi)表面416和平板414的內(nèi)表面相似的形狀，以對葉片438在狹槽440中的移動進(jìn)行控制。與圖1-19中的端部腔室相似，徑向狹槽440能使葉片438徑向移動，從而，葉片438的外邊緣能與轉(zhuǎn)子殼體412的圓柱形部分的內(nèi)表面416和平板414的內(nèi)表面442始終緊密接觸。
轉(zhuǎn)子殼體412包含在直徑方向上與入口422相對的排放口444。排放口444包含具有與其連接的外展上端448的排放管446，以便當(dāng)葉片在開口444上方通過時有利于利用重力作用將CO2粒料從轉(zhuǎn)子容槽436中排出。這種結(jié)構(gòu)得到了簡化，這是由于徑向葉片438的外邊緣可與內(nèi)表面416和442接合并能控制葉片438的位置和容槽436的尺寸。當(dāng)葉片438與部分圓柱形表面416接合時，容槽436保持相同尺寸。然而，由于平直內(nèi)表面442相對于轉(zhuǎn)子418的旋轉(zhuǎn)軸線偏置，因此在葉片通過平板414的中心之前容槽436的容積將會減小，從而可在容槽436中壓縮雪粉。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿著順時針方向連續(xù)轉(zhuǎn)動時，通過平板414的中心向著排放口444轉(zhuǎn)動的葉片438將會使容槽436的容積增大，從而可釋放密實粒料以使它們通過開口444下落到排放管446中。圓柱形表面416和偏置的表面442之間的接合點可包含過渡曲面443，以提供更平穩(wěn)的運動和使葉片438、表面442和443磨損更小。
本發(fā)明是為使用二氧化碳粒料代替可能損害環(huán)境的哈龍(halon)滅火劑或其他消耗臭氧的化學(xué)物質(zhì)而作準(zhǔn)備的。由于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備不能從距二氧化碳源較遠(yuǎn)距離的地方到達(dá)火，因此本發(fā)明還取消了對二氧化碳使用的限制。本發(fā)明可使在不需要使用液壓滑塊或其他大且重的設(shè)備將二氧化碳雪粉壓縮成固態(tài)粒料的情況下由加壓液態(tài)二氧化碳快速大量地生產(chǎn)高密度固態(tài)二氧化碳粒料，而且不需要使用用于將二氧化碳雪粉擠壓成粒料的擠壓機。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的重量非常輕，并且便于攜帶和設(shè)有用于高效率操作的小馬力馬達(dá)。而且，生產(chǎn)量可通過增大壓縮機、轉(zhuǎn)子和相關(guān)結(jié)構(gòu)的長度增大為原來的兩倍或三倍，并且粒料136的密度可通過改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速得到改變。
眾所周知，火包含三個要素燃料、氧氣和熱量。二氧化碳粒料通過降低溫度和置換掉氧氣可除去使火維持所需要的三個必需構(gòu)成要素中的兩個。成膜泡沫能夠置換掉氧氣，但是不能像二氧化碳粒料那樣降低燃點。其他化學(xué)劑可將氧氣與火隔離，但是不能降低燃點，在高溫度火中，化學(xué)制品可產(chǎn)生有毒環(huán)境和消耗臭氧層。
某些現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相對較重，可能重達(dá)大約3000磅，在10-15分鐘的啟動時間之后，它們每小時可生產(chǎn)大約200磅的二氧化碳粒料。另一個重8000磅的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備在啟動期之后每小時可生產(chǎn)500-600磅的二氧化碳粒料。這些大的現(xiàn)有技術(shù)機器需要高達(dá)20馬力或更大馬力的馬達(dá)進(jìn)行操作，以生產(chǎn)上述量的二氧化碳粒料。這些現(xiàn)有技術(shù)機器重量大、笨重而不易挪動，并且對于消防和污染控制來說它們經(jīng)濟(jì)上還不可行，或還不足夠有效。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)重大約60-100磅或更小，高小于3英尺，寬大約12英寸，深6英寸，并且使用功率小于1馬力的小馬達(dá)和能夠非常容易地移動，而且僅需要經(jīng)過大約3秒鐘的啟動時間便能每小時生產(chǎn)大約800磅的二氧化碳粒料。這樣，就使得本發(fā)明能成為一種非常重要并且較為便宜的消防設(shè)備。
固態(tài)形式的二氧化碳即使在冷藏的情況下也只具有非常有限的保存期。因此，其不能事先生產(chǎn)和為未來火災(zāi)、污染控制或其他用途而存放。然而，通過使用本發(fā)明，可以克服這種缺點，這是由于其能夠生產(chǎn)大量的二氧化碳粒料而且啟動時間非常短。例如，由于本發(fā)明的尺寸和重量小并能“現(xiàn)場”快速地生產(chǎn)二氧化碳粒料，因此本發(fā)明或本發(fā)明的幾個設(shè)備能夠連同密實二氧化碳液體的儲存罐一起安裝在直升機上，以形成用于CO2粒料的有效輸運系統(tǒng)來抗擊森林火災(zāi)。作為一種替代性方法，可將一個大的設(shè)備固定在距火災(zāi)點較遠(yuǎn)的地方，然后通過由直升機攜帶的大提桶或相似容器將CO2粒料運送和排放到位于火災(zāi)點處的期望地點。本發(fā)明還能用于熄滅大的化學(xué)起火、聳立高樓中的火以及通過其他傳統(tǒng)裝置不能到達(dá)的火。本發(fā)明還能使各種應(yīng)用場合和化學(xué)工廠快速地抑制致命的化學(xué)劑溢出和壓制有害的蒸汽，例如氨蒸汽和類似物。本發(fā)明由于其具有小和輕便的特點而能安裝在小拖車、載貨卡車或其他卡車上，或者甚至可放置在人的后背上用于便攜式滅火和環(huán)境控制。即使火位于水面上，例如漂浮在水上的油或燃料火，本發(fā)明也能解決這個問題，這是由于二氧化碳粒料可漂浮在水上滅火。
而且，本發(fā)明并不局限于滅火，這是由于各種眾所周知的問題在嚴(yán)重?fù)p害到人們或環(huán)境之前均能通過將液態(tài)CO2瞬間冷凍或凝結(jié)成固塊然后再快速地恢復(fù)和再生而得到解決。本發(fā)明對以下場合特別有用油船、貨船、海上油井鉆探平臺、石化工廠、煉油廠以及可能發(fā)生火災(zāi)、可能釋放有毒材料的油溢出的許多其他各種地點。
前面所進(jìn)行的描述是僅作為說明本發(fā)明的原理而給出的。此外，由于對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很容易地進(jìn)行眾多修改和改變，因此不希望將本發(fā)明局限于所示和所述的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)和操作，從而，可以在處于本發(fā)明的范圍情況下進(jìn)行所有適當(dāng)?shù)男薷暮偷韧鎿Q。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)固態(tài)二氧化碳粒料的設(shè)備，包括一個殼體，其具有部分圓柱形內(nèi)表面；一個圓柱形轉(zhuǎn)子，其毗鄰所述殼體被支撐著，用于繞著一根相對于殼體的所述部分圓柱形內(nèi)表面的中心軸線偏心的軸線轉(zhuǎn)動；一個液態(tài)二氧化碳供給膨脹組件，其與所述殼體和轉(zhuǎn)子連通并從加壓源接收液態(tài)二氧化碳，將液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)換成氣態(tài)和雪粉狀態(tài)，將雪粉排放到所述轉(zhuǎn)子上，并將所述氣態(tài)二氧化碳排出；所述轉(zhuǎn)子包含多個可徑向移動的葉片，所述葉片在所述轉(zhuǎn)子和所述殼體的部分圓柱形內(nèi)表面之間延伸，以形成多個可從所述供給膨脹組件接收雪粉的容槽，所述轉(zhuǎn)子繞著它的所述偏心軸線的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致沿著圓周方向移動所述容槽和雪粉，并且降低所述容槽的容積，以將雪粉壓縮成粒料；所述殼體包含一個排放區(qū)域，所述排放區(qū)域在所述容槽處于最小容積時與所述容槽連通，以將固態(tài)密實粒料從所述殼體中排出。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述供給膨脹組件包含一個供給管，其用于供給液態(tài)二氧化碳；一個細(xì)長的分流管，其接收所述液態(tài)二氧化碳；多個噴嘴，它們設(shè)于所述分流管中，并能夠排放所述二氧化碳和使其膨脹；多個大致正方形的膨脹管，它們從所述噴嘴接收膨脹中的液態(tài)二氧化碳，以形成氣態(tài)二氧化碳和雪粉的混合物，所述正方形膨脹管具有鄰近于所述轉(zhuǎn)子的排放端，以將雪粉均勻地排放到和遍及由所述轉(zhuǎn)子上的葉片形成的容槽的區(qū)域內(nèi)，同時能使氣態(tài)二氧化碳逸出。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括一個從所述轉(zhuǎn)子殼體接收二氧化碳粒料的過渡倉，所述過渡倉包含一個圓柱形殼體和一個位于所述圓柱形殼體中并可繞著一根與所述圓柱形殼體的中心軸線重合的軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，位于所述過渡倉中的所述轉(zhuǎn)子包含多個徑向延伸的葉片；彈簧，它們分別推壓著所述葉片使所述葉片與所述圓柱形殼體接合，以形成向上敞開的容槽，所述容槽接收固態(tài)二氧化碳粒料并將彼此隔離的容槽中的所述粒料運送到排放區(qū)域；以及空氣入口和出口，它們分別位于所述過渡倉圓柱形殼體的相反端上，并在所述排放區(qū)域與所述彼此隔離的容槽連通，以將粒料從所述彼此隔離的容槽中排出。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述圓柱形殼體包含一個與所述粒料排放區(qū)域間隔布置的空氣排放口，在所述容槽與用于排放所述粒料形成轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的固態(tài)粒料的所述排放區(qū)域?qū)φ?，所述空氣排放口將殘留空氣從位于所述圓柱形殼體中的轉(zhuǎn)子的容槽中排出。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述殼體包含相對的側(cè)壁，每個側(cè)壁分別包含一個圓形腔室，所述腔室具有與所述部分圓柱形內(nèi)表面的中心同心而相對于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線偏心的中心，所述葉片的末端容納在所述腔室中，以在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中保持所述葉片鄰近于所述部分圓柱形內(nèi)表面的外邊緣；隨著所述轉(zhuǎn)子從所述容槽依次與所述供給膨脹組件對正的位置運動到所述容槽與所述排放區(qū)域?qū)φ奈恢?，所述容槽容積減小并壓縮所述容槽中的雪粉，其中，在所述與供給膨脹組件對正的位置上所述容槽容積最大，在所述與排放區(qū)域?qū)φ奈恢蒙纤鋈莶廴莘e最小并且每個容槽中的雪粉被壓縮成粒料。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，每個所述葉片分別包含多個延伸至其外邊緣的縱向間隔的平行狹槽，所述部分圓柱形殼體在所述內(nèi)表面上包含多個間隔的平行分隔板，所述分隔板延伸到葉片的所述狹槽中，以在所述葉片、容槽和雪粉沿著所述殼體的部分圓柱形內(nèi)表面作圓周方向運動時將每個容槽中的粒料切割成多個尺寸大致相同的粒料。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，每個所述分隔板均呈弧形結(jié)構(gòu)，并且包含一個容納在與所述部分圓柱形表面的內(nèi)表面重合的槽中的外邊緣和一個與所述轉(zhuǎn)子的外表面重合的內(nèi)邊緣。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述殼體包含一個前壁和一個后壁，每個所述分隔板的下端與所述后壁的上端的內(nèi)表面對正，所述部分圓柱形殼體的下端與所述后壁的上端的內(nèi)表面連接和對正，所述部分圓柱形殼體終止于一個上邊緣，從所述上邊緣至所述部分圓柱形殼體的下端形成的圓心角小于180°，以將所述轉(zhuǎn)子的上部分暴露出來，并且與所述轉(zhuǎn)子葉片協(xié)作而展現(xiàn)出向上敞開的所述容槽，用來從所述供給膨脹組件接收雪粉。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述前壁包含一個內(nèi)表面，所述內(nèi)表面被定向成當(dāng)所述葉片向著所述供給膨脹組件向上移動時與所述葉片的外邊緣的移動路徑緊密相鄰，所述前壁在其內(nèi)表面上包含多個間隔的平行翅片，并且所述翅片延伸到所述葉片中的狹槽中，以防止雪粉從所述供給膨脹組件向下移動通過所述轉(zhuǎn)子而進(jìn)入所述排放區(qū)域中。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個所述側(cè)壁包含一個空氣入口，在含有固態(tài)二氧化碳粒料的封閉容槽通過所述部分圓柱形殼體的下端時，所述空氣入口與封閉容槽對正，所述空氣入口用于接收一定速率的加壓空氣，以在所述容槽通過所述分隔板的下端和部分圓柱形殼體的下端時將固態(tài)二氧化碳粒料從所述容槽中移出和排放到過渡倉中。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，殼體的所述前壁在其前表面上包含一個氣體收集室，所述氣體收集室形成有一個用于封閉所述殼體壁的上端部分的封閉件，以收集來自所述供給膨脹組件收集的所有氣態(tài)二氧化碳，所述氣體收集室包含一個穿過所述氣體收集室的壁的排氣口。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述供給膨脹組件相對于所述轉(zhuǎn)子和殼體以傾斜角度向上延伸，以降低設(shè)備尺寸和增強小尺寸雪粉聚集成大尺寸雪片的能力，以使雪粉借助于重力排放到位于所述轉(zhuǎn)子上的相鄰葉片之間的向上敞開的容槽中。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，由相鄰葉片在從所述轉(zhuǎn)子向上延伸時限定的所述向上敞開的容槽借助于連續(xù)壁面形成了連續(xù)容槽，所述正方形管的下端被構(gòu)造成用于將雪粉排放到每個向上敞開的容槽的所有區(qū)域中。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，還包括一個從所述轉(zhuǎn)子殼體接收二氧化碳粒料的過渡倉，所述過渡倉包含一個圓柱形殼體和一個位于所述圓柱形殼體中并可繞著一根與所述圓柱形殼體的中心軸線重合的軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，位于所述過渡倉中的所述轉(zhuǎn)子包含多個徑向延伸的葉片；彈簧，它們分別推壓著所述葉片使所述葉片與所述圓柱形殼體接合，以形成向上敞開的容槽，所述容槽接收固態(tài)二氧化碳粒料并將彼此隔離的容槽中的所述粒料運送到排放區(qū)域；以及空氣入口和出口，它們分別位于所述過渡倉圓柱形殼體的相反端上，并在所述排放區(qū)域與所述彼此隔離的容槽連通，以將粒料從所述彼此隔離的容槽中排出。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述圓柱形殼體包含一個與所述粒料排放區(qū)域間隔布置的空氣排放口，在所述容槽與用于排放所述粒料形成轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的固態(tài)粒料的所述排放區(qū)域?qū)φ?，所述空氣排放口將殘留空氣從位于所述圓柱形殼體中的轉(zhuǎn)子的容槽中排出。
16.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述部分圓柱形殼體包含一個止擋帶，所述止擋帶延伸跨越并關(guān)閉所述槽的下端，并形成一個用于擋住容納在所述槽中的每個分隔板的下端部分的支板。
17.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，每個所述分隔板分別包含一個帶斜邊的上端，所述帶斜邊的上端徑向延伸通過每個葉片中的每個狹槽的整個深度，以將每個容槽中的粒料切割成小塊粒料。
18.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述供給膨脹組件包含一個延伸穿過所述殼體的側(cè)壁的噴嘴，所述噴嘴與加壓二氧化碳源連通，并使二氧化碳以雪粉的形式膨脹進(jìn)入所述容槽中，以便將雪粉壓縮成粒料并將所述粒料從殼體中排出。
19.一種用于在可壓縮材料沿著圓周方向移動時對其壓縮的設(shè)備，包括一個殼體，其至少具有一個部分圓柱形內(nèi)表面，所述部分圓柱形內(nèi)表面具有一根中心軸線；一個圓柱形轉(zhuǎn)子，其可被驅(qū)動而繞著一根與所述部分圓柱形內(nèi)表面的中心軸線間隔的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)子包含多個徑向狹槽，每個所述徑向狹槽中分別設(shè)有一個徑向移動葉片，所述葉片與所述轉(zhuǎn)子以及部分圓柱形內(nèi)表面協(xié)作而形成徑向容槽，當(dāng)所述容槽在與入口區(qū)域?qū)φ龝r，所述容槽在所述入口區(qū)域接收可壓縮材料；當(dāng)所述容槽沿著圓周方向向著位于所述部分圓柱形殼體的一端的排放區(qū)域移動時，所述容槽容積減小，以壓縮所述容槽中的所述材料，所述一端比鄰近于所述入口區(qū)域的所述容槽的末端更接近于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線，從而不需要利用通道來徑向擠壓可壓縮材料。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，每個所述葉片分別包含多個延伸至其外邊緣的狹槽，所述部分圓柱形內(nèi)表面包含多個弧形阻塞體，每個所述弧形阻塞體分別具有一個容納在所述狹槽之一中的內(nèi)邊緣，以防止二氧化碳?xì)怏w通過所述葉片狹槽逸出。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，所述殼體包含側(cè)壁，每個所述側(cè)壁分別在其內(nèi)表面中具有一個圓形腔室，每個所述葉片分別具有被引導(dǎo)著容納在所述腔室中的末端邊緣，所述腔室具有一根與所述部分圓柱形表面的中心軸線重合的中心軸線；在所述轉(zhuǎn)子繞著與所述腔室和所述殼體的部分圓柱形內(nèi)表面的中心軸線間隔布置的所述旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，所述葉片相對于所述轉(zhuǎn)子徑向移動。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述殼體在所述排放區(qū)域包含一個向所述轉(zhuǎn)子延伸的切割葉片，用于從所述容槽中移出壓縮材料。
23.一種用于在可壓縮材料沿著圓周方向移動時對其壓縮的設(shè)備，包括一個殼體，其至少具有一個部分圓柱形內(nèi)表面，所述部分圓柱形內(nèi)表面具有一根中心軸線；一個圓柱形轉(zhuǎn)子，其可被驅(qū)動而繞著與所述部分圓柱形內(nèi)表面的中心軸線重合的軸線轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)子包含多個徑向狹槽，每個所述徑向狹槽中分別設(shè)有一個徑向移動葉片，所述葉片與所述轉(zhuǎn)子以及部分圓柱形內(nèi)表面協(xié)作而形成徑向容槽，當(dāng)所述容槽在與入口區(qū)域?qū)φ龝r，所述容槽在所述入口區(qū)域接收可壓縮材料，所述殼體包含一個相對于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線偏置并比所述圓柱形表面更接近于所述旋轉(zhuǎn)軸線的偏置表面，當(dāng)所述容槽沿著所述偏置表面向著一個排放區(qū)域移動時，所述容槽的容積減小，以將所述材料壓縮成粒料，所述排放區(qū)域與所述入口區(qū)域間隔布置，用于借助于重力排放壓縮出的粒料。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述入口區(qū)域包含一個噴嘴，液態(tài)二氧化碳通過所述噴嘴并發(fā)生膨脹，以在所述葉片與所述殼體的部分圓柱形表面接合時形成聚集在所述容槽中的雪粉。
全文摘要
公開了一種輕便、高移動性和高效的用于瞬間生產(chǎn)大量固態(tài)二氧化碳(CO
文檔編號F17C7/00GK1582381SQ02821925
公開日2005年2月16日 申請日期2002年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者奧斯卡·普羅尼, 馬克·C·伊萊亞斯 申請人:艾伯特·S·伊萊亞斯