ES2420974T3 - Dispositivo de proyección de hielo seco - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de proyección que comprende: un conducto de flujo (14) para un gas portador, formando elconducto de flujo (14) una boquilla de proyección (12) en su extremo aguas abajo, y una línea de suministro (22)para CO2 líquido, abriéndose la línea de suministro hacia fuera en una cámara de expansión (26) que está dispuestacoaxialmente con respecto al conducto de flujo (14), en el que la cámara de expansión (26) está formada por untubería (20) que se sostiene en su extremo aguas arriba por un soporte (18), y la línea de suministro (22) se extiendeen la dirección transversal del conducto de flujo y se abre en un conducto de inyección (24) que se extiende enparalelo con el eje del conducto de flujo (14) y se abre en la cámara de expansión, caracterizado porque el conductode flujo (14) está formado por un tubo (10), el soporte (18) está montado en el tubo (10) de modo que es atravesadopor el flujo de gas portador en el conducto de flujo (14), y la tubería (20) que forma la cámara de expansión (26) estáalojada en el conducto de flujo (14) con el fin de hacer que el CO2 sea introducido en el flujo del gas portador en elconducto de flujo (14) cuando el dispositivo de proyección está en funcionamiento
Description
Dispositivo de proyeccion de hielo seco
La invencion se refiere a un dispositivo de proyeccion que comprende un conducto de flujo para un gas portador, formando el conducto de flujo una boquilla de proyeccion en su extremo aguas abajo, y una linea de suministro de CO2 liquido, desembocando la linea de alimentacion en una camara de expansion que esta formada coaxialmente en el conducto de flujo.
El documento EP 1 501 655 describe un dispositivo de proyeccion en el que la camara de expansion entra lateralmente en el conducto de flujo. Como una alternativa, se ha mencionado la posibilidad de que la camara de expansion pueda estar alojada coaxialmente en el conducto de flujo.
La expansion y la evaporacion de una parte del CO2 liquido en la camara de expansion produce el enfriamiento de evaporacion, por lo que otra parte del CO2 se condensa en hielo seco solido que sirve entonces como un medio de proyeccion que es llevado junto con el gas portador y acelerado en la boquilla de proyeccion. Tal dispositivo es adecuado para eliminar incrustaciones de las superficies eficientemente y sin embargo suavemente. El efecto de limpieza depende de manera critica del numero, tamafo y velocidad de las particulas de CO2.
El documento US-A-5 125 979 describe un dispositivo de proyeccion de acuerdo al preambulo de la reivindicacion 1.
El documento DE 203 10 119 describe un dispositivo de proyeccion de hielo seco con una boquilla convergente y divergente y un cuerpo de compresion en forma de acanaladuras.
El documento WO 2006/005 377 A1 describe un dispositivo de proyeccion, en el que un cuerpo de compresion esta dispuesto coaxialmente en la camara de expansion.
La invencion, con las caracteristicas indicada en la reivindicacion independiente resuelve el problema de alcanzar un alto rendimiento de CO2 solido y un alto efecto de limpieza mediante la coagulacion eficiente y la aceleracion del CO2 solido por medio de un dispositivo compacto y con un consumo reducido de gas portador.
Detalles utiles de la invencion se indican en las reivindicaciones dependientes.
Un ejemplo de un modo de realizacion se describira a continuacion en relacion con los dibujos, en los que:
La fig. 1 es una seccion axial de un dispositivo de proyeccion de acuerdo con la invencion;
La fig. 2 muestra una seccion transversal tomada a lo largo de la linea II-II en la fig. 3; y
La fig. 3 muestra una seccion axial ampliada de una parte de un dispositivo de proyeccion de acuerdo con un modo de realizacion modificado.
Un tubo de proyeccion 10 lleva en su extremo aguas abajo, es decir, el extremo superior en la fig. 1, una boquilla de proyeccion 12, por ejemplo, una boquilla convergente/divergente, preferiblemente una boquilla Laval. Conjuntamente, el tubo de proyeccion 10 y la boquilla de proyeccion 12 forman un conducto de flujo 14 para un gas portador, por ejemplo aire comprimido, que se suministra a una presion relativamente baja en comparacion con los dispositivos convencionales, por ejemplo, a una presion de solo 0,05 MPa. En la boquilla de proyeccion 12 el aire comprimido se acelera aproximadamente a la velocidad del sonido o a velocidad supersonica.
Una porcion del conducto de flujo recto 14 en el interior del tubo de proyeccion 10 se agranda para formar un espacio anular 16 que aloja un soporte 18 para una tuberia 20 que esta dispuesta coaxialmente en el conducto de flujo. La linea de suministro 22 para el CO2 liquido se forma cerca o, preferiblemente, en el interior del soporte 18 y se extiende en la direccion transversal del conducto de flujo 14. La linea de suministro 22 desemboca, a traves de un conducto de inyeccion 24 que se extiende en paralelo con el eje del conducto de flujo 14, en una camara de expansion 26 formada en el interior de una tuberia 20. Alli, el CO2 liquido, que se suministra preferiblemente a una presion de 1 MPa o mas, se expande y se evapora, de modo que una parte del CO2 que puede equivaler aproximadamente al 40-60% de la cantidad total de CO2 puede condensarse en hielo seco solido. El conducto de inyeccion 24 y la camara de expansion 26 que se extienden coaxialmente en el conducto de flujo 14 hacen que el hielo seco sea introducido en el flujo de gas portador con una velocidad inicial relativamente alta ya en la direccion de flujo del gas portador, de modo que el hielo seco se acelerara aun a mas alta velocidad por el gas portador y sera tambien distribuido uniformemente en el conducto de flujo 14.
En el ejemplo mostrado, se proporciona un solo conducto de inyeccion unico 24, centrado en el eje del conducto de flujo 14.
El area de seccion transversal A del conducto de inyeccion 24 y el volumen � de la camara de expansion 26 cumplen la relacion �1/3/A1/2�3, preferiblemente �1/3/A1/2�10.
Aguas abajo de la tuberia 20, el conducto de flujo 14 ha alojado en su interior un cuerpo de compresion 28 que tiene la forma de un cono doble. En general, el cuerpo de compresion debe tener una configuracion aerodinamica, es decir, se debe estrechar hacia ambos extremos delantero y trasero.
En el ejemplo mostrado, el cuerpo de compresion 28 se proyecta ligeramente dentro de la camara de expansion 28 con su extremo de la punta aguas arriba, de manera que forma un espacio anular con las paredes de la tuberia 20. Ademas, el extremo de la punta aguas abajo del cuerpo de compresion sobresale ligeramente en una porcion conica del conducto de flujo 14 poco antes de la entrada en la boquilla de proyeccion 12.
El cuerpo de compresion 28 tiene el proposito de mantener la presion en la camara de expansion 26 a los valores adecuados y de ese modo ayudar en la coagulacion del hielo seco en la camara de expansion. Al mismo tiempo, el cuerpo de compresion asegura una mejor distribucion y aceleracion del hielo seco en el aire comprimido en el conducto de flujo y un crecimiento adicional de las particulas de CO2, evitando al mismo tiempo por otra parte que las constricciones entre la tuberia 20 y el cuerpo de compresion y/o entre el cuerpo de compresion y las paredes del conducto de flujo 14 se obstruyan por la formacion de hielo.
Como se muestra en la fig. 2, el soporte 18 tiene una construccion tal que permite el paso del gas portador. En el ejemplo mostrado, esto se consigue mediante una cresta de agujeros 32 que estan dispuestos alrededor de la seccion transversal de la tuberia 20. Tambien es posible, sin embargo, que el soporte este configurado como una cruz o estrella cuyos brazos puedan ser aerodinamicos.
El dispositivo de proyeccion que se ha descrito en este documento tiene las ventajas importantes de que la baja presion del gas portador permite un bajo consumo de gas portador que puede ser, por ejemplo, una cantidad menor de 0,1 m3/min, en comparacion con los al menos 0,8 m3/min para dispositivos de proyeccion de hielo seco convencionales. Ademas, la construccion y disposicion del conducto de inyeccion 24 y el espacio de expansion 26 y el cuerpo de compresion 28 permiten alcanzar un alto rendimiento de CO2 solido y una alta calidad �tamafo y dureza� de las particulas de CO2, lo que resulta en un alto efecto de limpieza.
En el ejemplo que se ha mostrado en este documento, el conducto de flujo 14 es ligeramente conico en el tubo de proyeccion 10 aguas arriba de la boquilla de proyeccion 12, pero la boca de la camara de expansion 26 se encuentra en una posicion �por lo menos 30 mm por delante del estrechamiento de la boquilla� en la que el area de la seccion transversal del conducto de flujo 14 supone al menos 1,5 veces el area de la seccion transversal del estrechamiento de la boquilla de proyeccion 12.
El tubo de proyeccion 10 puede estar rodeado por una capa aislante del calor. Sin embargo, ya se consigue una cierta proteccion contra la formacion de hielo por el hecho de que la camara de expansion 18 esta dispuesta coaxialmente en el conducto de flujo, y por lo tanto esta rodeada por un espacio anular a traves del cual pasa el aire comprimido.
La fig. 3 ilustra un modo de realizacion modificado en el que se proporciona una valvula dosificadora 34 para el CO2 liquido en la union entre la linea de suministro 22 y el conducto de inyeccion 24. Una tuerca 36 y un eje roscado 38 permiten ajustar la posicion de la valvula dosificadora 34, y la tuerca y el extremo aguas arriba del eje roscado estan cubiertos por una tapa aerodinamica 40.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Un dispositivo de proyeccion que comprende: un conducto de flujo �14� para un gas portador, formando el conducto de flujo �14� una boquilla de proyeccion �12� en su extremo aguas abajo, y una linea de suministro �22� para CO2 liquido, abriendose la linea de suministro hacia fuera en una camara de expansion �26� que esta dispuesta coaxialmente con respecto al conducto de flujo �14�, en el que la camara de expansion �26� esta formada por un tuberia �20� que se sostiene en su extremo aguas arriba por un soporte �18�, y la linea de suministro �22� se extiende en la direccion transversal del conducto de flujo y se abre en un conducto de inyeccion �24� que se extiende en paralelo con el eje del conducto de flujo �14� y se abre en la camara de expansion, caracterizado porque el conducto de flujo �14� esta formado por un tubo �10�, el soporte �18� esta montado en el tubo �10� de modo que es atravesado por el flujo de gas portador en el conducto de flujo �14�, y la tuberia �20� que forma la camara de expansion �26� esta alojada en el conducto de flujo �14� con el fin de hacer que el CO2 sea introducido en el flujo del gas portador en el conducto de flujo �14� cuando el dispositivo de proyeccion esta en funcionamiento.
-
- 2.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el area de seccion transversal A del conducto de inyeccion �24� y el volumen � de la camara de expansion �26� cumplen la relacion �1/3/A1/2�3, preferiblemente �1/3/A1/2 � 10.
-
- 3.
- El dispositivo de proyeccion acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un cuerpo de compresion �28� esta dispuesto en el conducto de flujo �14� aguas abajo de la camara de expansion �26�.
-
- 4.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un cuerpo de compresion �28� esta dispuesto en el conducto de flujo �14� aguas abajo de la camara de expansion �26� y aguas arriba de la boquilla de proyeccion �12�.
-
- 5.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, en el que un cuerpo de compresion �28� es conico en sus extremos aguas arriba y aguas abajo.
-
- 6.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que un cuerpo de compresion �28� es un cono doble.
-
- 7.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que un cuerpo de compresion �28� se proyecta dentro de la camara de expansion �26� con su extremo aguas arriba.
-
- 8.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que el conducto de flujo �14� se estrecha hacia la boquilla de proyeccion �12�, y el cuerpo de compresion �28� se proyecta hacia la porcion conica del conducto de flujo con su extremo aguas abajo.
-
- 9.
- El dispositivo de proyeccion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una valvula dosificadora �32� se proporciona en una union entre el conducto de inyeccion �24� y la linea de suministro �22�.
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