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Dokumentenidentifikation DE60022078T2 08.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001235745
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KRYOGENISCHEN TEILCHEN AUS FLÜSSIGEM KOHLENDIOXID
Anmelder Konings, Huibert, Purmerend, NL
Erfinder Konings, Huibert, 1447 RT Purmerend, NL
Vertreter Hempel, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 01159 Dresden
DE-Aktenzeichen 60022078
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.11.2000
EP-Aktenzeichen 009860610
WO-Anmeldetag 14.11.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/NL00/00831
WO-Veröffentlichungsnummer 0001038221
WO-Veröffentlichungsdatum 31.05.2001
EP-Offenlegungsdatum 04.09.2002
EP date of grant 17.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2006
IPC-Hauptklasse C01B 31/22(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B30B 11/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B01J 2/22(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kryogenischen Teilchen aus gekühltem flüssigem Kohlendioxid. Die Teilchen werden aus kristallisiertem Kohlendioxid in einer Einrichtung gepresst, wobei ein Kohlendioxidschnee-Generator mit einer ringförmigen Matrize und einem Wärmetauscher kombiniert sind.

Es wurde gefunden, dass die Ausbildung der Kristallisation von festem Kohlendioxid sehr stark durch Konditionen variiert, solange sie entstehen. Es wurde gefunden, dass eine Abweichung von den Konditionen leichte Teilchen und überflüssigen Schnee ergeben.

Die Erfindung betrifft Konditionen, die zur Herstellung sehr harter kryogenischer Teilchen erforderlich sind. Das Verfahren besteht in der Kühlung des flüssigen Kohlendioxids vor der Expansion auf eine Temperatur zwischen minus 30 und minus 40 Grad Celsius, vorzugsweise auf minus 45 Grad Celsius.

In der französischen Druckschrift FR 2 078 442 wird eine Einrichtung beschrieben, bei der gekühltes flüssiges Kohlendioxid in einer Expansionskammer und einer Ringmulde expandiert wird, die aber keine Eigenschaft zum Aufrechterhalten der Temperatur des Expansionskopfes auf einem Niveau, die das Gefrieren des vorhandenen Wassers verhindert, hat. Die Ausführung der Matrize erzeugt runde Pellets, die weniger wirksam sind.

Wenn 4 bis 8, vorzugsweise 6 Expansionsöffnungen mit einem Durchmesser von 0,3 bis 1,0 Millimeter, vorzugsweise 0,6 Millimeter für eine Kohlendioxidschnee-Herstellung vorgesehen werden, entstehen harte Kohlendioxidkristalle, die in einer ringförmigen Matrize mit einem Durchmesser zwischen 250 und 350 Millimeter, vorzugsweise 300 Millimeter gemäß der Druckschrift NL-A-9401327 zusammengepresst werden, wobei Teilchen mit einer Kante von etwa 3 Millimetern entstehen und spontan bei einer Länge von 4 Millimetern abreißen. Geringe Unterschiede dieser Konditionen verursachen eine Verminderung der Härte sowie kürzere oder viel längere Teilchen.

Beschreibung der Funktionsweise:

1 zeigt eine Einrichtung.

Eine Zufuhr 1 von flüssigem Kohlendioxid wird durch einen Wärmetauscher 2 geleitet, auf eine Temperatur zwischen minus 30 bis minus 40 Grad Celsius gekühlt und über ein Rohr 3 zu einem Kohlendioxidschnee-Generator 4 geleitet. Darin ist ein Sprühkopf 5 mit 4 bis 8 Expansionsöffnungen 6 vorhanden. Die Expansionsöffnungen 6 haben einen Durchmesser zwischen 0,3 und 1,0 Millimeter. Unterhalb des Sprühkopfes 5 ist eine Heizspule 7 platziert, um zu verhindern, dass die Temperatur im Kohlendioxidschnee-Generator 4 zu sehr gesenkt wird und die Expansionsöffnungen für den Fall einfrieren, dass zuviel Wasser im flüssigen Kohlendioxid vorhanden ist. Eine konstante Temperatur innerhalb des Kohlendioxidschnee-Generators 4 ist auch für die richtige Kristallisation wichtig.

Innerhalb des Kohlendioxidschnee-Generators 4 entsteht ein Gemisch von Kohlendioxidgas und Kohlendioxidkristallen. Dieses Gemisch wird beim Leiten des Kohlendioxidgases durch das Rohr 8 zum Wärmetauscher 2 getrennt, wobei das Kohlendioxidgas zum Kühlen der Zufuhr des flüssigen Kohlendioxids genutzt wird. Die Temperatur des ausgestoßenen Kohlendioxidgases beträgt etwa minus 80 Gras Celsius und wird über dem Wärmetauscher 2 in die Außenluft abgegeben. Ein Drosselventil 12 ist am Wärmetauscher zum Aufrechterhalten eines niedrigen Luftdrucks innerhalb des Kohlendioxidschnee-Generators 4 vorgesehen.

Die Kohlendioxidkristalle fallen auf einen mit den Rollern rotierenden Konus 9 in einem Spritzring 10. Innerhalb des Spritzrings 10 werden die Kohlendioxidkristalle durch die Roller in Stäbe von festem Kohlendioxid mit einem dreieckigen Querschnitt zusammengepresst. Es wurde gefunden, dass ein Spritzring mit einem Durchmesser zwischen 250 bis 350 Millimetern und einer Breite zwischen 40 und 70 Millimeter (eine Ausführung ist in der Druckschrift NL-A-9401327 beschrieben) in dieser Einrichtung 250 bis 350 Kilogramm kryogenischer, nahezu schneefreier Teilchen pro Stunde erzeugt.

Die kryogenischen Teilchen werden in isolierenden Behältern 11 aufgefangen und zu Reinigungsvorgängen mittels Sprühen eingesetzt.

1Zufuhr 2Wärmeaustauscher 3Rohr 4Kohlendioxidschnee-Generator 5Sprühkopf 6Expansionsöffnung 7Heizspule 8Rohr 9Konus 10Matrize/Spritzring 11Behälter 12Drosselventil

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung von kryogenischen Teilchen aus flüssigem Kohlendioxid mittels einer ringförmigen Matrize mit einem Durchmesser zwischen 250 und 350 Millimetern und einer Breite zwischen 40 und 70 Millimetern,

    gekennzeichnet dadurch,

    dass das flüssige Kohlendioxid bis auf eine Temperatur zwischen minus 30 und minus 40 Grad Celsius abgekühlt wird und danach in einem Kohlendioxidschnee-Generator (4) in ein Gemisch von Kohlendioxidgas und kristallinem Kohlendioxid expandiert wird,

    wobei die Kohlendioxidkristalle innerhalb der ringförmigen Matrize (10) zu dreieckigen Teilchen mit einer Kante zwischen 3 und 6 Millimetern gepresst werden.
  2. Verfahren zur Herstellung von kryogenischen Teilchen aus flüssigem Kohlendioxid nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Kohlendioxidschnee-Generator (4) mit 4 bis 8 Expansionsöffnungen (6) mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 1,0 Millimeter versehen wird, wobei innerhalb des Raumes des Kohlendioxidschnee-Generators (4) in der Nähe der Expansionsöffnungen (6) eine Heizspirale (7) montiert ist.
  3. Verfahren zur Herstellung von kryogenischen Teilchen aus flüssigem Kohlendioxid nach Patentanspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das gasförmige Kohlendioxid von dem Kohlendioxidschnee-Generator (4) aus zu einem Wärmetauscher (2) geleitet wird, in dem bei Zufuhr das flüssige Kohlendioxid bis auf eine Temperatur zwischen minus 30 und minus 40 Grad Celsius abgekühlt wird, wobei der Wärmetauscher (2) mit einem Drosselventil (12) versehen ist.
  4. Verfahren zur Herstellung von kryogenischen Teilchen aus flüssigem Kohlendioxid nach Patentanspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass zum Herstellen der kryogenischen Teilchen ein Spritzring (10) angewendet wird, wobei die Drehgeschwindigkeit pro Minute der Rollen zwischen 180 und 360 eingestellt wird, wobei der Kohlendioxidschnee über einen Konus (9) zu der horizontal montierten ringförmigen Matrize (10) geleitet wird.
  5. Verfahren zur Herstellung von kryogenischen Teilchen aus flüssigem Kohlendioxid nach Patentanspruch 1, 2, 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, dass die kryogenischen Teilchen aus massiv kristallinem Kohlendioxid in der Form von dreieckigen Stäben mit einer Kante von ungefähr 3 Millimetern und einer Länge zwischen 3 und 6 Millimetern bestehen.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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