DE3434163A1

DE3434163A1 - Reinigungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE3434163A1
Application number: DE19843434163
Authority: DE
Inventors: Harumi Yokohama Kanagawa Kimuro; Shuji Miyahara; Saburo Ayase Kanagawa Yamashita
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-09-18
Publication date: 1985-04-11
Also published as: GB2146926B; FR2552004A1; JPS6067077A; DE3434163C2; CA1268699A; GB2146926A; US4977910A; GB8423592D0

Description

2 445?—30/nf

Ishikawaj ima-Har ima

Jukogyo Kabushiki Kaisha

No. 2-1, 2-chome

Ote-machi

Chiyoda-ku

Tokyo-to

Japan

Reinigungsverfahren und -vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Reinigungsverfahren sowie eine Reinigungsvorrichtung, wobei aus einem schneeeirt.igon Iii.snu.lvor unJ schnooarl i gem Trockenei η bestehende Verbundpartikel gegen ein zu reinigendes Objekt geschleudert werden.

Es gibt zv/ei typische Reinigungsverfahren dieser Art, nämlich

1. das Sandstrahlverfahren, wobei Sand unter hohem Druck durch eine Düse gegen ein zu reinigendes Objekt geschleudert wird/ und

2. ein Trockeneisstrahl- oder -blaseverfahren, wobei große Stücke bzw. Klumpen aus Trockeneis zu fein zerteilten Partikeln zerbrochen werden, die dann gegen ein zu reinigendes Objekt geschleudert werden.

Bei dem Sandstrahlverfahren wird Staub o.dgl.in zu großer Menge zerstreut und verbreitet. Wird das Sandstrahlverfahren zur Reinigung von Vorrichtungen und

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Anlageteilen in einer Kernkraftanlage angewendet, dann erhebt sich vor allem das Problem, daß radioaktive Substanzen enthaltender Staub umhergestreut und in die Atmosphäre ausgetragen wiru.

Wenn bei dem Trockeneisstrahlverfahren verhältnismäßig große Trockeneisstücke in fein zerteilte Trockene Lspartikel gebrochen werden, so neigen diese Partikel dazu, zu Pulver zu v/erden. Das hat zur Folge, daß das mit dem Trockeneis erzielte Ergebnis mäßig ist, und das Trockeneisstrahlverfahren wir 3 sehr kostspielia. Ferner tritt hier ein Prubleni insofern au¹:, als die Trockeneispartikel während des Reinigungsvorganges verdampft werden, so daß ein zu reinigendes Objekt nicht eingesehen oder verarbeitet v/erden kann,wodurch die Arbeitsbedingungen nachteilig beeinflußt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grande, die oben herausgestellten sowie andere Probleme zu überwinden, und es ist das Ziel, Partikel zu erzeugen, sowie gegen ein zu reinigendes Objekt zu schleudern, deren Oberflächen härter sind als diejenigen von TrockeneiSOartikeln, um damit die Reinigungsleistung oder -wirkung zu verbessern un-i zu steigern. Im Hinblick hierauf werden gemäß der Erfindung schneeartige Festkörper, die als "Trockeneisschnee" zu bezeichnen sind, aus verflüssigtem Kohlendioxid erzeugt, und über diesen Trockeneisschnee wird eine flüssigkeit gesorüht, so daß ein Schneegemisch, das aus Trockeneis und gefrorener flüssiger Phase besteht, produziert wird. Das Schneegemisch wird zu Partikeln oder kroidcartigen länglichen Stückchen zusammengepreßt und in eine Schleudervorrichtung (Projektor) eingegeben, aus der (dem) dann ein Aufich 1.euvlt'xn i\li'i --strahlen oegen ein Objekt mittels Pruck-

luft oder Wasser unter hohem Druck erfolgt. Die Flüssigkeit wird über der Oberfläche eines jeden der Trockeneispartikel gefroren, so daß die Verbundpartikel sehr hart werden, wodurch die Strahlwirkung erhöht und verbessert werden kann. Ferner werden bei Au^treffen der Verbundpartikel auf ein zu reinigendes Objekt die Eisoberflächen zerbrochen, so daß ein Naßblasen oder -strahlen ausgeführt werden kann. Das hat zum Ergebnis, daß die Erscheinung, wonach ein Objekt aufgrurd der Verdampfung der Trockeneispartikel unsichtbar wird, vermieden werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung und deren Lösung sowie weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung werden aus dter folgenden, auf di3 Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugter Ausführungs-

form deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schemat: ische Darstellung einer bevorzugton

Ausführungsform einer Reinigunc'sanlage bzw. '^"-vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausbildung für eine Schneegemisch-Fertigungsvorrichtung .

Gemäß der Erfindung wird von der Herstellung der Trockeneispartikel ein Teil von verflüssigtem Kohlendioxid (IjCO^) einer adiabatischen Ausdehnung unterzogen, so daß der Rest aufgrund der Verdampfungs- sowie Sublimationswärme zu Trockeneisschnee wird. Dann wird eine Flüssigkeit aufgesprüht, um eine schneeartige, gefrorene ^flüssige Phase zu erzeugen. Die schneeartige, gefrorene flüssige Phase und der Trockeneisschnee werden gemischt, um ein Schneegemisch herzustellen, das dann

in eine Granulier- oder Pelletisiervorrichtunq eingebracht wird, um Partikel eines Schneegemisches zu fertigen. Die aus Trockeneis und gefrorener Flüssigkeit bestehenden Verbundpartikel werden als ein Putzmittel unter Druck gegen ein zu reinigendes Objekt geschleudert .

Gemäß Fig. 1 wird CO .-,-Gas bei niedriger Temperatur komprimiert, um LCO₂ zu erzeugen, das von eirem Tankwagen 6 angeliefert und in einem Lagertank 2 gespeichert wird, aus dem es über eine Pumpe 3 einer Schneegemisch-Fertigungsvorrichtung (Schneegemischfertiger) 1 zur Herstellung von Trockeneisschnee zugeführt wird. In einem Vorratsbehälter 4 enthaltenes Wasser wird mittels einer Hochdruckpumpe 5 unter hohem Druck in den Schneegemischfertiger 1 gefördert, um ein schneeartiges Eispulver das als "Eisschnee" bezeichnet wird, herzustellen. Der Trockeneis schnee und :1er Eisschnee werden gemischt.

Der Schneegemischfertiger 1 ist in Fig. 2 beispielhaft dargestellt. An der Seite des Fertigers 1 ist eine abwärts gerichtete Sprühdüse 1a angeordnet , die LCO₉ als Nebel versprüht. Unterhalb dieser Sprühdüse 1a ist eine weitere, abwärts gerichtete Sprühdüse 1b angeordnet, die Wasser in vorbestimmter Menge versprüht. Die Sprühdüse 1a ist über eine Schlauchleitung 7 mit der Pumpe 3, die Sprühdüse 1b ist über eine Schlauchleitung 8 mit der Hochdruckpumpe 5 verbunden. Der Teil der Schlauchleitung 8, der sich innerhalb des Schneegemischfertigers 1 befindet,ist mit einem Wärmeisoliermaterial 9 umkleidet und wird von einem (nicht gemeierten! Heizapparat erwärmt,um ein Gefrieren des Wassers in diesem im Fertiger 1 gelegenen Teil der Schlauchleitung 8 zu verhindern.

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Der Schneegmischfertiger 1 ist (Fig. 1) mit einer Granulier- oder Pelletisiervorrichtung 11 verbunden, die das im Fertiger 1 erzeugte Schneegemisch zu Partikeln oder kreideartigen länglichen Stückchen 27, die aus der Mischung von Trockeneis und Eis bestehen, 2usammenpreßt.

Es sind verschiedenartige Granuliervorrichtungen 11 verwend- und verfügbar. Bei der einen Granuliervorrichtung wird das aus Trockeneisschnee sowie Schnee bestehende Gemisch in einer Preß- oder Druckform zusammengeoreßt, so daß viele Partikel erzeugt werden, bei einer anderen Granuliervorrichtung werden durch die zylindrische Wand einer äußeren Trommel Löcher gebohrt, so daß das in einen Raum zwischen der äußeren Trommel und einer inneren drehenden Trommel eingebrachte Schneegemisch durch die Löcher extrudiert wird, womit das Schneegemisch granuliert wird.

Die auf diese Weise erhaltenen Schneegemischpartikel· werden als Putzmittel mit Hilfe einer Schleudervorrichtung gegen ein zu reinigendes Objekt geschleudert. Diese Schleudervorrichtung weist einen Schleuderapparat (Porjektor) 13 sowie einen mit dessen Oberseite über ein Magnetventil 14 verbundenen FiHi trichter 12 auf, der mit den Schneegeruischpartikeln beschickt wird. Der Schleuderapparat 13 besteht aus einem oberen sowie unteren Behälter 13a bzw. 13b, zwischen die ein Magnetventil 15 eingefügt ist. Am Boden des unteren Behälters 13b ist ein weiteres Magnetventil 16 angeordnet.

An den oberen Behälter 13a ist eine Luftleitung 19 mit einem Entfrosterapparat 21 sowie Absperrungen 22 angeschlossen, während mit dem unteren Behälter 13b eine

Luftleitung 20, in der ein Entfrosterapparat 23 sowie ein Absperrorgan 24 liegen, verbunden ist. Die Bodenseite des unteren Behälters 13b steht über das Magnetventil 16 mit einer Druckluftleitung 18 in Verbindung, die zu einer Düse 17 führt, aus der die aus Trockeneisschnee sowie Eisschnee bestehenden Schneegemischpartikel mit Hilfe der Druckluft gegen ein auf einem (nicht gezeigten) Drehtisch ruhendes Objekt 25 geschleudert werden. Von der Granuliervorrichtung 11 geht ein Förderer 26 aus, der die Partikel 27 dem Fülltrichter zuführt. In der Druckluftleitung 18 liegt ein Absperr-. organ 28.

Um die Putz- oder Reinigungspartikel herzustellen, wird verflüssigtes CO₂ (LCO ) durch die Pumpe 3 vom Lagertank 2 zum Schneegemischfertiger 1 transportiert und aus der Sprühdüse la versprüht. Ein Teil dos LCO- wird einer adiabatischen Expansion ausgesetzt, so daß der übrige Teil aufgrund der Verdampfungs- sowie Sublimationswärme zu Trockeneisschee mit einer Temperatur von etwa -80⁰C wird. Erfindungsgemäß wir! in diesem Fall auch Wasser versprüht, d.h. insbesondere, deß der Druck des vom Wasser-Vorratsbehälter 4 kommenden H„0 durch die Hochdruckpumpe 5 angehoben wird, das dann mittels der Wasser-Snrühdüse 1b innerhalb des Schneegemischfertigers 1 versprüht wird. Das versprühte Wasser absorbiert eine negative Wärme, die erzeugt wird, wenn der Trockeneisschnee hergestellt wird, und wird zu einem schneeartigen Eispulver, das dann mit dem Trockeneisschnee gemischt wird, womit ein aus CO „ und Η~0 bestehendes Schneegemisch erzeugt wird. Das im Schneegemischfertiger 1 hergestellte Gemisch 10 wird dann in die Kompressions- oder ExtrusLons-Granuliervorrichtung 11 ein-

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gegeben, so daß ein kreideartiges oder partikelförmiges Gemisch erhalten werden kann.

Die auf diese Weise aus dem Gemisch, das aus Trockeneis sowie Eis besteht, erhaltenen Partikel haben ein Gefüge, bei dem die Oberfläche eines Trockeneispartikels von etwa -80⁰C mit Eis bedeckt ist. Die Oberflächen der Schneecjemischpartikel sind glatt und hart. Selbst wenn die Temperatur höher als etwa -80⁰C -ist urd das die Oberflächen der Trockeneisschneepartikel· bedeckende Eis nicht schmilzt , so wird das Trockeneis nicht schmelzen und nicht verdampfen. Das hat zum Ergebnis, daß die Schneegemischpartikel nicht mit einem Nebe] umceben sind, und der Verbrauch oder die Aufzehrung von Trockeneis vermieden werden kann.

Die Partikel 27, deren Oberflächen glatt und hart sind, werden vom Förderer 26 in den Fülltrichter 12 eingebracht und gelangen dann in den Schleuderapparat 13, der, wie oben erläutert wurde, aus dem oberen sowie unteren Behälter 13a und 13b besteht. Die Partikel, von denen jedes ein mit Eis überzogenes Trockeneispartikel ist, werden x'n der folgenden Weise transportiert. Um die Partikel 27 aus dem Fülltrichter 12 in den oberen Behälter 13a einzubringen, werden das Magnetventil 15 sowie das Absperrorgan 22 geschlossen, während das Magnetventil 14 geöffnet v/ird. Anschließend wird das Magnetventil 14 geschlossen, wogegen das Magnetventil 15 sowie das Absperrorgan 22 geöffnet werden, so daß die Partikel 27 vom oberen Behälter 13a in den unteren Behälter 13b eingebracht werden. Hierauf werden das Magnetventil 16 und das Absperrorgan 28 geöffnet, wodurch die Partikel 27 fortlaufend der Strahldüse 17 zugeführt werden. Die eben

beschriebenen Schritte werden zum Beschicken des Schleuderapparates 13 mit Partikeln 27 wiederholt. Die Luftleitungen 20 und 19 stehen nit der Druckluftleitung 18 in Verbindung.

Aus der Strahldüse 17 werden die Partikel 27 gegen das Objekt 25 geblasen oder geschleudert, wodurch das Reinigen bewirkt wird.

Wie gesagt wurde, haben die aus der Düse 17 gegen -las Objekt 25 geschleuderten Partikel 27 ein solches Gefüge, daß jedes Trockeneispartikel mit Eis überzogen ist. Insofern haben die Partikel 27 Ober Π eichen, die härtor sind als diejenigen von Trockeneispartikeln, so daß die Partikel 27 die Oberflächen des Objekts 25 mit größerer Wirksamkeit reinigen können. Ferner wird, wenn die Reinigungspartikel gemäß der Erfindung gegen das Objekt 25 geschleudert werden, ein Teil der Oberflächen dieser Partikel 27 zerbrochen und wird zu Nebel, so daß ein Reinigungsblas- oder -Strahlvorgang der feuchten Art ausgeführt werden kann. Kommen reine Trockeneispartikel zur Anwendung, so werden diese, wenn sie gegen ein Objekt geschleudert werden, verdampft, so daß dieses unsichtbar wird; jedoch kann dieses Problem durch die Erfindung gelöst und beseitigt werden. Darüber hinaus kann im Gegensatz zum Sandstrahlen die Ausbreitung von Staub unterbunden werden.

Die bisherige Beschreibung bezog sich darauf, daß die Reinigungspartikel 27 durch Druckluft ausgeschleudert werden, es sollte jedoch klar sein, daß sie auch mittels unter hohem Druck stehenden Wassers ausgeschleudert worden können. Für den Schleuderapparat 13 ist davon aus-

gegangen worden, daß er zwei Behälter 13a und 13b aufweist, er kann jedoch selbstverständlich auch nur einen Behälter umfassen. Ferner wurde gesagt, daß die Reinigungspartikel 27 durch Kompression oder Extrusion des aus Trockeneisschnee und Eisschnee bestehenden Gemisches erzeugt werden, wobei die Reinigungspartikel in Form von kreideartigen Stückchen oder in Teilchenform vorliegen; es ist jedoch klar, daß anstelle von Wasser irgendeine andere geeignete Flüssigkeit Anwendung finden kann. Wird eine Prozessflüssigkeit verwendet, so besteht ein Vorteil darin, daß in dieser keine Fremdkörper mitgeführt werden. Ferner ist es selbstverständlich, daß verschiedenartige Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne jedoch den Gedanken und Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Wie sich aus der obigen Erläuterung klar ergibt, werden gemäß der Erfindung Reinigungspartil·el verwendet, die durch Kompression oder Extrusion von schneeartigem Trockeneis und schneeartiger, gefrorener flüssiger Phase erzeugt wurden, so daß die folgenden Merkmale, Wirkungen und Vorteile hervorgehoben bzw. erhalten werden können:

1. Im Gegensatz zum Sandstrahlen tritt keine Staubausbreitung auf, und im Gegensatz zum einem Reinigungsblasen oder -strahlen unter Verwendung von Trockeneispartikeln allein wird eine Einsichtnahme auf das zu reinigende Objekt nicht durch ein Verdampfen des Trockeneises nachteilig beeinflußt. Das hat eine beträchtliche Verbesserung in den Arbeitsbedingungen zum Ergebnis.

2. Jedes der Reinigungspartikel wird durch Kompression des aus schneeartigem Trockeneis sowie aus schneeartiger gefrorener Flüssigkeit bestehenden Gemisches erzeugt, so daß die Partikel sehr hart sind. Im Vergleich zu

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einem Reinigen mit Trockeneispartikeln allein wird damit das Ergebnis erhielt, daß das betroffene Objekt wirksamer und leistungsfähiger gereinigt werden kann, was bedeutet, daß der Wirkungsgrad des Reinigungsstrahlc/is oder -blasens in bemerkenswerter Weise erhöht worden kann.

3. Um Reiniqungspartikel herzustellen, werden verflüssigtes Kohlendioxid und eine Flüssigkeit in einem geeigneten Verhältnis gemischt. Das hat zum Ergebnis, daß eine erforderliche Menge an Schneegemisch für eine Granulierung (Pelletisierung) je nach der bestehenden Notwendigkeit oder dem Bedarf erzeugt werden kann.

4. Trockeneis kann im allgemeinen nicht für lange Zeit gelagert werden. Erfindungsgemäß wird nun verflüssigtes Kohlendioxid gelagert, und im Anwendungsfall wird ein Teil des LCO,, verdampft, so daß .ier übrige Toil zu einem schneeartigen Trockeneis wird; in diesen- Fall wird eine Flüssigkeit versprüht, wordurch das Schneegemisch erhalten wird. Somit kann gemäß der Erfindung das Ausgangsmaterial für die Herstel Tuner der Reinigungspartikel für einen langen Zeitraum gelagert werden.

Claims

244S9-7 6 3 Ishikawajima-Harima . Jukogyo Kabushiki Kaisha No. 2-1, 2-chome Ote-machi Chiyoda-ku Tokyo-to Ansprüche:

1. Reinigungsverfahren,

gekennzeichnet durch VersOrühen einer Flüssiqkeit auf schreeartige Festkörper, die bei der adiabatischen Ausdehnung von ver-. flussigtem Kohlendioxid durch Verdampfungs- sowie Sublimationswärme erhalten wurden, so daß ein schneeartiges Gemisch aus schneeartigem Trockeneis und einer schneeartigen, gefrorenen flüssigen Phase erzeugt wird, durch Granulieren dieses Schnee-gemisches durch Kompression und durch Anwendung der dadurch erhaltenen Partikel oder Kügelchen als ein Putz- oder Reinigungsmittel.

2. Reinigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zur Fertigung eines Schneegemisches mit einer Einrichtung (1a) zur Zerstäubung von verflüssigtem Kohlendioxid sowie einer Einrichtung (1b), die eine Flüssigkeit in das zerstäubte Kohlendioxid sprüht, durch eine Kompressions- Granuliervorrichtung (11), die das vom Schneegemisch^ertiger (1) erzeugte Schneegemisch zur Herstellung von Partikeln (27) oder Kügelchen aus diesem Schneegemisch zusammenpreßt, und durch einen die von der Kompressions-Granuliervorrichtung (11) hergestellten Partikel oder Kügelchen als Putzmittel ausschleudernden Schleuderapparat (13).