用于形成二氧化碳小球的方法和设备

本发明要求美国的优先权并引用作为参考。 临时专利申请，Ser。 2011年5月19日发布，标题为“Method And Apparatus For Forming Carbon Dioxide Paricles”的第61 / 487,837号。

技术领域本发明涉及形成低温材料的固体颗粒，并且特别涉及由液体二氧化碳形成二氧化碳颗粒的方法和设备。

背景技术

固体低温材料，例如固体碳二氧化物，具有许多用途。固体二氧化碳长期以来一直用于维持物品，例如食物或饮料处于理想的低温下。在某些食品服务应用中，已经使用了二氧化碳的固体块或蛋糕，将其置于与希望保持在所需温度或低于所需温度的物品相邻的给定体积内。已知切割所需尺寸的二氧化碳块或从较大的块切割它们是已知的。通过将二氧化碳颗粒重整成块来形成所需的尺寸块也是已知的。数十年来，固体二氧化碳颗粒也已用于二氧化碳颗粒喷射系统中。典型地，二氧化碳颗粒，不管是颗粒还是颗粒，也称为喷砂介质，都被送入输送气体中并作为夹带颗粒输送到喷射喷嘴，颗粒和输送气体从该喷嘴喷出，被引导到喷嘴工件或其他目标。固体低温颗粒，特别是但不限于二氧化碳颗粒，可以通过许多方式形成。这种固体颗粒可以通过将液体低温材料转变成小的固体颗粒（“snoW”并将它们压缩成较大的部分（“颗粒”））而形成。例如，二氧化碳颗粒可以通过产生二氧化碳snoW形成，液态二氧化碳通过如美国专利第5,018,667号中所述的相变喷嘴，并且通过迫使喷嘴通过模口而形成二氧化碳颗粒，如在美国专利号5,018,621中所述。气相是伴随形成固相的该过程的副产物，如美国专利号5,018,667,5,301,509和5,473,903，所有这些专利通过引用并入本文。如在'509和'903专利中所述，参考其图1和2，可以使用造粒机将二氧化碳的相从液体改变成固相，如下所述，通过使液体二氧化碳通过ap （例如相变喷嘴），并将窥探引入造粒机的桶内腔中。二氧化碳进入料筒内腔的速率不仅受到相变喷嘴上游二氧化碳压力的影响，而且还受到内部腔室内部压力的影响。相变喷嘴流中，二氧化碳气体的气体部分直接影响内室的内部压力。为了减少内部压力，将气体二氧化碳从内部室排出，以减少由二氧化碳气体流动引起的背压。

靠近相变喷嘴的桶中设有通风口，以排放气态二氧化碳。如果没有通风口，固体和气体二氧化碳如何进入内室会受到限制，从而降低了过程的效率。收集器可位于通风口附近并围绕通风口以收集来自通风口的二氧化碳的排气。收集器包括位于通风口附近的屏幕，允许排出气体，同时将窥探器保持在桶内部腔室内。筛网布置在桶的周边，与通风口对齐。这个位置允许积聚在由管壁和通风屏的厚度所形成的“井”中，通过活塞的行进将井下压入井中。累积的噪音阻碍了气体的流出。如可以在图1和2中看到的那样。 '509和'903专利中的图1和图2中，桶由细长紧固杆保持在板和端盖之间。这些棒有四个，可能会出现问题。不均匀的张力和未对准可能不利地影响沿筒体长度的同心度，这可能会在形成筒体内腔室和活塞的壁之间产生不希望的接触和磨损问题。由于杆的作用，收集器到达杆下方的通风口，因此杆的外部围绕杆的位置影响收集器的尺寸和形状，并因此影响通风口的位置和数量。需要一种方法和设备，并且因此是本发明的目的，其提供改进的相变喷嘴的流动的气流从内部腔室排出，从而提供减小的压力在枪管的内部腔室内，打开枪管的外围通道，其提供的通气孔配置成保持没有大量积聚的窥探，并且减少了引起枪管内部腔室和活塞之间的未对准的可能性，以及由于这种错位造成的磨损。虽然本文将结合二氧化碳描述本发明，但应该理解，本发明不限于使用或应用于二氧化碳。

附图的简要说明

附图并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的实施例的详细描述一起用来解释本发明的原理。 [0012]图1是根据本发明的教导构造的造粒机组件的透视图。 [0013]图2是图1的造粒机组件的局部分解视图。 1，显示收集器，插入固定器和插入件爆炸。 [0014]图3是图1的造粒机组件的侧视图。 [0015]图4是图1的造粒机组件的横截面图。 1沿着它的垂直中心线。 [0016]图5是图1所示的横截面视图。 4，使活塞处于缩回位置或非伸出位置。 [0017]图6与图1相同。 5，除了活塞处于中间位置。

[0018] 图7是图1的造粒机组件的活塞的放大横截面透视图。 [0019] 图8是图6的造粒机组件的筛插件的透视图。 [0020] 图9是图9的造粒机组件的横截面图。 1通过收集器的纵向中间。 [0021] 图10是图1的造粒机组件的横截面视图。 1和连接的液压缸与垂直方向成25°角。 [0022] 图11是图1的造粒机组件的筒适配器板的分解侧视透视图。 1和图1的模板。 现在将详细参考本发明的当前优选实施例，其示例在附图中示出。

详细说明

在下面的描述中，相同的参考字符在全部几个视图中表示相同或相应的部分。而且，在下面的描述中，应该理解的是诸如正面，背面，内部，外部等的术语是方便的词语并且不被解释为限制性术语。在本专利中使用的术语并不意味着限制，只要本文所述的装置或其部分可以以其他方向附接或利用。参照附图更详细地描述根据本发明的教导构造的实施例。参考图1。具体实施方式在图1中，显示了总体用2表示的造粒机组件，其连接到通常以4表示的液压缸组件。可以使用任何合适的液压缸组件，或配置成移动活塞的其它装置（下面将进行描述）的造粒机组件2。如图2,3和4所示，在所描述的实施例中，造粒机组件2包括一端连接到端块8并且另一端连接到适配器10的筒6和连接到适配器10的模具12.筒6可以被制造的任何合适的材料，例如A2不锈钢。端块8可以由任何合适的材料制成，例如镀镍碳钢。适配器10可以由任何合适的材料制成，例如A4不锈钢。桶6包括多个间隔开的开口14，其从内部室611穿过桶6的侧壁6b限定通路。每个开口14具有设置在其中的相应互补形状的插入物16。插入件16可以通过任何合适的方法和结构保持在开口14中。在所描绘的实施例中，插入件16可以通过分别延伸穿过孔16b的相应螺纹紧固件（未示出）单独地固定到筒6上，凸缘1611中的孔分别穿过孔16b。吸入器24a和24b覆盖插入件16和开口14，使得通过其中的气体排出进入收集器24a和24b的内部。收集器24a和24b可以由任何合适的材料制成，例如铝。造粒机组件2可以通过任何合适的方式固定到液压缸组件4。在所示的实施例中，端块8通过多个间隔开的紧固件26固定到液压缸4.在该实施例中，紧固件26是多个千斤顶张紧器，其中包括多个起重螺栓2611由单个螺纹轴并单独拧紧以拧紧单螺纹轴。

[0028]如图4,5和6所示，端块8相对于液压缸组件4以任何合适的方法对准和定位，例如通过使用定位销80.杆28延伸穿过端块8的孔811.密封件8b被布置在孔811内并密封地接合杆28的外径。如图7所示，活塞30设置在内室6a内，连接到杆28的端部。在活塞30布置杆28的一侧，沉孔32配置成接收杆28的远端。可使用定位销34以对齐和限制活塞30相对于杆28的旋转。活塞30包括孔36，紧固件38通过孔36延伸并接合杆28的远端以便将活塞30固定到杆28.孔36包括扩孔3611，其允许头部如图所示，紧固件28凹入。活塞30包括两个间隔开的凹槽40a和40b，其中分别设置磨损带42a和42b。磨损带42a和42b可以由任何合适的材料制成，例如尼龙。在槽40a和40b的底部形成O形环46a和46b设置在其中的O形环槽44a，b，c和d。活塞30的外径小于筒体6的内径。由O形环46a和46b支撑的耐磨带42a和42b允许活塞30弯曲，从而使活塞30和筒体6之间的接触最小，并且允许较不精确对准。活塞30的端部30a和30b是渐缩的，从而进一步降低了与筒体6直接接触的可能性。因此，当杆28伸出时，所需的对准精度较低。 [0030]如图8和9所示，收集器24a和24b覆盖筒体6的周边的几乎360°。插入件16被布置在开口14中，相应的O形环16c设置在相应的凸缘16a和侧壁6b之间以提供防止碳二氧化碳从口16a和开口14之间流出.O形环160可以由任何合适的材料制成，例如尼龙。每个插入物16在插入物井的底部包括筛网16d。筛网16d中的开口的尺寸被设定为允许气体从那里流过，但仍然保持固体窥探。在所示的实施例中，筛网16d由不锈钢制成，并且开口尺寸为0.004英寸。可以使用任何合适的材料和筛网开口。筛网16d的位置使得当插入件16设置在通道14中时，筛16d相对于侧壁6b的内表面16d稍微凹入。太多的凹槽提供了一个容积，用于固体窥探，并通过通道阻止气体流动。收集器24a和24b可以通过任何合适的构造保持在适当的位置。在所示的实施例中，收集器24a和24b的内面板24a'和24b'通过多个紧固件48以间隔开的布置彼此连接，与筒6的外周接合。可以提供通向紧固件48的通路通过可移除的外面板24a“和24b”。收集器24a和24b还可以包括通过紧固件固定到筒6上的翼片（图1和2中的24“'）。收集器24a和24b包括气体收集端口2411”“和24b”“，收集软管（未示出） ）可以连接以收集排出的气体收集器24a和24b包括围绕它们各自的边缘的相应的密封槽18a和18b，它们邻近筒6的周边设置。各个密封件19a和19b设置在密封槽18a和18b中在图示的实施例中，密封件19a和19b是尼龙O形环绳索。参考图10，对于所示实施例，在筒体6和端块之间的连接8是可见的。

多个紧固件50延伸穿过端块8中的相应孔以接合筒6.在所示实施例中，两个紧固件50以225°角设置在其间，其中在0°，90°，180°和270°处没有紧固件存在。可以使用任何合适的构造来将制粒机组件4固定到液压缸组件6。如图11所示，适配器10可以以任何合适的方法固定到筒6。在所描绘的实施例中，存在十六个间隔开的埋头孔1011，其与筒6的远端中的螺纹孔6d（参见图4）对齐。紧固件52用于将适配器10固定到筒6上。[0036] ]适配器10为通过挤出固体窥探的模具提供安装。在所描绘的实施例中，模具12是具有穿过其中形成的开口的实心板。可以使用模具12的任何合适的构造，例如包括使用背板。如所描述的，模具12包括十六个间隔开的沉头孔12，其与适配器10中的螺纹孔10b对齐。使用紧固件（未示出）将模具12固定到适配器10上。使用该配置，由于改变模具12仅出现在适配器10上，从而使更昂贵的发条盒6免受这种损坏。在适配器10变得磨损或损坏超出使用的情况下，可以将新的适配器安装到筒6的远端。为了产生丸粒，加压液体例如液态二氧化碳被迫通过相变喷嘴54 （参见图4），导致固体气体和气体流入内部腔室611.内部腔室611内的压力由通过端口56与内部腔室611连通的压力计（未示出）监测。如果压力内部腔室611超过极限，例如16PSIG，液体的流速可能降低，并且随后如果压力降低到极限以下则增加。尽管在所描述的实施例中这是手动程序，但控制可以是自动的。筛16d阻止从内腔6a流出，同时允许气体从中排出。当已经积聚了足够的声音时，活塞30前进，压迫着先前压缩的声音，导致邻近管芯12的固体材料被压缩并被迫通过管芯12中的开口，从而在出口处产生固体致密材料（例如旋转刀片（未示出））可以使用可以被自然地破碎或可以使用材料破碎成小球的装置的模具12。如可以在图1和2中看到的那样。如图1和2所示，造粒机组件4不具有如现有技术中发现的延伸在筒体6的长度上的细长紧固杆。在现有技术中，这种紧固杆妨碍了限制通风孔的位置，尺寸和数量的气体收集结构的布置。通过保持筒6的外周没有任何或几乎任何阻碍排气的障碍物，通气口位置，尺寸和数量可以被优化或最大化，并且收集器可以基本上围绕筒6的整个周边布置以收集排出的气体。这改善了气体从内部6a流出，允许液体进入相变化喷嘴54的较高流动速率，从而提高了窥探产生速率，并因此增加了颗粒。已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的实施例的前述描述。这并不意味着穷举或将本发明限制到所公开的确切形式。根据上述教导可以做出明显的修改或变化。选择和描述实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的普通技术人员能够在各种实施例中以最适合于本发明的各种修改来最佳地利用本发明预期的特定用途。尽管仅详细解释了本发明的有限数量的实施例，但应该理解的是，本发明的范围不限于在前面的描述中阐述的或在附图中示出的组件的构造和布置的细节图纸。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且，在描述优选实施例时，为了清楚起见使用了特定的术语。应该理解的是，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等同物。意图是本发明的范围由在此提交的权利要求限定。

所述造粒机包括：a。配置成接收具有以下各项的颗粒的桶：i。第一端; II。第二端; III。限定内表面和纵向轴线的内室;和iv。外部周边表面;湾设置在所述第一端附近; C。将所述筒连接到所述端块的第一多个紧固件; d。由所述第二端承载的模板，所述模板具有多个模孔;即设置在所述内室中的活塞，所述活塞配置成促使设置在所述内室中的低温材料抵靠所述模板并通过所述多个模口，从而对所述模板产生力;和f。所述模板相对于所述活塞的运动被基本上所有的所述力通过所述筒通过所述第一多个紧固件传递到所述端块而抵抗。 2.如权利要求1所述的造粒机，包括将所述模板直接连接到所述第二端的第二多个紧固件。 3.如权利要求1所述的造粒机，还包括：a。布置在所述模板和所述第二端之间的适配器;湾将所述适配器连接到所述第二端的多个第二紧固件;和c。将所述模板连接到所述适配器的第三多个紧固件。 4.根据权利要求1所述的造粒机，包括在所述内部腔室和所述外部周边表面之间延伸的多个通路。 5.如权利要求4所述的造粒机，其中，所述多个通道具有配置成使所述内室内的背压最小化的总表面积。 6.如权利要求4所述的造粒机，其中，所述通道在所述内表面的区域中大致纵向对齐。 7.如权利要求6所述的造粒机，其中所述多个通道具有总表面积，所述内表面的区域的倾斜部分。 8.如权利要求4所述的造粒机，其中每个通道包括相对于所述内表面稍微凹陷的相应筛网。

9. 如权利要求4所述的造粒机，包括至少一个收集器，该收集器设置在所述外部周边表面附近并且被配置为收集从所述多个通风口中流出的任何气体。 10.根据权利要求9所述的造粒机，其中所述至少一个收集器覆盖所述外部周边表面的大致360°。 11.一种用于从低温材料生产颗粒的造粒机，所述造粒机包括：a。一个配置成容纳所述低温材料颗粒的桶，所述桶包括：i。第一端; II。第二端; III。限定内表面的内室;和iv。外部周边表面;湾由所述第二端承载的模板，所述模板具有多个模孔; C。设置在所述内室中的活塞;和d。在所述内表面和所述外周表面之间延伸的多个通路，每个通路包括相对于所述内表面略微凹陷的相应屏幕。 12.一种用于从低温材料生产丸粒的造粒机，所述造粒机包括：a。一个配置成容纳所述低温材料颗粒的桶，所述桶包括：i。第一端; II。第二端; III。限定内表面的内室;和iv。外部周边表面;湾由所述第二端承载的模板，所述模板具有多个模孔; 。设置在所述内室中的活塞; d。多个通道在所述内表面和所述外周边表面之间延伸;和e。至少一个收集器，所述收集器邻近所述外部周边表面设置，并被配置成收集从所述多个通风口流出的任何气体。其中所述至少一个收集器覆盖所述外部周边表面的几乎360°。 13.一种用于从低温材料生产粒料的造粒机，所述造粒机包括：

a一个配置成容纳所述低温材料颗粒的桶，所述桶包括：i。第一端; II。第二端; III。限定内表面的内室;和iv。外部周边表面;湾由所述第二端承载的模板，所述模板具有多个模孔; C。设置在所述内室中的活塞;和d。在所述内表面的区域和所述外周表面之间延伸的多个通路，所述多个通路具有包括所述区域的显着部分的总表面积。 14.一种用于从低温材料生产颗粒的造粒机，所述造粒机包括：a。配置成容纳所述低温材料的颗粒的桶，所述桶包括第一端;湾通过第一多个紧固件连接到所述第一端的适配器;和c。通过第二多个紧固件连接到所述适配器的模板。 15.一种由低温材料制造粒料的方法，所述方法包括以下步骤：a。通过相变喷嘴以一定的流量喷射液态低温材料，从而将低温材料和气体低温材料的固体颗粒如何进入造粒机的内腔中;湾在步骤a期间在所述内部腔室内监控压力; C。根据内腔内的压力调节流量。 16.如权利要求15所述的方法，其中所述调整步骤包括如果所述压力高于第一预定压力则降低流速的步骤。 17.根据权利要求16所述的方法，其中所述调整步骤包括如果所述压力低于第二预定压力则增加流速的步骤。 18.如权利要求17所述的方法，其中所述第一和第二预定压力相同。 19.根据权利要求15所述的方法，其中所述调整步骤包括如果所述压力低于第一预定压力则增加流速的步骤。