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    • 专利摘要:
    EineVorrichtung zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellung von vorgekühltem Betonweist eine Einrichtung (2) zur Eindüsung von Wasser in eine kalteUmgebung und einen Silobehälter(1) zur Speicherung des erzeugten Kunstschnees auf. Im Silobehälter (1)ist ein im Wesentlichen vertikal angeordnetes Steigrohr (16) vorgesehen,wobei das eingedüsteWasser im Steigrohr (16) nach oben steigt.
    公开号:DE102004021061A1
    申请号:DE200410021061
    申请日:2004-04-29
    公开日:2005-11-24
    发明作者:Werner Goetz
    申请人:GÖTZ, Werner；
    IPC主号:C04B40-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugungvon Kunstschnee fürdie Herstellung von vorgekühltemBeton.
    [0002] Betonkommt in der Bauwirtschaft in unterschiedlichsten Anwendungsbereichenund vielfältigenVariationsmöglichkeitenzum Einsatz. Beton wird im Hoch- und Tiefbau eingesetzt, und dieBegriffe Normalbeton, Leichtbeton, Sichtbeton, selbstverdichtenderBeton, Unterwasserbeton usw. deuten nur einige der vielfältigen Variationsmöglichkeitendes High-tech-Baustoffes Beton an.
    [0003] Die übliche Formder Betonzubereitung besteht darin, dass Wasser und Zement sowieweitere Zuschlägeund Zusätze(Bindemittel, Füller,Hüttensand,Flugasche, Kalk, Dichtmittel, Verflüssiger usw.) in vorgegebenerZusammensetzung gemischt werden. Dabei ist es für die Qualität des hergestellten Frischbetonswichtig, dass die Zumischung des Anmachwassers zu den festen Bestandteilenmengenmäßig genauund reproduzierbar erfolgt, so dass die Einhaltung des gefordertenMischverhältnissesim Toleranzbereich gewährleistetwerden kann.
    [0004] Nebender Einhaltung des geforderten Mischverhältnisses wird die Qualität des Frischbetonsmaßgeblichdurch die Einbautemperatur beeinflusst. Je nach Art und Verwendungdes Betons darf eine spezifische Einbautemperatur nicht überschrittenwerden.
    [0005] Umdie genannten Anforderungen hinsichtlich der Einbautemperatur undder Transportfähigkeit desBetons einhalten zu können,wurde bereits vorgeschlagen, den Beton durch Verwendung von gekühltem Anmachwasserdirekt beim Mischvorgang zu kühlen.Die Zugabe des Anmachwassers in Form von Scherbeneis hat sich alsnachteilig erwiesen, da sie zu einer Verminderung der Betonqualität aufgrundeiner ungleichmäßigen Durchfeuchtungdes Betons führt.Als Alternative wurde vorgeschlagen, das Anmachwasser in Form vonunterkühltemKunstschnee zuzusetzen.
    [0006] Inbisher bekannten Verfahren wird Kunstschnee mit sogenannten Schneekanonenhergestellt. Das Grundprinzip besteht darin, dass Wasser unter gewissemDruck unter Verwendung von geeigneten Düsen und Zerstäubersystemenin feine Tröpfchenverteilt wird, welche dann in kalter Umgebung zu Eiskristallen frieren.Hier sind Verfahren bekannt, welche zur Absenkung der Temperaturflüssigen Stickstoffoder andere flüssigetiefkalte Gas verwenden.
    [0007] Ausphysikalischen Gründen(Wärmeleitfähigkeitdes Wassers) benötigendie Wassertröpfchen jedocheine relativ lange Zeit, um komplett auch bis ins Innere der Tröpfchen zukristallisieren. Bis zu einem gewissen Zeitpunkt besteht daher dieGefahr, dass sich bei mechanischer Beanspruchung Eis- oder Schneeklumpenbilden können.Die Eisklumpen könnensich dadurch bilden, dass noch nicht durchgefrorene Wassertröpfchen beimAufprall oder bei vorzeitiger Verdichtung platzen und sich ähnlich einemSchneeball aus Nassschnee miteinander verbinden. Vollständig durchgefroreneWassertröpfchen bildenhingegen einen nicht zur Verklumpung neigenden, grießartigen,gut dosierbaren Pulverschnee.
    [0008] Umeine vollständigeKristallisierung der Wassertröpfchenzu ermöglichen,ist eine von der Tröpfchengröße und vonder Umgebungstemperatur abhängigeVerweilzeit schwebend in der kalten Umgebung entscheidend. In derPraxis wird dies dadurch erreicht, dass ein ausreichend hoher Sprühturm gebautwird, im welchem allein durch die Fallhöhe eine ausreichende Zeit für das vollständige Durchfrierender Wassertröpfchengewährleistetwird.
    [0009] Umeine derartige Anlage zur Herstellung von kaltem Beton sinnvollvor Ort einsetzen zu können,besteht die Anforderung, die Anlage derart zu konzipieren, dasssie transportfähigbleibt und insbesondere den gesetzlichen Vorschriften hinsichtlich dermaximalen Transportmaße(in der Straßenverkehrsordnungangegeben) genügt.Bei den benötigtenFallhöhenfür dieKunstschnee-Erzeugung ist dies in der Regel jedoch nicht mehr möglich. Alsweiterer Aspekt ist die Frage der Wirtschaftlichkeit von besondererBedeutung.
    [0010] Inder Schrift DE 10054 563 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betonherstellungunter Verwendung von unterkühltemKunstschnee als Anmachwasser beschrieben. Ein Kaltgasgemisch bestehendaus Wasser sowie gasförmigemund flüssigemStickstoff wird in eine Sprühkammereingedüst.Dabei wird der Kaltgasstrahl in eine Rotation um die eigene Achseversetzt, um den Strahlweg und somit die Schwebezeitdauer zu verlängern.
    [0011] Bekanntist darüberhinaus ein Verfahren, bei welchem in einem geschlossenen Silobehälter eine Schneekanoneschrägvon unten so eingebaut wird, dass der Wassernebel zunächst aufsteigtund dann nach unten fällt.Auch durch diese Maßnahmesoll die Verweilzeitdauer der Wassertröpfchen im Schwebezustand verlängert werden.
    [0012] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,die bei geringer Bauhöhedie Verweilzeit der einzelnen Wassertröpfchen im Schwebezustand inder vorgekühltenUmgebung solange verlängert,bis diese im Wesentlichen vollständigkristallisiert sind. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahrenzur vollständigenDurchkristallisierung der Wassertröpfchen bei möglichstgeringer Bauhöheder maschinellen Ausrüstungzu erzielen.
    [0013] Dieder Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch dieMerkmale der unabhängigenAnsprüchegelöst.Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sindin den Unteransprüchenangegeben.
    [0014] Nacheinem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugungvon Kunstschnee fürdie Herstellung von vorgekühltemBeton eine Einrichtung zur Eindüsungvon Wasser in eine kalte Umgebung und einen Behälter zum Auffangen des erzeugtenKunstschnees. Dabei ist die Einrichtung zur Eindüsung von Wasser in einem imDeckenbereich des Behältersvorgesehenen teleskopierbaren Teil untergebracht.
    [0015] Für den Transportder Vorrichtung ist das teleskopierbare Teil eingefahren. Nach demAufstellen des Behältersauf der Baustelle wird das teleskopierbare Teil zur Vergrößerung derFallhöheherausgezogen und garantiert im ausgezogenen Zustand eine ausreichendlange Verweildauer der Wassertröpfchenim Schwebezustand.
    [0016] Vorzugsweiseist das teleskopierbare Teil ein im Deckenbereich des Behälters verschieblichangebrachtes, ausziehbarer Rohr. Das Rohr kann durch eine externeKühlanlageoder durch ein dem Wasser beim Eindüsen zugeleitetes Kältemittel,z.B. flüssiger Stickstoff,gekühltwerden.
    [0017] Eineweitere vorteilhafte Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindungkennzeichnet sich dadurch, dass in dem Behälter ein Mittel zur Erzeugung einernach oben gerichteten Gasströmungvorhanden ist. Durch dieses Mittel, welches zweckmäßigerweisein Form eines Ventilators und/oder eines Zuführungssystems zum Zuführen eineskalten Gases, insbesondere Stickstoff, realisiert ist, kann dieFallgeschwindigkeit der Wassertröpfchenin einstellbarer Weise durch die nach oben gerichtete Gas-Gegenströmung reduziertwerden.
    [0018] Nacheinem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtungzur Erzeugung von Kunstschnee fürdie Herstellung von vorgekühltemBeton eine Einrichtung zur Eindüsung vonWasser in eine kalte Umgebung, einen Behälter zum Auffangen des erzeugtenKunstschnees und ein im Behälteruntergebrachtes und dort vorzugsweise im Wesentlichen vertikal angeordnetesSteigrohr, wobei das eingedüsteWasser und/oder Kunstschnee im Steigrohr nach oben steigt. Das Steigrohrdefiniert somit einen vorgegebenen Strömungsbereich mit Aufwärtsströmung, inwelchem die Wassertröpfchen bzw.der bereits gebildete Kunstschnee zunächst nach oben transportiertund nach dem Austritt aus dem Steigrohr außerhalb desselben nach untenfällt. Durchdas Steigrohr wird die von den Wassertröpfchen/Kunstschnee schwebendzurückgelegteGesamtwegstrecke im Behälterverlängert.Darüberhinaus kann aufgrund der durch das Steigrohr ermöglichten definierten Strömungsverhältnisseeine genau eingestellte Aufwärtsströmung imSteigrohr erzeugt werden, die eine dem Windsichter Verfahren ähnlicheTrennung der Schneekristalle von den noch nicht durchgefrorenenWassertröpfchenermöglicht.Beide Aspekte ermöglichenes, den Behältermit einer vergleichsweise geringen Bauhöhe auszustatten.
    [0019] DasSteigrohr ist vorzugsweise im Wesentlichen mittig in dem Behälter angeordnet,so dass ein symmetrischer Aufbau ohne störende Prallflächen erreichtwird.
    [0020] Einerstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel nachdem zweiten Aspekt der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dassdie Einrichtung zur Eindüsung vonWasser im unteren Bereich des Steigrohrs angeordnet ist. In diesemFall wird das Steigrohr einmal (von unten nach oben) von den Wassertröpfchen durchlaufen.
    [0021] Einzweites vorteilhaftes Ausführungsbeispielnach dem zweiten Aspekt der Erfindung kennzeichnet sich dadurch,dass im Steigrohr ein koaxial angeordnetes Fallrohr vorgesehen ist, unddie Einrichtung zur Eindüsungvon Wasser so angeordnet ist, dass das Wasser von oben in das Fallrohreingedüstwird und beim Austritt aus dem Fallrohr in das Steigrohr gelangt.In diesem Fall durchlaufen die Wassertröpfchen das Steigrohr zweimal,und zwar zunächstvon oben nach unten innerhalb des Fallrohres und dann von untennach oben im Bereich zwischen dem Steigrohr und dem Fallrohr. Aufdiese Weise wird eine weitere Verlängerung der Wegstrecke für die Kunstschneebildung(und damit eine Verringerung der Bauhöhe des Behälters) erreicht.
    [0022] Eineim Steigrohr nach oben gerichtete Gasströmung kann entweder durch einenVentilator oder ein Zuführungssystemzum Zuführeneines im Steigrohr nach oben strömendenkalten Gases, insbesondere Stickstoff, realisiert sein. Es ist auchmöglich, dasssowohl ein Ventilator als auch ein derartiges Zuführungssystemvorgesehen sind.
    [0023] Generell(d.h. auch bei der Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung)kann ein Zuführungssystemvorgesehen sein, überwelches Zusatzstoffe und/oder Nukleatoren und/oder Druckluft und/oderStickstoff und/oder flüssigerStickstoff eingedüstwerden. Durch die Zugabe von Nukleatoren kann die Nukleationstemperaturdes Wasser günstig beeinflusstwerden, so dass die Kristallisierung (bei ansonsten gleichen Verhältnissen)frühereinsetzt. Dies ermöglichtebenfalls eine Verringerung der Bauhöhe des Behälters. Durch die Zugabe vonDruckluft und/oder Stickstoff und/oder flüssigen Stickstoff lässt sichdie Temperatur der Kaltgaseindüsungund die Konsistenz des Kunstschnees nach Wahl verändern. Durchdas Zuführenvon in der Baustoffindustrie zur Herstellung von Beton verwendetenZusatzstoffen wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass diese ebenfallsmitgekühltwerden und ferner durch die Verteilung im Wassernebel in guter undhomogener Untermischung im Kunstschnee (Anmachwasser) vorliegen.
    [0024] Eswird darauf hingewiesen, dass der Behälter in den meisten Fällen gleichzeitigals Silobehälter zurSpeicherung des erzeugten Kunstschnees realisiert ist. Es ist aberauch möglich,dass der Behälter lediglichzum Auffangen des erzeugten Kunstschnees dient und er mit einemseparaten Silobehälterzur Speicherung des Kunstschnees verbunden ist.
    [0025] Eineweitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtungennach dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt der Erfindung kennzeichnetsich dadurch, dass ein Dosiersystem zur Dosierung von Kunstschnee-Chargenaus dem Behälter(oder aus einem nachgeschalteten Silobehälter, welcher mit dem Behälter verbundenist) und ein Fördersystemzum Fördernder Kunstschnee-Chargen zu einem Mischsystem für die Betonaufbereitung vorgesehensind. Währenddie Kunstschnee-Erzeugung also vorzugsweise kontinuierlich erfolgt,werden aus dem im Behälter/Silobehälter gespeicherten Kunstschnee-Vorratsvolumeneinzelne Kunstschnee-Chargen ausdosiert. Ein besonderer Vorteil derDosierung aus einem Vorratsvolumen besteht darin, dass eine kurzeDosierzeitdauer und damit eine kurze Zeitdauer für die Herstellung einer Beton-Charge(d.h. eine hohe Anlagenleistung) erreichbar ist.
    [0026] Einbesonders vorteilhaftes Dosiersystem umfasst eine Dosierwaage, welchesich vorzugsweise in tiefkalter Umgebung befindet und die Kunstschnee-Chargendurch Wägungdosiert.
    [0027] Nacheinem dritten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zurErzeugung von Kunstschnee fürdie Herstellung von vorgekühltemBeton eine Einrichtung zur Eindüsungvon Wasser in ein Kühlrohrund ein Mischsystem fürdie Betonaufbereitung, in welches aus dem Kühlrohr austretender Kunstschneedirekt, d.h. ohne Vorratsbildung und Dosierung aus einem Vorrat,eindosiert wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dassaufgrund des Wegfalls des Behälterseine wesentlich geringere Baugröße erreichbarist. Darüberhinaus ist eine einfache Integration in bestehende Anlagen (d.h.beste hende Mischsysteme fürdie Betonaufbereitung) möglich.Nachteilig im Vergleich zu den ersten beiden Aspekten der Erfindung(mit Behälter)ist allerdings die längereDosierzeit, wodurch sich die Zeit für die Herstellung einer Beton-Chargeverlängertund damit gleichzeitig die Anlagenleistung reduziert.
    [0028] Vorzugsweiseweist die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt der Erfindung eineWassermengen-Mess- und Steuereinheit für die Dosierung des der Einrichtungzur Eindüsungzugeleiteten Wassers auf. Die Kunstschnee-Dosierung ist somit mitdem Ablauf der Kunstschnee-Erzeugung zeitlich gekoppelt.
    [0029] BeisämtlichenAspekten der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn ein Wärmetauscherzur Vorkühlung desWassers mittels kalter Abgase vorhanden ist. Durch die Vorkühlung desWassers mittels der kalten Abgase kann die Restkälte der Abgase genutzt werdenund es wird infolge der Vorkühlungdes Wassers eine Verkürzungdes erforderlichen Schwebewegs der Wassertröpfchen bis zum vollständigen Durchkristallisierenerreicht.
    [0030] EinVerfahren gemäß dem zweitenAspekt der Erfindung umfasst den Schritt des Eindüsens von Wasserin eine kalte Umgebung innerhalb eines Behälters, wobei das eingedüste Wasserund/oder Kunstschnee im Steigrohr nach oben steigt, aus dem Steigrohraustritt und in dem Behälterzum Auffangen des erzeugten Kunstschnees abgelagert wird.
    [0031] EinVerfahren gemäß dem drittenAspekt der Erfindung weist den Schritt des Eindüsens von Wasser in eine kalteUmgebung innerhalb eines Kühlrohrsauf, wobei aus dem Kühlrohraustretender Kunstschnee direkt, d.h. ohne Vorratsbildung und Dosierungaus dem Vorrat, in ein Mischsystem für die Betonaufbereitung eindosiertwird.
    [0032] DieErfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahmeauf die Zeichnungen nähererläutert;in diesen zeigen:
    [0033] 1 eineschematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anlagezur Erzeugung und Dosierung von unterkühltem Kunstschnee nach dem erstenAspekt der Erfindung;
    [0034] 2 eineschematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispielseiner erfindungsgemäßen Anlagezur Erzeugung und Dosierung von tiefkaltem Kunstschnee nach demzweiten Aspekt der Erfindung;
    [0035] 3 eineschematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispielseiner erfindungsgemäßen Anlagezur Erzeugung und Dosierung von tiefkaltem Kunstschnee nach demzweiten Aspekt der Erfindung; und
    [0036] 4 eineschematische Schnittdarstellung einer Anlage zur Erzeugung und Dosierungvon Kunstschnee nach dem dritten Aspekt der Erfindung.
    [0037] Ineinem Kunstschneebehälteroder Silo 1 befindet sich tiefkalter Kunstschnee 3,welcher durch eine Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2 erzeugt wurde.Im hier dargestellten Silo 1 wird also sowohl Kunstschnee 3 erzeugtals auch gespeichert. Die Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2 istim Deckenbereich eines Aufsatzes 4 angeordnet. Der Aufsatz 4 istverschieblich (Pfeil P) an der Decke 5 des Silos 1 angebracht,d.h. er kann nach oben aus dem Silo 1 herausgezogen undnach unten in das Silo 1 zurückgeschoben werden. Fernerbefindet sich in dem Silo 1 ein Gebläse 6, welches im Betriebeine Gasströmung 7 inAufwärtsrichtungerzeugt.
    [0038] Unterhalbdes Silos 1 ist eine unterkühlte Isolierzelle 8 angeordnet.Die Isolierzelle 8 ist baulich in Form eines abge schlossenenRaums oder Schranks realisiert, dessen Boden- und Seitenwände miteiner Tieftemperatur-Isolierung ausgekleidet sind. Die Kühlung derIsolierzelle 8 kann überden (nicht isolierten) Deckenbereich erfolgen, welcher gleichzeitig denBoden des Silos 1 bildet. Ferner erfolgt eine Kühlung derIsolierzelle 8 durch den Zufluss von tiefkaltem Kunstschneewährenddes Dosiervorgangs.
    [0039] Innerhalbder kalten Isolierzelle 8 befindet sich eine Behälterwaagebestehend aus einem Wiegebehälter 9 undeiner kraftschlüssigmit dem Wiegebehälter 9 gekoppeltenWaage 10. Wesentlicher Bestandteil der Waage 10 isteine Messzelle (nicht dargestellt) zur Gewichtserfassung des Gewichtseines Verwägegutes(Kunstschnee) in dem Wiegebehälter 9.
    [0040] ImBodenbereich des Silos 1 ist eine Dosierklappe 11 vorgesehen.Eine Behälterklappe 12 befindetsich am Boden des Wiegebehälters 9,und ein als Temperatorschott realisierter Entleerungsverschluss 13 istim Bodenbereich der Isolierzelle 8 unterhalb der Behälterklappe 12 angeordnet.
    [0041] Unterhalbdes Entleerungsverschlusses 13 kann sich ein Transport-oder Fördersystem 14 zur Verbringungder verwogenen Kunstschnee-Charge zu einem nicht dargestellten Mischsystembefinden. Das Transport- oder Fördersystemkann als Förderbandoder Förderschneckerealisiert sein, im einfachsten Fall kann es jedoch auch in Formeines Schachts oder dergleichen ausgebildet sein, durch welchender verwogene Kunstschnee direkt in den Mischer fällt oderdiesem zugeleitet wird.
    [0042] Derdeckenseitig angebrachten Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2 wird über eineerste Zuleitung 21 das Anmachwasser (H2O)und über eineZuleitung 22 flüssigerStickstoff (LIN) einer Temperatur von -196°C zugeführt. Weitere Zuleitungen 23, 24, 25, 26 ermöglichendie Zuleitung von Stickstoff, Druckluft, Zusatzmitteln und Nukleatoren.
    [0043] Über Ventile 15 absperrbareZuleitungen 27 mündenin den unteren Bereich des Silos 1. Durch Einblasen vonkaltem Stickstoffgas überdie Zuleitungen 27 kann eine Auflockerung des Kunstschneeserreicht werden, wodurch einem zu hohen Verdichtungsgrad des Kunstschnees 3 imVorratsvolumen entgegengewirkt werden kann.
    [0044] DieGesamthöheH der in 1 gezeigten Anlage beträgt bei vollständig eingeschobenemAufsatz 4 z.B. 8,70 m (maximale zulässiges Transportmaß nach derStraßenverkehrsordnung).
    [0045] BeimTransport der Anlage mittels Sattelschleppern oder dergleichen istder ausziehbare Aufsatz 4 praktisch vollständig indas Silo 1 hinein geschoben. Nach dem Aufstellen der Anlagekann der Aufsatz 4 in seine höchstmögliche Stellung ausgezogenwerden. Dadurch kann der erreichbare Fallweg des Kunstschnees inetwa um den Faktor 2 (d.h. von z.B. etwa 3 bis 4 m auf 6 bis 8 m)erhöhtwerden. Es kann auch ein mehrfachteleskopierbarer Aufsatz 4 vorgesehensein, wodurch eine noch größere Verlängerungdes Fallwegs erreichbar ist.
    [0046] Durchdie von dem Gebläse 6 erzeugteGasströmung 7,die der Fallrichtung entgegengerichtet ist, wird eine weitere Verlängerungder Verweildauer des Kunstschnees in der Flugphase erreicht.
    [0047] DieFunktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtungist wie folgt. Durch eine geeignete Mischung der über dieZuleitungen 21 bis 26 der Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2 zugeführten Stoffe wirddie Temperatur, die Konsistenz, die Anreicherung des Kunstschneesmit Zusatzmitteln sowie die Kristallisationszeit geeignet eingestellt.Die Kunstschnee-Erzeugung erfolgt kontinuierlich. Die Temperaturdes erzeugten Kunstschnees 3 sollte möglichst tief sein und kannin der Praxis je nach baulichen Gegebenheiten beispielsweise zwischen-100°C und -170°C betragen.
    [0048] Durchein Öffnender Dosierklappe 11 wird Kunstschnee aus dem Silo 1 inden Wiegebehälter 9 gefüllt. Dader Wiegebehälter 9 sowieder gesamte Innenraum der Isolierzelle 7 tiefkalt ist (dieTemperatur liegt vorzugsweise zwischen -20°C und -196°C) ergibt sich beim Zufließen desKunstschnees 3 in den Wiegebehälter 9 keine größere Erwärmung des Kunstschnees.Währenddes Zufließensdes Kunstschnees wird das Gewicht des im Wiegebehälter 9 befindlichen,zugeflossenen Kunstschnees mittels der Waage 10 ständig gemessen. Über einnicht dargestelltes Steuersystem wird das von der Waage gemesseneGewicht mit einem Sollwert verglichen und bei Erreichen des Sollwertsdie Dosierklappe 11 geschlossen. Die Genauigkeit der Dosierungliegt unterhalb einer Toleranz von z.B. 0,05 kg (oder 0,02 %). Eskönnenauf diese Weise kurze Dosierintervalle und somit eine hohe Anlagenleistungerreicht werden.
    [0049] Nachdem Schließender Dosierklappe 11 wird der Entleerungsverschluss 13 unddie Behälterklappe 12 geöffnet, sodass die dosierte Kunstschnee-Charge mittels des Transport- oderFördersystems 14 aufmöglichstkurzem Weg (möglichstgeringe Erwärmungdes Kunstschnees vor dem Mischvorgang) dem Mischer (nicht dargestellt)zugeführt wird.
    [0050] 2 zeigtein weiteres Ausführungsbeispiel derErfindung. Dieselben oder gleichwirkende Teile wie in der 1 sindhier wie auch in den folgenden Figuren mit denselben Bezugzeichenbezeichnet.
    [0051] Indem Silobehälter 1 istim Wesentlichen mittig ein vertikal ausgerichtetes Steigrohr 16 angeordnet.Das Gebläse 7 befindetsich im unteren Bereich des Steigrohrs 16, so dass dieGasströmung 7 durchdas Steigrohr 16 hindurch nach oben fließt. Innerhalbdes Steigrohrs 16 befindet sich die Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2.Der von der Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2 erzeugteWassernebel wird von der Gasströmung 7 mitgerissenund tritt am oberen Ende des Steigrohrs 16 aus. Aufgrund derZumischung von flüssigemStick- Stoff (und/oder eineszusätzlichenLIN-Kühlsystemsfür dasSteigrohr 16) befindet sich der Wassernebel beim Hochströmen im Steigrohr 16 inkalter Umgebung, so dass der Kristallisationsprozess bereits während derFlugphase im Steigrohr 16 einsetzt. Beim Austritt aus demSteigrohr 16 fälltder Kunstschnee/Wassernebel 17 außerhalb des Steigrohrs 16 untervollständiger Durchkristallisierungwieder herunter.
    [0052] Mittelsdes Gebläses 7 kanneine genau eingestellte Aufwärtsströmung imSteigrohr 16 erzeugt werden, bei welcher noch nicht durchgefroreneWassertröpfchennur langsam aufsteigen oder in der Schwebe bleiben (und zu große Wassertropfengegebenenfalls sogar sinken und in nicht dargestellter Weise aufgefangenwerden können),währendkristallisierende Wassertröpfchen(Schnee) aufgrund ihrer geringeren Dichte und größeren Oberfläche nach obensteigen und aus dem Steigrohr 16 ausgeblasen werden. Diesbewirkt ähnlichdem Windsichter Verfahren eine Verlängerung der Kühldauerder Wassertröpfchenbis die Schneebildung erreicht ist.
    [0053] DieLänge desSteigrohrs 16 kann mehrere Meter betragen und erstrecktsich vorzugsweise über einenGroßteilder Dimension zwischen Boden und Decke des Silos 1. Lediglichim unteren, bodenseitigen Bereich und im deckenseitigen Bereichverbleibt ein Freiraum fürdas Ansaugen von Umgebungsgasen bzw. das Ausblasen des Wassernebels/Kunstschnees.
    [0054] 3 zeigtein drittes Ausführungsbeispiel derErfindung. Es unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispielim Wesentlichen dadurch, dass innerhalb des Steigrohrs 16 einkoaxiales Fallrohr 18 angeordnet ist. Oberhalb des koaxialenFallrohrs 18 befindet sich eine Zerstäubungs- oder Eindüsungsanlage 2.2,welche von der Zuleitung 21 für H2Ogespeist wird. Im unteren Bereich des Fallrohrs 18 befindetsich ein Zuführungssystem 2.1 zumZuführenvon flüssigemStickstoff, Stickstoff, Druckluft, Zusatzmitteln und Nukleatoren über dieZuleitung 22, 23, 24, 25 und 26.
    [0055] Diedem Zuführungssystem 2.1 zugeführten Gaseund Stoffe werden im Umfangsbereich zwischen dem Fallrohr 18 unddem Steigrohr 16 eingeleitet, wodurch sich – gegebenenfallsunter Zuhilfenahme des Gebläses 6 – in diesemBereich eine nach oben gerichtete Gasströmung einstellt. Außerdem werdendurch diese Gasströmungsowohl die Wändedes Fallrohrs 18 als auch die Wände des Steigrohrs 16 gekühlt.
    [0056] Dervon der Zerstäubungs-oder Eindüsungsanordnung 2.2 erzeugteWassernebel 17 fälltin dem Fallrohr 18 herunter und wird dabei gekühlt. Im Bereichdes Zuführungssystems 2.1 wirdder Wassernebel umgelenkt und von der aufsteigenden Strömung zwischendem Steigrohr 16 und dem Fallrohr 18 mitgerissen.Dabei erfolgt eine weitere Abkühlung,so dass im Steigrohr 16 bereits Kunstschnee 19 vorliegt.Nach dem Austritt des Kunstschnees 19 aus dem Steigrohr 16 fällt dieserwie in 2 außerhalb desSteigrohrs 16 herab.
    [0057] 4 zeigtein weiteres Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist kein Silo 1 zurSpeicherung eines Kunstschnee-Vorrats vorhanden. Stattdessen wird derKunstschnee 19 direkt in einen Mischer 30 eindosiert.Der Mischer 30 weist verschiedene Mischkammern 31, 32, 33 auf.Jede Mischerkammer 31, 32, 33 wird mitdem richtigen Anteil Zuschlagstoffen 34, Bindemittel 35 undKunstschnee 19 gefüllt.Ferner kann übereine Zuleitung 28 optional noch zusätzliches Anmachwasser zugeleitetwerden, um die Anlagenleistung zu erhöhen.
    [0058] DieHerstellung des Kunstschnees 19 erfolgt in der bereitsbeschriebenen Weise übereine Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 2, welche im oberen Bereicheines Kühlrohrs 40 angeordnetist. Das Kühlrohr 40 musseine ausreichende Längeaufweisen, um den Wassernebel 17 vollständig in Kunstschnee umzuwandeln.Im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 istdie Bauhöheder in 4 dargestellten Anordnung jedoch wesentlich geringer,da die fürdie Vorratshaltung und fürdie Verwiedung des Kunstschnees 19 benötigte Bauhöhe entfällt.
    [0059] Wiein den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielenwird der Kunstschnee 19 durch die Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung2 im Wesentlichen kontinuierlich produziert. Die chargenweise Zuordnung(Dosierung) wird durch eine in der Zuleitung 21 angeordneteMess- und Regeleinheit 41 für die Wasserdosierung gesteuert.Diese Mess- und Regeleinheit 41 umfasst in nicht näher dargestellter Weiseeinen Durchflussmesser, welcher die durchfließende Wassermenge misst, sowieein Absperrventil, welches die Zufuhr von Wasser nach dem Erreichender vorgesehenen Wassermenge unterbricht. Anders als bei den zuvorbeschriebenen Ausführungsbeispielenerfolgt keine Zudosierung aus einem Kunstschnee-Vorrat, sonderndie Zudosierung des Kunstschnees erfolgt gleichzeitig mit der Kunstschnee-Erzeugung.
    [0060] Andem Kühlrohr 40 sindmehrere Auslässe 42 für kalteAbluft vorgesehen. Diese kalte Abluft kann unter Verwendung einesWärmetauschers 43 zurVorkühlungdes Anmachwassers H2O verwendet werden.Entsprechend wirkende Wärmetauscher können auchbei den ersten drei Ausführungsbeispielenvorgesehen sein.
    [0061] Eswird darauf hingewiesen, dass zu den einzelnen Ausführungsbeispielengemachte Angaben dort, wo es technisch möglich ist (z.B. wenn identischeBezugszeichen verwendet werden), auch auf die anderen Ausführungsbeispiele übertragbarsind und fürdiese gelten.
    权利要求:
    Claims (23)
    [1] Vorrichtung zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellungvon vorgekühltemBeton, mit – einerEinrichtung (2) zur Eindüsung von Wasser in eine kalteUmgebung, und – einemBehälter(1) zum Auffangen des erzeugten Kunstschnees (3),wobei – dieEinrichtung (2) zur Eindüsung von Wasser in einem imDeckenbereich des Behälters(1) vorgesehenen teleskopierbaren Teil (4) untergebrachtist.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das teleskopierbare Teil (4) ein im Deckenbereichdes Behälters(1) verschieblich angebrachtes, ausziehbares Rohr ist.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnetdurch ein Mittel (6) zur Erzeugung einer nach oben gerichtetenGasströmung(7) im Behälter (1).
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Mittel ein Ventilator (6) und/oder ein Zuführungssystem(2.1) zum Zuführen eineskalten Gases, insbesondere Stickstoff, ist.
    [5] Vorrichtung zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellungvon vorgekühltemBeton, mit – einerEinrichtung (2, 2.2) zur Eindüsung von Wasser in eine kalteUmgebung, – einemBehälter(1) zum Auffangen des erzeugten Kunstschnees ( 2), und – einemim Behälter(1) untergebrachten Steigrohr (16), wobei daseingedüsteWasser und/oder Kunstschnee im Steigrohr (16) nach obensteigt.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass das Steigrohr (16) im Wesentlichen vertikal angeordnetist.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Steigrohr (16) im Wesentlichen mittig im Behälter (1)angeordnet ist.
    [8] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Einrichtung (2) zur Eindüsung von Wasser im unterenBereich des Steigrohrs (16) angeordnet ist.
    [9] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass – imSteigrohr (16) ein koaxial angeordnetes Fallrohr (18)vorgesehen ist, und – dieEinrichtung (2.2) zur Eindüsung von Wasser so angeordnetist, dass das Wasser von oben in das Fallrohr (18) eingedüst wirdund beim Austritt aus dem Fallrohr (18) in das Steigrohr(16) gelangt.
    [10] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnetdurch ein Mittel (6, 2.1) zur Erzeugung einerim Steigrohr (16) nach oben gerichtete Gasströmung (7).
    [11] Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass das Mittel ein Ventilator (6) ist.
    [12] Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass das Mittel ein Zuführungssystem (2.1)zum Zuführeneines im Steigrohr (16) nach oben strömenden kalten Gases, insbesondereStickstoff, ist.
    [13] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnetdurch ein Zuführungssystem(2, 2.1), überwelches Zusatzstoffe und/oder Nukleatoren und/oder Druckluft und/oderStickstoff und/oder flüssigerStickstoff eingedüstwerden können.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass das Zuführungssystem(2, 2.1) mindestens eine Mischkammer zum Vermischenein oder mehrerer der in Anspruch 12 genannten Stoffe mit dem Wasservor der Eindüsungaufweist.
    [15] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnetdurch – einDosiersystem (9, 10) zur Dosierung von Kunstschnee-Chargen aus dem Behälter (1),und – einemFördersystem(13) zum Fördernder Kunstschnee-Chargen zu einem Mischsystem für die Betonaufbereitung.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass das Dosiersystem (9, 10) eine Dosierwaage(10) umfasst.
    [17] Vorrichtung zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellungvon vorgekühltemBeton, mit – einerEinrichtung (2) zur Eindüsung von Wasser für die Erzeugungvon Kunstschnee (19) in ein Kühlrohr (40), und – einemMischsystem (30) fürdie Betonaufbereitung, in welches aus dem Kühlrohr (40) austretender Kunstschnee(19) direkt, d.h. ohne Vorratsbildung und Dosierung auseinem Vorrat, eindosiert wird.
    [18] Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eineWassermengen-Mess- und Steuereinheit (41) für die Dosierungdes der Einrichtung (2) zur Eindüsung zugeleiteten Wassers.
    [19] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnetdurch einen Wärmetauscher(43) zur Vorkühlungdes Wassers vor der Eindüsungmittels kalter Abgase.
    [20] Verfahren zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellungvon vorgekühltemBeton, mit dem Schritt: – Eindüsung vonWasser in eine kalte Umgebung innerhalb eines Behälters (1),wobei das eingedüste Wasserund/oder Kunstschnee in einem Steigrohr (16) nach obensteigt, aus dem Steigrohr (16) austritt und in dem Behälter (1)zum Auffangen des erzeugten Kunstschnees (3) abgelagertwird.
    [21] Verfahren nach Anspruch 20, mit den weiteren Schritten: – Dosierenvon Kunstschnee-Chargen aus dem Behälter (1), und – Zuführen derKunstschnee-Chargen zu einem Mischsystem (30) für die Betonaufbereitung.
    [22] Verfahren zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellungvon vorgekühltemBeton, mit dem Schritt: – Eindüsung vonWasser in eine kalte Umgebung innerhalb eines Kühlrohrs (40), wobeiaus dem Kühlrohr(40) austretender Kunstschnee direkt, d.h. ohne Vorratsbildungund Dosierung aus einem Vorrat, in ein Mischsystem (30)für dieBetonaufbereitung eindosiert wird.
    [23] Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durchden Schritt Messen und Steuern der Wassermengen des einzudüsenden Wassers.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004021061B4|2006-04-20|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-24| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-10-12| 8364| No opposition during term of opposition|
    2017-11-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410021061|DE102004021061B4|2004-04-29|2004-04-29|Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellung von vorgekühltem Beton|DE200410021061| DE102004021061B4|2004-04-29|2004-04-29|Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Kunstschnee für die Herstellung von vorgekühltem Beton|
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