DE102008003738A1 - Method and associated apparatus for pressureless or near-pressureless introduction of foam in a pressurized stream of material - Google Patents

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Abstract

Verfahren und zugehörige Vorrichtung zum drucklosen oder nahezu drucklosen Einbringen von Schaum in einen unter Druck stehenden Materialstrom in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis.Method and associated apparatus for pressureless or almost pressureless introduction of foam in a pressurized stream of material in a predetermined mixing ratio.

Description

Stand der TechnikState of the art

Im Zusammenhang mit der Herstellung von Schaumbeton besteht die Notwendigkeit Schaum in definierter Menge und Volumen in einen unter hohem Druck (6 bis 12 bar) stehenden Materialstrom aus einem Gemisch von Zement, Zuschlagsstoffen und Wasser auf dem Weg zwischen einer Förderpumpe und einem sich an diese anschließenden Statikmischer einzutragen.in the In connection with the production of foam concrete is necessary Foam in a defined amount and volume in a high pressure (6 to 12 bar) standing stream of a mixture of cement, Additives and water on the way between a feed pump and one to this subsequent Enter static mixer.

Der bis zu 500 oder mehr Volumenprozent des Materialstroms betragende Schaumanteil muss dabei mit Überdruck gegen den in dem Materialstrom herrschenden Druck eingepresst werden. Hierzu ist nicht nur ein erheblicher Energieaufwand zur Erzeugung des Schaumdrucks erforderlich, der größer ist als der Druck in dem Materialstrom, sondern auch das Mischungsverhältnis zwischen Grundmaterial und Schaum ändert sich mit den in den Materialien herrschenden unterschiedlich hohen Drücken. Zur Konstanthaltung des eingestellten Mischungsverhältnisses ist daher eine ständige Kontrolle der in den einzelnen Komponenten herrschenden Drücke erforderlich.Of the up to 500 or more volume percent of the material stream Foam content must be at overpressure be pressed against the prevailing pressure in the material flow. Not only is there a considerable amount of energy required for production the foam pressure is required to be greater than the pressure in the Material flow, but also the mixing ratio between base material and Foam changes different levels of material prevailing in the materials To press. For keeping constant the set mixing ratio is therefore a permanent one Control of the pressure prevailing in the individual components required.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe Schaum drucklos oder nahezu drucklos einem unter Druck stehenden Materialstrom zugeführt werden kann, derart, dass das vorgegebene Mischungsverhältnis der beiden Materialkomponenten konstant oder nahezu konstant bleibt.task The present invention is a method with associated device to propose, with the help of foam, depressurized or almost depressurized can be supplied to a pressurized stream of material, such that the predetermined mixing ratio the two material components remains constant or nearly constant.

Die Vorrichtung zum Eintragen einer entsprechenden Schaummenge in einen unter Druck stehenden Materialstrom soll dabei so ausgebildet sein, dass sie in den eine Materialförderpumpe und einen Statikmischer verbindenden Förderschlauch in einfacher Weise zwischengeschaltet werden kann.The Device for introducing a corresponding amount of foam in one pressurized material flow should be designed so that they are in the one material pump and a static mixer connecting conveyor hose in a simple manner can be interposed.

Die Aufgabe wird gemäß kennzeichnendem Teil von Anspruch 1 und 3 gelöst.The Task becomes according to the characterizing part from claim 1 and 3 solved.

Die Zumischvorrichtung nach vorliegender Erfindung besteht aus einem, den Materialstrom führenden Rohr, in dem eine Querschnittsverengung ausgebildet ist, derart, dass sich an dieser Stelle die Fließgeschwindigkeit des Materialstroms erhöht, in folge dessen stromunterseitig der Querschnittsverengung ein Unterdruckgebiet in dem Materialstrom entsteht, in das der Schaum drucklos oder mit geringem Überdruck in den Materialstrom eingetragen werden kann.The Admixing device according to the present invention consists of a, leading the material flow Tube in which a cross-sectional constriction is formed, in such a way that at this point the flow rate of the material flow elevated, in consequence of which downstream of the cross-sectional constriction a negative pressure area arises in the material flow, in which the foam is depressurized or with low overpressure can be entered in the material flow.

Zeichnungendrawings

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben.details The invention will be described below in conjunction with the accompanying drawings described in more detail.

Von den Zeichnungen zeigt:From the drawings shows:

1 einen Längsschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung und 1 a longitudinal section through a first device according to the invention and

2 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 2 a longitudinal section of another embodiment of the invention.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Zumischen von Schaum in einen unter Druck stehenden Materialstrom 10 aus einem Gemisch von Zement, Zuschlagsstoffen und Wasser, der von einer nicht dargestellten Förderpumpe in Pfeilrichtung der Zumischvorrichtung zugeführt wird, weist einen ersten Rohrabschnitt 1 mit kleinerem Querschnitt und einen zweiten Rohrabschnitt 2 mit einem gegenüber ersterem vergrößerten Querschnitt auf, die über einen zwischengeschalteten dritten, konisch ausgebildeten Rohrabschnitt 3 ineinander übergehen.In the 1 illustrated device for admixing foam in a pressurized stream of material 10 from a mixture of cement, aggregates and water, which is supplied from a feed pump, not shown, in the direction of arrow of the admixing device, has a first pipe section 1 with a smaller cross-section and a second pipe section 2 with an enlarged compared to the first cross-section, via an intermediate third, conically shaped pipe section 3 merge.

Der erste Rohrabschnitt 1 ist an seiner Außenseite mit einer umlaufenden Ringnut 4 versehen, mit der er mit dem Förderschlauch der Materialpumpe rastbar verbunden werden kann. Der zweite Rohrabschnitt 2 ist ausgangsseitig mit einem Festflansch 5 versehen, mit dem die Zumischvorrichtung mit einem nicht dargestellten, nachgeschalteten Statikmischer verbunden werden kann.The first pipe section 1 is on its outside with a circumferential annular groove 4 provided, with which it can be connected to the delivery hose of the material pump latched. The second pipe section 2 is output side with a fixed flange 5 provided, with which the admixing device can be connected to a downstream static mixer, not shown.

Im Bereich des konischen Rohrabschnitts 3 zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrabschnitt 1 bzw. 2 ist ein tropfenförmiger Verdrängungskörper 6 angeordnet und an einem Querrohr 7 befestigt, das von außen im Bereich des konischen Rohrabschnitts 3 durch die Rohrwandung greift und in dieser gelagert ist. Das Querrohr 7 mündet in einen in dem Verdrängungskörper 6 koaxial zu den Rohrabschnitten 1 bzw. 2 verlaufenden Kanal 8. Der Kanal 8 mündet an dem stromabwärts liegenden verjüngten Ende des Verdrängungskörpers 6 in den vergrößerten Querschnitt des Rohrabschnitts 2.In the area of the conical pipe section 3 between the first and the second pipe section 1 respectively. 2 is a drop-shaped displacement body 6 arranged and on a cross tube 7 attached to the outside of the conical tube section 3 engages through the pipe wall and is stored in this. The cross tube 7 flows into one in the displacement body 6 coaxial with the pipe sections 1 respectively. 2 running channel 8th , The channel 8th opens at the downstream tapered end of the displacement body 6 in the enlarged cross-section of the pipe section 2 ,

Der Verdrängungskörper 6 bildet in dem die Rohrabschnitte 1 und 2 verbindenden konischen Rohrabschnitt 3 eine Art Venturidüse dergestalt, dass stromunterseitig des Verdrängungskörpers 6 in dem in Richtung der Pfeile fließenden Materialstrom 10 ein Unterdruckgebiet 11 entsteht, in das drucklos oder nahezu drucklos über das Querrohr 7 und den Kanal 8 Schaum 12 in den Materialstrom 10 eingetragen werden kann.The displacement body 6 forms in which the pipe sections 1 and 2 connecting conical pipe section 3 a kind Venturi nozzle such that downstream of the displacement body 6 in the flow of material flowing in the direction of the arrows 10 a negative pressure area 11 arises, in the depressurized or almost no pressure on the cross tube 7 and the channel 8th foam 12 in the material flow 10 can be entered.

Die Menge des Schaumeintrags erfolgt dabei analog zu der Durchflussmenge des Materialstroms 10 in dem Rohrabschnitt 1. Auf diese Weise wird ein vorgegebenes Mischungsverhältnis zwischen Materialstrom 10 und Schaum 12 konstant oder nahezu konstant gehalten, d. h. das Mischungsverhältnis ist weitgehend konstant und unabhängig vom Druck des Materialstroms 10.The amount of foam entry takes place analogously to the flow rate of the material flow 10 in the pipe section 1 , In this way, a predetermined mixing ratio between material flow 10 and foam 12 constant or kept almost constant, ie the mixing ratio is largely constant and independent of the pressure of the material flow 10 ,

In 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Zumischvorrichtung nach vorliegender Erfindung dargestellt. Dabei ist in einem Rohr 21 als Verdrängungskörper zur Querschnittsverengung ein rotationssymmetrischer trichterförmiger Einsatz 26 angeordnet, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rohres 21 entspricht. Der Einsatz 26 weist an seiner Außenseite eine um den Umfang verlaufende Ringnut auf, die in Kombination mit der Innenwandung des Rohres 21 einen umlaufenden Ringkanal 30 bildet. Dem Ringkanal 30 kann über ein in dem Rohr 21 befestigtes Querrohr 27 Schaum zugeführt werden.In 2 a further embodiment of a mixing device according to the present invention is shown. It is in a tube 21 as a displacement body for cross-sectional constriction a rotationally symmetric funnel-shaped insert 26 arranged, the outer diameter of the inner diameter of the tube 21 equivalent. The use 26 has on its outer side a circumferentially extending annular groove, which in combination with the inner wall of the tube 21 a circumferential annular channel 30 forms. The ring channel 30 can about one in the pipe 21 attached cross tube 27 Foam are supplied.

Der Einsatz 26 bildet für den in Richtung der Pfeile von einer Materialpumpe zugeführten Materialstrom 20 eine Engstelle 29, in der dieser beschleunigt wird, so dass stromunterseitig der Engstelle 29 ein Unterdruck in dem Materialstrom 20 entsteht. In dieses Unterdruckgebiet 31 münden Kanäle 28, die in dem Ringeinsatz 26 ausgebildet sind und mit dem Ringkanal 30 in Verbindung stehen, so dass über das Querrohr 27 Schaum in das Unterdruckgebiet 31 drucklos eingebracht werden kann.The use 26 forms for the supplied in the direction of the arrows from a material pump material flow 20 a bottleneck 29 in which this is accelerated, so that downstream of the bottleneck 29 a negative pressure in the material flow 20 arises. In this negative pressure area 31 lead to channels 28 in the ring insert 26 are formed and with the annular channel 30 communicate so that over the cross tube 27 Foam in the negative pressure area 31 can be introduced without pressure.

Durch Verwendung geometrisch unterschiedlich ausgestalteter Einsatzstücke 26 lassen sich die stromoberseitig und stromunterseitig herrschenden Druckbedingungen in weiten Grenzen verändern, so dass sich das Mischungsverhältnis von Materialstrom zu Schaum bedarfsweise einstellen lässt.By using geometrically differently designed inserts 26 The pressure conditions prevailing upstream and downstream can be varied within wide limits, so that the mixing ratio of material flow to foam can be adjusted as required.

Enthält der Materialstrom abrasive Substanzen, die den Einsatzkörper 26 angreifen, kann dieser bei Verschleiß leicht ausgetauscht werden. Einem vorzeitigen Verschleiß des Einsatzkörpers kann vorgebeugt werden, indem dieser aus Hartmetall oder Keramik hergestellt wird. Um eine Anhaftung von Zement in dem Materialstrom zu verhindern, sollte die Oberfläche des Einsatzes möglichst glatt sein.Contains the material stream abrasive substances that the insert body 26 attack, this can be easily replaced when worn. Premature wear of the insert body can be prevented by this is made of hard metal or ceramic. To prevent adhesion of cement in the flow of material, the surface of the insert should be as smooth as possible.

Die vorstehend beschriebenen Mischrohre eignen sich nicht nur zur Herstellung von Schaumbeton, sondern sind in gleicher Weise zur Mischung von Materialien gleicher oder unterschiedlicher Dichte in flüssiger, fließfähiger fester Form und/oder Gasform in unterschiedlicher Zusammensetzung geeignet.The Mixing tubes described above are not only suitable for the production of foamed concrete, but are the same way to mix materials same or different density in liquid, flowable solid Shape and / or gas form suitable in different compositions.

Durch Hintereinanderschaltung von zwei oder mehreren Mischrohren – auch unterschiedlicher Ausführungsform – können in einem Arbeitsgang nacheinander unterschiedlichste Materialien in einen unter Druck stehenden Materialstrom eingetragen werden.By Series connection of two or more mixing tubes - also different embodiment - can in one operation successively different materials in be entered a pressurized stream of material.

Auf diese Weise lassen sich auch Reaktionsmaterialien unmittelbar vor ihrem Einsatz miteinander vermischen und danach gegebenenfalls in einer weiteren Zumischvorrichtung mit Zuschlagsstoffen anreichern.On In this way, reaction materials can also be used immediately their use mixed together and then optionally in accumulate a further admixing device with additives.

Claims (13)

Verfahren zum Eintragen eines andersartigen Materials in einen unter hohem Druck stehenden Materialstrom, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstrom durch eine Engstelle geleitet und das andere Material stromunterseitig derselben dem Materialstrom zugeführt wird.A method for introducing a different material in a high-pressure material flow, characterized in that the flow of material passed through a constriction and the other material downstream of the same is supplied to the flow of material. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des anderen Materials in den Materialstrom drucklos oder nahezu drucklos erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the supply of the other material in the flow of material depressurized or almost depressurized. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einen Materialstrom führenden Rohr (1, 2, 3; 21) eine Querschnittsverengung (9; 29) ausgebildet ist, stromabwärts derselben ein Zulauf (7, 8; 27, 28, 30) in das Rohr (2; 21) mündet, durch den ein zweites Material in einem vorgegebenen, festen Mengenverhältnis nahezu drucklos zugeführt werden kann.Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that in a pipe carrying a material flow ( 1 . 2 . 3 ; 21 ) a cross-sectional constriction ( 9 ; 29 ) is formed downstream of the same an inlet ( 7 . 8th ; 27 . 28 . 30 ) in the pipe ( 2 ; 21 ), through which a second material in a predetermined, fixed ratio can be fed almost without pressure. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung (9; 29) in dem Rohr (1, 2, 3; 21) durch einen in dem jeweiligen Rohr angeordneten Verdrängungskörper (6; 26) erfolgt.Apparatus according to claim 3, characterized in that the cross-sectional constriction ( 9 ; 29 ) in the pipe ( 1 . 2 . 3 ; 21 ) by a disposed in the respective pipe displacement body ( 6 ; 26 ) he follows. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (6) tropfenförmig ausgebildet ist.Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the displacement body ( 6 ) is drop-shaped. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (6) an seinem stromabwärts liegenden Ende eine mit dem Querrohr (7) verbundene Öffnung (8) aufweist, über die das zweite Material dem Materialstrom zugeführt wird.Apparatus according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the displacement body ( 6 ) at its downstream end one with the cross tube ( 7 ) connected opening ( 8th ), via which the second material is supplied to the material flow. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung in dem Rohr (21) durch eine in diesem ausgebildete radiale Einschnürung (29) des eingangsseitigen Rohrquerschnitts bewirkt wird.Apparatus according to claim 3, characterized in that the cross-sectional constriction in the tube ( 21 ) by a formed in this radial constriction ( 29 ) of the input side pipe cross section is effected. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Einschnürung (29) des Rohrquerschnitts mittels eines Einsatzes (26) in dem Rohr (21) bewirkt wird.Device according to claim 3 and 7, characterized in that the radial constriction ( 29 ) of the pipe cross section by means of an insert ( 26 ) in the pipe ( 21 ) is effected. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der in dem Rohr (21) durch den Einsatz (26) gebildeten Einschnürung (29) des Rohrquerschnitts der Zulauf (27, 28, 30) eines anderen Materials in den Materialstrom erfolgt.Apparatus according to claim 3 and 7, characterized in that downstream of the in the tube ( 21 ) because of the engagement ( 26 ) formed constriction ( 29 ) of the pipe cross-section of the inlet ( 27 . 28 . 30 ) of another material into the flow of material. Vorrichtung nach Anspruch 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Einsatzes (26) in Kombination mit der Innenseite des Rohres (21) ein umlaufender Ringkanal (30) ausgebildet ist, der mit dem Zulauf (27) für das Material in Verbindung steht.Device according to claim 1, 8 and 9, characterized in that on the outside of the insert ( 26 ) in combination with the inside of the tube ( 21 ) a circumferential annular channel ( 30 ) is formed, which with the inlet ( 27 ) for the material. Vorrichtung nach Anspruch 3, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Ringkanal (30) in dem Einsatz (26) ausgebildete stromabwärts gerichtete und in den Materialstrom mündende Kanäle (28) ausgehen.Apparatus according to claim 3, 8 and 9, characterized in that of the annular channel ( 30 ) in the mission ( 26 ) formed downstream and flowing into the material flow channels ( 28 ) go out. Vorrichtung nach Anspruch 3, 8, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (28) über den Umfang des Einsatzes (26) äquidistant angeordnet sind.Device according to claim 3, 8, 9, 10 and 11, characterized in that the channels ( 28 ) about the scope of the mission ( 26 ) are arranged equidistantly. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Mischrohre hintereinander geschaltet sind.Device according to at least one of claims 3 to 12, characterized in that two or more mixing tubes in a row are switched.
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