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Die Erfindung betrifft eine Lanze zum Einbringen eines verflüssigten Gases in einen Fahrmischer zur Bereitstellung von gekühltem Frischbeton, einen Fahrmischer zur Bereitstellung von gekühltem Beton sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von gekühltem Beton aus einem Fahrmischer.
Bekannt ist die Notwendigkeit den Frischbeton zum Erzielen einer zum Einbau üblicherweise geforderten Temperatur zu kühlen. Da eine bevorzugte Einbautemperatur z. B. bei +15 C liegt, ist eine Kühlung vor allem in den Sommermonaten erforderlich. Üblicherweise wird der Frischbeton im Werks- oder Fahrmischer, also unmittelbar bei der Anmischung des Betons, z. B. durch den Zusatz von Scherbeneis gekühlt, wodurch der Wassergehalt des Betons erhöht wird.
Neben dieser herkömmlichen Methode ist es ebenfalls bekannt die Betonkomponenten, also Zement, Wasser oder die Zuschlagstoffe (z. B. Kies und/oder Sand) vor der Mischung zu kühlen.
Beispielsweise wird das Wasser zum Anmachen des Betons mit einem Wärmetauscher auf eine Temperatur knapp über dem Gefrierpunkt von Wasser abgekühlt oder der Zement im Silo, z. B. durch Einspeisen von flüssigem Stickstoff gekühlt. Allerdings ist dazu meist die Aufstellung eines zweiten Silos notwendig, in dem die bei der zuletzt genannten Methode entstehende grosse staubbefrachtete Gasmenge wieder vom Staub befreit werden kann. Bei der Kühlung der Zuschlagstoffe besteht die Schwierigkeit darin, die in einen Silo einzubringende Kälteleistung richtig zu dosieren.
Wird z. B. zu kalte Luft in einen Silo eingeblasen, kann es zu einer Vereisung der Zuschlagstoffe im Silo kommen, da die Zuschlagstoffe in der Regel einen gewissen Feuchtegrad aufweisen. Dies kann im ungünstigsten Fall, zum Beispiel bei schwankender (ungeplant niedriger) Entnahmemenge aus dem Silo, zu einem Stillstand der Betonierarbeiten führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Bereitstellung von Frischbeton einer ausgewählten Temperatur zur Verfügung zu stellen, die wirtschaftlich sinnvoll zu verwirklichen ist und eine hohe Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Verfügbarkeit des Frischbetons aufweist.
Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass die Lanze einen Anschluss zur Zufuhr von verflüssigtem Gas und ein erstes Rohr, das in eine Komponente mündet, die ein poröses Material enthält, sowie ein zweites Rohr aufweist, das an die Komponente am anderen Ende anschliesst, wobei der Durchmesser des zweiten Rohres grösser ist als der Durchmesser des ersten Rohres. Als Komponente, die ein poröses Material enthält, wird bevorzugt eine Sintertülle, auch Tülle oder Fritte genannt, eingesetzt. Eine Sintertülle wird typischerweise mit Sintermetall hergestellt. Derartige Komponenten kommen in einer anderen Funktion als Schalldämpfer zum Einsatz und werden daher zum Teil in der Fachliteratur als solche bezeichnet. Eine Sintertülle ist eine poröse Komponente, die die Eigenschaft hat für Gase und Flüssigkeiten durchlässig zu sein.
Als verflüssigtes Gas wird zum Betonkühlen bevorzugt flüssiger Stickstoff eingesetzt. Dieser weist unter anderem den Vorteil auf, dass er nach dem Einsatz zu Kühlzwecken absolut umweltverträglich an die Atmosphäre abgegeben werden kann. Es sind jedoch auch andere tiefkalte, verflüssigte Gase vorteilhaft einsetzbar. Die Auswahl des verflüssigten Gases richtet sich im Einzelfall nach dem Gaspreis, der Verfügbarkeit vor Ort, der angestrebten Temperaturdifferenz und der Umweltverträglichkeit des Gases.
Bevorzugt enthält die Komponente gesintertes Material, insbesondere gesintertes Metall, wovon sich gesintertes Messing als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Dabei werden beispielsweise Messingkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,0 mm gesintert. Das entstandene Sintermetall ist porös und weist eine Vielzahl kleiner Kanäle auf, die bewirken, dass die Strömungsgeschwindigkeit eines durch die Sintertülle strömenden Fluides sowohl in der Gas- wie auch in der Flüssigphase gering gehalten wird. Darin liegt gegenüber einer ungehemmtem Expansion eines verflüssigten Gases beim Austritt aus einem Rohrende oder Ventil ein deutlicher Vorteil.
Bei der ungehemmte Expansion eines verflüssigten Gases geht eine Teil des verflüssigten Gases in die gasförmige Phase über (dieser Teil wird auch Flashgas genannt) und tritt nahezu explosionsartig aus dem erwähnten Rohrende oder dem Ventil aus. Dabei wird der Teil des verflüssigten Gases, der als Flüssigkeit an dieser Stelle austritt, durch das Flashgas in feinste Flüssigkeitströpfchen zerstäubt. Durch die Bildung dieser sehr feinen Tröpfchen wird die Wechselwirkung der Flüssigkeit (über die grosse Oberfläche der Vielzahl von sehr feinen Tröpfchen) mit der umgebenden Atmosphäre (Luft oder eine andere Gaszusammensetzung) und damit der Anteil erhöht, der verdampft.
Dementsprechend kommt ein geringerer Anteil an Flüssigkeit auf dem zu kühlenden Frischbeton
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an.
Bei der Verwendung einer Sintertülle hingegen wird die Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Gas- und Flüssigphase mit Hilfe der Kanäle soweit herabgesetzt, dass ein vergleichsweise ruhiger Flüssigkeitstrahl austritt, der aus wesentlich grösseren Flüssigkeitstropfen gebildet wird. Der Flüssigkeitsstrahl tritt somit bevorzugt als Flüssigkeitstrahl mit einem ringförmigem Querschnitt aus der Lanze aus. Diese Strahlform wird durch den Einsatz der Sintertülle erzeugt. Es ergibt sich vorteilhaft ein höherer Kälteeintrag in den zu kühlenden Frischbeton.
In der vorgesehenen Sintertülle tritt darüber hinaus ein Rückkühleffekt auf. Beim Entspannen des verflüssigten Gases in der Sintertülle steht das Flashgas in den Kanälen über die Metallkugeln, aus denen das Sintermetall aufgebaut ist, in thermischem Kontakt mit dem flüssigen Anteil des verflüssigten Gases. Das Flashgas kühlt auf seinem Weg durch die Kanäle das Material der Sintertülle ab. Durch diesen Rückkühleffekt erhöht sich die Ausbeute an Flüssigkeit, die die Lanze verlässt, wodurch sich der Wirkungsgrad in Bezug auf die eingesetzte Menge an verflüssigtem Gas und im Hinblick auf die erzielbare Abkühlung des Betons erhöht. Der gasförmig aus der Lanze austretende Anteil ist nämlich für die Abkühlung des Betons als nahezu wirkungslos anzusehen.
Im ungünstigsten Fall bewirkt ein hoher gasförmiger Anteil lediglich eine Abkühlung der Wand der Fahrmischertrommel und eventuell eine unerwünschte Entlackung dieser Trommel. Daher ist die Erhöhung des als Flüssigkeit aus der Lanze austretenden Anteils, wie sie mit der Erfindung erzielt wird, besonders wünschenswert.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Rohr Einbauten auf, die bewirken, dass der Teil des verflüssigten Gases, der als Flüssigkeit aus der Lanze austritt, als gebündelter Flüssigkeitsstrahl mit kreisförmigem Querschnitt aus der Lanze austritt. Die Einbauten versetzen die Strömung im zweiten Rohr bevorzugt in eine rasche Rotationsbewegung.
So kann die Flüssigkeit am Rand des Rohres gebündelt werden und als gesammelter, geradliniger Flüssigkeitsstrahl aus dem zweiten Rohr austreten.
Zweckmässigerweise weist das zweite Rohr einen Durchmesser im Bereich von 1,0" bis 2,5" auf. Es wurde gefunden, dass mit einer Querschnittsöffnung im angegebenen Bereich besonders gute Flüssigkeitsstrahlqualitäten und ein besonders gutes Kühlergebnis erzielt werden können. Der geeignete Durchmesser hängt massgeblich vom Massendurchfluss ab, der wiederum auf die benötigte Kühlleistung abgestimmt wird.
Mit besonderem Vorteil ist die Komponente, die poröses Material enthält, konisch geformt. Wie bereits erwähnt wird diese Komponente häufig als Sintertülle bezeichnet. Die konische Form trägt ebenfalls zur Ausbildung eines günstigen Flüssigkeitsstrahls bei, der zielgerichtet eingesetzt werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsseitig auch durch einen Fahrmischer gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Lanze nach einem der Ansprüche 1 bis 5 im Bereich des Einfülltrichters des Fahrmischers mittels einer Klemmverbindung befestigt ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass keine Veränderungen am Fahrmischer vorgenommen werden müssen. Die Lanze kann an jedem Fahrmischer schnell und problemlos befestigt werden. Es sind jedoch auch Anwendungsfälle denkbar, in denen eine Schweiss- oder Schraubverbindung zu bevorzugen ist, z. B. für den Fall dass die Verbindung eine hohe Sicherheit gegen starke Erschütterungen aufweisen soll.
Verfahrensseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass verflüssigtes Gas aus einer Quelle für verflüssigtes Gas entnommen wird, der Lanze zugeführt wird, in der Lanze durch ein erstes Rohr geleitet wird, von dem aus das verflüssigte Gas über eine Komponente, die poröses Material enthält, in ein zweites Rohr geleitet wird, das einen grösseren Durchmesser als das erste Rohr aufweist und an dessen Ende das verflüssigte Gas in das Innere des Fahrmischers abgegeben wird.
Bevorzugt wird ein Teil des verflüssigten Gases am Austritt der Lanze als Flüssigkeitsstrahl abgegeben und in den Fahrmischer eingebracht.
Zweckmässigerweise wird der Flüssigkeitsstrahl auf die Oberfläche des zu kühlenden Betons im Fahrmischer aufgebracht.
Die Erfindung bietet eine Reihe weiterer Vorteile:
Durch den hohen Wirkungsgrad der Erfindung wird eine Kostenreduzierung gegenüber herkömmlichen Lanzen erzielt. Ebenso wird eine Verkürzung der notwendigen Kühlzeit erreicht. Die
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Betonqualität wird mit der vorliegenden Erfindung deutlich erhöht, da diese von der Verkürzung der Kühlzeiten profitiert. Durch das Drehen der Trommel des Fahrmischers wird der Luftporenanteil des Betons erhöht. Ein hoher Luftporenanteil mindert jedoch die Betonqualität. Über die Verkürzung der Kühlzeiten kann auch die Dauer des Trommeldrehens verkürzt und der Anstieg des Luftporenanteil somit vermindert werden.
Die Investitionskosten liegen für die Erfindung deutlich unter denen für herkömmliche Methoden zur Betonkühlung.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemässe Lanze
Figur 2 einen Fahrmischer mit einer erfindungsgemässen Lanze
Figur 3 eine Sintertülle
Im Einzelnen zeigt die Figur 1 eine Lanze 1 mit einem Anschluss 2 zur Verbindung der Lanze 1 mit einer Quelle für verflüssigtes Gas. Bevorzugt wird flüssiger Stickstoff als verflüssigtes Gas eingesetzt. Das verflüssigte Gas wird durch ein erstes Rohr 3 über eine Sintertülle 4 einem zweiten Rohr 5 zugeführt. Aus dem zweiten Rohr 5 wird ein der grössere Teil des verflüssigten Gases als Flüssigkeit abgegeben.
Ein Teil des verflüssigten Gases geht bei der Entspannung, die beim Austritt aus der Sintertülle 4 und aus dem zweiten Rohr 5 stattfindet, in den gasförmigen Zustand über. Für die beiden Rohre hat sich z. B. folgende Dimensionierung als vorteilhaft herausgestellt: Das erst Rohr 3 weist vorteilhaft einen Durchmesser von ca. 25,4 mm (1") auf, das zweite Rohr (Bezugsziffer 5) weist einen Durchmesser im Bereich von 50,8 mm bis 63,5 mm (2" - 2,5") auf. Als vorteilhafte Längenverhältnisse wurde gefunden : zweite Rohr 5 ist z.B. doppelt so lang wie das erste Rohr 3. Des Weiteren sind die in der Figur 1 gezeigten Krümmungen der Rohre 3 und 5 am Anfang bzw. am Ende der Lanze 1 von besonderem Vorteil für einen problemlosen Anschluss an die Quelle für verflüssigtes Gas bzw. für eine gezielte Abgabe aus der Lanze 1.
Bei der Verwendung einer Sintertülle 4 wird die Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Gas- und Flüssigphase mit Hilfe der Kanäle des porösen, gesinterten Materials 4 soweit herabgesetzt, dass ein vergleichsweise ruhiger Flüssigkeitstrahl 11aus der Lanze 1 austritt, der aus im Vergleich zu einer ungehemmten Abgabe ohne Sintertülle 4 grossen Flüssigkeitstropfen gebildet wird. Der Flüssigkeitsstrahl 11 tritt bevorzugt als Flüssigkeitstrahl 11 mit einem ringförmigem Querschnitt aus der Lanze 1 aus. Diese Strahlform wird durch den Einsatz der Sintertülle 4 erzeugt.
Durch die Bildung eines solchen Strahls 11ergibt sich vorteilhaft ein höherer Kälteeintrag in den zu kühlenden Frischbeton.
Die Lanze 1 kann über die in der Figur 1 gezeigte Klemmverbindung 6 an einem Fahrmischer 7 befestigt werden, wozu keinerlei bauliche Veränderungen am Fahrmischer 7 nötig sind (vgl.
Figur 2).
Die Figur 2 zeigt einen Fahrmischer 7 mit einer erfindungsgemässen Lanze 1 und einem Einfülltrichter 8, an dem die Lanze 1 mittels einer Klemmverbindung 6 befestigt ist. Im Fahrmischer 7 ist das Wassermass 15 eingezeichnet. Der zu kühlende Beton 9 ist in der Figur 2 dargestellt während die Trommel 10 des Fahrmischers 7 gedreht wird. Durch die Drehbewegung ergibt sich die gezeigte Verteilung des Betons 9 in der Trommel 10. Des Weiteren ist in der Figur 2 gezeigt, dass sich der Flüssigkeitsstrahl 11, der aus der Lanze 1 austritt, auf seinem Weg zur Oberfläche des zu kühlenden Betons 9 aufweitet. Diese Aufweitung ist durchaus wünschenswert, da dadurch eine gute Verteilung des flüssigen Gases auf der Oberfläche des Betons 9 gewährleistet ist.
Die Verteilung des flüssigen Gases, in diesem Beispiel des flüssigen Stickstoffs, wird durch die Drehung der Trommel 10 unterstützt, so dass der Beton mit dem flüssige Stickstoff in der Trommel 10 durchmischt wird. Somit wird vorteilhaft eine gleichmässige Temperaturverteilung im zu kühlenden Beton 9 erreicht. Nach Erreichen einer vorteilhaften Einbautemperatur von z. B. 15 C wird der abgekühlte Beton 9 aus der Trommel 10 entnommen und als gekühlter, hochwertiger Frischbeton in der Regel in technisch anspruchsvollen Bauwerken verarbeitet.
Die Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemässen, vorteilhaft gestalteten Sintertülle 4. Man erkennt die konische Form sowie eine ebenfalls konisch geformte Aussparung 12 im Inneren der Sintertülle 4. Das Austrittsende 13, aus dem das verflüssigte Gas (flüssiger und gasförmiger Anteil) aus der Sintertülle 4 austritt, weist einen geringeren Querschnitt auf, als das Eintrittsende 14 der Sintertülle 4. Im gezeigten Beispiel ist der Querschnitt der konischen Ausspa-
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rung 12 beim Eintritt gleich dem Querschnitt der Sintertülle 4 am Austrittsende 13, wobei am Austrittsende 13 der gesamte Querschnitt mit gesintertem Material, beispielsweise mit gesintertem Metall (z. B. gesintertem Messing), gefüllt ist.
Dies bewirkt, dass das gesamte verflüssigte Gas, also sowohl der flüssiger Anteil als auch der gasförmiger Anteil, der während der Entspannung des verflüssigten Gases entsteht, die Kanäle passieren muss, die in dem porösen, gesinterten Metall vorliegen. In diesen Kanälen findet die für die Erfindung so vorteilhafte Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit der beiden Fluide (flüssiges Gas und gasförmiger Anteil) statt.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein kleiner Teil der Flüssigphase in der Lanze abgezweigt und einem Subcooler vor dem Anschluss (in Strömungsrichtung betrachtet) für die Zufuhr von verflüssigtem Gas zur Verfügung gestellt. Durch diese Massnahme wird eine weitere Erhöhung des Anteils, der als Flüssigkeit aus der Lanze austritt, und eine gleichzeitige Verminderung des austretenden gasförmigen Anteils erreicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lanze (1) zum Einbringen eines verflüssigten Gases in einen Fahrmischer (7) zur Bereit- stellung von gekühltem Frischbeton (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze einen
Anschluss (2) zur Zufuhr von verflüssigtem Gas und ein erstes Rohr (3), das in eine Kom- ponente (4) mündet, die ein poröses Material enthält, sowie ein zweites Rohr (5) aufweist, das an die Komponente (4) am anderen Ende anschliesst, wobei der Durchmesser des zweiten Rohres (5) grösser ist als der Durchmesser des ersten Rohres (3).
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The invention relates to a lance for introducing a liquefied gas into a truck mixer for providing cooled fresh concrete, a truck mixer for providing cooled concrete and a method for providing cooled concrete from a truck mixer.
Known is the need to cool the fresh concrete to achieve a temperature usually required for installation. Since a preferred installation temperature z. B. at +15 C, cooling is required especially in the summer months. Usually, the fresh concrete in the factory or truck mixer, ie immediately at the mixing of the concrete, z. B. cooled by the addition of flake ice, whereby the water content of the concrete is increased.
In addition to this conventional method, it is also known to cool the concrete components, ie cement, water or the aggregates (eg gravel and / or sand) before the mixture.
For example, the water is cooled to turn on the concrete with a heat exchanger to a temperature just above the freezing point of water or the cement in the silo, z. B. cooled by feeding liquid nitrogen. However, this usually requires the installation of a second silo, in which the large amount of dust-laden gas produced by the last-mentioned method can be freed of dust again. When cooling the aggregates, the difficulty lies in correctly metering the cooling capacity to be introduced into a silo.
If z. B. blown into cold air in a silo, it can lead to icing of the aggregates in the silo, since the aggregates usually have a certain degree of moisture. In the worst case scenario, this can lead to a standstill of the concreting work, for example when there is a fluctuating (unplanned lower) removal rate from the silo.
The invention is therefore based on the object to provide a method for providing fresh concrete of a selected temperature available, which is economically feasible and has a high reliability in terms of the availability of fresh concrete.
The object is achieved on the device side by the fact that the lance has a connection for supplying liquefied gas and a first tube, which opens into a component containing a porous material, and a second tube, which connects to the component at the other end, wherein the diameter of the second tube is greater than the diameter of the first tube. As a component containing a porous material, a sintered spout, also called spout or frit, is preferably used. A sintered grommet is typically made with sintered metal. Such components are used in a different function as a muffler and are therefore referred to in part in the literature as such. A sintered grommet is a porous component that has the property of being permeable to gases and liquids.
The liquefied gas used is preferably liquid nitrogen for concrete cooling. This has, inter alia, the advantage that it can be released after use for cooling absolutely environmentally friendly to the atmosphere. However, other cryogenic, liquefied gases are advantageously used. The selection of the liquefied gas depends in each case on the gas price, the availability on site, the desired temperature difference and the environmental compatibility of the gas.
Preferably, the component contains sintered material, in particular sintered metal, of which sintered brass has proven to be particularly advantageous. For example, brass balls with a diameter of 0.5 to 1.0 mm are sintered. The resulting sintered metal is porous and has a plurality of small channels which cause the flow rate of a fluid flowing through the sintered spout to be kept low in both the gas and liquid phases. This is a clear advantage over an unrestrained expansion of a liquefied gas at the exit from a pipe end or valve.
In the uninhibited expansion of a liquefied gas part of the liquefied gas passes into the gaseous phase (this part is also called flash gas) and exits almost explosively from said pipe end or the valve. In this case, the part of the liquefied gas, which exits as liquid at this point, is atomized by the flash gas into very fine liquid droplets. The formation of these very fine droplets increases the interaction of the liquid (over the large surface area of the plurality of very fine droplets) with the surrounding atmosphere (air or other gas composition) and thus the proportion that evaporates.
Accordingly, a smaller proportion of liquid comes on the fresh concrete to be cooled
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at.
When using a sintered sleeve, however, the flow rate of the exiting gas and liquid phase with the help of the channels is reduced so far that a relatively quiet liquid jet emerges, which is formed from much larger liquid droplets. The liquid jet thus preferably emerges from the lance as a liquid jet having an annular cross-section. This beam shape is generated by the use of the sintered sleeve. The result is advantageously a higher cold entry into the fresh concrete to be cooled.
In addition, a recooling effect occurs in the intended sintered spout. When the liquefied gas is expanded in the sintered sleeve, the flash gas in the channels is in thermal contact with the liquid portion of the liquefied gas via the metal balls that make up the sintered metal. The flash gas cools the material of the sintered spout on its way through the channels. This recooling effect increases the yield of liquid leaving the lance, thereby increasing the efficiency in terms of the amount of liquefied gas used and in terms of the achievable cooling of the concrete. The gas emerging from the lance portion is namely considered to be almost ineffective for the cooling of the concrete.
In the worst case causes a high gaseous content only a cooling of the wall of the truck mixer drum and possibly an undesirable Entlackung this drum. Therefore, the increase of the liquid emerging from the lance portion, as achieved with the invention, is particularly desirable.
According to a further advantageous embodiment of the invention, the second tube on internals, which cause the part of the liquefied gas, which emerges as liquid from the lance, emerges as a bundled liquid jet with a circular cross section of the lance. The internals displace the flow in the second tube preferably into a rapid rotational movement.
Thus, the liquid can be bundled at the edge of the tube and emerge as a collected, straight liquid jet from the second tube.
Conveniently, the second tube has a diameter in the range of 1.0 "to 2.5". It has been found that with a cross-sectional opening in the specified range, particularly good liquid jet qualities and a particularly good cooling result can be achieved. The appropriate diameter depends largely on the mass flow, which in turn is adjusted to the required cooling capacity.
With particular advantage, the component containing porous material is conically shaped. As already mentioned, this component is often referred to as sintered grommet. The conical shape also contributes to the formation of a favorable liquid jet, which can be used purposefully.
The stated object is achieved on the device side by a truck mixer, which is characterized in that a lance is attached according to one of claims 1 to 5 in the region of the hopper of the truck mixer by means of a clamping connection. This embodiment has the advantage that no changes to the truck mixer must be made. The lance can be attached to any truck mixer quickly and easily. However, there are also applications conceivable in which a welding or screw connection is preferable, for. B. in the event that the compound should have a high level of security against strong shocks.
In terms of the method, this object is achieved in that liquefied gas is taken from a liquefied gas source fed to the lance, passed through a first tube in the lance, from which the liquefied gas is passed through a component containing porous material, is passed into a second tube having a larger diameter than the first tube and at the end of the liquefied gas is discharged into the interior of the truck mixer.
Preferably, a part of the liquefied gas is discharged at the outlet of the lance as a liquid jet and introduced into the truck mixer.
Conveniently, the liquid jet is applied to the surface of the concrete to be cooled in the truck mixer.
The invention offers a number of further advantages:
Due to the high efficiency of the invention, a cost reduction over conventional lances is achieved. Likewise, a shortening of the necessary cooling time is achieved. The
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Concrete quality is significantly increased with the present invention, since it benefits from the shortening of the cooling times. By turning the drum of the truck mixer, the air entrainment of the concrete is increased. However, a high proportion of air pores reduces the quality of the concrete. By shortening the cooling times and the duration of drum rotation can be shortened and the increase of the air entrainment thus reduced.
The investment costs for the invention are significantly lower than those for conventional methods for concrete cooling.
The invention and further details of the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment shown in FIGS. Hereby show:
1 shows a lance according to the invention
2 shows a truck mixer with a lance according to the invention
3 shows a sintered grommet
1 shows a lance 1 with a connection 2 for connecting the lance 1 to a source of liquefied gas. Preferably, liquid nitrogen is used as the liquefied gas. The liquefied gas is fed through a first pipe 3 via a sintered nozzle 4 to a second pipe 5. From the second tube 5, a larger part of the liquefied gas is discharged as a liquid.
A part of the liquefied gas is in the relaxation, which takes place at the exit from the sintered sleeve 4 and from the second tube 5, in the gaseous state. For the two tubes z. The first tube 3 advantageously has a diameter of about 25.4 mm (1 "), the second tube (reference numeral 5) has a diameter in the range of 50.8 mm to 63.5 As an advantageous aspect ratio was found: second tube 5 is for example twice as long as the first tube 3. Furthermore, the curvatures of the tubes 3 and 5 shown in Figure 1 at the beginning or at the end of the lance 1 of particular advantage for easy connection to the source of liquefied gas or for a targeted release from the lance.
When using a sintered sleeve 4, the flow rate of the exiting gas and liquid phase by means of the channels of the porous sintered material 4 is reduced so far that a comparatively quiet liquid jet 11 emerges from the lance 1, which in comparison to an unrestrained delivery without Sintertülle large liquid drop is formed. The liquid jet 11 preferably emerges from the lance 1 as a liquid jet 11 with an annular cross-section. This beam shape is generated by the use of the sintered sleeve 4.
The formation of such a jet 11 advantageously results in a higher cold input into the fresh concrete to be cooled.
The lance 1 can be attached via the clamping connection 6 shown in Figure 1 to a truck mixer 7, for which no structural changes to the truck mixer 7 are necessary (see.
Figure 2).
FIG. 2 shows a truck mixer 7 with a lance 1 according to the invention and a hopper 8, to which the lance 1 is fastened by means of a clamping connection 6. In the truck mixer 7 the water mass 15 is located. The concrete to be cooled 9 is shown in Figure 2 while the drum 10 of the truck mixer 7 is rotated. The rotational movement results in the shown distribution of the concrete 9 in the drum 10. Furthermore, it is shown in FIG. 2 that the liquid jet 11 emerging from the lance 1 widens on its way to the surface of the concrete 9 to be cooled. This expansion is quite desirable because it ensures a good distribution of the liquid gas on the surface of the concrete 9.
The distribution of the liquid gas, in this example of the liquid nitrogen, is assisted by the rotation of the drum 10, so that the concrete is mixed with the liquid nitrogen in the drum 10. Thus, a uniform temperature distribution in the concrete to be cooled 9 is advantageously achieved. After reaching an advantageous installation temperature of z. B. 15 C, the cooled concrete 9 is removed from the drum 10 and processed as a cooled, high-quality fresh concrete usually in technically demanding buildings.
FIG. 3 shows a sectional view of an advantageously designed sintered sleeve 4 according to the invention. The conical shape and also a conically shaped recess 12 in the interior of the sintered sleeve 4 are discernible. The outlet end 13 from which the liquefied gas (liquid and gaseous portion) from the sintered sleeve 4, has a smaller cross section than the inlet end 14 of the sintered nozzle 4. In the example shown, the cross section of the conical recess is
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12 at the inlet equal to the cross section of the sintered sleeve 4 at the outlet end 13, wherein at the outlet end 13 of the entire cross section with sintered material, for example with sintered metal (eg., Sintered brass) filled.
This causes all of the liquefied gas, both the liquid portion and the gaseous portion formed during the expansion of the liquefied gas, to pass through the channels present in the porous, sintered metal. In these channels, the so advantageous for the invention reduction of the flow rate of the two fluids (liquid gas and gaseous fraction) takes place.
According to an advantageous development of the invention, a small part of the liquid phase is branched off in the lance and made available to a subcooler before the connection (viewed in the flow direction) for the supply of liquefied gas. By this measure, a further increase in the proportion that emerges as liquid from the lance, and a simultaneous reduction of the exiting gaseous fraction is achieved.
PATENT CLAIMS:
1. lance (1) for introducing a liquefied gas in a truck mixer (7) for the provision of cooled fresh concrete (9), characterized in that the lance a
Connection (2) for the supply of liquefied gas and a first tube (3) which opens into a component (4) containing a porous material and a second tube (5) which is connected to the component (4) adjoins the other end, wherein the diameter of the second tube (5) is greater than the diameter of the first tube (3).