CZ176398A3 - Způsob výroby ledových částeček z vody, zařízení k provádění tohoto způsobu a použití vyrobených ledových částeček - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu podle předvýznakové části hlavního nároku, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu a použití vyrobených ledových částeček.

Dosavadní stav techniky

Je problematické, překročí-li tekutá betonová směs sestávající z hrubého písku, cementu a vody určitou teplotu, neboť pak beton žádoucím způsobem netuhne. Potom je nebezpečí, že se v něm vytvoří trhliny.

Je známo, že se proto do tekutého betonu přimíchává led tvaru destiček. To má na jedné straně nevýhodu spočívající v tom, že má led teplotu jen několika stupňů pod bodem mrazu, a na druhé straně, že se velké ledové destičky jen pomalu rozpouštějí v betonové směsi. Nedostatkem je proto poměrně velké množství ledových destiček, které je třeba přidávat, aby se dosáhlo určitého ochlazení. Na druhé straně se obtížně dosahuje stejnoměrného rozdělení ledové vody z tajících ledových destiček v betonové směsi.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je proto navrhnout způsob a zařízení pro výrobu ledových částeček z vody a jejich použití, jímž mohou být udrženy navzájem nespojené ledové částečky na značně nízkých teplotách, nižších než -50°C.

Tento úkol je u způsobu odpovídajícího předvýznaku hlavního nároku vynálezu vyřešen tak, že se do kapiček rozdělená voda vstřikuje do lázně ze zkapalněného plynu, s výhodou do zkapalněného dusíku, načež se vzniklé ledové částečky tvaru zmrzlých kapiček vody z lázně odstraňují.

Tím se získají navzájem nespojené malé a drobné ledové částečky tvaru zmrzlých kapiček vody, které mají zrnitou sypkou strukturu a navzájem se neslepují. Kromě toho, při použití zkapalněného dusíku jako zkapalněného plynu, mají tyto ledové částečky teplotu nižší než -100°C. Ledové částečky, které mají průměr menší než 1 cm, s výhodou však menší než 1 mm, mohou být dále zpracovávány jako sypký materiál.

Zvláštní výhodou je, že lze ledové částečky použít při výrobě chlazeného čerstvého betonu pro regulaci jeho teploty tak, že se ledové částečky určité teploty v dávkovaném množství přidávají do suché betonové směsi, se kterou se důkladně promísí. Teprve potom se do směsi přidává množství vody, které - se zřetelem k celkovému množství vody - je sníženo o množství odpovídající množství vody obsažené v přidaných ledových částečkách.

Suché ledové částečky lze výhodně vyrábět tak, že se pomocí jemně rozprašující vodní sprchy vstřikují kapičky vody do zkapalněného plynu. Nato je pouze třeba odstraňovat zmrzlé ledové částečky pomocí síta s oky odpovídající velikosti .

Dále je podle vynálezu vytvořeno zařízení, které se vyznačuje tím, že obsahuje nádobu pro zkapalněný plyn, v ná• · ♦ φ době uspořádané prostředky pro rozprašování vody a zavádění rozprášené vody do zkapalněného plynu, prostředky pro přivádění zkapalněného plynu a vody do nádoby a prostředky pro vyjímání ledových částeček ze zkapalněného plynu. Náklady na konstrukci takových zařízení a provozní náklady jsou relativně nízké.

Kontinuálně pracující zařízení a další po dávkách pracující zařízení jsou definována v závislých nárocích.

Další podrobnosti a výhody vynálezu jsou obsaženy v dalších závislých nárocích a popsány v následujícím popisu s odvoláním na připojené výkresy, znázorňující zařízení podle vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Na výkresech, znázorněných v podstatě schematicky, představuje obr. 1 první provedení vynálezu v podélném řezu, obr. 2 řez podél čáry II-II na obr. 1, obr. 2a představuje šnekový dopravník s nádobou v příčném řezu a obr. 3 další provedení vynálezu v podélném řezu.

Příklady provedení vynálezu

U příkladného provedení podle obr. 1 je uspořádána nádrž s výhodou tvaru tepelně izolovaného bubnu 1, otočného okolo vodorovné podélné osy A-A.

Do bubnu 1 lze vedením 3.

zavádět zkapalněný dusík a vedením A vodu.

končí ve vstřikovacích tryskách 5, které

Vedení 4 vody jsou v délce

L vnitřního prostoru bubnu 1 rozděleny tak, že lázeň 6, nacházející se v dolní části bubnu 1 a obsahující zkapalněný • · · φφ·· φ ·· • ··· • ·· φ φ ·· • Φ♦· • Φ φφ φ φ φ * • φφφ φφφφ φ φ φ · • Φ φφ plyn, s výhodou zkapalněný dusík, může být prostřednictvím trysek 5 shora ostřikován jemně rozprášenou vodou 2. Hladina plynové lázně 6 je označena vztahovou značkou Z·

Bud soustředně s bubnem i, to znamená ve střední podélné ose, která je totožná s osou A-A bubnu 1, s výhodou však výstředně vzhledem ke zmíněné ose A-A, je uspořádán šnekový dopravník který částečky ledu, vytvořené v lázni 6. a podávané do něj pomocí naběrácích misek 14., odvádí ven ve směru šipky 10, kde částečky ledu kloužou skluzem 11 do schematicky znázorněné nádoby 12· Nádobou 12 může být mísící nádrž vozidla pro dopravu betonu nebo nádoba obsahující přísady. Výše zmíněná výstřednost se s výhodou volí tak, aby se podélná střední osa šnekového dopravníku 8 nacházela v odpovídající vzdálenosti nad podélnou střední osou A-A bubnu 1. Tím se pod šnekovým dopravníkem & vytvoří více místa pro lázeň 6, pro prostředky pro přívod vody a pro prostředky pro rozprašování vody na hladinu 7 lázně.

Jak již bylo výše vysvětleno, malé částečky vody 2, vyrobené tryskami £., zmrznou v lázni 6 jako odpovídající malé ledové částečky. Buben 1 je opatřen naběracími miskami 14, obíhajícími ve směru šipky 13 (viz obr. 2). Z důvodu zjednodušení konstrukce jsou tyto naběrací misky 14 pevně spojeny s bubnem 1 a společně s ním obíhají. U uvedeného příkladného provedení jsou uspořádány dvě naběrací misky 14» navzájem přesazené ve směru otáčení 13 o 180 stupňů. Při průchodu lázní £ nabírají tyto naběrací misky 14 ledové částečky, které se v ní vytvořily, vybírají je z kapalinové lázně 6 a odkládají je do šnekového dopravníku 8. Za tímto účelem • · · · φ φφ φφφ φφ φφ φφφ φ φ φφφφ φφφφ φφφ je pouzdro 15 šnekového dopravníku 8 v horní oblasti otevřeno pro nakládání ledových částeček z naběrácích misek 14 (obr. 2a); přitom je dolní oblast pouzdra 15 uzavřená, čímž je zabráněno tomu, aby částečky ledu padaly zpět do lázně 6.

Naběrací misky 14 mohou být ve svém průměru, popřípadě šířce, opatřeny velmi malými štěrbinami nebo otvory, které budou sice propouštět tekutinu lázně 6, avšak nebudou propouštět v ní vytvořené ledové částečky. Tím je zabráněno tomu, aby naběrací misky 14 po opuštění lázně 6 unášely s sebou ještě zkapalněný plyn.

Po dosednutí rozprášené vody na zkapalněný dusík se část zkapalněného dusíku odpaří. Tyto plynné složky se pomocí ventilátoru odvádějí do vnější atmosféry proti působení jejího tlaku. Tento plyn může popřípadě také být použit pro ochlazování přísad - hrubého písku a podobně.

Dále je vedení 4 vody spojeno s přívodem 16 plynného dusíku nebo podobného plynu za tím účelem, aby se zabránilo tomu, že po přerušení nebo ukončení výroby ledu trysky 5 zamrznou. Proto se zbytky vody, které se ještě ve vedení 4 nacházejí, odstraňují pomocí plynného dusíku.

Od elektromotoru 17 je prostřednictvím řemenového pohonu 18 poháněn buben 1 a naběrací misky 14, a prostřednictvím řemenového pohonu 19 také šnekový dopravník 8. Zařízení může také být opatřeno ústrojím pro regulaci otáček řemenového pohonu 18 a řemenového pohonu 19 (není jednotlivě znázorněno na výkrese).

Pomocí magnetického ventilu 20 ve vedení 4 může také být přívod vody synchronizován tak, aby z trysek 5. byla vy • · · · · · · · • · ·· · · ··· · * ·· štrikována voda pouze v době, kdy se naberací misky 14 nenacházejí přímo v oblasti paprsku rozprašované vody 2.

Dále je možno regulovat výšku hladiny 2 lázně 6 s cílem kontrolovat tuto výšku a udržovat ji na určité hodnotě.

Pokud je známo, jaké celkové množství betonu včetně příměsí - cementu, vody a kameniva - je zapotřebí, je odpovídajícím nastavením přiváděného množství ledových částeček možno relativně přesně dosáhnout požadované teploty vyráběné chlazené betonové směsi.

Ledové částečky, v kontinuálním provozu vyrobitelné zařízením podle obr. 1 až 2a, o maximálním průměru 10 mm a teplotě nižší než -100 stupňů C, zpravidla o teplotě asi -180 stupňů C, mohou být vyráběny také jiným dále popsaným zařízením podle příkladného provedení znázorněného na obr. 3, jehož provoz je diskontinuální, tj. dávkovači. Také zde se tryskou jemně rozprášená voda ve zkapalněném plynu, s výhodou v dusíku, přeměňuje na výše popsané ledové částečky.

Na obr. 3 je znázorněna nádoba 21 pro zkapalněný plyn, v jejímž vnitřním prostoru 22 se nachází lázeň ze zkapalněného plynu, s výhodou ze zkapalněného dusíku. Nádoba 21 je s výhodou rovněž tepelně izolována, například perlitem. Nádoba 23 na led, která má tvar koše, je ve směru šipky 2A shora zavěsitelná do vnitřního prostoru 22 nádoby . 21 pro zkapalněný plyn pomocí provazového kladkostroje 25 a stejným zařízením je z tohoto prostoru 22 opět vyjímatelná. Stěna nádoby 23 na led a její dno jsou propustné pro zkapalněný plyn, takže u vložené nádoby 23 se zkapalněný plyn nachází

ΦΦΦΦ · · φ φφφφ • φφφ · · · φ · · φφφ β ·φ φφφ φ · φφ φφφφ φ i v její vnitřní části 26. Hladina zkapalněného plynu je označena vztahovou značkou 27.

Také zde se tryskou 29 nebo několika tryskami jemně rozprášená voda zavádí do vnitřní části 26 nádoby 23, kde se již popsaným způsobem přeměňuje na malé hluboko podchlazené ledové částečky. Propustné oblasti stěny nádoby 23 na led mají tak malý rozměr, že jimi nemohou procházet ledové částečky, ale jen zkapalněný plyn. Jakmile se po určité době v nádobě 23 vytvoří dostatečně velká dávka ledových částeček, vyjme se nádoba 23 na led z nádoby 21 pro zkapalněný plyn až do čárkovaně znázorněné polohy 30. V nádobě 23. na led se nacházející zkapalněný dusík nebo jiný zkapalněný plyn při vyjímání nádoby 23 stéká zpět do prostoru 22· Nádoba 23 pak může být okolo klopné osy 31 nakloněna do znázorněné polohy, čímž částečky ledu výstupním žlabem 32 přecházejí do skluzu 33, jehož konstrukce a funkce v podstatě odpovídá skluzu 11 popsanému u dříve uvedeného příkladného provedení.

Zkapalněný plyn, s výhodou dusík, se přivádí vedením 34 s dávkovacím ventilem 35 pro regulaci přiváděného množství. Odpovídající ventil je také uspořádán u provedení podle obr. 1 až 2a.

Všechny znázorněné a popsané znaky, jakož i jejich kombinace, představují podstatu řešení podle vynálezu.

Claims (20)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby ledových částeček z vody, vyznačující se tím, že se do kapiček rozdělená voda vstřikuje do lázně ze zkapalněného plynu, načež se ledové částečky tvaru zmrzlých kapiček vody z lázně odstraňují .
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zkapalněný plyn je zkapalněný dusík.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se voda přivádí do lázně jako rozstřikovaná nebo rozprašovaná.
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se ledové částečky z lázně odstraňují proséváním nebo odcezováním.
5. 5. Zařízení k provádění způsobu podle některého z nároků

   1 až 4, vyznačující se tím, že obsahuje nádobu (1; 21) pro zkapalněný plyn, v nádobě (1; 21) nebo na nádobě (1; 21) uspořádané prostředky (5;

   29) pro rozprašování vody a zavádění rozprášené vody (2) do zkapalněného plynu, prostředky (3, 4; 34, 28) pro přivádění zkapalněného plynu a vody do nádoby (1; 21) a prostředky pro vyjímání ledových částeček ze zkapalněného plynu.
6. 6. Zařízeni podle nároku 5, vyznačující se tím, že nádoba je buben (1) otočný okolo vodorovně probíhající osy (A-A), nad dolní Částí bubnu (1), obsahující zkapalněný plyn, je v podstatné části délky (L) bubnu (1) uspořádáno rozprašovací zařízení (5) pro rozprašování vody směrem dolů do zkapalněného plynu, a zařízení je opatřeno prostředky (14) pro nabírání ledových částeček ze zkapalněného plynu a dopravními prostředky (8, 11) pro odvádění ledových částeček z bubnu (1).
7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že jako prostředky pro nabírání ledových částeček jsou v zařízení uspořádány oběžné naběrací misky (14), které jsou opatřeny otvory takové velikosti, že umožňují průchod zkapalněného plynu, nikoliv však průchod ledových částeček.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že naběrací misky (14) jsou upevněny na vnitřní straně obíhajícího bubnu (1).
9. 9. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že zařízení pro dopravu ledových částeček z bubnu (1) je šnekový dopravník (8), který je uspořádán v axiálním směru (A-A) v bubnu (1) a nachází se v odkládací oblasti naběrácích prostředků (14).
10. 10. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 9, vyznačující se tím, že střední podélná osa šnekového dopravníku (8) je totožná bud se střední podélnou osou (A-A) bubnu (1) nebo je vzhledem k této ose výstředně přesazena směrem vzhůru.
11. 11. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 10, vyznačující se tím, že buben (1) s naběracími prostředky (14) a šnekový dopravník (8) mají rozdílný počet otáček.
12. 12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že je opatřeno společným pohonem (17) s různými převody (18; 19) pro otáčení bubnu (1) s naběracími prostředky (14) a pro otáčení šnekového dopravníku (8).
13. 13. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že obsahuje směrem vzhůru otevřenou nádobu (21), v jejímž vnitřním prostoru (22) je zkapalněný plyn, přičemž je do této nádoby (21) zaústěno vedení (34) pro přívod zkapalněného plynu, a dále obsahuje nádobu (23) na led, zápustitelnou do nádoby (21) pro zkapalněný plyn, přičemž stěny nádoby (23) na led umožňují průchod zkapalněného plynu, nikoliv však průchod ledových částeček, a zařízení pro rozprašování vody (28, 29) do nádoby (23) na led, vložené do nádoby (21) obsahující zkapalněný plyn, uspořádané nad volně přístupnou hladinou zkapalněného plynu.
14. 14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že je opatřeno zvedacím zařízením (25) pro vkládání nádoby (23) na led do nádoby (21) na zkapalněný plyn a pro její opětné vyjímání z této nádoby (21).
15. 15. Zařízení podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že je opatřeno prostředky pro vyprazdňování nádoby (23) na led, vyňaté z nádoby (21) pro zkapalněný plyn.
16. 16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že nádoba (30) na led je výkyvná okolo klopné osy (31) kolmé na její podélnou osu a ve směru vyprazdňování je opatřena skluzem (33) nebo jiným zařízením pro odvádění ledových částeček.
17. 17. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 16, vyznačující se tím, že je v příslušných vedeních (3; 34) opatřeno regulačními ventily (35) pro dávkování přívodu zkapalněného plynu.
18. 18. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 17, vyznačující se tím, že je opatřeno přívodem (16) plynu pro vyprazdňování zařízení (5; 29) pro rozprašování vody po ukončení provozu.
19. 19. Použití ledových částeček vyrobených podle nároků 1 až 4 pro úpravu teploty čerstvého betonu, zejména pro vý- • · · * · * * • · · · · · · ··

    9 ·· ··* · · ♦· b · · · 9 · ·· tf ·« ···♦ • b ·· •b ·>

    ··· ·· • bb • · ·· robu chlazeného čerstvého betonu.
20. 20. Použití podle nároku 19, vyznačující se tím, že ledové částečky o určité teplotě a v dávkovaném množství se přidávají do suché betonové směsi, se kterou se důkladně promísí, a teprve potom se do směsi přidává voda pro výrobu tekutého betonu, a to v množství, které vzhledem k celkovému potřebnému množství vody je menší o odpovídající množství vody obsažené v dávkách přidaných ledových částeček.