DE2514420A1

DE2514420A1 - Pipe for transporting concrete paste - has collar for intermittent injection of friction-reducing liquid

Info

Publication number: DE2514420A1
Application number: DE19752514420
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Schlecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1975-04-02
Publication date: 1976-10-21

Abstract

The system is for transport or pumping of a viscous mass such as fresh concrete, by means of a pump through a feed pipe system to a place where it is to be used. There are small amounts of a friction-reducing fluid pressed or pumped under pressure between the inner wall of the feed supply pipe (1) and the layer of material which is sliding along the surface of the inner wall of the feed supply pipe (1). This lubricating fluid is pressurised and let into the pipe (1) at intermittent intervals through oblique channels (2) through the collar (3) from a pipe (4).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Fördern breiiger Massen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von breiigen, zähflüssigen Massen, wie z.B. Beton, in einer von einer Pumpe zur Verarbeitungsstelle der Nassen fuhrenden Leitung sowie eine Vorrichtung bzw. eine in besonderer Weise ausgebildete Förderleitung zur Durchführung des Verfahrens. Method and device for conveying pasty masses The invention relates to a method for conveying pasty, viscous masses such as concrete, in a line leading from a pump to the processing point of the wet as well a device or a specially designed conveying line for implementation of the procedure.

Bein Fördern verhältnismäßig steifer zähflüssiger Massen tritt insbesondere aufgrund des Reibungswiderstandes der geförderten Massen an der Innenwandung der Förderleitung schon nach verhältnismäßig kurzer Förderstrecke ein merklicher Druckabfall auf, der nur durch eine Vergrößerung des Querschnittes der Förderleitung, durch eine Erhöhung des Förderdrucks der Pumpen oder auch durch Zugabe von Flüssigkeit,- insbesondere Wasser, zu der geförderten Masse ausgeglichen werden kann.When conveying relatively stiff viscous masses occurs in particular due to the frictional resistance of the conveyed masses on the inner wall of the Delivery line already after a relatively short conveyor line noticeable pressure drop, which is only caused by an increase in the cross-section of the Delivery line, by increasing the delivery pressure of the pumps or by adding of liquid, - especially water, to be balanced to the conveyed mass can.

Allen diesen Möglichkeiten sind jedoch technische und auch wirtschaftliche Grenzen gesetzt.However, all of these possibilities are technical and also economic There are limits.

Die Zugabe von zusätzlichem Mischwasser würde im Falle des Betons die spätere Festigkeit des Betons in unzulässiger Weise herabsetzen oder zusätzliche Zementbeigaben erforderlich machen. Die Zugabe von speziellen Verflüssigern zu der Betonmischung wäre nicht nur verhältnismäßig teuer, sondern würde möglicherweise auch zu unerwünschten Erscheinungen in Abbindeprozess oder auch zu einer Qualitätsverminderung im Festbeton führen.The addition of additional mixed water would be in the case of the concrete reduce or add to the later strength of the concrete in an impermissible manner Make additions of cement necessary. The addition of special condensers to the Concrete mixing would not only be relatively expensive, but potentially would also to undesirable phenomena in the setting process or to a reduction in quality lead in hardened concrete.

Auch der Förderdruck der Pumpen kann nicht beliebig erhöht werden, wie auch eine Vergrößerung des Leitungsquerschnittes zu einer Erhöhung des Gewichts einer Förderleitung führen würde, die eine erhebliche Verstärkung der die Förderleitung unterstützenden Organe, beispielsweise der Ausleger von Kranen erforderlich machen würde.The delivery pressure of the pumps cannot be increased at will either, as well as an enlargement of the line cross-section to an increase in weight a delivery line would result in a significant reinforcement of the delivery line supporting organs, for example the jibs of cranes would.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Reibungswiderstand der zu fördernden Masse an der Innenwandung einer starren oder auch biegsamen Leitung zu verringern, ohne die im vorstehenden aufgeführten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.The invention is therefore based on the object of reducing the frictional resistance the mass to be conveyed on the inner wall of a rigid or flexible line to reduce without accepting the disadvantages listed above have to.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen die Innenwandung der Förderleitung und die an der Innenwandung gleitende Schicht der geförderten Masse verhältnismäßig kleine Mengen einer die Gleitreibung vermindernden Flüssigkeit eingepresst werden. Das Einpressen kann hierbei kontinuierlich oder auch intermittierend erfolgen.According to the invention this is achieved in that between the inner wall the conveying line and the layer of the conveyed that slides on the inner wall Mass is relatively small amounts of a fluid that reduces sliding friction be pressed in. Pressing in can be continuous or intermittent take place.

Zu diesem Zweck sind am Umfang der Förderleitung die Wandung durchdringende Bohrungen vorgesehen, die an eine oder mehrere, unter Druck stehende Zuleitungen angeschlossen sind. Die Bohrungen sind zweckmäßigerweise gleichmäßig über den Umfang der Förderleitung verteilt und münden im wesen lichen tangential zur Innenwandung in die Förderleitung ein, um eine sich mit der zu fördernden Masse bewegende Grenzschicht zu bilden. Zur Ausbildung einer solchen Grenzschicht Pn ist es vorteilhaft, wenn die Bohrung nicht in einer Radialebene angeordnet sind, sondern mit den Längsmantellinien der Förderleitung einen spitzen Winkel bilden.For this purpose, the wall penetrating the circumference of the delivery line Boreholes provided to one or more pressurized feed lines are connected. The holes are expediently uniform over the circumference the delivery line and flow essentially tangentially to the inner wall into the conveying line to create a boundary layer moving with the mass to be conveyed to build. To form such a boundary layer Pn, it is advantageous if the bore is not arranged in a radial plane, but with the longitudinal surface lines the delivery line form an acute angle.

Um die eingepresste Flüssigkeit gleichmäßig auf den ganzen Umfang der zu bildenden Grenzschicht zu verteilen, sind an der Innenwandung der Förderleitung an die Bohrungen sich anschließende Nuten vorgesehen, die einen schraubenförmigen Verlauf aufweisen und sich unter gleichzeitiger Abflachung verbreitern.Around the injected liquid evenly over the entire circumference to be distributed to the boundary layer to be formed are on the inner wall of the delivery line provided on the bores adjoining grooves which have a helical shape Show course and widen with simultaneous flattening.

Beim Fördern einer verhältnismäßig steifen Betonmischung bildet sich in der Regel sehr bald eine Grenzschicht aus, sobald der Beton eine Förderstrecke mit konstantem Rohrquerschnitt durchlaufen hat. Diese Grenzschicht besteht vorwiegend aus Zementleim und Feinstmörtel. Bei Mischungen, die nur wenig Feinstsand oder Zement enthalten, d.h. leicht ausbluten, bildet sich sehr rasch eine fast-nur aus Wasser bestehende Grenzschicht aus. Hieraus erklärt sich auch die Erscheinung, daß feinstteilarme Betonmischungen nur einen verhältnismäßig geringen Förderdruck benötigen.When pumping a relatively stiff concrete mix, it forms Usually a boundary layer forms very soon as soon as the concrete has a conveyor line has traversed with a constant pipe cross-section. This boundary layer predominantly exists made of cement paste and fine mortar. For mixtures that only have a little fine sand or cement contain, i.e. bleed easily, a very quickly forms almost exclusively from water existing boundary layer. This also explains the phenomenon that very fine parts are poor Concrete mixes only need a relatively low delivery pressure.

Die in immer höherem Maße angewendeten hochwertigen Betonmischungen führen daher zu sehr hohen Betonförderdrücken.The high-quality concrete mixes used to an increasing extent therefore lead to very high concrete delivery pressures.

Dies ist insbesondere auch darauf zurückzuführen, daß der hohe Gehalt an Zement und Feinstsand das Wasser stark bindet. Aus diesem Grund kann sich am Umfang des über den gesamten Leitungsquerschnitt mit gleicher Geschwindigkeit fließenden Betons keine reibungsarme wässrige Grenzschicht ausbilden. Diese Schicht besteht vielmehr aus zähem Zementleim, der einen verhältnismäßig großen Reibungswiderstand ergibt. Dieser könnte nur durch höhere Wasserzugabe verringert werden, was jedoch aus den vorgenannten Gründen bei den hohen, an die derzeitige Betonbauweise gestellten Anforderungen nicht möglich ist.This is due in particular to the fact that the high content the water binds strongly to cement and fine sand. For this reason, the Scope of over the whole Cable cross-section at the same speed flowing concrete do not form a low-friction aqueous boundary layer. This layer Rather, it consists of tough cement paste, which has a relatively large frictional resistance results. This could only be reduced by adding more water, which however for the reasons mentioned above with the high, placed on the current concrete construction Requirements is not possible.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden jedoch nur sehr kleine Wassermengen in die Grenzschicht eingeleitet, wobei praktisch die gesamte Masse des sich gleichmäßig bewegenden Betons in seiner Konsistenz nicht verändert wird. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß praktisch innerhalb des Strömungsquerschnittes keine Geschwindigkeitsunterschiede bestehen und sich daher die die Grenzschicht bildende Masse mit der Hauptmasse des Betons nicht vermischt. Bei zähem Beton wird die Strömungsgeschwindigkeit in einer Grenzschicht von ca. 2 - 3 mm zur Rohrwandung hin abgebaut.In the method according to the invention, however, only very small Quantities of water introduced into the boundary layer, with practically the entire mass of the evenly moving concrete is not changed in its consistency. This is due in particular to the fact that practically within the flow cross-section there are no speed differences and therefore the boundary layer forming mass not mixed with the main mass of concrete. In the case of tough concrete the flow velocity in a boundary layer of approx. 2 - 3 mm to the pipe wall dismantled.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verringert sich die Stärke dieser Grenzschicht auf einen Bruchteil ihrer Dicke und wird praktisch nur durch einen Wasserfilm gebildet. Hierdurch kann der Förderdruck zur Erreichung derselben Fördergeschwindigkeit um etwa 30 bis 50 % herabgesetzt werden.When the method according to the invention is carried out, it is reduced the strength of this boundary layer to a fraction of its thickness and becomes practical formed only by a film of water. This allows the delivery pressure to be achieved the same Conveying speed reduced by about 30 to 50% will.

Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt sich insbesondere bei Rohrleitung von verhältnismäßig großem Querschnitt günstig aus. Bei solchen Rohrleitungen ist die eingespritzte Menge Flüssigkeit im Verhältnis zur Gesamtmenge des geförderten Betons sehr gering und die Grenzschicht wird infolge der kleineren Strömungsgeschwindigkeit auch länger aufrechterhalten.The method according to the invention is particularly effective in pipelines from a relatively large cross-section. With such pipelines is the amount of liquid injected in relation to the total amount of the pumped liquid Concrete very low and the boundary layer is due to the lower flow velocity also sustained longer.

Man kann jedoch die angestrebte Wirkung einer Verminderung des Gleitreibungswiderstandes dadurch erhöhen, daß dem Wasser geringe Menge eines sogenannten Betonverflüssigers beigegeben werden. Da bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht der gesamte Betonfluß mit dem Betonverflüssiger vermischt wird, sondern nur die ein geringes Volumen einnehmende Grenzschicht, genügt schon eine verhältnismäßig geringe Menge an Betonverflüssiger, die sonst praktisch wirkungslos wäre, um eine erhebliche Wirkung zu erzielen. Diese Mengen sind daher beim Einbau des Betons in die Schalung ohne Bedenken vernachlässigbar.However, the desired effect of reducing the sliding friction resistance can be achieved increase by adding a small amount of a so-called concrete liquefier to the water be added. Since when carrying out the method according to the invention not the entire concrete flow is mixed with the concrete liquefier, but only the one If the boundary layer occupies a small volume, a relatively small one is sufficient Amount of plasticizer that would otherwise be practically ineffective to a significant To make an impact. These quantities are therefore when the concrete is installed in the formwork negligible without concern.

Der gleichmäßigen Versorgung der einzelnen Bohrungen kommt eine besondere Bedeutung zu, so daß entsprechende Vorkehrungen bei der Dosierung und Zuführung der Druckflüssigkeit getroffen werden müssen. Hierzu können bekannte Mehrfach-Dosierpumpen Verwendung finden, die vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Betonpumpe ein- und ausgeschaltet werden.The uniform supply of the individual bores comes with a special one Significance too, so take appropriate precautions for dosing and feeding the hydraulic fluid must be met. Known multiple metering pumps can be used for this purpose Find use that advantageously one and at the same time with the concrete pump turned off.

Der erfindungsgemäße Weg zur Verringerung des Gleitreibungswiderstandes ist auch deshalb dem anderen Weg, den relativen Gleitreibungswiderstand durch Vergrößerung des Leitungsquerschnitts zu verringern, überlegen, weil bei großen Leitungsquerschnitten zum einen mit geringeren Fördergeschwindigkeiten gearbeitet werden muß, was die Gefahr einer vorzeitigen Abbindung des Betons mitsichbringt, und zum anderen die verhältnismäßig hohen Druckkräfte sich mit Schnellkupplungen nicht mehr zufriedenstellend beherrschen lassen. Gegenüber allen anderen Vorschlägen konnten mit den Mitteln der Erfindung bei gleicher Pumpenleistung die größten Entfernungen und die höchsten Höhenbeim Vergießen des Betons erzielt werden.The inventive way to reduce the sliding friction resistance is therefore also the other way, the relative sliding friction resistance through enlargement to reduce the cross-section of the cable is preferable, because with large cable cross-sections on the one hand with lower conveying speeds must be worked, what the The risk of the concrete setting prematurely, and on the other hand the relatively high pressure forces are no longer satisfactory with quick-release couplings let control. Opposed to all other proposals were unable to use the funds of the invention with the same pump performance the greatest distances and the highest Heights can be achieved when pouring the concrete.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrleitung in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rohrelements, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Element, Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten Rohrelement in einem Achsenlängsschnitt.In the drawing, an embodiment of one according to the invention is shown formed pipeline in a schematic manner shown. It Fig. 1 shows a side view of a tubular element, Fig. 2 shows a vertical section by the element shown in Fig. 1, Fig. 3 shows a section from the one shown in Fig. 1 shown tubular element in an axial longitudinal section.

Um das Rohrelement 1 ist an der Stelle, an der die Rohrwandung von Bohrungen 2 durchsetzt wird, ein Ringkanal 3 gelegt, der einen Stutzen 4 zum Anschluß an eine nicht dargestellte Druckleitung aufweist. Besteht der Ringkanal aus biegesteifem Material, so ist er aus zwei Teilen zusammengesetzt, deren stirnseitigen Flansche miteinander verschraubt oder auch mittels eines Schnellverschlusses miteinander verbunden sind.To the pipe element 1 is at the point where the pipe wall of Bores 2 is penetrated, an annular channel 3 is placed, which has a nozzle 4 for connection having a pressure line, not shown. The ring channel consists of rigid Material, it is composed of two parts, their front flanges screwed to one another or also to one another by means of a quick-release fastener are connected.

Claims

Expectations

experienced in pumping pasty, viscous masses such as concrete in lines leading from a pump to the processing point, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that between the inner wall of the delivery line (1) and the layer sliding on the inner wall relatively small amounts of one the friction-reducing fluid are pressed in.

2. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c It does not mean that the liquid is injected intermittently.

3. Delivery line for carrying out the method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that on the circumference of the delivery line (1) Bores (2) are provided which are connected to one or more supply lines are.

4. Delivery line according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the bores (2) evenly over the circumference of the delivery line (1) are arranged in a distributed manner.

5. Delivery line according to claims 3 and 4, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the bores (2) are essentially tangential to the inner wall open into the delivery line (1).

6. Delivery line according to claims 9 to 5, d a -d u r c h g e k It is noted that the bores (2) align with the longitudinal surface lines of the delivery line (1) Form an acute angle.

7. Delivery line according to claims 3 to 6, d a -d u r c h g e k It is noted that the holes (2) on the inner wall are each widening and flattening groove open.