EP0914583A1 - Process and device for producing ice particles from water and use of the thus produced ice particles - Google Patents

Process and device for producing ice particles from water and use of the thus produced ice particles

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EP0914583A1
EP0914583A1 EP97938836A EP97938836A EP0914583A1 EP 0914583 A1 EP0914583 A1 EP 0914583A1 EP 97938836 A EP97938836 A EP 97938836A EP 97938836 A EP97938836 A EP 97938836A EP 0914583 A1 EP0914583 A1 EP 0914583A1
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EP
European Patent Office
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container
water
liquid gas
liquid
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97938836A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Reichel
Herbert Stobrawe
Peter Iff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
Original Assignee
Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG filed Critical Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
Publication of EP0914583A1 publication Critical patent/EP0914583A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/002—Water
    • C04B22/0053—Water added in a particular physical form, e.g. atomised or in the gas phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/06—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a liquid medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/12—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in rotating drums
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/06—Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
    • C04B40/0683—Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients inhibiting by freezing or cooling

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of the main claim and an arrangement for performing the method and the use of the ice particles produced.
  • incoherent small and smallest ice particles are obtained in the form of water dripped in droplets, which have a granular, pourable structure and do not stick together. They are also colder than -100 * C when using liquid nitrogen as the liquid gas. These ice particles with a diameter of less than 1 cm, preferably less than 1 mm, can be further processed as pourable material.
  • the ice particles can advantageously be produced by spraying water droplets into the liquid gas by means of a finely atomizing water spray. After that, the frozen ice particles only have to be removed using a sieve of appropriate mesh size.
  • an arrangement is provided according to the invention, which is characterized by a container for holding the liquid gas, means provided in the container for atomizing water and introducing the atomized water into the liquid gas, by means for supplying the liquid gas and the water into the container and by means for bringing the frozen water particles out of the liquid gas.
  • FIG. 2a a cross section through the screw conveyor with housing
  • Fig. 3 another embodiment of the invention in longitudinal section.
  • a container in the form of a preferably heat-insulated drum 1, which can be rotated about its horizontally running longitudinal axis A-A.
  • Liquid nitrogen and line 4 water can be introduced into the drum 1 with the line 3.
  • the water introduction ends in spray nozzles 5, which are distributed over the length L of the interior of the drum 1 in such a way that the bath 6 located in the lower region of the drum is made of liquid gas, preferably liquid nitrogen, by means of the nozzles 5 from above with finely sprayed Water 2 can be applied.
  • the surface of the gas bath 6 is numbered 7.
  • a screw conveyor 8 is provided, which supplies the material of the ice particles formed in the bath 6 to it by scoops 14 leads to the outside in the direction of arrow 10, so that it reaches the schematically indicated container 12 via a slide 11.
  • the container 12 can be the mixing container of a concrete mixing vehicle or a container containing the additives.
  • the above-mentioned eccentricity is preferably selected such that the longitudinal axis of the screw conveyor 8 is located at a corresponding distance above the longitudinal central axis AA of the drum 1.
  • the small water particles 2 generated by the spray nozzles 5 are frozen in the bath 6 to form a correspondingly small ice particle.
  • the scooping bowls 14 rotating in the direction of the arrow 13 are provided. For reasons of structural simplicity, these shells 14 are firmly connected to the drum 1 and circulate with it. In the present exemplary embodiment, two scooping bowls 14 are provided, which are offset by 180 degrees in the direction of rotation 13. When passing through the bath 6, these scoops grab the ice particles formed therein, scoop them out of the liquid bath 6 and place them in the screw conveyor 8.
  • the housing 15 of the screw conveyor is open in its upper region for unloading the ice particles from the scoops 14 (FIG. 2a); while the lower region of the housing 15 is closed and prevents the ice particles from falling back into the bath 6.
  • the scoops 14 can have very small slits or openings in their diameter or width which allow the bath liquid 6 to pass through, but not the ice particles formed therein. This prevents the scoops 14 from still carrying liquid gas when they leave the bath 6.
  • a supply 16 of gaseous nitrogen or the like to the water line 4 is provided in order to prevent the ice from being interrupted or terminated. manufacture freeze the nozzles 5. For this purpose, any remaining water is removed using the gaseous nitrogen.
  • An electric motor drive 17 drives the drum 1 and the scoops 14 via a belt drive 18 as well as the screw conveyor 8 via a belt drive 19. Regulation of the speed of the belt drive 18 and the belt drive 19 can be provided (not shown in detail in the drawing).
  • the supply of water can be clocked with a solenoid valve 20 in line 4 so that water is only sprayed out of the nozzles 5 when the scoops 14 are not directly in the area of the spray jet 2.
  • a further regulation can be provided with regard to the height of the surface level of the bath with the aim of controlling this height and keeping it at a certain value.
  • the desired temperature of the cooled concrete mixture to be produced can be achieved relatively precisely by appropriately adjusting the amount of ice particles supplied.
  • ice particles that can be produced in continuous operation with the arrangement according to FIGS. 1 to 2a with a maximum diameter of 10 mm and a temperature which is below 100 degrees C, generally about -180 degrees C, can be used according to the exemplary embodiment described below Fig. 3 can also be made with an arrangement that in discontinuous operation, ie batch operation.
  • finely atomized water is converted into the ice particles described above in a cryogenic liquefied gas, preferably nitrogen.
  • FIG. 3 shows a liquid gas container 21, preferably made of steel, in the interior 22 of which the bath of liquid gas, preferably liquid nitrogen, is located.
  • the container 21 is preferably also heat insulated, e.g. with perlite.
  • a basket-like ice cream container 23 can be suspended from above in the direction of arrow 24 into the interior 22 of the liquid gas container 21 by means of a cable 25 and pulled out again.
  • the wall of the ice container and its base are permeable to the liquid gas, so that when the egg container is inserted, the liquid gas is also located in the interior 26 thereof.
  • the liquid level of the liquefied gas is numbered 27.
  • the liquid gas preferably nitrogen
  • the liquid gas is supplied through a line 34 with a metering valve 35 for regulating the quantity supplied.
  • a corresponding metering valve is also present in the embodiment according to FIGS. 1 - 2a.

Abstract

A process for producing ice particles from water is characterised in that water is distributed dropwise into a bath of liquid gas and in that the ice particles are removed from the bath in the form of dropwise frozen water. Also disclosed is a device for carrying out the process and the use of the ice particles for cooling concrete.

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON EISPARTIKELN AUS WASSER SOWIE EINE ANORDNUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS UND VERWENDUNG DER HERGESTELLTEN EISPARTIKELMETHOD FOR PRODUCING ICE PARTICLES FROM WATER, AND AN ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT THE METHOD AND USE OF THE PRODUCED ICE PARTICLES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und die Verwendung der hergestellten Eispartikel.The invention relates to a method according to the preamble of the main claim and an arrangement for performing the method and the use of the ice particles produced.
Es ist problematisch, wenn eine flüssige Betonmischung aus Kies, Zement und Wasser eine bestimmte Temperatur überschreitet, da ansonsten der Beton nicht in der erforderlichen Weise abbindet. Dann besteht die Gefahr, daß sich Risse bilden.It is problematic if a liquid concrete mix of gravel, cement and water exceeds a certain temperature, otherwise the concrete will not set in the required way. Then there is a risk of cracks forming.
So ist es bekannt, dem flüssigen Beton plattenförmiges Eis beizumengen. Dies hat zum einen den Nachteil, daß Eis nur eine Temperatur von wenigen Minuεgraden hat, zum anderen lösen sich die großen Eiεplatten nur langsam innerhalb der Betonmischung auf. Von Nachteil ist daher die entsprechend große Menge an Eisplatten, die zugegeben werden muß, um eine bestimmte Kühlung zu erreichen. Zum anderen wird eine gleichmäßige Verteilung des Eiswassers der schmelzenden Eisplatten in der Betonmischung schlecht erreicht. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Herstellung von Eispartikeln aus Wasser und deren Verwendung vorzuschlagen, mit dem nicht zusammenhängende Eispartikel von beträchtlichen Minusgraden der Größenordnung von tiefer als -50°C erhalten werden können.It is known to add plate-shaped ice to the liquid concrete. On the one hand, this has the disadvantage that ice has a temperature of only a few degrees, on the other hand, the large egg plates dissolve only slowly within the concrete mixture. A disadvantage is therefore the correspondingly large amount of ice sheets that must be added to achieve a certain cooling. On the other hand, a uniform distribution of the ice water of the melting ice slabs in the concrete mixture is poorly achieved. The invention is therefore based on the object of proposing a method and an arrangement for producing ice particles from water and their use, with which non-contiguous ice particles of considerable degrees of minus of the order of less than -50 ° C. can be obtained.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wasser tröpfchenweise verteilt in ein Bad aus flüssigem Gas, vorzugsweise flüssigem Stickstoff eingegeben wird und daß die in Form des tröpfchenweise gefrorenen Wassers entstandenen Eispartikel aus dem Bad entfernt werden.This object is achieved according to the invention in a generic method according to the preamble of the main claim in that the water is introduced dropwise into a bath of liquid gas, preferably liquid nitrogen, and the ice particles formed in the form of the dropwise frozen water are removed from the bath.
Hierdurch werden nicht zusammenhängende kleine und kleinste Eispartikel in Form des tröpfchenweise gefrorenen Wasser erhalten, die eine körnige schüttbare Struktur aufweisen und nicht zusammenkleben. Sie sind außerdem bei Verwendung von flüssigem Stickstoff als flüssiges Gas kälter als -100* C. Diese Eispartikel mit einem Durchmesser von weniger als 1 cm, vorzugsweise von weniger als 1 mm können als schüttbares Gut weiterverarbeitet werden.In this way, incoherent small and smallest ice particles are obtained in the form of water dripped in droplets, which have a granular, pourable structure and do not stick together. They are also colder than -100 * C when using liquid nitrogen as the liquid gas. These ice particles with a diameter of less than 1 cm, preferably less than 1 mm, can be further processed as pourable material.
Von ganz besonderem Vorteil, ist es, die Eispartikel zur Einstellung der Frischtemperatur zur Herstellung von gekühltem Frischbeton einzusetzen, wobei die Eispartikel mit bestimmter Temperatur in dosierter Menge der trockenen Betonmischung zugegeben und mit dieser innig durchmischt werden. Erst danach wird das Maß Wasser zur Herstellung des flüssigen Betons in einer Menge zugegeben, die - bezüglich der Gesamtmenge an Wasser - um die der dosierten Menge der zugegebenen Eispartikel entsprechenden Menge an Wasser vermindert ist. Mit Vorteil lassen sich die getrockneten Eispartikel dadurch herstellen, daß mittels einer fein zerstäubenden Wasserbrause Wassertröpfchen in das flüssige Gas eingsprüht wird. Danach müssen die gefrorenen Eispartikel nur mittels eines Siebs entsprechender Maschenweite entfernt werden.It is of particular advantage to use the ice particles to adjust the fresh temperature for the production of chilled fresh concrete, the ice particles being added to the dry concrete mixture at a certain temperature in a metered amount and thoroughly mixed with it. Only then is the amount of water added to produce the liquid concrete in an amount which - in relation to the total amount of water - is reduced by the amount of water corresponding to the metered amount of the added ice particles. The dried ice particles can advantageously be produced by spraying water droplets into the liquid gas by means of a finely atomizing water spray. After that, the frozen ice particles only have to be removed using a sieve of appropriate mesh size.
Ferner ist erfindungsgemäss eine Anordnung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch einen Behälter zur Aufnahme des flüssigen Gases, im Behälter vorgesehene Mittel zum Zerstäuben von Wasser und Einbringen des zerstäubten Wassers in das flüssige Gas, durch Mittel zur Zuführung des flüssigen Gases und des Wassers in den Behälter und durch Mittel zum Herausbringen der gefrorenen Wasserteilchen aus dem flüssigen Gas. Derartige Anordnungen lassen sich mit relativ geringem Aufwand bauen und betreiben.Furthermore, an arrangement is provided according to the invention, which is characterized by a container for holding the liquid gas, means provided in the container for atomizing water and introducing the atomized water into the liquid gas, by means for supplying the liquid gas and the water into the container and by means for bringing the frozen water particles out of the liquid gas. Such arrangements can be built and operated with relatively little effort.
Eine kontinuierlich arbeitende Anordnung und ferner eine im Chargenbetrieb arbeitende Anordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.A continuously operating arrangement and also an arrangement working in batch operation are characterized in the subclaims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachstehenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung der erfindungsge ässen Anordnung beschrieben. In der im wesentlichen schematischen Zeichnung zeigt:Further details and advantages of the invention are described in the further subclaims, and in the description below and the associated drawing of the arrangement according to the invention. The essentially schematic drawing shows:
Fig. 1: eine erste Auεführungsform der Erfindung im Längsschnitt,1: a first embodiment of the invention in longitudinal section,
Fig. 2: einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1,2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 2a: einen Querschnitt durch den Schneckenförderer mit Gehäuse, Fig. 3: eine weitere Ausführungsform der Erindung im Längsschnitt .2a: a cross section through the screw conveyor with housing, Fig. 3: another embodiment of the invention in longitudinal section.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist ein Behälter in Form einer bevorzugt wärmeisolierten Trommel 1 vorgesehen, die um ihre waagerecht verlaufende Längsachse A-A drehbar ist. In die Trommel 1 iεt mit der Leitung 3 flüεsiger Stickstoff und mit der Leitung 4 Wasser einführbar. Die Wassereinführung endet in Spritzdüsen 5, die so über die Länge L des Innenraumes der Trommel 1 verteilt sind, dass das im unteren Bereich der Trommel befindliche Bad 6 aus flüssigem Gas, bevorzugt aus flüssigem Stickstoff, mittels der Düsen 5 von oben her mit fein versprühtem Wasser 2 beaufschlagt werden kann. Die Oberfläche des Gasbades 6 ist mit Ziffer 7 beziffert.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a container is provided in the form of a preferably heat-insulated drum 1, which can be rotated about its horizontally running longitudinal axis A-A. Liquid nitrogen and line 4 water can be introduced into the drum 1 with the line 3. The water introduction ends in spray nozzles 5, which are distributed over the length L of the interior of the drum 1 in such a way that the bath 6 located in the lower region of the drum is made of liquid gas, preferably liquid nitrogen, by means of the nozzles 5 from above with finely sprayed Water 2 can be applied. The surface of the gas bath 6 is numbered 7.
Entweder konzentrisch zur Trommel 1, d.h. mit einer Mittel- längεachse, die mit der Achεe A-A der Trommel zusammenfällt, bevorzugt aber exzentrisch zu der vorgenannten Achse A-A ist ein Schneckenförderer 8 vorgesehen, der das von Schöpfschalen 14 ihm aufgegebene Gut der im Bad 6 gebildeten Eispartikel in Pfeilrichtung 10 nach aussen führt, so dass es über eine Rutεche 11 in den schematisch angedeuteten Behälter 12 gelangt. Der Behälter 12 kann der Mischbehälter eines Betonmischfahrzeuges oder ein die Zuschlagstoffe aufweisender Behälter sein. Die o.g. Exzentrizität ist bevorzugt so gewählt, dass die Längε ittel- achεe der Förderεchnecke 8 um einen entεprechenden Abεtand über der Längsmittelachse A-A der Trommel 1 sich befindet. Hierdurch wird unterhalb der Förderschnecke 8 mehr Platz für die Unterbringung des Bades 6, für die Mittel der Wasserzufuhr und für das Zerstäuben des Wassers auf die Badoberfläche geschaffen. Wie eingangs bereits erläutert, werden die durch die Sprühdüsen 5 erzeugten kleinen Wasserpartikel 2 im Bad 6 zu einem entsprechend kleinen Eispartikel gefroren. Es sind die in Pfeilrichtung 13 umlaufenden Schöpfschalen 14 (siehe Fig. 2) vorgesehen. Diese Schalen 14 sind aus Gründen der baulichen Einfachheit mit der Trommel 1 fest verbunden und laufen mit ihr um. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei, in Drehrichtung 13 um 180 Grad zueinander versetzte Schöpfschalen 14 vorhanden. Beim Durchlaufen des Bades 6 ergreifen diese Schöpfschalen die sich darin gebildeten Eispartikel, schöpfen sie aus dem Flüssigkeitsbad 6 heraus und legen sie in den Schneckenförderer 8 ab. Hierzu ist das Gehäuse 15 des Schneckenförderers in seinen oberen Bereich für das Abladen der Eispartikel aus den Schöpfschalen 14 offen (Fig. 2a); während der untere Bereich des Gehäuses 15 geschlossen ist und ein Zurückfallen der Eispartikel in das Bad 6 verhindert .Either concentrically to the drum 1, ie with a central longitudinal axis coinciding with the axis AA of the drum, but preferably eccentrically to the aforementioned axis AA, a screw conveyor 8 is provided, which supplies the material of the ice particles formed in the bath 6 to it by scoops 14 leads to the outside in the direction of arrow 10, so that it reaches the schematically indicated container 12 via a slide 11. The container 12 can be the mixing container of a concrete mixing vehicle or a container containing the additives. The above-mentioned eccentricity is preferably selected such that the longitudinal axis of the screw conveyor 8 is located at a corresponding distance above the longitudinal central axis AA of the drum 1. This creates more space below the screw conveyor 8 for accommodating the bath 6, for the means of water supply and for atomizing the water onto the bath surface. As already explained at the beginning, the small water particles 2 generated by the spray nozzles 5 are frozen in the bath 6 to form a correspondingly small ice particle. The scooping bowls 14 rotating in the direction of the arrow 13 (see FIG. 2) are provided. For reasons of structural simplicity, these shells 14 are firmly connected to the drum 1 and circulate with it. In the present exemplary embodiment, two scooping bowls 14 are provided, which are offset by 180 degrees in the direction of rotation 13. When passing through the bath 6, these scoops grab the ice particles formed therein, scoop them out of the liquid bath 6 and place them in the screw conveyor 8. For this purpose, the housing 15 of the screw conveyor is open in its upper region for unloading the ice particles from the scoops 14 (FIG. 2a); while the lower region of the housing 15 is closed and prevents the ice particles from falling back into the bath 6.
Die Schöpfschalen 14 können in ihrem Durchmesser bzw. Breite sehr kleine Schlitze oder Öffnungen aufweisen, die zwar die Badflüssigkeit 6 durchlassen, nicht aber die darin gebildeten Eispartikel. Somit wird verhindert, dass die Schöpfschalen 14 noch Flüsεiggas mit sich führen, wenn sie das Bad 6 verlassen.The scoops 14 can have very small slits or openings in their diameter or width which allow the bath liquid 6 to pass through, but not the ice particles formed therein. This prevents the scoops 14 from still carrying liquid gas when they leave the bath 6.
Trifft das versprühte Wasser auf den flüsεigen Stickstoff auf, so verdunstet ein Teil dieses Stickstoffes. Diese gasigen Anteile werden über einen Ventilator gegen den Druck der Aussenatmosphäre in diese abgeleitet. Dieses Gas kann gegebenenfalls dazu benutzt werden, um Zuschlagstoffe (Kies u.s.w.) abzukühlen.If the sprayed water hits the liquid nitrogen, part of this nitrogen evaporates. These gaseous components are discharged into the outside atmosphere by a fan against the pressure. If necessary, this gas can be used to cool aggregates (gravel, etc.).
Ferner ist eine Zuführung 16 von gasförmigem Stickstoff oder dergleichen zur Waεεerleitung 4 vorgeεehen um zu verhindern, dass nach dem Unterbrechen oder Beenden der Eis- herstellung die Düεen 5 zufrieren. Hierzu werden noch vorhandene Wasserreste mittels des gasförmigen Stickstoffes entfernt.Furthermore, a supply 16 of gaseous nitrogen or the like to the water line 4 is provided in order to prevent the ice from being interrupted or terminated. manufacture freeze the nozzles 5. For this purpose, any remaining water is removed using the gaseous nitrogen.
Ein elektromotorischer Antrieb 17 treibt sowohl über einen Riementrieb 18 die Trommel 1 und die Schöpfschalen 14, als auch über einen Riementrieb 19 den Schneckenförderer 8 an. Es kann eine Regelung der Drehzahl des Riementriebes 18 und des Riementriebes 19 vorgesehen sein (im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt).An electric motor drive 17 drives the drum 1 and the scoops 14 via a belt drive 18 as well as the screw conveyor 8 via a belt drive 19. Regulation of the speed of the belt drive 18 and the belt drive 19 can be provided (not shown in detail in the drawing).
Die Zufuhr an Wasser kann mit einem Magnetventil 20 in der Leitung 4 so getaktet werden, dass nur dann Wasser von den Düsen 5 ausgesprüht wird, wenn sich die Schöpfschalen 14 nicht direkt im Bereich des Sprühstrahles 2 befinden.The supply of water can be clocked with a solenoid valve 20 in line 4 so that water is only sprayed out of the nozzles 5 when the scoops 14 are not directly in the area of the spray jet 2.
Eine weitere Regelung kann bezüglich der Höhe des Oberflä- chenspiegels des Bades vorgesehen sein mit dem Ziel, diese Höhe zu kontrollieren und auf einen bestimmten Wert zu halten.A further regulation can be provided with regard to the height of the surface level of the bath with the aim of controlling this height and keeping it at a certain value.
Sofern man weiss, wieviel für den Beton insgesamt an Miεch- stoffen (Zement, Wasser und Zuεchlagstoffe) zusammenkommt, kann man durch entsprechende Einstellung der Menge der zugeführten Eispartikel relativ genau eine gewünschte Temperatur der herzustellenden, gekühlten Betonmischung erreichen.Provided that one knows how much of the total mix of concrete (cement, water and aggregates) for the concrete, the desired temperature of the cooled concrete mixture to be produced can be achieved relatively precisely by appropriately adjusting the amount of ice particles supplied.
Die mit der Anordnung nach Fig. 1 bis 2a im kontinuierlichen Betrieb herstellbaren Eispartikel mit einem maximalen Durchmesser von 10 mm und einer Temperatur, die unterhalb 100 Grad C, in der Regel etwa bei -180 Grad C liegt, können gemäsε dem nachfolgend beschriebenen Auεführungsbeispiel der Fig. 3 auch mit einer Anordnung hergestellt werden, die im diskontinuierlichen Betrieb, d.h. Chargenbetrieb arbeitet. Auch hier wird fein verdüstes Wasser in einem tiefkalten verflüsεigten Gas, vorzugεweise Stickstoff, in die vorstehend beschriebenen Eispartikel umgewandelt.The ice particles that can be produced in continuous operation with the arrangement according to FIGS. 1 to 2a with a maximum diameter of 10 mm and a temperature which is below 100 degrees C, generally about -180 degrees C, can be used according to the exemplary embodiment described below Fig. 3 can also be made with an arrangement that in discontinuous operation, ie batch operation. Here, too, finely atomized water is converted into the ice particles described above in a cryogenic liquefied gas, preferably nitrogen.
Fig. 3 zeigt einen bevorzugt aus Stahl beεtehenden Flüssiggasbehälter 21, in dessen Innenraum 22 sich das Bad aus Flüssiggas, bevorzugt flüssigem Stickstoff, befindet. Der Behälter 21 ist bevorzugt ebenfalls wärmeisoliert, z.B. mit Perlite. Ein korbartiger Eisbehälter 23 ist von oben her in Pfeilrichtung 24 in den Innenraum 22 des Flüssiggaεbehäl- ters 21 mittels eines Seilzuges 25 einhängbar und wieder herausziehbar. Die Wandung des Eisbehälters und dessen Boden sind für das Flüssiggas durchlässig, so dasε bei eingebrachtem Eiεbehälter sich das Flüεsiggaε auch in dessen Innern 26 befindet. Der Flüsεigkeitsspiegel deε verflüεεig- ten Gaεes ist mit 27 beziffert.3 shows a liquid gas container 21, preferably made of steel, in the interior 22 of which the bath of liquid gas, preferably liquid nitrogen, is located. The container 21 is preferably also heat insulated, e.g. with perlite. A basket-like ice cream container 23 can be suspended from above in the direction of arrow 24 into the interior 22 of the liquid gas container 21 by means of a cable 25 and pulled out again. The wall of the ice container and its base are permeable to the liquid gas, so that when the egg container is inserted, the liquid gas is also located in the interior 26 thereof. The liquid level of the liquefied gas is numbered 27.
Auch hier wird über eine Düεe 29 oder mehrere Düsen Wasser fein zerstäubt in das Eisbehälterinnere 26 eingegeben, um dort in der schon erläuterten Weise zu kleinen tiefgefrorenen Eispartikeln zu werden. Die durchläεεigen Bereiche der Wandung deε Eiεbehälters 23 εind εo klein bemeεsen, dass zuvor die Eispartikel nicht hindurchtreten können, wohl aber das flüεεige Gaε . Iεt nach einer beεtimmten Zeit eine genügend grosεe Charge an Eispartikeln im Eisbehälter 23 geschaffen, εo wird er aus dem Flüssiggaεbehälter 21 her- auεgezogen und gelangt in die geεtrichelt dargestellte Position 30. Der im Eisbehälter 23 befindliche flüsεige Stickεtoff oder dergleichen flieβst bei diesem Herausziehen deε Behälterε 23 in den Raum 22 zurück. Der Behälter 23 kann dann um eine Schwenkachse 31 in die bereitε darge- εtellte Lage gekippt werden, εo daεs über eine Auεtritts- rinne 32 die Eispartikel in eine Rutsche 33 gelangen, welche im Prinzip in Aufbau und Funktion gleich der Rutsche 11 aus dem zuvor erläuterten Ausführungεbeiεpiel ist.Here, too, water is finely atomized into the interior of the ice container 26 via a nozzle 29 or several nozzles, in order to become small frozen ice particles there in the manner already explained. The permeable areas of the wall of the egg container 23 are so small that the ice particles cannot pass through beforehand, but the liquid gas can. After a certain time, a sufficiently large batch of ice particles is created in the ice container 23, so it is pulled out of the liquid gas container 21 and reaches the position 30 shown in broken lines. The liquid nitrogen or the like in the ice container 23 flows when the container is pulled out 23 back to room 22. The container 23 can then be tilted about a pivot axis 31 into the position shown, so that the ice particles enter a chute 33 via an outlet channel 32, which in principle is identical in structure and function to the chute 11 is from the previously explained embodiment.
Die Zufuhr des flüssigen Gases, bevorzugt Stickstoff, erfolgt durch eine Leitung 34 mit einem Doεierventil 35 für die Regelung der zugeführten Menge. Ein entεprechendes Dosierventil ist auch in der Ausführung nach Fig. 1 - 2a vorhanden.The liquid gas, preferably nitrogen, is supplied through a line 34 with a metering valve 35 for regulating the quantity supplied. A corresponding metering valve is also present in the embodiment according to FIGS. 1 - 2a.
Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen miteinander sind erfindungswesentlich. All the features shown and described, as well as their combinations with one another, are essential to the invention.

Claims

A N S P R U C H E EXPECTATIONS
1. Verfahren zum Herstellen von Eispartikeln aus Wasεer, dadurch gekennzeichnet, daß daε Wasser tröpfchenweise verteilt in ein Bad aus flüssigem Gaε eingegeben wird, und daß die Eispartikel in Form des tröpfchenweise gefrorenen Wassers aus dem Bad entfernt werden.1. A method for producing ice particles from Wasεer, characterized in that daε water is added dropwise distributed in a bath of liquid Gaε, and that the ice particles in the form of the dropwise frozen water are removed from the bath.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daε flüssige Gas flüssiger Stickstoff ist.2. The method according to claim 1, characterized in that daε liquid gas is liquid nitrogen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser versprüht oder zerstäubt in das Bad eingegeben wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the water is sprayed or atomized into the bath.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 biε 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiεpartikel durch Abεieben oder Abseien aus dem Bad entfernt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the egg particles are removed from the bath by sieving or abseiling.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4, gekennzeichnet durch einen Behälter (1; 21) zur Aufnahme des flüsεigen Gaseε, im oder am Behälter vorgesehene Mittel (5; 29) zum Zerstäuben von Wasser und Einbringen des zerstäubten Wassers (2) in das flüεεige Gaε, durch Mittel (3, 4; 34, 28) zur Zuführung des flüsεigen Gaεeε und deε Wasεers in den Behälter und durch Mittel zum Herausbringen der Eispartikel aus dem flüsεigen Gaε .5. Arrangement for performing the method according to any one of claims 1-4, characterized by a container (1; 21) for receiving the liquid Gaseε, means provided in or on the container (5; 29) for atomizing water and introducing the atomized water (2) into the liquid gas, by means (3, 4; 34, 28) for feeding the liquid gas and water into the container and through Means for bringing the ice particles out of the liquid gas.
6 Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dasε als Behälter eine drehbare Trommel (1) vorgesehen und um eine waagrecht verlaufende Achse (A-A) drehbar ist, dasε oberhalb deε daε flüεεige Gaε aufnehmenden unteren Bereiches der Trommel eine das Wasser nach unten in das flüsεige Gas sprühende sich über den weεentlichen Bereich der Tommellänge (L) erstreckende Strühvorrichtung (5) angeordnet ist, und dasε eine SchöpfVorrichtung (14) zum Herausnehmen der Eiεpartikel aus dem flüssigen Gas und Tranεportmittel (8, 11) zum Herausbringen der Eispartikel auε der Trommel vorgeεehen sind.6 Arrangement according to claim 5, characterized in that a rotatable drum (1) is provided as a container and can be rotated about a horizontally extending axis (AA), that above the liquid region of the drum receiving the liquid gas flows downward into the liquid Gas-spraying streamer (5) extending over the essential region of the drum length (L) is arranged, and a scooping device (14) for removing the egg particles from the liquid gas and transport means (8, 11) for removing the ice particles from the drum are provided are.
7. Anordnung nach Anεpruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass alε Schöpfmittel umlaufende Schöpfschalen (14) vorgesehen sind, die Öffnungen von einer solchen Grosse aufweisen, dasε εie den Durchtritt deε flüεsigen Gases erlauben, nicht aber den Durchtritt der Eispartikel.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that scoops around the scoop (14) are provided which have openings of such a size that they allow the passage of the liquid gas, but not the passage of the ice particles.
8. Anordnung nach Anεpruch 7, dadurch gekennzeichnet, dasε die Schöpfmittel (14) an der Innenεeite der umlaufenden Trommel feεt angebracht sind.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the scooping means (14) are fixed on the inside of the rotating drum.
9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 biε 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das Herausbringen der Eiεpartikel aus der Trommel (1) ein Schneckenförderer (8) vorgesehen ist, der in Axialrichtung (A-A) der Trommel (1) verläuft und sich im Ablagebereich der Schöpfmittel (14) befindet.9. Arrangement according to one or more of claims 5 to 8, characterized in that for the removal of the egg particles from the drum (1) a screw conveyor (8) is provided which is in the axial direction (AA) of the drum (1) runs and is in the storage area of the scooping means (14).
10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellängsachse des Schneckenförderers (8) entweder mit der Mittellängsachse (A-A) der Trommel (1) zusammenfällt oder zu dieser exzentrisch nach oben versetzt angeordnet ist.10. The arrangement according to one or more of claims 5 to 9, characterized in that the central longitudinal axis of the screw conveyor (8) either coincides with the central longitudinal axis (A-A) of the drum (1) or is arranged eccentrically offset upwards.
11. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (1) mit den Schöpfmitteln (14) einerseits und der Schneckenförderer (8) andererseits jeweils mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen.11. Arrangement according to one or more of claims 5 to 10, characterized in that the drum (1) with the scooping means (14) on the one hand and the screw conveyor (8) on the other hand each rotate at different speeds.
12. Anordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Antrieb (17) mit unterschiedlichen Übersetzungen (18; 19) für die Drehung der Trommel (1) mit Schöpfmitteln (14) und des Schneckenförderers (8).12. The arrangement according to claim 11, characterized by a common drive (17) with different ratios (18; 19) for the rotation of the drum (1) with scooping means (14) and the screw conveyor (8).
13. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein nach oben offener Flüsεigkeitεbehälter (21) mit einem Innenraum 22) zur Aufnahme deε flüssigen Gases vorgesehen ist, wobei in diesem Behälter die Flüssiggaszufuhr (34) mündet, dass ein in den Flüεεiggasbehälter (21) einbringbarer Eisbehälter (23) vorgesehen ist, dessen Wandung zwar den Durchtritt von Flüsεiggaε, nicht aber den Durchtritt der Eispartikel erlaubt, und dass eine Wasser zerstäubende Vorrichtung (28, 29) bei in den Flüsεiggaεbehälter eingebrachten Eisbehälter sich oberhalb deε frei zugänglichen Flüssiggasspiegels befindet ,13. The arrangement according to claim 5, characterized in that an upwardly open liquid container (21) with an interior 22) for receiving the liquid gas is provided, the liquid gas supply (34) opening into this container that a liquid gas container (21 ) which can be introduced with an ice container (23), the wall of which allows the passage of liquid gas, but not the passage of the ice particles, and that a water atomizing device (28, 29) is placed above the freely accessible liquid gas level when the ice container is placed in the liquid container located,
14. Anordnung nach Anεpruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hubvorrichtung (25) für das Einbringen und wieder Herausheben des Eisbehälters (23) in den Flüssiggaεbehälter (21) vorgeεehen ist.14. Arrangement according to claim 13, characterized in that a lifting device (25) is provided for inserting and removing the ice container (23) into the liquid container (21).
15. Anordnung nach Anεpruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch Mittel um den aus dem15. Arrangement according to Anεpruch 13 or 14, characterized by means to the from
Flüsεiggasbehälter (21) herausgenommenen Eisbehälter (23) zu entleeren.To empty the liquid gas container (21) from the removed ice container (23).
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daεs der Eisbehälter (30) um eine senkrecht zu εeiner Längsachse verlaufende Kippachεe (31) schwenkbar iεt und durch eine εich in der Entleerungεrichtung des Behälters befindliche Rutsche oder dergleichen (33) für den Abtransport der Eispartikel vorgesehen ist.16. The arrangement according to claim 15, characterized in that the ice container (30) is pivotable about a tilt axis (31) running perpendicular to its longitudinal axis and by a slide or the like (33) located in the emptying direction of the container for the removal of the ice particles is provided.
17. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 biε 16, gekennzeichnet durch Regelventile (35) zur Doεierung der Zufuhr an Flüεεiggaε in den betreffenden Leitungen (3; 34).17. Arrangement according to one or more of claims 5 to 16, characterized by control valves (35) for metering the supply of liquid gas in the relevant lines (3; 34).
18. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 17, gekennzeichnet durch eine Gaszufuhr (16) zur Entleerung der Wassersprühvorrichtungen (5; 29) nach Beendigung des Betriebes . 18. Arrangement according to one or more of claims 5 to 17, characterized by a gas supply (16) for emptying the water spray devices (5; 29) after completion of the operation.
19. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß den19. Use of the method according to
Ansprüchen 1 bis 4 hergestellten Eispartikel zurClaims 1 to 4 produced ice particles for
Einstellung der Frischbetontemperatur, inεbeεondere zur Herstellung von gekühltem Frischbeton.Setting the fresh concrete temperature, in particular for the production of chilled fresh concrete.
20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Eispartikel mit bestimmter Temperatur in dosierter Menge der trockenen Betonmischung zugegeben und mit dieser innig durchmischt werden und daß erst danach das Waεεer zur Herεtellung deε flüεsigen Betons in einer Menge zugegeben wird, die - bezüglich der Gesamtmenge an Wasεer - um die der doεierten Menge der zugegebenen Eiεpartikel entεprechenden Menge an Wasser vermindert ist. 20. Use according to claim 19, characterized in that the ice particles are added at a certain temperature in a metered amount to the dry concrete mixture and thoroughly mixed with it, and only then is the water for the manufacture of the liquid concrete added in an amount which - with respect to the Total amount of water - the amount of water corresponding to the metered amount of the added egg particles is reduced.
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