DE102007034223A1

DE102007034223A1 - Förderung von Kunstschnee

Info

Publication number: DE102007034223A1
Application number: DE102007034223A
Authority: DE
Inventors: Werner Goetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Eine Vorrichtung zur Förderung von Kunstschnee weist eine pneumatische Förderstrecke 2 auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, sowie ein Verfahren für den Transport von Kunstschnee von einer Kunstschneequelle, z. B. vom Kunstschneeerzeuger, zu einer Verarbeitungsanlage wie beispielsweise einem Mischer, insbesondere einer Betonmischanlage.
Es sind Verfahren bekannt zur Herstellung von Kunstschnee und zur Vorkühlung von Beton mit Kunstschnee, sowie andere Verfahren zur Kühlung des Betons mit Hilfe von Scherbeneis. Die besondere Problematik bei der Kühlung mit Scherbeneis ist der aufwändige Transport von Scherbeneis vom Eiserzeuger in den Mischer und die relativ lange Schmeldzdauer von Eis im Mischgut, was entweder zu deutlich längeren Mischzeiten oder zu reduzierter Betonqualität führt. Das Scherbeneis wird im Regelfalle mit speziellen Förderbändern, Kratzförderern oder mit Rohrförderschnecken transportiert. Die besondere Problematik bei dieser Fördertechnik ist die Förderstrecke. Die bekannten Fördertechniken sind sehr schwerfällig und auf eine geradlinige Konstruktion angewiesen und natürlich sehr aufwändig bei der Montage und dadurch auch extrem teuer. Dies setzt voraus, dass der Eiserzeuger möglichst in unmittelbarer Nähe zum Mischer so angeordnet wird, dass die sehr schwerfällige Fördertechnik in einer geradlinigen Form zum Mischer geführt werden kann.
Gerade im Bereich rund um den Mischer und in direkter Nähe der Produktionsanlage ist in den meisten Anlagen nur sehr wenig Platz für die Montage von umfangreichen und schwerfälligen Scherbeneisanlagen vorhanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache Weise die Förderung von Kunstschnee zu ermöglichen.
Insbesondere soll die Förderung effizient und über größere Distanzen möglich sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Wegen der großen Vielfalt und der unterschiedlichen Bauformen von Mischanlagen sind verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführung der Erfindung möglich. Diese verschiedenen Ausführungen sind in Unteransprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, den ggf. bereits vordosierten Kunstschnee über eine besonders ausgestaltete Kombination aus Schläuchen und/oder Rohren auf dem der Bauform der Anlage entsprechend günstigsten Weg zum Zielort, meistens direkt zum Mischer, zu führen. Durch die besondere Art der Herstellung des Kunstschnees eignet sich dieser insbesondere für alle bekannten Pneumatik-Fördermethoden. Hierzu zählen Dünnstrom Dichtstrom, Pfropfenförderung oder auch Pumpenförderung. Je nach erforderlicher Länge der Förderstrecke können zusätzlich Hilfseinrichtungen, wie unterstützende Injektionsdüsen für Treibgas und Abscheider zur Anwendung kommen.
Vorzugsweise wird der in einem Schneeerzeuger 1 erzeugte Kunstschnee aus der Dosierwaage 11 über eine Förderleitung 2, z. B. eine Kombination aus Förderschläuchen und/oder Rohren in den Mischer 3 gefördert, siehe die Fig. Das Bezugszeichen 2a bezeichnet einen Abscheider.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Kunstschnee beispielsweise auch direkt in den Fahrmischer 4 dosiert werden.
Der Kunstschnee kann z. B. vollautomatisch in die Dosierwaage 11 dosiert werden. Nach Abschluss des Dosiervorganges wird die obere Dicht- und Ventilplatte 12 über die nach oben offene Dosierwaage geschwenkt.
Der Waagbehälter 11 wird mit dem Kupplungsstück 13 nach oben gegen die Druckplatte 12 gepresst.
Eingebaute Dichtungssysteme zwischen Behälter 11 und Dichtplatte 12, sowie zwischen Behälter 11 und Förderverschluss 13 dichten den Waagbehälter 11 komplett ab. Danach wird über die Dichtplatte 12 Druckgas mit einem vorbestimmten und geregelten Druck in das geschlossene System geleitet bis sich ein ausreichender Förderdruck aufgebaut hat. Nach Erreichen des eingestellten Drucks wird das Entleerventil 14 schlagartig geöffnet. Der durch das besondere Herstellungsverfahren besonders rieselfähige Kunstschnee wird nun durch den Förderverschluss 13 hindurch als durchgängiger endlicher Materialpfropfen in kürzester Zeit restlos in den Mischer 3 gefördert.
Bei besonders langen Förderstrecken, oder besonderen Aufgabenstellung kann die Fördertechnik durch verschiedene Injektionsdüsen 2b je nach Bedarf unterstützt werden.
In einer weiteren optionalen Ausgestaltung kann auch eine Förderung im Dichtstromverfahren mit einem Gebläse, Kompressor 15 oder einer Pumpe erfolgen. Gebläse oder Kompressoren 15 sind zustromseitig der Förderleitung 2, eine einen Saugdruck erzeugende Pumpe (nicht dargestellt) abstromseitig der Förderleitung 2 angeordnet. Gebläse, Kompressoren 15 oder Pumpe können optimal sein, d. h. die oben beschriebene Druckstoßförderung insbesondere bei längeren Förderleitungen unterstützen. Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung ist die besondere Isolierung der Rohrleitungen und Förderschläuche.
Bei der Förderleitung können eine Isolierung (angedeutet durch das Bezugszeichen 4) und eine Vorkühlung vorgesehen sein, um das Ansetzten oder Ankleben von Schnee durch zu hohe Temperaturen zu verhindern, sowie eine Begleitheizung, um durch Vorgehens- oder Bedienungsfehler zugefrorene Leitungen wieder auftauen zu können. Zusätzlich kann ein System für die Entwässerung der Leitungen für den Störfall vorgesehen sein.
Ferner kann zur Energieeinsparung die unvermeidbare „Abgaskälte" zur Steigerung der Kühlleistung und zum Zwecke der Vorkühlung der Förderleitung 2 ständig durch die Förderleitung in den Mischer geleitet werden. Dadurch werden der Mischer und die Förderleitungen vorgekühlt. Dies trägt zur Steigerung des Wirkungsgrades der Kühlanlage insgesamt bei. Eine Kühlung der Forderleitung kann auch dadurch erreicht werden, dass eine von dem Schneeerzeuger 1 wegführende Abgasleitung 16 kalte Abgase durch eine Isolationshülle 4 leitet, die die Förderleitung 2 umgibt.
In machen Fällen kann der Kunstschnee auch an anderen Stellen der Anlage, zum Beispiel in einer Zuschlagstoffwaage ZS oder auf ein Zugschlagstoffförderband 17 dosiert werden. In diesem Fall ist die Dosierwaage bzw. der Dosierwaagenbehälter 11 abstromseitig der Förderleitung 2, d. h. im Bereich des Abscheiders 2a, angeordnet.
Ferner kann in besonderen Situationen der Kunstschnee direkt aus dem Kunstschneeerzeuger auch unter zur Hilfenahme von mechanischen Fördereinrichtungen, wie Förderbänder oder Förderschnecken an gut zugänglichen Stellen der Betonanlage zugegeben werden. Generell gilt, dass die pneumatische Fördertechnik nicht über den gesamten Förderweg, sondern nur abschnittsweise eingesetzt zu werden braucht.
Wegen der tiefen Temperaturen sind die fördertechnischen Einrichtungen und die Klappentechnik um die Waage herum aus besonderen kältebeständigen Werkstoffen herzustellen.
Darüber hinaus kann die oben beschriebene pneumatische Fördereinrichtung auch dadurch weitergebildet werden, dass im Schneeerzeuger 1 unterhalb der Dosierwaage ein eigener Drucksenderbehälter (nicht dargestellt) eingebaut wird, welcher die Aufgabe der pneumatischen Förderung übernimmt. Ein solcher Drucksenderbehälter gleicht dem Waagbehälter 11 mit Dichtplatte 12 und Entleerklappe 14. Er dient jedoch nicht zum Wiegen bzw. Dosieren der Kunstschneemenge, sondern nur zur Druckförderung des eindosierten Kunstschnees. Der Waagbehälter befindet sich dann oberhalb des Drucksenderbehälters und führt die Wägung durch. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für solche Anlagen sinnvoll, in welchen die Dosierung in extrem kurzer Zeit erfolgen muss. Das heißt, die Dosierung von Kunstschnee in die Waage und die Förderung vom darunter installierten Drucksender zum Mischer 3 können gleichzeitig ablaufen.
Die Dosierwaage kann auch direkt über dem Mischer 3 angebracht werden. In diesem Fall wird die Dosierung des Kunstschnees in die Waage mit einer abgewandelten Druckstoßförderung durchgeführt.
Die Dosierung des Kunstschnees kann auch direkt in den Mischer 3 oder in den Fahrmischer (siehe Zeichnung) erfolgen, ohne dass die Menge mit einer Waage dosiert wird. In diesem Falle wird die Menge z. B. volumetrisch dosiert. Generell ist bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen eine andere Form der Mengensteuerung des Kunstschnees möglich, beispielsweise eine volumetrische. Bei einer volumetrischen Steuerung der Zugabemenge wird ein Dosiervolumen vorbestimmter und ggf. variabler Volumengröße mit Kunstschnee befüllt und dann in die Förderleitung 2 entleert oder aus der Förderleitung 2 befüllt und in den Mischer 3 entleert.
Die pneumatische Förderung kann mit allen bekannten pneumatischen Förderverfahren, d. h. Dünnstrom, Dichtstrom, Propfenförderung, aber auch mit Pumpsystemen erfolgen.
In der Figur bezeichnet ZE das Bindemittel (z. B. Zement) für die Betonherstellung, ZM bezeichnet Zusatzmittel und W bezeichnet Wasser.
Bei den beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen kann die zur Kühlung des Betons benötigte Menge Kunstschnee auf eine möglichst einfache Weise über große Distanzen (50 Meter, oder mehr) vom Schneeerzeuger 1 zum Zielort, im Regelfalle zum Mischer 3, in kurzer Zeit transportiert werden.
Die Einrichtung ist einfach zu montieren und auch bei beengten Platzverhältnissen problemlos auch nachträglich in bestehende Produktionsanlagen einzubauen. Ferner wird ein schneller und restloser Transport einer vordosierten Schneemenge bei geringen Abmessungen der Anlage und auf einfachem Wege erzielt.
Im folgenden wird in beispielhafter Weise näher auf die Kunstschneeerzeugung eingegangen. Diese kann in einem Silo 20 erfolgen. Im hier dargestellten Silo 20 wird sowohl Kunstschnee 21 erzeugt als auch gespeichert. Eine Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 22 ist im Deckenbereich des Silos 20. angeordnet. Ferner befindet sich in dem Silo 20 ein Gebläse 23, welches im Betrieb eine Gasströmung 24 in Aufwärtsrichtung erzeugt.
Der Waagbehälter 11 befindet sich in einer unterkühlten Isolierzelle 25. Die Isolierzelle 25 ist baulich in Form eines abgeschlossenen Raums oder Schranks realisiert, dessen Boden- und Seitenwände mit einer Tieftemperatur-Isolierung ausgekleidet sind. Die Kühlung der Isolierzelle 25 kann über den (nicht isolierten) Deckenbereich erfolgen, welcher gleichzeitig den Boden des Silos 20 bildet. Ferner erfolgt eine Kühlung der Isolierzelle 25 durch den Zufluss von tiefkaltem Kunstschnee während des Dosiervorgangs.
Der deckenseitig angebrachten Kunstschnee-Erzeugungseinrichtung 22 wird über Zuleitungen 26, 27 mit Anmachwasser (H₂O) und flüssigem Stickstoff (LIN) einer Temperatur von –196°C gespeist. Weitere nicht dargestellte Zuleitungen können die Zuleitung von Stickstoff, Druckluft, Zusatzmitteln und Nukleatoren ermöglichen.
Durch die von dem Gebläse 23 erzeugte Gasströmung 24, die der Fallrichtung entgegengerichtet ist, wird eine Verlängerung der Verweildauer des Kunstschnees in der Flugphase erreicht.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt. Durch eine geeignete Mischung der über die Zuleitungen zugeführten Stoffe wird die Temperatur, die Konsistenz, die Anreicherung des Kunstschnees mit Zusatzmitteln sowie die Kristallisationszeit geeignet eingestellt. Die Kunstschnee-Erzeugung erfolgt kontinuierlich. Die Temperatur des erzeugten Kunstschnees 21 sollte möglichst tief sein und kann in der Praxis je nach baulichen Gegebenheiten beispielsweise zwischen –100°C und –170°C betragen, jedoch auch außerhalb dieser Grenzen liegen (z. B. unterhalb von –20°C sein).
Durch ein Öffnen der Dosierklappe 28 wird Kunstschnee aus dem Silo 20 in den Waagbehälter 11 gefüllt. Da der Waagbehälter 11 sowie der gesamte Innenraum der Isolierzelle 25 tiefkalt ist (die Temperatur liegt vorzugsweise zwischen –20°C und –196°C, kann aber auch höher liegen) ergibt sich beim Zufließen des Kunstschnees 21 in den Waagbehälter 11 keine größere Erwärmung des Kunstschnees. Während des Zufließens des Kunstschnees wird das Gewicht des im Waagebehälter 11 befindlichen, zugeflossenen Kunstschnees 21 mittels der Waage ständig gemessen. Über ein nicht dargestelltes Steuersystem wird das von der Waage gemessene Gewicht mit einem Sollwert verglichen und bei Erreichen des Sollwerts die Dosierklappe 28 geschlossen. Die Genauigkeit der Dosierung liegt unterhalb einer Toleranz von z. B. 0,05 kg (oder 0,02%). Es können auf diese Weise kurze Dosierintervalle und somit eine hohe Anlagenleistung erreicht werden.
Nach dem Schließen der Dosierklappe 28 wird in der bereits beschriebenen Weise der Waagbehälter 11 abgedichtet und der dosierte Kunstschnee über die Förderleitung 2 (Rohrzuführung mit angeschlossenem flexiblen Schlauch) ausgestoßen.
Zusammenfassend ist eine Vorrichtung zur Förderung von Kunstschnee beschrieben, wobei die Vorrichtung eine pneumatische Förderstrecke aufweist. Die pneumatische Förderstrecke kann eine Förderleitung, insbesondere ein oder mehrere Rohre und/oder Schläuche, aufweisen. Die pneumatische Förderstrecke kann insbesondere irgendwo im Förderweg zwischen einer Kunstschnee-Erzeugungsanlage und einer Kunstschnee-Verarbeitungsanlage angeordnet sein.
Die Kunstschnee-Erzeugungsanlage kann in einem geschlossenen Raum, z. B. in einem ggf. transportablen Silo untergebracht sein. Die Kunstschnee-Verarbeitungsanlage ist vorzugsweise ein Mischer, insbesondere ein Betonmischer.
Ein Überdruckerzeuger erzeugt ein Druckgas zum Treiben des Kunstschnees durch die Förderstrecke. Es kann auch ein Unterdruckerzeuger vorgesehen sein, der einen Unterdruck zum Ansaugen des Kunstschnees durch die Förderstrecke herbeiführt.
Eine Dosierung von Kunstschnee kann entweder zustromseitig oder abstromseitig der pneumatischen Förderstrecke erfolgen, z. B. durch eine Dosierwaage oder eine Dosiervolumen. Durch die Dosierung wird bei der Betonherstellung das durch den Kunstschnee bewirkte "Zusatzwasser" gezielt kontrollierbar. Dosierung und Druckgas-Aussendung kann einstufig (Dosierbehälter ist gleichzeitig Druckgasbehälter) oder zweistufig (Dosierbehälter und Druckgasbehälter sind getrennte Behälter) erfolgen.
Eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Förderleitung kann vorgesehen sein, z. B. in Form einer Umhüllung der Förderleitung, die mit kalten Abgasen gespeist wird. Eine Entwässerungsein richtung zur Entwässerung der Förderleitung kann ebenfalls vorgesehen sein, ferner Heizeinrichtungen zur Enteisung der Förderleitung usw.

Claims

Vorrichtung zur Förderung von Kunstschnee, wobei die Vorrichtung eine pneumatische Förderstrecke aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die pneumatische Förderstrecke eine Förderleitung, insbesondere ein oder mehrere Rohre und/oder Schläuche, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die pneumatische Förderstrecke im Förderweg zwischen einer Kunstschnee-Erzeugungsanlage und einer Kunstschnee-Verarbeitungsanlage angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Kunstschnee-Erzeugungsanlage in einem Silo untergebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Kunstschnee-Verarbeitungsanlage ein Mischer, insbesondere ein Betonmischer ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Überdruckerzeuger zur Erzeugung eines Druckgases zum Treiben des Kunstschnees durch die Förderstrecke.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Unterdruckerzeuger zur Erzeugung eines Unterdruckgases zum Saugen des Kunstschnees durch die Förderstrecke.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Dosierwaagebehälter zum Eindosieren des Kunstschnees in die pneumatische Förderstrecke.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Dosiervolumen zum Eindosieren des Kunstschnees in die pneumatische Förderstrecke.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bzw. 9, wobei der Dosierwaagebehälter bzw. das Dosiervolumen mit einer Druckgasquelle verbunden ist, mittels welcher der in dem Dosierwaagenbehälter bzw. dem Dosiervolumen vorhandene Kunstschnee in die pneumatische Förderstrecke ausgestoßen werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Druckbehälter, in welchen Kunstschnee mittels einer Dosieranlage, insbesondere einer Dosierwaage oder einem Dosiervolumen, eindosierbar ist und welcher mit einer Druckgasquelle verbunden ist, mittels welcher der eindosierte Kunstschnee in die pneumatische Förderstrecke ausgestoßen werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer abstromseitig der pneumatischen Förderstrecke angeordneten Dosieranlage, insbesondere Dosierwaage oder Dosiervolumen, zum Eindosieren des Kunstschnees in eine Kunstschnee-Verarbeitungsanlage.
Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einer Kühleinrichtung zur Kühlung der Förderleitung.
Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einer Entwässerungseinrichtung zur Entwässerung der Förderleitung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer durch eine Förderleitung realisierten pneumatischen Förderstrecke im Förderweg zwischen einer Kunstschnee-Erzeugungsanlage und einer Kunstschnee-Verarbeitungsanlage, und mit einer an die Kunstschnee-Erzeugungsanlage angeschlossenen Abgasleitung, über welche kalte Abgase der Kunstschnee-Erzeugungsanlage in die Förderleitung, in eine Umhüllung der Förderleitung oder in die Kunstschnee-Verarbeitungsanlage eingeleitet werden können.
Verfahren zur Förderung von Kunstschnee, mit dem Schritt: pneumatisches Fördern von Kunstschnee über eine Förderstrecke.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei vor dem Fördern eine zu fördernde Kunstschneemenge dosiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei nach dem Fördern des Kunstschnees eine Dosierung einer Kunstschneemenge erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Dosierung der Kunstschneemenge mittels Wägung oder Volumenerfassung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, mit dem Schritt: Kühlen der Förderstrecke durch ein kaltes Abgas, welches bei der Kunstschneeerzeugung anfällt.