DE102004058137B3 - Device for locally freezing water-filled pipelines such as heating lines, branched lines and sanitary lines comprises a supporting collar assigned to nozzle openings to be supported on the pipeline on two sites parallel to each other - Google Patents

Abstract

Device for locally freezing water-filled pipelines (1) such as heating lines, branched lines and sanitary lines comprises a supporting collar (24d) assigned to nozzle openings to be supported on the pipeline on two sites (31) parallel to each other and closing a hollow chamber. A nozzle opens into the base of the hollow chamber from which liquid carbon dioxide flows at a right angle to the tubular axis in two opposing directions. Gaseous carbon dioxide is removed from a cold collar (2). Preferred Features: Two gaps are formed between the supporting collar and the surface of the pipeline for removing the carbon dioxide.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum örtlichen Einfrieren von wassergefüllten Rohrleitungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for local freezing of water-filled pipes according to the preamble of claim 1.

Es handelt sich nicht um das Einfrieren von kalten Pipe-Lines, die eine Länge von tausenden von Kilometern und Durchmesser von 150 cm und darüber haben können, sondern um Rohrleitungen aus der Gruppe Heizungsrohre, Fernwärmeleitungen, Abzweigleitungen und Sanitärleitungen, die in der Regel mit Wasser, teils auch mit heissem Wasser gefüllt sind, durch Ausbildung eines standfesten Eispfropfens, um an den Rohrleitungen Reparaturen, Austausch- und Wartungsarbeiten durchführen zu können. Solche Rohrleitungen haben einen Durchmesser von maximal 25 cm, in der Regel von 1 bis 8 Zoll.It is not about freezing cold pipe lines that a length of thousands of kilometers and diameter of 150 cm and above can, but to pipelines from the group heating pipes, district heating pipes, branch lines and sanitary pipes, which are usually filled with water, partly with hot water, by training a steady ice plug to attach to the piping Repairs, replacement and maintenance work. Such Pipes have a maximum diameter of 25 cm, in the Usually from 1 to 8 inches.

Das früher teilweise übliche Einfrieren durch Kohlenwasserstoffe, die bei Raumtemperatur unter Druck in Druckgasflaschen gehalten werden können und der Rohrleitung durch Verdampfen Wärme entziehen, wurde aus Sicherheitsgründen aufgegeben, weil solche Dämpfe gesundheitsschädlich und brennbar sind und bei mangelnder Entlüftung zu Verpuffungen und Explosionen führen können. Beispiele hierführ sind z.B. Gase, wie sie für Grillgeräte und zum Füllen von Feuerzeugen verwendet werden können, bei denen aber die Verbrennung gewollt ist.The earlier partly usual Freezing by hydrocarbons at room temperature under pressure can be held in compressed gas cylinders and the pipeline through Evaporate heat was withdrawn for safety reasons because such fumes unhealthy and are flammable and lack of ventilation to deflagrations and explosions to lead can. Examples hereof are e.g. Gases like those for grills and to fill Can be used by lighters, but where the combustion is wanted.

Die seit 1988 eingesetzten Kältemanschetten aus Kunststoff mit Abblasung über kalte Rohroberflächen (20 °C) haben sich bei Einsatz von Kohlendioxid außer bei abgestellten Heizungen in der Praxis nicht bewährt: Sie brachen nach wenigen Einsätzen, hatten einen hohen Verbrauch an Kohlendioxid, belasteten das Arbeitspersonal und waren auf Nennweiten bis DN 32 begrenzt.The Since 1998 used cold sleeves made of plastic with blow-off over cold pipe surfaces (20 ° C) have used carbon dioxide except for parked heaters not proven in practice: They broke after a few missions, had a high consumption of carbon dioxide, burdened the workforce and were limited to nominal sizes up to DN 32.

Berücksichtigt man das RÖMPP CHEMIE LEXIKON, Band H-L, 1995, Seiten 2278 bis 2281, so findet man ausser den üblichen physikalischen Daten, dass der Mensch Konzentrationen von Kohlendioxid bis 2,5 verträgt, dass aber ab 8–10 % Kopfschmerzen, Schwindel, Blutdruckanstieg und Erregungszustände auftreten und dass darüber mit ernsthaften Gesundheitsschäden wie Lähmung und Tod zu rechnen ist.Considered the RÖMPP CHEMIE LEXIKON, Volume H-L, 1995, pages 2278 to 2281, is found except the usual physical data that human concentrations of carbon dioxide to 2.5, but from 8-10 % Headache, dizziness, increased blood pressure and agitation and that about it with serious health problems like paralysis and death is to be expected.

Auch bei Fernwärmeleitungen waren nach 1988 bei häufigem Austausch der Kunststoff-Kältemanschetten durch Brüche (nach 10 Einsätzen), ein hoher Verbrauch und eine unzulässige Emission von Kohlendioxid zu beobachten. Der maximale Einsatzbereich lag bei niedrigen Temperaturen und einer Nennweite von DN 32. Eine Wärmezufuhr in der Nähe einer solchen Kältemanschette, z.B. durch Schweissen, war ausgeschlossen.Also for district heating pipes were frequent after 1988 Replacement of plastic cold sleeves through breaks (after 10 inserts), a high consumption and an unacceptable emission of carbon dioxide to observe. The maximum range of application was low temperatures and a nominal diameter of DN 32. A heat supply near one such cold collar, e.g. by welding, was excluded.

Für das Einfrieren der besagten Rohrleitungen hat sich auch flüssiger Stickstoff nicht bewährt. Flüssiger Stickstoff hat einen kritischen Druck von 33,83 bar und eine kritische Temperatur von –147,1 °C. Dies besagt, daß flüssiger Stickstoff nur in offenen Isolierbehältern bei Temperaturen unterhalb von –147,1 °C transportiert und gelagert werden kann. Der Transport, die Lagerung und das Umfüllen in die Einfriervorrichtung sind daher kompliziert und kostenintensiv, insbesondere durch Investitions- und Personalkosten. Ohne besondere Maßnahmen ist auch der thermische Wirkungsgrad schlecht.For freezing Of these pipelines, liquid nitrogen has not proven itself. Liquid nitrogen has a critical pressure of 33.83 bar and a critical temperature from -147.1 ° C. This says that liquid nitrogen only in open insulated containers transported at temperatures below -147.1 ° C and can be stored. Transportation, storage and refilling in the freezing device is therefore complicated and costly, in particular through investment and personnel costs. Without special measures is the thermal efficiency bad.

Durch die EP 0 584 686 B1 ist es bekannt, zum Einfrieren von Rohrleitungen Kohlendioxid und relativ kurze, aus Halbschalen zusammengesetzte Manschetten mit einer einzigen Kammer zu verwenden, die an den Durchführungsöffnungen für die Rohrleitung elastomere Lippendichtungen aufweisen, die sich unter dem Druck des vergasten Kältemittels nach außen verformen, so das das abströmende Kältemittel noch über eine gewisse Wegstrecke über die Oberfläche der Rohrleitung strömt. Obwohl sich dadurch der Wirkungsgrad des Einfriervorgangs, bezogen auf Zeit und Kältemittelverbrauch, verbessert hat, ist die Wirkung begrenzt, weil der Strömungsverlauf des Kältemittels nach Verlassen der Dichtlippen nicht mehr gezielt beeinflußt werden kann. Strömungen der Umgebungsluft, insbesondere beim Arbeiten im Freien, beeinträchtigen die Wirkung des entwichenen Kältemittels. Auf die vorteilhaften Eigenschaften und Wirkungen von Kohlendioxid wird weiter unten noch ausführlich eingegangen.By the EP 0 584 686 B1 It is known to use for the freezing of pipes carbon dioxide and relatively short, composed of half-shells cuffs with a single chamber having at the passage openings for the pipeline elastomeric lip seals that deform under the pressure of the gasified refrigerant to the outside, so that outflowing refrigerant still flows over a certain distance over the surface of the pipeline. Although this has the efficiency of the freezing process, based on time and refrigerant consumption, has improved, the effect is limited because the flow of the refrigerant after leaving the sealing lips can not be specifically influenced. Flows of ambient air, especially when working outdoors, affect the effect of escaped refrigerant. The beneficial properties and effects of carbon dioxide will be discussed in detail below.

Durch das DE 88 02 515 U1 ist eine Einfriermanschette für Rohre zum Betrieb mit flüssigem Kohlendioxid bekannt, das die bekannten und extrem giftigen und explosiven Chlorkohlenwasserstoffe ersetzen soll. In einem zweiteiligen Gehäuse ist mittels einer reibungsbehafteten radialen Durchführung eine einzige Lanze mit einer stirnseitigen Öffnung, einer feinen Düsenmündung, gelagert, die auf dem Rohr aufsitzt und einen Durchmesser zwischen 0,5 und 1,0 mm besitzt. Dadurch soll es möglich sein, zum Wärmeentzug entlang des Rohres einen Kohlendioxidfilm zu erzeugen, der teils flüssig, teils gasförmig strömt. Ferner sollen kürzere Vereisungszeiten und geringerer Kohlendioxidverbrauch erzielt werden. Kohlensäureschnee, der sich am Aussenumfang des Gehäuses bildet, soll dabei eine Wärmeisolation bewirken. Es wird eingeräumt, dass das Gehäuse nicht dicht ist. Ausserdem besteht die nicht angesprochene Gefahr, dass die Lanze mit der Düse unter dem hohen Innendruck in der Manschette gegen die Reibungskräfte nach aussen verschoben wird, so dass sich das Anström- und Verteilungsmuster des Kohlendioxids verändert.By the DE 88 02 515 U1 is a freezing cuff for pipes for operation with liquid carbon dioxide known to replace the known and extremely toxic and explosive chlorinated hydrocarbons. In a two-part housing by means of a frictional radial passage a single lance with a frontal opening, a fine nozzle orifice, mounted, which is seated on the tube and has a diameter between 0.5 and 1.0 mm. This should make it possible to produce a carbon dioxide film for the removal of heat along the tube, which flows partly liquid, partly gaseous. Furthermore, shorter icing times and lower carbon dioxide consumption are to be achieved. Carbonic acid snow, which forms on the outer circumference of the housing, it should cause a thermal insulation. It is acknowledged that the housing is not tight. In addition, there is the unsuspected risk that the lance is moved with the nozzle under the high internal pressure in the cuff against the frictional forces to the outside, so that changes the inflow and distribution pattern of carbon dioxide.

Der nachstehend genannte Stand der Technik bezieht sich teilweise auf das gattungsfremde Einfrieren von Wasser in Pipe-Lines mit einem anderen Kältemittel, nämlich flüssigem Stickstoff:
Durch die US 4 112 706 ist eine völlig gattungsfremde Vorrichtung für Druckprüfungen an Pipelines mit einem Durchmesser von beispielsweise 60 Zoll (ca. 150 cm) bekannt. Solche Pipelines führen Öl und besitzen in Abständen Schleusen, durch die Rohrmolche entsprechenden Durchmessers eingeführt werden können. Zwischen jeweils zwei Rohrmolchen wird Wasser eingefüllt, das durch eine riesige Kältemanschette und flüssigen Stickstoff eingefroren wird.The prior art mentioned below refers in part to the non-generic Freezing water in pipe lines with another refrigerant, namely liquid nitrogen:
By the US 4,112,706 is a completely non-generic device for pressure tests on pipelines with a diameter of, for example, 60 inches (about 150 cm) known. Such pipelines carry oil and have at intervals locks through which pipe pigs of appropriate diameter can be inserted. Water is poured into each of two pipe pigs, which is frozen by a huge cold cuff and liquid nitrogen.

In diesem Fall wird flüssiger Stickstoff als Kältemittel durch eine Pumpe in die Manschette eingeleitet und durch Blasen gleichzeitig eingeleiteten gasförmigen Stickstoffs in Bewegung gehalten.In This case becomes more fluid Nitrogen as a refrigerant introduced by a pump in the cuff and by blowing simultaneously introduced gaseous Nitrogen kept moving.

Bei Stickstoff muss man sich wegen der kritschen Temperatur von minus 147 Grad Celsius vor Augen halten, dass der Stickstoff – im Gegensatz zu flüssigem Kohlendioxid – weder im Vorratsgefäss noch in der Manschette auch bei noch so druckfester Ausbildung des Systems oberhalb dieser kritischen Temperatur flüssig gehalten werden kann. Eine Flüssighaltung von Stickstoff ist also nur über begrenzte Zeit und durch extrem wirksame Wärmedämmung in Thermosgefässen möglich, wobei in Betriebspausen dennoch durch laufendes Sieden des Stickstoffs eine bestimmte Menge davon in Dampfform entweicht und entweichen muss. Der Mengenbedarf an Stickstoff ist daher schon wegen des grossen Rohrdurchmessers von 1,5 Metern, verbunden mit hohem Wärmetransport, riesig, und weder dieser Stickstoffbedarf noch die Apparatur hierfür sind für einen Handwerksbetrieb erschwinglich. Hinzu kommt der vorübergehende und lokal durch Rohrmolche begrenzte Austausch des nicht einfrierbaren petrochemischen Inhalts (Kohlenwasserstoffe, Rohöl, Petroleum, Kerosin, und Benzin, Erdgas) der Pipe-Line durch Wasser.at Nitrogen has to be criticized because of the temperature of minus 147 degrees Celsius keep in mind that the nitrogen - in contrast too liquid Carbon dioxide - neither in the storage vessel still in the cuff even with still so firm training of the system can be kept liquid above this critical temperature. A liquid pose Nitrogen is just over Limited time and extremely effective thermal insulation in thermoses possible, with Nevertheless, during breaks in operation by continuous boiling of the nitrogen a certain amount of it escapes in vapor form and escapes got to. The quantity requirement of nitrogen is therefore already because of the large Pipe diameter of 1.5 meters, combined with high heat transfer, huge, and neither this nitrogen requirement nor the equipment for this are for one Craft business affordable. Add to that the temporary and locally limited by newts exchanging the non-freezing petrochemical content (hydrocarbons, crude oil, petroleum, kerosene, and gasoline, Natural gas) of the pipe-line by water.

Gegen eine Direktanströmung der Pipe-Line spricht auch, dass zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades zwei Massnahmen vorgesehen sind: Einmal soll die Pipeline vor dem Schliessen der Manschette bevorzugt mit einem saugfähigen Material umgeben werden, zum andern kann der Stickstoff auch an den Enden der Manschette durch die radialen Dichtungen austreten und über die Pipe-Line strömen, um diese zusätzlich zu kühlen. Hierbei tritt aber unvermeidbar auch flüssiger Stickstoff mit aus, der dann für Kühlzwecke nicht mehr zu Verfügung steht, aber eine tödliche Gefahr durch Ersticken bildet. Nach dem Schliessen der Manschette wird diese noch mit einer wirksamen Wärmedämmung umgeben, was den zeitlichen und konstruktiven Aufwand weiter vergrössert.Versus a direct flow the pipe line also speaks that to improve the thermal Efficiency two measures are provided: Once the should Pipeline before closing the cuff preferably with an absorbent material On the other hand, the nitrogen can also be at the ends the cuff escape through the radial seals and over the Stream pipe line, in addition to this to cool. in this connection but inevitably occurs more fluid Nitrogen with out, then for cooling purposes no longer available stands, but a deadly Danger from suffocation forms. After closing the cuff is these still surrounded with effective thermal insulation, which further increases the time and constructive effort.

Der bauliche Aufwand ist also beträchtlich und für das Einfrieren häuslicher Rohrleitungen mit geringen Durchmessern weder vorgesehen noch geeignet. Auch in diesem Falle gilt: Bei Heizungs- und Fernwärmeleitungen mit engen Rohrbögen können solche Rohrmolche nicht eingesetzt werden, zumal es auch an Schleusen hierfür fehlt. Solche komplexen und voluminösen Vorrichtungen sind beispielsweise als "Handwerkergepäck" weder vorgesehen noch geeignet und auch umständlich zu montieren und zu demontieren, wonach der Eispfropfen bzw. das Wasser und die beiden Rohrmolche wieder entfernt und der restliche Stickstoff wieder in den Thermosbehälter zurückgeführt werden müssen.Of the Structural effort is therefore considerable and for the Freezing domestic Pipes with small diameters neither intended nor suitable. Also in this case applies: For heating and district heating pipes with narrow pipe bends can such Pipe newts are not used, especially as it also miss locks on this. Such complex and voluminous Devices are for example as "craftsman luggage" neither intended nor suitable and also awkward to assemble and disassemble, after which the ice plug or the Water and the two newts removed and the rest Nitrogen must be returned to the thermos container.

Die gesamte Arbeitsdauer ist mit etwa 3,5 Stunden angegeben, und das bei Temperaturen von minus 147 Grad und darunter. Nimmt man die 6 als massstäblich, so hat die komplette Manschette mit Ihrer Umhüllung einen Durchmesser von 4,20 m, ist also für einen Einsatz im Gebäudebereich oder in einer normalen Grube in bewohnten Gebieten völlig ungeeignet.The total working time is given as about 3.5 hours, and at temperatures of minus 147 degrees and below. If you take the 6 As a scale, the complete cuff with its covering has a diameter of 4.20 m, so it is completely unsuitable for use in the building area or in a normal pit in inhabited areas.

Durch die nächstkommende EP 1 273 845 A1 ist es bekannt, zum lokalen Einfrieren von ggf. mit Heisswasser gefüllten Rohrleitungen durch flüssiges Kohlendioxid, Kältemanschetten mit mehreren Wänden zu versehen, die Spalte oder Nuten gegenüber der Rohrleitung frei lassen, damit das bereits verdampfte Kohlendioxid die äussere Rohroberfläche auch nach dem Verlassen der Kältemanschette überstreicht und der Rohrleitung weitere Wärme zum Einfrieren des Wassers entzieht. Die Wünsche haben sich jedoch nur teilweise erfüllt: Zur Bildung eines Verschlussstopfens in einer Leitung mit einem Nenndurchmesser von einem Zoll mit Wasser von ursprünglich 96°C verging eine Zeit von 18 Minuten bei einem Verbrauch von 30 kg flüssigem Kohlendioxid aus Transportflaschen. Bei einer Leitung mit einem Nenndurchmesser von zwei Zoll betrug die Einfrierzeit 68 Minuten beim einem Verbrauch von 130 kg flüssigem Kohlendioxid. Ein wesentlicher Nachteil bestand darin, dass die verdampfte Menge an Kohlendioxid an die Arbeitsumgebung entwich und sich in Räumen mit geschlossenen Fenstern oder hohem Fensterniveau ansammelte, weil die Dichte des gasförmigen Kohlendioxids grösser ist als die Dichte von Luft (der sogenannte "Weinkeller-Effekt). Kohlendioxid und Stickstoff sind zwar nicht giftig, können aber Personen ersticken.By the nearest EP 1 273 845 A1 It is known to provide for local freezing of possibly filled with hot water pipes by liquid carbon dioxide, cold sleeves with several walls, leave the column or grooves relative to the pipe so that the already evaporated carbon dioxide passes over the outer pipe surface even after leaving the cold sleeve and the pipeline extracts further heat to freeze the water. However, the wishes were only partially fulfilled: A time of 18 minutes elapsed with the consumption of 30 kg of liquid carbon dioxide from transport bottles to form a sealing plug in a line with a nominal diameter of one inch with water of originally 96 ° C. For a nominal diameter pipe of two inches, the freezing time was 68 minutes for a consumption of 130 kg of liquid carbon dioxide. A major drawback was that the evaporated amount of carbon dioxide escaped to the work environment and accumulated in rooms with closed windows or high windows because the density of gaseous carbon dioxide is greater than the density of air (the so-called "wine cellar effect). Although carbon dioxide and nitrogen are not toxic, they can suffocate people.

Der Erfindung liegen daher folgende Aufgaben zugrunde:

• a) Senkung des Verbrauchs an Kohlendioxid,
• b) Ausschaltung oder Verringerung des Ausstosses an Kohlendioxid,
• c) geringere Belastung der Anwender durch das Kohlendioxid,
• d) Einsatzmöglichkeit bei Vorlauftemperturen bis über 100 °C,
• e) kurze Einfrierzeiten trotz Senkung des Verbrauchs an Kohlendioxid,
• f) Erweiterung des Einsatzbereichs bis zu Nennweiten von 54 mm und darüber.

The invention is therefore based on the following tasks:

• a) reducing the consumption of carbon dioxide,
• b) elimination or reduction of carbon dioxide emissions,
• c) less burden on the users by the carbon dioxide,
• d) possible use at flow temperatures above 100 ° C,
• e) short freezing times despite a reduction in the consumption of carbon dioxide,
• f) Extension of the application range up to nominal widths of 54 mm and above.

Die Lösung der gestellten Aufgaben bzw. Teilaufgaben erfolgt durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.The solution The tasks or subtasks are carried out by the features in the characterizing part of patent claim 1.

Damit werden die gestellten Aufgaben von vollem Umfange gelöst:

• a) Senkung des Verbrauchs an Kohlendioxid gegenüber dem Verbrauch bei gleichen Rohrdurchmessern und Vorlauftemperaturen,
• b) Ausschaltung oder Verringerung des Ausstosses an Kohlendioxid auf Bruchteile der bisherigen Werte,
• c) geringere Belastung der Anwender allenfalls durch Reste austretenden Kohlendioxids,
• d) Einsatzmöglichkeit bei Vorlauftemperaturen des Wassers bis über 100 °C,
• e) kurze Einfrierzeiten trotz Senkung des Verbrauchs an Kohlendioxid,
• f) Erweiterung des Einsatzbereichs bis zu Nennweiten von 54 mm und darüber.

Thus, the tasks are completely solved:

• a) reducing the consumption of carbon dioxide compared to the consumption at the same pipe diameters and flow temperatures,
• (b) elimination or reduction of carbon dioxide emissions to fractions of previous levels;
• c) lower load on the users, possibly due to leftovers of carbon dioxide,
• d) possible use at flow temperatures of water to over 100 ° C,
• e) short freezing times despite a reduction in the consumption of carbon dioxide,
• f) Extension of the application range up to nominal widths of 54 mm and above.

Es lassen sich noch weitere Vorteile erreichen:

• g) durch druckfeste Ausbildung der Kältemanschette aus hochfesten Werkstoffen wie Edelstahl, lassen sich praktisch beliebig oft hohe Drücke gegen vorzeitige Verdampfung des flüssigen Kohlendioxids erreichen,
• h) Senkung des Verbrauchs an Kohlendioxid gegenüber bisherigen Vergleichswerten,
• i) Ausschaltung oder Verringerung des Ausstosses an Kohlendioxid und Ausschaltung einer Erstickungsgefahr für den Anwender,
• j) geringere Belastung der Anwender durch das Kohlendioxid,
• k) Einsatzmöglichkeit bei Vorlauftemperturen bis über 100 °C,
• l) kurze Einfrierzeiten trotz Senkung des Verbrauchs an Kohlendioxid,
• m) Erweiterung des Einsatzbereichs bis zu Nennweiten von 54 mm und darüber,
• n) Möglichkeiten der Absaugung von Kohlendioxid durch Anschluss von Schläuchen und oder Pumpen,
• o) Möglichkeiten zur Verlagerung des Kälteschwerpunktes innerhalb der Kältemanschette und/oder der Rohrleitung durch Ventilsteuerung,
• p) Möglichkeit der Durchführung von Schweissarbeiten an der Rohrleitung in der Nähe der Kältemanschette.

There are even more benefits to be achieved:

• g) by pressure-resistant design of the cryogenic sleeve made of high-strength materials such as stainless steel, high pressures can be achieved as often as often against premature evaporation of the liquid carbon dioxide,
• h) reducing the consumption of carbon dioxide compared to previous comparative values,
• i) eliminating or reducing the emission of carbon dioxide and eliminating the risk of suffocation for the user,
• j) lower exposure of users to carbon dioxide,
• k) possible use at flow temperatures above 100 ° C,
• (l) short freezing times, despite a reduction in the consumption of carbon dioxide,
• m) extension of the application area up to nominal widths of 54 mm and above,
• n) possibilities of extracting carbon dioxide by connecting hoses and / or pumps,
• o) possibilities for shifting the cold center within the cold collar and / or the pipeline by valve control,
• p) Possibility to carry out welding work on the pipeline near the cold sleeve.

Vereinfacht ausgedrückt verursacht die erfindungsgemässe Konstruktion eine genau umgekehrte Strömungsrichtung des Kohlendioxids: Dieses wird zwar nach wie vor auf die Oberfläche der Rohrleitung gespritzt, aber aus einem genau abgegrenzten Volumen zwischen je einer Düse und der Rohrleitung, bildet dort einen fächerförmigen Strahl, dadurch dass durch jeweils zwei sichel- und V-förmige Anordnungen von Spalten flüssiges Kohlendioxid tangential auf die Rohroberfläche gespritzt wird, diese je zweifach tangential weitgehend umströmt und somit noch in flüssigem Zustand einen Grossteil der Wärme durch Verdampfung des Kohlendioxids abführt, wobei mit dem gasförmigen Kohlendioxid völlig innerhalb der Kältemanschette weitere Wärme abgeführt und schliesslich gasförmig aus der Kältemanschette abgesaugt oder abgeführt und an die freie Atmosphäre ausserhalb des Arbeitsraumes geleitet wird, so dass die Kälteleistung erhöht und jede Gefährdung des Anwenders ausgeschaltet wird.simplified expressed causes the inventive Construction an exactly reverse flow direction of the carbon dioxide: Although this is still sprayed onto the surface of the pipeline, but from a well-defined volume between each nozzle and the Pipeline, forming a fan-shaped jet there, in that by each two sickle and V-shaped arrangements of columns liquid Carbon dioxide is sprayed tangentially on the pipe surface, this ever two-fold tangential flows largely around and thus still in the liquid state a large part of the heat through Evaporating the carbon dioxide dissipates, using the gaseous carbon dioxide completely inside the cooling sleeve more heat dissipated and finally gaseous sucked out of the cold collar or dissipated and the free atmosphere outside the working area, so that the cooling capacity elevated and any danger to the User is turned off.

Es ist dabei im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn – entweder einzeln oder in Kombination – .

• – zwischen dem Stützkragen und der Oberfläche der Rohrleitung in antiparalleler Anordnung zwei Spalte für den Austritt des Kohlendioxids gebildet sind, die sichel- und keilförmig ausgebildet sind,
• – die Düsen auswechselbar in je einen Düsenträger eingesetzt sind, dessen inneres Ende den Stützkragen bildet,
• – die Düsen in mindestens zwei Düsenkränzen beiderseits einer radialen Mittenebene der Kältemanschette angeordnet sind und wenn jeder Düsenkranz mindestens zwei Düsen besitzt,
• – jeder Düsenkranz mindestens vier Düsen besitzt, die paarweise diametral auf die Rohrleitung ausgerichtet sind,
• – die Düsenmündungen einen Abstand von der Rohrleitung aufweisen der zwischen 0,5 und 10 mm, insbesondere zwischen 1,0 und 4,0 mm beträgt und insbesondere einstellbar ist,
• – der Austrittsdurchmesser der Düsen zwischen 0,1 und 0,5 mm beträgt,
• – die Kältemanschette von beiden Enden her zylindrisch ausgedreht ist und wenn sich zwischen den zylindrischen Bohrungen ein zweiteiliger ringförmiger Steg geringeren Durchmessers befindet, in dem je eine Auslassöffnung für das verdampfte Kohlendioxid angeordnet ist,
• – die Kältemanschette im Bereich ihrer Trennfuge mit tangentialen Bohrungen zum gasdichten Verschrauben der beiden Hälften der Kältemanschette versehen ist,
• – auf die Enden der Kältemanschette lösbare Hälften von Wänden aufgesetzt sind, deren Innendurchmesser dem Durchmesser der Rohrleitung entspricht,
• – die Wände mit Nuten für das Einlegen eines elastomeren Dichtungsmaterials versehen sind, und/oder, wenn
• – den Düsen verstellbare Einlassventile vorgeschaltet sind.

It is particularly advantageous in the course of further embodiments of the invention, if - either individually or in combination -.

• - between the support collar and the surface of the pipeline in antiparallel arrangement, two columns for the escape of carbon dioxide are formed, which are sickle-shaped and wedge-shaped,
• - The nozzles are interchangeably inserted into a respective nozzle carrier, whose inner end forms the support collar,
• The nozzles are arranged in at least two nozzle rings on both sides of a radial center plane of the cold collar and if each nozzle ring has at least two nozzles,
• - each nozzle ring has at least four nozzles, which are aligned in pairs diametrically on the pipeline,
• The nozzle openings have a distance from the pipeline which is between 0.5 and 10 mm, in particular between 1.0 and 4.0 mm and in particular is adjustable,
• The outlet diameter of the nozzles is between 0.1 and 0.5 mm,
• The cold collar is turned out from both ends and when there is a two-part annular web of smaller diameter between the cylindrical holes, in each of which an outlet opening for the vaporized carbon dioxide is arranged,
• - The cold collar is provided in the region of its parting line with tangential holes for gas-tight screwing of the two halves of the cryogenic sleeve,
• - Halves are placed on the ends of the cold collar of walls whose inner diameter corresponds to the diameter of the pipeline,
• - The walls are provided with grooves for the insertion of an elastomeric sealing material, and / or, if
• - The nozzle adjustable inlet valves are connected upstream.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und dessen Wirkungsweise und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand der 1 bis 5 näher erläutert.An embodiment of the subject invention and its mode of action and more Advantages are described below on the basis of 1 to 5 explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Radialschnitt durch eine wassergefüllte Rohrleitung und eine Kältemanschette im Achsbereich zweier diametral gegenüber liegender Düsenanordnungen und zweier Verschraubungen der Trennfuge der Kältemanschette sowie einen perspektivischen Ausschnitt aus den dahinter liegenden Teilen der Kältemanschette, 1 3 a radial section through a water-filled pipeline and a cold collar in the axial region of two diametrically opposite nozzle arrangements and two screw joints of the parting line of the cold collar, as well as a perspective section from the parts of the cold collar lying behind it;

2 eine Draufsicht auf eine Hälfte der Kältemanschette im Bereich der Trennfuge mit einseitig aufgesetzter Wand und einer abgenommenen Wand, 2 a top view of one half of the cold collar in the region of the parting line with one-sided patch wall and a detached wall,

3 einen Ausschnitt aus dem unteren Teil von 1 in vergrössertem Massstab, 3 a section from the lower part of 1 on an enlarged scale,

4 einen Axialschnitt durch die Rohrleitung und die Kältemanschette im Bereich der Achsen der Düsenanordnungen und der Austrittsöffnungen für das Kohlendioxid und 4 an axial section through the pipe and the cooling sleeve in the region of the axes of the nozzle assemblies and the outlet openings for the carbon dioxide and

5 eine grafische Darstellung von Einfriertemperatur im Rohr, an der Aussenwand des Rohres und den additiven Verbrauch an Kohlendioxid über der Zeit (Abszisse). 5 a graphic representation of the freezing temperature in the tube, on the outer wall of the tube and the additive consumption of carbon dioxide over time (abscissa).

Die 1 zeigt einen Radialschnitt durch eine wassergefüllte Rohrleitung 1 und eine mit flüssigem Kohlendioxid aus Gasflaschen beaufschlagte Kältemanschette 2 mit einem Mantelteil 2a im Achsbereich zweier diametral gegenüber liegender Düsenanordnungen 3, 4 und zweier Verschraubungen 5 der Trennfuge 6 der Kältemanschette 2 sowie einen perspektivischen Ausschnitt aus den dahinter liegenden Teilen der Kältemanschette 2.The 1 shows a radial section through a water-filled pipe 1 and a refrigerant cuff charged with liquid carbon dioxide from gas cylinders 2 with a jacket part 2a in the axis region of two diametrically opposite nozzle arrangements 3 . 4 and two glands 5 the parting line 6 the cold collar 2 and a perspective section of the underlying parts of the cryogenic sleeve 2 ,

Unter dem Begriff Kältemanschette wird jede Raumform eines teilbaren Hohlkörpers verstanden, der einen Zwischenraum 7 gegenüber der Rohrleitung frei lässt und an beiden Enden mit geteilten Wänden 8 und 9 und halbkreisförmigen Ausnehmungen 8a und 9a versehen ist, die auf dem Umfang so dicht wie möglich an der Rohrleitung 1 anliegen, um Gasaustritte in den Arbeitsbereich – ggf unter Verwendung von Dichtungsmaterial - so weit wie möglich zu verhindern.The term cold collar is understood to mean any spatial form of a divisible hollow body having a gap 7 towards the pipeline and leaves at both ends with divided walls 8th and 9 and semicircular recesses 8a and 9a is provided on the circumference as close as possible to the pipeline 1 in order to prevent as much as possible gas leaks into the working area, if necessary using sealing material.

2 zeigt eine Draufsicht auf eine Hälfte der Kältemanschette 2 im Bereich der Trennfuge 6 mit einer einseitig aufgesetzten Wand 8 und einer abgenommenen Wand 9. Die andere, aufzusetzende Hälfte der Kältemanschette ist identisch oder analog ausgebildet. Die Rohrleitung 1 ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Trennfuge 6 ist im Bereich des Mantelteils 2a von sechs Bohrungen 10 durchsetzt, die in einer Hälfte der Kältemanschette als Durchgangsbohrungen und in der anderen Hälfte als Gewindebohrungen ausgeführt sind (siehe 1). 2 shows a plan view of one half of the cold collar 2 in the area of the parting line 6 with a single-sided wall 8th and a detached wall 9 , The other, aufzusetzende half of the cryogenic sleeve is identical or analog. The pipeline 1 is indicated by dashed lines. The parting line 6 is in the area of the shell part 2a of six holes 10 interspersed, in one half of the cryogenic sleeve as through holes and in the other half are designed as tapped holes (see 1 ).

Die auswechselbaren Wände 8 und 9 bestehen aus je zwei Halbringen mit L-förmigem radialem Querschnitt, von denen die achsparallelen Schenkel 11 das jeweilige Ende des Mantelteils 2a der Kältemanschette 2 übergreifen und die radialen Schenkel 12 mit ihren Innendurchmessern 13 von beispielhhaft 60 mm dem Durchmesser der Rohrleitung 1 angepasst sind. Zum Einlegen von Dichtungsmaterial sind jeweils Umfangsnuten 14 vorgesehen. Von Bedeutung ist hierbei, dass – bei Betrachtung der geschlossenen Kältemanschette 2 – von den Enden des Mantelteils 2a zylindrische Bohrungen 15 und 16 ausgehen, die vor einem ringförmigen bzw. halbringförmigen Steg 17 enden, der einen grösseren Durchmesser hat als die Rohrleitung 1. Die Zylinderform der Bohrungen 15 und 16 hat gegenüber U-förmigen Einstichen die Vorteile leichterer Herstellbarkeit und grösserer Präzision.The exchangeable walls 8th and 9 consist of two half-rings with L-shaped radial cross section, of which the axis-parallel leg 11 the respective end of the shell part 2a the cold collar 2 overlap and the radial legs 12 with their inside diameters 13 of exemplarily 60 mm the diameter of the pipeline 1 are adjusted. For inserting sealing material are each circumferential grooves 14 intended. Of importance here is that - when looking at the closed cryogenic sleeve 2 - From the ends of the shell part 2a cylindrical holes 15 and 16 go out in front of an annular or semi-annular web 17 which has a larger diameter than the pipeline 1 , The cylindrical shape of the holes 15 and 16 has the advantages of easier manufacturability and greater precision compared to U-shaped punctures.

Dadurch werden auf dem Umfang der Rohrleitung 1 zwei Kammern 18 und 19 gebildet, in die mittels Gewindeverbindungen verstellbar senkrecht zur Trennfuge 6 je zwei Düsenanordnungen 20 und 21 einmünden, von denen hier jeweils nur eine sichtbar ist. In den Stegen 17 ist auf gegenüber liegenden Seiten je eine Auslassöffnung 22 mit einem Innengewinde angeordnet. Die innere Länge "L" der Kältemanschette 2 kann mit etwa 140 mm angegeben werden, die Durchmesser "D" der Bohrungen mit etwa 80 mm, wobei Abweichungen nach unten und oben im Rahmen des Anwendungsbereichs zulässig sind. Die Druckfestigkeit der Kältemanschette 2 und ihrer Verschraubungen 5 reicht bis mindestens 45 bar.This will be on the perimeter of the pipeline 1 two chambers 18 and 19 formed, in which by means of threaded connections adjustable perpendicular to the parting line 6 two nozzle arrangements each 20 and 21 merge, of which only one is visible here. In the jetties 17 is on opposite sides ever an outlet opening 22 arranged with an internal thread. The inner length "L" of the cold collar 2 can be specified as about 140 mm, the diameter "D" of the holes approximately 80 mm, with deviations downwards and upwards within the scope of the application are permitted. The compressive strength of the cold collar 2 and their glands 5 extends to at least 45 bar.

Mit der radialen Verengung auf etwa 70 mm durch die Stege 17 von etwa 25 mm Breite hat es folgende Bewandtnis: Das flüssige Kohlendioxid tritt üblicherweise in radialen Richtungen, also senkrecht zur Zeichenebene, durch die Düsenanordnungen 20 und 21 ein und prallt auf die Rohrleitung 1 auf. Nach dem tangentialen Umströmen und Verdampfen sowie weiterem Wärmeaustausch entweicht das gasförmige Kohlendioxid durch die Auslassöffnungen 22 in den Stegen 17 und daran angeschlossene Schläuche ins Freie (siehe 4), oder wird über einen nicht gezeigten Kompressor in die Gasflasche zurück gepumpt.With the radial narrowing to about 70 mm through the webs 17 of about 25 mm wide, it has the following reason: The liquid carbon dioxide usually occurs in radial directions, that is perpendicular to the plane through the nozzle assemblies 20 and 21 and bounces on the pipeline 1 on. After the tangential flow and evaporation and further heat exchange, the gaseous carbon dioxide escapes through the outlet openings 22 in the jetties 17 and connected hoses to the outside (see 4 ), or is pumped back into the gas cylinder via a compressor, not shown.

Soll nun ein begrenzter Abschnitt einer Rohrleitung 1 zwischen zwei Kältemanschetten 2 durch Einfrieren verschlossen werden, so besteht die Gefahr, dass das zwischen den Einfrierstellen eingeschlossene Wasser durch die wachsenden Eispfropfen unter Druck gesetzt wird. Dem kann dadurch entgegen gewirkt werden, dass jeweils nur die voneinander am weitesten beabstandeten Kammern 18 oder 19 der beiden Kältemanschetten 2 mit flüssigem Kohlendioxid beaufschlagt werden, wodurch eine längere Wassersäule erhalten bleibt.Shall now a limited section of a pipeline 1 between two cryogenic cuffs 2 are closed by freezing, there is a risk that the trapped between the freezing points water is pressurized by the growing ice cakes. This can be counteracted by the fact that in each case only the furthest spaced apart chambers 18 or 19 the two cryogenic cuffs 2 be charged with liquid carbon dioxide, whereby a longer water column is maintained.

Die 3 zeigt einen ganz wesentlichen Ausschnitt aus dem unteren Teil von 1 in vergrössertem Massstab. Mittels eines Aussengewindes 23 ist die Düsenanordnung 4 in ein Gegengewinde in der hier nicht gezeigten Kältemanschette 2 eingeschraubt, bis das innere Ende der Düsenanordnung 4 die Oberfläche der Rohrleitung 1 berührt, Die Düsenanordnung 4 enthält einen rotationssymmetrischen Düsenträger 24, der ausser dem Aussengewinde 23 auch ein konzentrisches Innengewinde 25 trägt. In dieses ist eine Düse 26 mit einer engen Düsenmündung 26a von beispielsweise 0,2 mm Durchmesser eingeschraubt, und zwar mittels eines Steckschlüssels und eines Innensechskants 27. Zur Abdichtung ist eine Ringdichtung 28 vorgesehen. Am unteren Ende ist – ausserhalb der Kältemanschette 2 – ein Befestigungsring 29 für ein Einstell- und Absperrventil angeordnet, an das sich eine Zufuhrleitung für flüssiges Kohlendioxid anschliesst, was in 4 gezeigt ist.The 3 shows a very essential part of the lower part of 1 on an enlarged scale. By means of an external thread 23 is the nozzle assembly 4 in a mating thread in the refrigerant sleeve, not shown here 2 screwed in until the inner end of the nozzle assembly 4 the surface of the pipeline 1 touched, The nozzle assembly 4 contains a rotationally symmetrical nozzle carrier 24 , except the external thread 23 also a concentric internal thread 25 wearing. This is a nozzle 26 with a narrow nozzle mouth 26a screwed example of 0.2 mm diameter, by means of a socket wrench and a hexagon socket 27 , For sealing is a ring seal 28 intended. At the lower end is - outside the cold cuff 2 - a fastening ring 29 arranged for a setting and shut-off valve, which is followed by a supply line for liquid carbon dioxide, which in 4 is shown.

Von besonderer Bedeutung sind jedoch hier die konstruktiven Einzelheiten und Vorgänge an den sich rechtwinklig kreuzenden Berührungsstellen zwischen der Rohrleitung 1 und den Düsenanordnungen 3 bzw. 4: Die Düsenmündung 26a ist durch eine Anschlagfläche 24a derart festgelegt, daß vor der Düsenmündung 26a ein Hohlraum 24b gebildet ist, der vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, einen Boden 24c besitzt und von dem zunächst noch flüssigen Kohlendioxid zentral durchströmt wird. Der Durchmesser des Hohlraums 24b ist vielfach größer als der der Düsenmündung 26a und liegt beispielhaft zwischen 2,5 und 4 mm, vorzugsweise bei 3,2 mm. Das den Hohlraum 24b umgebende Ende des Düsenträgers 24 bildet eine Art Stützkragen 24d.Of particular importance, however, are the structural details and operations at the right angles intersecting points of contact between the pipeline 1 and the nozzle assemblies 3 respectively. 4 : The nozzle mouth 26a is through a stop surface 24a set so that in front of the nozzle orifice 26a a cavity 24b is formed, which is preferably cylindrical, a bottom 24c has and from the first liquid carbon dioxide is flowed through centrally. The diameter of the cavity 24b is often larger than that of the nozzle orifice 26a and is for example between 2.5 and 4 mm, preferably 3.2 mm. That the cavity 24b surrounding end of the nozzle carrier 24 forms a kind of supporting collar 24d ,

Je nach Ausbildung der Stirnseite 30 (z.B. Ringfläche oder Kante) liegt der Düsenträger 24 mit zwei Stellen 31 (Linien oder Punkten) an der Rohrleitung 1 an. Dadurch werden auf gegenüber liegenden Seiten zwei sichel- und keilförmige Spalte 32 gebildet, durch die das zunächst noch flüssige Kohlendioxid in tangentialer Richtung zur Rohroberfläche abströmt und hierbei zunehmend verdampft. Auf der diametral gegenüber liegende Seite geschieht das Gleiche.Depending on the design of the front side 30 (eg ring surface or edge) is the nozzle carrier 24 with two places 31 (Lines or points) on the pipeline 1 at. As a result, two sickle-shaped and wedge-shaped gaps are created on opposite sides 32 formed, through which flows the first still liquid carbon dioxide in a tangential direction to the pipe surface and thereby increasingly evaporated. On the diametrically opposite side, the same thing happens.

Die 4 zeigt einen Axialschnitt durch die Rohrleitung 1 und die Kältemanschette 2 im Bereich der Achsen der Düsenanordnungen 3, 4 und der Auslassöffnungen 22 für das jetzt gasförmige Kohlendioxid. Die Auslassöffnungen 22 sind an Rohrstutzen 22a angeschlossen, auf die wiederum hier nicht gezeigt Schläuche aufgeschoben sind, die ggf. an eine nicht gezeigte Saugpumpe angeschlossen sind. Gemäss 2 sind hier zwei Kammern 18 und 19 vorgesehen, zwischen denen der Steg 17 mit den Auslassöffnungen 22 liegt. Die paarweise diametrale Ausrichtung von Düsenanordnungen 3/4 und Auslassöffnungen 22 ist klar erkennbar.The 4 shows an axial section through the pipeline 1 and the cold collar 2 in the area of the axes of the nozzle arrangements 3 . 4 and the outlet openings 22 for the now gaseous carbon dioxide. The outlet openings 22 are on pipe socket 22a connected to the turn, not shown here hoses are pushed, which may be connected to a suction pump, not shown. According to 2 here are two chambers 18 and 19 provided, between which the footbridge 17 with the outlet openings 22 lies. The pairwise diametrical alignment of nozzle arrangements 3/4 and outlet openings 22 is clearly visible.

Den Düsenanordnungen 3 und 4 sind Einlass-Ventile 33 vorgeschaltet, die als Absperr- und Regelventile ausgebildet sind und in die Druckstutzen 34 eingeschraubt sind. Diese stehen wiederum mit Druckschläuchen und/oder Verteilerstücken für flüssiges Kohlendioxid in Verbindung, die an Druckgasflaschen oder mindestens einen Kompressor für flüssiges Kohlendioxid angeschlossen sind, was hier nicht näher dargestellt ist. Bei den Druckgasflaschen handelt es sich um tragbare Gasflaschen mit Entnahmeventilen, wie sie im Sanitärgewerbe üblich sind.The nozzle arrangements 3 and 4 are inlet valves 33 upstream, which are designed as shut-off and control valves and in the discharge nozzle 34 are screwed in. These are in turn connected to pressure hoses and / or manifolds for liquid carbon dioxide, which are connected to compressed gas cylinders or at least one compressor for liquid carbon dioxide, which is not shown here. The compressed gas cylinders are portable gas cylinders with removal valves, as are customary in the sanitary industry.

Die 5 zeigt eine grafische Darstellung von Einfriertemperaturen im Rohr 1, an der Aussenwand des Rohres 1 und den additiven Verbrauch an flüssigem Kohlendioxid über der Zeit in Minuten (Abszisse). Auf der linken Ordinate sind die Temperaturen in °C aufgetragen, auf der rechten Ordinate der summarischen Kohlendioxid-Verbrauch in Kilogramm. Die Null-Grad-Linie ist strichpunktiert dargestellt.The 5 shows a graph of freezing temperatures in the pipe 1 , on the outer wall of the pipe 1 and the additive consumption of liquid carbon dioxide over time in minutes (abscissa). On the left ordinate the temperatures in ° C are plotted, on the right ordinate the total carbon dioxide consumption in kilograms. The zero-degree line is shown in phantom.

Die Messungen wurden an einem Stahlrohr mit einer Nennweite von 1 Zoll (= 25.4 mm), einer Umgebungstemperatur von 19 Grad und einer Vorlauftemperatur in der Rohrleitung von anfangs 110 Grad durchgeführt. Die unterste, durchgezogene Kurve 35 zeigt die Einfriertemperatur in der Rohrleitung 1; der Eispunkt wird nach etwa 5 Minuten unterschritten. Die gestrichelte Kurve 36 zeigt die Temperatur an der Aussenwandung der Rohrleitung. Die Eistemperatur wird nach etwa 7 Minuten unterschritten. Die nach oben gerichtete Kurve 37 zeigt den summarischen Verbrauch an flüssigem Kohlendioxid, dessen Zufuhr nach etwa 11 bis 12 min. gedrosselt und nach etwa 40 Minuten abgebrochen werden kann. Der Verbrauch an flüssigem Kohlendioxid beträgt etwa 6 kg. Die Eistemperatur wird erst nach etwa 48 Minuten überschritten. Diese Zeit reicht bei weitem aus, um Reparaturen an der Rohrleitung 1, z.B. das Auswechseln eines Ventils oder Schiebers, vorzunehmen, kann aber durch weitere Zufuhr von Kohlendioxid beliebig verlängert werden.The measurements were carried out on a steel pipe with a nominal width of 1 inch (= 25.4 mm), an ambient temperature of 19 degrees and a flow temperature in the pipeline of initially 110 degrees. The lowest, solid curve 35 shows the freezing temperature in the pipeline 1 ; the ice point is undercut after about 5 minutes. The dashed curve 36 shows the temperature on the outer wall of the pipeline. The ice temperature falls below about 7 minutes. The upward curve 37 shows the total consumption of liquid carbon dioxide, whose supply after about 11 to 12 min. throttled and can be stopped after about 40 minutes. The consumption of liquid carbon dioxide is about 6 kg. The ice temperature is exceeded only after about 48 minutes. This time is far from sufficient to repairs to the pipeline 1 , For example, the replacement of a valve or slide to make, but can be extended by further supply of carbon dioxide arbitrarily.

Es ist zu betonen, dass es hier um einen Wettlauf mit der Zeit geht, dem Wärmezustand in der Rohrleitung von anfangs beispielsweise 110 Grad, der von der Rohrleitung ausgehende Wärmezufuhr durch axiale Wärmeströmungen in der Rohrwand und durch Konvektionsströmungen im Rohrinhalt, durch eine gezielte und effektive Wärmeabfuhr durch die Kältemanschette 2 und das verdampfende Kohlendioxid entgegen zu wirken und dadurch die Wärmeeffekte zu "übertrumpfen", was durch die Erfindung gelungen ist.It should be emphasized that this is a race against time, the heat state in the pipeline from initially 110 degrees, for example, the heat from the pipeline due to axial heat flows in the pipe wall and convection flows in the pipe through a targeted and effective Heat dissipation through the cold collar 2 and to counteract the vaporizing carbon dioxide and thereby to "outperform" the heat effects, as reflected by the inventions succeeded.

Beim Erfindungsgegenstand bilden sich ohne Absenken der Vorlauftemperatur nach 30 Sekunden die ersten Eiskristalle an der inneren Rohrwand und nach 2 Minuten beginnt die Bildung eines Eisstopfens. Bereits nach 5 Minuten hat sich durch Verbrauch von nur 3 kg Kohlendioxid ein Eispropfen von ca. 150 mm Länge gebildet. Im weiteren Verlauf wächst der Froststopfen bis zu einer Länge von mehr als 200 mm, erkennbar an der Bildung von äusserem Raureif. An der Rohrwand werden Temperaturen bis minus 18 Grad gemessen. Vermutet wird, dass sich zwischen der Rohrleitung und der Kältemanschette auch ein Ring aus Trockeneis bildet, der den weiteren Wärmeentzug aus der Rohrleitung unterstützt. Ab diesem Zeitpunkt – nach etwa 11 bis 12 min. – kann die Zufuhr von Kohlendioxid definiert gedrosselt werden, was auch 5 zeigt. Speziell geschultes Fachpersonal ist nicht mehr erforderlich.In the subject invention, without lowering the flow temperature after 30 seconds, the first ice crystals form on the inner tube wall and after 2 minutes, the formation of an ice plug begins. Already after 5 minutes, by consuming only 3 kg of carbon dioxide, an ice plug of about 150 mm in length has formed. In the further course of the frost plug grows up to a length of more than 200 mm, recognizable by the formation of outer hoarfrost. Temperatures down to minus 18 degrees are measured on the pipe wall. It is assumed that a ring of dry ice forms between the pipe and the cold collar, which helps to further remove heat from the pipe. From this time - after about 11 to 12 min. - can be throttled defined the supply of carbon dioxide, which also 5 shows. Specially trained specialist personnel is no longer required.

Bei ordnungsgemäss abgedichtet montierter Kältemanschette 2 haben die Düsenmündungen einen Abstand von ca. 1,5 mm von der Rohroberfläche. Der als sekundär zu betrachtende Ring aus Kohlendioxidschnee in der Kältemanschette dient im wesentlichen zu Speicherung von Energie und unterstützt die Wirkung des in der Rohrleitung gebildeten Eisstopfens. Dadurch konnte der Verbrauch von Kohlendioxid gegenüber von 18 bis 25 kg auf 4 bis 5 kg gesenkt werden und damit auch die Emissionswerte. Das durch die Leitungen und Schläuche nach aussen geführte Kohlendioxid reduzierte sich entsprechend und konnte wegen seiner Reinheit durch einen Kompressor wieder zu flüssigem Kohlendioxid zurück verwandelt, in eine Druckflasche gepumpt und und erneut im Kreislauf eingesetzt werden. Eine Belastung der Umwelt wurde dadurch vermieden.With a properly sealed mounted refrigerant sleeve 2 have the nozzle orifices a distance of about 1.5 mm from the pipe surface. The considered to be secondary ring of carbon dioxide snow in the cryogenic tank serves essentially to store energy and supports the effect of the ice plug formed in the pipeline. As a result, the consumption of carbon dioxide could be reduced to between 4 and 5 kg compared with 18 to 25 kg and thus also the emission values. The carbon dioxide led to the outside through the pipes and hoses was reduced accordingly and due to its purity could be converted back to liquid carbon dioxide by a compressor, pumped into a pressure bottle and recirculated. A burden on the environment was avoided.

Der Aufwand an Mannstunden für den Wechsel eines Schiebers in einer Rohrleitung kann auf rund EURO 200,- geschätzt werden. Würde statt des flüssigen Kohlendioxids flüssiger Stickstoff verwendet, so würden – abgesehen von den nicht mehr erlaubten Emissionsproblemen – Mannstunden in Höhe von EURO 2.000,- entstehen, das ist der zehnfache Wert, und eine Rückgewinnung des Stickstoffs vor Ort ist wegen der physikalischen Grenzwerte unmöglich.Of the Expenditure of manhours for The change of a slide in a pipeline can be around EURO 200, - estimated become. Would instead of the liquid Carbon dioxide more liquid Nitrogen used, so would - apart of the no longer allowed emission problems - man-hours in the amount of EURO 2,000, - that is ten times the value, and a recovery Nitrogen on the ground is due to physical limits impossible.

Von einer deutschen Stadtverwaltung wird die Zahl der Einsätze bei relativ neuen Rohrsystemen pro Jahr auf 40 geschätzt. Die Zahl der Einsätze steigt mit dem Alter der Anlagen.From a German city administration will increase the number of missions relatively new piping systems estimated at 40 per year. The number of missions is increasing with the age of the plants.

Die Reihenfolge von Montage, Betrieb und Demontage der Kältemanschette 2 ergibt sich aus der bisherigen Beschreibung des Systems.The order of installation, operation and dismantling of the cold collar 2 follows from the previous description of the system.

11

Rohrleitungpipeline

22

Kältemanschettecold boot

2a2a

Mantelteiljacket part

33

Düsenanordnungnozzle assembly

44

Düsenanordnungnozzle assembly

55

Verschraubungenfittings

66

Trennfugeparting line

77

Zwischenraumgap

88th

Wandwall

8a8a

Ausnehmungrecess

99

Wandwall

9a9a

Ausnehmungrecess

1010

Bohrungendrilling

1111

Schenkelleg

1212

Schenkelleg

1313

InnendurchmessernInternal diameters

1414

Umfangsnutencircumferential grooves

1515

Bohrungendrilling

1616

Bohrungendrilling

1717

Stegweb

1818

Kammerchamber

1919

Kammerchamber

2020

Düsenanordnungennozzle arrangements

2121

Düsenanordnungennozzle arrangements

2222

Auslassöffnungenoutlet

22a22a

Rohrstützenpipe supports

2323

Aussengewindeexternal thread

2424

Düsenträgernozzle carrier

24a24a

Anschlagflächestop surface

24b24b

Hohlraumcavity

24c24c

Bodenground

24d24d

Stützkragensupport collar

2525

Innengewindeinner thread

2626

Düsejet

26a26a

Düsenmündungnozzle orifice

2727

InnensechskantAllen

2828

Ringdichtungring seal

2929

Befestigungsringfixing ring

3030

Stirnseitefront

3131

StellenPut

3232

Spaltecolumn

3333

Einlass-VentileIntake valves

3434

Druckstutzenpressure port

3535

KurveCurve

3636

KurveCurve

3737

KurveCurve

"L""L"

innere Längeinner length

"D""D"

Durchmesser "Diameter "

"E""E"

Mittenebenemidplane

"X""X"

Abstanddistance

Claims (14)

Vorrichtung zum örtlichen Einfrieren von wassergefüllten Rohrleitungen (1) aus der Gruppe Heizungsrohre, Abzweigleitungen und Sanitärleitungen mit einer geteilten Kältemanschette (2) mit beidendigen Wänden (8, 9) mit Ausnehmungen (8a, 9a), durch die die Rohrleitung (1) hindurch führbar ist, wobei die Kältemanschette (2) mit mindestens einem Paar von gegenüber liegenden, radial auf die Rohrleitung (1) ausgerichteten Düsen (26) mit Düsenmündungen (26a) für das Anspritzen der Rohrleitung (1) mit flüssigem Kohlendioxid versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Düsenmündungen (26a) je ein Stützkragen (24d) vorgelagert ist, der sich an zwei zur Rohrachse (A) parallelen Stellen (31) auf der Rohrleitung (1) abstützt und einen Hohlraum (24b) einschließt, in dessen Boden (24c) die Düse (26) einmündet und aus dem das flüssige Kohlendioxid im rechten Winkel zur Rohrachse (A) in zwei entgegen gesetzten Strahlen mit zur Rohroberfläche tangentialen Bewegungskomponenten abströmbar ist und dass das gasförmige Kohlendioxid aus der Kältemanschette abführbar ist.Device for local freezing of water-filled pipes ( 1 ) from the group of heating pipes, branch pipes and sanitary pipes with a split cold sleeve ( 2 ) with double-ended walls ( 8th . 9 ) with recesses ( 8a . 9a ) through which the pipeline ( 1 ) is feasible, wherein the cryogenic sleeve ( 2 ) with at least one pair of opposed, radially on the pipeline ( 1 ) aligned nozzles ( 26 ) with nozzle openings ( 26a ) for the injection molding of the pipeline ( 1 ) is provided with liquid carbon dioxide, characterized in that the nozzle orifices ( 26a ) each support collar ( 24d ), which is located at two points parallel to the tube axis (A) ( 31 ) on the pipeline ( 1 ) and a cavity ( 24b ), in whose bottom ( 24c ) the nozzle ( 26 ) and from which the liquid carbon dioxide at right angles to the tube axis (A) in two opposite jets can be flowed off with tangential to the tube surface movement components and that the gaseous carbon dioxide from the cryogenic sleeve is discharged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stützkragen (24d) und der Oberfläche der Rohrleitung (1), in antiparalleler Anordnung zwei Spalte (32) für den Austritt des Kohlendioxids gebildet sind, die sichel- und keilförmig ausgebildet sind.Device according to claim 1, characterized in that between the support collar ( 24d ) and the surface of the pipeline ( 1 ), in antiparallel arrangement two columns ( 32 ) are formed for the exit of the carbon dioxide, which are sickle-shaped and wedge-shaped. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (26) auswechselbar in je einen Düsenträger (24) eingesetzt sind, dessen inneres Ende den Stützkragen (24d) bildet.Device according to claim 1, characterized in that the nozzles ( 26 ) replaceable in a respective nozzle carrier ( 24 ) are inserted, the inner end of the support collar ( 24d ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (26) in mindestens zwei Düsenkränzen beiderseits einer radialen Mittenebene (E-E) der Kältemanschette (2) angeordnet sind und daß jeder Düsenkranz mindestens zwei Düsen (26) besitzt.Device according to claim 1, characterized in that the nozzles ( 26 ) in at least two nozzle rings on both sides of a radial center plane (EE) of the cold collar ( 2 ) and that each nozzle ring at least two nozzles ( 26 ) owns. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Düsenkranz mindestens vier Düsen (26) besitzt, die paarweise diametral auf die Rohrleitung (1) ausgerichtet sind.Apparatus according to claim 4, characterized in that each nozzle ring at least four nozzles ( 26 ), which in pairs diametrically on the pipeline ( 1 ) are aligned. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmündungen (26a) einen Abstand ("X") von der Rohrleitung (1) aufweisen der zwischen 0,5 und 10 mm beträgt.Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzle orifices ( 26a ) a distance ("X") from the pipeline ( 1 ) which is between 0.5 and 10 mm. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand ("X") zwischen 1,0 und 4,0 mm beträgt.Device according to claim 6, characterized in that that the Distance ("X") between 1.0 and 4.0 mm. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand ("X") einstellbar ist.Device according to claim 6, characterized in that that the Distance ("X") is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsdurchmesser der Düsen zwischen 0,1 und 0,5 mm beträgt.Device according to claim 1, characterized in that that the Outlet diameter of the nozzles between 0.1 and 0.5 mm. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kältemanschette (2) von beiden Enden her zylindrisch ausgedreht ist und daß sich zwischen den zylindrischen Bohrungen (15, 16) ein zweiteiliger ringförmiger Steg (17) geringeren Durchmessers befindet, in dem je eine Auslassöffnung (22) für das verdampfte Kohlendioxid angeordnet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the cold collar ( 2 ) is cylindrically turned out from both ends and that between the cylindrical bores ( 15 . 16 ) a two-part annular web ( 17 ) of smaller diameter, in each of which an outlet opening ( 22 ) is arranged for the vaporized carbon dioxide. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kältemanschette (2) im Bereich ihrer Trennfuge (6) mit tangentialen Bohrungen (10) zum gasdichten Verschrauben der beiden Hälften der Kältemanschette (2) versehen ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the cold collar ( 2 ) in the region of their parting line ( 6 ) with tangential bores ( 10 ) for gas-tight screwing the two halves of the cryogenic sleeve ( 2 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden der Kältemanschette (2) lösbare Hälften von Wänden (8, 9) aufgesetzt sind, deren Innendurchmesser dem Durchmesser der Rohrleitung (1) entspricht.Apparatus according to claim 1, characterized in that on the ends of the cold collar ( 2 ) detachable halves of walls ( 8th . 9 ) whose inside diameter corresponds to the diameter of the pipeline ( 1 ) corresponds. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (8, 9) mit Nuten (14) für das Einlegen eines elastomeren Dichtungsmaterials versehen sind.Device according to claim 12, characterized in that the walls ( 8th . 9 ) with grooves ( 14 ) are provided for the insertion of an elastomeric sealing material. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Düsen (26) verstellbare Einlassventile (33) vorgeschaltet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzles ( 26 ) adjustable inlet valves ( 33 ) are connected upstream.