AT405507B - Spritzbetondüse für das trocken- oder nassspritzverfahren - Google Patents

Description

AT 405 507 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzbetondüse für das Trocken- oder Naßspritzverfahren bestehend aus einem länglichen Hohlkörper.

Nach dem Stand der Technik gemäß der DE 2 316 464 A1 wird Spritzbeton dadurch hergestellt, daß das nasse oder in einer einfachen oder Ringkammerdüse befeuchtete Material durch einen konischen Beschleunigungsteil mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird Der Anprall an einem festen Hindernis (zum Beispiel Tunnelinnenwand) besorgt die nötige Verdichtung, dabei kommt es jedoch zu hohem Verschleiß, Staubentwicklung und Rückprall des eingesetzten Betonmaterials. Dieselben Nachteile weisen Spritzbetondüsen gemäß der DD 250 913 A, bei welcher zwei gegenüberliegende Lufteintrittsrohre mit spitzem Winkel zur Symmetrieachse der Düse zwecks Beschleunigung des Materialstromes vorgesehen sind, gemäß der DE 25 56 797 A1, bei welcher zusätliche Beschleunigungen der Massen durch Saugwirkung eines Injektors bewirkt werden, gemäß der DE 27 47 247 A1, bei welcher eine Beschleunigung mehrerer Materialströme durch Saugstrahlwirkungen erreicht wird sowie gemäß der EP 0 438 084 A1, bei welcher eine Regelung des Druckluftmassestroms möglich ist, auf.

Die Erfindung setzt sich das Ziel, den Verschleiß, die Staubentwicklung und vor allem den Rückprall zu vermeiden, indem die Strömungsverhältnisse in der Düse gestaltet, und Wasser sowie Druckluft punktuell dort zugesetzt werden, wo es die Aufgabe erfordert.

Dabei soll die Verdichtung soweit als möglich noch in der Düse erfolgen, wodurch auch der Rückstoß auf den Düsenführer reduziert wird, was höhere Auswurfleistungen ermöglicht.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstallung besteht darin, daß an der Innenwand des Hohlkörpers ein oder mehrere Prallkörper mit Totwassergebieten vorgesehen sind, daß in der Hohlkörperwand Wasserabzugsdüsen und Druckluftdüsen angeordnet sind, daß der Hohlkörper innenliegende Prallkörper sowie Aufweitungen aufweist und daß die Wasserzugabe und/oder die Druckluftzugabe aus Düsen in den Prallkörpern erfolgt.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß der Rückprall von der (Tunnel)wand in das Düseninnere verlagert wird. Die am Prallkörper abgebremsten Teilchen werden in Richtung des freien Stromquerschnittes umgelenkt und entziehen dadurch auch den dort befindlichen Teilchen Bewegungsenergie. Durch diese Vorgänge und die Wirbelbildung an den Prallkörpem erfolgt überdies eine bessere Befeuchtung durch Mischung der strömenden Spritzbetonmischung Durch Wasser und/oder Druckluftzugabe aus Düsen in den Prallkörpern kann der Verschleiß herabgesetzt und die Durchmischung verbessert werden. Sind die Prallkörper bolzen- oder tragflächenförmig den ganzen Düsenkörper durchdringend und an zwei oder mehr Stellen mit dem Düsenkörper verbunden, so wird der Massenstrom im Düseninneren aufgeteilt, auch die Kernströmung erfaßt und in Rotation versetzt, wodurch wiederum die Wirbelbildung ansteigt. Die Wirbelbildung begünstigt die Durchmischung und führt gleichzeitig durch den Energieverzehr zu einem Geschwindigkeitsabbau.

Hinter jedem Prallkörper entsteht, da er als Strömungshindernis wirkt, ein mehr oder weniger ausgedehntes Totwassergebiet. Partikel, die in dieses Totwassergebiet hineingelangen, insbesondere Zementteilchen, werden fast bis zum Stillstand abgebremst, bevor sie durch nachfolgende Grobteile wieder aufgenommen werden und an diesen haften bleiben. Durch die Abfolge von Aufweitungen und Prallkörpern wird die Oberfläche der Grenzschichte, in der die Strömungsgeschwindigkeit auf Null absinkt, vergrößert, was das Anhaften von Zementpartikeln begünstigt.

Dieser an sich in der Fördertechnik unerwünschte Effekt (er führt zum raschen "Zuwachsen" der Düse durch Beton) wird hier gezielt genützt, indem das Gleichgewicht zwischen groben und feinen Partikeln so eingestellt wird, daß die groben Partikel durch das Entlanggleiten am sich bildenden Feinteilfilm gleichzeitig abgebremst und mit Feinteilen benetzt werden, und andererseits durch ihre abrasive Wirkung das Zuwachsen der Düse verhindern.

Die durch die Prallkörper verursachte Engstelle führt zwar zu einem Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit, dem allerdings nur die Feinteile folgen können. Die reflektierten und abgelenkten Grobteile hingegen durchlaufen keine ausreichende Beschleunigungsstrecke mehr, sodaß sie die für die Rückprallbildung erforderliche Geschwindigkeit nicht mehr erreichen. Dieser Vorgang erweist sich als besonders effektiv, weil an der Rückprallbildung überwiegend die Grobteilchen beteiligt sind. Die Feinteile hingegen haften aufgrund der Viskosität der benetzten Mischung auch noch bei hohen Anprallgeschwindigkeiten an der (Tunnel)wand.

Durch diese Vorgänge verläßt das Gemisch insgesamt besser durchmischt und mit niedrigerer Geschwindigkeit den Düsenkörper, sodaß die Haftung an der (Tunnel)wand verbessert, die Befeuchtung intensiviert, dadurch der Staub gebunden und schließlich die für die schädliche Rückprallbildung erforderliche Bewegungsenergie aufgezehrt ist.

Die Prallkörper können den Hohlkörper sowohl innen umlaufen als auch durchdringen, als auch in zur Hohlkörperlängsachse geneigten Segmenten auch schraubenförmig eingebaut werden, wodurch auch eine 2

Claims (4)

1. AT 405 507 B spiralförmige Führung des Materialstromes mit Zyklonwirkung herbeigeführt werden kann. Die Druckluftdüsen können ringförmig oder spiralförmig sowie einzeln auch mit Neigung zur Längsachse angeordnet werden, vornehmlich um den Materialstrom gezielt zu verzögern und in Rotation zu versetzen. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert: Es zeigt die Fig. 1 die Spritzbetondüse im Längsschnitt. Gemäß Fig. 1 wird an das Förderrohr oder den Förderschlauch 1 mit einer Kupplung 2 der Hohlkörper 3 angeschlossen. An der Innenwand des Hohlkörpers 3 sind als Strömungshindernis ausgebildete, mit zur Hohlkörperlängsachse beliebig geneigten Flächen, ausgestattete Prallkörper 4 angeordnet. Der Hohlkörper 3 weist sack- bzw. taschenförmige Aufweitungen 5 auf und an dessen Außenwand Wasserzugabedüsen 6. Weiters sind im Hohlkörperinnenraum innenliegende Prallkörper 7 mit Totwassergebieten 8 vorgesehen. Die an der Innenwand des Hohlkörpers 3 liegenden Prallkörper 4 und die Aufweitungen 5 des Hohlkörpers 3 können dabei beliebig geformt werden. In der Hohlkörperwand 3 und in den Prallkörpern 4 und innenliegenden Prallkörpern 7 können Wasserzugabedüsen 6 und Druckluftdüsen 9 angeordnet werden. Weitere vorteilhafte Ausbildungen gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4 bestehen darin, daß die innenliegenden Prallkörper bolzen- oder tragflächenförmig ausgebildet sind und ring- oder teilringförmig angeordnet sind oder schräg zur Düsenlängsachse verlaufen. Dadurch folgen Zonen geringer und höherer Strömungsgeschwindigkeit auch mehrfach aufeinander, wobei die Grob- und Feinteile unterschiedliche Geschwindigkeiten annehmen und dadurch besonders intensiv durchmischt und verdichtet werden. Auch gelingt es, die Grobteile mit einem Mantel aus Feinteilen zu umschließen. Weiters kann der Materialstrom gezielt verzögert und in Rotation versetzt werden. Ein Vorteil der Erfindung ist die breite Variationsmöglichkeit dieser Einbauten, je nachdem, ob mehr der Effekt der Vermischung oder mehr der Effekt der Verdichtung und Rückprallminderung gewünscht wird. Durch Variation des Profils und der Geometrie des Hohlkörpers und der Prallkörper bestehen auch vielfache Möglichkeiten der Gestaltung und Optimierung der Strömungsverhältnisse bei gleichbleibender grundsätzlicher Wirkung der Merkmale 3 bis 9 und ihres hydraulischen Zusammenwirkens. Patentansprüche 1. Spritzbetondüse für das Trocken- oder Naßspritzverfahren bestehend aus einem länglichen Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Hohlkörpers (3) ein oder mehrere Prallkörper (4) mit Totwassergebieten (8) vorgesehen sind, daß in der Hohlkörperwand und in den Prallkörpern (4) Wasserzugabedüsen (6) und Druckluftdüsen (9) angeordnet sind, daß der Hohlkörper (3) innenliegende Prallkörper (7) mit Wasserzugabedüsen (6) sowie Druckluftdüsen (9) und Aufweitungen (5) aufweist.
2. 2. Spritzbetondüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegenden Prallkörper (7) bolzen- oder tragflächenförmig ausgebildet sind.
3. 3. Spritzbetondüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegenden Prallkörper (7) ring- oder teilringförmig ausgebildet sind.
4. 4. Spritzbetondüse nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der innenliegenden Prallkörper (7) schräg zur Düsenlängsachse verlaufen. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 3