CZ12318U1 - Zařízení pro dávkování tekutých přísad do záměsové vody - Google Patents

Description

Zařízení pro dávkování tekutých přísad do záměsové vody

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro dávkování tekutých přísad do záměsové vody, zejména pro stříkaný beton při ražení štol, tunelů, zajišťování stability svahů nebo stěn jam, sanace stavebních konstrukcí, případně pro nástřik protipožární pěny nebo pěny pro snižování prašnosti povrchů.

Dosavadní stav techniky

V současné době se při hotovení tunelů nebo štol krátce po výrubu nanáší na stěnu díla vrstva betonu, která zabraňuje zvětrávání horniny. Jestliže je tento proces prováděn suchou cestou, je suchá betonová směs stlačeným vzduchem dopravována až na místo uložení, kde je ve směšovací trysce dodávána záměsová voda a takto zvlhčený beton je tryskán na líc výrubu. Aby bylo dosaženo rychlého nárůstu pevnosti nanášené vrstvy betonu, používaj í se tekuté přísady s vazbou na cement. Důležité je dodržení optimálního poměru tekuté přísady a cementu. Jsou známa různá zařízení pro dávkování tekutých přísad, obvykle konstruovaná pro speciální způsob použití.

Způsoby řešení směšování tekuté přísady s průchozí záměsovou vodou jsou různé od jednoduchého přívodu T vstupem až po speciální směšovací komory. Ochrana kontrolních a měřicích zařízení proti chemickým účinkům tekutých přísad je obvykle řešena použitím speciálních chemicky odolných zařízení. Používaná Čerpadla v těchto zařízeních jsou různého typu, nejčastěji zřejmě plunžrová, kdy při provozu dochází ke vzniku tlakových rázů, které se přenášejí na měřicí a zabezpečovací přístroje.

Podstata technického řešení

Cílem předloženého technického řešení je jednoduché, přenosné, univerzální dávkovači zařízení se širokou možností uplatnění, dostatečně odolné chemickým vlivům tekutých přísad, zajišťující bezpečný a hospodárný provoz a přitom cenově dosažitelné.

Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že vedení přísady je na svém vstupu pro zanoření do nádrže s přísadou opatřeno sacím košem se zpětnou klapkou, který je propojen se sáním čerpadla s regulací průtočného množství přísady, jehož výtlak je zaveden do průtokoměru se vznášejícím se tělískem, a výstup průtokoměru je přes směšovací trysku zaveden do vedení proudu vody, do kterého je před směšovací trysku ve směru proudu vody napojen svým vstupem větrník, ke kterému jsou na výstupu vjeho horní části připojeny tlakový spínač, tlakoměr a omezovač tlaku.

Základními výhodami jsou oddělení chemických vlivů použitých tekutých přísad od měřicích a zabezpečovacích zařízení, zmírnění tlakových rázů od čerpadla a prodloužení spínacího cyklu tlakového spínače, to je prodloužení doby mezi zapnutím a vypnutím elektromotoru čerpadla.

Směšovací tryska může být s výhodou tvořena přívodní trubičkou pro přívod přísady, procházející utěsněné stěnou vedení proudu vody a zaústěnou do tohoto vedení svým volným koncem ve tvaru kolena, orientovaného ve směru proti proudu vody a seříznutého tak, že její výstupní hrdlo v podstatě nepřečnívá přes vnější průměr přívodní trubičky. Dochází ke zlepšenému promísení přísady se záměsovou vodou. V oblasti zavedení přívodní trubičky do vedení proudu vody nastávají v tomto vedení turbulence vlivem sníženého průtočného profilu vedení, obtékání upraveného kolena přívodní trubičky vodou a tím k intenzivnímu míšení tekuté přísady v proudu záměsové vody.

Průtokoměr může být svýhodou tvořen průhlednou plastovou trubicí splynule se rozšiřujícím průměrem ve směru k výtoku, kde uvnitř trubice je vloženo vznášející se plastové tělísko pro vizuální určování okamžité velikosti průtoku. Tento přístroj v daném provedení umožňuje

- 1 CZ 12318 Ul spolehlivě, snadno a průběžně odečítat množství dodávané tekuté přísady. Současně umožňuje přímou vizuální kontrolu případného zavzdušnění čerpadla (průchod vzduchových bublinek).

Čerpadlo může být tvořeno peristaltickým, plunžrovým, membránovým nebo vřetenovým čerpadlem, poháněným elektromotorem. K elektromotoru čerpadla může být připojen frekvenční měnič otáček.

Výhodou peristaltického čerpadla je jeho odolnost proti zavzdušnění. Není rovněž tak náchylné na přítomnost mechanických nečistot v tekutých přísadách, které se při provozu mohou vyskytovat (například krystalky chemikálií, prach a hrubé nečistoty z okolního prostředí), má však vyšší hmotnost aje nákladnější než jiné typy čerpadel Výhodou vřetenového čerpadla je jeho jednoduchost a plynulý proud na výtlaku. Je zaručena jeho nasávací schopnost při zaplavení sací hadice, má poměrně nízkou hmotnost.

Frekvenční měnič otáček elektromotoru s rozsahem přibližně 25 až 110 % jmenovitých otáček umožňuje okamžitou změnu dávkování přísady za chodu čerpadla, to znamená dodávaného množství tekuté přísady.

V jednom z možných provedení technického řešení jsou na vstupu vedení proudu vody ve směru toku vody za sebou uspořádány filtr, redukční ventil a zpětný ventil přívodní vody, na který dále navazuje zpětný ventil rozhraní vody s přísadou a směšovací tryska, přičemž na výstupu směsi vody a přísady je kulový kohout. Zdvojení zpětných ventilů zvyšuje bezpečnost proti průniku chemické tekuté přísady do zdroje záměsové vody. Zpětný ventil rozhraní vody s přísadou je plastový, je odolný proti chemickým vlivům; zpětný ventil přívodní vody je konvenčního provedení.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude na příkladu svého provedení dále vysvětleno pomocí připojeného výkresu a následného popisu příkladu konkrétního provedení.

Příklady provedení technického řešení

Do nádrže s tekutou přísadou (například pro urychlení tvrdnutí betonu, zvýšení odolnosti betonu proti mrazu, zvýšení nepropustnosti pro vodu a podobně) se zanoří vstup vedení přísady se sacím košem SK a zpětnou klapkou. Účelem zpětné klapky je, aby nedocházelo k úniku přísady ze sací hadice vedení přísady, která má obvykle délku 2 až 5 m. Z nádrže je tekutá přísada přiváděna do sání čerpadla Č, poháněného elektromotorem M; může být použita plastová sací hadice s výztuhou, mající světlost 20 mm nebo větší. Může být použito vřetenové čerpadlo, nebo čerpadlo jiného typu, například plunžrové, případně peristaltické nebo membránové. Výhodou vřetenového čerpadla je zejména jeho jednoduchost a plynulý proud na výtlaku. Je zaručena nasávací schopnost při zaplavení sací hadice, jeho konstrukce má nízkou hmotnost. Peristaltické čerpadlo je odolnější proti zavzdušnění a není tak náchylné na přítomnost mechanických nečistot v přísadě (krystalky chemikálií, prach z okolního prostředí); má však vyšší hmotnost aje nákladnější.

Výtlak čerpadla Č je zaveden do průtokoměru RM se vznášejícím se tělískem. Tento průtokoměr RM je tvořen průhlednou plastovou trubicí s plynule se rozšiřujícím průměrem ve směru k výtoku. Uvnitř této trubice je umístěno vznášející se tělísko, například z plastu, které svou polohou vizuálně určuje okamžitou velikost průtoku přísady. Pro okamžitou změnu dávkování přísady (to je dodávaného množství přísady) za chodu čerpadla je k elektromotoru M čerpadla Č připojen frekvenční měnič otáček s rozsahem přibližně 25 až 110 % jmenovitých otáček. Výstup průtokoměru RM je zaveden do průchozího proudu vody přes směšovací trysku ST, která zaručuje velmi dobré promíchání přísady s průchozím proudem vody. Směšovací tryska ST je provedena z jednoznačné odbočky tvaru T stejných průměrů jako je vedení proudu záměsové vody. Do výstupu kolmého na průchozí proud vody je upevněna trubička zakončená kolenem

CZ 12318 Ul v úhlu 90°, jehož výstupní konec je zkrácen na úroveň vnějšího povrchu přívodní trubky.

Výstupní hrdlo z takto upraveného kolena je potom orientováno proti směru proudu záměsové vody ajeho velikost může být dostatečná pro podstatné snížení průtočného průřezu v místě přívodu tekuté přísady. V tomto místě potom nastávají turbulence vlivem sníženého průtočného profilu vedení, obtékání upraveného kolena přívodní trubičky vodou a tím k intenzivnímu míšení tekuté přísady v proudu záměsové vody. Výstup směsi vody s přísadou je zakončen plastovým kulovým kohoutem K, který má jmenovitou světlost alespoň 20 mm. Na tento kohout K se napojuje pomocí sroubení hadice, dopravující směs vody a přísady do směšovací trysky zařízení pro stříkání suché betonové směsi (není zobrazeno).

ío Průchodu přísady proti směru proudu vody ze směšovací trysky ST zabraňují dva za sebou uspořádané zpětné ventily, a to plastový zpětný ventil ZV2, tvořící rozhraní mezi záměsovou vodou a směsí vody s přísadou, a zpětný ventil ZVI přívodní vody, umístěný před ním ve vedení proudu vody. Záměsová voda je k nim přiváděna z napojení rychlospojkou RS, tvořící vstup vody do zařízení. Mezi rychlospojkou RS a zpětným ventilem ZVI přívodní vody je umístěn filtr

Fa redukční ventil RV pro redukci tlaku vody.

Mezi směšovací trysku ST a plastový zpětný ventil je do průchozího proudu vody napojen větrník V, sloužící pro oddělení směsi voda - přísada od měřicích a zabezpečovacích přístrojů. Tyto přístroje zahrnují tlakoměr T pro měření tlaku směsi, tlakový spínač TS (spínající při poklesu tlaku na jeho minimální nastavenou mez a rozpínající při překročení nastavené hodnoty) a omezovač tlaku OT nahrazující pojistný ventil, který po dosažení nastaveného tlaku vypne celé zařízení a kjeho opětnému zprovoznění je nutno nejdříve zajistit pokles tlaku a pak resetovat stav omezovače tlaku OT.

Větrník V je tvořen uzavřenou plastovou nádobou s přívodem směsi voda - přísada v jeho spodní části. V horní části větrníku V jsou napojeny výše uvedené měřicí a zabezpečovací přístroje.

Směs voda - přísada při zvýšení svého tlaku stlačuje vzduch uvnitř nádoby v horní části větrníku V. Tím jsou jednak tlumeny tlakové rázy a převeden tlak směsi voda - přísada na tlak vzduchu, který lze snímat běžnými dostupnými přístroji.

Zařízení umožňuje, jak již bylo výše zmíněno, regulaci dávkování tekuté přísady do záměsové vody pro stříkaný beton plynule za chodu čerpadla Č pomocí frekvenčního měniče otáček elektromotoru M, zapojeného k tomuto elektromotoru M. Výhodou je okamžitá reakce na potřebu změny, to je zvýšení nebo snížení množství tekuté přísady do betonové směsi. Je tak možné v širokém rozsahu přizpůsobit dávkování tekuté směsi pro většinu zařízení, dopravujících suchou betonovou směs.

Claims (6)

1. 35 1. Zařízení pro dávkování tekutých přísad do záměsové vody, zejména pro stříkaný beton, zahrnující vedení přísady s prostředkem pro její promíchání s průchozím proudem vody, vyznačující se tím, že vedení přísady je na svém vstupu pro zanoření do nádrže s přísadou opatřeno sacím košem (SK) se zpětnou klapkou, který je propojen se sáním čerpadla (Č) s regulací průtočného množství přísady, jehož výtlak je zaveden do průtokoměru (RM) se

   40 vznášejícím se tělískem, a výstup průtokoměru (RM) je přes směšovací trysku (ST) zaveden do vedení proudu vody, do kterého je před směšovací trysku (ST) ve směru proudu vody napojen svým vstupem větrník (V), ke kterému jsou na výstupu v jeho horní částí připojeny tlakový spínač (TS), tlakoměr (T) a omezovač tlaku (OT).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že směšovací tryska (ST) je

   45 tvořena přívodní trubičkou pro přívod přísady, procházející utěsněné stěnou vedení proudu vody a zaústěnou do tohoto vedení svým volným koncem ve tvaru kolena, orientovaného ve směru

   -3 CZ 12318 Ul proti proudu vody a seříznutého tak, že její výstupní hrdlo v podstatě nepřečnívá přes vnější průměr přívodní trubičky.
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že průtokoměr (RM) je tvořen průhlednou plastovou trubicí s plynule se rozšiřujícím průměrem ve směru k výtoku, kde

   5 uvnitř trubice je vloženo vznášející se plastové tělísko pro vizuální určování okamžité velikosti průtoku.
4. 4. Zařízení podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že čerpadlo (Č) je tvořeno peristaltickým, membránovým nebo vřetenovým čerpadlem, poháněným elektromotorem (M).

   ío
5. 5. Zařízení podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, žek elektromotoru (M) čerpadla (Č) je připojen frekvenční měnič otáček.
6. 6. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že na vstupu vedení proudu vody jsou ve směru toku vody za sebou uspořádány filtr (F), redukční ventil (RV) a zpětný ventil (ZVI) přívodní vody, na který dále navazuje zpětný ventil (ZV2) rozhraní vody

   15 s přísadou a směšovací tryska (ST), přičemž na výstupu směsi vody a přísady je kulový kohout (K).