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Die Erfindung betrifft einen Saugbagger zur pneumatischen Aufnahme von Sauggut in Form von festen oder flüssigen Medien aus einer Umgebung des Saugbaggers mittels eines schnell fließenden Luftstromes, wie dieser gattungsgemäß aus der
DE 38 10 932 A1 bekannt ist.
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Es sind eine ganze Reihe von Saugbaggern aus dem Stand der Technik bekannt, die alle als wesentliche Komponenten einen Saugschlauch mit einer Saugmündung, einen als Abscheider dienenden Sammelbehälter zur Aufnahme des abgeschiedenen Sauggutes, ein Prallblech, welches das Material nach unten ablenkt, eine Filteranlage zur Reinigung des Luftstromes und mindestens einen Ventilator mit einem Zuluft- und einem Abluftkanal zur Erzeugung des Luftstromes aufweisen. Solche Saugbagger sind in den, lediglich beispielsweise angeführten,
DE 38 10 932 A1 und
DE 200 04 860 U1 beschrieben. Ausgehend von den genannten Grundkomponenten sind Saugbagger in den letzten Jahren in vielen Details weiterentwickelt und verbessert worden. Dabei sind Saugbagger zum schadensarmen Aushub von z. B. Erdstoffen im Bereich von Versorgungsleitungen in der Bautechnik in den letzten Jahren allgemein bekannt geworden.
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Üblicherweise erzeugen in den Saugbaggern Radialventilatoren große, sehr schnell fließende Luftströme, die ein aufzunehmendes Material (fortan: Sauggut), welches sich im Bereich der Saugmündung befindet, mit sich fortreißen. Diese schnellen Luftströme verursachen allerdings auch nachteilige Effekte. Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt führt dies zu einer schnellen Abkühlung der strömungstechnisch vor dem Ventilator angeordneten Komponenten des Saugbaggers. Bei Temperaturen um 0°C und auch schon leicht darüber beginnen diese luftführenden Komponenten des Saugbaggers einzufrieren. Dabei kann feuchtes Sauggut an den Wandungen, beispielsweise des Saugschlauches oder des Abscheiders, anfrieren. In dem Saugschlauch wird dadurch eine nachteilige Verkleinerung des Saugquerschnitts verursacht.
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Ebenso können vorhandene Feinstfilterpatronen der Filteranlage zufrieren. Dies wird durch die schnell fließenden Luftströme noch begünstigt. Das äußerst nachteilige Einfrieren der Komponenten des Saugbaggers tritt potentiell bei allen bekannten Saugbaggermodellen auf, wenn diese bei entsprechend niedrigen Umgebungstemperaturen betrieben werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Vermeidung sowie zur Beseitigung von ungewollten Vereisungen beim Einsatz eines Saugbaggers bei niedrigen Temperaturen vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch einen Saugbagger zur pneumatischen Aufnahme von Sauggut in Form von festen oder flüssigen Medien aus einer Umgebung des Saugbaggers mittels eines schnell fließenden Luftstromes dadurch gelöst, dass die Wärmeenergie des Luftstromes im Abluftkanal einzelnen oder allen Komponenten mindestens zeitweise zugeführt wird, wobei der Saugbagger mindestens die folgenden Komponenten aufweist:
- – einen Saugschlauch mit einer Saugmündung,
- – einen Abscheider zur Abscheidung des Sauggutes aus dem Luftstrom,
- – eine Filteranlage zur Reinigung des Luftstromes und
- – mindestens einen Ventilator mit einem Zuluft- und einem Abluftkanal zur Erzeugung des Luftstromes.
Ein erfindungsgemäßer Saugbagger ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftstromweiche und ein Rückführkanal mit einem Eingang und mindestens einem Ausgang zur Belüftung einer oder mehrerer Komponenten vorhanden sind, wobei der Eingang über die Luftstromweiche mit dem Abluftkanal verbunden ist.
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Der Rückführkanal dient der Rückführung von Anteilen des Luftstromes oder des gesamten Luftstromes zu einer einzelnen Komponente oder zu mehreren Komponenten des Saugbaggers. Der Rückführkanal kann verschiedene Querschnitte und Dimensionen aufweisen, die zudem entlang des Verlaufs des Rückführkanals verändert sein können. In weiteren Ausführungen des erfindungsgemäßen Saugbaggers kann der Rückführkanal auch geteilt ausgebildet sein sowie ganz oder bereichsweise aus mehreren Einzelkanälen bestehen.
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Durch die Luftstromweiche, die beispielsweise als eine schwenkbare Klappe ausgebildet sein kann, ist der in dem Abluftkanal geführte Luftstrom mindestens teilweise in den Rückführkanal umlenkbar.
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Kern der Erfindung ist es, die Wärmeenergie des Luftstromes des Abluftkanals zur Vermeidung von Vereisungen zu verwenden. Der Luftstrom kann zum Erwärmen, Warmhalten und / oder Trocknen von Komponenten sowie zum Auftauen von bereits vereisten Komponenten verwendet werden.
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Insbesondere bei einer Verwendung von Radialventilatoren wird der Luftstrom angesaugt, beschleunigt und verdichtet. Die Verdichtung liegt bei Hochleistungsventilatoren im Bereich von etwa 0,2 bar. Bei mehrstufigen, seriell angeordneten Ventilatoren erhöht sich dieser Verdichtungswert je Stufe. Durch die Verdichtung der Luft des Luftstromes wird diese je Ventilatorstufe um bis zu 20 K erwärmt.
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Der Ventilator ist vorzugsweise ein Radialventilator. Er kann in weiteren Ausführungen des erfindungsgemäßen Saugbaggers auch ein Axialventilator oder ein Ventilator anderer Bauart sein. Es können mehrere gleichartige oder voneinander verschiedene Ventilatoren vorhanden sein.
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Die Kanäle wie Zuluftkanal, Abluftkanal und Rückführkanal sind vorzugsweise aus Metall und können verschiedene Querschnitte, z. B. rund oder viereckig, aufweisen.
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Die Ausgänge des Rückführkanals können beispielsweise als Löcher oder Schlitze ausgebildet sein.
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Der Rückführkanal kann strömungsleitende und / oder strömungssperrende Elemente aufweisen. Strömungsleitende Elemente können beispielsweise in dem Zuführkanal angeordnete Leitbleche sein. Strömungssperrende Elemente können z. B. Schieber, Klappen oder Ventile sein. Die strömungsleitenden und / oder strömungssperrenden Elemente können vorteilhafterweise ansteuerbar sein, um verschiedene Belüftungszustände der Komponenten einzustellen. Die strömungsleitenden und / oder strömungssperrenden Elemente des Rückführkanals oder weitere strömungsleitende und / oder strömungssperrende Elemente können auch einem oder mehreren Ausgängen zugeordnet sein. Die Ansteuerung der strömungsleitenden und / oder strömungssperrenden Elemente kann mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch realisiert sein. Eine Ansteuerung kann neben rechnergestützten oder regelkreisbasierten Ansteuerungen auch manuell möglich sein.
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In einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Saugbaggers kann mindestens ein Ausgang in einem Abstand vor der Saugmündung angeordnet sein. Durch eine solche Gestaltung ist ein Anteil des warmen Luftstroms vor die Saugmündung leitbar und wird beim Betrieb des Saugbaggers zu einem großen Teil wieder in den Saugschlauch eingesogen. Durch den warmen Luftstrom wird der Saugschlauch erwärmt, wodurch eine Vereisung des Saugschlauchs reduziert oder ganz verhindert wird. Um auf unterschiedliche Umgebungstemperaturen und Arbeitsbedingungen des Saugbaggers eingehen zu können, kann der Abstand des Ausgangs von der Saugmündung einstellbar sein.
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Die Luftstromweiche ist vorzugsweise ansteuerbar. Vorteilhaft ist es, wenn die Luftstromweiche ansteuerbar ist, so dass dosiert zwischen 0 und 100% der Luftstrom im Abluftkanal als ein zugeführter Luftstrom in den Rückführkanal geleitet werden kann. Wird der gesamte Luftstrom als zugeführter Luftstrom in den Rückführkanal zu den innenliegenden Komponenten des Saugbaggers geleitet, ist der Saugbagger in einem internen Strömungskreislauf betrieben (strömungstechnischer Kurzschlusszustand). Wird der gesamte Luftstrom nach außen zur Saugmündung geleitet, ist dies nur ein teilweiser Kurzschluss, da immer auch Außenluft mit angesaugt wird. Der Luftstrom wird im Inneren des Saugbaggers umgewälzt und dabei weiter erwärmt. Dieser Betriebszustand des Saugbaggers eignet sich besonders, um bereits eingefrorene Komponenten aufzutauen sowie Komponenten des Saugbaggers aufzuwärmen. Dazu kann der Saugbagger an seinem Arbeitsort verbleiben und muss nicht zum Auftauen an einen anderen Ort verbracht werden. Dadurch wird ein effizienter Einsatz eines erfindungsgemäßen Saugbaggers auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen unterstützt. Nach ausreichender Erwärmung der Komponenten ist durch Ansteuerung der Luftstromweiche sowie gegebenenfalls der strömungsleitenden und / oder der strömungssperrenden Elemente wieder ein Förderzustand als Betriebszustand des Saugbaggers erreichbar, bei dem ein Anteil des Luftstroms, oder der gesamte Luftstrom, über den Abluftkanal in die Umgebung ausgeblasen wird oder ganz oder teilweise zur Saugmündung geführt wird. Die Luftstromweiche und der Rückführkanal sind vorteilhaft zur Erwärmung der einen oder mehrerer Komponenten verwendbar, wobei Wärme des zugeführten Luftstromes auf die eine oder mehrere Komponenten übertragen wird. Die Erwärmung der Komponenten erfolgt dabei durch Wärmeleitung, Wärmeübertragung und Konvektion. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Saugbaggers besteht darin, dass im Rückführkanal Heizelemente installiert sind, so dass eine weitere Erhöhung der Lufttemperatur erreicht wird. Dadurch ist vorteilhaft ein Einsatz eines erfindungsgemäßen Saugbaggers bei tieferen Temperaturen als bisher möglich. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Saugbaggers besteht darin, dass nassgereinigte Feinfilter im Kurzschlussbetrieb besonders einfach wieder getrocknet werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Saugbaggers im Förderzustand und
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2 die erste Ausführung des erfindungsgemäßen Saugbaggers im Kurzschlusszustand.
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Als wesentliche Elemente eines erfindungsgemäßen Saugbaggers 1 sind in 1 ein Saugschlauch 2 mit Saugmündung 2.1, ein Abscheider 3, eine Filteranlage 4, ein Ventilator 7, ein Abluftkanal 8 mit Abluftkanalöffnung 9, eine Luftstromweiche 11 und ein Rückführkanal 10 mit Ausgängen 12 gezeigt.
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Bei laufendem, als Radialgebläse ausgebildetem Ventilator 7 ist ein Luftstrom 13 erzeugt, der aus einer Umgebung des Saugbaggers 1 durch die Saugmündung 2.1 in den Saugschlauch 2 und von dort in den Abscheider 3 gelangt. Dabei wird durch den Luftstrom 13 Sauggut 5 aus dem Umkreis der Saugmündung 2.1 mitgerissen. In dem Abscheider 3 verlangsamt sich der Luftstrom 13 und verliert dabei an Transportfähigkeit. Das Sauggut 5 fällt aus dem Luftstrom 13 aus und verbleibt im Abscheider 3, während der Luftstrom 13 durch die Filteranlage 4 tritt und über einen Zuluftkanal 6 zu dem Ventilator 7 gelangt. Von diesem wird der Luftstrom 13 in den Abluftkanal 8 gedrückt. In den Abluftkanal 8 mündet der Rückführkanal 10 mit seinem Eingang. An der Einmündung des Rückführkanals 10 in den Abluftkanal 8 ist die Luftstromweiche 11 beweglich und ansteuerbar angeordnet. Gezeigt ist die Luftstromweiche 11 in halb geöffneter Stellung. Etwa die Hälfte des Luftstromes 13 ist durch eine Abluftkanalöffnung 9 des Abluftkanals 8 in die Umgebung ausgeblasen. Die andere Hälfte des Luftstromes 13 ist durch die Luftstromweiche 11 als zugeführter Luftstrom 13.1 in den Rückführkanal 10 gelenkt. In dem Rückführkanal 10 sind Ausgänge 12 vorhanden, durch die ein Anteil des zugeführten Luftstromes 13.1 aus dem Rückführkanal 10 austritt. Die Ausgänge 12 sind auf die Filteranlage 4 und in den Abscheider 3 gerichtet. In dem Rückführkanal 10 sind ferner strömungsleitende und / oder strömungssperrende Elemente 14 in Form von einzeln ansteuerbaren Klappen vorhanden. Die Ansteuerung der Luftstromweiche 11 und der strömungsleitenden und / oder strömungssperrenden Elemente 14 erfolgt hydraulisch über eine Steuerung 15 (stark vereinfacht gezeigt). Je nach Ansteuerungszustand der strömungsleitenden und / oder strömungssperrenden Elemente 14 ist ein Anteil des zugeführten Luftstromes 13.1 durch die Ausgänge 12 gelenkt. Sind beide strömungsleitenden und / oder strömungssperrenden Elemente 14 geöffnet, ist ein Anteil des zugeführten Luftstromes 13.1 bis zu einem Ausgang an der Saugmündung 12.1 geführt und dort an die Umgebung ausgeblasen. Es kann auch wenigstens ein Ausgang 12 durch eine Wand des Saugschlauchs 2 in das Innere des Saugschlauchs 2 gerichtet sein.
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Ein Abstand des Ausgangs an der Saugmündung 12.1 von der Saugmündung 2.1 ist manuell einstellbar. In einer weiteren Ausführung kann der Abstand auch pneumatisch, elektromotorisch, hydraulisch oder mechanisch einstellbar sein.
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In weiteren Ausführungen des erfindungsgemäßen Saugbaggers können andere Anzahlen und Verläufe von Rückführkanälen 10, sowie andere Anzahlen und Orientierungen von Ausgängen 12 vorhanden sein.
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Bei dem in 2 gezeigten Kurzschlusszustand des Saugbaggers 1 ist die Luftstromweiche 11 vollständig geschlossen, so dass der gesamte Luftstrom 13 des Abluftkanals 8 als zugeführter Luftstrom 13.1 in den Rückführkanal 10 geleitet wird. Dasjenige strömungsleitende und / oder strömungssperrende Element 14, welches in Strömungsrichtung als letztes angeordnet ist, ist geschlossen. Der zugeführte Luftstrom 13.1 wird durch die Ausgänge 12 in Richtung auf die Filteranlage 4 und in den Abscheider 3 geleitet. In dem Abscheider 3 ist aufgrund der baulichen und strömungstechnischen Gegebenheiten des Abscheiders 3 und des zugeführten Luftstromes 13.1 eine zirkulierende Strömung des Luftstromes 13 bewirkt. Diese zirkulierende Strömung fließt durch die Filteranlage 4 und den Zuluftkanal 6 wieder zum Ventilator 7 und wird dort erneut verdichtet, erwärmt und in den Abluftkanal 8 gedrückt. Zur weiteren Steigerung der Effizienz kann man im Rückführkanal 10 Heizelemente installieren, die eine weitere Temperaturerhöhung des zugeführten Luftstromes 13.1 bewirken. Die Steuerung 15 kann in weiteren Ausführungen des erfindungsgemäßen Saugbaggers 1 mit Messmitteln (nicht gezeigt) wie Vereisungssensoren, Luftfeuchtesensoren und / oder Temperaturfühlern in Verbindung stehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Saugbagger
- 2
- Saugschlauch
- 2.1
- Saugmündung
- 3
- Abscheider
- 4
- Filteranlage
- 5
- Sauggut
- 6
- Zuluftkanal
- 7
- Ventilator
- 8
- Abluftkanal
- 9
- Abluftkanalöffnung
- 10
- Rückführkanal
- 11
- Luftstromweiche
- 12
- Ausgang
- 12.1
- Ausgang an der Saugmündung 2.1
- 13
- Luftstrom
- 13.1
- zugeführter Luftstrom
- 14
- strömungsleitendes und / oder strömungssperrendes Element
- 15
- Steuerung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3810932 A1 [0001, 0002]
- DE 20004860 U1 [0002]
