-
Sperrluftglocke für die Staubabsaugung an Streckenvortriebsmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abschirmen des im Untertagebetrieb
entstehenden Staubes gegenüber dem Frischwetterstrom und zum Absaugen der Staubluft,
insbesondere bei Streckenvortriebsmaschinen, die beim Schneiden der Gebirgsschichten
an ihren Werkzeugen viel Staub erzeugen.
-
Beim Streckenvortrieb wird die Frischluft stets durch eine Sonderbewetterung,
z.B. durch Lutten, bis vor Ort herangeführt, wo sie die Ortsbrust umspült und dann
durch den fertig gewordenen Teil der Strecke zurückgeführt und dem allgemeinen Wetterstrom
übergeben wird. Bei einem mechanisierten Streckenvortrieb sind die Schneidewerkzeuge
über längere Zei)abichnitte gleichmäßig im Einsatz, so daß auch der vor Ort erzeugte
Staub sich dauernd mit den Frischwettern vermischt und die dort Beschäftigten ständig
betestigt. Die Verwendung von Wasserdüsen, die den Staub niederschlagen sollen führt
bei den meisten Gesteinsarten zu einem Aufquellen der sohlen die beträchtliche Betrlebsstbrungen
nach sich zi@ht @@d somit
nicht immer und nicht überall als Mittel
zur Bekämpfung des Staubes geeignet ist. Die Erfindung sucht darum das Problem der
Staubbekämpfung durch Abschirmung des Staubentstehungsherdes vom Frischwetterstrom
und Absaugung der mit Staub durchsetzten Luft zu lösen. Die Abschirmung soll dabei
durch einen zwischen beiden Medien erzeugten Sperrluftstrom erfolgen.
-
Das Prinzip der Sperrwirkung von Luftschleiern ist bereits bekannt
und wird z.B. an Warenhauseingängen praktiziert, wo die Luft beispielsweise von
oben kommend unten wieder abgesaugt wird, so daß die Sperrwirkung besonders günstig
gestaltet ist. Es ist auch bekannt, ringförmige Freistrahlen zur Bildung eines Luftvorhanges
über einer Parabolantenne zu verwenden, der die im Freien stehende Antenne beispielsweise
vor Schneefall schützen soll. Diese einfachere Anwendungsfälle lassen sich Jedoch
nicht ohne weiteres für die wesentlich komplizierteren Verhältnisse im Untertagebetrieb
anwenden.
-
Die Erfindung hat sich darum die Aufgabe gestellt, eine Linrichtung
zu schaffen, die mit vergleichsweise einfachen Mitteln ermöglicht, die stark mit
Staub durchsetzte Luft, beispielsweise bei einer Streckenvortriebsmaschine von der
heranströmenden Frischluft zu trennen und die Staut luft bereits im Bereich ihrer
Entstehung abzusaugen und dem Staubabscheider zuzuführen um damit die Belästigung
durch den Staub vor Ort und in der Strecke restlos zu besettigei Gemäß der Erfindung
wird dieses Ziel dadurch erreicht, da an der Vortriebsmaschine im Abstand von der
Ortsbrust eir gegen die Ortsbrust gerichtete Luftdüsenanordnung vorgess@@-ist, deren
Luftstrahlen die stauberzeugenden Stellen in @@@@ einer Sperrglocke umhüllen, wobei
der d Innenraum der G aKE eingeschlossene Staub durch eine mit der lMsenanordnuiw
@@@@
bauliche Einheit bildende oeffnung abgesaugt wird, und daß
die Geschwindigkeit des Sperrluftstromes und die der Frischwetter, insbesondere
im Bereich unmittelbar-vor der Ortsbrust, sowie die Absauggeschwindigkeit derart
aufeinander abgestimmt sind, daß eine sichere Trennung der Staubluft von den Frischwettern
auf dem gesamten Umfang der Sperrglocke erzielt wird.
-
Der beim Schneiden der Werkzeuge sich entwickelnde Staub kann durch
die Sperrwirkung des ihn umgebenden Luftvorhanges nicht entweichen und wird sofort
abgesaugt, ohne die sioh außerhalb der Glocke befindende Frischluft berührt zu haben.
-
Dabei wird natürlich auch ein Teil der Frischwetter von der Saugwirkung
den Einrichtung mit erfaßt. Der größere Teil der Wetter hat Jedoch die Möglichkeit,
die Ortsbrust zu umspülen und, ohne mit dem Staub in Berührung gekommen zu sein,
in die Strecke zurückzukehren. Die Voraussetzung für ein einwandfreies Funktionieren
der Sperrwirkung der glockenförmig strömenden Luft ist eine genaue Abstimmung zwischen
der Geschwindigkeit des Frischluftstromes und der Sperrglocke sowie der Absauggeschwindigkeit
im bereich der Flächen, auf die diese Ströme auftreffen. Da die Düsenanordnung während
des Gewinnungsvorganges nicht immer parallel zur Ortsbrust bleiben kann, so daß
eine SeIte der Austrittsöffnungen näher und die andere weiter von der Fläche entfernt
ist, ändern sich auch die Geschwindigkeiten der auftreffenden Luft und müssen, um
das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten einzuhalten, entsprechend nachgeregelt
werden.
-
Es werden darum gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Austrittsöffnungen
der Sperrluftdüsenanordnung in mindestens zwei Paare der einander diametral gegenüberliegenden
Segmente aufgeteilt und Jedem Segmentpaar ein Steuerorgan zugeordnet, der die Sperrluftstromintensität
der einzelnen
Segmente im Bereich unmittelbar vor den Streckenflächen
in Abhängigkeit von der Jeweiligen Entfernung der Segmente von der Ortsbrust bzw.
von dem Streckenstoß im Sinne des Ausgleiches regelt.
-
Die so in einzelne einander diametral gegenüberliegende Düsensegmente
unterteilten und mit Regelvorrichtungen versehenen Austrittsöffnungen ermöglichen
eine verhältnismäßig einfache Regelung des Sperrluftstromes und zwar dadurch, daß
dem weiter entlegenen Segment eine größere Luftaustrittsgeschwindigkeit etwa auf
Kosten des näher gelegenen Segmentes erteilt wird.
-
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß die Regelung des Sperrluftstromes der einzelnen Segmentpaare in Abhängigkeit
von der Stellung des Schneidewerkzeuges in bezug auf den Streckenquerschnitt mechanisch,
i pneumatisch, elektrohydraulisch oder desgleichen, ggfs.
-
selbsttätig, erfolgen kann.
-
Für Streckenvortriebsmaschinen, deren Werkzeug an einem Ausleger angeoinet
ist, ist es zweckmäßig, die Einrichtung so auszubilden, daß die Luftdüsenanordnung,
die mit der Absaugöffnung eine bauliche Einheit bildet, etwa ringförmig unmittelbar
um den Ausleger der Vortriebsmaschine,der das Schneidwerkzeug trägt, angeordnet
ist.
-
Der besondere Vorteil der ringförmigen Anordnung der Lurtaustrittsörfnungen
und des Absaugkanals unmittelbar um den Ausleger der Vortriebsmaschine, deren Werkzeug
sich um die Längsachse des Auslegers dreht, liegt darin, daß die Auftreffgeschwindigkeit
der Sperrluft auf die etwa kugelförmig bearbeitete Fläche der Ortsbrust infolge
der JberegnstimmunE der Achsen an allen Stellen dieser Flächen im wesentlichen gleich
ist. Die Intensität der Austrittsluft braucht somit im Bereich der Ortsbrustfläche
nicht nachgeregelt zu werden,
In der Nähe der Streckenstöße muß
allerdings auch in diesem Fall die Nachregelung erfolgen.
-
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung zum Absaugen, des vor
Ort entwickelten Staubes hat den großen Vorteil, daß die Staubbekämpfung unmittelbar
am Ort seiner Entstehung erfolgen kann. Dadurch hat der Maschinenführer auch eine
wesentlich bessere Sicht, der Arbeitsvorgang wird durch den Staub nicht behindert,
die Luft bleibt sowohl vor Ort als auch in der Strecke staubfrei und belästigt die
dabei Beschäftigten nicht. Die Einrichtung läßt sich außerdem verhältnismäßig einfach
an Jeder Streckenvortriebsmaschine auch nachträglich unterbringen. Die ständig steigende
Abbaugesohwindigkeit im Untertagebetrieb zieht gleichzeitig auch die Forderung nach
einem wesentlich schnelleren Streckenvortrieb nach sich, die nur durch eine intensive
Mechanisierung dieser Arbeiten erfüllt werden kann. Dabei rückt auch das Problem
einer wirksamen Entstaubung immer mehr in den Vordergrund, so daß die vorgeschlagene
Lösung dabei zu einem wirksamen Hilfsmittel werden kann.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Düsenanordnung
am Werkzeugausleger in schematischer Darstellung, Fig. 2 die Vorderansicht der Düsenanordnung,
Fig. 3 einen LCingsschnitt der Düsenanordnung in schematischer Darstellung.
-
Bei dem hier gewählten Beispiel hat die Streckenvortriebsmaschine
14 einen Ausleger 13, an dem das Werkzeug 12 um
die Auslegerachse
rotiert. Die Düsenanordnung 9 ist etwa ringförmig unmittelbar um den Ausleger der
Vortriebsmaschine angeordnet. Der Ausleger 13 ist nach oben, nach unten und nach
den Seiten um den angenommenen Punkt 15 schwenkbar, so daß das Schneidewerkzeug
12 bei seiner Arbeit an der Ortsbrust eine kugelförmige Fläche erzeugt.
-
Die aus der Düsenanordnung ausströmende Luft bildet eine Sperrglocke,
die das Werkzeug ganz umschließt. Unmittelbar vor der Fläche der Ortsbrust wird
der Luftvorhang 2 unter der Saugwirkung der Absaugöffnung 5 leicht nach innen zum
Werkzeug hin eingebogen. Im Bereich unmittelbar vor der Ortsbrust 10 ist die Iuftgeschwindigkeit
der Sperrglocke um einen bestimmten Betrag herabgesetzt, so daß auch die herangeführte
Frischwetterluft zu einem geringen Teil in die Glocke eingezogen wird. Die Hauptmenge
der Frischwetter streicht Jedoch an der Sperrglocke vorbei, umspült die Ortsbrust
und kehrt in den bereits fertig gewordenen Teil der Strecke zurück. Da die Sperrluft
2 in scharf gebündelter Form mit hoher Geschwindigkeit aus der Ringdüse heraustritt,
kann weder die Frischluft von außen, noch die mit Staub durchsetzte Luft im Inneren
der Glocke den Luft vorhang durchdringen, so daß eine wirksame Trennung zwischen
der Frischluft und der Staubluft erzeugt wird. Die stark mit Staub durchsetzte Luft
im Inneren der Sperrglocke wird durch die Ansaugöffnung 5 sofort abgeführt und gelangt
in den Staubabscheider, aus dem sie gereignigt austreten kann, und wird zum größten
Teil der Düsenanordnung zur Erzeugung der Sperrluftglocke wieder zugeführt. Aus
der Vorderansioht der Luftdüsenanordnung 9 in Figur 2 ist die Erufteilung der Austrittsöffnungen
in Segmente zu erkennen, Die einander diametral gegenüberliegenden Segniente A W1C
C bzw. B und D sind mit einem Regelventil 8 versehen, 8er die Luftmenge und damit
die Austrittsgeschwindigkeit r'r Luft aus den Düsen regelt, wie es aus der s¢hematischet
Darstellung in der Figur 3 zu erkennen ist. Das Ventil
ist hier
einfachheitshalber als eine kippbare Drosseleinrichtung dargestellt, die die aus
der Leitung 7 kommende Gesamtluftmenge durch die Änderung der Lage des Kipphebels
den Luftdurchgang nach der einen Seite mehr drosselt, um die Austrittsgeschwindigkeit
der Segmente an dieser Seite zu verringern und auf der anderen diametral gegenUberliegenden
Seite entsprechend zu vergrößern. Die Absaugöffnung 5 sendet in die Abzugsleitung
6, die die eingesaugte Staubluft unmittelbar zu dem hier nicht dargestellten Staubabscheider
führt.
-
Patentansprüche: