DE2223942A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb von einspuelgeraeten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Einspülgeräten Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Betrieb von Einspülgeräten.
• Einspülgeräte bestehen aus einem kastenartigen -häuse, an dessen Vorderseite eine Vielzahl von nach außen in einem Winkel gerichteten Düsen angeordnet sind, die entweder insgesamt oder von denen eine Mehrzahl von Düsensätzen zusammengefaßt von jeweils einer Flüssigkeitsdruckquelle gespeist werden, wobei die kinetische Energie der aus den Strahldüsen austretenden Flüssigkeit -zumeist Wasser- die vor dem Einspülgerät befindlichen Sände lockert und abbaut. Hinter der bzw. den Flüssigkeitsleitungen zu den Strahldüsen ist eine sich von oben nach unten erstreckende Kammer vorgesehen, welche unten im wesentlichen in waagerecht-er Richtung ausläuft und in welche von oben her Kabel, Leitungen od.dgl.
• eingeführt werden und die aus dem unteren Ende der Kammer heraustreten und somit direkt in Gräben verlegt werden, die durch das Einspülgerät hergestellt worden sind.
• Bei diesen bekannten Gräten ist weiterhin eine Nase oder mehrere vorgeseben, an deren Spitze jeweils eine Mehrzahl von Strahldüsen endigt, die auch an den Flanken der Nase bzw. den Nasen angeor<3net sein können. Die Nase bzw. Nasen unterstützen das Auflockern der Sände bel Zugbewegung des Einspülgerätes.
• Die kinetische Energie eines aus einer Düse austretenden Wasserstrahles ist von mehreren Faktoren abhängig, nämlich zum einen von dem auf das Wasser ausgeübten Druck und zum anderen von der Geschwindig keils mit der der Flüssigkeitsstrahl aus der Strahldüse heraustritt, wobei die Geschwindigkeit wiederum eine Funktion des Querschnittes der Düse ist.
• Zwischen dem sich vorwärtsbewegenden aus der Strahldüse heraustreimden Flüssigkeitsstrahl und der stationären Flüssigkeit der Umgebung befindet sich nun eine Grenzschicht, in der aus der Diese austretendes Wasser und den Düsenstrahl umgebendes Wasser miteinander vermischt werden, wodurch die kinetische Energie des Strahles vermindert wird. Flüssigkeitsstrahlen mit größerem Querschnitt bleiben länger ungestört als Plüssigkeitsstrahlen mit kleinerem Querschnitt und die Bremswirkung der Grenzschicht auf den Umfang des Strahls ist relativ kleiner.Die kinetische Energie des aus der Düse austretenden Flüvqsigkeitsstrhls ist aber nun durch die Leistung der Pumpe begrenzt, die zumeist mit maximalem Wirkungsgrad arbeiten soll.
• Zufolge der Vermischung der aus der Strahldüse austretenden Flüssigkeit mit der stationären flüssigkeit und der sich ergebenden Grenzschicht aus Vermischtem Wasser wird daher die kinetische Energie des Strahles fortschreitend vermindert, und ist bei 40 - 60 d (d - Durchmesser der Düse) praktisch gleich Null.
• Es ist nun aus der Strömungslehre bekannt, daß die Fähigkeit des Strahls, unzerstört zu bleiben, in zweiter Pot-enz vom spezifischen Gewicht der Umgebung abhängig ist. Es ist weiter eine bekannte Tatsache, daß das spezifische Gewicht der Luft sehr viel kleiner als das spezifische Gewicht des Wassers ist.
• Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß es, um die kinetische Energie des aus der Strahldüse austretenden Flüssigkeitsstrahls möglichst hoch zu erhalten, notwendig ist, dafür zu sorgen, daß der Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht des austretenden Wassers und dem spezifischen Gewicht der Umgebung möglichst groß ist.
• Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe besteht daher darin, Vorkehrung dafür zu treffen, daß der Unterschied-desXspezifischen Gewichts des Wassers des aus der Düse austretenden Flüssigkeitsstrahls und dem spezifischen Gewicht der Umgebung möglichst groß ist und während des Betriebs auch möglichst groß gehalten bleibt Die Erfindung beruht daher-auf dem Gedanken, daß der Umgebung des Wasserstrahls ein Medium in fein verteilter Form zugeleitet wird, das ein spezifisches Gewicht hat, welches erheblich kleiner als das spezifische Gewicht des aus der Düse austretenden Wassers ist. Auf diese Weise wirkt das zugefahste Medium mit erheblich kleinerem spezifischen Gewicht als das spezifische Gewicht des Wassers gewissermaßen als "Schmiermittel" zwischen dem ausgetretenen Wassers strahl und der stationären Umgebung.
• Dabei ist es nach einer A«sführungsform.der Erfindung vorzuziehen, das Medium. mit erheblich kleinerem spezifischen Gewicht als das spezifische Gewicht des in Strahlenform-au.s der Düse austretenden Wassers in einem spitzen Winkel zur Austrittsrichtung des Flüssigkeitsstrahls aus der Düse zuzuleiten.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Brfindung wird als Medium mit kleinerem s-pezifischen Gewicht vorzugsweise fein verteilte Luftvervendet, welche der Umgebung des aus der Düse austretenden Wasserstrahles zugeleitet wird und den Strahl an der Grenzschicht umgibt.
• Versuche haben gezeigt, daß, wenn die Umgebung der aus der Düse austretenden Wasserstrahls ca. 30 % Luft enthält, wobei das spezifische Gewicht des Wasserstrahls praktisch unverändert bleibt, die bremsende Wirkung der Umgebung des Wasserstrahls von ursprfinglich 100 ffi auf ca. 49 sinkt. Damit wird die vzirksame Länge des aus der Düse austretenden Flüssig keitsstrahls praktisch um 100 % verlängert, woraus sich dann ein schnelleres Abbauen der vor dem Einspül gerät befindlichen Sände und damit eine'erheblich schnellere Bewegung des Einspülgerätes in der Zeiteinheit bei gleicher Leistung ergibt.
• Die Erfindung ist auf Ausführungsformen in der Ausbildung dar Vorrichtung zum Zuführen eines Mediums zu der Umgebingdes aus der Düse austretenden Wasserstrahls gerichtet.
• In der beigefügten Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht.
• Fig.1 zeigt in Seitenansicht und schematisch ein Einspülgerät, an welchem die Erfindung verkörpert ist.
• Fig.2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Teil ansicht des Gerätes mit zwei Wasserstrahldüsen und zugeordneter Luftdüse.
• Fig.3 zeigt eine gegenüber Fig.2 vergrößerte Darstellung und gibt einen Querschnitt durch eine Strahldüse und die zugeordnete Luftdüsenanordnung.
• Gemäß Fig.1 besteht das Einspülgerät aus einem kastenartigen Körper 5, an dessen Vorderwand eine Vielzahl von mit 6 und 7 bezeichneten Strahldüsen befestigt ist.
• Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Sätze Strahldüsen vorgesehen, welche jeweils mit einer Zuleitung 8 und 9 in Verbindung stehen, durch die Flüssigkeit (Wasser) unter Druck den 3trahldüsensätzen 6 und -7 zugeführt wird. Das Einspülgerät 5 weist eine hintere Leitung 10 auf, die an ihrem unteren Ende bei 11 waagerecht abgebogen ist und durch die Kabel, Leitungen od.dgl., in bekannter Weise von oben zugeführt werden, welche aus einer unteren Öffnung 12 austreten und in einen durch das Einspülgerät hergestellten Graben eingebettet werden.
• Solche Einspülgeräte gehören an sich zum Stand der Technik, und sie werden vermittels einer Zugvorrichtung gegen Sände bewegt, um vermittels der aus den Strahldüsen 6 und 7 austretenden Wasserstrahlen de Vorderviand der Sände abzubauen und den Graben zum Verlegen der Leitungen, Kabel od.dgl. herzusellen.
• In Fig.2 sind zwei Strahldüsen 6 in vergrößertem Maßstab schematisch wiedergegeben, deren Strahlen schräg nach oben und außen gegen die Sände geruch'text sind.
• Unterhalb jeder J)u..se ist ein mit 13 bezeichneter Tragteil für eine Luftdüsenanordnung angeordnet, der bei der dargestellten Ausführungsform zugleich als Nase mit Abstützung 14 ausgebildet ist, durch welche das Auflockern von Sänden unsefstützt wird, wemT das Einspülgerät (vgl,Fig.1) von rechts nach links bewegt wird. Auf dem Tragteil 13 bzw. der Nase ist auf einer Platte 15 eine Luftdüsenanordnung 16 befestigt, welche eine Zuleitung 17 aufweist, die von einer Leitung 18 gespeist wird, die für eine Mehrzahl von Düsen bzw.
• Düsensätzen gemeinsam vorgesehen ist.
• Die Zuleitung 17 endigt in einem mit 19 bezeichneten Dusenkörper, an dessen vorderen Ende eine Düse 20 vorgesehen ist. Diese Duse 20 kann in einer Scheibe 21 ausgebildet sein, welche mit dem eigentli'chen Düsenkörper 19 lösbar verbunden ist. Der Düsenkörper -19, 20, 21 kann mit seinem Träger durch eine Gewindeverbindung lösbar verbunden sein.
• Vor der Austrittsmündung der Düse 20 ist ein Prall- oder Führungsteil 22 vorgesehen, der auf dem Träger 15 befestigt ist, und der auch als Nasenschild bezeichnet werden kann.
• Das Verfahren der Erfindung arbeitet unter Verwendung der voxerläuterten Ausfüh"'-ungsform wie folgt: Wenn aus der Strahldüse 6 ein Flüssigkeitsstrahl unter einem geeigneten hohen Druck austritt und aus der Düse 21 ein Gas s.B Luft austritt, wird die Luft zufolge des Prall- und Ablenkteils 22 in feine Bläschen verteilt und umgibt bei Aufwärtsbewegung den aus der Düse 6 austretenden Wasserstrahl in der Porm einer Art Umhüllung, die durch die kinetische Energie des aus der Düse 6 austretenden Wasserstrahls mitgenommen wird, und somit gewissermaßen als "Schmiermittel" zwischen dem ausgetretenen Easserstrahl und dem umgebenden Wasser wirkt. Durch dies Arbeitsweise wird der Widerstand des aus der Düse 6 austretenden Flüssigkeitsstrahles im Vergleich zu der Wasserumgebung erheblich vermindert, und somit die kinetische ßner"i.e des Wasserstrahls sehr beträchtlich erhöht. Dadurch ist es möglich, den Wirkungsgrad eines solchen Einspülgerätes mit einer Iiehrsahl von übereinander angeordneten Strahldüsen beträchtlich zu erhöhen, und somit auch die Leistung In der Zeiteinheit des Einspülgerätes selbst erheblich zu verbessern0 Durch die Ausbildung des Prall- und Ablenkteiles 22 wird die Düse 20, 21 gegen Verschmutzen durch Sände wirksam geschlitzt, da die Kante der Nase 14, 15, gegeraüber diesem Körper nach außen vorsteht, und auch die eigentliche Strahldüse 6 gegenüber der Spitze dieser Nase zurückversetzt ist. Die Leistung eines Drucklufterzeugers,beispielsweise in der Form einer Druckpumpe, ist beträchtlich kleiner, beispielsweise 3 bis 4 atü, als die Leistung des Motors-für die aus der Düse 6 austretenden Wasserstrahlen, so daß im Vergleich zu dem durch die Erfindung erzielten Effekt der erhöhten kinetischen Energie des Wasserstrahles nur eine vergleichsweise kleine zusätzliche Energie für die Blseugung der Luftbläschen erforderlich ist.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung eine Gasdüsenanordnung für eine Mehrzahl von übereinander angeord neten Strahldüsen zu verwenden. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, im Bedarfsfall für eine Strahldiise eine Mehrzahl von Dusena-nordnungen Bür das fein zu verteilende Gas vorzusehen.

Claims (10)

1. Patentansprüche
2. 9 Verfahren zum Betrieb von Einspülgeräten unter Verwendung einer Mehrzahl von aus dem Gerät aus Düsen unter Druck austretenden Wasserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebung des Wasser strahls ein Medium in fein verteilter Form zugeleitet wird, das ein spezifisches Gewicht hat, welches erheblich kleiner als das spezifische Gewicht des aus der Düse austretenden Wassers ist, 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebung des Wasserstrahls von außen her das Medium mit erheblich kleinerem spezifischen Gewicht in einer Richtung zugeführt wird, die in einem Winkel, z.B. etwa 30°, zu der Richtung des aus der Düse austretenden Wasserstrahls liegt.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,' daß als Medium mit erheblich kleinerem spezifischen Gewicht als das spezifische Gewicht des aus der Düse austretenden Wassers Luft in fein verteilter Form verwendet wird.
4. 4. Vorrichtung zur Durchi'atlrung des Verfahrens nach oinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennw zeichnet, daß seitlich, vorzugsweise unterhalb der Strahldüse ein Träger für eine Luftdüse angeordnet ist, vor der ein Prall- oder Ablenkteil für die aus der Düse austretende Luft vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daher Düsenkörper und der Ablenk- oder prallteil auf einer Nase angeordnet sind, die gegenüber der Strahldüse selbst nach vorn vorsteht.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase eine obere Schrägfläche aufweist, auf welcher der Luftdüsenkörper. und ir Prall- oder Ablenkteil angeordnet sind.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsende den Düsenkörpers scheibenförmig ausgebildet ist, dessen Durchmesser erheblich größer als der Durchmesser der Düse ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper in seinen Träger ein- und ausschraubbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftdüse einer Mehrzahl von Wasserstrahldüsen zugeordnet ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer Strahldüse mehrere Buftsiahldüsen zugeordnet sind. Leerseite