DE2938840A1

DE2938840A1 - Underground pump for impregnating minerals with polyurethane - two cylinders metering and feeding to mixer operate together

Info

Publication number: DE2938840A1
Application number: DE19792938840
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-06-04

Abstract

Two-reagent synthetic resins are used for impregnation, particularly for coal and rock faces, with a two-component pump which moves the two reagents through separate pipes to a mixer fitted with an impregnation needle which forces the mix into the material to be treated. The pump has a cylinder/ram for each reagent and each cylinder is connected to a line leading to the needle. The figure shows the inlet hoppers (1,2) for the reagents metered into two cylinders (3,4). Each cylinder (3,4) is un upper (9) and lower (10) parts and its piston rod (11) passes through the dividing wall (8) to connect pistons (12,13) which, when moved upwards, expel liq. through the line (15) to a mixer (17). The mixed material then passes to an impregnating needle (20). Simple design pump, esp. suitable for underground operating by reversible hydraulic system e.g. connected double-ram system, suitable for polyurethane resins.

Description

Einrichtung zum Verpressen von Kunstharzen mit einerDevice for pressing synthetic resins with a

Zweikomponenten-Pumpe Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verpressen von Zweikomponenten-Kunstharzen, insbesondere in Kohle und Gestein, mit einer Zweikomponenten-Pumpe, die die beiden Kunstharz-Komponenten über getrennte Leitungen einer Mischvorrichtung zuführt, an die sich eine Tränksonde anschließt, mit der die Zweikomponenten-Mischung in das zu verfestigende Material eingedrückt wird.Two-component pump The invention relates to a Device for pressing two-component synthetic resins, in particular in coal and rock, with a two-component pump, which is the two resin components is fed via separate lines to a mixing device to which a drinking probe is attached then, with which the two-component mixture in the material to be solidified is pushed in.

Um Polyurethanharze verpressen zu können, sind Verpreßgeräte entwickelt worden, die sich im Untertagebetrieb bewährt haben. Ein solches Gerät ist beispielsweise in Bild 3 des Artikels "Verfahren zum Einbringen von Polyurethan" dargestellt (Zeitschrift BLOCK AUF, Jahr 1972, S. 615 ff.). Das Bild zeigt u. a. eine Zweikomponenten-Pumpe, die beide Komponenten getrennt ansaugt. Erst unmittelbar vor dem Bohrloch werden die beiden Komponenten in einem Labyrinthmischer vermengt.In order to be able to compress polyurethane resins, compression devices have been developed that have proven themselves in underground operations. Such a device is for example shown in Figure 3 of the article "Procedure for the introduction of polyurethane" (magazine BLOCK UP, 1972, p. 615 ff.). The picture shows inter alia. a two-component pump, which sucks in both components separately. Only be immediately before the borehole the two components are mixed in a labyrinth mixer.

Das genannte Verpreßverfahren wird in erster Linie unter Tage angewendet. Die Verpreßgeräte müssen daher robust gebaut und gut transportierbar sein. Bei den bekannten Pumpen werden die beiden Kreisläufe für die Komponenten durch je eine Zahnradpumpe beaufschlagt, die den erforderlichen, relativ hohen Druck von 80 bis 90 bar erzeugen können. Derartige Verpreßgeräte sind inzwischen in vielen hundert Exemplaren im Einsatz und arbeiten grundsätzlich zur Zufriedenheit.The above-mentioned grouting process is primarily used underground. The pressing devices must therefore be built to be robust and easy to transport. Both known pumps are the two circuits for the components by one each Gear pump applied to the required, relatively high pressure of 80 to 90 bar can generate. Such pressing devices are now in many hundreds Copies in use and basically work to satisfaction.

Es stellt sich jedoch die Aufgabe, die Kosten für Anschaffung und Wartung des Gerätes zu verringern, indem anstelle der Zahnradpumpen ein anderes Pumpsystem eingesetzt wird. Die Zahnradpumpen haben zwar den Vorteil, problemlos auch größere Drücke zu erzeugen. Nachteilig ist jedoch, daß sie einen relativ hohen Anschaffungspreis haben, relativ laut sind und außerdem erhebliche Probleme bei der Reinigung aufwerfen.However, the task arises, the cost of acquisition and Reduce maintenance of the device by replacing the gear pumps with another Pump system is used. The gear pumps have the advantage of being problem-free also generate higher pressures. The disadvantage, however, is that they have a relatively high Purchase price, are relatively noisy and also have significant problems pose of cleaning.

Es zeigt sich nämlich, daß die Kunstharzkomponenten, wenn sie für längere Zeit in der stillstehenden Pumpe verbleiben, sich erhärten und dann den Zahnradtrieb stillsetzen.Namely, it is found that the synthetic resin components, if they are for remain in the stationary pump for a long time, harden and then the Shut down the gear drive.

Die Lösung der Aufgabe zur Verbesserung der bekannten Zweikomponenten-Verpreßeinrichtungen wird durch eine Einrichtung ermöglicht, bei der die Zweikomponenten-Pumpe zwei Kolben-Zylinder-Vorrichtungen aufweist, in denen sich jeweils eine Kunstharz-Komponente befindet, wobei jeder der Zylinder mit einer zur Tränksonde führenden Leitung verbunden ist.The solution to the problem of improving the known two-component pressing devices is made possible by a device in which the two-component pump has two piston-cylinder devices has, in each of which there is a synthetic resin component, each the cylinder is connected to a line leading to the drinking probe.

Diese, an sich von bekannten Prinzipien gebrauch machende Pumpe hat den Vorteil, daß sie einfachere Komponenten aufweist, die mit Hilfe der im Untertagebetrieb vorhandenen Energieträger in einfacher Weise betrieben werden können. Insbesondere bietet es sich an, die Kolben durch einen reversierbaren Hydraulik-Kreislauf anzutreiben. Für das Pressen der Stempel und anderer Hydraulik-Einrichtungen stehen nämlich unter Tage Hydraulikkreisläufe bzw. -anschlüsse bereit, denen eine Hydraulikflüssigkeit unter hohem Druck (100 - 150 bar) zu entnehmen ist. Gegebenenfalls unter Einsatz eines Reduzierventiles können dann die Zylinder oder ein Hilfsantrieb ohne weiteres mit dem Druck beaufschlagt werden, der für das Verpressen erforderlich ist.This pump, which makes use of known principles, has the advantage of being simpler Has components that help the energy sources available in underground operations can be operated in a simple manner can. In particular, it is advisable to use a reversible hydraulic circuit to drive the pistons to drive. Available for pressing the punches and other hydraulic equipment namely underground hydraulic circuits or connections ready to which a hydraulic fluid can be taken under high pressure (100 - 150 bar). If necessary, using a reducing valve can then easily be used by the cylinder or an auxiliary drive be applied with the pressure that is required for the pressing.

Es ist auch möglich, die Kolben mechanisch anzutreiben, beispielsweise über zwei mit den Kolben verbundene, von einer Kurbelwelle angetriebene Pleuelstangen. Bei einem derartigen Kolbentrieb muß durch entsprechende Ventilführung von und zu den Zylindern gewährleistet sein, daß Ansaugen in den Zylinder und Drücken in die Leitung entsprechend der technischen Aufgabe erfolgen.It is also possible to drive the pistons mechanically, for example Via two connecting rods connected to the pistons and driven by a crankshaft. With such a piston drive, through appropriate valve guidance from and to The cylinders ensure that suction into the cylinder and pressure into the Management according to the technical task.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Einrichtung gemäß Erfindung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Vorrichtung mit Hydraulikantrieb; Figur 2 eine Vorrichtung mit einem mechanischen Antrieb.The drawing shows two exemplary embodiments of the device explained according to the invention. The figures in the drawing show: figure 1 a device with hydraulic drive; Figure 2 shows a device with a mechanical Drive.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Verpreßeinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Einrichtung dient zum Verpressen von Zweikomponenten-Kunstharzen, die über Zuführungstrichter 1, 2 jeweils einem Zylinder 3, 4 mengenmäßig dosiert zugeführt werden können. Der Zylinder 3 bzw. 4 besteht aus einem zweiteiligen Mantelgehäuse 5 mit einem Ober- und einem Unterteil, die an der Nahtstelle 6 an einer Stoßfuge getrennt sind. Über die Nahtstelle 6 ist ein Gewindering 7 geschraubt, der es nach dem Abdrehen ermöglicht, das Mantelgehäuse 5 auseinanderzuziehen.In Figure 1 is an embodiment of the pressing device in one first embodiment shown schematically. The device is used for pressing of two-component synthetic resins, which each have a feed hopper 1, 2 Cylinder 3, 4 can be fed in dosed quantities. The cylinder 3 or 4 consists of a two-part casing 5 with an upper and a lower part, which are separated at the seam 6 at a butt joint. About the interface 6 is a threaded ring 7 is screwed, which makes it possible after turning off the casing 5 pull apart.

Das Mantelgehäuse 5 ist ferner durch eine Zwischenwand 8 in zwei Teile 9, 10 getrennt, wobei durch die Zwischenwand 8 eine Kolbenstange 11 ragt, die an ihren Enden jeweils einen Tellerkolben 12 bzw. 13 trägt. Die beiden Tellerkolben 12, 13 verfügen an ihrem Rand über übliche Dichtungen oder Ringe, die eine ausreichende Abdichtung gegenüber der Gehäuse-Innenwand ermöglichen. Die Kolbenstange 11 kann sich gleitend in der Öffnung der Zwischenwand 8 auf- und abbewegen.The jacket housing 5 is furthermore divided into two parts by an intermediate wall 8 9, 10 separated, with a piston rod 11 protruding through the intermediate wall 8, the each of its ends carries a disc piston 12 and 13, respectively. The two disc flasks 12, 13 have conventional seals or rings on their edge, which provide a sufficient Allow sealing against the inside wall of the housing. The piston rod 11 can slide up and down in the opening of the partition 8.

Bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens preßt der Tellerkolben 12 die im oberen Teil 9 des Zylinders befindliche Flüssigkeit durch eine Leitung 15 heraus. Das gleiche Prinzip unterliegt dem Kolben-Zylinder-System auf der rechten Bildseite, wobei erkennbar ist, daß hier über die Leitung 16 ein Herauspressen der Substanz möglich ist. Uber entsprechende UberlasEventile Manometer und dergleichen wird verhindert, daß sich in der Leitung 15, 16 ein zu großer Druck aufbaut.With an upward movement of the piston, the plate piston 12 presses the Liquid located in the upper part 9 of the cylinder out through a line 15. The same principle is subject to the piston-cylinder system on the right side of the picture, it can be seen that the substance is being pressed out via the line 16 here is possible. Appropriate overload valves, pressure gauges and the like, prevent that too great a pressure builds up in the line 15, 16.

Die beiden Leitungen 15, 16 führen zu einer Mischvorrichtung 17. Uber die Leitung 19 gelangt das Gemisch aus den beiden Leitungen 15, 16 in eine sogenannte Tränksonde 20, mit der die Zweikomponenten-Mischung in das zu verfestigende Material eingedrückt wird. Bei der Zweikomponenten-Mischung handelt es sich um härtende Kunststoffe, insbesondere Polyurethan-Mischungen, wie sie auf dem Markt angeboten werden und auch in der eingangs genannten Literaturstelle beschrieben worden sind. Derartige Stoffe härten auch unter Luftabschluß in relativ kurzer Zeit zu einem äußerst harten und zähen Harz aus, das das Gestein verfestigt.The two lines 15, 16 lead to a mixing device 17 the line 19 passes the mixture from the two lines 15, 16 into a so-called Soaking probe 20, with which the two-component mixture in the material to be solidified is pushed in. The two-component mixture consists of hardening plastics, in particular polyurethane mixtures, such as those offered on the market and have also been described in the literature mentioned at the beginning. Such Substances harden to an extremely hard one in a relatively short time, even in the absence of air and toughen out resin that solidifies the rock.

In den oberen Teilen 9, 9' der beiden Zylinder 3, 4 befindet sich demnach je eine Komponente des Systems.In the upper parts 9, 9 'of the two cylinders 3, 4 is located therefore one component of the system each.

Das übliche Mischungsverhältnis ist 1 : 1, so daß die Kolbenstangen 11 jeweils die gleiche Geschwindigkeit haben müssen. Um die Kolben zu bewegen, ist der untere Teil 10 der Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Hydraulikkreislauf 22 verbunden. Eine erste Leitung 23 ist angeschlossen an die unter Tage im allgemeinen vorhandene Hochdruckhydraul ik-An schluß lei tung , die zum Einstellen und halten der Streb-Stempel dient. Die Leitung kann mit Hilfe eines Schiebers 24 geöffnet und verschlossen werden.The usual mixing ratio is 1: 1, so that the piston rods 11 the same speed each time need to have. To the pistons to move is the lower part 10 of the piston-cylinder arrangement with a hydraulic circuit 22 connected. A first line 23 is connected to the underground in general Existing high-pressure hydraulic connection lines for setting and holding the face punch is used. The line can be opened with the aid of a slide 24 and be locked.

Ein Manometer 25 ist in die Leitung 23 eingebaut. Ferner ist ein Rückschlag- und Regelventil 26 so eingebaut, daß der Druck in der Leitung 23 dosiert werden kann. Die Leitung 23 verzweigt sich zu den beiden Leitungen 23' bzw. 23", welche jeweils im Bereich der Zwischenwand 8 in den unteren Teil 10 des Gehäuses münden. Wird demnach über die Leitung 23 eine unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit eingepreßt, so gelangt diese in den Raum oberhalb des Tellerkolbens 13 und drückt diesen nach unten. Die entgegengesetzte Bewegung kann über eine weitere Hydraulikleitung 27 erzeugt werden, die sich in die Leitungen 27', 27" aufspaltet und unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit unter den Tellerkolben 13 drückt, so daß bei Zurückfließen der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 23 der Kolben nach oben geht. Gleichzeitig wandert der Kolben des anderen Kolben-Zylinder-Systems mit der gleichen Geschwindigkeit nach oben, so daß eine genaue Mischung 1 : 1 gegeben ist.A pressure gauge 25 is built into the line 23. Furthermore, a kickback and control valve 26 installed so that the pressure in line 23 can be metered can. The line 23 branches off to the two lines 23 'and 23 ", which each open in the area of the partition 8 in the lower part 10 of the housing. Accordingly, a pressurized hydraulic fluid is provided via the line 23 pressed in, it enters the space above the piston 13 and presses this down. The opposite movement can be done via another hydraulic line 27 are generated, which splits into lines 27 ', 27 "and is under pressure standing hydraulic fluid under the piston 13 presses so that when it flows back the hydraulic fluid goes up through line 23 of the piston. Simultaneously the piston of the other piston-cylinder system moves at the same speed upwards, so that an exact mixture 1: 1 is given.

Es handelt sich demnach um einen reversierbaren Hydraulikanschluß, der in an sich bekannter Weise über bekannte Hydraulikelemente zu verwirklichen ist.It is therefore a reversible hydraulic connection, to be realized in a manner known per se via known hydraulic elements is.

Wesentlich ist auch, daß die Zylindergehäuse durch eingeschraubte Deckel 28 verschlossen sind. Hierdurch kann das Innere der Pumpenzylinder sehr leicht zugänglich gemacht werden, was die Reinigung und Defektbeseitigung erleichtert.It is also essential that the cylinder housing is screwed in Lid 28 are closed. This makes the inside of the pump cylinder very easy can be made accessible, which makes cleaning and defect removal easier.

Statt hydraulisch, können die Kolben auch mechanisch angetrieben werden. Hierzu bieten sich beispielsweise Pleueltriebe oder dergleichen an. In der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Kolben 12, 12' über zwei mit den Kolben verbundene, von einer rotierenden Kurbelwelle 34 angetriebene Pleuelstangen angetrieben werden. Über die Welle 34, die zu einem Motor 35 führt, werden die Pleuellager 33, 33' gedreht.Instead of hydraulically, the pistons can also be driven mechanically. For this purpose, for example, connecting rod drives or the like are suitable. In the figure 2 shows an exemplary embodiment in which the pistons 12, 12 'have two connecting rods connected to the pistons and driven by a rotating crankshaft 34 are driven. About the shaft 34, which leads to a motor 35, the connecting rod bearings 33, 33 'rotated.

Dabei bewegen sich die beiden Tellerkolben 12, 12' nicht über die ganze Kolbenhubhöhe, sondern nur ein relativ kleines Stück auf und ab. Es ist daher erforderlich, über eine Ventilsteuerung mit Hilfe der Ventile 36, 37 in den Zu- bzw. Ableitungen den Fluß der Komponenten richtig zu steuern. Derartige Steuerungen sind aber ebenfalls aus der Technik bekannt.The two plate pistons 12, 12 'do not move over the entire piston stroke height, but only a relatively small bit up and down. It is therefore required, via a valve control with the help of the valves 36, 37 in the supply or derivatives to properly control the flow of components. Such controls but are also known from the art.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist deshalb besonders vorteilhaft, da sie es ermöglicht, von den Zahnradpumpen abzugehen und das im Untertagebau zumeist vorhandene Hydraulik-Potential zu nutzen.The device according to the invention is therefore particularly advantageous because it makes it possible to get away from the gear pumps and that mostly in underground mining to use existing hydraulic potential.

Claims

Claims: ö) device for pressing two-component synthetic resins, especially in coal and rock, with a two-component pump that the two Synthetic resin components are fed to a mixing device via separate lines which is connected to a soaking probe with which the two-component mixture is poured into the material to be solidified is pressed in, characterized in that the two-component pump has two piston-cylinder devices, in each of which there is a synthetic resin component is located, each of the cylinders with one of the lines leading to the drinking probe (20) (15, 16) is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that the drive the piston takes place through a reversible hydraulic circuit.

3. Device according to claim 1, characterized in that the drive the piston mechanically, for example via two connected to the pistons (12, 12 '), connecting rods driven by a crankshaft (34) takes place.

4. Device according to claim 2, intended for use in underground mining, characterized in that the hydraulic circuit of the pump is connected to one in underground operation among other things for the hydraulic line serving the stamp, possibly with activation a reducing valve, can be connected.