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Sprühdüse für eine bergwerksmännische Gewinnungsmaschine
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Stand der Technik Es ist bekannt, zur Staubbekämpfung Sprühdüsen
an bergwerksmännischen Gewinnungsmaschinen, zum Beispiel an Schrämwalzen zur Kohlegewinnung,
anzuordnen und diesen Sprühdüsen ständig Sprühwasser zuzuführen. Nachteilig ist
dabei der verhältnismäßig hohe Sprühflüssigkeitsverbrauch, da die Sprühdüsen auch
in Aktion sind, wenn die betreffende Gewinnungsmaschine kein Mineral hereingewinnt.
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Zum Stande der Technik zählt auch eine Sprühdüse, bei welcher ein
kompliziertes Hebelsystem, welches an verschiedenen Stellen der bergwerksmännischen
Gewinnungsmaschine hervorragt, angeordnet ist, das beim Arbeiten der Gewinnungsmaschine
durch das anstehende Mineral, also durch den Schnittdruck,bewegt wird und dadurch
den Sprühflssigkeitszulauf zu der betreffenden Sprühdüse freigeben soll.
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Diese vorbekannte Bauart ist konstruktiv aufwendig, weil sie aus vielen
relativ kompliziert bearbeiteten Einzelteilen besteht. Ein besonderer Nachteil besteht
jedoch darin, daß die Hebel und Stößel nach außen so hervorragen, daß sie schon
nach kurzer Betriebsdauer durch Gesteinssplitter und Mineral blockiert sein dürften,
so daß die betreffende Sprühdüse entweder vollständig ausfällt, oder aber ständig
in Aktion verbleibt, weil ihr Betätigungsmechanismus, insbesondere der Absperrkörper,
der die Sprühdüse auch von der Sprühflüssigkeitszufuhr
abschließen
soll, ständig in Offenstellung gehalten wird.
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Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Sprühdüse
der im Gattungsbegriff vorausgesetzten Art eine wesentliche Verbesserung dadurch
zu erreichen, daß der Sprühdüse tatsächlich nur während des Hereingewinnens von
Mineral Sprühflüssigkeit zugeführt wird, wobei neben der Verringerung der konstuktiven
Mittel auch Vorsorge gegen ein Blockieren dieser Mittel getroffen sein soll. Dadurch
soll sich eine wesentlich höhere Betriebssicherheit erzielen lassen.
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Lösung Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 wiedergegebenen
Merkmale gelöst.
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Einige Vorteile Eine erfindungsgemäße Sprühdüse ist sehr einfach
im Aufbau, da sie nur aus wenigen, robusten Einzelteilen besteht. Diese Sprühdüse
weist keine außenliegenden Hebel oder zusetzbaren Teile auf, so daß die Gewähr gegeben
ist, daß derartige Sprühdüsen auch unter den rauhen Betriebsbedingungen des untertägigen
Kohlebergbaus zuverläßig funktionieren. Dabei kann der Absperrkörper selbst das
Betätigungsorgan darstellen, das den Sprühwasserzufluß zur Sprühdüse steuert, und
zwar in Abhängigkeit davon, ob die Gewinnungsmaschine, zum Beispiel eine Schrämwalze,
Mineral hereingewinnt oder nicht. Zu diesem Zweck kann der Absperrkörper mit einem
Tasterfortsatz ausgerüstet sein, der beim Hereingewinnen von Mineral durch den Druck
des
Minerals in die Düse gedrückt wird und dadurch den Sprühwasserzufluß
zur Sprühdüse freigibt. Kommt die betreffende Sprühdüse aus dem Abbaustoß frei,
so fällt der Druck des Minerals fort, wodurch der Tasterfortsatz und dadurch der
Absperrkörper sich wieder nach außen bewegen und den Sprühflüssigkeitszufluß zu
der betreffenden Düse verschließen. Dadurch ergibt sich eine individuelle Steuerung
des Sprühwasserzulaufs, so daß solchermaßen ausgestattete Gewinnungsmaschinen besonders
wirtschaftlich arbeiten, weil der Sprühwasserzufluß auf ein optimales Maß eingeschränkt
wird.
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Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil ist darin zu sehen, daß im Gegensatz
zu den Sprühdüsen des Standes der Technik eine erfindungsgemäße Sprühdüse ohne Anderungen
an vorhandenen Schramwalzen und ohne Anderungen der Aufnahmen für bislang eingesetzte
Sprühdüsen sofort eingesetzt werden kann. Auch brauchen die äußeren Abmessungen
der bekannten Sprühdüsen nicht geändert zu werden, so daß diese beispielsweise nach
wie vor mit einem Außensechskant versehen sein können, über welchen durch Ansatz
eines Steckschlüssels sich die Sprühdüsen an der Gewinnungsmaschine befestigen und
von dieser Gewinnungsmaschine wieder lösen lassen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Sprühdüse kann der Absperrkörper neben
der Funktion des Tasterfortsatzes gleichzeitig die Ventilfunktion zusammen mit einem
Gehäuseansatz des Sprühdüsengehäuses übernehmen.
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Auch kann der Absperrkörper so ausgestaltet werden, daß unter Verzicht
auf federnde Rückstellelemente durch Wahl der wirksamen Druckflächen der Absperrkörper
nach Fortfall des Mineral drucks durch eine vom Sprühflüssigkeitsdruck aufgebrachte
Druckkomponente
nach auswärts in Absperrstellung bewegt und flüssigkeitsdicht
gegen den zugeordneten Ventilsitz, beispielsweise eine Gehäuseschulter, bewegt wird.
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Weitere Ausführungsformen Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ergibt
sich eine robuste, aus sehr wenigen Einzelteilen bestehende Bauform. Dabei können
Tasterfortsatz und Kolben sowohl wirkungsmäßig oder materialmäßig einstückig ausgebildet
sein. Bei einer wirkungsmäßigen Einstückigkeit können die genannten Teile zum Beispiel
über eine Schraub- oder Steckverbindung oder in sonstiger geeigneter Weise miteinander
gekuppelt sein, während bei materialmäßiger Einstückigkeit die Teile zum Beispiel
als Automatendrehteil aus einem hochfesten, vorteilhafterweise rostfreien Werkstoff,
zum Beispiel X40Cr 13, bestehen können.
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Wird eine Ausführungsform nach Anspruch 3 gewählt, so wird der Ausströmkanal
durch den Ringraum zwischen Kolben und Tasterfortsatz einerseits sowie dem umgebenden
Düsengehäuse andererseits gebildet. Eine solchermaßen ausgebildete Sprühdüse besitzt
einen hohen Reinigungseffekt, so daß etwaiges Mineral, das in den Ringraum zwischen
Tasterfortsatz und Gehäuse bzw.
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zwischen Absperrkörper und Gehäuse hineingelangt, beim Offenen des
Absperrkörpers unter dem hohen Druckflüssigkeitsdruck nach außen weggeschleudert
wird.
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Gemäß Anspruch 4 ist der Verschiebeweg des Absperrkörpers bzw.
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des Kolbens und des Tasterfortsatzes, in das Innere der Sprühdüse
durch einen Gehäuseanschlag begrenzt, so daß sich ein definierter Hub des Absperrkörpers
ergibt.
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Dies kann gemäß Anspruch 5 durch einen Sprengring oder Seegerring,
der im Sprühdüsengehäuse angeordnet ist, in einfacher Weise erreicht werden.
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Anspruch 5 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher die Schließbewegung
des Absperrkörpers durch ein geeignetes Federelement unterstützt wird. Als Federelemente
kommen z. B. geeignete metallische Federn, insbesondere Druckfedern, und/oder Elastomere-Federn
in Betracht. Beispielsweise kann sich der Absperrkörper über den Gehäuseanschlag
gegen einen Kunststoffkörper mit kautschukelastischen Eigenschaften abstützen, der
die Schließbewegung des Absperrkörpers unterstützt. Dabei muß allerdings Vorsorge
getroffen werden, daß die vom Tasterkörper aufzuwendende Uffnungskraft nicht zu
groß wird. Vielmehr muß die Schließkraft des Federelementes auf den zu erwartenden
Mineraldruck, der gegen den Tasterkörper einwirkt,abgestimmt sein, so daß mit Sicherheit
die Sprühdüse in Aktion tritt, wenn Mineral hereingewonnen, zum Beispiel angeschrämt
wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel -
teils schematisch, und zwar zum Teil in der Ansicht, zum Teil im Längsschnitt -
veranschaulicht.
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Die aus der Zeichnung ersichtliche Sprühdüse läßt sich mit besonderem
Vorteil bei einer als Schrämwalze für den untertägigen Kohlebergbau ausgebildete
bergwerksmännische Gewinnungsmaschine anwenden, die in der Zeichnung nicht veranschaulicht
ist.
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Des weiteren wurde die Sprühdüse in der Zeichnung übertrieben groß
veranschaulicht, um Einzelheiten besser darstellen zu können.
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Die Sprühdüse 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das an seinem an der Gewinnungsmaschine
außenliegenden Teil mit geeigneten Anfasungen zum Ansetzen eines Werkzeugs, und
zwar bei der dargestellten Ausführungsform mit einem Sechskant 3 versehen ist. Der
andere, zylindrische Gehäuseteil 4 ist mit einem Außengewinde 5 zum Einschrauben
des Gehäuses in einer Bohrung der betreffenden Gewinnungsmaschine versehen.
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Das Bezugszeichen 6 bezeichnet die zentrische Mittellinie der Sprühdüse.
Koaxial zu dieser Mittellinie 6 ist in dem Gehäuse 2 eine Bohrung 7 angeordnet,
die in eine zylindrische Kammer 8 iihergeht. An die zylindrische Kammer 8 ist der
aus der Zeichnung nicht ersichtliche Kanal zum Zufiihren der Sprühflüssigkeit angeschlossen.
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Mit 9 ist ein Gehäuseanschlag bezeichnet, der bei der dargestellten
Ausführungsform durch einen Seegerring gebildet ist, der in dem Gehäuseteil l lösbar
und austauschbar angeordnet ist.
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Wie die Zeichnung erkennen 3iflSts , ist in der Kammer 8 der zylindrei
suche Kolben 10 eines Abs@errkörpers längsverschieblich, also in Richtung der blittellinwe
6 mit radialem Spiel zur Kammerinnenwand 11 angeordnet, so daß wischen der Kammerwand
11. und dem Kolben 10 Sprühflüssigkeit vorbeizuströmen vermag.
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In entgegengesetzter Richtung wird der Hub des Kolbens 10 durch einen
Ventilsutz I tz 12 begrenzt, der hier durch eine Ringschulter des Geläuscs 2 gebildet
ist. In diesem Bereich können geeignete Dichtungi', zum Beispiel mindestens ein
O-Ring in Vertiefungen der Ventilsitzfltiche 12 und/oder der zugekehrten Ringfläche
des Kolbens 10 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich,
auf
derartige Dichtungen vollständig zu verzichten, da es auf absolute Dichtigkeit in
manchen Fällen nicht ankommt, sondern nur auf einen unnützen Sprühwasserverbrauch.
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Mit dem Kolben 10 ist materialmäßig einstückig ein als Kolbenstange
ausgebildeter Tasterfortsatz 13 verbunden, der mit seinem freien Ende in der Regel
aus dem Gehäuse 2 in Richtung auf das anstehende, nicht dargestellte Mineral hervorragt.
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Zwischen dem kolbenstangenförmigen Tasterfortsatz 13 und der Bohrung
7 ist ebenfalls radiales Spiel vorhanden, so daß Sprühflüssigkeit hier vorbeizuströmen
und nach außen in Form eines Sprühstrahles aus der Mündung der Düse hervorzutreten
vermag.
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Das radiale Spiel zwischen der Wandung der Bohrung 7 und der dieser
Wandung zugekehrten Mantelfläche des Tasterfortsatzes 13 kann zum Beispiel etwa
0,1 mm betragen, während zum Beispiel der Außendurchmesser des Tasterfortsatzes
etwa 2,5 mm sein kann.
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Der anstehende Sprühflüssigkeitsdruck kann zum Beispiel 5 bar bemessen
sein.
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Die Wirkungweise der aus der Zeichnung ersichtlichen Sprühdüse ist
folgende: Angenommen, die Gewinnungsmaschine gewinnt Mineral, zum Beispiel Kohle,
herein, dann wird der Tasterfortsatz über sein freies Ende einwärts, also in Richtung
X gedrückt. Dies hat zur Folge, daß der Kolben 10 von dem Ventilsitz 12 freikommt,
so daß Sprühflüssigkeit durch den Ringspalt des Kolbens 10 und an diesem vorbei
durch den Ringspalt zwischen Bohrung 7 und Tasterfortsatz 13 nach außen herauszusprühen
vermag.
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Fällt der Mineraldruck weg, so drückt der Druckflüssigkeitsdruck über
die druckwirksame Fläche den aus Kolben 10 und Tasterfortsatz 13 gebildeten Absperrkörpers
nach auswärts, also in Richtung Y, wodurch der Kolben 10 gegen den Ventilsitz 12
zur Anlage kommt und die Sprühflüssigkeitszufuhr zum Ringraum zwischen Bohrung 7
und Tasterfortsatz 13 abschließt.
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Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich, wenn der Tasterfortsatz 13 wieder
auf Mineral trifft und einwärts verschoben wird.
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Die in der Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen
sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in
beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.