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Bezeichnung: Anordnung zum Schutz einer flexiblen
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Lutte Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz einer flexiblen
Lutte mit mehreren, in Abständen in die Lutte integrierten Ventilatoren, die mit
Hilfe von Elektromotoren angetrieben werden.
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Bei der Bewetterung besonders langer Strecken im Bergbau und insbesondere
im Tunnelbau müssen erhebliche Antriebsleistungen in einen Luttenstrang installiert
werden, um über die gesamte Länge von z. B. 8 km noch am Ausblasende einen nennenswerten
Luftdurchsatz zu bekommen. Aus Gründen der Wartung und des vereinfachten Transportes
wird im allgemeinen angestrebt, daß am Einsaugende einer derartigen Lutte bereits
eine möglichst große Leistung installiert wird, da hier leichte Zugängigkeit und
ein leichter Transport gesichert ist. Diesen Bestrebungen setzt jedoch die Festigkeit
der Lutte Grenzen. In den letzten Jahren werden in zunehmendem Maße sogenannte Plastiklutten
eingesetzt, die besonders leicht handhabbar sind, leicht verlegt wer-
den
können, aus sogenannten Luttenspeichern bis zu Längen von 300 m ausziehbar sind
und deren Verlegung durch einfaches Anhängen an eine Deckenkonstruktion besonders
einfach ist.
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Das bedeutet im Falle einer Bewetterung über eine extrem lange Strecke,
daß nicht nur Ventilatoren am Einsaugende der Lutte angebracht werden können, sondern
der Druckabfall aufgrund der Zähigkeit der transportierten Luft und der Reibung
innerhalb der Lutte muß in vorgegebenen Abständen durch in die Lutte integrierte
Ventilatoren beseitigt werden. In dieser Weise entstehen Bewetterungsanlagen, in
denen mehrere Ventilatoren im Abstand von z. B. 1 km angeordnet sind. Dabei sind
die Druckverhältnisse jeweils so gewählt, daß an keiner Stelle innerhalb der Lutte
ein unter dem Umgebungsdruck liegender Lutten-Innendruck vorhanden ist, da sonst
die Lutte kollabieren würde mit der Folge, daß dann die Durchflußmenge augenblicklich
auf Null abfiele.
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Im normalen Betrieb ist in dieser Weise eine zufriedenstellende Funktion
gewährleistet. Kommt es jedoch zu einer starken Beschädigung der Lutte, aus der
größere Luftmengen entweichen oder fällt der Elektromotor eines Ventilators aus
bzw. werden dessen Laufräder beschädigt, kann es innerhalb eines Abschnittes der
Lutte zu einem ungewollten Druckabfall kommen, der dazu führt, daß der stromabwärts
der Strömung angeordnete Ventilator auf seiner Einlaufseite einen Unterdruck erzeugt,
der das unerwünschte Kollabieren der Lutte zur Folge hat.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Schutz einer
flexiblen Lutte vorzuschlagen, die bei Unregelmäßigkeiten des Bewetterungsbetriebes
einen Schaltzustand der Ventilatoren schafft, bei dem keine Gefahr für die Lutte
durch Kollabieren entsteht und eine minimale Bewetterung aufrechterhalten wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß im Zustrom
zu jedem Ventilator innerhalb der Lutte ein Druckfühler angeordnet ist, der bei
Unterschreiten eines vorwählbaren, vorgegebenen Mindestdruckes ein Signal auslöst,
und daß das Signal die Abschaltung des zugeordneten Ventilators bewirkt.
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Das Kollabieren einer Plastiklutte ist deshalb unerwünscht, weil sie
dabei in der Regel beschädigt wird. Zum einen werden Versteifungsspiralen oder dergl.
verbogen oder zerbrochen, zum anderen wird nach dem Kollabieren infolge des sich
rasch aufbauenden Unterdruckes eine extreme Zugkraft auf die Luttenhaut ausgeübt,
die in geblähtem Zustand nicht vorhanden ist und die oftmals zu einem Zerreißen
der Lutte an einer oder mehreren Stellen führt.
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Beschädigungen, die durch ein Kollabieren der flexiblen Lutte verursacht
werden, kommen bei Anwendung der Erfindung so gut wie nicht mehr vor. Der jeweils
am meisten gefährdete Abschnitt innerhalb einer flexiblen Lutte befindet sich jeweils
am Einlauf eines Ventilators, da an dieser Stelle der Druckabfall des von dem stromaufwärts
gelegenen Ventilator erzeugten Luftstromes am größten und die Saugwirkung des sich
anschließenden Ventilators am größten ist. An dieser Stelle sind gemäß der Erfindung
jeweils die Druckfühler angeordnet, die im Falle des Unterschreitens eines Mindestdruckes
den zugeordneten Ventilator stil legen.
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Die Stillegung beispielsweise des vorletzten Ventilators vor dem Ausblasende
hat zur Folge, daß der letzte Venti-
lator vor dem Ausblasende nur
ungenügend mit einem Zuluftstrom versorgt wird, so daß an dessen Einlauf der Druckabfall
ebenfalls unter den vorgegebenen Mindestdruck abfällt.
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Folglich wir auch dieser Ventilator stillgesetzt, wenn auch mit einer
unbedeutenden zeitlichen Verzögerung. Derselbe Effekt tritt für alle stromabwärts
einer Störung angeordneten Ventilatoren ein, so daß, beginnend unmittelbar stromabwärts
der Störung, jeder Ventilator nach und nach sich selbstätig abschaltet, da der Mindestdruck
zur Aufrechterhaltung des Betriebes nach und nach unterschritten wird.
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Durch dieses Verhalten der gesamten Anordnung kann an keiner Stelle
mehr ein Druck entstehen, der unter dem Umgebungsdruck liegt, sondern der noch verbleibende
Restdruck führt jeweils dazu, daß die flexible Lutte im Großen und Ganzen gebläht
bleibt. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, den Mindestdruck noch deutlich oberhalb
des Umgebungsdruckes zu wählen, also z.B. zu 20% des an der entsprechenden Stelle
normalerweise vorherrschenden Betriebsdruckes, damit eine gewisse Sicherheit gegenüber
Druckschwankungen beispielsweise in dem voranzutreibenden Tunnel und auch eine Reserve
für das Auslaufen des massebehafteten Ventilators vorhanden ist.
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Die stromaufwärts einer Störung gelegenen Ventilatoren sind von der
Störung unbeeinflußt, so daß sie nach wie vor den in der Lutte befindlichen Strom
voranbewegen. Selbst wenn im Falle einer stark beschädigten Lutte an der Bruchstelle
große Luftmengen austreten, bleibt so noch eine Notbewetterung bis zur Ortsbrust,
die zumindest die Räumung dieser dann nicht mehr vorschriftsmäßig belüfteten Stelle
eines Tunnels ohne Lebensgefahr für die dort beschäftigten Personen gestattet.
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Es sei darauf hingewiesen, daß sich im Zustrom des ersten Ventilators
am Einsaugende der Lutte kein Druckfühler befindet, da an dieser Stelle in der Regel
keine kollabierbare Lutte, sondern ein Einlaufdüse und allenfalls ein
formstabiler
Schalldämpfer angeordnet ist. Dieser Ventilator innerhalb des gesamten Luttenstranges
ist also durch keinerlei Meßgeräte od. dgl. überwacht und damit am Anlaufen gehindert.
Alle übrigen Ventilatoren sind bei abgeschalteter Anlage infolge der Druck fühler
solange an einer Inbetriebsetzung gehindert, bis sich im Zustrom jedes Ventilators
ein genügend großer statischer Druck aufgebaut hat, der den zugeordneten Druckfühler
von der Auslöseposition in die Normalposition übergehen läßt. Beim Anfahren einer
derartigen Anlage gelingt also zunächst nur das Anwerfen des am Einsaugende gelegenen
Ventilators, dann des stromabwärts liegenden Ventilators usw. bis schließlich der
letzte, am Ausblasende der Lutte angeordnete Ventilator in Tätigkeit setzbar ist.
In dieser Weise ist eine natürliche Sperre gegen das Inbetriebsetzen eines Ventilators
vorhanden, dessen im Zustrom gelegenen Vorventilatoren nicht in Betrieb gesetzt
sind.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der
Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt:
eine schematische Ansicht einer flexiblen Lutte mit mehreren Ventilatoren.
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In der Figur ist schematisch eine Lutte 1 dargestellt, die aus mehreren
Ventilatoren 2 - 5 und aus drei Luttenabschnitten 6 gebildet ist. Auf der Saugseite
ist eine Einlaufdüse 7 und auf der Druckseite eine Ausblasdüse 8 angebracht. Vor
der Einlaufdüse 7 ist zum Schutze der Laufräder der Ventilatoren ein Gitterrost
angebracht, das grobe Verunreinigungen von der Lutte 1 fernhält.
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Den innerhalb der eigentlichen Lutte 1 befindlichen Ventilatoren 3
- 5 ist jeweils ein Druckfühler 11, 12 und 13 zugeordnet, der jeweils auf der Saugseite
jedes Ventilators 3, 4 und 5 angebracht ist. Er besteht z.B. aus einem Membrangehäuse,
das von der einen Seite durch den
Umgebungsdruck und von der anderen
Seite von dem Druck innerhalb der Lutte 1 beaufschlagt wird. Die jeweilige Druckdifferenz
führt zu einer bestimmten Stellung der Membrane, die abgetastet und in ein elektrisches
Signal umgewandelt werden kann. Das elektrische Signal wird zur Abschaltung des
zugeordneten Ventilators ausgenutzt, beispielsweise durch Unterbrechen des Steuerstromes
für das zugeordnete Hauptschütz.
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Es hat sich gezeigt, daß einfache Öffnungen innerhalb der Lutte 1
zur Entnahme des statischen Druckes trotz der üblichen Verschmutzungen über einen
längeren Zeitraum gleichbleibend sicher einen Anzeigewert liefern. An diese Öffnungen
sind die Druckfühler 11, 12 und 13 angeschlossen, was durch eine einfache Schlauchleitung
geschehen kann.
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Dies ist insofern von Vorteil, als dann die Druckfühler 11, 12 und
13 außerhalb des Gefahrenbereiches angeordnet werden können.
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Bei besonders starkem Schmutzanfall innerhalb der Lutte 1 kann es
vorkommen, daß sich die pneumatische Drucküberwachung nicht bewährt, da bereits
nach kurzer Zeit eine Verfälschung der Meßergebnisse durch Verunreinigungen festgestellt
wird. In diesem Fall ist es vorteilhafter, die Uberwachung elektrisch vorzunehmen,
und zwar durch eine Uberwachung beispielsweise der Sollstromaufnahme jedes Ventilators
3 - 5. Die Auslösung erfolgt dann bei überschreiten bzw. Unterschreiten eines Toleranzfeldes,
das vorwählbar und einstellbar ist. Obwohl dadurch die direkte Kontrolle darüber,
ob die Lutte zum Kollabieren neigt oder nicht, beseitigt ist, reagiert der Elektromotor
eines Ventilators normalerweise ausreichend auf pneumatische Veränderungen, sei
es, daß aufgrund eines reduzierten Widerstandes infolge einer geplatzten Lutte die
Stromaufnahme zurückgeht, sei es, daß durch eine Widerstandserhöhung beispielsweise
infolge zugesetzter Laufräder die Stromaufnahme steigt.
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Vorangehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben
worden, das insgesamt vier Ventilatoren enthält. In der Praxis sind selbstverständlich
auch Bewetterungsanlagen mit Hilfe der Erfindung überwachbar, die annähernd eine
beliebige Anzahl von Ventilatoren aufweisen. Die Anordnung wird dann jeweils um
eine Einheit bezüglich eines Luttenabschnittes mit zugehörigem Ventilator erweitert,
einschließlich einer Erweiterung der elektrischen Versorgung und der Kontrollorgane.
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