DE3439193C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse, insbesondere den Schneidwerkzeugen von Gewinnungs- und Streckenvortriebs­ maschinen im untertägigen Berg- und Tunnelbau zugeordnete Wasserdüse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. aus der DE 30 07 659 A1 bekannt.

Düsen zum freien Versprühen von Wasser werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Im untertägigen Steinkohlenbergbau werden sie beispielsweise zur Staubbe­ kämpfung an Bandübergaben u. ä. Betriebsstellen einge­ setzt sowie an Gewinnungsmaschinen und Streckenvortriebs­ maschinen im Bereich der Schneidköpfe bzw. Schneidwalzen. Hier dienen die Düsen sowohl zum Niederschlagen des Staubes als auch gleichzeitig zum Kühlen der Schneiden, um damit die Entzündung von CH₄-Luftgemischen zu verhin­ dern und gleichzeitig auch den Verschleiß der Meißel zu verringern. Um dies zu gewährleisten, werden die Düsen möglichst dicht an den Schneidwerkzeugen angebracht, wobei die Düsen mit hohen Druck aufweisendem Wasser versorgt werden. Dabei hat sich gezeigt, daß die dabei freigesetzten Wassermengen so groß sind, daß sie den Staub zwar niederschlagen und die Meißel kühlen, gleich­ zeitig aber zu Beeinträchtigungen des Betriebes führen, so daß man dazu übergegangen ist, den Düsen nur dann Wasser zuzuführen, wenn sie gerade im Eingriff sind. Hierzu sind geeignete Steuerungen entwickelt worden. Außerdem werden die Düsenöffnungen so klein wie möglich gehalten, um die durchströmende Wassermenge zu begrenzen. Aufgrund dieser besonderen Ausbildung der Düsen verstop­ fen sie häufig. Da das Verstopfen der Düsen meist erst nach einiger Einsatzzeit festgestellt wird, fällt die Kühlung der Schneidwerkzeuge aus und es entsteht die Ge­ fahr, daß Schlagwetter gezündet werden.

Die Düsen verstopfen sowohl von innen heraus durch vom Wasser mitgebrachte Feststoffteilchen als auch während der Sprühpausen von außen her. Um das Verstopfen durch mitgebrachte Feststoffteilchen möglichst zu ver­ hindern, sieht die Vorrichtung nach der DE 30 07 659 A1 vor, daß auf der Innenseite des Düsenkörpers ein Hohlraum ausgebildet ist, in dem sich die vom Wasser mitgeführten Schmutzteilchen praktisch sammeln können. Weiter geben diese Hohlräume die Möglichkeit, den einschraubbaren Düsenkörper mehr oder weniger weit in den Halter bzw. Wasserkanal einzuschrauben. Aus der DE-PS 5 08 505 ist eine Wasserzerstäubungsdüse bekannt, bei der Düse und Haube in gleicher Höhe enden. Hier kann von der rückwär­ tigen Seite her eine Reinigungsbürste eingeführt werden, um evtl. Verunreinigungen zu entfernen. Ein automatisches Reinigen der Düse ist nicht möglich und nicht vorgesehen. Insbesondere sind keine Lösungen vorhanden, mit denen das beispielsweise während der Sprühpausen in die Düsen­ öffnung eingedrungene Gesteinsmehl wieder ausgetrieben werden kann. Das Gesteinsmehl wird mit hohem Druck eingepreßt, so daß es sich innerhalb der Düsenöffnung leicht festsetzt, was noch durch die hohen Temperaturen, die hier herrschen, begünstigt wird, so daß eine Art Brikettierung erfolgt. Dann aber reicht auch ein hoher Wasserdruck nicht mehr aus, um die Düse freizuspülen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Düse, insbesondere Wasserdüse zu schaffen, deren Düsenöffnung gegen Verstopfungen von außen her gesichert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düsenöffnung eine Blende zugeordnet ist, daß in der Blende eine Durchtrittsöffnung ausgebildet ist, die in Strömungsrichtung hinter der Düsenöffnung angeord­ net ist und mit dieser korrespondiert und deren Durchmes­ ser größer ist als der der Düsenöffnung, und daß zwischen dem Düsengehäuse und der Innenwand der Blende ein Kanal gebildet ist, der eine durchgehende Verbindung zwischen der Durchtrittsöffnung und den Austrittsöffnungen schafft.

Bei einer derart ausgebildeten Düse wird die von außen erfolgende Verstopfung wirksam dadurch unterbunden, daß die eigentliche Düsenöffnung immer freigehalten wird, so daß die Durchtrittsöffnung der Blende immer wieder sicher durch den freien Strahl der Düse freige­ spült wird. Dabei wird allein schon durch die Durchmes­ serwahl für die Durchtrittsöffnung sichergestellt, daß hier das sonst bei den Düsenöffnungen eintretende Fest­ backen nicht vorkommen kann. Damit ist die Gefahr besei­ tigt, daß mit dem aus derartigen Düsen austretendem Was­ ser gekühlte Meißel heißlaufen. Damit entfällt der häufige Stillstand solcher Maschinen, der letztlich durch die verstopften Düsen auftritt, weil nämlich dann die Schneidwerkzeuge schneller verschleißen, insbesondere heißlaufen. Die Blende und der zwischen Blende und Düsengehäuse verlaufende Kanal sorgen dafür, daß auch bei verstopfter Durchtrittsöffnung der Blende aus der Düsenöffnung immer noch Wasser austreten kann, das dann die Durchtrittsöffnungen wieder freispült, wobei das aus Wasser und Staub bestehende Material über die zusätz­ lichen Austrittsöffnungen abgeführt werden kann, so daß es auch bei größeren und hartnäckigeren Verstopfungen nicht zu Dauerschäden kommt.

Nach einer einfachen und zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Blende so ausge­ formt ist, daß sie einen Hohlraum zur Aufnahme des ein­ gedrückten Gesteinsmehls vom Kanal aus bildet. Der so geschaffene Hohlraum wirkt einem Festbacken des eindrin­ genden Gesteinsmehls wirksam entgegen. Es ist so sicher­ gestellt, daß das eindringende Gesteinsmehl locker gehalten wird, um dann durch den austretenden Wasser­ strahl sicher mitgenommen und aus der Erweiterung heraus­ gespült zu werden. Da die Durchtrittsöffnung einen grö­ ßeren Durchmesser aufweist als die Düsenöffnung, ist immer sichergestellt, daß der Wasserstrahl durch diese Durchtrittsöffnung nicht behindert und seine Form damit verändert wird. Letztlich wird in der Regel das lockere Gesteinsmehl über den Kanal und die Austrittsöffnungen von selbst herausrieseln, so daß nicht einmal das Nach­ spülen mit Wasser erforderlich ist.

Für das Nachrüsten entsprechender Düsen besonders geeignet ist eine Ausbildung, nach der die Blende aus einer auf das Düsengehäuse aufschraubbaren Hülse besteht, deren Oberteil der Spitze des Düsengehäuses entsprechend geformt ist und deren Innenwand im Abstand zur Schräge des Düsengehäuses verläuft. Damit ist zwischen Hülse und Düsengehäuse automatisch ein Kanal geschaffen, der sowohl den weiter oben angesprochenen Hohlraum bildet als auch einen Abströmweg für das in den Zwischenraum eingedrückte Gesteinsmehl. Diese Ausbildung hat darüber hinaus den Vorteil, daß ein Hohlraum und Kanal mit erheblichem Aufnahmevolumen geschaffen ist, so daß auch nach längerem Stillstand oder Ausfall der Wasserbeauf­ schlagung und damit Eindringen großer Mengen von Ge­ steinsmehl immer gesichert ist, daß der Wasserstrahl sicher aus der Düsenöffnung austreten kann, um die Zer­ kleinerungs- und Schneidwerkzeuge zu besprühen und zu kühlen.

Bei einer derartigen Ausbildung der Hülse ist das Abför­ dern des eingedrungenen Gesteinsmehls noch zusätzlich erleichtert, wenn die Austrittsöffnungen in der Hülse mit dem zwischen Hülse und Düsengehäuse gebildeten Kanal teilweise deckend ausgebildet sind. Das Gesteinsmehl wird so automatisch durch diese Austrittsöffnungen herausgespült und der gesamteHohlraum zwischen Düsenge­ häuse und Hülse freigemacht.

Je nach Wanddicke der Hülse könnte eine zwar be­ grenzte, aber immerhin vorhandene Gefahr bestehen, daß sich die Durchtrittsöffnung schon so zusetzt, daß zumin­ dest zeitweise eine Beeinträchtigung gegeben ist. Diese Gefahr wird nun erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet, daß die Durchtrittsöffnung in der Blende nach außen konisch verjüngt verlaufend ausgebildet ist. Damit ist sichergestellt, daß das eingepreßte Gesteinsmehl sich nicht festsetzen kann, sondern vielmehr in das Innere des Kanals bzw. des Hohlraums hineinrutscht.

Eine zweckmäßige Ausbildung sieht schließlich vor, daß die Durchtrittsöffnung mit ihrer konischen Ausbil­ dung gleich in den Kanal übergeht, wozu vorgesehen ist, daß die Durchtrittsöffnung das obere Ende des zwischen Hülse und Düsengehäuse gebildeten Kanals ist und entspre­ chend geformt ist. Diese durchgehende Ausbildung von Durchtrittsöffnung und Kanal begünstigt den oben geschil­ derten Vorgang, so daß ein Festbacken von Gesteinsmehl zwischen Düsengehäuse und Hülse absolut sicher unterbun­ den wird.

Auch im Bereich der Austrittsöffnungen werden Anbackungen und damit Behinderungen des ausströmenden Wasserstrahls unterbunden, indem diesen eine besondere Form gegeben ist. Es ist nämlich vorgesehen, daß die Austrittsöffnungen kreisrund oder oval ausgebildet sind, um so Ecken und Kanten zu vermeiden, an denen oder in denen sich das feine Gesteinsmehl festsetzen und Anbacken kann.

Um bei auftretenden Belastungen eine Deformierung der Hülse sicher zu vermeiden, sind auf der Innenwand der Hülse sich auf der Schräge des Düsengehäuses abstüt­ zende Stege angeordnet. Aufgrund des entsprechend großen Volumens, das von dem Hohlraum zwischen Innenwand der Hülse und Schräge des Düsengehäuses vorgegeben ist, stellen diese Stege beim Abströmen des eingedrückten Gesteinsmehls keine Behinderung dar. Andererseits ist aber vorteilhaft sichergestellt, daß dieser Hohlraum nicht durch eine entsprechende Deformierung der Hülse verringert und damit das Freiströmen verhindert, zumin­ dest aber behindert wird.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Düse geschaffen ist, die sich insbesondere für den Einsatz im untertägigen Bergbau an Streckenvortriebsmaschinen und Gewinnungsmaschinen eignet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Düse mit aufgesetzter Hülse, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 das obere Teil der Düse im Schnitt,

Fig. 3 die Düsenspitze im Schnitt mit kegel­ stumpfförmiger Erweiterung des Düsen­ kanals und

Fig. 4 die Spitze der mit einer Hülse be­ stückten Düse im Schnitt.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Düse (1) wird als solche in eine im Schneidkopf bzw. der Walze vorgesehene Bohrung eingeführt und dort arretiert. Mittig des Düsen­ gehäuses (3) verläuft der Düsenkanal (2). Dieses Düsen­ gehäuse (3) ist am oberen Ende in Form einer Spitze (4) ausgebildet, die die Düsenöffnung (5) aufnimmt, die über die zugeordnete Blende (8) vor einem Zubacken bzw. Verstopfen gesichert werden soll.

In der Blende (8) ist eine mit Düsenöffnung (5) korrespondierende Durchtrittsöffnung (9) vorgesehen, die allerdings einen deutlich größeren Durchmesser auf­ weist.

Bei der in den Fig. 1, 2 und 4 wiedergegebenen Aus­ bildungen ist die Blende (4) in Form einer Hülse (10) ausgeführt, deren Oberteil (11) der Spitze (4) entspre­ chend geformt ist. Das Unterteil (12) dagegen weist im dargestellten Beispiel ein Gewinde (13) auf, mit dem eine lösbare Verbindung mit der Düse (1) bzw. dem Düsen­ gehäuse (3) hergestellt werden kann.

Fig. 1, 2 und 4 verdeutlichen, daß zwischen der Innenwand (15) der Hülse (10) und der Schräge (16) der Spitze (4) des Düsengehäuses (3) ein durchgehender Kanal (17) gebildet ist, der am unteren Ende (24) Aus­ trittsöffnungen (18, 19) und am oberen Ende (23) die Durchtrittsöffnung (9) aufweist. Diese Durchtrittsöff­ nung (9) ist konisch verlaufend ausgebildet. Dadurch wird nicht nur der Kanal (17) zwischen Hülse (10) und Düsengehäuse (3) gebildet, sondern ein regelrechter Hohlraum (20), in den ohne weiteres Gesteinsmehl hinein­ gelangen kann, ohne daß es hier festbacken kann. Die besondere Form des Hohlraumes (20) bzw. die Ausbildung des Kanals (17) sichert immer, daß der aus der Düsenöff­ nung (5) austretende Wasserstrahl dieses Gesteinsmehl durchdringt und dabei gleichzeitig den gesamten Kanal (17) freispült.

Ein Eindrücken des Hohlraumes (20) bzw. eine Verfor­ mung der Hülse (10) wird durch die Stege (25) verhindert, die im Abstand auf der Innenwand (15) der Hülse (10) ausgebildet sind. Fig. 2 verdeutlicht dieses.

Fig. 3 zeigt eine Ausbildung, bei der die Form der bisherigen Düse (1) unverändert beibehalten wird. Ledig­ lich das obere Ende des Düsenkanals (2) ist als kegel­ stumpfförmige Erweiterung (22) ausgebildet, so daß, wenn auch volumenmäßig begrenzt, so doch auch hier eine bestimmte Menge von Gesteinsmehl eindringen kann, ohne daß es zu Verstopfungen kommt. Vielmehr wird auch hier der so geschaffene Hohlraum (20a) durch den durch den Dü­ senkanal (2) gedrückten Wasserstrahl immer freigespült.

Claims (8)

1. Düse, insbesondere den Schneidwerkzeugen von Ge­ winnungs- und Streckenvortriebsmaschinen im untertägigen Berg- und Tunnelbau zugeordnete Wasserdüse mit einem gerade verlaufendem Düsenkanal und der den Wasserstrahl freigebenden Düsenöffnung am Ende des Düsengehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenöffnung (5) eine Blende (8) zugeordnet ist, daß in der Blende (8) eine Durchtrittsöffnung (9) ausge­ bildet ist, die in Strömungsrichtung hinter der Düsen­ öffnung (5) angeordnet ist und mit dieser korrespondiert und deren Durchmessergrößer ist als der der Düsenöffnung (5) und daß zwischen dem Düsengehäuse (3) und der Innen­ wand (15) der Blende (8) ein Kanal (17) ausgebildet ist, der eine durchgehende Verbindung zwischen der Durch­ trittsöffnung (9) und den Austrittsöffnungen (18, 19) schafft.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (8) so ausgeformt ist, daß sie einen Hohl­ raum (20) zur Aufnahme des eingedrückten Gesteinsmehles vom Kanal (17) aus bildet.

3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (8) aus einer auf das Düsengehäuse (3) aufschraubbaren Hülse (10) besteht, deren Oberteil (11) der Spitze (4) des Düsengehäuses entsprechend geformt ist und deren Innenwand (15) im Abstand zur Schräge (16) des Düsengehäuses verläuft.

4. Düse nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (18, 19) in der Hülse (10) mit dem zwischen Hülse und Düsengehäuse (3) gebildeten Kanal (17) teilweise deckend ausgebildet sind.

5. Düse nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (9) in der Blende (8) nach außen konisch verjüngt verlaufend ausgebildet ist.

6. Düse nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (9) das obere Ende (23) des zwischen Hülse (10) und Düsengehäuse (3) gebildeten Kanals (17) ist und entsprechend geformt ist.

7. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (18, 19) kreisrund oder oval ausgebildet sind.

8. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwand (15) der Hülse (10) sich auf der Schräge (16) des Düsengehäuses (3) abstützende Stege (25) angeordnet sind.