DE3616082C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Benetzungsdüse für im
untertätigen Berg- und Tunnelbau eingesetzte Dammbaustoffe,
die in die Dammbaustoffversorgungsleitung eingebaut und
mit einem Wasseranschluß versehen ist, mit einem beidseitig
Flansche und tangential angesetzte, düsenförmige Bohrungen
für das Bedüsungswasser aufweisenden Rohr.
Derartige Benetzungsdüsen werden insbesondere im
untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzt, um das trocken,
pneumatisch bis an den Einsatzort herangebrachte Material
vor dem Einbringen in den Damm zu benetzen und ausreichend
mit Wasser zu durchmischen, um auf diese Art und Weise ein
Verfestigen des Dammbaustoffes zu erreichen. Derartige
Benetzungsdüsen sollen dabei dem Dammbaustoff so viel Wasser
zuführen, daß beim Austragen möglichst wenig Staub
freigesetzt wird. Auch bei körnigen Dammbaustoffen wie
Anhydrit ist zur Reduzierung der Staubbelastung eine
ausreichend intensive Benetzung mit Wasser erforderlich.
Bekannt sind Benetzungsdüsen, bei denen in das Rohr
Düseneinsätze hineinreichen, um so Benetzungswasser über
die Düsen meist in Förderrichtung auszutragen. Nachteilig
dabei ist der an den Düsen und den Düsenhalterungen
auftretende Verschleiß und das zu geringe Benetzen des
Dammbaumaterials. Um den Verschleiß zu reduzieren und die
Benetzung des Dammbaustoffes mit Wasser zu verbessern, sind
sogenannte Tangentialbenetzungsdüsen im Einsatz, vergl. Forschungsbericht Projekt-Nr. 01 VD 3505
des Bundesministeriums für Forschung und Technologie. Bei diesen
Düsen wird das Wasser aus zwei tangential angeordneten
Bohrungen eingeleitet. Um auch das im Rohrhöchsten fließende
Fördergut ausreichend anzufeuchten, ist es erforderlich,
zusätzlich eine Flachstrahldüse im oberen Rohrquerschnitt
anzuordnen. Nachteilig dabei ist, daß für jede der Düsen
ein gesonderter Wasseranschluß notwendig ist und daß trotz
der tangentialen Anordnung der Düsen ein ausreichender
Mischeffekt mit dem Benetzungswasser nicht immer
gewährleistet ist. Darüber hinaus sind die Kosten für die
speziellen Düsen, insbesondere die Flachstrahldüse von
Nachteil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Benetzung
des Dammbaustoffes in der Benetzungsdüse weiter zu verbessern
und vor allem auch zu vergleichmäßigen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das Rohr einen Ringraum ergebend ausgebildet und die
Bohrungen den Ringraum mit dem Förderraum verbindend und
in mehreren Ebenen hintereinander jeweils gegeneinander
gerichtet angeordnet sind.
Eine derartige Benetzungsdüse baut überraschend kurz
und erbringt eine wesentlich verringerte Staubbelastung.
Aufgrund der geringen Baumaße ist eine gute Handlichkeit
und einfache Handhabung möglich. Insbesondere erfordert
auch bei mehreren Düsen bzw. Bohrungen die gesamte
Benetzungsdüse jeweils nur einen Wasseranschluß, weil alle
gleichmäßig über den Ringraum mit dem nötigen Wasser versorgt
sind. Vorteilhaft ist weiter, daß im Querschnitt keinerlei
Einbauten vorhanden sind, so daß das abrasive Fördergut
einwandfrei auch durch diesen Bereich hindurchgeführt wird,
ohne daß es zu einer Stopfenbildung kommen kann.
Vorteilhaft ist weiter, daß auf spezielle Düsen ganz
verzichtet werden kann und daß durch den verringerten
Verschleiß hohe Standzeiten bei geringer Wartung gegeben
sind. Dadurch, daß die Düsen gegeneinander gerichtet je
Ebene angeordnet sind, treffen sich die ausgehenden
Wasserstrahlen und zerteilen sich so gleichmäßig, daß eine
intensive Durchmischung des Fördergutes erreicht ist. Dadurch
wird die erwähnte Verringerung der Staubbelastung erzielt.
Außerdem wirkt sich der gebildete Wassermantel an der Rohrwandung reibungsmindernd und positiv auf die Verringerung der Staubbelastung aus.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß das Rohr als ein Außen- und Innenrohr
aufweisendes Doppelrohr ausgebildet ist. Auf diese Art und
Weise kann der notwendige Ringraum auch in der jeweils
notwendigen Abmessung einfach und ohne großen konstruktiven
Aufwand erzielt werden.
Zweckmäßigerweise sind die Bohrungen in halber Höhe
in der Wandung des Innenrohres ausgebildet und angeordnet,
um so zu erreichen, daß sich die von den gegeneinander
angesetzten Bohrungen ausgehenden Wasserstrahlen jeweils
im Rohrhöchsten bzw. -tiefsten treffen, von wo die einzelnen
Wassertröpfchen in das Fördergut hineinkatapultiert werden.
Um eine Art Führung des die Bohrungen verlassenden
Wasserstrahls an der Wandung des Innenrohres zu gewährleisten,
ist vorgesehen, daß die Bohrungen den Wasserstrahl unter
einem Winkel, vorzugsweise 60°, aussendend ausgebildet sind.
Die tangential angesetzten Bohrungen senden dabei den
Wasserstrahl etwa über ein Viertel des Rohrumfangs aus,
bevor sich die beiden entgegengerichteten Wasserstrahlen
genau mittig, d. h. im Rohrhöchsten bzw. -tiefsten treffen.
Ein ausreichender Durchmischungs- und Benetzungserfolg
ist gegeben, wenn vier Bohrungen in zwei Ebenen
hintereinander angeordnet sind. Für den Fall, daß die damit
erzielte Benetzung nicht ausreicht, ist es entweder möglich,
Benetzungsdüsen mit weiteren, in weiteren Ebenen angeordneten
Bohrungen zu verwenden oder aber eine weitere derart
ausgebildete Benetzungsdüse an die erste anzuschließen.
Dabei wird die zweite Benetzungsdüse zweckmäßigerweise
versetzt zur ersten angeordnet, so daß die entsprechenden
Bohrungen der zweiten Düse auch versetzt zu der ersten Düse
bzw. den dortigen Bohrungen ihren Wasserstrahl aussenden.
Die jeweils vier einer Benetzungsdüse zugeordneten Bohrungen
sind jeweils in entgegengesetzte Richtung austragend je
Ebene angeordnet. Das bedeutet, daß beispielsweise die erste
in Förderrichtung angeordnete Düsenkombination so austrägt,
daß sich die beiden Wasserstrahlen im Rohrhöchsten treffen,
während die zweite Bohrungsgruppe so angeordnet ist, daß
sich die Wasserstrahlen im Düsentiefsten treffen und von
dort aus ihre Wassertröpfchen in Richtung des Fördergutes
und in dieses hineinkatapultieren.
Als zweckmäßig hat es sich herausgestellt, die Bohrungen
in vorzugsweise einem ein Viertel der Gesamtlänge der Düse
aufweisenden Abstand anzuordnen. Bei einem derartigen Abstand
der Bohrungen ist eine gleichmäßige und intensive Verteilung
der aufeinandertreffenden Wasserstrahlen und der
Wassertröpfchen gegeben. Bei einer üblichen Düse bedeutet
dies, daß die die Bohrungen enthaltenden Ebenen etwa einen Abstand
von 3 bis 4 cm aufweisen.
Eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung sieht vor,
daß das Rohr zwei Wasseranschlüsse in Form von Steck
anschlüssen aufweist, die versetzt zu den Bohrungen in den
Ringraum mündend angeordnet sind. Die versetzte Anordnung
der Wasseranschlüsse zu den Bohrungen sichert eine
gleichmäßige Versorgung der Bohrungen mit Wasser, wobei
zwei Wasseranschlüsse diese Versorgung optimieren. In der
Regel reicht aber ein derartiger Wasseranschluß aus, wobei
der zweite in der Regel verschlossen ist. Hierzu sieht die
Erfindung vor, daß der jeweils untere Wasseranschluß über
einen Stopfen verschließbar ist. Der untere Wasseranschluß
dient nach Beendigung des Blasvorganges dazu, die gesamte
Düse zu spülen und zu entleeren. So ist eine lange Standzeit
derartiger Benetzungsdüsen gesichert.
Eine zweckmäßige und einfache Ausbildung des
Doppelrohres ist die, bei der das Außenrohr auf das die
Flansche aufweisende Innenrohr aufgesetzt ist. Dadurch wird
zwischen den beiden Rohren der Ringraum ausschließlich in
der Breite gebildet, wie er für die im Abstand anzuordnenden
Bohrungen notwendig ist. Dabei sind entweder die Enden des
Außenrohres abgekantet oder aber der notwendige Ringraum
ist aus der Wandung des Außenrohres ausgenommen, so daß
sich die notwendige Abdichtung am Ende des Außenrohres
gegenüber dem Innenrohr einfach herstellen läßt.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus,
daß eine zahlreiche Vorteile aufweisende Benetzungsdüse
geschaffen ist, die insbesondere zu einer wesentlich
verringerten Staubbelastung führt, weil der Dammbaustoff
intensiv durchmischt wird und mehrere solcher
Durchmischungszonen vorzugsweise zwei durchfliegt, bevor
er die Benetzungsdüse wieder verläßt. Das Wasser tritt mit
hoher Geschwindigkeit in die Benetzungsdüse ein, bestreicht
nach Verlassen der Bohrung zunächst etwa ein Viertel des
Umfangs und trifft im Rohrhöchsten oder -tiefsten den ihm
entgegengerichteten Wasserstrahl der zugeordneten Bohrung.
Durch den Zusammenprall sprüht das Wasser düsenförmig in
die Mitte des Förderraums, wodurch die Intensivdurchmischung
eintritt. Vorteilhaft sind außerdem die geringen Abmessungen
derartiger Benetzungsdüsen und die Möglichkeit, sie schnell
und intensiv zu reinigen, wenn der jeweilige Fördervorgang
abgeschlossen ist. Da durch den Ringraum eine gleichmäßige
Versorgung der Bohrungen mit Wasser erreicht ist, ist auch
gesichert, daß die beiden entgegengerichteten Wasserstrahlen
sich am vorgesehenen Punkt und mit der gleichen Intensität
treffen, so daß die gleichmäßige Aufteilung der beiden
Wasserstrahlen für die intensive Benetzung sorgen kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des
Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen
Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigt
Fig. 1 eine Gesamtseitenansicht der Benetzungsdüse,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Benetzungsdüse,
Fig. 3 einen Querschnitt im Bereich der ersten
Düsenanordnung und
Fig. 4 einen Querschnitt im Bereich der zweiten
Düsenanordnung.
Die in Fig. 1 wiedergegebene Düse (1) besteht aus einem
Rohr (2), das an beiden Enden Flansche (3, 4) hat, über
die eine Verbindung mit der Dammbaustoffversorgungsleitung
schnell und ohne großen Aufwand herstellbar ist. Über einen
Wasseranschluß (5), der in das Außenrohr (6)
einmündet, werden die hier im einzelnen nicht sichtbaren
Düsen bzw. Bohrungen gleichmäßig mit Wasser versorgt.
Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, daß das Außenrohr (6)
auf das die Flansche (3, 4) aufweisende Innenrohr (7)
aufgesetzt ist, wobei zwischen beiden der aus Fig. 2
ersichtliche Ringraum (11) gebildet wird. In der Wandung
(8) sind Bohrungen (9, 10) vorgesehen, über die das unter
hohem Druck in den Ringraum geleitete Wasser mit hoher
Geschwindigkeit austritt.
Das düsenförmige Ende der Bohrungen (9, 10) ist in
Fig. 2 angedeutet, wobei die Fig. 3 und 4 den gesamten
düsenförmigen Verlauf der Bohrungen (9, 10 bzw. 15, 16)
wiedergibt. Die jeweils eine Gruppe bildenden Bohrungen
(9, 15 und 10, 16) sind jeweils einen Abstand aufweisenden
Ebenen zugeordnet, wodurch eine entsprechend intensive
Benetzung des Fördergutes, das den Förderraum (12) in
Förderrichtung (13) durchströmt, gesichert ist.
Am unteren Umfang des Außenrohres (6) ist ein weiterer
Wasseranschluß (14) vorgesehen, der in der Regel aber nicht
zur Zufuhr des Wassers benötigt wird, sondern vielmehr für
Spül- und Reinigungsvorgänge vorgesehen ist und in der Regel
durch einen Stopfen verschlossen ist.
Die die Düsen (9, 15) in Richtung Wasseranschluß (5)
verlassenden Wasserstrahlen treffen etwa in Höhe des
Wasseranschlusses aber in Förderrichtung (13) versetzt dazu
aufeinander, wobei das Wasser durch den Zusammenprall
düsenförmig auseinanderspritzt. Das gleiche gilt für die
die Düsen (10, 16) in Richtung Wasseranschluß (14)
verlassenden Wasserstrahlen, die hier im Rohrtiefsten
aufeinandertreffen und auseinandergedrückt werden. Durch
beide Wasserstrahlen bildet sich ein insgesamt wirksamer
Wasserfilm auf der Rohrwandung, der sich zusätzlich positiv
bemerkbar macht. Der Wasserfilm legt sich um das Fördergut
und führt so zu einer weiteren Verringerung der Staubbelastung.
Claims (10)
1. Benetzungsdüse für im untertägigen Berg- und
Tunnelbau eingesetzte Dammbaustoffe, die in die
Dammbaustoffversorgungsleitung eingebaut und mit einem
Wasseranschluß versehen ist, mit einem beidseitig Flansche
und tangential angesetzte, düsenförmige Bohrungen für
das Bedüsungswasser aufweisenden Rohr,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (2) einen Ringraum (11 ) ergebend ausgebildet
und die Bohrungen (9, 10, 15, 16) den Ringraum mit dem
Förderraum (12) verbindend und in mehreren Ebenen jeweils
gegeneinander gerichtet angeordnet sind.
2. Benetzungsdüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (2) als ein Außen- und ein Innenrohr (6, 7)
aufweisendes Doppelrohr ausgebildet ist.
3. Benetzungsdüse nach Anspruch 1 und Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (9, 10, 15, 16) in halber Höhe in der
Wandung (8) des Innenrohres (7) angeordnet
sind.
4. Benetzungsdüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (9, 10, 15, 16) den Wasserstrahl unter
einem Winkel von vorzugsweis 60° aussendend ausgebildet
sind.
5. Benetzungsdüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß vier Bohrungen (9, 10, 15, 16) in zwei Ebenen
hintereinander angeordnet sind.
6. Benetzungsdüse nach Anspruch 1 und Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (9, 10, 15, 16) der beiden Ebenen jeweils
in entgegengesetzte Richtung austragend angeordnet sind.
7. Benetzungsdüse nach Anspruch 1 und Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Bohrungen (9, 10, 15, 16) enthaltenden Ebenen in vorzugsweise einem
ein Viertel der Gesamtlänge der Düse (1) aufweisenden Abstand
zueinander angeordnet sind.
8. Benetzungsdüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (29) zwei Wasseranschlüsse (5, 14) in Form
von Steckanschlüssen aufweist, die versetzt zu den
Bohrungen (9, 10, 15, 16) in den Ringraum (11) mündend
angeordnet sind.
9. Benetzungsdüse nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweils untere Wasseranschluß (14) über einen Stopfen
verschließbar ist.
10. Benetzungsdüse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Außenrohr (6) auf das die Flansche (3, 4) aufweisende
Innenrohr (7) aufgesetzt ist.
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