DE3826521A1 - Vorrichtung zur benetzung von dammbaustoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Benetzung der für den Einsatz im untertägigen Berg- und Tunnelbau vorge­ sehenen, pneumatisch transportierten Dammbaustoffe, bestehend aus einem in die Versorgungsleitung einbaubaren Rohrstück mit Verbindungsflanschen, das innenseitig mit Wasserdüsen bestückt ist, die in mehreren, in Förderrichtung hinterein­ anderliegenden Düsenebenen angeordnet und an eine gemeinsame Wasserzuleitung angeschlossen sind.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-GM 83 15 702 bekannt. Die Düseneinsätze reichen dabei in das Rohr hinein, um so das Benetzungswasser über die Düsen in Förderrichtung auszutragen. Dabei hat sich als nachteilig herausgestellt, daß an den Düsen und den Düsenhalterungen Verschleiß auftritt und daß eine ungenügende Benetzung des Dammbaumaterials erzielt wird. Um den Verschleiß zu reduzieren und die Benet­ zung des Dammbaustoffes zu verbessern, sieht die DE-PS 36 16 082.2 vor, ein doppelwandiges Rohrstück zu ver­ wenden, wobei im innenliegenden Rohrmantel Düsenöffnungen vorgesehen sind, die das benötigte Wasser tangential aus­ tragen. Die einzelnen Wasserdüsen sind dabei in mehreren Ebenen angeordnet und jeweils paarweise gegeneinander­ gerichtet. Nachteilig dabei ist, daß insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten des in der Versorgungsleitung trans­ portierten Dammbaustoffes eine ausreichende Benetzung bis in die Rohrmitte nicht möglich ist. Von daher ist auch bei entsprechend vielen hintereinander angeordneten Düsenebenen eine gute Konsistenz des ausgetragenen Baustoffes und damit auch ein staubfreier Einsatz nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sowohl für pulverförmige wie für körnige Baustoffe einsetzbare, eine gute Konsistenz des Baustoffes gewährleistende, staubfrei austragende Benetzungsvorrichtung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wasserzuleitung radial an das Rohrstück anschließend bis etwa zur Rohrmitte reichend ausgebildet ist und einen die Wasserdüsen aufweisenden, in Längsrichtung der Versor­ gungsleitung verlaufenden Düsenbalken trägt.

Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet erstmals die Möglichkeit, den Dammbaustoffstrom von der Mitte her mit Wasser oder einem Wassergemisch zu benetzen. Dies bringt vor allem den Vorteil, daß der Dammbaustoffstrom damit praktisch halbiert wird, wobei vorteilhaft durch den Düsen­ balken dieser Strom auch noch entsprechend aufgeteilt und dann bestens benetzt werden kann. Damit ist es nicht nur möglich, fein- oder feinstkörniges Material zu benetzen, sondern auch körniges Material, das an sich mehr Verschleiß hervorruft. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bringt damit eine verbesserte Benetzung des Dammbaustoffes, einen staub­ freien Austrag und eine hervorragende Konsistenz des Baustoffes aufgrund der gleichmäßigen Vermischung mit dem Bedüsungswasser. Vorteilhaft ist außerdem, daß durch die Verwendung der Wasserzuleitung als Halterung für den Düsen­ balken eine leichte und einfache Demontage bzw. Montage gegeben ist. Schließlich kann durch den Einsatz des in Förder­ richtung längsverlaufenden Düsenbalken die Zahl der Wasser­ düsen den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend vorbestimmt werden, so daß eine gleichmäßige und sichere Benetzung des Dammbaustoffes auf jeden Fall gewährleistet ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Düsenbalken in der Rohrmitte verlaufend angeordnet ist. Damit ist von den am Düsenbalken vorgesehenen Wasserdüsen zu benetzende Dammbaustoffstrom jeweils voll­ ständig gleich, wodurch eine gleichmäßige Benetzung auf jeden Fall gewährleistet ist.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung sieht die Erfindung vor, daß der Düsenbalken zusätzlich über einen zweiten Abstandshalter gehalten ist. Dieser Abstandshalter ist zweckmäßig im Abstand zur Wasserzuleitung angeordnet, so daß sich eine sehr stabile Halterung für den Düsenbalken ergibt. Je nach Abstand zwischen Abstandshalter und Wasserzu­ leitung erfüllt der Abstandshalter auch eine gewisse Schutz­ funktion für die Wasserzuleitung, weil er den Dammbaustoff­ strom um die Wasserzuleitung herumleitet.

Zur Verringerung des Verschleißes am Düsenbalken sieht die Erfindung vor, daß der Düsenbalken an dem in Förderrich­ tung vorderen Endes eine kegelförmige Spitze aufweist. Diese Spitze kann ggf. aus verschleißfestem Material bestehen, während der übrige Düsenbalken aus Normalstahl besteht, da er selbst nur einer verhältnismäßig geringen Beanspruchung unterliegt. Je nach Ausbildung der kegelförmigen Spitze kann der Dammbaustoffstrom so gelenkt werden, daß er den Düsen­ balken selbst möglichst wenig beeinflußt und beansprucht.

Zur Optimierung der Benetzung des Dammbaustoffes sieht die Erfindung vor, daß der Düsenbalken an dem in Förderrich­ tung hinteren Ende mit einer in Förderrichtung austragenden Wasserdüse ausgerüstet ist. Überraschend wird dadurch die Benetzung wesentlich verbessert, zumal diese Wasserdüse genau in Förderrichtung austrägt, also letztlich zu einer gewissen Beschleunigung des Dammbaustoffes in Förderrichtung beiträgt. Der vorher durch die besondere Austragrichtung der Wasser­ düsen verwirbelte und in der Fluggeschwindigkeit beein­ trächtigte Dammbaustoff wird durch diese Wasserdüse dabei zusätzlich beschleunigt und ergänzend benetzt, so daß die vorteilhafte und angestrebte Konsistenz des Baustoffes immer gewährleistet ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Austragsmenge der Wasserdüse veränderbar und den jeweiligen Gegebenheiten damit anpaßbar ist. Als besonders zweckmäßig hat sich herausgestellt, daß die in Förderrichtung austragende Wasserdüse eine Vollkegeldüse mit 120° Sprühwinkel ist.

Diese Wasserdüse sichert, daß auch im Bereich der Innenwandung des Rohrstückes transportierter Dammbaustoff immer noch ausreichend durch diese zusätzliche Wasserdüse benetzt wird.

Ein optimal dichter Sprühnebel in verschiedenen in Förderrichtung angeordneten Ebenen wird erreicht, wenn der Düsenbalken einen quadratischen Querschnitt aufweist. Eine solche Nebelwand wird dann von insgesamt vier Düsen erzeugt, wobei ggf. und je nach Durchmesser des Düsenbalkens auch ein kreisrunder Querschnitt Verwendung finden kann, um noch mehr solcher Düsen zu einer Nebelwand zusammenzufassen.

Dort, wo aufgrund des relativ geringen Förderstromes eine ausreichende Benetzung auch bei weniger Düsen zu er­ reichen ist, ist es von Vorteil, wenn der Düsenbalken einen ovalen Querschnitt aufweist, so daß beispielsweise eine Nebel­ wand von zwei Wasserdüsen gebildet wird. Je nach Ausbildung des Ovals kann allerdings auch hier die Anordnung von vier Düsen oder drei Düsen zweckmäßig sein.

Ein Verschleiß an den verhältnismäßig teuren Wasserdüsen wird vorteilhaft erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß die Wasserdüsen am Umfang des Düsenbalkens verteilt, jeweils versenkt im Düsenbalken liegend angeordnet sind. Die Wasser­ düsen können so selbst durch den Dammbaustoff nicht beeinflußt werden, so daß sie eine erstaunlich hohe Standzeit erreichen. Denkbar ist es dabei, vor den jeweiligen Wasserdüsen aus den Düsenbalken eine Art Damm zu bilden, der sicherstellt, daß erst nach Verschleiß dieses kleinen Dammes auch die Wasserdüsen dem Verschleiß ausgesetzt sind. Dies kann sich insbesondere dort als zweckmäßig erweisen, wo aufgrund des relativ geringen Durchmessers des Düsenbalkens ein Versenken der Wasserdüsen nicht möglich ist.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Wasserdüsen plan mit der Oberfläche des Düsenbalkens abschließend ausgebildet sind und in der Deck­ platte zur Düsenöffnung versetzt angeordnete Handhabungssack­ bohrungen aufweisen. Diese Ausbildung der Wasserdüsen ermöglicht zunächst einmal eine einfache Versenkung innerhalb des Düsenbalkens, wobei die Handhabung trotzdem ohne Schwierigkeiten möglich ist, weil dafür die Handhabungssack­ bohrungen vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, auf die bisher üblichen Außensechskante bei derartigen Wasserdüsen zu verzichten. Ein vollständiges Versenken in den Düsenbalken ist so zu erhalten.

Dort, wo unterschiedliche Dammbaustoffe zum Einsatz kommen oder die Förderleistung jeweils erheblich variiert werden muß, kann es notwendig sein, entsprechend auch die Benetzungsleistung der Vorrichtung zu verändern. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß einige der eingesetzten Wasserdüsen verschließbar ausgebildet sind. Eine andere und einfachere und damit zweckmäßigere Ausbildung sieht vor, daß der Düsenbalken verlängerbar, vorzugsweise teleskopierbar ausgebildet ist. Dadurch kann die Zahl der jeweils eine Nebel­ wand bildenden Wasserdüsen variiert und verringert oder ver­ größert werden, wobei die einzelnen Wasserdüsen durch die Überdeckung beispielsweise einfach stillgelegt sind.

Insbesondere bei einem hohen Verschleiß erzeugenden Dammbaustoff ist es von Vorteil, wenn der Wasserzuleitung und/oder dem Abstandshalter ein aus verschleißfestem Material bestehender, lösbar angebrachter Schutzschild zugeordnet ist. Dieser Schutzschild unterliegt dann alleine dem Ver­ schleiß und sorgt dafür, daß die Wasserzuleitung insbesondere oder aber auch der Abstandshalter nicht verschleißen, wobei durch die lösbare Anordnung die Möglichkeit gegeben ist, den Schutzschild jeweils leicht auszuwechseln, wenn aufgrund des Verschleißes eine Sicherung der Wasserzuleitung und des Abstandshalters nicht mehr gegeben ist.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Benetzungsvorrichtung für Dammbaustoffe geschaffen ist, die leicht zu montieren und zu demontieren ist, die eine vollständige Benetzung des Dammbaustoffes auch dann gewähr­ leistet, wenn bei hohem Förderanfall eine entsprechende Menge an Dammbaustoff benetzt werden muß. Auch bei ungünstigster Zusammensetzung des Dammbaustoffes oder bei ungleichmäßigem Anfall ist eine hinreichende Benetzung gegeben, da der Damm­ baustoff durch die am hinteren Ende des Düsenbalkens ange­ ordnete Wasserdüse noch einer Schlußbenetzung unterliegt. Eine gleichmäßige Benetzung und damit eine vorteilhafte Konsistenz des Baustoffes ist gewährleistet, wobei durch die entsprechende Ausbildung ohne zusätzliche Maßnahmen der Verschleiß an den entsprechenden Teilen, insbesondere aber an den Wasserdüsen weitgehenst verhindert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Benetzungsvorrichtung im Längsteil­ schnitt,

Fig. 2 die Benetzungsvorrichtung im Querschnitt,

Fig. 3 eine Wasserdüse in Draufsicht und

Fig. 4 den Düsenbalken mit Abstandshalter in Vorderansicht.

Die in Fig. 1 in Seitenansicht bzw. im Längsteilschnitt wiedergegebene Benetzungseinrichtung besteht aus dem Rohrstück (1), das in eine Versorgungsleitung (2) der Dammbaustoffe eingesetzt ist. Hierzu ist das Rohrstück (1) mit korres­ pondierenden Verbindungsflanschen (3) ausgerüstet. In die Verbindungsflansche (3) sind zur notwendigen Abdichtung Halb­ runddichtungen (7) eingesetzt.

Zur Benetzung wird üblicherweise Wasser eingesetzt und dieses wird über die Wasserzuleitung (4) zugeführt, wobei diese Wasserzuleitung (4) bei der Fig. 1 und Fig. 2 ersicht­ lichen Ausführung radial zum Rohrstück (1) verläuft und das Rohrstück (1) teilweise durchdringt. Dadurch wird es möglich, den Düsenbalken (5) über die Versorgungsleitung (2) in Rohr­ mitte (6) zu positionieren, wie dies in Fig. 1 und 2 verdeut­ licht ist.

Die Wasserzuleitung (4) verfügt über einen Spezialan­ schluß (8), so daß er leicht mit entsprechend ausgerüsteten Wasserleitungen verbunden werden kann. Die entsprechende ausgerüstete Wasserleitung bzw. ein entsprechender Wasser­ schlauch wird auf den Spezialanschluß (8) gesteckt, wobei durch kammerförmige Stecker und Stütz-O-Ringe (11) eine wirk­ same Verbindung und Abdichtung geschaffen ist, so daß durch die Innenbohrung (9) auch unter entsprechendem Druck stehenden Wasser zugeführt werden kann. Die Festlegung am Rohrstück (1) erfolgt über das Schraubteil (10), so daß in der Regel eine Fixierung bzw. Halterung des Düsenbalkens (5) allein durch die Wasserzuleitung (4) erfolgt.

Fig. 1 verdeutlicht, daß zur zusätzlichen Stabilisierung ein Abstandshalter (12) vorgesehen werden kann, der eine entsprechende Halterung am Rohrstück (1) über die Hutmutter (13) ermöglicht.

Weiter oben ist bereits erwähnt, daß der Balkenkörper (15) genau in Rohrmitte (6) verläuft, so daß die über den Balkenkörper (15) verteilt angeordneten Wasserdüsen (16, 17, 18) in Förderrichtung (21) gesehen mehrere Wassernebel­ zonen erzeugen. Am hinteren Ende (19) ist eine zusätzliche in Förderrichtung (21) austragende Wasserdüse (20) angeordnet, wobei diese entweder wie in Fig. 1 angedeutet, mit einem Sechskant ausgerüstet sein kann oder wie in Fig. 3 angeordnet als echte Einschraubwasserdüse auszubilden ist.

Der Balkenkörper (15) bzw. der Düsenbalken (5) verfügt über eine in Längsrichtung verlaufende Versorgungsbohrung (22) sowie dazu rechtwinklig verlaufende Ergänzungsbohrungen, die hier zur gleichmäßigen Versorgung der eingeschraubten Wasserdüsen (16, 17, 18 und 20) Sorge tragen. Die Wasserdüsen (16, 17, 18) sind in entsprechenden Ausnehmungen (27) unter­ gebracht, so daß eine zur vollständigen Versenkung der Wasser­ düsen im Balkenkörper (15) möglich ist. Entsprechendes ist in Fig. 2 angedeutet.

Zur Verringerung des Verschleißes ist das vordere Ende (25) des Balkenkörpers (15) mit einer kegelförmigen Spitze (26) ausgerüstet. Die kegelförmige Spitze (26) kann je nach Verhältnissen ausgerüstet und beispielsweise auch mit einem hochverschleißfestem Mantel ausgerüstet werden oder aus ent­ sprechendem Material bestehen.

Durch die entsprechende Ausnehmung (27) im Balkenkörper (15) ist wie bereits erwähnt eine vollständige Versenkung der Wasserdüsen (16, 17, 18) im Balkenkörper (15) möglich, wobei die Deckplatten (29) mit der Oberfläche (28) des Balken­ körpers (15) abschließen sollen. Eine einwandfreie Handhabung ist dennoch möglich, weil versetzt zur Düsenöffnung (32) in der Deckplatte (29) der Wasserdüsen (16, 17, 18 und auch ggf. 20) Handhabungsbohrungen (30, 31) ausgebildet sind. Entsprechendes verdeutlicht Fig. 3.

Um eine möglichst einfache Montage zu ermöglichen, sieht der Balkenkörper (15) außerdem Einschraubausnehmungen (23 und 24) vor, in die die entsprechend mit Gewinde ausgerüsteten Enden der Wasserzuleitung (4) bzw. des Abstandshalters (12) eingeschraubt werden können. Diese Wasserzuleitung (4) ist in ihrem in das Innere des Rohrstückes (1) vorstehenden Bereich ebenso durch ein Schutzschild (33) gemäß Fig. 4 zu schützen, wie auch der Abstandshalter (12). Dieses Schutz­ schild (33) kann entweder halbkreisförmig gebogen oder spitz zulaufend ausgebildet sein, so daß der Dammbaustoffstrom entsprechend sicher umgeleitet wird, ohne an die Wasserleitung (4) oder den Abstandshalter (12) heranzukommen. Durch eine lösbare Verbindung, beispielsweise einer Aufsteckverbindung kann der Schutzschild (33) leicht ausgewechselt und durch einen neuen bei aufgetretenem Verschleiß ausgetauscht werden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Benetzung der für den Einsatz im untertägigen Berg- und Tunnelbau vorgesehenen, pneumatisch transportierten Dammbaustoffe, bestehend aus einem in die Versorgungsleitung einbaubaren Rohrstück mit Verbindungs­ flanschen, das innenseitig mit Wasserdüsen bestückt ist, die in mehreren, in Förderrichtung hintereinanderliegenden Düsenebenen angeordnet und an eine gemeinsame Wasserzuleitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuleitung (4) radial an das Rohrstück (1) anschließend bis etwa zur Rohrmitte (6) reichend ausgebildet ist und einen die Wasserdüsen (16, 18) aufweisenden, in Längs­ richtung der Versorgungsleitung (2) verlaufenden Düsenbalken (5) trägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) in der Rohrmitte (6) verlaufend ange­ ordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) zusätzlich über einen zweiten Abstandshalter (12) gehalten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) an dem in Förderrichtung (21) vorderen Ende (25) eine kegelförmige Spitze (26) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) an dem in Förderrichtung (21) hinteren Ende (19) mit einer in Förderrichtung (21) austragenden Wasserdüse (20) ausgerüstet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Förderrichtung (21) austragende Wasserdüse (20) eine Vollkegeldüse mit 120° Sprühwinkel ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) einen quadratischen Querschnitt auf­ weist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) einen ovalen Querschnitt aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdüsen (16, 17, 18) am Umfang des Düsenbalkens (5) verteilt, jeweils versenkt im Düsenbalken liegend ange­ ordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdüsen (16, 17, 18) plan mit der Oberfläche (28) des Düsenbalkens (5) abschließend ausgebildet sind und in der Deckplatte (29) zur Düsenöffnung (32) versetzt ange­ ordnete Handhabungssackbohrungen (30, 31) aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbalken (5) verlängerbar, vorzugsweise teles­ kopierbar ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzuleitung (4) und/oder dem Abstandshalter (12) ein aus verschleißfestem Material bestehender, lösbar ange­ brachte Schutzschilde (33) zugeordnet ist.