DE4404801A1 - Bedüsungsanlage für mit Schüttgut beladene Transportfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedüsen von mit Schüttgut beladenen Transportfahrzeugen, insbesondere Eisenbahnwaggons, mit Wasser sowie eine Bedüsungsanlage zur Durchführung dieses Ver­ fahrens. Das Verfahren und die Anlage sind insbe­ sondere dazu geeignet, mit Kokskohle beladene Ei­ senbahnwaggons mit Wasser zu bedüsen, um ein un­ erwünschtes Abwehen von Kohlestaub zu vermeiden.

Beim Transport von Schüttgut in offenen Trans­ portfahrzeugen und insbesondere auch beim Trans­ port von Feinkohle in dafür üblichen offenen Ei­ senbahnwaggons ist häufig zu beobachten, daß das darin transportierte Gut durch den Fahrtwind ab­ getragen und abgeweht wird. Dies wird insbeson­ dere auch durch die zwischenzeitlich auf bis zu 120 km/h heraufgesetzte Fahrgeschwindigkeit von Güterzügen auf Strecken der Deutschen Bundesbahn zum Problem. Diese Abwehungen haben zu Beschwer­ den der davon betroffenen Streckenanlieger ge­ führt. Untersuchungen haben gezeigt, daß für die Zunahme der Abwehungen insgesamt drei Gründe ver­ antwortlich sind, einmal die heraufgesetzten Ge­ schwindigkeiten der Züge, weiterhin eine unzurei­ chende Planierung des Schüttgutes im Waggon mit bis zu sechs über den Waggonrand hinausragenden Schüttkegel des Transportgutes und schließlich eine ungenügende Verfestigung der Oberfläche. Bei einem Standardgüterzug mit etwa 40 Waggons und einer Beladung von ca. 2500 t stellen die Abwe­ hungen ein erhebliches Problem für die Anlieger dar. Hinzu kommen wirtschaftliche Einbußen durch verlorengegangenes Transportgut.

Zur Lösung des Problems wurden bislang schon Pla­ niereinrichtungen vorgesehen, mit denen die Schüttgutkegel zu einer geraden Kammlage geglät­ tet und eingeebnet wurden. Desweiteren hat man versucht, Schüttgutladungen mit Wagendecken abzu­ decken, um ein Herauswehen zu vermeiden. Diese Decken sind aber außerordentlich kostspielig, da sie aus einem sehr widerstandsfähigen Material gefertigt und mit Ringen bzw. Ösen ausgestattet sein müssen, um ein Festzurren am Waggon zu er­ lauben. Hinzu kommt, daß das Abdecken und Fest­ zurren ausgesprochen zeitaufwendig ist, was einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt.

Eine zwischenzeitlich vorgeschlagene Planierung und Verdichtung von Schüttgutoberflächen in Gü­ terwagen hat zwar zu einer Verbesserung der Si­ tuation geführt, jedoch ist die Staubentwicklung bei Kokskohletransporten immer noch unerwünscht hoch.

Es stellt sich daher das Problem, die Oberfläche von mit Schüttgut beladenen Transportfahrzeugen so zu behandeln, daß Abwehungen von Staub weitge­ hend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art gelöst, bei dem das mit Schüttgut beladene Fahrzeug mit niedriger Ge­ schwindigkeit unter einem Bedüsungsportal hin­ durchgeführt und zentral mit Wasser in kegelför­ migem Strahl in einer Menge von wenigstens 2,5 l/m² beschickt wird, wobei die Wassertropfen einen Durchmesser von wenigstens 2 mm aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerordent­ lich effektiv und leicht durchzuführen. Insbeson­ dere bei Eisenbahnwaggons reicht es aus, einen langsam fahrenden Zug aus einer zentral über der Schiene angeordneten Düse mit Wasser in einem ke­ gelförmigen Strahl zu beaufschlagen, um eine hin­ reichende Verfestigung der Oberfläche zu errei­ chen. Im allgemeinen ist eine Wassermenge von we­ nigstens 2,5 l/m² ausreichend. Um die Wassermenge auch zuverlässig auf den Waggon aufzubringen, ist es zweckmäßig, eine Düse vorzusehen, die einen Durchmesser der Wassertropfen von wenigstens 2 mm gewährleistet. Bei kleinen Tropfen erfolgt eine zu starke Nebelbildung, die witterungsbedingt zu starken Verdunstungs- bzw. Verwehungsverlusten führen kann. Überraschend wurde gefunden, daß die derartig behandelte Oberfläche eines Kokskohlen­ zuges nach dem Antrocknen eine außerordentlich starre und feste Kruste bildet, die den beim Transport auftretenden Abtragungskräften hinrei­ chenden Widerstand entgegensetzen kann.

Als besonders zweckmäßig hat sich eine Bedüsung in einer Menge von 3 bis 5 l/m² erwiesen. Des­ gleichen ist es zweckmäßig, den Tropfendurchmes­ ser auf etwa 3 bis 4 mm einzustellen. Um einen solchen Tropfendurchmesser zu erzielen und die Sprühnebelbildung zu verhindern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Wasserdruck auf einen Wert von 0,4 bis 2 bar einzustellen, insbesondere 0,5 bis 1,0 bar.

Bei einer fest installierten Anlage ist die Ein­ stellung der Strahldüse ein besonderes Problem. Dies hängt damit zusammen, daß insbesondere bei Eisenbahntransporten Güterwaggons unterschiedli­ cher Größen eingesetzt werden, d. h. die Eisen­ bahnwaggons unterscheiden sich in der Höhe der Ladekante und in der freien Oberfläche. Es hat sich aber gezeigt, daß mit einer zentral über den Schienen angeordneten Vollkegel-Strahldüse mit einem Abstrahlwinkel von 90° alle gängigen Wag­ gontypen mit einer hinreichenden Wassermenge be­ aufschlagt werden können, insbesondere deshalb, weil Waggons niedrigerer Höhe eine größere freie Oberfläche aufweisen, welchem Sachverhalt der Strahlwinkel von 90° Rechnung trägt.

Es ist ferner zweckmäßig, die Oberfläche des Schüttgutes vor der Bedüsung mit Wasser zu pla­ nieren und auf geeignete Weise zu verdichten. Eine Planier- und Verdichtungsanlage ist bei­ spielsweise in der älteren Patentanmeldung P 43 01 627 beschrieben, desweiteren in der Ge­ brauchsmusteranmeldung G 93 18 518.9.

Die Erfindung betrifft ferner eine Bedüsungsan­ lage für mit Schüttgut beladene Transportfahr­ zeuge, insbesondere Eisenbahnwaggons, die mit Fein- oder Kokskohle beladen sind, zur Durchfüh­ rung des zuvor beschriebenen Verfahrens, die ein über den Transportweg geführtes Portal aufweist, eine an dem Portal zentral angeordnete Sprühdüse, eine Zuleitung mit einem Druckregler zur Begren­ zung des Wasserdruckes auf weniger als 2 bar und einem Ventil zur Einreglung der Wassermenge auf einen Wert von wenigstens 2,5 l/m² der Oberfläche des Transportfahrzeuges, bei der die Sprühdüse als Vollkegeldüse ausgebildet ist.

Besonders zweckmäßig ist die Ausbildung des Ven­ tils als Magnetventil, das automatisch oder ma­ nuell betätigt werden kann.

Als Sprühdüse wird insbesondere eine Axial-Voll­ kegeldüse mit einem Abstrahlwinkel von 90° ein­ gesetzt. Eine solche Vollkegeldüse erreicht ins­ besondere dann, wenn ihr Anschluß an die Rohrlei­ tung mit einem geringeren Querschnitt ausgestat­ tet ist, als die Rohrleitung selbst, eine opti­ male Abstrahlung mit dem auf die Breite der unten hindurchgeführten Waggons abgestimmten Kegel­ strahl. Als besonders geeignet hat sich ein Rohr­ leitungsquerschnitt von 80 mm inneren Durchmesser bei einem Anschlußgewinde der Düse von 4 Zoll er­ wiesen.

Besonders zweckmäßig ist es, die Düse zentral über dem Fahrweg, beispielsweise einer Schienen­ anlage, in einer Höhe von etwa 5,00 bis 6,00 m anzuordnen. Besonders bevorzugt ist eine Anord­ nung in einer Höhe von etwa 5,30 m. In dieser Höhe erreicht die Strahlparabel die Schütt­ gutoberfläche, ohne daß größere Mengen über den Waggonrand hinaus gelangen.

Die Erfindung wird durch die beiliegenden Abbil­ dungen näher erläutert. Von diesen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bedüsungsanlage mit im Aufriß dargestellten üblichen Eisenbahnwaggons und

Fig. 2 den Abstrahlwinkel einer Axial-Vollkegel­ düse 90° in Abhängigkeit vom Wasserdruck und die freie Oberfläche von unten hindurchgeführten üb­ lichen Eisenbahnwaggons unter Berücksichtigung der jeweiligen Höhen.

Fig. 1 zeigt eine Bedüsungsanlage, wie sie in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommen kann. Ein Bedüsungsportal 1 aus einer Beton- oder Stahlkonstruktion stützt eine Kegelstrahldüse 2, die mit einer Zuleitung 3 in Verbindung steht. Die Zuleitung 3 weist einen Druckregler 4 auf, mit dem der Wasserdruck auf einen Enddruck von vorzugsweise etwa 0,5 bar einstellbar ist. Ein Schlauchstück 5 verbindet die Düse 2 mit dem Druckregler 4, wobei das Schlauchstück die für eine Verstellung der Höhe der Düse 2 notwendige Flexibilität gibt. In der Leitung 3 befindet sich ferner ein Magnetventil 6, das die Leitung auto­ matisch oder manuell gesteuert frei gibt, wenn ein mit Wasser zu bedüsender Schüttguttransport naht. Ein Absperrhahn 7 erlaubt die Wartung der nachgeschalteten Anlagenteile. In der Leitung be­ findet sich ferner ein Zählwerk 8, vorzugsweise ein Ovalradzähler, mit dem die ausgebrachte Wassermenge erfaßt werden kann und der zur Doku­ mentation mit einem Schreiber verbunden werden kann sowie ein Filter 9, der die nachgeschalteten Anlagenteile vor im Beschickungswasser enthalte­ nen unerwünschten Fremdstoffen schützt.

Unter dem Portal 1 hindurch werden Güterwaggons 10 auf Schienen 11 gefahren, die während des Pas­ sierens aus der Düse 2 mit der notwendigen Menge Wasser beschickt werden. Die erfindungsgemäße An­ lage erlaubt es, die verschiedenen üblichen Wag­ gontypen, deren Konturen als 10A, 10B und 10C zu erkennen sind, von oben herab so zu bedüsen, daß die freie Oberfläche hinreichend benetzt wird. Güterwagentyp 10A entspricht dem Bundesbahntyp EAOS mit einer offenen Fläche von 35,3 m², 10B den Waggontypen FAL 181 und 182 mit einer offenen Fläche von 21,0 bzw. 21,5 m² und 10C dem Typ FAL 167 mit einer offenen Fläche von 20,6 m².

Für die Auslegung der in Fig. 1 gezeigten Anlage kann beispielhaft die folgende Rechnung aufge­ macht werden. Dabei wird eine Fahrtgeschwindig­ keit von 5 km/h des beladenen und mit Wasser zu beaufschlagenden Zuges durch das Bedüsungsportal und eine mittlere Wassermenge von 4 l/m² angenom­ men.

Bei einer gemittelten Oberfläche der o.g. Waggon­ typen von 24,6 m² ergibt sich eine Wassermenge von 98,4 l pro Waggon, die über eine Zeit von 8,3 s - die Zeit, die ein Waggon einer mittleren Länge von 11,6 m braucht, um das Portal zu pas­ sieren - abgegeben werden. Dies entspricht einer Wassermenge von 714 l/min, die ausgebracht werden muß und auf die die Vollkegeldüse bei einem Wasserdruck von 0,5 bar ausgelegt sein muß. Ge­ eignete Düsen sind beispielsweise von der Firma Lechler GmbH & Co. KG, geeignete Druckregler von der Firma Honeywell Braukmann erhältlich.

Fig. 2 zeigt schematisch den Abstrahlkegel einer geeigneten Vollkegeldüse in Abhängigkeit vom auf­ gegebenen Wasserdruck und in die Strahlkegel ein­ gezeichnet die offene Oberfläche der gängigen Waggontypen. Zugrundegelegt wird eine Höhe der Vollkegeldüse von 5,30 m über Schienenniveau und eine Höhe von 4,30 m der Waggontypen FAL 181/182, von 3,98 m des Types FAL 167 und von 3,26 des Ty­ pes EAOS bei einer Breite der Ladeöffnung von je­ weils 1,25, 1,55 und 2,20 m. Die Skizze zeigt, daß ein Wasserdruck von 0,5 bar optimal ist, bei einer Drucksteigerung auf 1 bis 2 bar eine hin­ reichende Benetzung stattfindet und erst bei ei­ ner weiteren Drucksteigerung auf 5 bis 10 bar nennenswerte Teile der zu benetzenden Oberfläche nicht mehr erreicht werden.

Claims (14)

1. Verfahren zum Bedüsen von mit Schüttgut beladenen Transportfahrzeugen, insbesondere Eisenbahnwag­ gons, mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Schüttgut beladene Fahrzeug mit niedriger Ge­ schwindigkeit und einem Bedüsungsportal hindurch­ geführt wird und aus einer zentralen Düse mit Wasser in kegelförmigem Strahl in einer Menge von wenigstens 2,5 l/m² beaufschlagt wird, wobei die Wassertropfen einen Durchmesser von wenigstens 2 mm aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Wassermenge von 3 bis 5 l/m².

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Tropfendurchmesser von 3 bis 4 mm.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Abstrahl­ winkel von etwa 90° beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdruck auf einen Wert von 0,4 bis 2 bar eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttgutoberflä­ che vor dem Bedüsen mit Wasser planiert und/oder verdichtet wird.

7. Bedüsungsanlage für mit Schüttgut beladene Trans­ portfahrzeuge, insbesondere Eisenbahnwaggons, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch ein über den Transportweg des Fahrzeuges geführtes Portal (1), eine an dem Por­ tal (1) zentral angeordnete Sprühdüse (2), eine Zuleitung (3) mit einem Druckregler (4) zur Be­ grenzung des Wasserdruckes auf weniger als 2 bar und einem Ventil (6) zur Einregelung der Was­ sermenge auf einen Wert von wenigstens 2,5 l/m² der Oberfläche des darunter hinweggeführten Transportfahrzeuges (10), wobei die Sprühdüse (2) als Vollkegeldüse ausgebildet ist.

8. Bedüsungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düse (2) eine Axial-Vollkegel­ düse mit einem Abstrahlwinkel von 90° ist.

9. Bedüsungsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) ein Magnetven­ til ist.

10. Bedüsungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (3) einen inneren Querschnitt von 80 mm hat und der Anschluß der Düse (2) einen geringeren Quer­ schnitt aufweist.

11. Bedüsungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) in einer Höhe von 5 bis 6 m angeordnet ist.

12. Bedüsungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düse (2) in einer Höhe von etwa 5,30 m über einer Eisenbahn-Gleisanlage (Ober­ kante der Schienen) angeordnet ist.

13. Bedüsungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch eine Mengenerfassung mit einem Ovalradzähler (8) in der Zuleitung (3).

14. Bedüsungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch einen Filter (9) in der Zuleitung (3).