DE4444405A1 - Spraying arrangement for shotcrete in dust free environment - Google Patents

Spraying arrangement for shotcrete in dust free environment

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Wilhelm Schmidt
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    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
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    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/1431—Arrangements for supplying particulate material comprising means for supplying an additional liquid
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04F21/02—Implements for finishing work on buildings for applying plasticised masses to surfaces, e.g. plastering walls
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Abstract

Shotcrete is sprayed from a nozzle (10) supplied by a line (12) through which only compressed air/water mixt. flows in a first zone and into which dry cement and dry sand are introduced before the final zone. The cement/sand mixt. is supplied from a storage vessel (24) via a shaker unit (14). The flow rate of the mixt. is regulated by a valve (16) with a precision metering cone having a straight side and a sloping side, the latter having a vertical groove, such that the opening cross section of the valve is circular.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spritzbetonstrahler mit einer Strahldüse zur Ausbringung einer Mischung aus Sand, Zement und Wasser auf eine Oberfläche.The invention relates to a shotcrete heater with a Blasting nozzle for applying a mixture of sand and cement and water on a surface.

Spritzbetonstrahler werden auch zur Renovierung und Sanie­ rung von Stahlbetonwerken eingesetzt. Neben einem Abtrag der Oberfläche soll unmittelbar im Anschluß eine neue Schicht von Beton aufgetragen werden.Shotcrete heaters are also used for renovation and sanitation tion of reinforced concrete plants. In addition to a removal the surface should be followed immediately by a new one Layer of concrete can be applied.

Bisher werden dazu unter anderem Spritzbetonstrahler ver­ wandt, bei denen in einer Düse ein äußerer Wasserstrahl mit einem inneren Luft/Sand/Zement-Strahl gemischt wird. Diese Vermischung hat den Nachteil, daß das staubige Zement/Sand-Gemisch, das mit Druckluft gefördert wird, nicht völlig durch den umgebenden Wassermantel durchfeuch­ tet und mit diesem vermischt wird, und es daher zu einer Zementstaub-Entwicklung kommt, die mit einer Zement-Verlustrate behaftet ist.So far, among other things, shotcrete emitters have been used turns, in which in a nozzle an external water jet  is mixed with an internal air / sand / cement jet. This mixing has the disadvantage that the dusty Cement / sand mixture, which is conveyed with compressed air, not completely damp through the surrounding water jacket tet and is mixed with this, and it therefore becomes one Cement dust development comes with a cement loss rate is afflicted.

Staubentwicklungen mit Zementbestandteilen sind außerdem gesundheitsschädlich und beeinträchtigen andere Bauab­ schnitte in räumlicher Nähe.Dust formation with cement components are also harmful to health and affect other construction cuts in close proximity.

Durch die mangelnde rechtzeitige Durchmischung von Wasser, Sand und Zement, ist weiter die Materialqualität ungenü­ gend. Es wird ein vergleichsweise zu großer Wasseranteil benötigt, um zu einer genügenden Staubbindung zu kommen. Dadurch wird das Material zu fließend und haftet nicht ge­ nügend lange an den zu sanierenden Stellen.Due to the lack of timely mixing of water, Sand and cement, the material quality is still inexact enough. It becomes a comparatively large proportion of water needed to achieve sufficient dust binding. As a result, the material becomes too fluid and does not adhere sufficient time at the areas to be renovated.

Weiterhin ist bei anderen bisher bekannten Spritzbeton­ strahlern die Dosierung und Förderung eines fertigen Be­ tongemisches problematisch. Das Fertig-Gemisch wird mit Hilfe von Druckluft gefördert. Bei der Injektion in den Druckluftstrom kommt es hier zu Verklumpungen, die ein störungsfreies Fördern und damit Auftragen auf Oberflächen stark beeinträchtigen.Furthermore, other previously known shotcrete radiate the dosage and promotion of a finished Be Tongue problematic. The finished mixture is with Aided by compressed air. When injected into the Compressed air flow leads to clumping that occurs here trouble-free conveying and thus application to surfaces severely affect.

Hierbei ist insbesondere dann eine Verstopfungsgefahr ge­ geben, wenn vergleichsweise kleine Durchlaßquerschnitte erforderlich sind. Weiter ist die Reinigung der Spritzbe­ tonstrahler bei Beendigung des Strahlens problematisch.This is particularly a risk of constipation give if comparatively small passage cross-sections required are. Next is the cleaning of the sprayer Sound emitter problematic when the blasting ends.

Keines der bekannten Geräte bzw. Verfahren ermöglicht mit ein und derselben Maschine den Abtrag defekter Oberflächen durch Sandstrahlen sowie den anschließenden unmittelbaren Auftrag von Spritzbeton nach dem Sandstrahlen.None of the known devices or methods enables one and the same machine removing defective surfaces  by sandblasting and the subsequent immediate Application of shotcrete after sandblasting.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zu schaffen, mit der Spritzbetonstrahlen verein­ facht wird, die Qualität des aufgebrachten Spritzbetons verbessert, Hardware-Investitionen verringert werden, und mit der insbesondere eine staubfreie Arbeitsumgebung ge­ währleistet ist.The invention was therefore based on the object to create direction with the shotcrete blasting the quality of the shotcrete applied improved, hardware investments are reduced, and with which in particular a dust-free working environment is guaranteed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Hauptan­ spruch aufgeführten Merkmale gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder, die es ermöglichen, den Spritzbetonstrahler bei Nichtge­ brauch einfach abzuschalten, ohne daß es zu großen Ver­ stopfungen kommt, die es weiter erlauben, den Spritzbeton­ strahler einfach zu reinigen und die eine genauere Dosie­ rung des Mischungsverhältnisses möglich machen.According to the invention, the task is performed in the main characteristics listed solved. The subclaims represent advantageous embodiments of the invention, which make it possible to use the shotcrete heater when not in use just need to switch off without too much Ver darnings that allow the shotcrete spotlights easy to clean and a more precise dose Make the mixing ratio possible.

Weiter wird das Fördern des Zement/Sand-Gemisches aus ei­ nem Druckbehälter vorteilhafterweise durch Rütteln verbes­ sert. Die lange Durchmischstrecke des Zement/Sand-Gemisches mit dem Wasser in der Förderleitung ermöglicht völlig staubfreies Auftragen, wobei eine Reinigung der Förderstrecke durch abschließendes Durchspülen mit Wasser möglich ist. Das Durchspülen mit Wasser ist genauso für das Rückschlagventil möglich, das erfindungsgemäß durch eine scharfe Biegung gegen Rückschlag von Fördermaterial geschützt in der Förderleitung vorgesehen ist. Eine genaue Dosierung des Sand/Zement-Gemisches ist durch die Vorse­ hung eines Feindosierkegels mit einer angeschrägten Seite, in die eine Rinne eingearbeitet ist, ermöglicht. Diese Rinne öffnet zusammen mit dem umgebenden Querschnitt der Sand/Zement-Leitung eine kleine Öffnung, mit einem wesent­ lichen größeren Öffnungsdurchmesser, als eine der Gesamt­ fläche vergleichbare ringförmige Öffnung rund um den ge­ samten Kegel herum.The conveying of the cement / sand mixture from egg nem pressure vessel advantageously by shaking verbes sert. The long mixing section of the cement / sand mixture with the water in the delivery line completely dust-free application, cleaning the Conveyor section through final rinsing with water is possible. Flushing with water is also for the check valve possible by the invention a sharp bend to prevent material from kicking back is protected in the delivery line. An exact Dosage of the sand / cement mixture is through the fore hung a fine dosing cone with a beveled side, into which a gutter is incorporated. These The gutter opens together with the surrounding cross section of the Sand / cement pipe a small opening, with an essential  larger opening diameter than one of the total comparable ring-shaped opening around the ge whole cone around.

Vorteilhafterweise wird weiter in diese kleine ringförmige Öffnung eine Druckluftleitung geleitet, die dazu beiträgt, kleine Partikel durch diese Öffnung hindurchzublasen, ohne daß es zu Verstopfungen kommt. Die eingeblasene Luft wird die Viskosität und Fließfähigkeit des Sand/Zement-Gemisches erhöhen und ermöglicht außerdem bei Beendigung der Arbeiten ein Reinigen des Dosierventils.Advantageously, this small ring-shaped Opening is directed to a compressed air line that helps without blowing small particles through this opening that constipation occurs. The air blown in the viscosity and flowability of the sand / cement mixture increase and also allows at termination cleaning the dosing valve.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung anhand beigefügter Zeichnung. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention result from the following description of a preferred embodiment Example of the invention with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des gesamten Spritzbetonstrahlers, Fig. 1 is a schematic representation of the entire shotcrete radiator,

Fig. 2 eine Ausschnittsdarstellung des Dosierven­ tils, Fig. 2 is a cut-away view of the Dosierven TILs

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Feindosierkegel des Feindosierventils in einer Ebene rechtwinklig zu der der Fig. 2, und Fig. 3 is a plan view of the fine metering cone of the fine metering valve in a plane perpendicular to that of Fig. 2, and

Fig. 4 eine Darstellung der Anordnung des Rück­ schlagventils in der Förderleitung. Fig. 4 shows the arrangement of the return check valve in the delivery line.

In der Fig. 1 ist am unteren rechten Zeichnungsrand die Strahldüse 10 dargestellt, mit der durch eine im wesentli­ chen zylindrische Öffnung die Zement/Sand/Wasser-Druckluftmischung auf eine Oberfläche aufgebracht wird. In Fig. 1, the jet nozzle 10 is shown at the bottom right of the drawing, with which the cement / sand / water compressed air mixture is applied to a surface through a cylindrical opening in wesentli.

Die Förderleitung 12 ist in einem ersten Bereich nur mit einem Druckluft- Wassergemisch gefüllt, und wird in einem zweiten Bereich zusätzlich mit der bis dahin trockenen Zement/Sand-Mischung versehen. Diese trockene Zement/-Sand-Mischung wird durch ein Dosierventil 16 in ihrer Zu­ führmenge reguliert.The delivery line 12 is only filled with a compressed air / water mixture in a first area and is additionally provided with the previously dry cement / sand mixture in a second area. This dry cement / sand mixture is regulated by a metering valve 16 in its supply quantity.

Die Länge der Durchmischungsstrecke von dieser Zuführung durch das Ventil 16 bis zur Strahldüse 10 kann relativ frei gewählt werden, da bereits nach einer kurzen Durchmi­ schungsstrecke gute Durchmischung gegeben ist. Zur besse­ ren Entnahme von Sand, gemischt mit Zement, aus dem Strahlgutbehälter 24 wird dieser an seinem unteren Bereich durch eine Rütteleinrichtung 14 gerüttelt. Alternativ ist es möglich, daß das Dosierventil 16 an diese Rüttelein­ richtung angeschlossen wird, um in dem Dosierventil 16 ei­ nen besseren Durchfluß zu gewährleisten.The length of the mixing section from this feed through the valve 16 to the jet nozzle 10 can be chosen relatively freely, since good mixing is given even after a short mixing section. For better removal of sand, mixed with cement, from the blasting material container 24 , this is shaken at its lower area by a vibrating device 14 . Alternatively, it is possible that the metering valve 16 is connected to this Rüttelein direction to ensure a better flow in the metering valve 16 egg.

Wie in der Fig. 2 weiter dargestellt, ist das Dosierventil 16 mit einem Feindosierkegel 30 versehen, dessen eine ge­ rade Seite im wesentlichen mit dem Verlauf der Zement/Sand-Gemisch führenden Leitung 28 in diesem Bereich übereinstimmt, während auf der anderen Seite der Kegel beim Zurückziehen des Kegels (in der Zeichnung nach rechts), eine Öffnung bildet, die im geschlossenen Zustand durch einen Gummischließer 36 fest verschlossen ist. Damit diese Öffnung nicht eine im wesentlichen kreisringförmige Form mit geringem Öffnungsdurchmesser besitzt, ist eine Rinne 32 im Feindosierkegel vertikal von der Spitze bis zum Gummischließer 36 vorgesehen. Diese Rinne wird vor­ teilhafterweise durch eine Druckluftleitung angeblasen, die wiederum vorteilhafterweise in ihrem Endbereich mit einem, gegenüber der von der Richtung der Leitung 28 ange­ schrägten Zerstäuber 38 versehen ist, der in Richtung der Rinne 32 ausgerichtet ist. Dieser Zerstäuber 38 vermag an­ haftende Teilchen fortzublasen und während des Zuflusses von Zement/Sand-Gemisch diesen Durchfluß zu beschleunigen und zu vergleichmäßigen.As further shown in FIG. 2, the metering valve 16 is provided with a fine metering cone 30 , the one straight side essentially coinciding with the course of the cement / sand mixture leading line 28 in this area, while on the other side of the cone when the cone is pulled back (to the right in the drawing), it forms an opening which, in the closed state, is firmly closed by a rubber closer 36 . So that this opening does not have an essentially circular shape with a small opening diameter, a groove 32 is provided in the fine metering cone vertically from the tip to the rubber closer 36 . This channel is blown before geous by a compressed air line, which in turn is advantageously provided in its end region with an atomizer 38 which is inclined from the direction of the line 28 and which is oriented in the direction of the channel 32 . This atomizer 38 is able to blow away adhering particles and to accelerate and even out this flow during the inflow of cement / sand mixture.

Mit dem Bezugszeichen 50 ist in der Fig. 2 ein Rückschlag­ ventil in der Druckluftleitung 18 vorgesehen, das zur Ver­ meidung von Rückfluß nötig ist, da, wie in Fig. 1 darge­ stellt, über eine Druckluftleitung 26 der gesamte Zement/Sand-Behälter unter leichten Überdruck gehalten wird, so daß auch ohne Zuhilfenahme der Gravitation und ohne Einblasen von Druckluft durch die Druckluftleitung 18 das Sand/Zementgemisch in den bereits unter Druck stehende Förderleitung 12 eingeblasen wird.With the reference numeral 50 , a check valve in the compressed air line 18 is provided in FIG. 2, which is necessary to avoid reflux, since, as shown in FIG. 1 Darge, the entire cement / sand container under a compressed air line 26 slight overpressure is maintained so that the sand / cement mixture is blown into the delivery line 12, which is already pressurized, even without the aid of gravity and without blowing compressed air through the compressed air line 18 .

Mit Bezugszeichen 46 sind in der Fig. 1 Druckminderer bzw. Ventile bezeichnet. Bezugszeichen 22 zeigt eine Wasserpum­ pe, die Bezugszeichen 34 jeweils Wasserabsperrventile, wo­ bei dem einen Wasserabsperrventil ein Nadelventil zur Feindosierung des durch die Wasserleitung 20 in der För­ derleitung 12 eingeführten Wassers nachgeordnet ist.Reference numerals 46 denote pressure reducers or valves in FIG. 1. Reference numeral 22 shows a water pump, the reference numeral 34 each water shut-off valves, where in the one water shut-off valve, a needle valve for fine metering of the water introduced through the water line 20 in the feed line 12 is arranged downstream.

In der Fig. 4 schließlich wird dargestellt, wie das Rück­ schlagventil in der Förderleitung 12 vorteilhafterweise in Rückschlagrichtung hinter einer scharfen Biegung angeord­ net ist, die mit einem Totraum 42 versehen ist, in dem sich zurückgeschleudertes Sand/Zement-Gemisch gut ansam­ meln kann und seinen Impuls verlieren kann, ohne daß es zu Beschädigungen des Rückschlagventils 40 selbst kommt. Vor­ teilhafterweise wird dieser Totraum einfach durch ein T-Stück realisiert, dessen einer Arm durch eine Abdeckkap­ pe 52 abgedeckt ist, so daß zusätzlich noch der Totraum zugänglich und reinigbar ist. In Fig. 4, finally, it is shown how the check valve in the delivery line 12 is advantageously net in the return direction behind a sharp bend, which is provided with a dead space 42 in which thrown back sand / cement mixture can collect well and can lose its momentum without causing damage to the check valve 40 itself. Before geous, this dead space is simply realized by a T-piece, one arm is covered by a pe 52 Kapkap, so that the dead space is also accessible and cleanable.

Die Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Rinne in dem Feindosierkegel 30 in ihrer senkrechten Er­ streckung, wobei der Feindosierkegel in Draufsicht in ei­ nem oberen Bereich aus der Papierebene nach oben hervor­ steht. Der Feindosierkegel 30 ist durch einen Gummischlie­ ßer 36 umgeben. Fig. 3 shows the groove proposed according to the invention in the fine metering cone 30 in its vertical extension, the fine metering cone protruding upward in a top area from the paper plane in a top area. The fine metering cone 30 is surrounded by a rubber closer 36 .

Ebenso wie der mit Hilfe der Wasserleitung im Rückschlag­ ventil 40 erzeugte Wascheffekt, läßt sich auch durch die Druckluftleitung 18 das Dosierventil 16 reinigen.Just like the washing effect generated with the help of the water line in the check valve 40 , the metering valve 16 can also be cleaned through the compressed air line 18 .

Das Wasserzumischverhältnis zur Druckluft vor dem Rück­ schlagventil 40 wird ca. ein bis zwei Liter auf ca. 5 m³ Luft betragen, entsprechend wenig Sand/Zement-Gemisch wird durch das Dosierventil 16 zugegeben werden.The water admixture ratio to the compressed air before the check valve 40 will be about one to two liters to about 5 m³ of air, correspondingly little sand / cement mixture will be added through the metering valve 16 .

Claims (7)

1. Spritzbetonstrahler mit einer Strahldüse (10) zur Ausbringung einer Mischung aus Sand, Zement und Wasser auf eine Oberfläche, gekennzeichnet durch eine Förder­ leitung (12) , durch die in einem ersten Bereich eine Druckluft/Wasser Mischung geleitet ist und in die vor einem Endbereich, der zur Durchmischung der Komponenten dient, trockener Zement und trockener Sand eingeleitet sind.1. shotcrete heater with a jet nozzle ( 10 ) for applying a mixture of sand, cement and water to a surface, characterized by a delivery line ( 12 ) through which a compressed air / water mixture is passed in a first area and in front of one End area, which serves to mix the components, dry cement and dry sand have been introduced. 2. Spritzbetonstrahler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rütteleinrichtung (14) im Bereich der Ent­ nahme eines Zement/Sand-Gemisches aus einem Strahlgut­ behälter (24).2. shotcrete heater according to claim 1, characterized by a vibrating device ( 14 ) in the area of Ent acquisition of a cement / sand mixture from a blasting material container ( 24 ). 3. Spritzbetonstrahler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Dosierventil (16) zur Regulierung der Durchflußmenge des dem Strahlbehäl­ ter (24) entnommenen Zement/Sand-Gemisches mit einem Feindosierkegel (30) mit einer im wesentlichen geraden und einer im angeschrägten Seite, wobei die angeschräg­ te Seite eine vertikal verlaufenden Rinne (32) auf­ weist, die bei Öffnung des Dosierventils (16) einen Öffnungsquerschnitt von im wesentlichen rundflächigem Querschnitt öffnet. 3. Shotcrete heater according to one of the preceding claims, characterized by a metering valve ( 16 ) for regulating the flow rate of the blasting container ( 24 ) removed cement / sand mixture with a fine metering cone ( 30 ) with a substantially straight and an inclined side, wherein the beveled side has a vertically running channel ( 32 ) which opens an opening cross-section of a substantially round cross-section when the metering valve ( 16 ) is opened. 4. Spritzbetonstrahler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am Dosierventil (16) in Flußrichtung vor dem zur Dosierung verschließ­ lichen Feindosierkegel (30) in die Zement/Sand-Gemisch führende Leitung (28) einmündende Druckluftleitung (18), zur Steigerung der Freiflugfähigkeit und Verhin­ derung von Verstopfungen des Zement/Sand-Gemisches im Dosierventil (16).4. shotcrete heater according to one of the preceding claims, characterized by a at the metering valve ( 16 ) in the flow direction before the closable for metering union fine metering cone ( 30 ) leading into the cement / sand mixture line ( 28 ) opening compressed air line ( 18 ), to increase Free flight and prevention of blockages of the cement / sand mixture in the metering valve ( 16 ). 5. Spritzbetonstrahler nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung (18) mit einem Zersteubermündungsab­ schnitt (38) versehen ist, der in Neigungsrichtung der an dem Feindosierkegel vorgesehenen angeschrägten Flä­ che abgebogen ist, und mit der an dieser Fläche vorge­ sehen Rinne ausgerichtet ist, zur Beschleunigung des Zement/Sand-Gemisches insbesondere bei fast geschlosse­ nem Dosierventil (16).5. shotcrete heater according to one of the preceding claims 3 and 4, characterized in that the compressed air line ( 18 ) with a Zersteubermündungsab section ( 38 ) is provided, which is bent in the direction of inclination of the beveled surface provided on the metering cone, and with which on this Surface provided channel is aligned to accelerate the cement / sand mixture, especially when the metering valve ( 16 ) is almost closed. 6. Spritzbetonstrahler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (40) in der Förderleitung (12), das nach einer scharfen Biegung der Förderleitung angeordnet ist, wobei in der scharfen Biegung noch ein Sammelraum (42) in Rück­ schlagrichtung zur Ansammlung von Sandteilchen vorge­ sehnen ist.6. shotcrete heater according to one of the preceding claims, characterized by a check valve ( 40 ) in the delivery line ( 12 ), which is arranged after a sharp bend in the delivery line, wherein in the sharp bend a collecting space ( 42 ) in the return direction to the accumulation of Sand particles are longing for. 7. Spritzbetonstrahler nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Wasserleitung (20) in die Förderlei­ tung (12) in Durchflußrichtung vor dem in der Förder­ leitung angeordneten Rückschlagventil (40) einmündet.7. shotcrete heater according to claim 6, characterized in that a water line ( 20 ) in the Förderlei device ( 12 ) opens in the flow direction before the check valve arranged in the conveyor line ( 40 ).
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