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Rohre für Blas- und Spülversatz Im unterirdischen Grubenbetrieb stehen
seit Jahrzehnten zur Einbringung des Versatzes in die durch Förderung von Kohle,
Erz o. dgl. entstandenen Hohlräume das Blasversatz- und Spülversatzverfahren in
Anwendung. In beiden Fällen wird das Versatzgut, d. h. mehr oder weniger zerkleinerte
Berge, durch Rohrleitungen von z5o bis Zoo rin Durchmesser unter Druck den auszufüllenden
Hohlräumen zugeführt. Die der Förderung dieses Versatzgutes dienenden Rohre werden
naturgemäß in ganz außerordentlicher Weise beansprucht und verschleißen daher sehr
schnell. Der Rohrverschleiß stellt einen so großen Anteil der Betriebskosten dieses
Versatzverfahrens dar, daß in vielen Fällen eine Anwendung dieser Verfahren wegen
der durch den Rohrverschleiß bedingten Unwirtschaftlichkeit unmöglich ist.
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Eine auffällige, bis vor kurzem in ihren C?rsachen noch unaufgeklärte
Erscheinung ist der besonders starke Verschleiß der Rohrenden solcher Versatzrohre,
und zwar auf eine Länge, die dem 2- bis 4fachen Rohrdurchmesser entspricht. Man
hat bei Rohren aus verschiedenstem Material stets feststellen müssen, daß diese
Rohrenden doppelt so schnell verschleißen wie die ührigen Teil- -des Rohres, so
daß die Haltbarkeit des Rohres durch den vorzeitigen Verschleiß der Enden bestimmt
wird. Meist zeigen solche min übrigen noch unverschlissenen Blasv ersatzrohre bereits
nach kurzer Betriebzeit an den Enden lange Risse und Löcher. Man hat früher angenommen,
daß die Ursache dieses vorzeitigen Verschleißes der Rohrenden eine Folge der benutzten
elastischen Rohrkupplun;gen sei und daß hierbei an der Stoßstelle der Rohre durch
den verbleibenden geringen Luftspalt zwischen den aneinanderstoßenden Bunden oder
Flanschen geringe Luftwirbel entstehen, die den gleichmäßigen Durchfluß dfs Versatzstromes
an der Verbindungsstelle der Rohre stören sollten und deren Wirkung sich noch auf
eine gewisse Entfernung von der Versatzstelle bemerkbar machen sollte, und man hat
durch die verschiedensten Verbindungsmittel versucht, diesen Nachteil zu beseitigen,
ohne aber nennenswerte Erfolge auf diesem Wege zu erzielen.
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Man hat daher auf andere Weise versucht, die gesamte Lebensdauer der
Rohre zu erhöhen, indem man dieselben mit einer Ausfütterung aus Gummi, Porzellan
usw. versehen hat. Man hat ferner versucht, für die Herstellung der Rohre besonders
verschleißfestes Material (Hartguß, Stahl mit Mangan-und Cliromz-u#siatz) zu verwenden.
Weiter bat man Rohre aus Zweilagenblechen hergestellt, die also einen harten Innen-
und einen weichen Außenmantel aufwiesen. Schließlich ist man in neuerer Zeit dazu
übergegangen, die Rohre auf der Innenseite zu härten.
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Alle diese Rohre haben sich aber in der Praxis nicht bewährt und die
ohnehin schön großen Betriebskosten der Blas- und Spülver-
Satzanlagen
weiterhin verteuert. Gehärtete Rohre haben, abgesehen von den verhältnismäßig hohen
Herstellungskosten, noch den weiteren Nachteil, daß sie sich nur sehr. schwer reparieren
lassen. -" Ein weiterer, seit langem in der Technik bekannter Vorschlag geht dahin,
die Rohr= enden auf die Länge des vorzeitigen Verschleißes mit einer Verstärkungsmuffe
zu versehen, die also eine Länge entsprechend dein 3- bis 4faclieir Rohrdurchmesser
erhielt. Zunächst besaßen diese Rohre den sich gerade für unterirdischen Bergwerksbetrieb
besonders bemerkbar- machenden Nachteil, daß das Gewicht der einzelnen Rohre durch
die langen @- erstärkungsmuffen bedeutend erhöht wurde. Schließlich hat man aber
diese Konstruktion insbesondere deswegen wieder aufgegeben, weil es praktisch nicht
möglich war, eine innige Verbindung dieser Muffe mit dem Rohr auf der ganzen Länge
zu erzielen. Die Schwierigkeiten bei der festen Aufbringung solcher Muffen stei--ern
sich bekanntlich unverhältnismäßig mit der Länge der Muffen. Es ist bei langen Muffen
unvermeidlich; daß all irgendeiner Stelle, zwischen Rohr und Muffe, ein kleiner
Spalt verbleibt, der dazu führt, däß nach Verschleißen des eigentlichen Rohres an
dieser Stelle eine Undichtigkeit auftritt, die das Rohr unbrauchbar macht.
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Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, däß die Ursache des vorzeitigen
Verschleißes der Rohrenden darin zu suchen ist, däß die zur Herstellung voll Spülversatzrohren
benutzten autogen geschweißten oder nahtlos gezogenen Röhren nicht an allen Stellen
genau rund sind und auch nicht überall gleiche Wandstärke besitzen: Diese Abweichungen
von der genauen Kreisform sind so gering, daß sie mit dein bloßen Auge in der Regel
gar nicht erkennbar sind. Trotzdem führen sie gemäß Feststellung der Erfindung dazu,
daß an den Stoßstellen der Rohre vorspringende Kanten entstehen. Trifft nun der
das Rohr mit großer Geschwindigkeit durchfließende Versatzstrom auf diese vorspringenden
Kanten, so werden die Materialteilchen im Winkel abgelenkt und prallen mit großer
Wucht auf die gegenüberliegende Rohrwandung auf. Diese Wirkung tritt .schon dann
ein,- wenn die vorspringenden Kanten nur den Bruchteil eines Millimeters betragen.
Auf diese Weise erklärt sich der starke, vorzeitige Verschleiß der Rohrenden und
die Bildung örtlich begrenzter Risse und Löcher. Nach gewisser Betriebszeit schleifen
sich die vorspringenden Kanten an den Stoßstellen allmählich ab, doch hat inzwischen
die geschilderte Erscheinung schon solche Zerstörungen und Schwächungen der Wäiidung
der Rohrenden herbeigeführt, daß das gesamte Rohr unbrauchbar geworden ist und ausgewechselt
werden müß-. An den geschilderten Umständen ändert sich auch dann nichts, wenn man
die Rohre in bekannter Weise.init einer Zentriervorrichtung ausrüstet; cl. h. z.
B. die aneinanderstoßenden Rohrbunde finit Feder Mild gut versieht.
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Es hätte null am nächsten gelegen, unter Benutzung der geschilderten
Lrkeniitiiis die Rohröffnungen zu richten oder in einem Dorn zu runden oder auszuschmirgeln
und dann die Rohrbunde im fertigen und bearbeiteten Zustande an- oder aufzuschweißen;
doch konnten mit a11 diesen Mitteln die geschilderten Nachteile nicht in genügender
`'eise beseitigt werden.
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Zur Beseitigung der geschilderten Übelstände geht die Erfindung von
üngefütterten Rohren aus, die in an sich bekannter "'eise mit aufgeschweißten und
in ihrer Länge iniirdestens dem Rohrdurchmesser entsprechenden Verstärkungsmuffen
versehen sind, und bei welchen die Rohrverbindung mit einer Zentriervorrichtung,
z. B. Feder und \ ut, versehen ist. Die Erfindung besteht darin, da:3 die beiden
Rohrenden solcher Rohre eine sich auf größere Länge der Muffe erstreckende, nach
außen zunehmende konische Ausbolirung auf einen größeren, aber für Rohre derselben
Art gleich großen Durchmesser erhalten. E5 wird also auf diese Weise ein etwa vorhandener
unrunder Querschnitt des Rohres auf einer genügenden Länge allmählich in einen genau
kreisrunden größeren Querschnitt all der Stoßstelle der Rohre übergeführt, so daß
in Zusammenwirken reit der gleichzeitig allgewendeten Zentriervorrichtung vorstehend
Kanten gänzlich vermieden werden: Die vor der konischen Ausdrehung aufgebrachten
Verstärkungsmuffen dienen im Gegensatz zu den vorbekanirten Rohren nicht zur unmittelbaren
Aufnahme des verstärkten Verschleißes, sondern lediglich zum Ausgleich des durch
die konische Ausbohrung entstehenden Materialverlustes. Durch das Verfahren nach
der Erfindung wird also ein verstärkter Verschleif an, den Rohrenden vermieden,
weil die Ur-Sache des Verschleißes von vornherein beseitigt wird. Die Maßnahme nach
der Erfindung stellt somit in grundsätzlichem Gegensatz zu den vorbekannten Vorschlägen,
welche lediglich darauf abzielen, den als unabänderlich angesehenen verstärkten
Verschleiß der Rohrenden durch entsprechende Ausbildung der Rohre oder durch Wahl
besonderer Baustoffe Rechnung zu tragen.
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An sich ist die Verwendung von aufgeschweißten Verstärkungsmuffen,
deren Länge mindestens dem Rohrdurchmesser entspricht, bei derartigen Rohren bekannt.
Bei den bekannten Verstärkungsmuffen genügt
aber im Gegensatz zu
der Erfindung eine dein IZolirdurchrnesser entsprechende Länge keineswegs, um den
verstärkten Verschleiß aufzunehmen, weil dieser sich auf eine dem 2- bis 4fachen
kolirdurchinesser entsprechende l.ünge erstreckt.
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Es ist daher ein Vorteil der Erfindung, daii sie die Anwendung verhältnismäßig
kurzer, d.li. (lein Durchmesser des Rohres entsprechender VerstärkungsinuiIen gestattet
und hierbei doch den bisher vorhandenen verstärkteil Verschleiß der Rohrenden vermeidet.
Diese vergleichsweise kurzen Muffen können in bequemer Weise mit den Rohren in völlig
feste Verbindung gebracht werden. Soll die Abdichtung und Zentrierung durch Feder
und ut mit einem dazwischen liegenden Dichtungsring geschehen, so ergibt sich der
Vorteil, (laß die konische Ausdrehung des Ro:hrendes in einem Arbeitsgang finit
der Bearb. itung voll Feder und Nut geschehen kann, so (laß die Zentrierung sehr
genau ist.
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Bei ausführlichen Vergleichsversuchen hat sich ergeben, daß die anfängliche
Befürchtung, daß sich Rohre nach der Erfindung zu teuer stellen würden, unbegründet
war. Die Verschleißkosten liegen weit unterhalb der bisher üblicheil Blasversatzrohre,
und es ist gelungen, die Lebensdauer der Rohre durch die Maßnahme der Erfindung
etwa zu verdoppeln.
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Zu erwähnen ist noch, daß auch Rohre bekannt sind, die mit sehr kurzen
`erbindungsniuften versehen sind; doch dienen diese lediglich dein Zweck, das Rohr
an der Stoßstelle für die Anbringung der Befestigungsmittel zu verstärken.
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Es ist bei Blasversatzrohren bekannt, das l7nde des einen mit
besonderen Führungsrippen versehenen Stoßes konisch aufzuweiten, während das Ende
des anderen Stoßes zvlindriscli durchläuft. Die Wirkung der Erfindung ist hierbei
wieder beabsichtigt noch erreicht. Infolge der an der Stoßstelle eintretenden plötzlichen
Erweiterung wird das Material nach außen geschleudert, was zu einem verstärkten
Verschleiß des aufgeweiteteil Rohrendes führt, eine Wirkung, die durch die an der
Erweiterung auftretenden Wirbel noch verstärkt wird. Eine konische Ausdrehung des
Rohrendes ist hierbei nicht vorgesehen, da solche Rohre mit Rücksicht auf die Rippen
nur durch Gießen hergestellt werden können. Deshalb fehlt auch eine besondere Verstärkungsmuffe.
Ein weiterer Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß die lZohreilden verschiedenartig
ausgestaltet sind, so daß die Rohre immer in einer Richtung verlegt werden müssen.
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Bei einem anderen Spülv ersatzrobr werden all einzelnen Stellen der
Rohrleitung besonders ausgebildete Einsatzstücke eingebaut, die an den beiden Anschlüssen
eine starke konische Aufweitung besitzen. Dies;: Aufw-eitung erstreckt sich aber
nur auf die Lä llg-I2 der Stärke des Anschlußflansches und dient einem von der vorliegenden
Erfindung verschiedenen Zweck, indem hierdurch Verstopfungen vermieden und (las
Durchtreten sperriger Stücke erleichtert werden sollen. Diese plötzliche starke
Aufweitung bewirkt all der Stoßstelle einedoppelkegelartigeErweiterung, die wegen
der plötzlichen Materialablenkung nach außen starken .Verschleiß der dem Strom entgegengesetzt
gerichteten Kegelflächen mit sieh bringt, wobei ebenfalls die durch Erweiterung
bedingten Wirbel verstärkend wirken. Diese Einrichtung ist bezüglich des voll der
Erfindung erstrebten Erfolges noch nachteiliger als die bekannten ohne konische
Erweiterung bis zur Stoßstelle durchgeführten Rohre. Zur Lösung der Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist demgegenüber eine sich auf eine größere Länge erstreckend
konische Ausbohrung erforderlich, da nur auf diese Weise eine allmähliche Überführung
des unrunden Ouerschnittes in einen kreisrunden Querschnitt an der Stoßstelle erzielt
werden kann. Selbstverständlich wäre auch mit einzelnen Einsatzstücken die Wirkung
der Erfindung nicht erreichbar.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Die Rohre a sind an den Enden mit Verstärkungsmuffen b v ersehen,
die in ihrer Länge mindestens dem Rohrdurchmesser entsprechen und welche Bunde c
tragen. Di Abdichtung der Rohrenden erfolgt durch Feder und Nut mit einem dazwischenliegenden
Dichtungsring e. Zur Vermeidung vorstehender Kanten werden die Rohrenden innen kreisförmig
ausgedreht, und zwar beginnt die Ausdrehung an der Stoßstelle finit einem größten,
für ,alle Rohre desselben D,urchmesa:ers gleichen Irreis, dessen Durchmesser etwas
größer ist als die größte Weite des unrunden Rohres. Der Bearbeitungskreis nimmt
im Durchmesser nach innen entsprechend der Konuslinie d allmählich ab. Auf diese
Weise ergibt sich ein allmählicher stetiger Übergang des unrunden O_uerschnittes
in einen kreisrunden O_uersclinitt an der Stoßstelle der Rohrenden.
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Das Maß der Avsdrehung ist für jeden Rohrdurchmesser vorher einheitlich
festzulegen. Bei Rohren voll zoo mm Durchmesser wird es in der Regel genügen; das
Rohr finit einer konischen Ausdrehung auf einen größten Durchmesser von :2o,5 mm
zu versehen. Die Abdichtung und Verbindung der Rohre kamt in beliebiger Weise erfolgen.