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Vorrichtung zum Unschäcllichmachen von Gesteinsbohrstaub Zusatz zum
Patent 648310 In dem Patent 648 31o ist der Gedanke niedergelegt, beim Bohren im
Gestein mittels Bohrhämmer die Benutzung eines Staubbekämpfungsmittels, wie z. B.
Wasser, .dadurch zu erzwingen, daß in die Betriebsmittelleitung des Bohrhammers
ein Sperrventil eingebaut ist, das nur durch den in der Spülleitung herrschenden
statischen Druck geöffnet werden kann, während es sich beim Abstellen des Wassers
selbsttätig wieder schließt. Im besonderen ist hierfür eine Vorrichtung vorgesehen,
bei der von der vor dem Bohrloch anzubringenden Spritzdüse eine Abzweigleitung zu
einem in die Preßluftleitung (Schlauch) eingeschalteten Kolbenventil führt, dessen
Kolben so angeordnet ist, daß er bei Beaufschlagung durch das beim Spritzen durch
die Abzweigleitung abgeführte Wasser den Durchfluß der Preßluft freigibt und umgekehrt
beim Abstellen des Spritzwassers das Ventil wieder schließt.
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Gemäß der vorliegenden Weiterbildung besitzt die in die Luftzuführungsleitung
zwischen dem Bohrhammer und dem Preßlufthahn sowie in die Leitung des Staubbekämpfungsmittels
geschaltete Vorrichtung ein den Luftweg überwachendes Ventil, dessen Ventilkörper
von der Preßluft auf seinen Sitz gedrückt wird und mit einem Kolben verbunden ist,
der unter der Wirkung des Staubbekämpfungsmittels den Ventilkörper von seinem Sitz
abhebt. Im besonderen wird dabei der Ventilkörper von zwei Membranen getragen, von
denen die eine ihn unter Einwirkung der Preßluft auf seinen Sitz drückt, während
ihn die andere unter der Wirkung des Staubbekämpfungsmittels von seinem Sitz abhebt.
Auch kann durch ein den Luftweg zum Bohrhammer beherrschendes Kolbenventil, das
mittels eines Stufenkolbens von den Drücken vor und hinter einer Stauscheibe in
der Leitung des Staubbekämpfungsmittels gesteuert wird, dafür die Gewähr geschaffen
werden, daß nur beim Fließen des Staubbekämpfungsmittels durch den dabei entstehenden
Differenzdruck ein Steuerschieber die Betriebsmittelzufuhr zum Hammer freigibt.
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Die Wirkungsweise und der Aufbau der Vorrichtung sollen an Hand der
zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden, die in Abb.1 einen Abbauhammer mit unmittelbar
angebautem Sperrventil in Ansicht und in Abb. 2 das Sperrventil in größerem Maßstabe
im Schnitt erkennen lassen. Abb. 3 zeigt einen in Arbeitsstellung befindlichen Bohrhammer
mit getrennt angeordnetem Sperrventil in Ansicht, Während Abb. q. und 5 in größerem
Maßstab zwei Ausbildungsformen des Sperrventils erkennen lassen. Abb.6 und 7 zeigen
Einzelheiten der Ausbildung der Spritzdüsen für
das Staubbekämpfungsmittel
bzw. der Einführung des Staubbekämpfungsmittels in die hohle Bohrstange.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abl-£ t4: wird zwischen den Absperrhahn
io der Pr@l@ @@ luftleitung und den Hammer i i ein Ventil r@ eingeschaltet, das
gleichzeitig mit einem An Q` schlußstutzen 13 für die Leitung des Staubbekämpfungsmittels
und mit einem weiteren Stutzen 14 für die Abführung des Staubbekämpfungsmittels
zur Spritzdüse 15 versehen ist. Es sei hier vorab darauf hingewiesen, daß die Anwendung
des Erfindungsgedankens unabhängig von der Art und Weise ist, wie das Staubbekämpfungsmittel
an den Staub herangebracht wird. Neben der gemäß Abb: i zur Anwendung kommenden
bekannten Ringdüse kann das Staubbekämpfungsmittel auch durch eine Spritzdüse, wie
in Abb.3 dargestellt, gegen das Bohrloch gespritzt werden; die Zuführung kann aber
auch durch die hohle Bohrstange hindurch zum Grunde des Bohrloches erfolgen, wie
dies Abb. 7 erkennen läßt.
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In dem Sperrventil i2 ist ein Ventilkegel 16
gelagert, der durch
den Druck der Preßluft bzw. durch den Druck einer Feder 17 gegen den Ventilsitz
18 gedrückt wird und somit den Zufluß von Preßluft zum Hammer i i absperrt. Der
Ventilkegel steht durch eine Ventilstange i9 mit einem Kolben 2o in Verbindurg,
der so in den Weg des durch den Stutzen 13 - zugeführten und den Stutzen 14 abgeführten
Staubbekämpfungsmittels eingeschaltet und bemessen ist, daß beim Anstellen des Staubbekämpfungsmittels
der Ventilteller 16 von seinem Sitz 18 abgehoben wird und Preßluft zum Hammer strömen
kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel des Sperrventils nach Abb. q, wird der
Ventilkegel 16' unter Vermittlung .der beiden Ventilstangen i9', i9' von den beiden
Membranen 21 und 22 gehalten. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die in das
Ventil eintretende Frischluft durch die Kanäle 23 in den Raum 24 des Ventils gelangt,
in dem sie die Membran 21 so beaufschlagt, daß durch sie der Ventilkegel 16' in
die Schließstellung gezogen wird. Im unteren Teil des Ventils ist der Zufluß 13'
für das Staubbekämpfungsmittel vorgesehen, das zunächst in den Raum 25 eintritt;
den es durch den Stutzen 1q.' wieder verläßt; dieser Räum 25 ist durch die Membran
22 abgeschlossen. Die wirksame Fläche dieser Meinbrän 22 ist nun so bemessen, daß
die hier durch den SDruck des Staubbekämpfungsmittels erzeugte Kraft die Kraft auf
der Gegenseite überwindet; so daß der Ventilkegel 16" von seinem Sitz 18' abgehoben
wird und die Preßluft neinmehr durch die Bohrungen 26, den Kanal 27 und die Leitung
28 zum Hammer strömen kann. In Abb. 3 ist die Anwendung des Ventils nach Abb. q.
wiedergegeben, und zwar wird hiernach das Ventil unter Vermittlung des Zwischenstückes
29 fest in die Hauptpreßluft-I,eitung 3o eingebaut. Durch den festen Ein-:Eiau des
Ventils 12' ist eine Umgehungsmöglichkeit ausgeschlossen, da die zum Hammer führende
Leitung 28 nur dann Luft bekommt, wenn vorher das Staubbekämpfungsmittel ebenfalls
durch das Ventil hindurchgetreten ist.
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Neben diesen Ventilen, bei denen der statische Druck des Staubbekämpfungsmittels
zum Öffnen der Ventile benutzt wird, können gemäß der Erfindung Ventile benutzt
werden, die nur durch den dynamischen Druck des Betriebsmittels geöffnet werden
können. Ein solches Ventil ist beispielsweise in Abb.5 wiedergegeben; hierbei wird
ein Steuerschieber 31 benutzt; der durch den Druck einer Feder 17' in eine solche
Stellung geschoben wird, daß die durch den Anschluß 13" eintretende Preßluft nicht
zur Leitung 28' gelangen kann. Der Steuerschieber 31 ist mit dem Stufenkolben 32
verbunden. In die Leitung des Staubbekämpfungsmittels 33 ist eine Stauscheibe 34
eingebaut; so daß beim Durchfließen des Staubbekämpfungsmittels vor und hinter derselben
zwei- verschiedene Drücke entstehen. Die kleine Fläche 35 des Stufenkolbens wird
nun mit der Leitung vor der Stauscheibe 34 und die Ringfläche 36 mit der Leitung
hinter der Stauscheibe 34 verbunden. Die Kolbenflächen 35 und 36 stehen dabei
in einem solchen Verhältnis zueinander, daß erst beim Fließen des Staubbekämpfungsmittels
in der Leitung 33 durch den Druckunterschied vor und hinter der Stauscheibe 34:
eine Umsteuerung des Steuerschiebers 31 im Öffnungssinne erfolgt. Diese Anordnung
ist insofern besonders vorteilhaft, als damit . in jedem Falle die Gewähr dafür
gegeben ist, daß der Hammer nur dann arbeiten kann, wenn tatsächlich auch das Staubbekämpfungsmittel
fließt, d. h. wirksam ist. Durch die Schaffung der Abhängigkeit der Arbeit des Bohrhammers
vom Fließen des Staubbekämpfungsmittels wird jedenfalls vermieden, daß bei Verstopfungen
der Spritzdüsen oder absichtlichem Absperren der Spülleitung hinter dem Ventil :der
Hammer in Tätigkeit gesetzt werden kann.
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Dieser Gedanke läßt sich auch noch dahingehend weiterbilden, daß schon
der Druckunterschied zwischen einer ruhenden und einer fließenden Flüssigkeitssäule
zum Öffnen des Sperrventils wirksam gemacht wird, ohne daß dabei eine besondere
Stauscheibe benutzt zu werden braucht. Dabei wird in der Weise vorgegangen, daß
der größere Druck der ruhenden Flüssigkeitssäule das Sperrventil
schließt
und der niedrigere Druck der fließenden Flüssigkeitssäule das öffnen des Sperrventils
bewirkt.
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Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß im Untertagebetrieb der Druck
der Preßluft und besonders der Druck in den Wasserleitungen häufig sehr verschieden
ist, werden die Sperrventile so ausgebildet, daß die Spannung der den Ventilteller
im Schließsinne belastenden Federn einstellbar ist, und zwar indem Sinne, daß auch
während des Betriebes noch eine genaue Anpassungsmöglichkeit des Ventils an die
verschiedenen Drücke besteht. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß das Sperrventil
außer in die Preßluftleitung auch in die Leitung für das Staubbekämpfungsmittel
eingebaut werden kann. Durch den äußerst einfachen Aufbau der Ventile und ihre verschiedene
Anbringungsmöglichkeit auch bei vorhandenen Bohrmaschinen (Bohrhämmern) ist die
Gewähr dafür gegeben, daß nunmehr eine wirksame Gesteinstaubvernichtung durchgeführt
wird, und zwar unabhängig von dem Wollen oder Nichtwollen des betreffenden Arbeiters.