DE8520736U1 - Brenner zum Flammstrahlen von Beton - Google Patents
Brenner zum Flammstrahlen von BetonInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D91/00—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
- F23D91/02—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
16.07.85
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MESSER GRIESHEIM GMBH MG 1523b
Erfinder: Dr. Farwer EM 1211
Kennwort: Winkelflammstrahlen mit Ordner: IV schrägen Düsen
Brenner zum Flammstrahlen von Beton
'i Die Erfindung betrifft einen Brenner, vorzugsweise
ύ einen Brenner mit Führungselementen, zum
Flammstrahlen von Beton mit mindestens einem Brennerkopf, der Öffnungen aufweist, aus denen
ί 2 5 brennbare Gase austreten.
f Ungeschützte Betonflächen zeigen unter
;'■ Witterungseinf lüsssen zunehmende Korrosionsschäden.
Eine dauerhafte Konservierung oder Sanierung mit
; -^O Beschichtungsmaterial ien setzt eine saubere
gereinigte Betonoberfläche der Qualität "Kernbeton" voraus. Zur Erzielung einer solchen Oberfläche
dient Flammstrahlen. Mit Hilfe einer hochenergetischen Brenngas-/Sauerstofff lamme wird
icj kurzzeitig eine hohe Wärmemenge auf dan Beton
gebracht, wodurch in der obersten/äußersten etwa 1
bis 2 mm dicken Betonzone ein Sprenger. (Spratzen) infolge Umwandlung der Kristalle und ein Schmelzen der Gesteinsteile erfolgt. Dabei wird in der Regel 0 eine 1 bis 2 mm dicke Betonschicht flächig gelöst
bis 2 mm dicken Betonzone ein Sprenger. (Spratzen) infolge Umwandlung der Kristalle und ein Schmelzen der Gesteinsteile erfolgt. Dabei wird in der Regel 0 eine 1 bis 2 mm dicke Betonschicht flächig gelöst
B (geschalt). Bei geringeren Betongüten oder bei
beschädigtem Beton auch mehr (etwa 5^'mm).
Da durch das Flämmötrahlen das ö-ftfüge der
ή?, verbleibenden äußeren Betonzone teilweise in der
Festigkeit gemindert wird, wird diese Schicht durch
MG 1523b " 16.07.85 ^
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Klopf- oder Bürstgeräte mechanisch entfernt« Die
mechanische Nachbehandlung erfolgt bei großen,ebenen horizontalen Flächen durch
selbstfahmende hydraulische Klopfmaschinen^
Um Schädigungen der Betonoberfläche durch den
Flammstrahlprozeß zu vermeiden, ist eine richtige Verfahrensführung erforderlich, wobei insbesondere
die Brenngas-Sauerstoff-Flamme, das Gerät für die thermische Behandlung und die Arbeitstechnik
entscheidend sind.
Aus dem Entwurf zur DVS-Richtlinie 0302,
Flammstrahlen von* Beton, ist es bekannt, den Flammstrahlbrenner unter einem Neigungswinkel von
etwa 45° zur Betonoberfläche anzustellen, wobei die Flamme gleichmäßig über die ganze Breite des
Flammstrahlbrenners wirken muß. &abei wird der Brenner zum Flammstrahlen geradlinig mit
gleichmäßigem Vorschub über die Betonoberfläche 0 geführt.
Beim Flamntstrahleii von insbesondere längeren
Arbeitsflächen, beispielsweise Autobahnteilstücken, wird das von dem Flammstrahlbrenner gelöste
5 Spratzgut vor dem Brenner angehäuft. Wird diese Anhäufung von Spratzgut mit dem Flammstrahlbrenner
überfahren, wird die darunterliegende Betonoberfläche thermisch nicht erfaßt. Dies führt
zu aufwendigen Nacharbeiten beginnend bei der Suche nach diesen fehlerhaften Stellen bis hin zur
Nachbehandlung mit den Klopf- oder Bürstgeräten·
Dabei muß in Betracht gezogen werden, daß Fahrbahn-Objekte mit Tagesleistungen von mehr als 1000 qm2
j5 mit Flammstrahlbrennern mit einer Brennbreite von
500 bis 750 mm bearbeitet werden, so daß die Fehlersuche zeit- und personalintensiv ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
. n Anhäufung des Spratzgutes vor dem
Flammstrahlbrenner bei gleichbleibendem Reinigungseffekt und gleichbleibender
Reinigungstiefe der Betonoberfläche'' zu vermeiden sowie eine kontinuierliche thermische Bearbeitung
.r durch Flammstrahlen zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst/
daß die öffnungen unter einer zur Brennerachse schrägen Richtung in dem Brennerkopf angeordnet
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·:
Weiterbildungen der Erfindung. sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in insbesondere darin, daß das beim Flammstrahlen
einer Betonoberfläche erzeugte Spratzgut in einfacher Weise aus dem direkten Arbeitsbereich des
Flammstrahlbrenners entfernt wird und somit Störungen im Arbeitsablayf entfallen.
Überraschenderweise hat sich hierbei gezeigt, daß '-1 der Reinigungseffekt und die Reinigungstiefe durch
schräg auf die Betonoberfläche gerichtete Flammen verbessert wird. Dabei hat sich in ersten Versuchen
gezeigt, daß bei einer Schrägstellung unter einem Winkel von vorzugsweise 20 bis 30° zur
Vorschubrichtung gleichzeitig eine vollständige Entfernung des Spratzgutes aus dem Arbeitsbereich
des Brenners erfolgt. Werden größere Brennerbreiten von beispielsweise 1000 mm und mehr verwendet, so
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Brenner 5 segmentweise aufgebaut sind, wobei die
Schrägstellung der einzelnen Segmente entsprechend den Unebenheiten der Betonoberfläche angepaßt
werden können.
Durch die Entfernung des Spratzgutes aus dem unmittelbaraen Arbeitsbereich vor dem
Flammstrahlbrenner ist vorteilhaft eine kontinuierliche Arbeitsweise möglich. Ferner wird
hierdurch eine automatische Flammstrahlbearbeitung
5 in besonders einfacher Weise möglich. Dabei wird
der Führungseinrichtung, insbesondere dem Fahrwagen des Maschinenbrenners ein selbstfahrender
Fahrantrieb zugeordnet, so daß eine gleichbleibende, vom Bedienungspersonal unabhängige
4Q Vorschubgeschwindigkeit erreichbar ist. Durch die
kontinuierliche Entfernung des Spratzgutes aus dem Arbeitsbereich vor dem Flammstrahlbrenner ist eine
Bearbeitung über große Strecken ohne Unterbrechung möglich.
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Ein Aüsführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
r Ee zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Flammstrahlbrenners mit geradlinig zur Brennerachse aus dem Brenner austretenden
n Flammen und schräg zur Vorschubrichtung
angestelltem Brenner;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Winkelbrenners mit schräg zur Vorschubrichtung angestelltem Brennerkopfhalter;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines
Zweikopfbrenners
Zweikopfbrenners
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines
Geradbrenners mit zur Vorschubrichtung
seitlich austretenden Flammen.
seitlich austretenden Flammen.
In der Fig. 1 ist ein Flammstrahlbrenner 10 mit
5 gerade zur Brennerachse 24 aus dem Brenner austretenden Flammen 22 (Geradbrenner) dargestellt,
der im wesentlichen aus der Druckdüse 11, der
Mischkammer 12, dem Mischrohr 13, der Brennerkopfhalterung 14 und dem Brennerkopf 15
besteht. Dem nach dem Saugprinzip arbeitenden Flammstrahlbrenner ist eine Führungsvorrichtung 16
zugeordnet, die bei einem Handbrenner aus dem nicht näher dargestellten Griffstück besteht und bei
einem Maschinenbrenner aus mindestens zwei 5 Führungselementen 17. In Fig. 1 sind die
Führungselemente als Führungsrollen ausgebildetet und an dem Brennerkopf 15 befestigt. Dabei sind die
die Führungsrollen tragenden Halteelemente 18 entsprechend der Schräglage 19 des
4Q Flammstrahlbrenners 10 abgewinkelt, so daß die Führungsrollen 17 parallel zur Vorschubrichtung 20
angeordnet sind. „
Selbstverständlich ist es auch möglich, die
. r Führungsrollen 17 an der Brennerkopfhalterung 14
oder an anderen Brennerteilen (strichliert
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dargestellt) mittels einer Achse 21 zu befestigen. Hierbei ist jedoch der Flammstrahlbrenner 10 so
auszubilden, daß der Schwerpunkt des Brenners in Achsenmitte liegt.
Der Flammstrahlbrenner 10 ist über nicht näher dargestellte Schlauchanschlüsse an nicht
dargestellte Sauerstoff- und Brenngasversorgungen angeschlossen.
Der Flammstrahlbrenner 10 arbeitet - wie bereits erwähnt - nach dem Saugprinzip als
Injektorbrenner. Hierbei strömt Sauerstoff aus der Druckdüse 11 und saugt das Acetylen aus den um
die Druckdüse 11 angeordneten Kanälen an. Im Mischraum 13 werden beide Gase miteinander gemischt
und strömen zum Flammstrahlbrennerkopf 15. Das aus dem Flammstrahlbrenner austretende Gasgemisch wird
gezündet und die Arbeitsflamme eingestellt. Nach dem Einstellen der Flamme 22 wird der
0 Flammstrahlbrenner 10 auf die zu bearbeitende Betonober fläche leicht aufgesetzt; dabei gleitet
der Brennerkopf 15 des Flammstrahlhandbrenners 10 auf dem Beton. Durch die Führungselemente 17 wird
ein Abstand zur Betonoberfläche vorgegeben. Die 5 Flammstrahlbrenner werden unter einem
Neigungswinkel von etwa 45° zur Betonoberfläche angestellt, wobei die Spitzen der Flammkegel die
Betonoberfläche gleichmäßig über die ganze Breite des Flammstrahlbrenners berühren.
Gemäß den Fig. 1 bis 4 werden die Flammstrahlbrenner 10 so über die Betonoberfläche
geführt, daß die Flammen 22 unter einer zur Vorschubrichtung 20 schrägen Richtung auf die
Betonoberfläche 23 gerichtet werden. Nach einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 treten dabei die
Flammen geradlinig zur Brennerachse 24 aus dem Brenner 10 aus und der Brenner 10 wird schräg zur
Vorschubrichtung 20 angestellt. Dabei können die -η Flammaustrittsöffnungen 25 des Brennerkopfes 15 aus
in dem Brennerkopf angeordneten Bohrungen oder bevorzugt als in den Brennerkopf eingeschraubte
Einzeldüsen 26 ausgebildet werden. '
.,. Wie bereits erwähnt, werden die Flammen unter einem
Neigungswinkel von ca. 45° und einer Schräge 19 mit
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einem Wankel von vorzugsweise 20° bis 30° zur Brennerachse 24 auf die alkalisierten, labilen
Oberflächenbereiche der Betonoberfläche 23 gerichtet und diese Oberflächenbereiche - oder auch
r Schlämmschichten - kurzfristig bis zur Rotglut, etwa 150 0° erhitzt.
Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Betons
dringt die Wärme jedoch nicht sofort in die Tiefe. Lediglich in einer Oberflächenschicht von maximal 4
mm Dicke kommt es zu einer Rißbildung. Oberflächenpartikel mit einem Gewicht von bis zu
mehr als 10 Gramm können dadurch weggesprengt werden. ]
1^ Daneben tritt bei kleineren mineralischen
Bestandteilen des Betons ein Schmelzprozeß auf. Der größte Teil der eingebrachten Flammenenergie wird
für das Spratzen und Aufschmelzen in der unmittelbaren Oberflächenschicht verbraucht. Das
sich hierbei ergebende Spratzgut wird durch das seitliche Anstellen unter einem Winkel 19 von
vorzugsweise 20 bis 30° entsprechend Pfeilrichtung 27 aus dem direkten Arbeitsbereich des
Flammstrahlbrenners 10 entfernt, so daß eine
IiS kontinuierliche Bearbeitung ohne Unterbrechung
vorteilhaft möglich ist. Überraschenderweise.' hat sich beim Flammstrahlen von Beton unter einer
Schräglage von 20 bis 30° zur Brennerachse 24 die Reinigungstiefe nicht etwa verringert sondern der
Reinigungseffekt, insbesondere die Homogenität der
Betonoberfläche hat sich erhöht.
Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die gleichen
jrj Bezugsnummern für die gleichen Teile verwendet.
In Fig. 2 isst schematisch ein Winkelbrenner 30 dargestellt, bei dem die Brennerkopfhalterung 14
entsprechend einem Seitenwinkel 28 abgeknickt ist.
4Q Die Brennerkopfhalterung 14 weist zur Befestigung
Und Fixierung des Brennerkopfes 15 eine
stirnseitige Hältefläche 8 auf, die Unter dem Seitenwinkel 28 von kleiner 90° zur Brennerachse
24, vorzugsweise 7Ö bis 8Ö0, zur Brennerachse 24
<r angeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch
möglich/ andere Brennerteile 11, 12* 13 Unter dem
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Seitenwinkel abzuknicken, so daß die geradlinig aus dem Brennerkopf 15 austretenden Flammen 20 unter
einem Winkel von vorzugsweise 20 bis 30° zur Vorschubrichtung 20 angeordnet sind.
J In der Fig. 3 ist schematisch ein Zweikopfwinkelbrenner 40 dargestellt. Der Brenner
40 weist eine gabelförmig ausgebildete Brennerhalterung 14 auf, an der mindestens zwei
Brennerköpfe 15 keilförmig zueinander befestigt sind. Jeder Brennerkopf ist schräg zur
Vorschubrichtung 20 bzw. zur Brennerachse 24 an einer Haltefläche 8', 8'1 unter einem Seitenwinkel
28 kleiner 9 0° angeordnet. Die beiden Brennerköpfe 15 können starr miteinander verbunden sein, oder
auch durch ein auf ein Rad abgestütztes Gelenk, um eine bessere Anpassung an Unebenheiten zu
ermöglichen. Durch die Verwendung von zwei Brennerköpfen 15, wobei jeder Brennerkopf aus
verschiedenen Segmenten zusammensetzbar ist und 0 wobei der eine Brennerkopf 15' unter einem linken
Seitenwinkel 28' von kleiner 90° und der andere Brennerkopf 15'' unter einem rechten Seitenwinkel
28'■ von kleiner 90° zur Brennerachse 24 angeordnet
ist, wird eine besonders wirtschaftliche
5 Bearbeitung von Betonoberflächen erreicht.
In Fig. 4 ist schematisch ein Flammstrahlbrenner 10 dargestellt, bei dem die Flammen schräg aus dem
Brennerkopf 15 austreten. Hierzu sind nach einer Ausbildung der Erfindung in dem Brennerkopf 15
schräg angebrachte Bohrungen vorgesehen. Nach einer bevorzugten Ausführung werden in den Brennerkopf 15
verschraubbare Einzeldüsen 9 unter einem Winkel 19 von 20 bis 3 0° schräg zur Vorschubrichtung 20
j5 eingesetzt. Hierzu weist der Brennerkopf 15 an
seiner Austrittsseite eine zick-zack-förmige Kontur
29 auf, deren Flächen rechtwinkelig zu den Düsen 9
angeordnet sind. In diesen Flächen sind Gewindebohrungen vorgesehen, in die die Einzeldüsen
eingeschraubt werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die oben
beschriebenen Ausführüngsbeispiele /Miteinander zu
kombinieren/ so daß beispielsweise der Brennerkopf 15 gemäß Fig. 2 unter einem Seitnwinkel 28 zur
Vorschubrichtüng 20 angeordnet wir"d Und dieser
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Brennerkopf | schr&g | eingesetzte | Einzeldüsen |
aufweist. |
Nach einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird
r dem Flammstrahlbrenner ein Fahrantrieb zugeordnet, mit dem der Brenner kontinuierlich in
Vorschubrichtung verfahrbar ist. Durch den nicht näher dargestellten Fahrantrieb, beispielsweise
einem Antriebsmotor wird es in Verbindung mit der seitlichen Entfernung des vollständigen Spratzgutes
vorteilhaft möglich, den Flammstrahlbrenner unabhängig vom Bedienungspersonal mit
gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit über die Betonoberfläche zu verfahren. Durch]. die
Schrägstellung der Flammen 22 unter einer von der Vorschubrichtung 20 seitlich abweichenden Richtung
auf die Betonoberfläche und durch die Verwendung eines Fahrantriebes wird eine vollmechanisierte
Bearbeitung von Betonoberflächen ermöglicht. Eine Unterbrechung des Flammstrahlvorganges zur
0 Beseitigung des Spratzgutes vor dem Brenner und somit ein diskontinuierlicher Flammstrahlvorgang
ist während der Bearbeitung nicht erforderlich.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Fahrantrieb 5 als selbstfahrender Fahrwagen auszubilden, dem der
Flammstrahlbrenner 10 vorgeschaltet und die Klopf- oder Bürstmaschine nachgesühaltet ist. Über diese
vollmechanische Arbeitsweise ist es möglich, breitere Brennerköpfe 15 einzusetzen und auch mit
Brennern 10 erhöhter Flammleistung ohne Überhitzungsgefahr zu arbeiten.
Gr/Ha/
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Claims (1)
- MG 1523b ' 16.07.85• •••«4«Ansprüche1. Brenner, vorzugsweise Brenner mitFührungselementen, zum Flammstrahlen von Beton mit mindestens einem Brennerkopf, der öffnungen aufweist, aus denen brennbare Gase austreten,
IQ dadurch gekennzeichnet,daß die öffnungen (25) unter einer zur Brennerachse (24) schrägen Richtung (19), vorzugsweise unter einem Winkel von 20 bis 3Q° in dem Brennerkopf (15) angeordnet sind.2. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß in den öffnungen (25) Gewinde angeordnet sind, in die Düsen (9) einsetzbar sind.2" 3. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß der brenner als Winkelbrenner (30) ausgebildet ist.5 4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet,daß an dem Brenner (10) zwei Brennerköpfe (15)befestigt sind.0 5. Brenner nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet,daß die Brennerköpfe (15) keilförmig (40)zueinander angeordnet sind.icj 6 . Brenner nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,daß der Brenner als Geradbrenner (10) mit zugeordneter Führungsvorrichtung (16, 17) ausgebildet und in Schräglage (19) auf der0 Führungsvorrichtung (16, 17) befestigt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8520736U DE8520736U1 (de) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Brenner zum Flammstrahlen von Beton |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8520736U DE8520736U1 (de) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Brenner zum Flammstrahlen von Beton |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8520736U1 true DE8520736U1 (de) | 1985-08-29 |
Family
ID=6783263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8520736U Expired DE8520736U1 (de) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | Brenner zum Flammstrahlen von Beton |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8520736U1 (de) |
-
1985
- 1985-07-18 DE DE8520736U patent/DE8520736U1/de not_active Expired
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