EP1007281A1 - Verfahren und vorrichtung zum einschlämmen von feuchtem strahlmittel in einen strahlkessel - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum einschlämmen von feuchtem strahlmittel in einen strahlkesselInfo
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Definitions
- the invention relates to a method and a corresponding device according to the preambles of claims 1 and 9.
- Such methods are used using the appropriate devices in slurry blasting for the renovation of, in particular, structures made of steel, concrete and masonry, the blasting medium being separated from impurities and oversize particles at the same time.
- the facilities for sandblasting by gravity or pressure blasting essentially consist of a funnel-shaped blasting bowl and a hopper placed on the blast pot.
- the filling funnel and the blasting bowl are connected to each other via a relatively small passage opening, which is closed with a sealing cone during the blasting process.
- the filling funnel is equipped with a sieve for the separation of oversized abrasive components or other impurities and with a nozzle body for the added water, whereby the sieve and the nozzle body can each be designed individually or as a common component and the sieve can be fixed or vibratable.
- the jet boiler has a deepest outlet with a downstream mixing valve. This mixing valve is connected to the propellant line leading to the jet nozzle.
- the blasting media is first placed on the sieve and sprayed with water from the nozzle body.
- the moistened blasting agent slides through the passage opening into the blasting pot.
- Low-profile filling funnels are more user-friendly, but because of the relatively flat bottom they have an insufficient slip ability for the blasting agent, which hinders the slurrying process.
- a funnel with a flat bottom is described in DE 44 30 133 AI for a pressurized jet boiler.
- a fixed sieve with a water ring line is designed as a component in the filling funnel, the water ring line having nozzles directed towards the filling opening.
- the blasting agent which was initially still dry, is no longer moistened by the water jets, but by the outstanding water level.
- the water jets distribute and transport the abrasive sludge only through the small passage opening. This no longer requires such high water jet pressures in the nozzle ring line and also leads to improved mixing and slurrying behavior.
- the effort to realize the required dynamic pressure in the blasting boiler is extremely low. This dynamic pressure can also be achieved with very little effort by throttling in the overflow line, either by a siphon-like design or / and by a shut-off valve throttling in the open position.
- a pulsation of the water level or the water supply in the filling funnel is particularly advantageous. This promotes the solution of the dry incrustation of the abrasive and significantly supports the throughput of the abrasive through the sieve.
- the figure shows a diagram of a blasting device with an unpressurized blasting vessel.
- This blasting device mainly consists of a blasting vessel 1 in a funnel-shaped design with an outlet connection 2 at the bottom, which is followed by an adjustable mixing valve 3 and an overflow connection 4 located in the upper region of the blasting vessel 1 with a downstream shut-off valve 5.
- a Filling funnel 6 placed and flanged, both of which are connected to one another by a relatively small passage opening 7 and this passage opening 7 is designed to be closable by a closing cone 8.
- a nozzle ring line 9 is used, which has a connection to a water pump 13 via a water inlet connection 10, a shut-off valve 11 and a pressure line 12.
- the nozzles are arranged in the nozzle ring line 9 in such a way that they form jets directed towards the passage opening 7.
- the slurrying process is further accelerated when the jets hit the passage opening 7 tangentially and thereby form a vortex in the water bath in the filling funnel 6.
- This nozzle ring line 9 also serves as a support for a stationary screen 14 with a predetermined mesh size, the screen 14 preferably being arched in a sagging manner.
- the nozzle ring 9 can also have a separate suspension for the screen 13.
- An overflow line 15 leads from the shut-off valve 5 of the overflow connection 4 to a water reservoir 16 which is connected to the water pump 13 via a suction line 17.
- a filter element 18 is preferably inserted in the water storage container 16.
- the overflow line 15 is designed like a siphon in such a way that the highest point of the overflow line 15 which determines the water level is aligned with a height above the sieve 14 in the filling funnel 6.
- the water pump 13 has a pneumatic drive 19, which is supplied by a motor-driven compressor 20. This compressor 20 is also connected to a jet nozzle 23 via a shut-off valve 21 and a propellant line 22.
- a blasting agent line 24 coming from the mixing valve 3 of the blasting boiler 1 opens into the blowing agent line 22.
- the compressor 20 is first switched on and thus the propellant line 22 is supplied with air and, by simultaneously driving the water pump 13, the pressure line 12 is supplied with water.
- the shut-off valves 11 and 21 are still closed.
- shut-off valve 11 By opening the shut-off valve 11, water is pumped out of the water storage container 16 and reaches the water inlet connection 10 and thus to the nozzle ring line 9 under pressure. The water exits there in the form of a jet and flows through the passage opening 7 into the jet boiler 1. Blasting agent is then placed on the sieve 14, so that the blasting agent initially falls partly through the action of the water jet through the sieve 14 and is flushed from the flowing water in the filling funnel 6 through the passage opening 7 into the blasting vessel 1. The water level in the jet boiler rises until the water flows into the water reservoir 16 via the siphon-like overflow line 15, whereby the water circuit is closed for the filling process. The overflow line 15 is set so that the water level in the hopper 6 covers the sieve 14.
- blasting agent seeps automatically in the vortex of the water bath in the filling funnel 6 through the sieve 14 onto the bottom of the filling funnel 6 and is washed into the blasting kettle 1 by the flowing water, where it settles on the bottom.
- the filling process is ended when the desired amount of abrasive is in the blasting vessel 1. Then the passage opening 7 is closed with the closing cone 8 and the blasting process can begin.
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Abstract
Verfahren und Vorrichtungen zum Einschlämmen von feuchtem Strahlmittel in einen Strahlkessel der herkömmlichen Art weisen ein schlechtes Einschlämmverhalten auf oder besitzen aufwendige Einrichtungen zur Verbesserung dieses Einschlämmverhaltens. Es wird daher ein neues Verfahren vorgeschlagen, bei dem im Strahlkessel (1) ein Wasserdruck erzeugt wird, der den Wasserspiegel im Einfülltrichter (6) auf einen höchstmöglichen, über dem Sieb (14) befindlichen Füllstand steigen läßt. Die entsprechende Vorrichtung besitzt dazu an der Überlaufleitung (15) entsprechende einstellbare und rückstaubildende Einrichtungen.
Description
iBaBchrp-iVnin
Verfahren und Vorrichtung zum Einschläππnen von feuchtem Strahlmittel in einen Strahlkessel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9.
Derartige Verfahren werden unter Einsatz der entsprechenden Vorrichtungen beim Schlämmstrahlen für die Sanierung von insbesondere Baukörpern aus Stahl, Beton und Mauerwerk angewendet, wobei das Strahlmittel gleichzeitig von Verunreinigungen und Überkorngrößen getrennt wird.
Beim Schlämmstrahlverfahren wird ein Strahlmittel, in erster Linie Sand mit einer vorbestimmten Korngröße, und Wasser in einen fließfähigen Zustand vermischt und in einen Strahlkessel eingeschlämmt. Von hier wird das nasse Strahlmittel unter Druck oder durch die eigene Schwerkraft in eine druckluftführende Treibmittelleitung gegeben und unter Druck zu einer Strahldüse geführt. Dementsprechend bestehen die Einrichtungen zum Sandstrahlen nach dem Schwerkraft- bzw. Druckstrahlverfahren im wesentlichen aus einem trichterförmigen Strahlkessel
und einem, auf den Strahlkessel aufgesetzten Einfülltrichter. Der Einfülltrichter und der Strahlkessel sind über eine relativ kleine Durchtrittsöffnung miteinander verbunden, die während des Strahlprozesses mit einem Dichtkegel verschlossen wird.
Der Einfülltrichter ist mit einem Sieb zur Aussonderung von übergroßen Strahlmittelbestandteilen oder anderen Verunreinigungen und mit einem Düsenkörper für das bei- zugebene Wasser ausgerüstet, wobei das Sieb und der Düsenkörper jeweils einzeln oder als ein gemeinsames Bauteil und das Sieb feststehend oder rüttelfähig ausgeführt sein können.
Der Strahlkessel besitzt eine tiefstliegende Austritts- Öffnung mit einem nachgeschalteten Mischventil. Dieses Mischventil ist mit der zur Strahldüse führenden Treibmittelleitung verbunden.
Zum Mischen von Strahlmittel und Wasser wird zunächst das Strahlmittel auf das Sieb gegeben und hier vom Düsenkörper mit Wasser übersprüht. Dadurch rutscht das angefeuchtete Strahlmittel durch die Durchtrittsöffnung in den Strahlkessel .
Dieses Verfahren arbeitet immer zufriedenstellend bei einem Einfülltrichter mit einem relativ spitzen Boden. Solche Einfülltrichter führen aber wegen des erforderlichen Füllvolumens zu einer sehr großen Bauhöhe der gesamten Strahleinrichtung und werden daher in der Regel wegen der dadurch entstehenden Bedienungsunfreundlichkeit abgelehnt .
Flachbauende Einfülltrichter sind bedienungsfreundlicher, haben aber wegen des relativ flachen Bodens eine unzureichenden Rutschfähigkeit für das Strahlmittel, was den Einschlämmvorgang behindert .
Ein solcher Einfülltrichter mit flachem Boden ist in der DE 44 30 133 AI für einen druckbeaufschlagbaren Strahl- kessel beschrieben. Hierbei ist in dem Einfülltrichter ein feststehendes Sieb mit einer Wasserringleitung als ein Bauteil ausgeführt, wobei die Wasserringleitung zur Einfüllöffnung gerichtete Düsen besitzt.
Solche Mischeinrichtungen besitzen erfahrungsgemäß ein unzureichendes Einschlämmverhalten, da lediglich die äußeren Schichten des trockenen oder nur leicht feuchten Strahlmittels angefeuchtet und eingeschlämmt werden und der trockenbleibende Kern des Strahlmittels klumpig wird und auf dem Sieb liegen bleibt .
Zur Beseitigung dieses Nachteiles sind Rütteleinrichtungen für das Sieb bekannt, die aber wegen der Erhöhung des Kompliziertheitsgrades und damit der Verteuerung der gesamten Strahleinrichtung allgemein abgelehnt werden.
Es besteht daher die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu entwickeln, bei dem das trockene Strahlmittel im Einfülltrichter durchdringend angefeuchtet wird.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale der Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die des Anspruchs 9 gelöst .
Mit der Erfindung wird der entscheidende Nachteil des Standes der Technik insbesondere bei flachen Einfüll- trichtern beseitigt.
Das Anfeuchten des zunächst noch trockenen Strahlmittels wird jetzt nicht mehr durch die Wasserstrahlen, sondern durch den überragenden Wasserstand vorgenommen. Die Wasserstrahlen verteilen und transportieren die Strahlmittelschlämme lediglich durch die kleine Durchtrittsöffnung. Das erfordert nicht mehr so hohe Wasserstrahldrük- ke in der Dusenringleitung und führt obendrein zu einem verbesserten Misch- und Einschlämmverhalten. Dabei macht man sich insbesondere den Effekt zunutze, daß ein Granulat, das im Wasserbad auf einem Sieb liegt, durch dieses bereits ohne zusätzliche Wasser- und/oder Siebbewegung durch das Sieb hindurch rieselt. So ist der Aufwand zur Realisierung des erforderlichen Staudruckes im Strahlkessel äußerst gering. Dieser Staudruck kann aber auch mit sehr geringem Aufwand durch eine Drosselung in der Überlaufleitung erreicht werden, entweder durch eine syphonartige Gestaltung oder/und durch ein in der Offenstellung drosselndes Absperrventil.
Besonders vorteilhaft ist eine Pulsierung des Wasserstandes oder der Wasserzufuhr im Einfülltrichter. Das fördert die Lösung der trockenen Verkrustung des Strahl- mittels und unterstützt wesentlich den Durchsatz des Strahlmittels durch das Sieb..
Zweckmäßige Ausgestaltungen der entsprechenden Vorrichtung zum Einschlämmen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 10 bis 21.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei- spiel näher erläutert werden.
Dazu zeigt die Figur ein Schema einer Strahleinrichtung mit einem drucklosen Strahlkessel.
Diese Strahleinrichtung besteht in der Hauptsache aus einem Strahlkessel 1 in einer trichterförmigen Bauart mit einem untenliegenden Auslaufanschluß 2, dem ein verstellbares Mischventil 3 nachgeordnet ist und einem im oberen Bereich des Strahlkessels 1 liegenden Überlaufanschluß 4 mit einem nachgeordneten Absperrventil 5. Über dem Strahlkessel 1 ist ein Einfülltrichter 6 aufgesetzt und angeflanscht, wobei beide durch eine relativ kleine Durchtrittsöffnung 7 miteinander verbunden sind und diese Durchtrittsöffnung 7 durch einen Schließkegel 8 verschließbar ausgeführt ist. Im Einfülltrichter 6 ist eine Dusenringleitung 9 eingesetzt, die über einen Wasserzulaufanschluß 10, einem Absperrventil 11 und einer Druckleitung 12 Verbindung zu einer Wasserpumpe 13 hat. Dabei sind die Düsen, vorzugsweise drei an der Zahl, in der Dusenringleitung 9 so angeordnet, daß sie auf die Durchtrittsöffnung 7 gerichtete Strahlen ausbilden. Der Einschlämmprozeß wird weiter beschleunigt, wenn die Strahlen tangential auf die Durchtrittsöffnung 7 treffen und dadurch im Einfülltrichter 6 einen Wirbel im Wasserbad ausbilden.
Diese Dusenringleitung 9 dient gleichzeitig als Auflage für ein stationäres Sieb 14 mit einer vorbestimmten Maschenweite, wobei das Sieb 14 vorzugsweise in durchhängender Weise gewölbt ausgeführt ist. Alternativ zum
Düsenring 9 kann das Sieb 13 aber auch eine separate Aufhängung besitzen.
Vom Absperrventil 5 des Überlaufanschlusses 4 führt eine Überlaufleitung 15 zu einem Wasservorratsbehälter 16, der über eine Saugleitung 17 an die Wasserpumpe 13 angeschlossen ist. In dem Wasservorratsbehälter 16 ist vorzugsweise ein Filterelement 18 eingesetzt. Die Überlaufleitung 15 ist siphonartig in der Form ausgebildet, daß der höchste, den Wasserspiegel bestimmende Punkt der Überlaufleitung 15 auf eine Höhe oberhalb des Siebes 14 im Einfülltrichter 6 ausgerichtet ist. Die Wasserpumpe 13 besitzt einen pneumatischen Antrieb 19, der von einem motorbetriebenen Kompressor 20 versorgt wird. Dieser Kompressor 20 ist gleichfalls über ein Absperrventil 21 und eine Treibmittelleitung 22 mit einer Strahldüse 23 verbunden ist. In die Treibmitteleitung 22 mündet eine vom Mischventil 3 des Strahlkessels 1 kommende Strahlmittelleitung 24 ein.
Zur Inbetriebnahme der Strahleinrichtung wird zunächst der Kompressor 20 eingeschaltet und damit die Treibmittelleitung 22 mit Luft und durch den gleichzeitigen Antrieb der Wasserpumpe 13 die Druckleitung 12 mit Wasser versorgt. Dabei sind die Absperrventile 11 und 21 noch geschlossen.
Durch Öffnen des Absperrventiles 11 wird Wasser aus dem Wasservorratsbehälter 16 gepumpt und gelangt unter Druck zum Wasserzulaufanschluß 10 und damit zur Dusenringleitung 9. Dort tritt das Wasser strahlenförmig aus und fließt durch die Durchtrittsöffnung 7 in den Strahlkessel 1.
Anschließend wird Strahlmittel auf das Sieb 14 gegeben, so daß das Strahlmittel zunächst teils selbständig, teils durch die Einwirkung des Wasserstrahles durch das Sieb 14 fällt und von dem fließenden Wasser im Einfülltrichter 6 durch die Durchtrittsöffnung 7 in den Strahl- kessel 1 gespült wird. Der Wasserstand im Strahlkessel steigt, bis das Wasser über die siphonartig angeordnete Überlaufleitung 15 in den Wasservorratsbehälter 16 fließt, womit der Wasserkreislauf für den Befüllvorgang geschlossen ist. Die Überlaufleitung 15 ist so eingestellt, daß der Wasserspiegel im Einfülltrichter 6 das Sieb 14 bedeckt.
Nunmehr sickert das Strahlmittel selbständig im Wirbel des Wasserbades im Einfülltrichter 6 durch das Sieb 14 auf den Boden des Einfülltrichters 6 und wird von dort durch das fließende Wasser in den Strahlkessel 1 eingespült, wo es sich am Boden absetzt.
Der Befüllvorgang wird beendet, wenn sich die gewünschte Menge Strahlmittel im Strahlkessel 1 befindet. Danach wird die Durchtrittsöffnung 7 mit dem Schließkegel 8 verschlossen und der StrahlVorgang kann beginnen.
Das in den Vorratsbehälter 16 eingelassene Wasser wird über den Filter 18 von Restbestandteilen des Strahlmittels befreit und über die Saugleitung 17 und der Druckleitung 12 wieder der Dusenringleitung 9 zugeführt.
Aufstellung der Bezugszeichen
1 Strahlkessel
2 Auslaufanschluß
3 Mischventil
4 Überlaufanschluß
5 Absperrventil
6 Einfülltrichter
7 Durchtrittsöffnung
8 Schließkegel
9 Dusenringleitung
10 Wasserzulaufanschluß
11 Absperrventil
12 Druckleitung
13 Wasserpumpe
14 Sieb
15 Überlaufleitung
16 Wasservorratsbehälter
17 Saugleitung
18 Filterelement
19 Verstelleinheit
20 Kompressor
21 Absperrventil
22 Treibmittelleitung
23 Strahldüse
24 Strahlmittelleitung
Claims
1. Verfahren zum Einschlämmen von feuchtem Strahlmittel in einen Strahlkessel, bei dem das Strahlmittel, insbesondere Sand, auf ein in einen Einfülltrichter befindliches Sieb gegeben und von den Strahlen einer Dusenringleitung erfaßt und in eine zum Strahlkessel führenden Durchtrittsöffnung eingeschwämmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlkessel (1) ein Wasserdruck erzeugt wird, der den Wasserspiegel im Einfülltrichter (6) auf einen höchstmöglichen, über dem Sieb (14) befindlichen Füllstand steigen läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdruck im Strahl- kessel (1) durch den sich am Überlaufanschluß (4) einstellenden Staudruck des abfließenden Wassers erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruck am Überlaufanschluß (4) durch ein drosselndes Absperrventil (5) erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 , . dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruck am Überlaufanschluß (4) durch eine syphonartige Ausbildung der Überlaufleitung (15) erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulsierender Wasserdruck im Einfülltrichter (6) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der pulsierende Wasserdruck von einer Wasserpumpe (13) erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch tangential auf den Rand der Durchtrittsöffnung (7) gerichtete Wasserstrahlen der Dusenringleitung (9) ein Wirbel im Wasserbad des Einfülltrichters (6) erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Überlaufanschluß (4) fließende Wasser in einen Wasservorratsbehälter (16) rückgeführt und von der Wasserpumpe (13) von dort angesaugt und über die Druckleitung (12) wieder zum Einfülltrichter (6) gefördert wird.
9. Vorrichtung zum Einschlämmen von Strahlmittel in einen Strahlkessel, bestehend
- aus dem trichterförmigen und geschlossenen Strahlkessel mit einem tiefliegenden, zur Treibmittelleitung führenden Ablaufanschluß und einem höherliegenden Überlaufanschluß und
- einem aufgesetzten und offenen Einfülltrichter mit einem Sieb und einer wasserführenden Dusenringleitung,
- wobei der Strahlkessel und der Einfülltrichter über eine relativ kleine und verschließbare Durchtritts- Öffnung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufleitung (15) einstellbare und rückstaubildende Einrichtungen besitzt, die den Wasserspiegel bis zu einem höchstmöglichen Füllstand im Einfülltrichter (6) oberhalb des Siebes (14) anheben.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufleitung (15) sy- phonartig ausgebildet ist und einen oberen Wasserspiegel besitzt, der zum höchstmöglichen Füllstand im Einfülltrichter (6) ausgerichtet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß' in der Überlaufleitung (15) ein in der Offenstellung drosselndes Absperrventil (5) angeordnet ist .
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß in der Überlaufleitung (15) ein drosselndes Absperrventil (5) angeordnet und die Überlaufleitung (15) syphonartig ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufleitung (15) mit einem Wasservorratsbehälter (16) verbunden ist, der mit einem Filterelement (18) ausgerüstet ist und über eine Saugleitung (17) mit einer Wasserpumpe (13) in Verbindung steht .
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) im Einfülltrichter (6) möglichst tief unter dem höchstmöglichen Füllstand eingesetzt ist.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) durchhängend gewölbt ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) auf die Dusenringleitung (9) aufliegend ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) in gleicher Höhe mit der Dusenringleitung (9) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) und die Dusenringleitung (9) als ein Bauteil ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in der Dusenringleitung (9) tangential in gleicher Drehrichtung auf den Rand der Durchtrittsöffnung (7) gerichtet sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in der Dusenringleitung (9) zentrisch auf die Durchtrittsöffnung (7) gerichtet sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in dem Einfülltrichter (6) einzeln oder im Verbund von unten durch den Boden des Einfülltriehters mit der Druckleitung (12) verbunden sind.
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