WO2000036898A2 - Stromwandlerdüse zum aufreissen eines betongemisch-dichtstromes - Google Patents

Stromwandlerdüse zum aufreissen eines betongemisch-dichtstromes Download PDF

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    • B28C5/02—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions without using driven mechanical means effecting the mixing
    • B28C5/026—Mixing guns or nozzles; Injector mixers
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    • E04G2021/049—Devices for both conveying and distributing concrete mixing nozzles specially adapted for conveying devices

Definitions

  • the present invention relates to a current transformer nozzle for tearing open a mixed concrete stream according to the preamble of claim 1.
  • the concrete mixture is fed as a dense flow to a connection coaxial with the pipe socket axis of the current transformer nozzle.
  • the pipe socket Merging with at least one radial alignment component, the pipe socket comprises at least one tear medium line, which is therefore perpendicular to the pipe socket axis or additionally with a
  • Alignment component is arranged in the flow direction of the concrete mixture on the pipe socket.
  • several injection openings open into the flow space of the dense concrete mixture. Through these injection openings, which are inclined at least in the direction of flow of the concrete mixture, if not even axially parallel, into the dense stream, and which communicate with the tear medium supply line, the dense stream is injected with the tear medium under pressure.
  • the tear medium distribution from the at least one tear medium line to the injection openings mentioned is usually carried out by means of a distribution chamber integrated in the pipe socket and rotating coaxially with the transducer axis.
  • a pipe socket-shaped nozzle insert is detachably coupled to the pipe socket.
  • the inflowing dense-stream concrete mixture is torn open by the tear medium under pressure in the pipe socket and sprayed out through the nozzle insert. It is known to use air as the tearing medium, optionally with the addition of auxiliaries, in particular quick binders.
  • the pipe socket with tear-off medium line, distribution chamber to the injection openings and these openings themselves are usually made of metal in several parts, while, as a wearing part, the nozzle insert is also made of metal or partially or is made entirely of an at least partially cross-linked polymer.
  • This known current transformer nozzle has the disadvantages that the injection openings for the tear-open medium on the pipe connection, which is relatively expensive in terms of production technology, with a connection on the one hand for the dense-current concrete mixture supply and, on the other hand, for the tear-off medium, are exposed to the highly abrasive effect of the concrete mixture, in particular its opening area in the Flow room.
  • the pipe socket mentioned must therefore be replaced and overhauled after relatively short operating times.
  • the dismantling of the pipe socket from the dense-current concrete mixture supply line is relatively complex, as is the subsequent cleaning and overhaul of the pipe socket mentioned with the concrete-glued injection openings and possibly individual parts.
  • the manufacturing outlay for the pipe socket is reduced in that the injection openings can be easily machined into the wall of the nozzle insert.
  • the current transformer nozzle according to the invention thus ensures that if the erosion of the
  • the nozzle insert can be replaced. Furthermore, due to the fact that the tear medium distribution and injection is largely carried out with the nozzle insert, the weight of the pipe socket is significantly reduced. Different needs with regard to the injection conditions can be taken into account by quickly and easily changing the nozzle insert.
  • At least one annular chamber which runs coaxially with the pipe socket axis is provided for the tear medium distribution from the tear medium line and which is incorporated in the wall of the pipe socket or on the inner wall of the pipe socket and / or on the outer wall of the nozzle insert.
  • This annular chamber communicates both with the injection openings in the nozzle insert wall and with the at least one tear-off medium line.
  • the nozzle insert be at least largely made of an at least partially cross-linked polymer.
  • FIG. 1 schematically, a partial cross section through a current transformer nozzle according to the invention
  • FIG. 2 shows a detail from the current transformer nozzle, in a representation analogous to FIG. 1, in a further embodiment.
  • a current transformer nozzle 1 according to the invention comprises a pipe socket 3, usually made of metal. At one end of the pipe socket 3, a connection arrangement 5 is provided for the dense-stream concrete mixture feed line (not shown). At least one opens at the pipe socket 3, e.g. two tear-off medium lines 7. As shown, they are directed radially with respect to the transducer axis A, or, if appropriate, inclined with a directional component in the direction of flow F of the dense concrete mixture.
  • the tear-off medium lines 7 open into a distribution chamber 9 which is machined, for example, into the inner wall of the pipe socket 3 and extends coaxially to the axis A.
  • a pipe socket-shaped nozzle insert 11 is detachable and anchored in a sealing manner against the inner wall of the pipe socket 3, for example (not shown) by means of a bayonet or a thread lock.
  • the nozzle insert 11 protrudes from the end 13 of the pipe socket 3 opposite the connection arrangement 5 to beyond the part of the pipe socket 3, whereupon the distribution chamber 9 or the tear-off medium lines 7 are arranged.
  • the nozzle insert 11 preferably protrudes on the end face except for an axial stop surface 15 on the pipe socket 3.
  • continuous injection openings or bores 17 are machined, at least with an axially parallel alignment component, as shown, inclined in the flow direction F of the concrete mixture.
  • the openings 17 communicate with the one or more tear medium lines 7 via the distribution chamber 9.
  • the distribution chamber can also be incorporated into the outer wall of the nozzle insert 11 or, combined, can be realized by mutually aligned recesses both on the inner wall of the pipe socket 3 and on the outer wall of the nozzle insert 11. Furthermore, viewed in the axial direction, a plurality of rings R of openings 17, axially staggered, can be provided, with corresponding shaping of one or more distribution chambers 9 or 9a and, if appropriate, provision of a corresponding number of tear-off medium lines 7.
  • the nozzle insert 11 as a wearing part, at least for the most part made of an at least partially cross-linked polymer, preferably of polyurethane, it being possible for parts which are particularly highly stressed, such as bayonet lock parts or threaded parts or also the openings 17, to be metal-reinforced, the latter for example (not shown) through pressed-in metal sleeves.
  • the openings 17 are eroded inadmissibly, together with the erosion of the inner wall of the nozzle insert 11, the latter, as a relatively inexpensive part, can be exchanged very simply.
  • the production of the injection openings 17 in the nozzle insert 11 is problem-free, as is one incorporated on the outer wall of the nozzle insert 11. ter distribution chamber indentation 9a. Because the arrangement of injection openings 17 is no longer provided on the pipe socket 3 itself, its manufacturing costs are also significantly reduced, as is its weight.
  • the junction zones of the openings 17 which are exposed to the flow of the concrete mixture are particularly exposed to high erosion. Therefore, as is readily apparent from FIG. 2, it is entirely possible to provide only the mouth parts of the holes in the nozzle insert 11 which are directly exposed to the concrete flow mentioned, but the parts which are not exposed to this abrasion, however, continue to be provided on the pipe socket 3.
  • the pipe socket 3 comprises a plurality of pipe parts that are coaxial with the axis A, for example by pressing.
  • a first pipe part 3a defines, in the pipe socket 3, the distribution chamber 9b, closed radially on the inside by a further pipe part 3b with sections 17a on the distribution chamber side of the bores leading to the injection openings 17. Only the end sections 17b of these bores are worked into the nozzle insert 11a.

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Abstract

Eine Stromwandlerdüse (1) zum Aufreissen eines Betongemisch-Dichtstromes umfasst einen Rohrstutzen (3), woran eine Zuführleitung für den Dichtstrom von Betonmischung zugeführt wird. Über Aufreissmediumsleitungen (7), eine Verteilkammer (9) im Rohrstutzen (3) sowie in Flussrichtung (F) des Dichtstromes geneigte Einspritzöffnungen (17) in einem Düseneinsatz (11) wird das Aufreissmedium in den Dichtstrom eingespritzt.

Description

Stromwandlerdüse zum Aufreissen eines Betongemisch-Dichtstromes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromwandlerdüse zum Aufreissen eines Betongemischstromes nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei herkömmlichen Stromwandlerdüsen dieser Art wird das Betongemisch als Dichtstrom einem zur Rohrstutzenachse der Stromwandlerdüse koaxialen Anschluss zugespiesen. Mit mindestens einer radialen Ausrichtungskomponente einmündend, umfasst der Rohrstutzen mindestens eine Aufreissmediumsleitung, welche mit- hin senkrecht zur Rohrstutzenachse oder zusätzlich mit einer
Ausrichtungskomponente in Fliessrichtung des Betongemisches am Rohrstutzen angeordnet ist. Innerhalb und am oft mehrteiligen Rohrstutzen münden mehrere Einspritzδffnungen in den Fliessraum des Dichtstrom-Betongemisches ein. Durch diese Einspritzδffnun- gen, welche mindestens in Fliessrichtung des Betongemisches geneigt sind, wenn nicht gar achsparallel in den Dichtstrom einmünden, und die mit der Aufreissmedium-Zuführleitung kommunizieren, wird dem Dichtstrom das Aufreissmedium unter Druck eingespritzt. Die Aufreissmediumsverteilung von der mindestens ei- nen Aufreissmediumsleitung zu den erwähnten Einspritzδffnungen erfolgt üblicherweise mittels einer im Rohrstutzen integrierten, zur Wandlerachse koaxial umlaufenden Verteilkammer. Mit dem Rohrstutzen wird, lösbar, ein ebenfalls rohrstutzenförmiger Düseneinsatz gekoppelt. Das einfliessende Dichtstrom- Betongemisch wird durch das Aufreissmedium unter Druck im Rohr- stutzen aufgerissen und durch den Düseneinsatz ausgespritzt. Dabei ist es bekannt, als Aufreissmedium Luft, gegebenenfalls unter Zugabe von Hilfsstoffen, insbesondere von Schnellbinder, einzusetzen.
Der Rohrstutzen mit Aufreissmediumsleitung, Verteilkammer zu den Einspritzδffnungen sowie diesen Öffnungen selber wird üblicherweise mehrteilig metallgefertigt, während, als Verschleiss- teil, der Düseneinsatz ebenfalls aus Metall oder teilweise oder ganz aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer gefertigt ist.
Diese bekannte Stromwandlerdüse hat die Nachteile, dass die Einspritzδffnungen für das Aufreissmedium am fertigungstech- nisch relativ teuren Rohrstutzen mit Anschluss einerseits für die Dichtstrom-Betongemisch-Zuführung, anderseits für das Aufreissmedium, der höchst abrasiven Wirkung des Betongemisches ausgesetzt sind, insbesondere ihr Einmündungsbereich in den Fliessraum. Damit muss der erwähnte Rohrstutzen nach relativ kurzen Betriebszeiten ausgewechselt und überholt werden. Dabei ist die Demontage des Rohrstutzens von der Dichtstrom- Betonmischung-Zuführleitung relativ aufwendig, ebenso die nachmalige Reinigung und Überholung des erwähnten Rohrstutzens mit den betonverklebten Einspritzδffnungen und gegebenenfalls Einzelteilen. Um dabei nicht zu lange Betriebsunterbrüche in Kauf nehmen zu müssen, ist es notwendig, am Einsatzort zwei, wenn nicht mehrere Stromwandlerdüsen mit der entsprechenden Anzahl Rohrstutzen bereitzuhalten. Je nach dem, welche Art Betonmischung aufgerissen werden soll, wie und gegebenenfalls welche Hilfsstoffe zugesetzt werden sollen, kann es auch notwendig sein, unterschiedlich grosse bzw. eine unterschiedliche Anzahl von Einspritzδffnungen vorzusehen. Auch die Ausschδpfung dieser Möglichkeit erfordert die Lagerhaltung mehrerer ganzer Stromwandlerdüsen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von einer Stromwandlerdüse eingangs genannter Art, diese Nachteile zu beheben. Dies wird dadurch erreicht, dass mindestens die Ausmündungen der Einspritzδffnungen in der Düseneinsatzwandung angebracht sind. Damit werden erfindungsgemäss die Einspritzöffnun- gen, insbesondere ihre verschleissausgesetzten Ausmündungsbereiche, welche vormals am Rohrstutzen selber vorgesehen waren, an den Düseneinsatz verlegt. Dieser, an sich bereits als Ver- schleissteil ausgebildet, ist wesentlich kostengünstiger in der Fertigung als der Rohrstutzen, womit nicht letzterer, sondern der erwähnte Düseneinsatz mit den besonders verschleissausge- setzten Einspritzδffnungseinmündungen ausgewechselt werden kann.
Zudem reduziert sich erfindungsgemäss der Fertigungsaufwand für den Rohrstutzen, indem die Einspritzöffnungen fertigungstechnisch einfach in die Wandung des Düseneinsatzes eingearbeitet werden können.
Mit der erfindungsgemässen Stromwandlerdüse wird mithin sicher- gestellt, dass bei unzulässig fortschreitender Erosion des
Fliesskanals in der Stromwandlerduse und insbesondere der Ausmündungsbereiche der Einspritzδffnungen mit nur sehr kurzem Betriebsunterbruch, einfach, der Düseneinsatz ausgewechselt werden kann. Im weiteren ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass die Aufreissmediumsverteilung und -einspritzung massgeblich mit dem Düseneinsatz vorgenommen wird, eine gewichtsmässig wesentlich reduzierte Konstruktion des Rohrstutzens. Unterschiedlichen Bedürfnissen bezüglich der Einspritzverhältnisse kann durch schnelles, einfaches Auswechseln des Düseneinsatzes Rech- nung getragen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Stromwandlerdüse ist mindestens eine koaxial zur Rohrstutzenachse umlaufende Ringkammer für die Aufreissmediumsverteilung ab der Aufreissmediumsleitung vorgesehen, welche in der Wand des Rohrstutzens oder an der Innenwand des Rohrstutzens und/oder an der Aussenwand des Düseneinsatzes eingearbeitet ist. Diese Ringkammer kommuniziert sowohl mit den Einspritzδff- nungen in der Düseneinsatzwandung wie auch mit der mindestens einen Aufreissmediumsleitung.
Als eigentlicher Verschleissteil wird in bevorzugter Art und Weise vorgeschlagen, dass der Düseneinsatz mindestens weitest- gehend aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer be- steht, vorzugsweise aus Polyurethan, wobei selbstverständlich Kopplungsteile zum Anschluss an den Rohrstutzen, wie beispielsweise Bajonettverschluss- oder Gewindepartien und/oder der Dü- senauslassbereich und/oder die erwähnten Einspritzδffnungen, durch entsprechende Metalleinlagen, wie Metallhülsen in den erwähnten Öffnungen, verstärkt sein können.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand zweier Figuren erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 schematisch, einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Stromwandlerdüse;
Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Stromwandlerdüse, in Darstellung analog zu Fig. 1, in einer weiteren Ausführungs- form.
Gemäss Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemässe Stromwandlerdüse 1 einen Rohrstutzen 3, üblicherweise aus Metall gefertigt. Am einen Ende des Rohrstutzens 3 ist eine Anschlussanordnung 5 für die (nicht dargestellte) Dichtstrom-Betongemisch-Zuführleitung vorgesehen. An den Rohrstutzen 3 mündet mindestens eine, münden wie dargestellt z.B. zwei Aufreissmediumsleitungen 7. Sie sind, wie dargestellt, bezüglich der Wandlerachse A radial gerichtet, oder aber gegebenenfalls geneigt mit einer Richtungskomponente in Flussrichtung F des Dichtstrom-Betongemisches.
Die Aufreissmediumsleitungen 7 münden gemäss Fig. 1 in eine z.B. in die Innenwand des Rohrstutzens 3 eingearbeitete, koa- xial zur Achse A umlaufende Verteilkammer 9 ein. Im Innenraum des Rohrstutzens 3 ist ein rohrstutzenförmiger Düseneinsatz 11 lösbar und gegen die Innenwand des Rohrstutzens 3 dichtend verankert, wie beispielsweise (nicht dargestellt) mittels eines Bajonett- oder eines Gewindeverschlusses. Der Düseneinsatz 11 ragt von dem der Anschlussanordnung 5 entgegengesetzten Ende 13 des Rohrstutzens 3 aus bis über die Partie des Rohrstutzens 3 hinaus, woran Verteilkammer 9 bzw. die Aufreissmediumsleitungen 7 angeordnet sind. Wie dargestellt, ragt der Düseneinsatz 11 bevorzugt stirnseitig bis auf eine axiale Anschlagfläche 15 am Rohrstutzen 3. In die Wandung des Düseneinsatzes 11 sind durchgehende Einspritzöffnungen bzw. -bohrungen 17 eingearbeitet, mindestens mit einer achsparallelen Ausrichtungskomponente, wie dargestellt in Strömungsrichtung F des Betongemisches geneigt . Die Öffnungen 17 kommunizieren bei mit dem Rohrstutzen 3 fest gekoppeltem Düseneinsatz 11 über die Verteilkammer 9 mit der einen oder den mehreren Aufreissmediumsleitungen 7.
Wie gestrichelt bei 9a dargestellt, kann dabei die Verteilkammer durchaus auch in die Aussenwandung des Düseneinsatzes 11 eingearbeitet sein oder, kombiniert, durch aufeinander ausgerichtete Einformungen sowohl an der Innenwand des Rohrstutzens 3 wie auch an der Aussenwand des Düseneinsatzes 11 realisiert sein. Im weiteren können, in axialer Richtung betrachtet, mehrere Ringe R von Öffnungen 17, axial gestaffelt, vorgesehen sein, mit entsprechender Ausformung einer oder mehrerer Verteilkammern 9 bzw. 9a und gegebenenfalls Vorsehen einer entsprechenden Zahl von Aufreissmediumsleitungen 7. In bevorzugter Ausführungsform wird der Düseneinsatz 11, als Verschleissteil, mindestens zum überwiegenden Teil aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer, vorzugsweise aus Polyurethan, gefertigt, wobei durchaus besonders hoch beanspruchte Partien, wie Bajonettverschlusspartien oder Gewindepartien oder auch die Öffnun- gen 17, metallverstärkt sein können, letztere beispielsweise (nicht dargestellt) durch eingepresste Metallhülsen.
Sind aufgrund der extrem abrasiven Wirkung der Betonmischung, beginnend am Ausmündungsbereich, die Öffnungen 17 unzulässig auserodiert, gemeinsam mit der Erosion der Innenwandung des Dü- seneinsatzes 11, so kann letzterer, als relativ kostengünstiger Teil, höchst einfach ausgewechselt werden. Die Fertigung der Einspritzöffnungen 17 in den Düseneinsatz 11 ist problemlos, ebenso eine an der Aussenwand des Düseneinsatzes 11 eingearbei- tete Verteilkammer-Einformung 9a. Weil die Anordnung von Einspritzδffnungen 17 nun nicht mehr am Rohrstutzen 3 selber vorgesehen ist, reduzieren sich auch dessen Fertigungskosten namhaft, ebenso wie sein Gewicht.
Wie erwähnt wurde, sind vor allem die der Betongemischstromung ausgesetzten Einmündungszonen der Öffnungen 17 hoher Erosion ausgesetzt. Deshalb ist es, wie aus Fig. 2 ohne weiteres ersichtlich wird, durchaus möglich, lediglich die der erwähnten Betonstrδmung unmittelbar ausgesetzten Ausmündungspartien der zu den Öffnungen 17 führenden Bohrungen am Düseneinsatz 11 selber vorzusehen, die dieser Abrasion nicht ausgesetzten Partien jedoch weiterhin am Rohrstutzen 3. Eine solche Ausführungsform zeigt, wie erwähnt, Fig. 2. Hier umfasst der Rohrstutzen 3 mehrere, beispielsweise durch Pressung vereinte, zur Achse A koa- xiale Rohrteile. Ein erster Rohrteil 3a definiert, im Rohrstutzen 3, die Verteilkammer 9b, radial innenliegend abgeschlossen durch einen weiteren Rohrteil 3b mit verteilkammerseitigen Abschnitten 17a der zu den Eindüsδffnungen 17 führenden Bohrungen. Erst die Endabschnitte 17b dieser Bohrungen sind in den Düseneinsatz 11a eingearbeitet.
Mit der erfindungsgemässen Stromwandlerdüse wird nun weiter erreicht, dass mit nur sehr kurzen Arbeitsunterbrechungen alle dem abrasiven Verschleiss der Betonmischung besonders ausgesetzten Partien mit wenigen Handgriffen und höchst flexibel ausgewechselt werden können.

Claims

Patentansprüche:
1. Stromwandlerdüse zum Aufreissen eines Dichtstrom-Betongemisch-Stromes, umfassend:
- einen Rohrstutzen mit zur Rohrstutzenachse koaxialem An- schluss für eine Dichtstrom-Betongemischleitung sowie mindestens einer bezüglich der Rohrstutzenachse mindestens mit einer radialen Komponente in den Rohrstutzen einmündenden Aufreissmediumsleitung,
- einen an den Rohrstutzen koppelbaren, rohrstutzenfδrmigen Dü- seneinsatz,
- mehrere einerseits mit der mindestens einen Aufreissmediumsleitung, anderseits mit dem Rohrstutzeninnenraum kommunizierende Einspritzδffnungen mit einer achsparallelen Ausrichtungskomponente,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Ausmündungen der Einspritzδffnungen in der Düseneinsatzwandung vorgesehen sind.
2. Stromwandlerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung oder an der Innenwand des Rohrstutzens und/oder an der Aussenwand des Düseneinsatzstutzens mindestens eine koaxial zur Rohrstutzenachse umlaufende Einformung als
Ringkammer vorgesehen ist, welche sowohl mit den Einspritzöffnungen wie auch mit der mindestens einen Aufreissmediumsleitung kommuniziert .
3. Stromwandlerduse nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekenn- zeichnet, dass der Düseneinlassstutzen mindestens weitestgehend aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer besteht, vorzugsweise aus Polyurethan.
4. Verwendung der Stromwandlerdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum gleichzeitigen Aufreissen des Dichtstromes und zur Zugabe mindestens einer Hilfssubstanz, vorzugsweise eines Schnellbinders .
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