CH625715A5

CH625715A5 -

Info

Publication number: CH625715A5
Application number: CH1298977A
Authority: CH
Inventors: Bertil Sandell
Original assignee: Bertil Sandell
Priority date: 1976-10-26
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1981-10-15
Also published as: NO148875C; SE411724B; NO773643L; FI62636C; GB1589169A; AT363667B; BR7707120A; DE2747247A1; SE7611844L; DK472677A; FI62636B; FR2369014B1; US4225086A; FI773171A; ATA762677A; JPS5354830A; FR2369014A1; ZA776296B; NO148875B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermischen mehrerer Luft-Materialströme einschliesslich dem Zuführen eines Materials in einem ersten Luft-Materialstrom zu einer Spritzdüse, wo er mit mindestens einem zweiten Luft-Materialstrom gemischt wird, insbesondere bei der Herstellung von faserverstärktem Spritzbeton.

Faserverstärkte Spritzbetonaufbauten zeigen ausserge-wöhnliche physikalische Eigenschaften, wie z.B. eine hohe Stossfestigkeit und günstige Verformungseigenschaften. Bei der Herstellung des faserverstärkten Spritzbetons wird eine Mischung aus Sand und Zement einem Luftstrom beigemischt, der zu einer Spritzdüse strömt, wo die Mischung mit einem, zerkleinerte und zur Verstärkung dienende Fasern enthaltenden Lufstrom und mit Wasser vermengt wird. Die Betonkonstruktion wird dann im Spritzverfahren mit der so erhaltenen Mischung hergestellt.

Ein Problem beim Spritzbetonieren ist darin zu sehen, dass beim Einspritzen in die Bettung eine beträchtliche Menge an Fasern und Zement vergeudet wird, da einmal das Material zurückspritzt, wenn es in der Bettung aufschlägt, und zum anderen, Material aus dem Materialstrom ausgeschieden wird. Dieser Verlust hängt zum Teil von der dem Materialstrom zugegebenen Luft ab. Darüberhinaus wird eine ziemlich grosse Staubmenge an die umgebende Luft abgegeben, was gesundheitliche Gefahren für die Personen in sich birgt, die mit dem Spritzbetonieren beschäftigt sind.

Es ist daher aus wirtschaftlichen und gesundheitlichen Gründen wünschenswert, eine Verminderung der erwähnten Materialverluste sowie der Staubbildung beim Spritzbetonieren

40 zu erzielen, indem in der Spritzdüse für eine sehr wirksame Mischung der Materialströme gesorgt wird. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in einer Mischkammer in der Spritzdüse der erste Luft-Materialstrom axial und im wesentlichen zentrisch in den zweiten Luft-Materialstrom einge-45 leitet wird, und dass der erste Luft-Materialstrom in der Mischkammer expandiert, während der zweite Luft-Material-strom allmählich komprimiert wird, indem der erste Luft-Ma-terialstrom eine Saugstrahlwirkung auf den zweiten Luft-Mate-rialstrom ausübt.

50 Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform durchlaufen der erste und/oder zweite Luft-Materialstrom je einen gekrümmten Abschnitt einer Rohrleitung, bevor sie in die Spritzdüse eintreten. Hierdurch wird das Material durch die Zentrifugalkraft in eine äussere Kurvenbahn der Krümmung 55 gedrückt, wobei der auf diese Weise komprimierte Materialstrom in die Spritzdüse über einen Rohrstutzen eingeführt wird, der an dem Teil der Rohrleitung angeordnet ist, der sich an die äussere Kurvenbahn der Krümmung anschliesst. Luft und leichtere Partikel, wie z.B. Staub, können dann durch eine 60 Auslassöffnung an der inneren Kurvenbahn der Krümmung austreten.

Durch ein solches Ablassen der überschüssigen Luft und des Staubes der Materialströme kann die Spritzdüse näher an die Bettung herangeführt werden, als es bisher der Fall ist, und 65 es kann eine dickere Betonschicht leichter gebildet werden, da das Material nicht so leicht von der Bettung zurückspritzt.

Um die Materialverluste beim Spritzen noch weiter zu vermindern, kann das Material in einem der Ströme, Vorzugs

weise die Fasern, also der zweite Luft-Materialstrom, zumindest während eines Teils des Durchgangs durch seine Rohrleitung elektrostatisch aufgeladen werden. Dadurch wird eine Anziehungskraft zwischen den Fasern und dem Betonmaterial in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen den Materialien aufgebaut.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei mit strichpunktierten Linien eine Einrichtung zum Aufladen des Materials in einem der Materialströme angedeutet ist.

In Fig. 1 ist eine Spritzdüse 10 gezeigt, die auf dem hier in Frage kommenden Fachgebiet hinreichend bekannt ist. Eine Mischung aus Bindemittel, z.B. Zement, Kalk, Mörtel od.dgl., und Ballast, wie z.B. Sand, wird in einem ersten Luft-Mate-rialstrom 25 durch eine erste Rohrleitung 11 eingeführt. Eine dritte Rohrleitung 12 wird zur Zugabe von Wasser und, wenn gewünscht, Additiven, z.B. Akzeleratormittel und/oder Mittel zum Absetzen des Staubs, verwendet. Diese Mittel werden über mehrere radiale Öffnungen 13 in einer Ringkammer in die Spritzdüse 10 eingeführt.

Zerkleinertes Verstärkungsmaterial wird in eine zweite Rohrleitung 15 eingegeben, an die eine nichtgezeigte Druckluftquelle angeschlossen ist. Das zerkleinerte Verstärkungsmaterial wird durch die Saugstrahlwirkung in die Mischkammer 18 eingesaugt und mit dem Luftstrom in die Spritzdüse 10 gebracht.

Die erste Rohrleitung 11 ist unmittelbar vor dem Einlass in die Rohrleitung 15 gekrümmt, so dass das feste Material durch die Zentrifugalkraft in die äussere Kurvenbahn des gebogenen Abschnittes 23 der Rohrleitung 11 gedrückt wird. Am denjenigen Teil der Rohrleitung 11, der der äusseren Kurvenbahn des gekrümmten Abschnittes 23 am nächsten liegt, ist ein Rohrstutzen 16 angeschlossen, durch den das komprimierte Material in die Mischkammer 18 eingeführt wird. Eine Drosselung des Luft-Materialstroms wird am Eingang in den Rohrstutzen 16 bewirkt, so dass die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Der Rohrstutzen 16 ist vorzugsweise in Richtung auf bzw. von der Spritzdüse 10 weg verschiebbar. Luft und gewisse andere Partikel wie Staub, werden nicht in demselben Masse in die äussere Kurvenbahn des Abschnitts 23 gedrängt. Vielmehr wird ein grosser Teil der Luft durch einen Auslass 17 austreten, der an demjenigen Teil der Rohrleitung 11 angeordnet ist, der der inneren Kurvenbahn des Abschnitts 23 am nächsten liegt.

Der Rohrstutzen 16 erstreckt sich zu einer Mischkammer 18 in der Spritzdüse 10 und liegt in der Längsachse der Rohrleitung 15. Die Mischkammer 18 verjüngt sich in Strömungs625 715

richtung. Der Querschnitt des Rohrstutzens 16 ist wesentlich kleiner als der der Rohrleitung 15, und der erste Luft-Materialstrom im Rohrstutzen 16 wird in der Mischkammer 18 expandieren, wohingegen der das Fasermaterial enthaltende zweite Luft-Materialstrom 26 komprimiert werden wird. Auf diese Weise wird eine sehr wirksame Mischung der zwei Materialströme 25, 26 erhalten. Ein Unterdruck wird fernerhin in der Rohrleitung 15 durch die Saugstrahlwirkung erzielt, die durch den aus dem Rohrstutzen 16 austretenden ersten Luft-Materialstrom verursacht wird.

Das Wasser wird über die dritte Leitung 12 und mehrere radiale Öffnungen 13 einer Ringkammer 14 zugeführt, die stromabwärts von der Mischkammer 18 vorhanden ist und an die ein Düsenrohr 19 mit einer Auslassöffnung für den gemischten Luft-Materialstrom angeschlossen ist.

Da beträchtliche Abnützungserscheinungen im Bereich der äusseren Kurvenbahn des gekrümmten Abschnitts 23 auftreten, ist es empfehlenswert, in diesem Bereich einen harten oder vorzugsweise weichen, elastischen auswechselbaren Abnutzungsbelag 20 vorzusehen.

Ein Einstell- und Sperrventil 21 zur Steuerung der Menge der Luft im Materialstrom 25 kann am Auslass 17 vorgesehen sein. Falls ein stärkerer Saugeffekt in der Rohrleitung 15 gewünscht wird, kann das Ventil 21 mit einer nicht gezeigten Staubtrenneinrichtung versehen sein, z.B. einem industriellen Staubsauger, um sicherzustellen, dass sich kein Staub in der Umgebung der Spritzdüse 10 ausbreitet.

Um Materialverluste und eine Staubausbreitung weiterhin zu unterdrücken, können die Bindeeigenschaften der in den Luftströmen enthaltenen Partikel durch elektrostatische Aufladung des Verstärkungsmaterials, z.B. des Fasermaterials und/oder des Sandes oder des Zements während des Transports durch ihre Rohrleitungen 15 bzw. 11 erhöht werden. Dadurch wird zwischen dem Fasermaterial und dem Zement eine Potentialdifferenz aufgebaut, wodurch Anziehungskräfte auftreten, die zu einer Erhöhung der Bindung der Partikel führen. Die elektrostatische Aufladung des Fasermaterials kann durch eine geeignete Wahl des die Rohrleitung 15 bildenden Rohrmaterials erreicht werden. Um eine zu starke Aufladung zu vermeiden, ist es möglich, nur einen oder wenige Abschnitte der Rohrleitung 15 aus einem im hohen Masse elektrostatisch aufladenden Rohrmaterial zu machen, während der restliche Teil der Rohrleitung 15 aus einem anderen Material bestehen kann, das nicht den gleichen Ladungseffekt hat. Die Aufladung kann auch mittels eines elektrostatischen Aggregats 22 bewirkt werden, wie es mit strichpunktierten Linien in Fig. 2 angedeutet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung ist es möglich, dass nur die Leitung 11 oder nur die Leitung 15 mit einem gekrümmten Abschnitt 23 bzw. 24 versehen wird. Es ist weiterhin möglich, den gekrümmten Abschnitt 24 der Leitung 15 mit einer solchen Öffnung 17 und mit einem solchen Ventil 21 zu versehen, wie es beim dargestellten Beispiel nur bei der Leitung 11 gezeigt ist.

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1 Blatt Zeichnung

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Vermischen mehrerer Luft-Materialströme einschliesslich dem Zuführen eines Materials in einem ersten Luft-Materialstrom (25) zu einer Spritzdüse (10), wo er mit mindestens einem zweiten Luft-Materialstrom (26) ge- 5 mischt wird, insbesondere bei der Herstellung von faserverstärktem Spritzbeton, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Mischkammer (18) in der Spritzdüse (10) der erste Luft-Mate-rialstrom (25) axial und im wesentlichen zentrisch in den zweiten Luft-Materialstrom (26) eingeleitet wird, und dass der er- 10 ste Luft-Materialstrom (25) in der Mischkammer (18) expandiert, während der zweite Luft-Materialstrom (26) allmählich komprimiert wird, indem der erste Luft-Materialstrom (25)

eine Saugstrahlwirkung (16) auf den zweiten Luft-Material-strom (26) ausübt. 15
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Luft-Materialstrom (25) einen gekrümmten Abschnitt (23) einer Rohrleitung (11) durchläuft, bevor er in die Spritzdüse (10) eingeleitet wird, so dass das Material durch die Zentrifugalkraft in eine äussere Kurvenbahn der Rohrleitung (11) gedrückt wird, dass der auf diese Weise komprimierte erste Luft-Materialstrom (25) in die Spritzdüse (10) über einen Rohrstutzen (16) eingeführt wird, der an dem Teil der Rohrleitung (11) angeordnet ist, der sich an die äussere Kurvenbahn des gekrümmten Abschnitts (23) anschliesst, und dass die überschüssige Luft durch einen Auslassöffnung (17, 21) an der inneren Kurvenbahn des gekrümmten Abschnitts (23) austreten kann.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit jeweils einer Rohrleitung (11,15) für die Zufuhr der Luft-Materialströme zu der Einspritzdüse (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Rohrleitung (11) sich bis zur oder ein wenig hinein in die in der Spritzdüse (10) befindliche Mischkammer (18) erstreckt, dass diese erste Rohrleitung (11)

axial und im wesentlichen zentrisch in einer zweiten Rohrleitung (15) für den zweiten Luft-Materialstrom angeordnet und im Querschnitt kleiner als jene ist und dass sich die Mischkammer (18) in Strömungsrichtung verjüngt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Rohrleitung (11, 15) für den ersten und zweiten Luft-Materialstrom mit je einem gekrümmten Abschnitt (23, 24) unmittelbar vor dem Einlass der Spritzdüse (10) versehen sind und dass sich im Durchgangsabschnitt zwischen dem einen gekrümmten Abschnitt (23) und der Spritzdüse (10) eine Öffnung (17) an die innere Kurvenbahn dieses gekrümmten Abschnitts (23) anschliesst.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einstell- und Absperrventil (21) an der Öffnung (17) vorhanden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringkammer (14) für die radiale Einführung (12, 13) von Wasser stromabwärts von der Mischkammer (18) vorhanden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Düsenrohr (19) mit einem Auslass für den gemischten Luft-Materialstrom an der Ringkammer (14) angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Staubtrenneinrichtung neben der Öffnung (17) in der ersten Rohrleitung (11) vorhanden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt (23) der ersten Rohrleitung

(11) an der Innenseite im Bereich der äusseren Kurvenbahn mit einem harten oder einem weichen, elastischen Abnutzungsbelag (20) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rohrleitung (11) einen Rohrstutzen (16) aufweist, der zur Spritzdüse (10) hin bzw. von ihr weg verschiebbar ist.

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