DE102010022113A1 - Nozzle for water mist spraying - Google Patents
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Abstract
Eine Bedüsungsvorrichtung 1 dient zur Beaufschlagung von Maschinenteilen 5 oder gefährdeten Bereichen im Berg-, Tunnel- und Tiefbau. Die Bedüsungsvorrichtung weist eine Mehrzahl von Düsen 2, 3, 4 auf, aus denen jeweils ein auf das gefährdete Maschinenteil 5 oder den gefährdeten Bereich gerichteter Sprühkegel 6, 7, 8 aus einem Wasser-Luft-Gemisch austritt. Die Düse 2, 3, 4 weist ein längliches Gehäuse 9 mit einem zentralen Kanal 11 auf, dessen hinteres Ende 12 zum Anschluss an eine Wasserversorgung und dessen vorderes Ende 13 zum Austritt des Wasser-Luft-Gemisches dient. Das Gehäuse 9 weist mehrere, gleichmäßig über den Umfang der Düse 2, 3, 4 positionierte und seitlich in den Kanal 11 einmündende Bohrungen 14, 15, 16 zur Zuführung von Luft auf.A spray device 1 serves to act on machine parts 5 or endangered areas in mining, tunneling and civil engineering. The spraying device has a plurality of nozzles 2, 3, 4, from each of which a spray cone 6, 7, 8 of a water-air mixture directed towards the endangered machine part 5 or the endangered area emerges. The nozzle 2, 3, 4 has an elongated housing 9 with a central channel 11, the rear end 12 of which is used for connection to a water supply and the front end 13 of which is used for the outlet of the water-air mixture. The housing 9 has a plurality of bores 14, 15, 16 for supplying air, which are positioned uniformly over the circumference of the nozzle 2, 3, 4 and laterally open into the channel 11.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bedüsungsvorrichtung zur Beaufschlagung von Maschinenteilen und/oder gefährdeten Bereichen im Berg-, Tunnel- und Tiefbau, mit einer Mehrzahl von Düsen, aus denen jeweils ein auf das gefährdete Maschinenteil oder den gefährdeten Bereich gerichteter Sprühkegel aus einem Wasser-Luft-Gemisch austritt, wobei die Düse ein längliches Gehäuse mit einem zentralen Kanal aufweist, dessen hinteres Ende zum Anschluss an eine Wasserzufuhr dient und das an seinem vorderen Ende einen Austritt für das Wasser-Luft-Gemisch aufweist.The invention relates to a Bedüsungsvorrichtung for acting on machine parts and / or vulnerable areas in mining, tunneling and civil engineering, with a plurality of nozzles, each of which a directed to the vulnerable machine part or the vulnerable area spray cone from a water-air mixture outlet, wherein the nozzle has an elongated housing with a central channel, the rear end of which serves for connection to a water supply and having at its front end an outlet for the water-air mixture.
Eine solche Bedüsungseinrichtung ist beispielsweise im Zusammenhang mit einer Teilschnittmaschine für die Kohlegewinnung im Untertagebereich optimal einzusetzen. Speziell in methanhaltiger Umgebung gilt es, ein explosives Methan-Luft-Gemisch, das sich zu Beginn des Schneidvorgangs zwischen der Ortsbrust und dem Schneidkopf einer Teilschnittmaschine befinden kann, zu entfernen bzw. unter die Explosionsgrenze zu verdünnen. Außerdem gilt es, während des Schneidvorganges den Spalt zwischen Schneidkopf und Ortsbrust von der umgebenden explosiven Atmosphäre so abschirmen, dass nicht erneut ein explosives Gemisch in den Spalt eindringen kann. Auch zur Kühlung des Schneidkopfes bzw. der daran befindlichen Meißel und zur Staubbindung sind derartige Bedüsungsvorrichtungen geeignet. Bekannt sind im Zusammenhang mit solchen Bedüsungssystemen eingesetzte Düsen etwa aus der
Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine Bedüsungsvorrichtung zur Beaufschlagung von Maschinenteilen oder gefährdeten Bereichen im Berg-, Tunnel- oder Tiefbau mit einer Mehrzahl von Düsen zu schaffen, die sich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad auszeichnet.Thus, the present invention has the object to provide a Bedüsungsvorrichtung for acting on machine parts or hazardous areas in mining, tunneling or civil engineering with a plurality of nozzles, which is characterized by a particularly high efficiency.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Gehäuse der Düse mindestens drei über den Umfang der Düse positionierte, seitlich in den Kanal einmündende Bohrungen zur Zuführung von Luft aufweist.This object is achieved in that the housing of the nozzle at least three positioned over the circumference of the nozzle, laterally into the channel opening holes for supplying air.
Der Wirkungsgrad einer solchen Düse und damit der kompletten Bedüsungsvorrichtung kann maßgeblich erhöht werden, wenn statt einer mehrere seitlich in den Kanal einmündende Bohrungen vorgesehen sind, die sich gleichmäßig über den Umfang der Düse erstrecken und aus unterschiedlichen Richtungen auf das Gehäuse einer solchen einteiligen Zweistoffdüse einwirken. Dies führt zu der Möglichkeit, eine wesentlich gezieltere und effektivere Bedüsung gefährdeter Maschinenteile, z. B. der Schneidköpfe von Teilschnittmaschinen oder anderer gefährdeter Bereiche im Berg-, Tunnel- oder Tiefbau, zu erreichen.The efficiency of such a nozzle and thus the complete Bedüsungsvorrichtung can be significantly increased if instead of a plurality of laterally opening into the channel holes are provided which extend uniformly over the circumference of the nozzle and act from different directions on the housing of such a one-piece two-fluid nozzle. This leads to the possibility of a much more targeted and effective spraying of endangered machine parts, eg. As the cutting heads of roadheaders or other vulnerable areas in mining, tunneling or civil engineering to achieve.
Eine besonders gute Wirkung kann erreicht werden, wenn das Gehäuse der Düse drei in einem gleichmäßigen Abstand von 120° über den Umfang verteilt positionierte Bohrungen zur Zuführung von Luft aufweist. Ebenso ist es denkbar, vier, fünf oder mehr in gleichmäßigem Abstand zueinander positionierte Bohrungen zur Zuführung von Luft vorzusehen.A particularly good effect can be achieved if the housing of the nozzle has three at a uniform distance of 120 ° distributed over the circumference positioned holes for supplying air. It is also conceivable to provide four, five or more evenly spaced holes for supplying air.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bohrungen zur Zuführung von Luft in Strömungsrichtung geneigt angeordnet sind. Im Vergleich mit bisher bekannten, in radialer Richtung angeordneten Bohrungen kommt es Dank ihrer geneigten Anordnung zu weniger Strömungsverlusten.According to a further embodiment of the invention it is provided that the holes for the supply of air are arranged inclined in the flow direction. Compared with previously known, arranged in the radial direction bores it comes thanks to their inclined arrangement to less flow losses.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Bohrungen zur Zuführung von Luft in Strömungsrichtung geneigt in einem Winkel von 30° bis 60°, vorzugsweise 45° angeordnet sind, um diese Zielvorgaben zu erreichen. Neben dem geringeren Druckverlust trägt die geneigte Positionierung der Luftzuführung dazu bei, die beim Betrieb entstehenden Geräusche deutlich zu reduzieren.It has been found to be particularly advantageous if the holes for supplying air in the flow direction inclined at an angle of 30 ° to 60 °, preferably 45 ° are arranged in order to achieve these targets. In addition to the lower pressure loss, the inclined positioning of the air supply helps to significantly reduce the noise generated during operation.
Es hat sich bei umfangreichen Versuchen herausgestellt, dass die Bedüsung gerade von im Berg-, Tunnel- und Tiefbau eingesetzten Maschinenteilen wie etwa Schneidköpfen deutlich effektiver gestaltet werden kann, wenn der Düsenstrahl möglichst senkrecht auf den Spalt zwischen Schneidkopf und Ortsbrust trifft, einen hohen Impuls aufweist und mit der Drehrichtung des Schneidkopfes läuft, damit er von diesem mitgetragen wird. Außerdem soll sich der Düsenstrahl nicht zu stark aufweiten, damit wenig Volumenstrom von dem Spalt zwischen Schneidkopf und Ortsbrust abgelenkt wird. Es ist daher hilfreich, zur Erhöhung der Effektivität der Bedüsung ggf. größere Wassermengen durch das Gehäuse einer solchen Düse strömen zu lassen, als dies bei bisher bekannten Düsen der Fall ist. Auch ein Verstopfen des die Düse durchlaufenden Kanals soll weitestgehend verhindert werden. In diesem Zusammenhang ist daran gedacht, dass der Kanal zumindest abschnittsweise einen Durchmesser von 2 mm bis 4 mm, vorzugsweise 3 mm aufweist.It has been found in extensive experiments that the spraying can be made much more effective straight from used in mining, tunneling and civil engineering machine parts such as cutting heads when the jet as perpendicular as possible to the gap between the cutting head and working face, has a high pulse and running with the direction of rotation of the cutting head, so that it is carried by this. In addition, the jet should not expand too much, so that little volume flow is deflected from the gap between the cutting head and working face. It is therefore helpful to increase the effectiveness of the spraying possibly larger amounts of water to flow through the housing of such a nozzle, as is the case with previously known nozzles. Also a clogging of the the nozzle passing channel should be largely prevented. In this context, it is contemplated that the channel at least in sections has a diameter of 2 mm to 4 mm, preferably 3 mm.
Aus ähnlichen Gründen wird vorgeschlagen, dass der kleinste Durchmesser des Kanals – auch abschnittsweise – mehr als 1,5 mm beträgt. Dies gilt insbesondere auch für Einschnürungen im Bereich der Mitte des Düsengehäuses bei einem nicht in konstanter Stärke das Gehäuse durchlaufenden Kanal.For similar reasons, it is proposed that the smallest diameter of the channel - even in sections - is more than 1.5 mm. This is especially true for constrictions in the region of the center of the nozzle housing at a non-constant in the housing continuous channel.
Die Vorgabe, einen möglichst fokussierten und damit präzise wirkenden Düsenstrahl zu schaffen, wird unterstützt, indem das Gehäuse an seinem vorderen Ende im Bereich des Austritts einen scharfkantigen Abschluss aufweist. Bewusst wird darauf verzichtet, eine Fase vorzusehen. Statt bisher bekannter Ansenkungen zum Auffächern des Düsenstrahls ist nun an einen scharfkantigen Abschluss am vorderen, stirnseitigen Ende des Gehäuses der Düse gedacht.The requirement to create a nozzle jet that is as focussed as possible and therefore precise is supported by the fact that the housing has a sharp-edged termination at its front end in the region of the exit. Consciously it is waived to provide a chamfer. Instead of previously known countersinking for fanning the jet is now thought of a sharp-edged conclusion at the front, front end of the housing of the nozzle.
Ein zusätzlicher Verwirbelungseffekt kann erreicht werden, wenn die Bohrungen zur Zuführung von Luft versetzt zur Längsachse des Kanals angeordnet sind. Sie sind also exzentrisch in Bezug auf die Längsachse des Kanals positioniert, um das Entstehen eines noch optimierten Wasser-Luft-Gemisches erreichen zu können.An additional Verwirbelungseffekt can be achieved if the holes for supplying air offset from the longitudinal axis of the channel are arranged. They are thus positioned eccentrically with respect to the longitudinal axis of the channel in order to achieve the emergence of a still optimized water-air mixture.
In Hinblick auf den Anschluss für die Wasserzufuhr der erfindungsgemäßen Düse wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse der Düse an seinem hinteren Ende eine Nut zur Aufnahme eines Dichtrings aufweist, die sich außen über das Gehäuse erstreckt.With regard to the connection for the water supply of the nozzle according to the invention it is proposed that the housing of the nozzle has at its rear end a groove for receiving a sealing ring, which extends outside over the housing.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Düse für eine Bedüsungsvorrichtung zur Beaufschlagung von Maschinenteilen und/oder gefährdeten Bereichen im Berg-, Tunnel- und Tiefbau, mit einer Mehrzahl von Düsen, aus denen jeweils ein auf das gefährdete Maschinenteil oder den gefährdeten Bereich gerichteter Sprühkegel aus einem Wasser-Luft-Gemisch austritt, wobei die Düse ein längliches Gehäuse mit einem zentralen Kanal aufweist, dessen hinteres Ende zum Anschluss an eine Wasserzufuhr dient und das an seinem vorderen Ende einen Austritt für das Wasser-Luft-Gemisch aufweist. Eine solche Düse zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse der Düse mindestens drei über den Umfang der Düse positionierte, seitlich in den Kanal einmündende Bohrungen zur Zuführung von Luft aufweist.The invention also relates to a nozzle for a Bedüsungsvorrichtung for acting on machine parts and / or vulnerable areas in mining, tunneling and civil engineering, with a plurality of nozzles, each of which a directed to the vulnerable machine part or the vulnerable area spray cone from a Water-air mixture exits, wherein the nozzle has an elongated housing with a central channel, the rear end is for connection to a water supply and having at its front end an outlet for the water-air mixture. Such a nozzle is distinguished by the fact that the housing of the nozzle has at least three bores, which are positioned laterally in the channel and which are positioned over the circumference of the nozzle, for the purpose of supplying air.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Bedüsungsvorrichtung und eine einteilige Zweistoffdüse für eine solche geschaffen sind, die sich zur Beaufschlagung eines Wasser-Luft-Gemisches auf Maschinenteile wie Schneidköpfe, Walzen etc. und damit besonders für den Einsatz zur Zündunterdrückung im schlagwettergefährdeten Steinkohlenbergbau besonders gut eignen. Hierzu umfasst das Gehäuse der Zweistoffdüse mehrere, gleichmäßig über ihren Umfang positionierte und seitlich in den das Gehäuse durchlaufenden Kanal einmündende Bohrungen auf. Durch diese drei oder mehr Bohrungen wird Luft zugeführt, die sich mit dem Wasser zu einem entsprechenden Gemisch vermengt, welches dann als Wassernebel an der vorderen Stirnseite des Gehäuses austritt und besonders gezielt punktuell auf das gefährdete Maschinenteil aufgebracht werden kann. Die erfindungsgemäße Düse erweist sich als vorteilhaft in ihrem geringen Wasserverbrauch, der auf bis zu einem Drittel reduziert werden kann.The invention is characterized in particular by the fact that a Bedüsungsvorrichtung and a one-piece two-fluid nozzle are created for such that are suitable for applying a water-air mixture on machine parts such as cutting heads, rollers, etc., and thus especially for use for ignition suppression in hard-coal mining especially good. For this purpose, the housing of the two-component nozzle comprises a plurality of holes, which are positioned uniformly over their circumference and open laterally into the channel running through the housing. Through these three or more holes air is supplied, which mixes with the water to form a corresponding mixture, which then emerges as water mist on the front end side of the housing and can be particularly selectively applied selectively to the vulnerable machine part. The nozzle according to the invention proves advantageous in its low water consumption, which can be reduced to one third.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the subject invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings in which a preferred embodiment with the necessary details and individual parts is shown. Show it:
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