DE1941993B2

DE1941993B2 - Vorrichtung zum einspuelen von bauelementen

Info

Publication number: DE1941993B2
Application number: DE19691941993
Authority: DE
Priority date: 1969-08-18
Filing date: 1969-08-18
Publication date: 1972-03-23
Also published as: BE751199A; US3688511A; DE1941993A1; GB1312515A; FR2057709A5; NL7012218A

Description

20 ganz beträchtlich.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein- dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert,

spülen von Bauelementen, insbesondere Rohren, in Es zeigt

den Erdboden, vorzugsweise in einen Gewässergrund. Fig. I einen Schnitt durch ein Dusenaggtegat

mit wenigstens einer Mischdüse, in welcher aus einer 25 nach der Erfindung,

Treibdüse und einem Ringraum einströmendes Was- F i g. 2 eine Ansicht eines bekannten Einspülgirräser und einströmende Luft zum Einblasen in den Bo- tes zum Einspülen u.n Kabeln. Rohren oder Schlünden oder Grund mischbar sind und der Innenraum chen, das mit den Dusenaggregaten nach der i m·-- der Mischdüse im Bereich der Austrittssonde bis zu durg ausgerüstet ist.

diesem düse;.artig verengt ist. 30 F i g. 3 den unteren Ttil eines Ortspfahles, der an

Es ist bekannt, Bauelemente, insbesondere Ein- seinem unteren Ende offen oder geschlossen sein

spülgeräte, zum Einspülen von Kabeln, Rohren, kann und der mit den Düsenaggregaten nach der Ir-

Schläuchen oder Ortspfahlep einzusetzen. Die Bau- findung ausgerüstet ist,

element werden dabei mit Hilfe von auf einen Ge- Fig. 4 einen Schnitt durch den vorderen Teil des Wässergrund gerichteten Wasserstrahlen eingespült. 35 in F i g. 2 gezeigten Einspülgerätes.
Dem Wasser kann dabei Luft beigemengt werden. Fig. 5 den Einbau des crfindurgsgerr.äßen Düsenwobei diese Beimengung von Luft die Aufreiß- und aggregates in emen GrunJsaugc..
Lockerungswirkung beschleunigt, die ein Wasser- Gemäß Fig. 1 tnt. U.i i «Jus Druckwasser in eine strahl auf den Gewässergrund ausübt. Einspeise- oder Treibdüse » ein, deren Mundstück 9 Den bekannten Mischdüsen, die nach Art von 40 in den Ringrauni 11 ein^.. Mischdüse 2 hineinragt. Strahlpumpen arbeiten und hier zur Anwendung Die Treibdüse 1 i.-.t mit einem Feingewinde 8 in die kommen sollen, wird unter hohem Druck stehendes Vorkammer 10 der Mischdüse 2 eingeschraubt, uo-Wasser zugeführt, um Luft mitzureißen, die der durch die Möglichkeit gegeben ist, die Treibdüse 1 Mischdüse ebenfalls unter verhältnismäßig hohem auf optimale Leistung, beispielsweise auf einem Prüf-Druck zugeführt wird. Das Druckwasser steht mit 45 stand, einzuregulieren. Die Mischdüse 2 ist mit einem verhältnismäßig geringen Mitteln und Kosten zur sich konisch erweiternden Innenraum 12 verschen. Verfügung. Hochkomprimierte Luft zu erzeugen, ist der als Diffusor wirkt und in dessen Ende 15 eine dagegen mit weitaus höheren Kosten verbunden. Austrittsdüse 3 mit einem Gewinde 17 eingeschraubt Um das Einspülen der Bauelemente und die Bewe- ist. Das in die Treibdüse 1 eintretende Wasser ist gung des Einspülgerätes durch den Boden zu erleich- 50 vorher mittels einer Pumpe 70 unter Druck gesetzt tern, ist es ferner bekannt, das Einspulgerät in worden. Die Luft tritt über eine Leitung 7 in einen Schwingungen zu versetzen Zu diesem Zweck ist am Ringraum 4 ein. der über Bohrungen 5 mit der diioberen Ende des Gerätes ein mechanischer Schwin- senförmig ausgebildeten Vorkammer 10 in Verbingungserzeuger angeordnet. Da das Einspulgerät eine dung steht. Die der Atmosphäre entnommene Luft sehr große Masse hat, muß der Schwingungserzeuger 55 kann mittels eines Verdichters 71 unter Druck geentsprechend bemessen sein. Es würde demnach von setzt werden. Der Luftdruck ist jedoch verhältnismägroßem Vorteil sein, wenn man das Einspülgerät auf ßig gering und braucht beispielsweise nur so hoch zu einfachere und wirkungsvollere Weise in Schwingun- sein, daß die Luft in der Vorkammer 10 etwa unter gen versetzen könnte. atmosphärischem Druck steht oder einen Überdruck Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 60 von einigen Zehntel kp/cm² hat. Der Druck des Einspülvorrichtung obiger Art zu schaffen, bei der Druckwassers ist wesentlich höher und beträgt beidie Wirkungsweise bei gleichzeitiger Senkung der Bc- spielsweisc 3 bis 7 kp/cm², ohne daß diese Zahlentriebskosten erhöht wird und die Mischdüse so aus- angaben eine Beschränkung enthalten sollen,
gebildet sein soll, daß beim Ausstoß des Wasser- Das in die Treibdüse 1 eintretende Druckwasser Luft-Gemisches die Vorrichtung in Schwingungen 65 erfährt durch die Düsenform bedingt eine Beschleuversetzt wird. Ferner soll die Mischdiisc mit Luft ar- nigung. Der am Mundstück 9 der Treibdüse 1 austrebeiten, die vorzugsweise atmosphärischen Druck, tende Wasserstrahl erzeugt im Ringraum einen Unhöchstens aber einen gerade zur Überwindung des tcrdruck, der durch die bei 7 in den Ringraum 4 ein-

geleitete l.ufl, die vorzugsweise unter leichtem Überdruck steht, über die Höhlung 5 aufgefüllt wird. Der sich konisch erweiternde Ringnium i2 der Mischdüse stellt einen Diffusor dar, der in bekannter Weise zu einer Gesclnvindigkeiisverminderung des Gemischst rallies und damit zu einer Druckerhöhung führt, was eine Verbesserung und Vergleiehmaßigung des aus Luft und Wasser bestehenden Strahles zur Folge hat. Scr.vohl der Diffusorteil 12 als auch die Ausirilisdüse 16 hind mit hintereiiiandergeschalteten Verengungen 13 und F.rweiterungen 14 versehen.

Nach Passieren des Größtdurchmessers 15 des Dil'fusors 12 der Mischdüse 2 wird das Gemisch im Diisenraimi 16 einer Auslrittsdiisc 3 von neuem beschleunigt, wodurch sich der Druck des Gemisches herabsetzt. Hierbei können die Luftbläschen zu langer gestreckten Luftfaden ausgezogen werden. Bei Austria des Gemisches aus der Öffnung 18 der Austrittsdüse 3 stößt der Strahl nach kürzester Zeit auf den Erdboden. Die im Wasser und in der Luft des Cemisehstrahles enthaltene Energie wird hier schlagartig frei und führt durch Kombinationswirkung zu einer intensiven Lösun« des Bodenmaterials und zu einem schnelleren Abtransport des bereits gelösten Materials.

Das wesentliche der Erfindung ist jedoch in den Verengungen 13 und Erweiterungen 14 des Innenraumes 12 und des Düsenraumes 16 zu sehen, da »ich durch diese Ausbildung ein pulsierender Strahl jiiis einem Wasser-Luft-Gemisch ergibt. Diese pulsierenden Strahlen führen einerseits zu einer Verbesserung uer Erosionswirkung und erzeugen andererseits Schwingungen des Einspülgerätes, wodurch zusätzlich die gewünschte Bewegung durch den Erdboden hindurch erleichtert wird.

In der Fig. 2 ist schematisch ein bekanntes Einspulgerät zum Einspülen eines Kabels, eines Rohres oder Schic lches dargestellt. Das Einspulgerät 23 wird dur-h den Erdboden 24 mit Hilfe einer nicht dargestellten Zugvorrichtung gezogen, die beispielsweise über ein Seil 34 an der Stelle 35 angreift. Das Einspülgerät 23 weist an der hinteren Kante einen Kabelschacht 36 auf, dem das Kabel bzw. ein flexibles Rohr ΐ9 von oben zugeführt wird. Es tritt bei 37 am hinteren unteren Ende des Einspülgerätes 23 aus.

Zwei von oben nach unten durchgehenden Druckwasserkanalen 38. 45 aes Einspülgerätes 23 wird das Druckwasser über ein^n Anschluß 39 von einer nicht dargestellten Pumpe zugeführt. An den Seiten des Spülgerütvorderteiles und unter Umständen der unteren Kante des Einspülgerätes 23 <'nd Düsen 25 angeorJnet. aus denen das über den Kanal 38 zugeführte Druckwasser in Form von Wasserstrahlen austritt, die den Erdboden lockern und wegspülen. Außer dem Kanal 38 können weitere Druckwasserkanäle vorgesehen sein, um die Druckwasserdüsen 25 in verschiedene Gruppen unterteilen zu können, die verschieden mit Druckwasser beaufschlagt werden.

Das Einspulgerät 23 ist außerdem mit sechs Mischdiisen 20, 21, 22, 28, 29, 32 ausgestattet, die alle gemäß der F i g. 1 ausgebildet sind und denen das Druckwasser über den Kanal 45 zugeführt wird. Die Druckluft wird den Mischdüsen durch gesonderte Leitungen 26 über die Schlauchanschlüsse 31 im Kopfstück 30 durch die Zwischenboden 27 des Luftschaftes 33 zugeführt. An die Anschlußstutzen 31 werden dann Schläuche zur Einspeisung von Druckluft zu den genannleii Mischdiisen angeschlossen. Die Breite dieses lünspiilgeiätes richtet sich eiwu nach dem D'irehmesser des zu verlegender. Kabels oder Rohres und ist nur wenig breiter als dieser Durchmesser.

In Fig. 3 ist der unlere Teil eines Orlspfahles 35 dargestellt, dessen linke Seite bei 56 einen geschlossenen, die rechte Seile bei 57 einen offenen Pfahl zeig:, an dessen unterem Ende Mischdiisen 40 eingebaut sind. Die Druckluftleitungen sind mit 41, die Druckwasserleitungen mit 42 bezeichnet. Diese Leitungen sind innerhalb des Pfahles 55 auf nicht näher dargestellte Weise hochgeführt. Düsen und Leitungen bilden in dem Falle, daß der Pfahl nicht begehbar ist, verlorene Bauteile, d. h. sie verbleiben im Pfahl, nachdem dieser unter Umständen durch zusätzliches Rammen oder Rütteln in den Boden eingetrieben wurde.

Die F i g. 4 zeigt den vorderen Teil des Spülgerätes gemäß Fig. 2 mit einer Misc! ;üse nach Fig. I im Schnitt. Das keilförmige Vorderteil des Spülgerätes ist hier mit 43 bezeichnet. In dieses ist eine Mehrzahl von gleichmäßig auf seine Länge verteilten Zylinderrohren 44 eingeschweißt. Durch die Wand 46 des Vorurteiles ragt das hintere Ende der Treibdüse 1 in den Wasserzuführungskanal 45 hinein. Die Misehdüse 2 ist hier mit genuteten Bunden 47 versehen, die mittels O-Riugen 48 gegenüber dem Zylinderrohr 44 abgedichtet sind. Die Ringmutter 49 arretiert die auf dem Prüfstand eingestellte Treibdüse 1 in ihrer optimalen Stellung.

Das Zylinderrohr 44 ist ebenso wie die Wand 46 mit dem Vorderteil 43 an den Stellen 54, 58 und 59 verschweißt. Zu dem auf diese Weise gebildeten Raum 50 wird Preßluft über einzelne Zuleitungen 26 geführt (s. hierzu auch die Fig. 2 mit den Zwischenwänden 27). Sie vermag über die in den Zylinderrohr 44 vorgesehenen Bohrungen 51 in den Ringraum 52 einzutreten, der wiederum mit den Bohrungen 5 aer Mischdüse 2 in Verbindung steht. Der abgegrenzte Kanaltaum 45 ist mit Drucksvasser gefüllt, das nun unmittelbar aus diesem Raum in die Treibdüse 1 eintritt.

Das Düsenaggregat ist von vorne in das Zylinderrohr 44 eingesetzt, es wird durch die Ringmutter 53 in seiner Position gehalten und kann daher, wenn erforderlich, verhältnismäßig leicht ausgetauscht werden.

In der F i g. λ ist schematisch ein an sich bekannter Grundsauger dargestellt, der anstatt mit herkömmlichen Druckwasserdüsen mit mindestens drei der vorbeschriebenen Mischdiisen ausgerüstet ist. Durch den Saugstutzen 60 wird ein Boden-Wasser-Gemisch durch das durch die Düscnstrahlen er/.eugte Vakuum angesaugt und durch den konischen Teil 61 in den unterstützen 62 gefördert. In den Teil 6i sind drei oder mehr Düsenmantelkörper 64 eingeschweißt, deren Bohrungen mit Führungen und Sitzflächen zur Aufnahme der Düsenaggregate 1 versehen sind. Sie werden durch den Krümmer 65 in ihrer Arbeiislage gehalten. Die wasser- und luftseitige Abdichtung erfolgt auch hiei durch O-Ringe. Der Krümmer 65 dient gleichzeitig der Zuführung von Druckwasser, welches durch einen nicht dargestellten Schlauch bei 66 eintritt und in die Verteilcr-Ringkammer 67 eingeleitet wird. Über das Rohr 68 wird das Druckwasser durch den Krümmer 65 dem Düsenaggregat zugeleitet.

Der Düsenmantel 64 ist an seinem unteren Ende nit einer Ringkammer 69 versehen, die über das lohr 63 mit Preßluft beaufschlagt wird. Durch die lereits bei Fig. 1 beschriebenen Bohrungen tritt diee in die Mischhammer ein und mischt sich mit dem ingegebenen Druckwasser. Das in den konischen Saugraum 61 geblasene Wasscr-Lul eine erhebliche Leistungssteigerung zi auch Schwerstoffe wie Erze usw. din gendcn Luftblasen irn Druckstutzen weitere Rohrschüsse verlängert werdei lieh besser gefördert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

2153

Claims

.Stiömungswiderstandes in (Jen Zuleitungen aiisrei-

Patentansprueh: eilenden Überdruck aufweist.

Vorrichtung zum Einspülen von Bauelemen- Diese Aufgabenstellung wird erfindmigsgemäU daten, insbesondere Rohren in den Erdboden, vor- durch gelöst, da» der Inncnruum der MisIuIuse ,w,-zujiswcisL· in einen Gewassevgrund, mit wenigstens 5 sehen Treibdüse und \ erenguiig eine d.ffusnnmiu,· einer Mischdiisc, in welcher aus eine Treibdüse Erweiterung aufweist und die Verengung und I ,,,,- und einem Ringraum einströmendes Wasser und terung ihrerseits mehrlach erweitert und χνα-ημι einströmende Luft zum Einblasen in den Boden sind. ■ , , _u,
oder Grund mischbar sind und der Innenraum Durch diese Maßnahme wird das »us Wasser und der Mischdiisc im Bereich der Austritlssonde bis io Luft bestehende Gemisch durch die wiederholt,·,, zu diesem düsenartig verengt ist, dadurchge- Verringerungen und Erhöhungen des stroimn.Jui kenn ζ e i c h η e t, daß der Innenraum (12) der Gemisches eine starke und rasche pulsierende lh „ck-Mischdüse (2) zwischen Treibdüse (9) und Ver- erhöhung und -verminderung erzeugt, die dem auf engung (16) eine diffusorartigc Erweiterung (U) den Roden gcricntetcn Strah Schwingungen körner aufweist und die Verengung (16) und Erweite- 15 Amplituden aulpragt, die den Arbeilspro/.el., hcrung (V) ihrerseits mehrfach erweitert und ver- schleunigen. Außerdem hat es sich gezeigt, dal, du· engt sind. pulsierende Düsenstrahl wesentlich tiefer und gerichteter in den zu lösenden Boden eindringt. Die Wni-

Schädlichkeit des Einspülvorganges erhöht sich «!aniit