DE4006091C2 - Spritzmischdüsenaggregat, insbesondere für das Beton-Trockenspritzen - Google Patents

Description

Spritzmischdüsenaggregate zum Auftragen von Spritzbeton im Trockenverfahren weisen einen Gemischdurchlauf für den Trocken­ beton auf und irgendwelche mit einer oder mehreren Düsen verse­ hene Vorrichtungen, um in dieses Trockengemisch Wasser zu inji­ zieren. Je nach dem Zustand des Trockengemisches und seiner Durchflussgeschwindigkeit ist mehr oder weniger Wasser beizumi­ schen. Falls die beizumischende Wassermenge durch einen Hahn in der Zuflussleitung verändert wird, ändert sich bei gleichblei­ bendem Düsenquerschnitt die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers aus der Düse, so dass die Eindringtiefe des Wassers in den Beton verändert wird, was offensichtlich eine Störung in der Homogeni­ tät des Gemisches zur Folge hat, sobald der Einspritzdruck nicht mehr ausreicht, den Beton gleichmässig zu befeuchten. Dieses Problem ist an sich bekannt und es sind schon verschiedene Vor­ schläge gemacht worden, um die Düsenöffnung den wechselnden An­ forderungen anzupassen. So gibt es einerseits Spritzmischdüsen­ aggregate mit einer Ringdüse, deren Spaltbreite sich im zerleg­ ten Zustand verändern lässt. Eine solche Einrichtung lässt sich also nur vor der Inbetriebnahme justieren. Einer Änderung wäh­ rend des Betriebs ist nur durch einen längeren Betriebsunter­ bruch möglich, so dass weder Schwankungen in der Betonzusammen­ setzung noch Schwankungen des Wasserdrucks rasch ausgeglichen werden können. Dieser Nachteil wird durch eine neuere Konstruk­ tion dadurch teilweise behoben, dass eine Mehrzahl von Düsen vorgesehen ist, deren Ausflussquerschnitt sich während des Be­ triebs von aussen verstellen lässt. Diese bekannt gewordene Kon­ struktion hat zwar ihre Vorteile, jedoch auch zwei nicht zu übersehende Nachteile. Der eine besteht darin, dass der das Ag­ gregat benützende Arbeiter stets den Düsenquerschnitt an die von ihm eingestellte Wasserzufuhrmenge anpassen muss, was nicht nur eine grosse Aufmerksamkeit bei der Arbeit sondern auch eine grosse Erfahrung im Umgang mit einem derartigen Aggregat voraus­ setzt. Der andere besteht darin, dass die Düsen sehr leicht ver­ stopft werden, wodurch sich wegen der Druckvergrösserung die Ausflussgeschwindigkeit an den andern Düsen ändert, und dass zur Reinigung der Düsen das ganze Aggregat zerlegt werden muss.

Die EP 0 284 830 A2 beschreibt ein Spritzdüsenaggregat, welches sich insbesondere für Betontrockenspritzen eignet uns das mit einem Trockenbetongemischeinlauf und einer um diesen angeordneten Wasserzufuhr versehen ist. Ein Wasserdüsenring, auf welchen, vorzugsweise gleichmäßig über den Ringumfang, im wesentlichen radial verlaufende, zur Ringlängsachse geneigte Wasserdurchgänge angeordnet sind, dient dazu, den Gesamtdüsen­ querschnitt für das Wasser unmittelbar vor dessen Zusammentref­ fen mit dem Betongemisch stetig zu ändern. Bei diesem Spritz­ mischdüsenaggregat wird bei im wesentlichen gleichbleibender, konstanter Düsenstrahlgeschwindigkeit die Wassermenge durch Veränderung des Düsenquerschnitts unmittelbar vor dem Wasser­ austritt selbst geregelt.

Die US 3 881 656 beschreibt eine Mischvorrichtung, die es ermöglicht, pulverförmiges Material, wie Guargummi-Spülflüssig­ keitsadditive, rasch und vollständig mit Wasser zu mischen, ohne dass das Pulver schwierig entfernbare Gummikügelchen bildet.

Die DE 32 20 880 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem zum Mischen von Trockengemisch und Wasser beim Trockenspritzen, ins­ besondere Betontrockenspritzen, in einem Mischrohr, das axial von Trockengemisch beströmt wird, dieses Trockengemisch mit quer zur Axialrichtung aus Injektionskanälen strömendem Luft-Wasser- Gemisch versetzt und durchmischt wird. Die Vormischung von Luft und Wasser erfolgt vor dem Austritt des Luft-Wasser-Gemisches in dem Innenraum des Mischrohrs.

Auch beim erfindungsgemässen neuen Aggregat nach der vor­ liegenden Erfindung ist ein Gemischdurchlauf vorhanden und, um diesen herum angeordnete Mittel, um Wasser in das Trockenstoff­ gemisch zu injizieren, wobei diese Mittel einen veränderlichen Ausflussquerschnitt aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist, die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Aggregate dieser Art zu vermeiden. Gelöst wird dies dadurch, dass die Mittel zur Injektion des Wassers zwei den Gemischdurchlauf bildende, innerhalb eines Mantels in der Durch­ laufrichtung hintereinander angeordnete Zylinderhülsen aufwei­ sen, wobei die erste Zylinderhülse im Betrieb in einer unverän­ derlichen Lage festgehalten wird, während die zweite derart aus­ gebildet und elastisch gelagert ist, dass sie sich durch den Druck des zu injizierenden Wassers entgegen einer Federkraft achsparallel so von der ersten weg verschieben lässt, dass zwi­ schen den Stirnflächen der beiden Zylinderhülsen ein sich radial erstreckender, als Ringdüse dienender Spalt gebildet wird, des­ sen Austrittsquerschnitt sich mit zunehmendem Druck vergrössert und so eine angenähert konstante Wasserausflussgeschwindigkeit gewährleistet.

Nachfolgend wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsquer­ schnitt durch das erfindungsgemässe Spritzmischdüsenaggregat.

In einem rohrartigen Mantel 1 sitzen mehrere Hohlzylinder:

Ein Distanzring 2 steht an einer im Mantelinnern vorste­ henden ringförmigen Rippe 1a an. An diesem dieser Rippe 1a abge­ wandten Ende weist der Distanzring 2 mehrere Aussparungen 2a auf, die die Ringnut 1b in der Innenfläche des Mantels 1 mit ei­ nem Ringraum 4 verbinden, der seinerseits begrenzt wird durch eine Abschrägung 3a am Ende einer ersten Zylinderhülse 3, den Distanzring 2 und eine Federringscheibe 5, welche die zweite Zy­ linderhülse 6 mit einer dritten Zylinderhülse 7 elastisch ver­ bindet. Diese dritte Zylinderhülse 7 ist zwischen einer Hohl­ schraube 8 und dem Distanzring 2 fest eingeklemmt. Sie ist über die beiden Federringscheiben 5 und 9 derart mit der zweiten Zy­ linderhülse 6 verbunden, dass sich diese entgegen der Kraft die­ ser Ringfederscheibe 5 und 9 und der elastischen Abstützung 10 nach links in der Zeichnung verschieben kann, wenn der Wasser­ druck im Ringraum 4 hinreichend gross ist. Zur Speisung dieses Ringraumes 4 dient die mit einem Regulierventil 11 versehene Leitung 12, die in die mit einem Gewinde 1c versehene, in den Ringraum 1b mündende Anschlussbohrung 1d im Mantel 1 einge­ schraubt ist. Durch die Verschiebung der zweiten Zylinderhülse 6 nach links entsteht zwischen der Stirnfläche der ersten Zylin­ derhülse 3 und der Stirnfläche der zweiten Zylinderhülse 6 ein Spalt, der dem zu injizierenden Wasser als Ringdüse dient, deren Austrittsquerschnitt sich mit zunehmendem Druck vergrössert und so eine wenigstens angenähert konstante, d. h. von der Durch­ flussmenge unabhängige Ausflussgeschwindigkeit gewährleistet. Zur Veränderung der Durchflussmenge des zu injizierenden Wassers dient also nur das Regulierventil 11.

Die beiden Ringfederscheiben 5 und 9 und die elastische Abstützung 10 sind dabei so bemessen, dass wenigstens ein Teil des aus dem Ringspalt austretende Wasserstrahls bis ins Zentrum des Betongemisches eindringt.

Wenn die Stirnflächen der beiden Hohlzylinder 3 und 6 senkrecht zur Rohrachse verlaufen, erhält man einen ebenen Was­ serstrahl. Falls aber die Stirnflächen eine konische Form haben, ergibt sich ein kegelstumpfmantelförmig ausgebildeter Spalt, wo­ durch das austretende Wasser eine Komponente in der Richtung des durchlaufenden Gemisches oder in der Gegenrichtung hat, wobei je nach der Verwendung die eine oder andere Ausführungsform ihre Vorteile aufweist.

Wie man aus der Zeichnung ersehen kann, ist die erste Zy­ linderhülse 3 verschiebbar gelagert. In der in der Zeichnung dargestellten Lage ist die Druckleitung 12 für das zu injizie­ rende Wasser über eine ein Absperrventil 14 enthaltende in die mit einem Gewinde 1e versehene Anschlussbohrung 1f eingeschraub­ te Leitung 13 mit dem Ringraum 15 verbunden, der durch den Man­ tel 1, die erste Zylinderhülse 3 und die Hohlschraube 16 begrenzt wird. Wie man aus der Zeichnung ersehen kann, ist die Ringfläche 3b wesentlich grösser als die radiale Komponente der konischen Fläche 3a. Dies hat zur Folge, dass sich dann, wenn der Ringraum 15 unter dem Druck des zu injizierenden Wassers steht, sich die erste Zylinderhülse 3 in der in der Zeichnung dargestellten Lage befindet, also am Distanzring 2 ansteht.

Falls nun der ringförmige Düsenspalt zwischen den Zylin­ derhülsen 3 und 6 verschmutzt ist, wird das Absperrventil 14 um­ geschaltet, so dass der Ringraum 15 druckfrei wird. Nun bewirkt der im Ringraum 4 vorhandene Druck eine Verschiebung der ersten Zylinderhülse 3 nach rechts in der Zeichnung, damit also ein problemloses Öffnen des Düsenspalts, so dass alle in ihm einge­ klemmten Verunreinigungen weggeschwemmt werden können. Durch Schliessen des Absperrventils 14 nimmt die erste Zylinderhülse 3 ihre gezeichnete Lage und damit die Betriebsbereitschafts­ stellung wieder ein.

Der rohrartige Mantel 1 weist an jedem Ende ein Innen­ gewinde auf. Das eine hier mit 1g bezeichnete dient zum An­ schluss der Betonzuführleitung, welcher Anschluss auch über die in der Zeichnung dargestellten Gewindebüchse 18 erfolgen kann. Das andere, das mit 1h bezeichnet ist, dient zum Anschluss der Spritzdüsenmündung, die irgendeine an sich bekannte Form aufwei­ sen und direkt im Gewinde eingeschraubt oder an der Gewindebüch­ se 17 befestigt sein kann.

Claims (8)

1. Spritzmischdüsenaggregat, insbesondere für das Beton- Trockenspritzen, mit einem Gemischdurchlauf und um diesen herum angeordnete Mittel, um Wasser in das Trockenstoffgemisch zu injizieren, wobei die Mittel einen veränderlichen Ausflussquer­ schnitt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zur Injektion des Wassers zwei den Gemischdurchlauf bildende, inner­ halb eines Mantels (1) in der Durchlaufrichtung hintereinander angeordnete Zylinderhülsen (3, 6) aufweisen, wobei die erste Zylinderhülse (3) im Betrieb in einer unveränderlichen Lage festgehalten wird, während die zweite (6) derart ausgebildet und elastisch gelagert ist, dass sie sich durch den Druck des zu injizierenden Wassers entgegen einer Federkraft achsparallel so von der ersten weg verschieben lässt, dass zwischen den Stirnflächen der beiden Zylinderhülsen (3, 6) ein sich radial erstreckender, als Ringdüse dienender Spalt gebildet wird, dessen Austrittsquerschnitt sich mit zunehmendem Druck ver­ grössert und so eine angenähert konstante Wasserausfluss­ geschwindigkeit gewährleistet.

2. Spritzmischdüsenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen der beiden Zylinderhülsen (3, 6) so ausgebildet sind, dass das austretende Wasser eine Bewegungskomponente in Richtung des durchlaufenden Gemisches hat.

3. Spritzmischdüsenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die zweite Zylinderhülse (6) einwirkende Federkraft so bemessen ist, dass das in das durchlaufende Gemisch inJizierte Wasser den ganzen Gemischquerschnitt benetzt.

4. Spritzmischdüsenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine dritte Zylinderhülse (7), die im Mantel (1) festgehalten ist und in welcher die zweite Zylinder­ hülse (6) axial verschiebbar gelagert ist.

5. Spritzmischdüsenaggregat nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite (6) und die dritte (7) Zylinder­ hülse durch zwei Feder-Ringscheiben (5, 9) miteinander verbunden sind.

6. Spritzmischdüsenaggregat nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderhülse (3) an dem der zweiten Zylinderhülse abgewandten Ende eine Schulter, mit der sie an einem im Mantel (1) festgehaltenen Distanzring (2) ansteht, und an dem der zweiten Zylinderhülse zugewandten Ende eine im Betrieb mit dem zu injizierenden Wasser beauf­ schlagte Druckfläche (3b) aufweist, so dass sie durch den Druck dieses Wassers an den ortsfesten Distanzring (2) angedrückt wird, und dass ein Absperrventil (14) vorhanden ist, um den Was­ serdruck von der Druckfläche (3b) wegzunehmen, damit sich die erste Zylinderhülse (3) zur Reinigung des Spaltes von der zwei­ ten (6) entfernen kann.

7. Spritzmischdüsenaggregat nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen der beiden Zylin­ derhülsen (3, 6) ein kegelstumpfmantelförmig ausgebildeter, als Ringdüse dienender Spalt gebildet wird.

8. Verwendung eines Spritzmischdüsenaggregats zum Tro­ ckenspritzen von Beton, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritz­ mischdüsenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.