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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Fördern und Trockenspritzen von Baustoffgemischen, insbesondere Spritzbetonanlage, mit einem Behälter für die Feststoffe der Baustoffgemische mit Druckluftanspeisung, Bodenzwangsaustrag in eine Fördereinrichtung mit Druckluftanspeisung zur Förderung der Feststoffe und der Druckluft im Dünnstrom, einer Befeuchtungseinheit zur Befeuchtung des Dünnstroms sowie einer Spritzöffnung zum Aufbringen des befeuchteten Dünnstroms auf einen Untergrund.
Eine Anlage dieser Art ist in dem Patent Abstract der SU 896 218 A als Produkt der Firma HEAT ENG. RES. INST. beschrieben. Andere Druckschriften, die Vorrichtungen zum gleichzeitigen Verarbeiten von festem Schüttgut und flüssigen Materialien durch Spritzen auf einen Untergrund offenbaren, sind die DD-PSen 78351 A und 88051 A. Die DE 4 206 116 A1 betrifft hingegen die Herstellung und Versetzung von Zementestrich, bei dem die fliessfähige Estrichmasse in einem Rohr als Pfropfen zur Verarbeitungsstelle gefördert wird.
Die erfindungsgemässe Anlage der eingangs genannten Art ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftanspeisungen aufeinander abstimmbar sind, wobei der Behälterinnendruck, insbesondere der Druck der in den Freiraum des Behälters eingebrachten Druckluft auf zumindest 10 %, vorzugsweise auf die Hälfte bis zwei Drittel des Druckes in der Fördereinrichtung einstellbar, insbesondere an diesen angleichbar ist.
Weitere erfindungsgemässe Kennzeichen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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:Hang- und Böschungssicherungen, Betonsanierungen sowie Sicherung von Ausbruchsiaibungen im untertägigen Hohlraumbau.
Die bisher angewendeten Verfahren gliedern sich in Nass- und Trockenverfahren. Bei den Nassspritzverfahren erfolgt der Spritzguttransport über eine Dickstromförderung mittels Spritzgutpumpe oder ähnlichem und in weiterer Folge das Aufspritzen durch Druckluftbeaufschlagung. Die Trockenverfahren weisen eine Dünnstromförderung auf, bei der der gesamte Spritzguttransport durch Druckluft erfolgt. Kennzeichnend für die Trockenspritzverfahren ist die Abschottung der Rohgutaufgabe gegen den mit Druckluft beaufschlagten Förderstrom. Diese Abschottung erfolgt über ein Schleusensystem, wie z. ein Zellenrad oder ein in der Funktion gleichwertiges System.
Ein solches Schleusensystem weist verschiedene Nachteile auf, wie z. B hohe Verschleissanfälligkeit sowie die zwangsläufig eintretende stossweise Förderung des Spritzguts. Um diese Nachteile auszuschalten, wurden das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Spritzmaterialanlage entwickelt.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Materialspritzanlage, insbesondere Spritzbetonanlage wird die Höhe des Druckes, insbesondere Luftdruckes, im das Rohgut enthaltenden Behälter auf zumindest 10 %, vorzugsweise wenigstens die Hälfte bis zwei Drittel der Höhe des Druckes, insbesondere Luftdruckes, in der Fördereinrichtung, insbesondere dem Förderschlauch, angehoben, insbesondere etwa der Höhe des Druckes, Insbesondere Luftdruckes, In der Fördereinrichtung, insbesondere Förderschlauch, angeglichen
Durch das Unterdrucksetzen des Spritzrohguts kann eine Schleusenübergabe des Aufgabeguts zum unter Druck stehenden Förderschlauch entfallen, da dem Förderdruck in der Fördereinrichtung ein Druckgleich- bzw.
-gegengewicht des Vorratskessels entgegensteht, das eine uner- wünschte RückwÅartsförderung des Rohguts zurück in den Vorratsbehälter verhindert.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass zur Anhebung bzw. Angleichung des Behälterdruckes dem Behälter, insbesondere in dessen oberen Bereich, Zuluft unter Druck, z. B. von 1, 5 bar bis 2 bar, zugeführt wird.
In einer Ausgestaltung werden dem in der Fördereinrichtung transportierten Spritzrohgut Befeuchtungsmedien bzw flüssige Additive unter Hochdruck, insbesondere über 100 bar, und gegebenenfalls Druckluft an mindestens einer Stelle, vorzugsweise im Förderschlauch zugeführt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach Einbringen des Rohgutes, insbesondere in ein Übergangsorgan, nach Passieren der Fördereinheit, vorzugsweise über eine Injektordüse, das Rohgut mit Förder-Druckluft, z. B. von 6 bis 8 bar, beaufschlagt wird, bevor es In die Fördereinrichtung, insbesondere in den Förderschlauch bzw. bevor es zu der bzw. den Einführungsstelle (n) des unter Hochdruck eingebrachten Befeuchtungsmediums bzw. der Befeuchtungsmedien bzw flüssigen Additive, z. B Schnellabbinder, und gegebenenfalls Druckluft gelangt.
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Mit anderen Worten ist der Behälter ein mit Druckluft, z. B. von 1, 5 bis 2 bar, beaufschlagbarer Druckbehälter, dessen Innendruck zumindest 10 %, vorzugsweise wenigstens die Hälfte bis zwei Drittel des Druckes, insbesondere Luftdruckes, in der Fördereinrichtung beträgt, insbesondere sich im wesentlichen im Druckgleichgewicht mit dem Druck in der Fördereinrichtung befindet. Durch das Unterdrucksetzen des Spritzrohguts kann eine Schleusenübergabe des Aufgabeguts zum unter Druck stehenden Förderschlauch entfallen, da dem Förderdruck ein Druckgleich- bzw. gegengewicht des Vorratskessels entgegensteht, das ein unerwünschtes Rückströmen des Rohguts zurück in den Vorratsbehälter verhindert.
Der Druckbehälter ist dabei mit variablen Drücken bis zu 15 bar beaufschlagbar, die dem Abgabedruck des Spritzbetons entsprechen.
Durch den Wegfall des bei herkömmlichen Anlagen verwendeten abdichtenden Schleusensystems, wie z. B. eines Zellenrads, tritt praktisch kein Verschleiss bewegter Teile auf, wodurch die Anlage störsicherer und wartungsärmer wird. Zusätzlich wird im Gegensatz zu den bekannten Systemen ein gleichmässiger und kontinuierlicher, in der Menge variabler Förderstrom bei volkom- menem Entfall von Staubemissionen an der Spritzmaterialanlage erzeugt.
Vorteilhafterweise ist dabei der Druckbehälter mit einer Zuluftöffnung zur Druckluftzufuhr, z. B. mit einem Druck von 1, 5 bis 2 bar, versehen, umfasst die Förderluftbeaufschlagungseinheit eine Druckluft-lnJektordüse mit einem Förderdruck von z. B. 6 bis 8 bar und sind an der mindestens einen Befeuchtungseinheit Zuläufe, insbesondere Hochdruckzuläufe, vorzugsweise für Drücke bis über 100 bar, zur Zuführung von Befeuchtungsmedium bzw. flüssigen Additiven und gegebenenfalls Druckluft vorgesehen.
Zweckmässig ist am Auslass des Behälters ein, insbesondere pneumatisch oder hydraulisch betätigbares, Absperrorgan vorgesehen, das bei Anlagenstillstand den Förderweg des Rohguts absperrt.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Spritzmaterialanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsorgan zwischen dem Druckbehälter nach der Fördereinheit vor der Fördereinrichtung aerodynamisch, z. B. pfeifenförmig, ausgebildet ist.
Zur Kontinuität der Vorbefeuchtung ist es zweckmässig, für die Materialzufuhr der Befeuchtungseinheiten vorgespannte Düsen, vorzugsweise Einspritzdüsen wie bei Dieselmotoren, vorzusehen. Dadurch kann auch bei variablen Einspritzmengen stets ein gleichmässiger Zerstäubungsgrad erreicht werden.
Die erfindungsgemässe Spritzmaterialanlage kann als stationäre oder auf einem Fahrzeug montierbare Anlage ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figur beispielhaft näher erläutert.
Die schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Spritzbetonanlage besteht aus einem Druckbehälter 1 zur Aufnahme von Spritzrohgut 3, der jede zweckmässige Form und Grösse aufweisen kann. Das Rohgut 3 wird durch eine mit einem Druckverschluss 2 mit druckdichten Verschlussorganen versehene Befüllöffnung in den Behälter eingebracht. In der Figur ist die Obergrenze des Füllguts durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Man erkennt, dass zwischen Rohgut und Behälterdeckwand ein Luftraum verbleibt, der mit variablem Druck beaufschlagt werden kann. Beim Spritzrohgut 3 handelt es sich insbesondere um eine trockene bis erdfeuchte Mischung aus Kies, Sand, Bindemittel und gegebenfalls zusätzlichen Additiven.
Eine Zuluftöffnung 4 dient zur variablen Beaufschlagung des Behälters mit Druckluft bis zu etwa 15 bar. üblicherweise etwa zwischen 1, 5 und 2 bar. Der Behälter ist an seiner Ausgangsöffnung am Boden mit einem hydraulisch oder pneumatisch gesteuerten Absperrorgan 5 versehen. Durch die Bodenöffnung des Behälters gelangt bei geöffnetem Absperrorgan das unter Druck stehende Spritzrohgut zu einer Fördereinheit 7, die in diesem Fall als Schneckenförderer ausgeführt ist, aber auch ein Vibrationsförderer oder eine andere gleichwertige Vorrichtung sein kann. Die Fördereinheit 7 fördert das Spritzrohgut auf ein Übergangsorgan 9, das ein aerodynamisch, z. B. pfeifenförmig, ausgebildeter Übergangskörper ist.
Die Fördereinheit wird dabei von einer Antriebseinheit 6 angetrieben, die zur Fördermengensteuerung stufenlos geschwindigkeitsregelbar ist. In das Übergangsorgan mündet eine Förderluftbeaufschlagungseinheit 8 in Form einer Injektordüse, die Druckluft zur Weiterbeförderung des von der Fördereinheit zugeführten Spritzrohguts im Dünnstrom vom Übergangsorgan 9 zu einer Vorbefeuchtungseinheit 10, einem Förderschlauch 12, einer Endbefeuchtungseinheit 13 und schliesslich einem Endmischrohr 15 einbläst. Der Luftdruck an der Injektordüse ist variabel und kann bis zu 15 bar erhöht werden, wobei ein bevorzugter Betriebsbereich zwischen 6 und 8 bar
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liegt. Die Vorbefeuchtungseinheit 10 ist zur Vorbenetzung des Spritzguts mit nicht gezeigten radial angeordneten Einspntzelementen versehen.
Zur Kontinuität der Vorbefeuchtung sind die Einspritzelemente derart ausgebildet, dass bei variablen Einspritzmengen ein stets gleichmässiger Zerstäubungsgrad besteht. Dies kann beispielsweise durch vorgespannte Düsen etc. erreicht werden. Ein Vorbefeuchtungszufauf 11 dient als Zuleitung für flüssige Additive bzw. Befeuchtungsmedien, wobei es sich um eine Hochdruckleitung für Drücke bis über 100 bar handelt, oder zur Luftbeimischung. Von der Einheit 10 gelangt das vorbefeuchtete Spritzgut in einen Förderschlauch 12, der ein herkömmlicher Spritzbetonförderschlauch variablen Durchmessers ist, und danach zu einer Endbefeuchtungseinheit 13, die eine nicht dargestellte Endbefeuchtungsdüse mit ähnlichen Eigenschaften wie die oben beschriebenen Vorbefeuchtungselemente umfasst.
Ein Zulauf 14 für Endbefeuchtungsmedien, der unter Hochdruck bis über 100 bar betrieben werden kann, dient Zugabe weiterer flüssiger Additive. Nach der Endbefeuchtungseinheit erfolgt die Ausspntzung des Betonspritzguts durch ein Endmischrohr 15 variabler Länge und Form, in dem auch die endgültige Durchmischung des Betons erfolgt.
Im Betrieb wird die Hohe des Luftdruckes im Rohgutbehälter 1 in Abhängigkeit der Füllmenge und der Konsistenz des Rohguts auf zumindest die Hälfte bis zwei Drittel der Höhe des Druckes in der Fördereinrichtung 9 bis 15, insbesondere dem Förderschlauch 12, angehoben, sodass eine Rückwärtsförderung des Spritzguts durch den Schneckenförderer 7 in den Behälter 1 verlässlich vermieden wird. Vorzugsweise wird der Druck im Behälter 1 etwa an die Höhe des Druckes in der Fördereinrichtung 9 bis 15 angeglichen. Während des Weitertransports des Rohguts werden Befeuchtungsmedium bzw. flüssige Additive unter Hochdruck, insbesondere über 100 bar, und gegebenenfalls Druckluft der Fördereinrichtung an mindestens einer Befeuchtungseinheit 10, 13 über HochdruckzulÅaufe 11, 14 zugeführt und Im Endmischrohr 15 zur Endzusammensetzung des Spritzmatenals vermischt.
Die Anlage kann stationär oder auf einem Fahrzeug montiert betrieben werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anlage zum Fördern und Trockenspritzen von Baustoffgemischen, ! nsbesondere Spntzbe- tonanlage, mit einem Behälter für die Feststoffe der Baustoffgemische mit Druckluftanspei- sung, Bodenzwangsaustrag in eine Fördereinrichtung mit Druckluftanspelsung zur Förde- rung der Feststoffe und der Druckluft im Dünnstrom, einer Befeuchtungseinheit zur Be- feuchtung des Dünnstroms sowie einer Spritzöffnung zum Aufbringen des befeuchteten
Dünnstroms auf einen Untergrund, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftanspeisun- gen (4, 8) aufeinander abstimmbar sind, wobei der Behälterinnendruck, insbesondere der
Druck der in den Freiraum des Behälters (1) eingebrachten Druckluft auf zumindest 10 %, vorzugsweise auf die Hälfte bis zwei Drittel des Druckes In der Fördereinrichtung (9-15) einstellbar,
insbesondere an diesen angleichbar ist.