DE3717188A1

DE3717188A1 - METHOD FOR REDUCING THE RISK OF IGNITION WHEN USING A PARTIAL CUTTING MACHINE

Info

Publication number: DE3717188A1
Application number: DE19873717188
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Paurat; Roland Dipl Ing Paurat
Original assignee: Individual
Current assignee: Howden Paurat GmbH
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-12-08
Also published as: GB2205338A; DE3717188C2; GB2205338B; GB8810693D0

Abstract

A process for reducing the ignition risk when operating a gallery driving machine (1) having at least one cutting head (5) arrayed with cutting tools (7), whereby water from nozzles (11) mounted in fixed positions on the machine, some distance from the cutting head, is finely atomised and the jets (13) of spray mist issuing from the nozzles (11) are directed on to the cutting head (5) and also on to the cutting tracks (9) formed by the cutting tools (7) in the rock (8). For each cutting tool (7) there is supplied a water volume of 0.2 to 0.5 l/min and an air volume of 0.2 to 1.0 m<3>/min, under conditions whereby the droplet size range in the mist jets is held between 1 and 100 mu m, the air velocity in the nozzles being so adjusted that the spray mist jets impinge on the cutting tracks at an impact velocity of 10 to 30 m/sec. <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht gattungsgemäß aus von einem Verfahren zur Ver minderung der Zündgefahr beim Einsatz einer Teilschnitt-Streckenvor triebsmaschine, die zumindest ein mit Schneidmeißeln besetztes Schräm aggregat aufweist, wobei Wasser aus stationären, maschinenfesten Dü sen mit Abstand von dem Schrämaggregat fein verdüst wird und die aus den Düsen austretenden Sprühnebelstrahlen auf das Schrämaggre gat gerichtet werden. Dabei wird ein Wasser/Luft-Gemisch unter Bil dung eines gleichmäßigen Sprühnebels mit einem Tropfenspektrum zwi schen 1 und 100 µm Durchmesser verdüst, wobei der Sprühnebel durch eine an die Zahl der Schneidmeißel angepaßte Wassermenge von 0,2 bis 0,5 l/min. je in Eingriff mit der Ortsbrust befindlichem Schneidmeißel sowie mit einer Luftmenge von 0,2 bis 1 m³/min. je Schneidmeißel her gestellt wird und das Wasser/Luft-Gemisch aus den Düsen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 bis 30 m/sec. im Düsenquerschnitt austritt (DE 35 41 886 nach PatG § 3(2)). Dieses Verfahren hat sich bewährt. Es geht von der Erkenntnis aus, daß bei der Zerstäubung von Wasser mit Luft ein Sprühnebel erzeugt wird, der durch die Rota tion des Schrämaggregates eingezogen wird. Man erreicht zweierlei. Zunächst wird in der Schneidspur eine Kühlung bewirkt und auch die Schneidmeißel erfahren eine Kühlung. Darüber hinaus wird in der Um gebung des arbeitenden Schrämkopfes ein zündungshemmendes Klima er zeugt. Die Sprühnebelstrahlen können dabei auch auf die Schneidspu ren gelangen. - Zum Stand der Technik gehört es (GB 21 04 573, PatG § 3(1)), Sprühnebelstrahlen auf das Gebirge und auf die Schneidspuren zu richten. Der Schrämkopf besteht dazu aus festen Scheiben, die die Düsen tragen und nicht rotieren sowie rotierenden Scheiben, auf denen die Schneidmeißel angeordnet sind. Im übrigen ist es bekannt (DE 19 35 886, DE-Zeitschrift "Glückauf-Forschungs hefte", 1980, Seiten 17 bis 21, PatG § 3(1) mit rotierenden Düsen zu arbeiten. Man erreicht auf diese Weise zwar eine Schneidspurkühlung, jedoch kann in der Umgebung des gesamten Schrämkopfes ein zün dungshemmendes Klima nicht erzeugt bzw. gehalten werden.The invention generally relates to a method for reducing the risk of ignition when using a partial-section driving machine which has at least one cutting tool with cutting tools, water being sprayed from stationary, machine-fixed nozzles at a distance from the cutting unit and which spray jets emerging from the nozzles are directed onto the Schrämaggre gat. A water / air mixture is atomized with the formation of a uniform spray with a drop spectrum between 1 and 100 µm in diameter, the spray being adjusted by a quantity of water of 0.2 to 0.5 l / min. each with the cutting chisel in engagement with the working face and with an air volume of 0.2 to 1 m ³ / min. per cutting bit is made and the water / air mixture from the nozzles at a flow rate of 25 to 30 m / sec. emerges in the nozzle cross section (DE 35 41 886 according to PatG § 3 (2)). This method has proven itself. It is based on the knowledge that a spray is generated when water is atomized with air, which is drawn in by the rotation of the cutting unit. You achieve two things. First, cooling is effected in the cutting track and the cutting bits are also cooled. In addition, an ignition-inhibiting climate is created in the area around the working cutting head. The spray jets can also reach the Schneidspu ren. - It is part of the state of the art (GB 21 04 573, PatG § 3 (1)) to direct spray jets onto the mountains and the cutting marks. For this purpose, the cutting head consists of fixed disks that support the nozzles and do not rotate, as well as rotating disks on which the cutting bits are arranged. For the rest, it is known (DE 19 35 886, DE journal "Glückauf-Forschungsheft", 1980, pages 17 to 21, PatG § 3 (1) to work with rotating nozzles. In this way, cutting track cooling is achieved, however an ignition-inhibiting climate cannot be generated or maintained in the vicinity of the entire cutting head.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verfahren die Kühlung der Schneidspur und der Schneidmeißel sowie gleichzeitig den zündungshemmenden Effekt in der Umgebung des arbei tenden Schrämkopfes zu verbessern.The invention has for its object in a generic Process the cooling of the cutting track and the cutting chisel as well at the same time, the anti-ignition effect in the work environment tendency to improve the cutting head.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß je Schneidmeißel eine Wassermenge von 0,2 bis 0,5 l/min. sowie je Schneidmeißel eine Luftmenge von 0,2 bis 1 m³/min. gemeinsam verdüst werden, und zwar so, daß Nebelstrahlen mit einem Tropfenspektrum mit Tropfen im Be reich zwischen 1 und 100 µm entstehen, und daß die Luftgeschwindig keit in den Düsen so eingestellt und die Düsen so eingerichtet wer den, daß die Sprühnebelstrahlen mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 10 bis 30 m/sec. auch die Schneidspuren beaufschlagen. Die Sprüh nebelstrahlen können in Rotationsrichtung des Schrämaggregates auf die in das Gestein eintretenden Schneidmeißel und damit auf die sich bildenden Schneidspuren gerichtet werden. Die Sprühnebelstrahlen kön nen aber auch entgegen der Rotationsrichtung des Schrämaggregates auf die Schneidspuren der aus dem Gestein austretenden Schneidmeißel gerichtet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühnebelstrahlen sowohl auf die in das Gestein eintretenden Schneidmeißel als auch auf die Schneid meißelspuren der aus dem Gestein austretenden Schneidmeißel gerich tet werden.To achieve this object, the invention teaches that a water quantity of 0.2 to 0.5 l / min. and an air volume of 0.2 to 1 m ³ / min per cutting bit. are atomized together, in such a way that fog jets with a drop spectrum with drops in the range between 1 and 100 microns are created, and that the speed of the air in the nozzles is set and the nozzles are set up so that the spray jets with an impact speed of 10 to 30 m / sec. also apply the cutting marks. The spray mist rays can be directed in the direction of rotation of the cutting unit on the cutting chisels entering the rock and thus on the cutting tracks that form. The spray jets can also be directed against the direction of rotation of the cutting unit at the cutting marks of the cutting bits emerging from the rock. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the spray jets are directed towards both the cutting chisel entering the rock and the cutting chisel traces of the cutting chisel emerging from the rock.

Ein Sprühnebelstrahl kann bekanntlich dadurch hergestellt werden, daß in eine Zerstäubungsdüse ein Wasserstrahl zentral eingeführt wird, während die strömende Zerstäubungsluft den Wasserstrahl um strömt - oder umgekehrt. Dabei kann die Zerstäubungsdüse eine ventu riartige Einschnürung mit Diffusor oder einen Diffusor aufweisen. Es kann aber auch mit Drallzerstäubung gearbeitet werden. Außerdem kann die strömende Luft das Wasser in einer venturiartigen Einschnü rung ansaugen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Verhältnisse stets so eingerichtet werden können, daß die Sprühnebel strahlen Tropfen des angegebenen Tropfenspektrums führen und eine so hohe kinetische Energie aufweisen, daß sie mit einer Auftreffge schwindigkeit von 10 bis 30 m/sec. die Schneidspuren beaufschlagen. Auf diese Weise wird in der Schneidspur eine intensive Kühlung be wirkt und auch die Schneidmeißel erfahren eine entsprechende Küh lung. Darüber hinaus entsteht wegen der verhältnismäßig hohen kine tischen Energie der Sprühnebelstrahlen in der Umgebung des arbeiten den Schrämkopfes, wie eingangs beschrieben, ein zündungshemmendes Klima. In dem angegebenen Tropfenspektrum beaufschlagen die Tropfen großen Tropfendurchmessers als Tropfen die Schneidspur und die Schneidmeißel, wo insoweit eine Flüssigkeitskühlung und durch an schließende Verdampfung auch eine Verdampfungskühlung stattfindet. Die Tropfen mit besonders feinem Tropfendurchmesser verdampfen auf ihrem Wege bis zur Auftreffstelle der Sprühnebelstrahlen und beein flussen auf diese Weise zündungshemmend die Umgebung des arbeitenden Schrämkopfes. Der zündungshemmende Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mit Sprühnebel strahlen gearbeitet wird, die zwischen Austritt aus der zugeordneten Düse und Auftreffen auf die Schneidmeißel bzw. Schneidspuren eine freie Strömungsweglänge von zumindest 20 bis 30 cm aufweisen.As is known, a spray jet can be produced by that a water jet is introduced centrally into an atomizing nozzle while the atomizing air is flowing around the water jet flows - or vice versa. The atomizing nozzle can be a ventu have constriction with diffuser or a diffuser. It can also be used with swirl atomization. Furthermore the flowing air can cut the water in a venturi-like constriction suction. The invention is based on the knowledge that the Ratios can always be set up so that the spray emit drops of the specified drop spectrum and a have such high kinetic energy that it hits a target speed from 10 to 30 m / sec. apply the cutting marks. In this way, intensive cooling will be in the cutting track works and the cutting chisels also experience a corresponding cooling lung. In addition, arises because of the relatively high kine table energy of the spray in the vicinity of the work the cutting head, as described at the beginning, is an anti-ignition Climate. The drops act on the specified drop spectrum large drop diameter as drops the cutting track and the Cutting chisel, where liquid cooling and through closing evaporation also evaporative cooling takes place. The droplets with a particularly fine droplet diameter evaporate their way to the point of impact of the spray and affect in this way, they ignite the surroundings of the worker Cutting head. The anti-ignition effect is particularly pronounced, if according to a preferred embodiment of the invention with spray that is worked between exiting the associated blast Nozzle and impact on the cutting chisel or cutting tracks have a free flow path length of at least 20 to 30 cm.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zei gen in schematischer DarstellungIn the following, the invention is based on only one embodiment Example illustrating the drawing explained in more detail. It shows gene in a schematic representation

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung an einer Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschine, und zwar in einer Ausführungsform mit auf und nieder sowie horizontal schwenk barem Schrämarm und pilzförmig ausgebildetem Schrämkopf, in der Seitenansicht, Fig. 1 shows a sputtering apparatus according to the invention in a partial cut heading machine, in one embodiment, with up and down as well as horizontally pivoting Barem Cutter jib and mushroom-shaped cutting head trained, in side view,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerstäu bungsvorrichtung für eine Teilschnitt-Streckenvortriebsma schine mit auf und nieder bewegbarem Ausleger und darin gelagerter Schrämwalze, in der Seitenansicht. Fig. 2 shows another embodiment of the atomization device according to the invention for a partial section stretching machine with a boom that can be moved up and down and a cutting roller mounted therein, in a side view.

In Fig. 1 erkennt man eine Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschine 1, die ein Raupenfahrwerk 2, einen Drehturm 3, einen auf und nieder sowie hori zontal schwenkbaren Schrämarm 4 und ein als pilzförmigen Schrämkopf 5 mit Transportwendel 6 ausgebildetes Schrämaggregat aufweist. Die Transportwendel 6 ist mit zumindest 30 Schneidmeißeln 7 besetzt, die sich am größten Durchmesser mit einer Schnittgeschwindigkeit von 0,5 bis 4 m/sec, vorzugsweise von 2 bis 3 m/sec, bewegen und in der Ortsbrust 8 beim Hereingewinnen von Gestein und Kohle Schneidspuren 9 erzeugen. Am vorderen Ende des Schrämarmes 4 ist ein Düsenring 10 angeordnet, auf dessen Umfang eine Mehrzahl von Düsen 11 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Durch diese Düsen 11 wird ein Wasser/Luft- Gemisch unter einem atmosphären Überdruck von 1 bis 2 bar zerstäubt. Das Wasser/Luft-Gemisch wird durch die Leitung 12 dem Düsenring zu geführt. Der aus den Düsen 11 austretende Zerstäubungsstrahl 13 be aufschlagt auch die Schneidspuren 9. Die Zerstäubung erfolgt unter Bildung eines Sprühnebels mit einem Tropfenspektrum zwischen 1 und 100 µm, wobei der Sprühnebel durch eine an die Zahl der Schneidmeißel 7 angepaßte Wassermenge von 0,2 bis 0,5 l/min je in Eingriff mit der Ortsbrust befindlichem Schneidmeißel hergestellt wird.In Fig. 1 you can see a partial section road boring machine 1 , which has a crawler track 2 , a turret 3 , an up and down and hori zontal pivotable cutter arm 4 and a mushroom-shaped cutter head 5 with helix 6 designed cutting unit. The transport helix 6 is equipped with at least 30 cutting bits 7 , which move at the largest diameter with a cutting speed of 0.5 to 4 m / sec, preferably 2 to 3 m / sec, and in the working face 8 when extracting rock and coal Generate cutting tracks 9 . At the front end of the cutting arm 4 , a nozzle ring 10 is arranged, on the circumference of which a plurality of nozzles 11 are arranged evenly distributed. A water / air mixture is atomized through these nozzles 11 under an atmospheric pressure of 1 to 2 bar. The water / air mixture is fed through line 12 to the nozzle ring. The atomizing jet 13 emerging from the nozzles 11 also hits the cutting tracks 9 . The atomization takes place with the formation of a spray mist with a drop spectrum between 1 and 100 μm, the spray mist being produced by a quantity of water of 0.2 to 0.5 l / min adapted to the number of cutting bits 7, depending on the cutting bit in engagement with the working face .

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung in einer Ausführungsform für ein als Schrämwalze 14 ausgebildetes Schrämaggre gat. Die Schrämwalze 14 ist in einem, hier nur angedeuteten, auf und nieder bewegbaren Ausleger 15 gelagert. Auf ihrem Umfang besitzt die Schrämwalze eine Transportwendel 6 auf die Schneidmeißel 7 aufgesetzt sind. Die Schrämwalze schneidet in die Ortsbrust 8 ein, wobei eine Schneidspur 9 erzeugt wird. Die Düsen 11 der erfindungsgemäßen Zer stäubungsvorrichtung sind in einer Düsenleiste 16 angeordnet, die sich längs der Schrämwalze erstreckt und an dem Ausleger befestigt ist. lm Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfin dung ist die Düsenleiste 16 gabelförmig ausgebildet und besitzt einen Düsenleistenabschnitt 16 a oberhalb der Schrämwalze 14 sowie einen wei teren Düsenleistenabschnitt 16 b unterhalb der Schrämwalze. Das Wasser/ Luft-Gemisch wird durch die Leitung 12 der Zerstäubungsvorrichtung zu geführt. Die aus den Düsen austretenden Zerstäubungsstrahlen 13 beauf schlagen auch die Schneidspuren 9. Fig. 2 shows the atomizing device according to the invention in one embodiment for a Schrämaggre gat formed as a cutting roller 14 . The cutting roller 14 is mounted in a boom 15 , which is only indicated here and can be moved up and down. On its circumference, the cutting roller has a transport helix 6 on which cutting bits 7 are placed. The cutting roller cuts into the working face 8 , a cutting track 9 being generated. The nozzles 11 of the Zer dusting device according to the invention are arranged in a nozzle bar 16 , which extends along the cutting roller and is attached to the boom. In the exemplary embodiment and according to the preferred embodiment of the inven tion, the nozzle bar 16 is fork-shaped and has a nozzle bar section 16 a above the scraper roller 14 and a white nozzle bar section 16 b below the scraper roller. The water / air mixture is fed through line 12 to the atomizing device. The atomizing jets 13 emerging from the nozzles also strike the cutting tracks 9 .

Claims

1. A method for reducing the risk of ignition when using a part-cut tunnel boring machine which has at least one cutting unit with cutting chisels, water being atomized from stationary, machine-fixed nozzles at a distance from the cutting unit and the spray mist emerging from the nozzles radiate onto the Cutting unit are directed, characterized in that a water quantity of 0.2 to 0.5 l / min per cutting bit. and an air volume of 0.2 to 1 m ³ / min per cutting bit. are atomized together, in such a way that spray jets with a drop spectrum between 1 and 100 microns arise, and that the air speed in the nozzles are adjusted and the nozzles are set up so that the spray jets with an impact speed of 10 to 30 m / sec. also apply the cutting marks.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Spray jets in the direction of rotation of the cutting unit on the cutting chisels entering the rock.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Spray mist against the direction of rotation of the cutting unit tes on the cutting traces of the cutting emerging from the rock be chiseled.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in net that the spray jets both on the into the rock tendency cutting chisel as well as on the cutting tracks from the Ge stone chisels emerging.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in net that it works with spray jets between the outlet from the assigned nozzle and hitting the cutting chisel or Cutting tracks have a free flow path length of at least 20 to 30 cm exhibit.