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WO2018065586A1 - Vorrichtung und verfahren zum binden von staub - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum binden von staub Download PDF

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Publication number
WO2018065586A1
WO2018065586A1 PCT/EP2017/075501 EP2017075501W WO2018065586A1 WO 2018065586 A1 WO2018065586 A1 WO 2018065586A1 EP 2017075501 W EP2017075501 W EP 2017075501W WO 2018065586 A1 WO2018065586 A1 WO 2018065586A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
binder
pressure
line
pump
dust
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/075501
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Widhalm
Original Assignee
Stefan Widhalm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202016105572.5U external-priority patent/DE202016105572U1/de
Priority claimed from ATA50903/2016A external-priority patent/AT519212B1/de
Priority to CA3059384A priority Critical patent/CA3059384A1/en
Priority to JP2019540691A priority patent/JP7164202B2/ja
Priority to AU2017339088A priority patent/AU2017339088B2/en
Priority to US16/094,818 priority patent/US11285501B2/en
Application filed by Stefan Widhalm filed Critical Stefan Widhalm
Priority to CN201780062055.7A priority patent/CN109843455A/zh
Priority to EP22158090.5A priority patent/EP4019154B1/de
Priority to EP17780412.7A priority patent/EP3523057B1/de
Priority to KR1020197010910A priority patent/KR102505559B1/ko
Priority to SG11201903023PA priority patent/SG11201903023PA/en
Publication of WO2018065586A1 publication Critical patent/WO2018065586A1/de
Priority to US17/675,338 priority patent/US20220168763A1/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00Methods preventing fouling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/02Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
    • B05B12/04Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for sequential operation or multiple outlets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
    • B05B9/0403Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump with pumps for liquids or other fluent material
    • B05B9/0423Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump with pumps for liquids or other fluent material for supplying liquid or other fluent material to several spraying apparatus

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for binding dust.
  • DE 297 18 708 U1 or EP 0 908 215 A2 discloses a device for binding or precipitation of dust. This device is similar to a snow gun with an air nozzle, in which air is accelerated by means of a propeller or a blade formed. In an air jet formed thereby, liquid is sprayed through one or more nozzles. The liquid is thus transported in finely divided form from the air steel. With this device, large amounts of water can be distributed over a large area.
  • German Utility Model DE 1 668 644 U discloses an apparatus for knocking down dust from gases in which fine particle vapor is used to envelop the dust particles.
  • WO 2014/01931 A1 another nozzle for spraying water is disclosed in order to remove dust from mining machines and to cool them.
  • the water is distributed as finely as possible by means of a stream of air.
  • DE 915 203 B describes a further method and another device for depositing dust.
  • nozzles are provided to which in each case a partial stream of a mixture of air and liquid is branched off. With each branch, the mixing ratio between air and liquid is changed. This is specifically used to vary along the pipe system, the exiting mixture ratio of mist in drizzle.
  • EP 0 950 796 A1 describes a spray system for depositing dust, in which an air jet is mixed with water at one or more mixing nozzles.
  • the mixing nozzles are arranged as close as possible to the Staubentste- hungsstellen.
  • DE 23 35 861 A1 discloses a device for introducing slightly dusty bulk material is described in a round silo.
  • the bulk material is wetted when fed into the silo by means of a dust binder by being sprayed with the dust binder.
  • the dust binder is water with the addition of a water surface relaxing substance.
  • DE 1 815 543 relates to a device for depositing dust in the cutting and peeling coal production.
  • the immediate place of dust formation and its immediate surroundings should always be covered with a water curtain.
  • a mining machine is always in the range of a nozzle group, from which it is covered with a water curtain.
  • DE 41 31 75 A1 discloses a planing alley distress system, in which a planing alley can be sprayed with a plurality of nozzles.
  • This spraying system is distinguished by the fact that the nozzles assigned to an expansion rack can be fed in via a separate switching valve and a plurality of spray zones of variable size can be formed. This is to achieve optimum adaptation of the spray zone to the respective conditions with a reduction in water consumption, since only so many nozzles are switched on or fed in, as is necessary for the greatest possible dust retention.
  • DE 1 795 744 U discloses a device for depositing the dust suspended in the air, which has a washer with which the air containing the dust is sucked in and sprayed with water within the washer, so that the dust is bound.
  • AT 512 490 A1 describes a high-pressure mist system which can be used inter alia for binding dust.
  • humid water mist is to be generated.
  • Water, especially drinking water, is supplied at a pressure of about 70 - 100 bar nebulization at which the water is sprayed.
  • switchable valves By means of switchable valves, multiple zones can be provided, which are acted upon independently with fog.
  • DE 34 41 386 A1 discloses a method for depositing dust, in which a foam gun is used, with which foam is provided for binding the dust.
  • WO 2008/082316 A2 and WO 2008/020773 A1 each show spray nozzles with which water is atomized. These spray nozzles are intended primarily for different purposes in mining. Among other things, dust conditions are to be controlled.
  • WO 201 1/095463 A2 discloses a spray nozzle unit, in particular for spraying explosive areas in underground mining and for use in Ultra Higspeed Fire Suppression Systems with response times of less than 50 ms.
  • This spray nozzle unit comprises a nozzle body having a nozzle opening for ejecting spray liquid.
  • US 2007/0125558 A1 discloses an apparatus for binding dust.
  • This device comprises a reservoir for binders, wherein by means of an optical sensor pumps are driven to convey binder from the binder reservoir and deliver accordingly. In this case, it is provided in particular to pump off binder from the storage container by means of the pump or the pumps and deliver it via the corresponding nozzles.
  • WO 2014/161023 A1 discloses a dust-binding device for containers. According to this device, it is provided to convey binders from an external storage container and to deliver them via a corresponding line system by means of pumps into a container above a dusting medium, in order to bind the dust in this way.
  • DE 20 2015 104 984 U1 discloses a device for removing suspended dust, in particular fine dust, from the ambient air of a traffic infrastructure. This device comprises z. B. a spraying device with a pressure generating device for providing a pressure difference. The spray device presses or sucks liquid solvent from an intermediate container, which is fed via a supply line, not shown.
  • DE 75 35 462 U discloses a control device for the switching operation of spray nozzles for depositing dust in mining extraction operations.
  • spray nozzles are provided, the z. B. by means of a lever individually or in groups by means of appropriate switching valves and are switched off.
  • a control unit can be used to remotely control the switching valves by means of appropriate switching elements.
  • the spray nozzles should be controlled so that the dust regardless of the respective driving speed of a mining machine directly at the point of origin, d. H. in the work area of the mining machine.
  • DE 18 15 543 A discloses a device for depositing dust. It is intended to combine a plurality of nozzles into jointly operable groups such that the respective group areas overlap each other to operate the nozzle group within which the extraction device is located in order to deposit the dust generated by the extraction device.
  • US Pat. No. 2,722,456 A discloses a spraying device.
  • This spraying device comprises a reservoir.
  • a pump is connected via a line to promote a spray medium from the reservoir.
  • the pump can be designed as a gear pump.
  • a line is connected to the pump, are arranged at the plurality of nozzles for dispensing the spray medium.
  • a valve is provided to control the dispensing of the spray medium. By means of a further valve, the volume flow of the pumped from the reservoir spray medium can be adjusted.
  • the spray medium 14 is conveyed to the nozzles by means of a pressure generated by the pump.
  • the pump is designed as a gear pump.
  • branches of the line another line in the Reservoir connected to the appropriate nozzles are connected to agitate the spray medium, mix and stir.
  • a movable storage device comprises a pressure vessel, which has means for exerting compressive forces on water stored in the pressure vessel.
  • the means for exerting compressive forces can be formed in the pressure vessel itself or on the pressure vessel, for example by a pressure surge tank.
  • the pressure vessel has a deformable membrane which divides the pressure vessel into a lower chamber and an upper chamber.
  • the lower chamber is filled with water via a line and then reduces the upper chamber in which a coil spring is arranged to pressurize the membrane.
  • an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide can be kept as a compressible pressure medium in the chamber.
  • a dispensing fitting is directed to the area to be watered and opened.
  • a spray nozzle with an upstream actuating valve 32 is provided for dispensing.
  • DE 75 35 462 U discloses a control device for the switching operation of spray nozzles for depositing the dust in mining extraction operations to mentor a recovery field.
  • DD 2 58 837 A1 discloses a method and an arrangement for producing large-area dust barriers.
  • US 479 979 A a spray device is disclosed.
  • DE-OS 8 33 442 discloses an arrangement which can be laid out on an outpatient basis for irrigating agricultural areas.
  • DE 380 896 A discloses a sprinkling system with branch lines emerging from a field line.
  • DE 19 28 789 C discloses a plant for blasting water or fertilizers in greenhouses.
  • a mist or spray is provided as directly as possible at the dust-creating place to bind the dust
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for binding dust, with which dust can be bound very efficiently.
  • Another object of the present invention is to provide a device and a method for binding dust, with which dust can be reliably bound with as little dust binder as possible.
  • Another object of the present invention is to provide a device and a method for binding dust, wherein the device or the device used in this method is subject to little wear.
  • a further object of the present invention is to provide a device and method for binding dust, along which or along a large area, such as a road section. or a gravel pit that reliably prevents or significantly reduces the escape of dust.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for binding dust which can be applied to machines and vehicles of various kinds, such as e.g. Stone crushers, track construction machines, asphalt milling, cleaning vehicles, etc. can be grown or integrated, which is also a mobile operation is possible.
  • machines and vehicles of various kinds such as e.g. Stone crushers, track construction machines, asphalt milling, cleaning vehicles, etc.
  • One or more of the present objects are achieved by the subject-matter specified in the independent claims.
  • Advantageous embodiments are specified in the respective subclaims.
  • the binding of dust can basically be done by an artificial mist or by a drizzle.
  • an artificial mist a mist slowly settling to the ground is created in the air, whereby the dust droplets wash the air out of the mist.
  • the soil With the drizzling the soil is wetted with binder, so that the formation of dust is prevented.
  • Mist formation and drizzle are essentially different in droplet size, with the transition being fluid.
  • the generation of a mist also leads to a wetting of the soil and the generation of a spray also leads to the washing out of dust from air.
  • the focus of the effect is the washing out of dust from air and a drizzle in the wetting of the soil.
  • Artificial mist comprises droplets having a size smaller than 200 ⁇ , in particular less than 150 ⁇ or less than 100 ⁇ .
  • Drizzle comprises droplets having a size of at least 100 ⁇ , in particular at least 150 ⁇ and preferably at least 200 ⁇ .
  • binder discharged In devices in which soil is wetted with drizzle, preferably not more than 6 l / m 2 / h and preferably not more than 4 l / m 2 / h and in particular not more than 3 l / m 2 / h binder discharged. This ensures that no puddles occur. If the bottom is sealed, the amount discharged should be lower than with the bottom not sealed.
  • the to be discharged amount of binder should l / m 2 / h and preferably at least 1 liter / m 2 / h or, in particular at least 1, 2 l / m 2 / h be at least 0.75, to ensure sufficient wetting of the soil.
  • These values for the discharge of the binder apply to continuous operation. In intermittent operation, the discharged quantities are reduced accordingly by the pause times.
  • the devices for guiding and directing binder streams discussed below can be used to generate both mist and spray, unless expressly stated otherwise.
  • an apparatus for binding dust comprising
  • a binder reservoir which provides pressurized liquid binder
  • a binder conduit which is connected to the binder reservoir, wherein at least one atomizing nozzle is connected to the binder conduit, which can be arranged in the vicinity of a dust source.
  • the sputtering nozzle is arranged in the vicinity of the dust source, wherein it is preferably designed and arranged so that the dust source is not sprayed with the binder, but instead a binder mist is formed at a predetermined distance from the dust source.
  • This arrangement is based on the finding that dust is whirled up at a dust source, with which a dust source is usually connected to a turbulent air flow. If one were to bind dust in such a turbulent air stream by means of a binder, then the binder requirement is considerable.
  • the binder requirement is much lower than if the dust source is sprayed directly with the binder, although the area in which the mist is artificially generated, is usually much larger than the dust source because it encloses the dust source with a predetermined distance.
  • the distance should be chosen so that in the area of the mist, the air flow containing the dust has calmed so far that the mist can gradually lower to the ground and is not moved away uncontrollably. Usually, a distance of a few 10 cm, preferably at least 50 cm or at least 1 m or at least 2 m must be observed. When choosing the appropriate distance, external air flows must also be taken into account, which can be generated by movements of goods, vehicles, wind or thermal energy. Especially in halls often thermals occurs. It may also be appropriate to have one or more baffles provide that with a dust-contaminated air flow is directed so that it calms down and an artificial mist can efficiently remove the dust.
  • the distance to the dust source is preferably to be chosen such that the mist is located above all in a region in which the air flow is not greater than 1 m / s, in particular not greater than 0.8 m / s or not greater than 0.7 m / s and preferably not greater than 0.5 m / s. It has been shown that with air flow of more than 1 m / s the dust can not be efficiently bound with a mist or the amounts of water required for efficient dust binding increase exponentially.
  • the air currents can vary in place and in time. When unloading large stones, for example, a very strong flow of air may occur for a short time, with the air flow being significantly weaker in the intervals between the individual unloading operations.
  • Baffles may be provided to prevent extraneous airflows from the mist area, so as to be able to meet the above-described limits of airflow in the area of the mist.
  • the binder is a liquid binder, preferably water.
  • an air / water mixture is often used.
  • such an air / water mixture is disadvantageous because it generates a high inherent air flow through the air portion, which is not suitable for generating a floating mist.
  • an air / water mixture may be used, but water that is driven without air through a spray nozzle is preferred.
  • the binder is provided in the binder reservoir at a pressure of preferably at most 10 bar, in particular preferably at most 7 bar and in particular not more than 5 bar.
  • the lower the pressure the easier it is to form a device with a long binder line, which allows the large-area coverage with spray.
  • the binder reservoir should provide the binder at a pressure of at least 2 bar, preferably at least 3 bar, and most preferably at least 4 bar.
  • the higher the pressure at the binder reservoir the larger NEN be the pressure losses in the binder line, and yet provided at the or the atomizing nozzles sufficient for atomization pressure. This also means that the greater the pressure at the binder reservoir, the longer the binder line can be, without the need for an additional pressure stage in the form of a pump.
  • the binder reservoir may be a well, a tank with and without a feed pump or a connection of a water pipe, which provides the binder water at a predetermined pressure.
  • the pressure with which the binder reservoir or a binder source is provided is preferably set by means of a pump.
  • the pressure may also be e.g. be given by an existing water supply or a high tank, which provides a sufficient pressure by a suitable geodetic height difference, so that no extra pump is necessary, which carries away the binder from the binder reservoir.
  • the binder pipe can be formed from an elastic tube, such as a plastic pipe, in particular PE pipe.
  • an elastic tube such as a plastic pipe, in particular PE pipe.
  • Such elastic tubes have significant advantages, since they can buffer pressure on one hand, connection points for atomizing nozzles can be punched anywhere and also can be moved very quickly and easily.
  • High-pressure pumps are pumps which produce a permanent operating pressure of 20 bar or more.
  • the atomizing nozzle or the atomizing nozzles are designed such that the binder is sprayed with a droplet size of 30 to 120 ⁇ m, and preferably 50 to 150 ⁇ m, and in particular with a droplet size of 60 to 90 ⁇ m.
  • a droplet size forms a floating mist in calm air, which reliably binds the dust and gradually sinks.
  • the binder line can extend over a distance of at least 100 m or, in particular, of at least 300 m, along which route a plurality of atomizing nozzles are connected to the binder line, and the device is designed in this way is that no more than 6 l / m 2 h of binding agent are discharged during a spraying process on the ground.
  • the amount of sprayed binder is preferably adjusted so that there is little excess moisture, that is, not all of the atomized binder can be taken up by the air, but liquid mist particles are present in the air. Such mist particles sink and bind the dust contained in the air and transport it to the ground.
  • the amount of water dispensed is so large that a sufficiently strong downward movement takes place in order to transport the dust rapidly downwards. A certain excess of binder reduces the regulatory burden.
  • the devices for producing an artificial mist are preferably designed such that about 5 to 30 liters of binder per hour are delivered per nozzle, wherein the binder is distributed over a range of 0.8 m to 1, 5 m around the nozzle.
  • the at least one atomizing nozzle is preferably a pressure nozzle, which is formed with an automatically blocking or opening pressure control valve and therefore automatically opens from a certain opening pressure of the supplied binder and the device has a pressure control, with which the pressure in the binder line is controllable. This makes it possible to control via the pressure control, whether the one or more atomizing nozzles release binder or not.
  • the binder line may have one or more pressure control valves which open as Druckschaltventile from a predetermined switching pressure and thus release a binder supply to the Zerstäubungsdüse (s) or open as pressure control valves above a predetermined switching pressure and at the same time regulate a pressure on the downstream side of the pressure regulating valve to a predetermined pressure range.
  • corresponding pressure nozzles or corresponding pressure control valves which open as Druckschaltventile from a predetermined switching pressure and thus release a binder supply to the atomizing nozzle (s) or open as pressure control valves from a predetermined switching pressure and at the same time regulate a pressure on the downstream side of the pressure control valve to a predetermined pressure range are shown below and will be explained in detail with reference to a corresponding embodiment.
  • the pressure nozzles or the pressure control valves can be formed, for example, with an opening pressure of 2 bar, 3 bar or 4 bar.
  • the closing pressure is preferably slightly lower than the opening pressure.
  • the closing pressure is 0.9 bar, for example 1.5 bar at an opening pressure of 3 bar and, for example, 1.8 bar at an opening pressure of 4 bar. This ensures that the pressure drop generated after opening the respective nozzle, the pressure nozzle does not close immediately, but can be kept open at a low pressure.
  • Such pressure nozzles or pressure control valves allow easy central control over the binder pressure, because the pressure control valves open and close completely when the pressure in the binder pipe is controlled accordingly.
  • such self-firing pressure nozzles or pressure control valves prevent emptying of the binder line, since they automatically close when the pressure drops below the switching pressure.
  • the pressure in the binder line does not decrease, or possibly only very slowly, so that no or only a very low pressure has to be built up in the binder line during intermittent pulsing.
  • These pressure nozzles therefore also function as a discharge stop. This has the following advantages:
  • the binder line does not need to be filled before re-dispensing water through the atomizing nozzles. Between the individual pulses, if necessary, small amounts of binder have to be added, whereby this binder is abruptly available through the pressurized binding agent reservoir and is already under pressure. This will be a fast
  • a refilling of the binder pipe is subject to the risk of pressure surges and cavitation in the pipes and the nozzles and other components such as pumps, valves, etc.
  • the pressure nozzles may be integrally formed with a pressure valve having a predetermined opening and a predetermined closing pressure.
  • pressure nozzles can also be formed from a nozzle and a separate, upstream pressure valve.
  • the pressure nozzles preferably have a membrane which is acted upon by a spring-biased piston, so that a passage of the pressure nozzle is opened only from the predetermined opening pressure and closed again when the shooting pressure is reached.
  • the pressure nozzles are preferably adjusted so that they provide a pressure at the respective atomizing nozzles in the entire dust-binding device or in certain sections, in which essentially the same atomizing nozzles are specified, which differs by no more than 20% and in particular not more than 10%.
  • Such a uniform pressurization causes a uniform output of binder, wherein here the uniformity refers both to the geometry of the respective spray cone of the individual atomizing nozzles as well as the delivered amount of binder.
  • a different intensity discharge of binder is preferably adjusted by the spacing of successive atomizing nozzles and not by different pressures.
  • the atomizing nozzles are preferably designed so that they emit the binder with a circular or semicircular throwing cone.
  • the distance between two successive nozzles is preferably the diameter D of the circle of the corresponding throwing cone minus at least 20% (corresponding to 0.8D) and in particular at least 34% (corresponding to 0.66D) of this diameter.
  • the distance between adjacent nozzles is in the range of the diameter of the throwing cone minus at least 45% and preferably at least 50% of the diameter.
  • Mist-producing dust-binding devices typically have a nozzle arrangement with maximum spacing of 0.55D and 0.5D, respectively.
  • the pressure control preferably has a control valve which is arranged in the binder line in the region between the binder reservoir and the at least one pressure nozzle, the control valve being controllable by a control device.
  • the at least one atomizing nozzle can be selectively supplied with binder at a predetermined pressure.
  • It can also be provided a plurality of control valves, which in each case one or more atomizing nozzles are arranged downstream, which are then acted upon by the respective control valve with binder with a predetermined pressure.
  • the control valves can be hydraulically, pneumatically or electrically or mechanically controlled by the control device.
  • the at least one atomizing nozzle can also be provided with a valve which can be controlled directly by a control device.
  • the device can also comprise atomizing nozzles designed as pressure nozzles as well as atomizing nozzles provided with a directly controllable valve.
  • Such directly controllable valves can be remotely opened and closed by the control device.
  • the binder reservoir or a pressure reservoir may include a pressure vessel with gas cushion.
  • a pressure vessel with gas cushion may be formed as a membrane tank, which has a membrane which divides the membrane tank in a gas pressure chamber and in a binder space.
  • the pressure vessel may also be a wind tank, in which a gas bubble is arranged, which is directly in contact with the binder.
  • the pressure wave is reflected, returns as a negative wave to the starting point and gradually oscillates in multiple round-trip. This may be due to Negative pressure even come to a tearing off of the water column.
  • the subsequent collision of the two and independently oscillating flows leads to particularly dangerous pressure surges.
  • opening and closing times of shut-off devices can be extended, so that the speed change proceeds in a harmless manner.
  • the device may also include a plurality of pressure vessels with gas cushion.
  • the pressure vessels with gas cushion can also be distributed along the binder line.
  • the volume of the pressure vessel with gas cushion or the pressure vessel with gas cushion can be at least 300 l, preferably at least 1 000 l, in particular at least 5000 l and preferably at least 10000 l or more than 10,000 l.
  • the volume of the pressure chamber with gas cushion comprises both the volume of the gas pressure chamber and the volume of the binder space.
  • the binder space is usually about 20% to 50% of the total volume of the pressure vessel. In the normal state of the device, the pressure in the gas pressure chamber should be approximately 0.5 to 0.9 times the operating pressure or a switch-on pressure of a delivery pump.
  • one or more pressure vessel with gas cushion are used in a dust-binding device, which idles in standstill or pause times.
  • dust-binding devices which have no or only a few self-locking pressure control valves which function as discharge stops.
  • the lines of this dust-binding device partially or completely.
  • the properties of the pressure vessel with gas cushion is advantageous because they first promote binder with high pressure quickly into the line, whereby due to the expansion of the gas cushion, the pressure in the pressure vessel decreases, whereby the delivery pressure decreases accordingly. With an almost complete filling of the lines then there is a reduced pressure, whereby the problem of pressure shock is reduced.
  • a dust binding device different sections may be formed, which empty at different speeds during a standstill.
  • the individual sections can each be provided with a separate pressure vessel, if appropriate.
  • the sections that emptied quickly are preferably provided with a pressure vessel, so that they can be replenished quickly.
  • the pressure vessel with gas cushion preferably has a supply line for filling the pressure chamber with gas cushion and a discharge line for emptying the pressure chamber with gas cushion, wherein the supply line opposite the discharge line has a cross-sectional constriction, so that the filling of the pressure chamber with gas cushion at a slower rate than the emptying of the pressure vessel with gas cushion.
  • a large binder stream can be provided very quickly, so that a corresponding pressure blow is avoided.
  • a large binder stream can be provided very quickly, so that a corresponding pressure blow is avoided.
  • another flow resistance may be provided in the supply line.
  • the flow resistance can be designed, for example, as a pressure reducer, baffle plate or as a height difference. If the pressure vessel with gas cushion one piece above the binder line, preferably a few meters above the binder line, arranged, then the binder must for filling the pressure vessel with gas cushion against The gravitational force can be conveyed upwards and can be quickly transported into the binder line when emptying the pressure vessel with gas cushion due to the gravitational force. If the deceleration during filling and the accelerating during the discharge caused solely due to such a height difference, then the supply and the discharge line may be formed as a common wiring harness. When using such a height difference, it is expedient that the cross section of the supply line and the discharge line is large, so that the leading of the binder line to the pressure vessel with gas cushion liquid wave has a high weight.
  • self-closing pressure nozzles which function as a discharge stop allow an interval operation since pressurized water always rests directly against the atomizing nozzles or the printing nozzles arranged adjacent thereto. Furthermore, the provision of one or more pressure vessels for the interval operation is advantageous because often emptying can not be completely prevented even with self-closing pressure nozzles.
  • the self-closing pressure nozzles often lead to a very slow emptying, so that a refilling can be done very quickly at the beginning of a Sprühintervalls using a pressure vessel with gas cushion.
  • reaction time is after a break of at least 5 min. measured from the switching on of a pump or the opening of a valve, so that a strand in which the sputtering nozzles are located, is subjected to binder, which is pressurized, to the time at which all the nozzles by switching on the pump or opening the valve are supplied with binder, give binder.
  • reaction times of a few seconds were achieved, even if the strand was longer than 100 m.
  • Dust-binding devices for producing mist are preferably formed so that their reaction time is not greater than 10 seconds and more preferably not greater than 5 seconds, and dust-binding devices for wetting a bottom are preferably formed so that their reaction time does not exceed 2 minutes. and in particular not more than 1 min. and preferably not greater than 30 s. Such short reaction times can be achieved even with large dust-binding devices, which have strands with a length of more than 100 m and in particular more than 300 m.
  • elastic lines are conducive to the interval operation, which can also store binders pressurized.
  • the device preferably has a pump which pumps the binder. To the binder line, a pressure switch may be coupled, which turns on when falling below a predetermined switch-on, the switch-on, the pump. This automatically maintains a predetermined minimum pressure in the binder line.
  • Pressure switch 1 Switch the pump on / off
  • Pressure switch 2 monitor overpressure
  • Pressure switch 3 Monitor suppressors (such as may be present during dry operation)
  • Pressure switch 4 Line pressure monitoring: if there is no or insufficient pressure at the end of the line, this indicates a line break or blockage; or also check whether a desired pipe network pressure reduction (for example before pump stop) has already penetrated to the end.
  • Pressure switch 5 Monitor suction line for correct vacuum value. This is an indicator that the pump sucks and also an indicator of whether the suction force of the pump is in the correct range (avoids cavitation) or an indicator of whether there is a blockage in a suction line or a suction line pre-filter.
  • Pressure switch 6 Gas pressure monitoring of the pressure boiler with gas cushion
  • Pressure switch 7 filling status pressure vessel. Only when the pressure in the pressure vessel or in the relevant supply line or the main line is approximately constant during operation can be assumed that a full pressure vessel. Can e.g. to decide whether a pump may already be shut down, or to run after, to buffer in the pressure vessel.
  • Pressure switches 8 and 9 Differential pressure evaluation pre- and post-filter pressure. To monitor the filter status, whether it has to produce excessive pressure loss due to accumulation of dirt and has to be cleaned. An automated filter cleaning process can be started or even just a message that the pressure difference is too large or should be cleaned.
  • the vacuum switch is used to monitor a possible vacuum only during pumping operation.
  • the pressure switches can also be equipped with two switching points (lower and upper) to provide certain hysteresis, making the system more stable and quiet The system runs more stable and does not start to clock / oscillate.
  • the pressure switch can be coupled with timers (eg time relay), so The fact that reaching a switching point first activates only the timing element and that the switching process takes effect only after the time has expired The pressure switches can either trigger events directly or even act as warning devices
  • Pressure switch also visual pressure indicators, such as pressure gauges or remotely transmitting pressure transmitter be mounted or temporarily coupled.
  • the pressure switch may also be designed such that when a predetermined switch-off pressure is exceeded, the switch-off time, the pump switches off and / or opens an emergency lowering valve. It can also be coupled to a flow meter on the binder line such that falls below a predetermined minimum flow rate, the pump off and / or an emergency lowering valve is opened. This automatically ensures that the pressure in the binder pipe does not increase too much.
  • the delay time interval is preferably at least 5 seconds, preferably at least 15 seconds and especially at least 30 seconds.
  • To the binder line may be coupled to an overpressure pressure switch which switches off the pump and / or opens an emergency lowering valve upon detection of a predetermined overpressure which is greater than the cut-off pressure.
  • the switching due to the detection of an overpressure by means of the overpressure pressure switch preferably overrides all other control operations, such as non-switching off due to a sustained delay time interval.
  • a signaling / alarm message / alarm case action initiation such as additional separation of the binder supply done.
  • the device is preferably designed such that the flow rate of the binder in the lines is not greater than 5 m / s and preferably not greater than 3 m / s. The greater the flow velocity, the greater the pressure losses. The pressure losses are proportional to the square of the flow velocity.
  • the binder line may have a main strand and a parallel to the main strand extending secondary strand with a smaller cross-section, the secondary strand opens with its ends in each case to the main strand and a volumetric flow meter is arranged in the secondary strand.
  • the flow rate measured in the secondary line is proportional to the flow rate in the main line or main flow and thus allows conclusions to be drawn about the total volume flow through the main line and the secondary line.
  • the volumetric flow meter may be designed such that it indirectly determines the flow on the basis of the temperature of the binder in the pump or in the flow direction shortly after the pump and / or on the basis of the power consumption of the pump and / or on the basis of the pressure difference before / after the pump and / or the pressure before the pump and / or based on the pressure after the pump and / or based on the acoustics of the pump and or based on the current power consumption of the pump shaft detected. Since the pump generates heat and the binder is often provided by a cool reservoir, such as a well, the temperature of the binder in the pump or in the direction of flow shortly after the pump can dictate the volume flow of the binder in the binder line the pump are closed.
  • a venting device may be arranged, which emits air bubbles from the binder line to the outside. Such air bubbles can be caused by outgassing of the binder due to pressure changes.
  • the vent may be a passive vent valve that is permeable to gas and impermeable to liquids.
  • the venting device can also be a switchable valve which is arranged in the binder line. When a gas bubble is present, the switchable valve is opened by means of a control device.
  • the presence of a gas bubble can be detected on the basis of specific operating states by the control device and / or by means of a sensor.
  • the predetermined operating states detectable by the control device are, for example, a stoppage of the delivery, a low pump load during startup.
  • Gas bubbles can be determined by means of temperature sensors or pressure sensors, or ultrasonic sensors, or a magnetic inductive sensor or an X-ray machine or a microphone. In particular, when monitoring the pressure development when starting the pump, a slow increase in pressure can be assessed as a binder containing gas bubbles in the binder line.
  • the venting device is preferably arranged at local high points and locations with volume flow changes, such as, for example, sharp-edged openings, pressure reducers, cross-sectional constrictions, at which air bubbles can collect.
  • a venting device with a switchable valve is combined with a venting device with a passive venting valve, wherein initially larger amounts of air are vented when starting the device by means of the switchable valve and during normal operation the venting takes place exclusively or almost predominantly with the passive venting valve.
  • the binder line may have one or more pressure control valves, which open as Druckschaltventile from a predetermined switching pressure and thus release a binder supply to the Zerstäubungsdüse (s) or open as pressure control valves from a predetermined switching pressure and at the same time a pressure on the downstream side of the pressure control valve to a predetermined pressure range regulate.
  • pressure control valves then have the additional function of a pressure reducer.
  • the binder line can be divided into different pressure zones. These pressure control valves preferably have different switching pressures.
  • the pressure control valves are arranged in the binder line, that pressure zones are formed with decreasing to the distance from the binder reservoir pressure.
  • the plurality of pressure control valves may be arranged in a main strand of the binder line, so that the main strand is subdivided into a plurality of pressure zones.
  • One or more pressure control valves can be arranged in a branch line branching off from a main branch of the binder line, so that the respective branch line is closed when the switching pressure is undershot. As a result, idling of the main strand is avoided and the respective pressure control valve is associated with one or more arranged in the branch line atomizing nozzles.
  • pressure differences in the binder line can be selectively controlled and controlled. Such pressure differences can be caused by differences in height along the binder line, long line lengths and a pressure drop occurring thereby, temperature changes in the binder line, pressure fluctuations due to switching operations.
  • the pressure control valves can also be integrated in atomizing nozzles or arranged in combination with them. Such atomizing nozzles close automatically below a predetermined closing pressure, thereby avoiding emptying of the binder line in the region of the atomizing nozzles.
  • the atomizer Application nozzles are often arranged in branch strands.
  • the pressure control valves preferably close automatically when falling below a predetermined closing pressure, so that they can shut off the individual zones of the binder line independently. Such pressure control valves act as leakage stops to prevent emptying of the binder line.
  • pressure reducers may also be used instead of pressure control valves located in the respective lines.
  • Such pressure reducers can also be assigned to individual atomizing nozzles or integrated into them. Such a pressure reducer reduces the pressure to a predetermined reduced pressure. This ensures that at the atomizing nozzle, the binder with the constant, reduced pressure, applied, if in the area before the pressure reducer, the binder is present at an arbitrary, but higher pressure. Therefore, the pressure in the conduit may fluctuate and yet at the respective atomizing nozzle, the binder is applied at a predetermined pressure and a predetermined amount of binder and a predetermined spray profile are discharged from the nozzle.
  • Such a pressure reducer may each be associated with a single atomizing nozzle or a group of multiple atomizing nozzles.
  • the binder line is preferably formed with an elasticity for elastically buffering binder having a volume of elasticity of 1 parts per thousand and preferably at least 1% of the total volume of the binder line due to pipe wall elasticity and / or at least one gas pocket gas pocket and / or pressure cushion.
  • this elasticity volume is at least 2% or at least 5% of the total volume of the binder conduit. Due to this elasticity, pressure fluctuations in the binder line can be compensated without generating pressure surges or reducing the effects of pressure surges.
  • plastic pipes in particular PE pipes, which are in particular made of soft polyethylene, are preferably used as the binder pipe.
  • the inner diameter of the tubes is preferably at least 16 mm.
  • the binder line preferably has a length of at least 100 m. It can be several kilometers long.
  • the binder line is preferably in zones or sections having a length of 100 to 600 with the above-described pressure control valves m, preferably 250 to 500 m divided. Such zones of elastic tubing provide sufficient resiliency to attenuate pressure spikes in closing shut-off gates, which include valves and nozzles, such that they do no damage.
  • the PE pipes can also be made of hard polyethylene. In soft polyethylene pipes, holes can easily be punched to set nozzles or branch pipes.
  • the maximum elasticity of the binder conduit is 10% and especially at most 5% of the total volume of the binder conduit. Too much elasticity causes an inertia in response and can lead to a targeted delivery of the binder in short pulses is not possible.
  • the binder line can have a main line in which a pressure reducer is arranged, and parallel to the main line a secondary line is arranged in which there is a check valve which opens in the opposite direction to the flow direction of the pressure reducer.
  • a pressure reducer also acts as a check valve, so that a pressure peak, which occurs on the pressure-reduced side of the pressure reducer, can not escape from the pressure-reduced zone through the pressure reducer.
  • the secondary strand preferably has a smaller diameter than the main strand.
  • the binder line has elastic branch lines, which are connected to a common wiring harness or line section, wherein in each case a sputtering nozzle is arranged at the end of the two-line cables remote from the line section or wiring harness. Due to the weight of the atomizing nozzle or an additional weight provided thereon, the respective branch line automatically aligns vertically. As a result, the flexible branch line is positioned and adjusted even when the entire dust-binding device is moved due to external circumstances such as wind. Such a dust-binding device can be designed both for producing an artificial mist and for wetting the soil.
  • the binder conduit may be suspended from a support cable and the binder conduit may be elastic, with the binder conduit disposed approximately parallel to the support cable and secured thereto at a plurality of locations.
  • the binder pipe with or without elastic branch pipes can be attached to a rope with corresponding pipe hook hanging.
  • a thin suspension cable in particular a steel cable, which is tensioned over a certain distance to which the binder conduit is suspended by means of the pipeline hooks is sufficient.
  • the binder line is formed of a plastic material into which holes for connecting the branch lines can be pricked. This puncture of the holes is still possible after hanging the binder line on the support cable.
  • the atomizing nozzles may be arranged along the binder line at a distance of not more than 10 m, preferably not more than 8 m, and more preferably not more than 7 m.
  • the atomizing nozzles for spraying off the binder may be formed with a circular or circle-shaped spray cone, wherein the maximum distance between two adjacent atomizing nozzles is not greater than 80% of the diameter of this circle.
  • the binder conduit may be provided with at least one fill rate control valve which, based on a detected volume flow of the binder medium, opens a passage for the binder approximately inversely proportional to the volume flow, that is, the lower the volume flow, the more the fill rate control valve is opened. At a low volume flow, the passage is opened completely.
  • volume flow-altitude characteristic volume flow-altitude characteristic
  • the volume flow can be determined based on the pressure difference in the flow direction before and after the fill rate control valve and / or the fill rate control valve can be additionally controlled by a control device, wherein the desired flow rate is adjustable.
  • the binder line may be provided with at least one filling control valve, which opens a passage approximately proportional to the filling state on the basis of a detected filling state of the binder line.
  • This filling control valve has a similar effect to the filling rate control valve explained above and prevents an excessively high volume flow during refilling, which would cause a high pressure drop at the end of the refilling process.
  • the filling control valve may be formed with two opening stages, wherein at a low filling state, the passage is opened only slightly, and at a high filling state, the passage is fully open.
  • the filling control valve can also be opened or closed continuously.
  • the binder line may have a pressure-holding valve, which opens approximately proportional to the pressure based on a detected in the binder line in the flow direction before the pressure-holding valve pressure.
  • the pressure-holding valve is preferably arranged in a main strand of the binder line.
  • the binder line has a main strand and a branch strand branching from the main strand. In the branch line a control valve is provided.
  • the control valve may be designed as a pressure relief valve, which opens approximately proportional to the pressure in the main line. Increases the pressure in the main strand above a predetermined pressure, this leads to the fact that binder is discharged through the branch line.
  • the binder can be delivered via atomizing nozzles or via an empty line. This will ensure that in the Main strand no undesirably high pressure is applied.
  • the pressure relief valve can only open from a predetermined minimum pressure in the main line.
  • the control valve in the branch line can also be designed as a quick-release valve, which opens substantially completely from a predetermined minimum pressure in the main line, so that a rapid rise in pressure in the main line can be counteracted. After lowering the pressure in the main line, the quick-release valve can close slower than it opens, allowing a slow pressure build-up in the main line is again possible.
  • the binder pipe may be connected to a well pipe which leads from the binder pipe down into the underground well, wherein in the well pipe, a pump is arranged, and the control valve is controlled in the branch line so that when switching on the pump, the control valve over a true time interval is gradually closed and / or gradually opened when switching off the pump over a further predetermined time interval.
  • a pump is arranged in the branch line so that when switching on the pump, the control valve over a true time interval is gradually closed and / or gradually opened when switching off the pump over a further predetermined time interval.
  • the pump is usually arranged deep down, creating a high water column is formed. The danger of pressure shocks is great.
  • control valve When the pump is switched off, the control valve is gradually opened, whereby the pressure in the binder line is gradually reduced and counteracts a pressure shock.
  • the opening of the control valve is preferably carried out shortly before switching off the pump, so that when switching off the pump is already present a reduced pressure in the binder line.
  • the binder line may comprise a control valve which is controlled by a control device such that it slowly opens with the switching on of a pump over a predetermined time interval and / or is closed when the pump is switched off. This control valve reduces pressure surges when the pump is switched on and off.
  • the control valve may be formed as a check valve which prevents backflow into or through the pump.
  • the control device of the control valve can also be designed to control the pump, so that the switching on and off of the pump takes place synchronously with the switching of the valve.
  • a control device is provided which controls the supply of binder from the pressure vessel with gas cushion in the binder line depending on a level of the binder line, the level of the pressure vessel with gas cushion and / or the volume flow in the binder line.
  • This control device is preferably designed such that at a low filling level of the binder line binder with a high volume flow is withdrawn from the pressure vessel with gas cushion to quickly fill the binder line, wherein when a higher filling level of the flow of the binder is reduced or prevented, to avoid a pressure shock.
  • binders of the binder line can be supplied, with increasing level, the supply from the pressure vessel with gas cushion reduced or completely adjusted and the delivery rate of the pump is adjusted accordingly and preferably reduced.
  • the level of the pressure vessel with gas cushion can be based on the gas pressure, the binder pressure, by means of an ultrasonic sensor or a volume flow measurement.
  • the volume flow measurement can be carried out with a volumetric flow meter described above. There may also be several pressure vessels with gas cushion.
  • One or more cyclone filters can be arranged in the binder line, which has a rinse feed line and a rinse outflow line with a rinse outflow valve, so that rinsing of a binder stream through the cyclone filter allows purging of the cyclone filter without having to empty the remaining sections of the binder line .
  • a pressure vessel with gas cushion and / or an external water pressure connection can be connected.
  • the cyclone filter can then also be installed in a suction line and flushed during operation of the pump.
  • the suction line is a line section, which is arranged in the flow direction in front of a pump. Placing a filter in the suction line ensures that the binder is filtered before it reaches the pump.
  • the above-discussed dust-binding devices can be used for binding dust, the individual aspects of which can be used separately or in combination.
  • Such a dust-binding device can be used to generate an artificial mist, in which case the dust is bound in the air.
  • a dust-binding device can also be used for wetting a floor, in which case the dust is bound to the ground and can no longer be whirled up into the air.
  • the binders are preferably discharged at intervals of spray phases and pause phases.
  • the spraying phases and the pause phases amount to at least 2 minutes, or 5 minutes, preferably at least 10 minutes.
  • the spraying phases preferably last no longer than one hour, and in particular no longer than 30 minutes.
  • the break phases can last approximately the same length as the spraying phases. However, the break phases can also be longer and in particular a multiple of the spraying phases.
  • the duration of the spray phases and the pause phases is preferably not more than 120 seconds, and more preferably not more than 30 seconds.
  • the duration of the spraying phases and the pause phases can take a few seconds.
  • the spray phases are preferably longer than the pause phases.
  • the pause phase is chosen so short that there is no or only a very small gap between successive clouds of fog.
  • the pause phase With a droplet size of about 100 ⁇ to 200 ⁇ the pause phase are preferably not greater than 5 seconds. In a mist, in which the droplets predominantly have a droplet size of less than 100 ⁇ , the pause phase can also be set longer. If it is desired to use as little binder as possible, for example in order to avoid soil erosion, it is also possible to keep the spraying phases as short as possible and to extend the pause phases.
  • the spray phase is preferably longer than the pause phase.
  • the spray phase can be twice as long as the pause phase or can be a multiple thereof.
  • the dust binding apparatus is operated so that the binder 2 h is operated at a rate of not more than 6 l / m 2 h, and preferably not more than 4 l / m 2 h, and preferably not more than 3 l / m.
  • the dust-binding device for producing an artificial mist is preferably operated in such a way that the binder is sprayed into a region which is so far away from the dust source that in this region the air flow is not greater than 1 m / s, in particular not greater than 0, 8 m / s and preferably not greater than 0.7 m / s. It is particularly advantageous if the air flow is not greater than 0.5 m / s.
  • FIG. 1 shows a dismantling parts with a device for binding dust in the plan view
  • Figure 2 is a circuit diagram of the device for binding dust from Figure 1
  • FIG. 3 shows a vertical arrangement of atomizing nozzles in a side view
  • FIG. 4 shows a spraying region of the nozzles from FIG. 3
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a spraying area of the nozzles of FIG. 5, schematically in top view, FIG.
  • FIG. 7 shows a device for producing a smoke screen schematically in a
  • FIG. 8 shows a cable arrangement for mounting a suspended pipeline system
  • FIG. 9 shows a further cable arrangement for mounting a suspended pipeline system
  • FIG. 10 Wiring diagram of a further device for binding dust
  • FIG. 11 shows a volume flow measurement in the secondary line
  • Figure 13 shows a detail of a device for binding dust with a
  • the device of the invention is used for binding dusts of various origin, especially mineral dusts, plastic dusts, wood dusts, as well as of air pollutants by means of precisely applied binders.
  • "Dust" in the sense of the present invention are all solid and liquid particles in an atmosphere, which can be removed from the atmosphere with a binder or which can be bound to the ground with a binder, so that they do not escape into the atmosphere In addition to solid particles also include aerosols or vapors.
  • the binder is preferably water.
  • the water is usually used without further additives, in particular without wetting agents. Only in winter, it may be appropriate that an antifreeze is added.
  • the water can be obtained from different sources, for example wells, drinking water pipes, cisterns or the like. Contains the water impurities, then it is expedient to provide a filter.
  • the pore size of the filter should not be greater than 200 ⁇ , preferably not greater than 150 ⁇ . It may also be appropriate to use filters with a pore size of 130 ⁇ .
  • FIG. 1 A first exemplary embodiment of a dust-binding device 1 for a removal part is shown in FIG.
  • the mining parts may be a gravel pit for mining gravel or a quarry for quarrying stones.
  • the removal parts is a gravel work.
  • the gravel plant has an unsecured driveway 2, which leads via a ramp 3 in a gravel pit 4.
  • This gravel pit 4 has a screening device 5 and a conveyor belt section 6.
  • the conveyor belt 6 extends from a hopper 7, which is located in the gravel pit 4, to a processing building 8, which is located outside the gravel pit 4.
  • the conveyor line 6 is formed of a plurality of conveyor belts, wherein two adjacent conveyor belts each form a transition point 9, to which the gravel to be transported falls from one conveyor belt to another conveyor belt.
  • the screening device 5, the hopper 7 and the transition point 9 of the conveyor belt section 6 form strong dust sources.
  • All places where gravel or stones are moved and dumped are potentially intense sources of dust.
  • Further sources of dust are, for example, stone crushers, silos and gravel or stone piles heaped up with conveyor belts and manipulation surfaces.
  • dust is whirled up by vehicles traveling along the ramp 3 and the track 2. Whether or not a particular area is to be considered as a dust source to which the dust must be bound also depends on the dust purity requirements in the adjacent neighborhood.
  • Such agricultural land places high demands on dust purity, because grass contaminated with dust or crops contaminated with dust are impaired in their quality and considerably reduce their usefulness.
  • adjacent to the upper and left edges are industrial surfaces which are only slightly susceptible to dust.
  • the dust-binding device 1 comprises a wetting device 10 for wetting the track 2 and the ramp 3 with binder, a plurality of local Nebelabprocessizien 1 1 and two fog walls 12th
  • the Nebelabneuen 1 1 are provided for shielding the local dust sources in the gravel pit 4.
  • the mist walls 12 are located in FIG. 1 at the lower and the right edge of the gravel pit 4 in order to prevent the transfer of dust from the gravel pit 4 to the neighboring agricultural areas.
  • the wetting device 10 has next to the track 2 on both sides extending pipe sections 13/1 and 13/2.
  • These pipe sections 13/1 and 13/2 are rigid, laid on the ground pipes 13 ( Figure 3), at which at regular intervals (eg every 5 to 10 m, preferably every 6 to 8 m) branches off a vertically upwardly extending standpipe 14 ,
  • the standpipes 14 each have a length of 0.5 to 2 m.
  • At its upper, free end is located at each standpipe 14, a spray nozzle 15.
  • the atomizing nozzles 15 are designed as pressure nozzles, which automatically open only from a predetermined opening pressure and close automatically below a predetermined closing pressure. This ensures, on the one hand, that the binder only exits if it bears against the atomizing nozzle 15 with sufficient pressure for atomizing. Furthermore, by the Automatic closing of the atomizing nozzles 15 ensures that the standpipe 14 and the pipe section 13 do not empty when the wetting device 10 is not in operation. This refilling of the pipe sections 13 and the standpipes 14 is avoided, which on the one hand the risk of pressure shocks can be significantly reduced and on the other hand, the operation without significant delay time can be permitted.
  • the atomizing nozzles 15 are formed so that the binder is atomized with a droplet size corresponding to a fine drizzle.
  • the droplet size is subject to a certain distribution, wherein the vast majority of droplets have a Tröpfenchenworthing of at least 100 ⁇ , preferably at least 150 ⁇ or at least 200 ⁇ They produce a fine spray that evenly over a predetermined range (Figure 1) semi-circular or circular or circular segmented (eg a circle segment with 90 ° or 125 ° or) or can be distributed angularly.
  • the proportion of binder evaporating during spraying is low.
  • the droplets can be sprayed from the atomizing nozzle 15 to a distance of about 5 to 12 m.
  • the atomizing nozzles 15 are formed with a semicircular spray pattern, and arranged so that they cover with this spray pattern the adjacent track 2 ( Figure 4). For wetting an approximately 5 m wide strip over a distance of 100 m about 2 to 4 m 3 of binder are discharged per hour.
  • the operating pressure at the nozzle in this case is about 2.5 to 4.5 bar to ensure a reliable spread of the spray.
  • the pause should be at least as long as the spray time, leads to an efficient wetting.
  • the break times are preferably automatically adapted to the weather conditions. The hotter and drier the ambient air is, or the more wind there is, the shorter the pauses are.
  • the control of the spray time for wetting a soil can also be carried out depending on the substrate.
  • a sealed floor such as an asphalt floor, can absorb no appreciable amount of binder.
  • interval operation with a spray time of about 5 to 15 minutes and a pause of about 5 to 30 minutes without intensive pre-wetting is preferred.
  • the bottom if the bottom is not sealed, it will typically have a porosity that can store binders and deliver the stored amount of binder. The soil then forms a binder reservoir similar to a sponge.
  • the unsealed bottom it is preferable first to carry out an intensive pre-wetting which lasts for at least 30 minutes, preferably at least 45 minutes and in particular for at least 1 hour, with binder being dispensed at a rate of 1 to 3 l / m 2 . Thereafter, interval operation with short spray times of about 2.5 to 10 minutes at a rate of 1 to 3 L / m 2 and pauses of about 5 to 30 minutes may be performed to replace binder released from the bottom.
  • the control of the spraying times is preferably carried out automatically by means of a central control device.
  • the central control device can automatically set the spray times as a function of predetermined weather parameters (amount of precipitation, temperature, wind speed, air humidity, intensity of solar radiation).
  • the weather parameters can be supplied by means of suitable weather sensors (thermometer, wind gauge, precipitation gauge) or weather data available on the Internet.
  • the soil moisture can also be measured and taken into account when controlling the spraying time.
  • the consideration of soil moisture is particularly useful in dust binding devices that wet the soil with binder to avoid dust. These dust binding devices are mainly used in porous soils, on which dust can be whirled up. Depending on the porosity, these trays have a different capacity to absorb water.
  • the soil moisture thresholds should be determined and adjusted empirically. Even with mist-generating dust binding devices, the measurement of soil moisture may be appropriate. Here, it is primarily determined by means of a measurement of soil moisture whether too much moisture precipitation reaches the soil and there is a risk of puddling.
  • the above-mentioned weather parameters and / or the soil moisture are preferably combined so that they are a measure of the evaporation.
  • the evaporation rate can be determined, for example, by the combination of humidity, wind speed, temperature and intensity. the solar radiation.
  • the regulation of the spraying times preferably takes place in such a way that the evaporated moisture is tracked as exactly as possible.
  • Such a control device serves to ensure sufficient dust binding and, on the other hand, to minimize the need for binders, in particular the need for water.
  • This control device is shown here for an embodiment for wetting the soil with binder.
  • Such a control device can equally be used for binding the dust by means of artificial mist.
  • the maximum length of such a wetting device is about 500 m. If longer distances are to be wetted, then several such wetting devices can be provided consecutively.
  • a hanging wetting device 10/2 is provided along the ramp 3.
  • the hanging wetting device 10/2 comprises a thin support cable 16, which is a steel cable, a pipe 17, pipe hooks 18 with which the pipe 17 is hung on the support cable 16, flexible branch pipes 19 and atomizing nozzles 20.
  • the atomizing nozzles 20 are similar to the atomizing nozzles 15 trained. However, they have a fully circular spray pattern, so that the wetting device 10/2 can be positioned centrally above the ramp 3 and covers the ramp completely or at least almost completely with the spray pattern.
  • a flexible branch line 19 with a spray nozzle 20 is arranged on the pipe 17. Adjacent to the atomizing nozzle 20 is located on the flexible branch line 19, a stabilizer 52 which surrounds the branch line 19 and ensures, by virtue of its weight, that the flexible branch line 19 hangs down and is aligned vertically at least with its lower portion. As a result, the flexible branch 19 automatically positions and adjusts, even if the entire wetting device 10/2 is moved due to external circumstances, such as wind.
  • the atomizing nozzles 20 are preferably designed again as pressure nozzles, which open from a predetermined opening pressure and automatically close at a predetermined closing pressure.
  • the opening pressure is in the range of 1, 5 to 4 bar.
  • the closing pressure is slightly lower.
  • the maximum length of the wetting device 10/2 is about 500 m.
  • the wetting device 10/2 is preferably operated at intervals of 10 to 15 minutes with pause times of 10 to 30 minutes.
  • the wetting device 10/2 is preferably arranged at a height of at least 5 to 6 m above the ground.
  • the pipeline 17 is preferably formed from a plastic pipe, in particular polyethylene pipe. It has a tube inner diameter of for example 16 to 40 mm.
  • the mist shielding units 11 are in principle the same as the hanging wetting device 10/2 with a carrying cable 16, a pipe 17, pipe hooks 18, flexible branch pipes 19 and atomizing nozzles 21 (FIG. 5).
  • the atomizing nozzles 21 of the Nebelablinien 1 1 differ from the atomizing nozzles 20 of the wetting device 10 in that they spray the binder much finer, i.e., with a droplet size of 30 to 120 ⁇ .
  • the droplet size is 50 to 100 ⁇ , in particular 60 to 90 ⁇ .
  • Such fine droplets form a mist, which gradually settles on the ground. Such fine droplets can not be sprayed as far as the larger droplets of the above-explained wetting device 10.
  • the maximum range here is about 1, 5 m. It is usually between 0.8 and 1.3 meters.
  • the atomizing nozzles 21 are arranged with their flexible branch lines 19 at a distance of 0.7 to 1, 5 m, in particular a distance of 0.9 to 1, 2 m to the pipe 17.
  • the nozzles of the two Nebelabprocessen 1 1 are then preferably arranged offset from one another in the longitudinal direction.
  • the pipe 17 is preferably formed of a flexible plastic, such as soft polyethylene. In such a pipe 17 holes can be stung to connect the branch lines 19. This can also be done later after the entire installation of the system, which makes it possible, if necessary, to provide locally more atomizing nozzles 20 on a line. If locally a particularly dense fog is needed, the distance of the atomizing nozzles can be reduced to 0.5 m or 0.25 m or even to 0.1 m. Similarly, it is possible to subsequently remove atomizing nozzles 21 or a branch line 19 together with the corresponding atomizing nozzle 21 and to close the corresponding opening with a stopper. This can be subsequently made to the system changes.
  • a flexible plastic such as soft polyethylene.
  • the plastic pipes are insensitive to weather. In a storm, they give way elastically and after the storm resume their starting position.
  • the mounting on the support wire 16 made of steel is very easy by fixing the pipe 17 by means of the pipe hook 18.
  • For permanent support of the pipe 17 is sufficient steel rope with a diameter of 5 to 8 mm.
  • Supports for tensioning the steel cable can be provided at a distance of 50 to 150 m, so that large areas can be spanned and the supports do not interfere with an underlying operation.
  • the device can be variably supplemented by additional nozzles or nozzles can be removed afterwards.
  • the operating pressure is about 3 to 6 bar.
  • Such a Nebelabneu 1 1 can be operated in continuous operation. However, it may also be expedient to operate such a fog shielding unit with very short pulses of 1 second to 120 seconds and correspondingly short pauses of 1 second to 120 seconds, since the fogging capability of the mist also results in a permanent fog wall in such pulsed operation can be provided. With such a pulsed operation, the consumption of binder can be significantly reduced without impairing the ability of dust-binding. Such a pulsed operation is particularly advantageous in places where there are no or only very small air currents.
  • the mist walls 12 are the same as the Nebelabprocess 1 1 are formed, but they include one or more parallel pipelines extending over a longer distance and are provided at regular intervals with atomizing nozzles 21.
  • the pipes 17 may also be arranged vertically one above the other ( Figure 7), so that a fog wall is formed with a height of a few meters.
  • seven pipes 17 are arranged one above the other at a distance of 1 m, so that a smoke screen with a height of seven meters is formed.
  • Both the fog shield unit 11 and the fog wall 12 are arranged with respect to a dust source so that the mist is not generated at the dust source but a distance away from the dust source.
  • a dust source At the origin of the dust is usually a strong air flow, which stirs up the dust. Fogging such a dust formation site with mist would only cause the mist to be moved away again due to the air flow and a large proportion of the binder would have no effect. Therefore, the mist is placed adjacent to the dust formation site in a place where the air is calmed. Here the dust can be bound much more efficiently.
  • the air flow is preferably limited to a maximum of 1 m / s, in particular 0.8 m / s or 0.7 m / s and preferably to a maximum of 0.5 m / s.
  • the distance of the area in which the artificial mist is located from the place of origin of the dust is therefore chosen so that this limit is met.
  • the Nebelabnicen 1 1 are preferably designed so that they enclose the dust source as completely as possible. If the dust source already shielded by a mechanical wall, then it may also be appropriate to form the fog shield so that it ends flush with this end to this wall and so together with the wall surrounds the dust source and in particular the removal of the dust along the wall and beyond prevented.
  • the fog shield unit thus forms a wall termination.
  • the mist wall 12 preferably has a groove 22 for collecting the mist droplets.
  • the water collected in this case is conducted to a tank 23, from which it is pumped by means of a pump 24 back into the pipe 17 of the smoke screen.
  • the binder is thus transported in the circulation.
  • a filter 25 is provided, with which the dust particles from the Water are removed.
  • the once used water can of course be discarded, in which case no filter is provided.
  • the dust-binding device 1 has a central binder source 26, which may for example be a well (FIG. 2).
  • the binder is preferably pure water.
  • a pump 27 By means of a pump 27, the water is withdrawn from the binder source 26.
  • a line section 28 which extends from the binder source 26 to the pump 27, there is a manual shut-off valve 29 and a check valve 30, which prevents a backflow of the water into the binder source 26 in the event of a pump failure.
  • a main line 31 leads to the wetting device 10, to the Nebelablinien 1 1/1 and 1 1/2 and to the mist walls 12/1 and 12/2.
  • each switching valves 32/1 to 32/5 are arranged, which are individually actuated by a central control device 38. With the switching valves 32/1 to 32/5, the water supply to the individual main strands can be switched on and off.
  • the switching valve 32/1 By operating the switching valve 32/1, the interval operation with a spray time of about 5 to 15 minutes and a pause of about 5 to 30 minutes at the wetting device 10 and by actuating the switching valves 32/2 to 32/5 can at the Nebelabprocessizien 1 1/1 and 1 1/2 or on the mist walls 12/1 and 12/2 the short pulses from 1 second to 120 seconds with correspondingly short pauses of 1 second to 120 seconds are performed.
  • a wetting device 10 branches the main strand into two sub-strands for the horizontal wetting device 10/1 and the hanging wetting device 10/2. In the two branches, a pressure reducer 33/1, 33/2 is arranged in each case at the beginning, which reduces the pressure provided by the pump 27 to the operating pressure of the respective wetting device 10/1 or 10/2.
  • a pressure reducer 33 is also arranged in each case to adjust the appropriate for the respective atomizing nozzles 21 operating pressure.
  • further pumps can be provided, which then generate a higher pressure, above all for the mist shielding units 1 1/1, 1 1/2, so that the operating pressure of the main pump 27 can be lowered.
  • the wetting device 10 and the individual Nebelabprocesseen 1 1/1, 1 1/2 and the individual fog walls 12/1 and 12/2 can be operated independently. From the main strand of the Nebelabprocessmaschine 1 1/1/1 branches off a branch line 34, with which the screening device 5 is enclosed.
  • the atomizing nozzles 21 are hereby arranged at a predetermined distance of 0.5 to 1.5 m from the screening device 5, which forms a strong dust source, so that a smoke screen forms around the dust source at this distance.
  • further branch lines 35, 36, 37 are provided on the second mist shielding unit 1 1/2 in order to enclose the feed hopper 7 and the transition points 9 at a suitable distance.
  • the line section 28 may also be formed as a well pipe ( Figure 13).
  • the well pipe 28 extends through a vertical well bore 58 deep into the soil.
  • a deep pump 59 is arranged in the well bore 58 instead of the pump 27 and coupled to the well pipe 28 to pump water from the well bore 58 into the dust-binding device 1.
  • a branch line 60 is provided, which branches off from the line section 28 and has a drain opening 61.
  • branch line 60 there is a control valve 62, which can be controlled by a central control device.
  • the vertical well bore 58 may also be provided a shaft or a concrete deep storage.
  • the control valve 62 is gradually closed for a predetermined time interval. As a result, in the line section 28 by the pump 59 is not abruptly but gradually built up a pressure, since first part of the water or the binder in the branch strand 60 exits through the control valve 62 from the drain port 61.
  • control valve 62 When the pump is turned off, the control valve 62 is gradually opened, whereby the pressure in the line section 28 is gradually reduced and counteracts a pressure shock.
  • the opening of a control valve preferably takes place shortly before switching off the pump, so that when the pump is switched off a reduced pressure is already present in the line section 28, whereby the risk of a pressure shock is reduced.
  • the control valve 62 may also be designed as an automatically opening pressure control valve which opens from a predetermined opening pressure. This opening pressure is greater than the operating pressure.
  • a pressure peak is generated in the line section 28, which is discharged via the automatically opening pressure control valve 62. Through reflections, several successive pressure peaks can occur, which are successively discharged via the branch line 60.
  • this or another valve immediately opens abruptly in the event of a pump failure, in order to discharge immediately pressurized binder or to allow a discharge for the following pressure peak - so it is already open before the pressure peak occurs - thus no need Detection of this pressure peak through the valve. It is also possible for this valve or another valve to allow air or other media to flow in order to counteract the development of a cavitation blow.
  • FIG. 8 shows masts with tensioning cables 56 for fixing the suspension cables 16.
  • the suspension cables can also be attached to any other elevation, such as, for example. a building 57 are fixed directly (Fig. 9).
  • FIG. 10 shows the line diagram of a second exemplary embodiment of the dust-binding device 1.
  • the same parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and formed the same as in the first embodiment, therefore, a detailed description of these parts can be omitted.
  • This dust-binding device 1 in turn comprises a binder source 26 or binder reservoir, a pump 27, which via a line section 28 from the binder source 26 binders, in particular water, promotes.
  • a line section 28 is a manual shut-off valve 29 and a check valve 30.
  • a filter 39 is disposed in the line section 28.
  • the filter may be provided with a filter medium having a pore size of 130 ⁇ . However, it may be a filter without filter medium, such as a cyclone filter, be provided.
  • a main line 31 leads to a wetting device and / or to a Nebelabprocessech or a smoke screen. These facilities each have at least one wiring harness with one or more atomizing nozzles. Therefore, these devices will be referred to generally below as nozzle string 40.
  • the second embodiment has two such nozzle strands 40, which each begin with a switching valve 32.
  • a pressure vessel with gas cushion 41 is connected to the leading to the nozzle strands 40 line 31 .
  • a pressure vessel with gas cushion 41 is connected to the leading to the nozzle strands 40 line 31 .
  • a pressure vessel with gas cushion 41 is connected to the leading to the nozzle strands 40 line 31 .
  • a pressure vessel with gas cushion 41 is connected to the leading to the nozzle strands 40 line 31 .
  • a check valve 44 which is arranged such that water from the pressure vessel with gas cushion 41 only in the direction of line 31 through the discharge line 43 can flow.
  • the discharge line 43 preferably has at least twice and in particular four times as large diameter as the supply line 42.
  • the supply line 42 acts only as a supply line when e.g. contains a throttle body that is continuous in one direction only.
  • the emptying of the pressure vessel with gas cushion can be done much faster than the filling of the same.
  • a switching valve 45 which is controlled by the central control device 38.
  • the switching valve is arranged downstream of the pressure vessel with gas cushion 41 in the flow direction.
  • the switching valve 45 has a plurality of open positions, so that by means of the switching valve 45, a different opening cross-section is adjustable.
  • the opening cross-section can be varied in several stages or continuously.
  • a volumetric flow meter 46 Arranged in the area between the switching valve 45 and the nozzle branches 40 is a volumetric flow meter 46, which is connected to the central control device 38 and transmits the respective current volume flow to it.
  • Another volumetric flow meter 48 is arranged in at least one of the nozzle strands 40.
  • a switching valve 47 At the end of one of the nozzle strands 40, a switching valve 47, which can be controlled by the central control device 38, provided for emptying the nozzle strand 40.
  • this dust binding device 1 of the second embodiment works the same as that of the first embodiment by the pump 27 sucked water from the binder source 26, the nozzle strands 40 is supplied and controlled there by the switching valves 32 via atomizing nozzles (not shown in Figure 10) is output.
  • the switching valve 47 at the end of one of the nozzle branches 40 has two functions. If this dust-binding device 1 is to be operated in winter, then the nozzle line 40 can be emptied if the danger of frost exists by the switching valve 47 being opened and air being conveyed into the switching strand 40.
  • the air can be provided by means of a compressed air source or a suitable pump. If the binder or the water has impurities, they usually collect at the end of the nozzle strands 40. These contaminants can be flushed out by opening the switching valve 47 and flushing the nozzle string 40 with water.
  • Both the emptying of the nozzle string 40 and the rinsing of the nozzle string 40 is controlled by the central control device 38.
  • the pressure vessel with gas cushion 41 may be a membrane tank having a membrane which divides the membrane tank into a gas pressure space and into a binder space.
  • the gas is compressed in the gas pressure chamber, whereby the pressure in the pressure vessel with gas cushion 41 increases. If one or more nozzle strands 40 are emptied, then they must be completely filled again before the operation can be started.
  • a large volume of binder can be made quickly available. Due to the large cross-section, which is available when removing the binder from the pressure vessel with gas cushion through the discharge line 43 and the supply line 42, the binder can be promoted quickly, ie, with a high volume flow to the nozzle strands 40.
  • the use of the pressure vessel with gas cushion 41 is advantageous because during the removal of the binder from the pressure vessel with gas cushion, the gas pressure chamber expands, whereby the pressure in the pressure vessel with gas cushion 41 decreases and decreases with increasing discharge from the pressure vessel.
  • the risk of a pressure surge is slightly reduced.
  • a large amount of binder from the pressure vessel with gas cushion 41 is made available very quickly at the beginning of production, so that emptied nozzle strands 40 can be quickly refilled.
  • the lines are elastic plastic lines, then these lines also form a binder buffer.
  • the "buffer" of the lines is first filled from the pressure vessel, which counteracts a pressure shock during rapid line filling.
  • the control device which detects this volume flow, can adjust the pumping capacity of the pump 27 and / or the opening cross section of the switching valve 45 on the basis of this volume flow.
  • the pumping capacity of the pump 27 can be reduced and / or the opening cross section of the switching valve 45 can be reduced, whereby both the volume flow from the pressure vessel with gas cushion 41 and the volume flow generated by the pump 27 can be controlled.
  • the pressure in this line section can be controlled so that water in the Pressure vessel with gas cushion 41 flows when the pressure in this line section is greater than in the pressure vessel with gas cushion 41 and water is withdrawn from the pressure vessel with gas cushion 41, if the pressure in this line section is smaller than in the pressure chamber with gas cushion 41. In normal operation, a balance between these two pressures, so that the Level of the pressure vessel with gas cushion 41 remains constant.
  • the supply line 42 has a small cross-section, the volume flow when filling the pressure vessel with gas cushion 41 is correspondingly small, so that it is possible even for a little filled pressure vessel with gas cushion 41 and not yet completely filled nozzle strands 40, the Main part of the pumped with the pump 27 volume flow to the nozzle strands 40 to pass.
  • the pressure vessel is filled with gas cushion 41 with binder or water, then by opening the switching valve 45, the nozzle strands 40 are quickly supplied with a large amount of water.
  • the nozzle strands 40 may each have a fill level sensor at their end regions. They can be distributed over their length, but also have several level sensors.
  • the fill level sensors are connected to the central control device 38 so that the central control device 38 can detect the fill levels of the nozzle strands 40. The levels can be taken into account in the control of the open position of the switching valve 45 and the pump power of the pump 27 and the fuller the nozzle strands are filled with binder, the more the flow or the flow rate is reduced.
  • volumetric flow meter 48 is used to monitor the functionality of this nozzle strand. If this nozzle line has a leak, for example, then the volume flow in this nozzle line increases. It is detected by the volume flow meter 48. An error message can be output and at the same time this nozzle train can be switched off by means of the corresponding switching valve 32. If, on the other hand, one or several atomization nozzles are blocked, the corresponding volume flow is reduced. This can also be determined by means of the volumetric flow meter 48 and a corresponding error message can be output. Also, with the volume flow measuring device 48 arranged in one of the nozzle lines 40, high volume flows can be detected, which can cause a risk of a shock hazard. Then, based on this detected volume flow in one of the nozzle strands 40, the total volume flow, which is controlled by means of the switching valve 45 and the pumping power of the pump 27, can be correspondingly reduced.
  • volume flow measuring devices 48 are arranged in all nozzle lines 40, so that all nozzle lines 40 can be monitored individually. Furthermore, the volume flows in the dust-binding device 1 can be recorded and logged with the volumetric flow meters 46, 48. As a result, it can later be understood whether the dust-binding device 1 was operating correctly at a certain point in time.
  • the above-described level sensors can also be designed as a pressure switch, which only output a signal from a predetermined pressure. This not only detects whether the nozzle strands 40 are filled with binder, but also that the filling has a certain pressure at the location of the corresponding pressure switch.
  • the switching threshold of these pressure switches should be slightly lower than the operating pressure of the atomizing nozzles in the nozzle strands 40. Suitable threshold values of the pressure switches are preferably in the range of 1.5 bar to 3 bar.
  • nozzle strands 40 With long nozzle strands 40, it may also be expedient to provide atomizing nozzles with increasingly low operating pressure (opening pressure and closing pressure) with increasing distance from the binder source 26, since the pressure in the nozzle train 40 may decrease with increasing distance.
  • the individual atomizing nozzles thus have a low opening or closing pressure with increasing distance from the binder source 26.
  • the pressure threshold of the pressure switches in the vicinity of the corresponding atomizing nozzles must be adapted accordingly to the opening or closing pressure of these atomizing nozzles.
  • pressure reducers cross-sectional constrictions due to a reduction in the line cross-section, or by the provision of appropriate bottlenecks, the nozzle strands 40 can also be adjusted specifically in pressure zones.
  • the pressure zones may, for example, be formed with reduced pressure as the distance from the binder source 26 increases, so that different but defined pressure conditions exist in the individual pressure zones. By such a pressure adjustment, a very high output uniformity can be achieved.
  • the pressure applied to the respective nozzles can be kept permanently at a defined value, regardless of whether it is the first, the last, or any intermediate nozzle of a line.
  • the nozzles are designed as pressure nozzles with a predetermined opening and / or closing pressure, as explained above.
  • the central control device 38 may be designed such that it delays the switching on and off of the pump 27. This is particularly useful when the pump power of the pump 27 is not gradually adjustable.
  • Turning pump 27 on and off can cause cavitation problems in the pump or its associated components, and can create a surge in the lines. If the switch-off is delayed by a predetermined period of time, then it may be that the operating states have changed again in the meantime, so that the pump 27 should no longer be switched off. Such situations occur in particular when the controlled variables, such as volume flow, level and / or pressure in the line 31 or in the nozzle lines 40 are each close to the corresponding threshold values and oscillate about them.
  • the dust-binding device 1 is designed with a certain elasticity for elastically buffering binder, so that it is still possible to continue the operation of the pump 27 and further promote a certain volume or even due to the existing elasticity binder without a pumping capacity of the Pump 27 for the nozzle strands 40 provide.
  • This elasticity is provided for example by the pressure vessel with gas cushion 41.
  • such elasticity can be provided for elastic buffering of binding material by means of conduits made of an elastic synthetic material, in particular of polyethylene, since this material can stretch within certain capacities and absorb elastically yielding binders.
  • the above-described lifting screen unit 11 or the mist wall 12 described above are operated with very short spray pulses. These pulses can be controlled solely by switching the switching valves 32, whereby the pump 27 can be operated continuously.
  • the time delay is realized in the central control device 38. It is of course also possible to provide a separate time delay element, in particular a time delay relay, which delays the switching on and / or off of the pump 27 independently of the central control device 38.
  • one or more pressure sensors which are connected to the central control device 38, can be provided in the main line 31 and / or in the nozzle lines 40.
  • the pressure values recorded with the pressure sensors can NEN in a similar manner as the volume flows described above for controlling the volume flow in the main line 31 by means of the switching valve 45 and the pump 27 are used.
  • the control valve 45 and the pumping power of the pump 27 are switched or changed when the measured pressure values exceed and / or fall below predetermined threshold values.
  • predetermined safety thresholds may be provided which are greater than the thresholds for controlling normal operation.
  • the pump 27 is disposed between the check valve 30 and the pressure vessel 41.
  • the pump 27 may of course also be arranged under water in the binder source 26. Volumetric flow meters for measuring high volume flows are complex and expensive.
  • a secondary line 49 (FIG. 11) for a main line 50, the secondary line being a line with a smaller cross section than the line of the main line 50 and opening at both ends in the main line 50.
  • the volumetric flow meter 51 is arranged, which measures the volume flow through the secondary strand 49. Since the volume flows through the main strand 50 and the secondary strand 49 in a certain ratio, which corresponds to the ratio of the cross section of the secondary strand 49 to the cross section of the main strand 50, from the measured in the secondary strand 49 volume flow on the entire volume flow through the secondary strand and closed the main strand.
  • Such an arrangement of the volume flow device is particularly advantageous in the main line 31, since there are high volume flows.
  • an additional flow monitoring device may be provided in the main line 50, which merely indicates whether there is a flow or whether there is no flow.
  • a flow monitoring device can, for example, with a baffle plate Be flow meter.
  • baffle plate Be flow meter can, for example, with a baffle plate Be flow meter.
  • the nozzle strands 40 can be divided into separate pressure zones by means of pressure reducers.
  • pressure reducers 53 typically act as a check valve, allowing only flow from the higher pressure side to the lower pressure side. However, if short-term pressure peaks occur, then they can reach the area of lower pressure or, for example, can also be generated directly in the low-pressure area by switching operations and can no longer escape from there, since water can not flow back through the pressure reducer 53. It may therefore be that in printing zones substantially higher pressures than the usual operating pressure in the respective pressure zone. This can lead to damage.
  • a secondary line 49 in which a check valve 54 is arranged, which allows a flow from the pressure-reduced side of the pressure reducer 53 to the higher pressure side, then such pressure peaks from the Pressure zones escape (Figure 12).
  • the central control device 38 can be connected to sensors or online weather services that record the current weather (temperature, humidity, precipitation (forecast and already fallen), wind speeds, wind direction, humidity, evaporation) and accordingly control the discharge of binder. It may also be appropriate for the controller 38 to receive digital weather information to control the application of the binder accordingly.
  • the device may also be provided with sensors which detect vehicles and / or persons, so that, depending on the output signals of these sensors, areas of the device are switched on or off. If, for example, vehicles or persons are present for a short time in a region to be sprayed or misted, then the binder supply can be temporarily switched off locally, so that the vehicles or persons are not sprayed.
  • These sensors can be optical sensors, in particular cameras, or inductive coils embedded in the ground for detecting vehicles.
  • the local switching off or on of areas can be carried out, for example, in a device in which the atomizing nozzles and / or specific pipe sections are provided with switchable valves or separate pumps.
  • sensors may also be provided with which the moisture of the soil, a mist and / or dust formation are detected.
  • These sensors may be moisture sensors or optical sensors, such as cameras. Corresponding camera images can be analyzed automatically with optical image processing to determine whether the soil is moist, in which there is a mist in the atmosphere and / or there is a dust cloud.
  • These optical sensors can be combined with special lighting devices that make corresponding dust particles easily visible.
  • the intensity of the dust binding can be controlled, whereby locally different intensities of the dust binding can be set as a function of the sensor signals.
  • the operating states and / or the sensor signals are preferably logged and archived. In this way, on the one hand, the operation of the device can be occupied, on the other hand, the dust state can be displayed when sensors are present, which detect the dust condition.
  • recommendation messages can also be output to an operator at a corresponding output device (screen, loudspeaker), so that the operator of the device can trigger a corresponding dust binding.
  • a corresponding output device screen, loudspeaker
  • a dust-binding device with a vertical arrangement of a plurality of atomization nozzles 15 according to FIG. 3 is designed for wetting an approximately strip-shaped surface.
  • the spray cones of these atomizing nozzles 15 are semicircular (FIG. 4).
  • the radius of the spray cone is 6.4 m and the operating pressure 3.5 bar.
  • a single atomizing nozzle 15 sprays an area of about 64 m 2 and consumes about 190 liters of binder or water per hour of continuous operation. In continuous operation, the soil is wetted at about 3 liters per square meter per hour. In pulsed operation, the consumption of binder per hour can be reduced to about 50-70 liters per hour and nozzle.
  • the atomizing nozzles 15 are arranged approximately at a distance of 7 m from each other.
  • Another embodiment of the atomizing nozzle 1 5, has a throw of 9 m at an operating pressure of 3.5 bar. Otherwise, this embodiment corresponds to the atomizing nozzle, the above-explained standing arrangement of atomizing nozzles according to Figure 3 and 4 with semicircular spray cones.
  • the wetted area per nozzle is about 130 m 2 and the consumption of binder or water is about 470 liters per hour per nozzle. This gives a precipitation rate of about 3.6 liters per m 2 per hour in continuous operation.
  • the floor is moistened in cool weather for 5 to 10 minutes. Afterwards there is a break of one to several hours. In warm weather, moistening takes place for a period of 5 to 20 minutes, during which the pause time is half to about 1 hour. In hot weather (air temperature> 20 ° C) the humidification time is 5 to 20 minutes and the pause time is reduced to 10 to 20 minutes.
  • moistening can be carried out in the morning for 0.5 to 1.5 hours, during which time no further moistening takes place on the remaining day.
  • moistening is carried out in the morning from 0.5 to 1.5 hours, during which time further moistening can be carried out for a period of about 10 to 20 minutes, each time after breaks of 0.5 to 4 hours.
  • the break time depends mainly on the storage capacity of the respective soil.
  • moistening takes place in the morning for a period of 1 to 1.5 hours. Further moistening for a period of 20 to 45 minutes is carried out with pauses of between 30 and 60 minutes in between. On very hot and especially windy days, continuous operation may be expedient.
  • the continuous moistening of the soil can lead to a noticeable lowering of the ambient temperature. This is especially true for sunlit gravel pits, which are protected from the wind. Moistening keeps the floor cool, which significantly reduces radiant heat radiated from the floor.
  • the throwing distance is 4 meters and the throwing cone forms a full circle.
  • the operating pressure is in the range of 2 to 3 bar.
  • the area wetted per atomizing nozzle 20 is about 50 m 2 and the consumption of binder is about 70 liters per hour and per nozzle.
  • the throw further is 4.8 m, the throwing cone again forms a full circle.
  • the company train is in the range of 1, 5 to 4.5 bar.
  • the wetted area is about 72 m 2 and the consumption is about 70 liters of binder per hour per atomizing nozzle. This gives a precipitation rate of about 0.97 liters per m 2 and h in continuous operation.
  • the floor is moistened for a period of 10 to 20 minutes in cool weather (temperature 3 ° C). After a break of one to several hours, a new moistening takes place. In warm weather (13 ° C ⁇ temperature ⁇ 20 ° C) moistening takes place for 10 to 30 minutes, with the pause time between successive moistening about half an hour to one hour. The further moistening is carried out again over a period of about 10 to 30 minutes.
  • Such a dust-binding device with hanging nozzles can be formed, for example, from a binder pipe 17 with an inner diameter of 28 mm, branch pipes 19 with atomizing nozzles 20 being arranged at regular intervals (about 6 to 7 meters).
  • a section of Staubbindevorrich- device with a length of 350 m and 59 atomizing nozzles the consumption of 70 liters of binder per hour per nozzle and the total consumption is about 4.13 m 3 / h.
  • the tube volume is 67 liters. This corresponds to 1, 6% of the total consumption per hour.
  • Such a small tube volume can be quickly filled after a break or downtime.
  • the filling can be done with a conventional standard pump, without a pressure vessel or pressure valve, which serves as Auslaustopp is necessary.
  • a pipe section with an inner diameter of 61.2 mm over a length of 500 m it is possible, for example, to provide a pipe section with an inner diameter of 61.2 mm over a length of 500 m.
  • the tube volume is then about 1470 liters.
  • the total consumption is therefore about 13.7 m 3 / h.
  • the tube volume is thus about 10% of the total consumption per hour. This means that if the tube volume is completely emptied, it will take about 6 minutes for the tube volume to be refilled with binder if the binder is delivered at a constant rate.
  • a pressure vessel with gas cushion whose useful volume corresponds approximately to the tube volume.
  • a pressure vessel with a useful volume of 1500 liters would be appropriate.
  • a special pump in particular a speed-controlled pump or a pump with a particularly high power, in order to quickly demand the binder.
  • self-locking pressure control valves or pressure nozzles can be provided, which prevent or delay leakage.
  • a pipe hard PE
  • 130.8 mm 130.8 mm
  • 189 atomizing nozzles vertical arrangement
  • the total consumption is about 88.8 m 3 / h.
  • the tube volume is about 21 m 3 . This corresponds to about 25% of the binder consumption per year Hour.
  • refilling a completely empty tube volume would take about 15 minutes. Such a long delay is fundamentally unacceptable.
  • the nozzle nose is about 80 cm per nozzle, measured horizontally directly at the nozzle. Until the fog reaches the bottom, the fog has expanded to about 1, 5 m.
  • the single nozzle consumes about 7.5 liters of binder per hour at an operating pressure of 4 bar, the 4-fold model about 30 liters per hour. This results in a consumption of about 0.002 liters per second or of 0.008 liters per second for a pulsed operation.
  • Such a dust-binding device can also be designed as a low-flow dust-binding device. Then the single nozzle consumes about 5.5 liters of binder per hour and the 4-fold model about 22 liters of binder per hour (0.0015 l / sec or 0.006 l / sec).
  • the individual nozzles are usually mounted at a distance of about 10 cm in the pipeline, the 4-way nozzles at a distance of about 0.5 to 2 meters.
  • the rock crusher machine is provided on two sides with a Benebelungsstrang, each having a length of 3 meters, wherein the Benebelungsstrang is located 1, 7 meters away from the rock crusher machine.
  • the nozzle spacing is 1 meter, which provides six atomizing nozzles.
  • the operating pressure is 5 bar.
  • Case 2 indoor dust binding:
  • Each pulse consumes 6.6 liters of binder. Each hour thus results in an effective binder consumption of about 800 liters. That's just a fifteen-note over a continuous operation.
  • a dust-producing construction vehicle continuously produces dusty air during its operating time by raising ground dust, which rises from the ground and rolls on.
  • misting nozzles are placed at a distance of 1.5 meters above the ground on two sides. A total of ten nozzles with an hourly consumption of 300 liters at an operating pressure of 4 bar are appropriate.
  • the fog system is operated pulsed. It is ejected in each case for 1 second fog, then is paused in each case for 4 seconds.
  • Each fog pulse leads to a consumption of 0.08 liter of binder. Per hour results in a pulsed operation, a binder consumption of 60 liters. Thus, only about one fifth of binder is consumed compared to continuous fog operation.
  • Binder source 60 Well drilling

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Binden von Staub, umfassend ein Bindemittelreservoir, welches unter Druck stehendes flüssiges Bindemittel zur Verfügung stellt, eine Bindemittelleitung, welche mit dem Bindemittelreservoir verbunden ist, wobei an die Bindemittelleitung zumindest eine Zerstäubungsdüse angeschlossen ist, welche in der Nähe zu einer Staubquelle anordbar ist. Die Vorrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass große Bereiche, welche sich über Längen von einigen 100 m erstrecken können mit Bindemittel versorgt werden und dies auch bei diesen Dimensionen pulsförmig in kurzen Intervallen (1 s bis einige wenige min.) ausgetragen werden kann.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Binden von Staub
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Binden von Staub. Aus der DE 297 18 708 U1 bzw. EP 0 908 215 A2 geht eine Vorrichtung zur Bindung bzw. der Niederschlagung von Staub hervor. Diese Vorrichtung ist ähnlich wie eine Schneekanone mit einer Luftdüse, in welcher Luft mittels eines Propel- lers bzw. einer Laufschaufel beschleunigt wird, ausgebildet. In einem hierdurch gebildeten Luftstrahl wird Flüssigkeit durch eine oder mehrere Düsen eingesprüht. Die Flüssigkeit wird somit in fein verteilter Form von dem Luftstahl transportiert. Mit dieser Vorrichtung können große Mengen von Wasser über einen großen Bereich verteilt werden.
In der DE 1 658 345 U ist eine Düse zur Zerstäubung von Wasser oder eines Wasser-Luft-Gemisches zur Niederschlagung von Staub im untertätigen Bergbau beschrieben. Die Düse ist selbstreinigend ausgebildet, indem ein Teil, das den Austrittsquerschnitt der Düse bestimmt, mittels einer Federkraft beaufschlagt ist. Bei ei- ner Verschmutzung der Düse entsteht ein Überdruck, der die Federkraft überwindet. Hierdurch wird die Düsenöffnung vergrößert und es erfolgt eine Selbstreinigung der Düse.
In dem deutschen Gebrauchsmuster DE 1 668 644 U ist eine Vorrichtung zum Nie- derschlagen von Staub aus Gasen offenbart, bei welcher Dampf aus feinen Teilchen verwendet wird, um die Staubteilchen einzuhüllen.
In der WO 2014/01931 1 A1 ist eine weitere Düse zum Sprühen von Wasser offenbart, um bei Bergbaumaschinen Staub zu entfernen und diese zu kühlen. Das Was- ser wird mit mittels eines Luftstromes möglichst fein verteilt.
In der DE 915 203 B ist ein weiteres Verfahren und eine weitere Einrichtung zum Niederschlagen von Staub beschrieben. Am Rohrsystem sind Düsen vorgesehen, an welchen jeweils ein Teilstrom eines Gemisches aus Luft und Flüssigkeit abgezweigt wird. Mit jeder Abzweigung wird das Mischungsverhältnis zwischen Luft und Flüssigkeit verändert. Dies wird gezielt dazu genutzt, entlang des Rohrsystems das austretende Mischungsverhältnis von Nebel in Sprühregen zu variieren.
In der EP 0 950 796 A1 ist eine Sprühnebelanlage zum Niederschlagen von Staub beschrieben, bei welcher an einer oder mehreren Mischdüsen ein Luftstrahl mit Wasser gemischt wird. Die Mischdüsen sind möglichst nahe an den Staubentste- hungsstellen angeordnet.
In der DE 23 35 861 A1 ist eine Vorrichtung zum Einbringen von leicht staubenden Schüttgut in ein Rundsilo beschrieben. Das Schüttgut wird beim Zuführen in das Silo mittels eines Staubbindemittels benetzt, indem es mit dem Staubbindemittel besprüht wird. Das Staubbindemittel ist Wasser mit einem Zusatz eines Wasseroberflächen- entspannenden Stoffes.
Aus dem DE 6 812 095 U geht eine weitere Vorrichtung zum Niederschlagen von Staub hervor, bei welcher das staubende Gut direkt mit Wasser besprüht wird. Die DE 1 815 543 betrifft eine Einrichtung zum Niederschlagen von Staub bei der schneidenden und der schälenden Kohlengewinnung. Hierbei soll stets der unmittelbare Ort der Staubentstehung und dessen nähere Umgebung mit einem Wasserschleier abgedeckt werden. Eine Gewinnungsmaschine befindet sich stets im Bereich einer Düsengruppe, von welcher sie mit einem Wasserschleier abgedeckt wird.
Aus der DE 41 31 75 A1 geht ein Hobelgassenbedüsungssystem hervor, bei dem eine Hobelgasse mit mehreren Düsen besprüht werden kann. Dieses Bedüsungssys- tem zeichnet sich dadurch aus, dass die einem Ausbaugestell zugeordneten Düsen über ein eigenes Schaltventil einspeisbar sind und mehrere Sprühzonen veränderli- eher Größe gebildet werden können. Hierdurch soll eine optimale Anpassung der Sprühzone an die jeweiligen Bedingungen bei einer Reduzierung des Wasserverbrauchs erzielt werden, da immer nur so viel Düsen eingeschaltet bzw. eingespeist sind, wie für eine größtmögliche Staubbindung erforderlich ist. Aus der DE 1 795 744 U geht eine Vorrichtung zum Niederschlagen des in der Luft schwebenden Staubes hervor, welche einen Wascher aufweist, mit welchem die den Staub enthaltende Luft eingesaugt wird und innerhalb des Waschers mit Wasser besprüht wird, so dass der Staub gebunden wird. In der AT 512 490 A1 ist eine Hochdrucknebelanlage beschrieben, die unter anderem zum Binden von Staub verwendet werden kann. Mit dieser Hochdrucknebelanlage soll schwebefähiger Wassernebel erzeugt werden. Wasser, insbesondere Trinkwasser, wird mit einem Druck von etwa 70 - 100 bar Vernebelungsöffnungen zugeführt, an welchen das Wasser versprüht wird. Mittels schaltbarer Ventile können mehrere Zonen vorgesehen werden, welche unabhängig mit Nebel beaufschlagt werden. Aus der DE 34 41 386 A1 geht ein Verfahren zum Niederschlagen von Staub hervor, bei welchem eine Schaumkanone verwendet wird, mit welcher Schaum zum Binden des Staubes bereitgestellt wird.
Aus der WO 2008/082316 A2 und der WO 2008/020773 A1 gehen jeweils Sprühdü- sen hervor, mit welchen Wasser zerstäubt wird. Diese Sprühdüsen sind vor allem für unterschiedliche Zwecke im Bergbau vorgesehen. Unter anderem sollen Staubbedingungen kontrolliert werden.
In der WO 201 1 /095463 A2 ist eine Sprühdüseneinheit, insbesondere zur Bedüsung von explosionsgefährdeten Bereichen im untertägigen Bergbau und zum Einsatz in Ultra Higspeed Fire Suppression Systems bei Ansprechzeiten unter 50 ms offenbart. Diese Sprühdüseneinheit umfasst einen Düsenkörper, der eine Düsenöffnung zum Ausdüsen von Sprühflüssigkeit aufweist. Aus der US 2007/0125558 A1 geht eine Vorrichtung zum Binden von Staub hervor. Diese Vorrichtung umfasst einen Vorratsbehälter für Bindemittel, wobei mittels eines optischen Sensors Pumpen angesteuert werden, um Bindemittel aus dem Bindemittelvorratsbehälter zu Fördern und entsprechend abzugeben. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, mittels der Pumpe bzw. den Pumpen Bindemittel aus dem Vorratsbehäl- ter abzupumpen und über die entsprechenden Düsen abzugeben.
In der WO 2014/161023 A1 ist eine Staubbindevorrichtung für Container offenbart. Gemäß dieser Vorrichtung ist vorgesehen, aus einem externen Vorratsbehälter Bindemittel zu fördern und dieses über ein entsprechendes Leitungssystem mittels Pumpen in einen Container oberhalb eines staubenden Mediums abzugeben, um auf diese Weise den Staub zu binden. In der DE 20 2015 104 984 U1 ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Schwebestaub, insbesondere Feinstaub, aus der Umgebungsluft einer Verkehrsinfrastruktur offenbart. Diese Vorrichtung umfasst z. B. eine Sprüheinrichtung mit einer Druckerzeugungseinrichtung zum Bereitstellen einer Druckdifferenz. Die Sprüheinrichtung drückt oder saugt flüssiges Lösungsmittel aus einem Zwischenbehälter, der über eine nicht dargestellte Versorgungsleitung gespeist wird. Dabei ist vorgesehen, mittels der Sprüheinrichtungen das flüssige Lösungsmittel vom Boden, auf dessen Höhe in etwa ein jeweiliger Zwischenbehälter angeordnet ist, in eine längliche Sprühleitung. Entlang der Länge der Sprühleitung sind Düsen angeordnet. Aus diesen Düsen wird das flüssige Lösungsmittel in Tropfenform in die Umgebungsluft gesprüht.
Aus der DE 75 35 462 U geht ein Steuergerät für die Schaltbetätigung von Sprühdüsen zum Niederschlagen von Staub in Bergbau-Gewinnungsbetrieben hervor. Dabei sind Sprühdüsen vorgesehen, die z. B. mittels eines Hebels einzeln oder in Gruppen mittels entsprechender Schaltventile ein- und ausschaltbar sind. Hierbei kann ein Steuergerät verwendet werden, um die Schaltventile mittels entsprechender Schaltorgane fernzusteuern. Die Sprühdüsen sollen derart gesteuert werden, dass der Staub unabhängig von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit einer Gewinnungsmaschine unmittelbar am Entstehungsort, d. h. im Arbeitsbereich der Gewinnungsma- schine, wirksam niedergeschlagen wird.
In der DE 18 15 543 A ist eine Einrichtung zum Niederschlagen von Staub offenbart. Dabei ist vorgesehen, eine Vielzahl von Düsen in gemeinsam betätigbare Gruppen derart zusammenzufassen, dass sich die jeweiligen Gruppenbereiche überschnei- den, um jeweils die Düsengruppe zu betreiben, innerhalb der sich das Gewinnungsgerät befindet, um den vom Gewinnungsgerät erzeugten Staub niederzuschlagen.
Aus der US 2,722,456 A geht eine Sprühvorrichtung hervor. Diese Sprühvorrichtung umfasst einen Vorratsbehälter. An den Vorratsbehälter ist über eine Leitung eine Pumpe angeschlossen, um ein Sprühmedium aus dem Vorratsbehälter zu fördern. Die Pumpe kann als Zahnradpumpe ausgebildet sein. Weiterhin ist an die Pumpe eine Leitung angeschlossen, an der mehrere Düsen zum Abgeben des Sprühmediums angeordnet sind. Weiterhin ist ein Ventil vorgesehen, um das Ausgeben des Sprühmediums zu steuern. Mittels eines weiteren Ventils kann der Volumenstrom des aus dem Vorratsbehälter geförderten Sprühmediums eingestellt werden. Zudem ist in der Anmeldung beschrieben, dass das Sprühmedium 14 mittels eines von der Pumpe erzeugten Drucks zu den Düsen gefördert wird. Die Pumpe ist als Zahnradpumpe ausgebildet. Weiterhin zweigt von der Leitung eine weitere Leitung in den Vorratsbehälter ab, an die entsprechende Düsen angeschlossen sind, um das Sprühmedium zu agitieren, zu vermischen und zu verrühren.
In der EP 1 084 607 A1 ist eine verfahrbare Speichervorrichtung offenbart. Diese Speichervorrichtung umfasst einen Druckbehälter, der Mittel zur Ausübung von Druckkräften auf im Druckbehälter vorgehaltenes Wasser aufweist. Die Mittel zur Ausübung von Druckkräften können dabei im Druckbehälter selbst oder am Druckbehälter, bspw. durch einen Druck-Ausgleichsbehälter, ausgebildet sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Druckbehälter eine verformbare Membran auf, die den Druckbehälter in eine untere Kammer und eine obere Kammer unterteilt. Die untere Kammer ist über eine Leitung mit Wasser befüllbar und verkleinert dann die obere Kammer, in der eine Schraubenfeder zur Druckbeaufschlagung der Membran angeordnet ist. Anstelle der Schraubenfeder kann ein Inertgas wie Stickstoff, Kohlendioxid als kompressibles Druckmedium in der Kammer vorgehalten sein. Dort wird eine Abgabearmatur auf den zu wässernden Bereich gerichtet und geöffnet. Zur Abgabe ist vorzugsweise eine Sprühdüse mit vorgeschaltetem Betätigungsventil 32 vorgesehen.
In der DE 000P0047416MAZ ist eine Beregnungsanlage mit selbsttätig wirkender Absteilvorrichtung offenbart. Diese Beregnungsanlage ist z. B. ausgebildet, um drei verschiedene Beregnungsfelder I, II und III zu beregnen.
In der DE 75 35 462 U ist ein Steuergerät für die Schaltbetätigung von Sprühdüsen zum Niederschlagen des Staubes in Bergbaugewinnungsbetrieben offenbart, um ein Gewinnungsfeld zu bedüsen.
In der DD 2 58 837 A1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen großflächiger Staubsperren offenbart. In der US 479 979 A ist eine Sprühvorrichtung offenbart.
In der DE 18 33 442 U ist eine„ambulant" verlegbare Anordnung zum Beregnen landwirtschaftlicher Nutzflächen offenbart. Aus der DE 380 896 A geht eine Beregnungsanlage mit von einer Feldleitung abgehenden Zweigleitungen hervor. In der DE 19 28 789 C ist eine Anlage zum Sprengen von Wasser oder Düngemittel in Gewächshäusern offenbart.
In der US 2014/0239080 A1 ist eine ortsfest installierte Beregnungsanlage offenbart.
Aus Technische Strömungslehre, Leopold Böswirth, Lehr- und Übungsbuch, 8. Auflage, Vieweg+Teubner, Kapitel 12.3 ist es bekannt, dass bei langen, flüssigkeits- durchströmten Rohrleitungen der Druck an einem Schieber, der geöffnet oder geschlossen wird, schlagartig stark ansteigen bzw. stark abfallen kann. Es kann sogar zu Dampfbildung auf der Abströmseite kommen. Druckstöße werden im Leitungssystem reflektiert und führen zu Druckschwingungen. Derartige Druckstöße können die Lebensdauer von Vorrichtungen mit flüssigkeitsführenden Leitungen erheblich beeinträchtigen.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass zum Binden von Staub
1 . oftmals ein Luft/Wasser-Gemisch verwendet wird, um das Wasser zu zerstäuben und großflächig zu verteilen,
2. möglichst unmittelbar an der staubentstehenden Stelle ein Nebel oder Sprühregel vorgesehen wird, um den Staub zu binden, und
3. unterschiedlichste Staubbindemittel, wie Sprühregen, Nebel, Schaum mit und ohne chemische Zusätze verwendet werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Binden von Staub zu schaffen, mit welchen Staub sehr effizient gebun- den werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Binden von Staub zu schaffen, mit welchen Staub mit möglichst wenig Staubbindemittel zuverlässig gebunden werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Binden von Staub zu schaffen, wobei die Vorrichtung bzw. die bei diesem Verfahren verwendete Vorrichtung einem geringen Verschleiß unterliegt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Binden von Staub zu schaffen, mit welchen entlang bzw. innerhalb einer großen Strecke bzw. großen Fläche, wie zum Beispiel eines Straßenabschnit- tes oder einer Kiesgrube, der Austritt von Staub zuverlässig verhindert bzw. erheblich reduziert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Binden von Staub zu schaffen, welche an Maschinen und Fahrzeuge verschiedenster Art, wie z.B. Steinbrechern, Gleisbaumaschinen, Asphaltfräsen, Reinigungsfahrzeugen, usw. angebaut bzw. integriert werden können, womit auch ein mobiler Betrieb möglich ist. Eine oder mehrere der vorliegenden Aufgaben werden durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenstände gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Das Binden von Staub kann grundsätzlich durch einen künstlichen Nebel oder durch einen Sprühregen erfolgen. Bei einem künstlichem Nebel wird in der Luft ein sich langsam zum Boden absetzender Nebel erzeugt, wobei durch die Nebeltröpfchen der Staub aus der Luft gewaschen wird. Mit dem Sprühregen wird der Boden mit Bindemittel benetzt, so dass die Entstehung von Staub verhindert wird. Die Nebelbildung und der Sprühregen unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Tröpfchengröße, wobei der Übergang fließend ist. Die Erzeugung eines Nebels führt auch zu einer Benetzung des Bodens und die Erzeugung eines Sprühregens führt auch zum Auswaschen von Staub aus Luft. Jedoch liegt bei einem künstlichen Nebel der Schwerpunkt der Wirkung in dem Auswaschen von Staub aus Luft und bei einem Sprühregen in der Benetzung des Bodens. Künstlicher Nebel umfasst Tröpfchen mit einer Größe kleiner als 200 μιτι, insbesondere kleiner als 150 μιτι oder kleiner als 100 μιτι. Sprühregen umfasst Tröpfchen mit einer Größe von zumindest 100 μιη, insbesondere zumindest 150 μιτι und vorzugsweise zumindest 200 μιτι.
Bei Vorrichtungen, bei welchen Boden mit Sprühregen benetzt wird, werden vor- zugsweise nicht mehr als 6 l/m2/h und vorzugsweise nicht mehr als 4 l/m2/h und insbesondere nicht mehr als 3 l/m2/h Bindemittel ausgetragen. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine Pfützen entstehen. Bei versiegeltem Boden ist die ausgetragene Menge geringer einzustellen als bei nicht versiegeltem Boden. Die auszutragende Menge an Bindemittel sollte zumindest 0,75 l/m2/h und vorzugsweise zumindest 1 l/m2/h oder insbesondere zumindest 1 ,2 l/m2/h betragen, um eine ausreichende Benetzung des Bodens sicherzustellen. Diese Werte für die Austragung des Bindemittels gelten für den Dauerbetrieb. Beim Intervallbetrieb sind die ausgetragenen Mengen durch die Pausenzeiten entsprechend verringert. Die Nachfolgend erläuterten Vorrichtungen zum Leiten und Lenken von Bindemittelströmen können sowohl zur Erzeugung von Nebel als auch von Sprühregen verwendet werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes ausgeführt ist.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Binden von Staub vorgesehen, umfassend
ein Bindemittelreservoir, welches unter Druck stehendes flüssiges Bindemittel zur Verfügung stellt,
eine Bindemittelleitung, welche mit dem Bindemittelreservoir verbunden ist, wobei an die Bindemittelleitung zumindest eine Zerstäubungsdüse angeschlossen ist, welche in der Nähe zu einer Staubquelle anordbar ist.
Die Zerstäubungsdüse ist in der Nähe zur Staubquelle angeordnet, wobei sie vor- zugsweise so ausgebildet und angeordnet ist, dass nicht die Staubquelle mit dem Bindemittel besprüht wird, sondern in einem vorbestimmten Abstand zur Staubquelle ein Bindemittelnebel ausgebildet ist. Dieser Anordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass an einer Staubquelle Staub aufgewirbelt wird, womit eine Staubquelle meistens mit einem turbulenten Luftstrom verbunden ist. Würde man in einem solchen turbu- lenten Luftstrom Staub mittels eines Bindemittels binden, dann ist der Bindemittelbedarf beträchtlich. Bindet man hingegen den Staub an von der Staubquelle entfernten Orten, an welchen sich die Luftströmung beruhigt hat, dann verweilt der Staub länger in der Luft, wodurch mit wesentlich weniger Nebeltröpfchen der Staub zuverlässig gebunden werden kann, als am Ort der Staubquelle selbst. Selbst wenn man eine lokale Staubquelle mit Abstand mit einer künstlichen Nebelwand umgibt, ist der Bindemittelbedarf wesentlich geringer, als wenn man die Staubquelle direkt mit dem Bindemittel besprüht, obwohl der Bereich, in dem der Nebel künstlich erzeugt wird, in der Regel wesentlich größer als die Staubquelle ist, da er mit einem vorbestimmten Abstand die Staubquelle umschließt.
Der Abstand ist so zu wählen, dass im Bereich des Nebels sich die den Staub enthaltende Luftströmung soweit beruhigt hat, dass der Nebel sich allmählich zum Boden absenken kann und nicht unkontrolliert wegbewegt wird. Üblicherweise ist ein Abstand von einigen 10 cm, vorzugsweise zumindest 50 cm oder zumindest 1 m bzw. zumindest 2 m einzuhalten. Bei der Wahl des geeigneten Abstandes sind auch Fremdluftströmungen zu berücksichtigen, welche durch Bewegungen von Gütern, Fahrzeugen, Wind oder Thermik erzeugt werden können. Insbesondere in Hallen tritt oftmals Thermik auf. Es kann auch zweckmäßig sein, ein oder mehrere Leitbleche vorzusehen, mit welchen eine mit Staub verunreinigte Luftströmung so geleitet wird, dass sie sich beruhigt und ein künstlicher Nebel effizient den Staub entfernen kann.
Der Abstand zur Staubquelle ist vorzugsweise so zu wählen, dass sich der Nebel vor allem in einem Bereich befindet, in dem die Luftströmung nicht größer als 1 m/s insbesondere nicht größer als 0,8 m/s beziehungsweise nicht größer als 0,7 m/s und vorzugsweise nicht größer als 0,5 m/s ist. Es hat sich gezeigt, dass bei Luftströmung von mehr als 1 m/s der Staub nicht effizient mit einem Nebel gebunden werden kann bzw. die zum effizienten Staubbinden notwendigen Wassermengen exponentiell an- steigen. Die Luftströmungen können im Ort und in der Zeit variieren. Beim Abladen von großen Steinen kann beispielsweise kurzzeitig eine sehr starke Luftströmung auftreten, wobei in den Pausen zwischen den einzelnen Abladevorgängen die Luftströmung wesentlich schwächer ist. Kurzzeitige Überschreitungen der Grenzwerte für die maximale Luftströmung beeinträchtigen die Staubbindungseffizienz nur unwe- sentlich. Leitbleche können vorgesehen werden, um Fremdluftströmungen vom Nebelbereich abzuhalten, um so die oben erläuterten Grenzwerte der Luftströmung im Bereich des Nebels einhalten zu können.
Das Bindemittel ist ein flüssiges Bindemittel, vorzugsweise Wasser. Im Stand der Technik wird oftmals ein Luft/Wasser-Gemisch verwendet. Ein solches Luft/Wasser- Gemisch ist jedoch nachteilig, da es durch den Luftanteil eine hohe inhärente Luftströmung erzeugt, welche nicht zur Erzeugung eines schwebenden Nebels geeignet ist. Zur Erzeugung eines Sprühregens kann ein Luft/Wasser-Gemisch verwendet werden, wobei jedoch Wasser, das ohne Luft durch eine Zerstäubungsdüse getrie- ben wird, bevorzugt wird.
Das Bindemittel wird im Bindemittelreservoir mit einem Druck von vorzugsweise maximal 10 bar, insbesondere vorzugsweise maximal 7 bar und insbesondere nicht mehr als 5 bar zu Verfügung gestellt. Je geringer der Druck ist, desto einfacher ist es, eine Vorrichtung mit einer langen Bindemittelleitung auszubilden, welche die großflächige Abdeckung mit Sprühnebel erlaubt. Bei höherem Druck besteht die Gefahr, dass einzelne Komponenten auf Dauer der Belastung nicht widerstehen und die gesamte Regelung und Steuerung des Druckes in der Bindemittelleitung wird wesentlich aufwändiger und komplizierter.
Das Bindemittelreservoir sollte das Bindemittel mit einem Druck von zumindest 2 bar, vorzugsweise zumindest 3 bar und insbesondere vorzugsweise zumindest 4 bar zur Verfügung stellen. Je höher der Druck am Bindemittelreservoir ist, desto größer kön- nen die Druckverluste in der Bindemittelleitung sein, und dennoch an der bzw. den Zerstäubungsdüsen ein zur Zerstäubung ausreichender Druck vorgesehen werden. Dies bedeutet auch, dass je größer der Druck am Bindemittelreservoir ist, desto länger kann die Bindemittelleitung sein, ohne dass eine zusätzliche Druckstufe in Form einer Pumpe nötig ist. Das Bindemittelreservoir kann ein Brunnen, ein Tank mit und ohne Förderpumpe oder ein Anschluss einer Wasserleitung sein, welche das Bindemittel Wasser mit einem vorbestimmten Druck zur Verfügung stellt.
Der Druck, mit welchem das Bindemittelreservoir oder eine Bindemittelquelle zur Verfügung gestellt wird, wird vorzugsweise mit einer Pumpe eingestellt. Der Druck kann aber auch z.B. durch eine vorhandene Wasserversorgung oder einen Hochbehälter, der durch einen passenden geodätischen Höhenunterschied einen ausreichenden Druck zur Verfügung stellt, vorgegeben sein, so dass keine extra Pumpe nötig ist, welche das Bindemittel aus dem Bindemittelreservoir abfördert.
Die Begrenzung des Druckes auf einen maximalen Wert im Bereich von 5 bis 10 bar hat auch den Vorteil, dass die Bindemittelleitung aus einem elastischen Rohr ausgebildet sein kann, wie zum Beispiel einem Kunststoffrohr, insbesondere PE-Rohr. Solche elastischen Rohre haben erhebliche Vorteile, da sie einerseits Druck puffern können, Anschlussstellen für Zerstäubungsdüsen an beliebigen Stellen gestanzt werden können und zudem sehr schnell und einfach verlegt werden können.
Ein weiterer Vorteil durch die Begrenzung des Druckes liegt darin, dass keine Hochdruckpumpen notwendig sind, welche bei schmutziger Luft anfällig sind. Hochdruck- pumpen sind Pumpen, welchen einen dauerhaften Betriebsdruck von 20 bar oder mehr erzeugen.
Die Zerstäubungsdüse bzw. die Zerstäubungsdüsen sind derart ausgebildet, dass das Bindemittel mit einer Tröpfchengröße von 30 bis 120 μιτι und vorzugsweise mit 50 bis 150 μιτι und insbesondere mit einer Tröpfchengröße von 60 bis 90 μιτι zerstäubt wird. Eine solche Tröpfchengröße bildet in ruhiger Luft einen schwebenden Nebel, der den Staub zuverlässig bindet und allmählich absinkt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Bindemittellei- tung sich über eine Strecke von zumindest 100 m bzw. insbesondere von zumindest 300 m erstrecken, wobei entlang dieser Strecke mehrere Zerstäubungsdüsen an die Bindemittelleitung angeschlossen sind, und wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass nicht mehr als 6 l/m2h Binde-mittel während eines Sprühvorganges auf dem Boden ausgetragen werden.
Die Menge an ausgesprühtem Bindemittel ist vorzugsweise so eingestellt, dass ein geringer Feuchtigkeitsüberschuss vorliegt, d.h., dass nicht das gesamte zerstäubte Bindemittel von der Luft aufgenommen werden kann, sondern flüssige Nebelpartikel in der Luft vorliegen. Solche Nebelpartikel senken sich ab und binden den in der Luft enthaltenen Staub und transportieren ihn zu Boden. Vorzugsweise ist die ausgegebene Wassermenge so groß, dass eine ausreichend starke Abwärtsbewegung statt- findet, um den Staub zügig nach unten zu transportieren. Ein gewisser Überschuss an Bindemittel verringert den Regelaufwand. Dennoch ist es möglich, bei einer solchen Tröpfchengröße die Menge des ausgesprühten Bindemittels so einzustellen, dass zum einen ein stabiler schwebender Nebel vorgesehen wird, der zuverlässig den Staub bindet, und andererseits die Bindemittelmenge so gering ist, dass am Bo- den keine Pfützen entstehen. Die Vorrichtungen zum Erzeugen eines künstlichen Nebels sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass pro Düse etwa 5 bis 30 Liter Bindemittel pro Stunde abgegeben werden, wobei das Bindemittel sich auf einen Bereich von 0,8 m bis 1 ,5 m um die Düse verteilt. Die zumindest eine Zerstäubungsdüse ist vorzugsweise eine Druckdüse, welche mit einem selbsttätig sperrenden bzw. öffnenden Drucksteuerventil ausgebildet ist und deshalb ab einem bestimmten Öffnungsdruck des zugeführten Bindemittels selbstständig öffnet und die Vorrichtung eine Drucksteuerung aufweist, mit welcher der Druck in der Bindemittelleitung steuerbar ist. Hierdurch ist es möglich, über die Drucksteuerung zu steuern, ob die eine oder die mehreren Zerstäubungsdüsen Bindemittel abgeben oder nicht.
Insbesondere ist gemäß dem ersten Aspekt vorgesehen, dass die Bindemittelleitung ein oder mehrere Drucksteuerventile aufweisen kann, welche als Druckschaltventile ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und somit eine Bindemittelzufuhr an die Zerstäubungsdüse(n) freigeben oder als Druckregelventile auch ab einem vorbe- stimmten Schaltdruck öffnen und zugleich einen Druck auf der Abströmseite des Druckregelventils auf einen vorbestimmten Druckbereich regeln. Die Vorteile entsprechender Druckdüsen oder entsprechender Drucksteuerventile, welche als Druckschaltventile ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und somit eine Bindemittelzufuhr an die Zerstäubungsdüse(n) freigeben oder als Druckregelventile auch ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und zugleich einen Druck auf der Abströmseite des Druckregelventils auf einen vorbestimmten Druckbereich regeln sind nachfolgend aufgezeigt und werden auch an Hand eines entsprechenden Ausführungsbeispiels detaillier erläutert. Die Druckdüsen bzw. die Drucksteuerventile können beispielsweise mit einem Öffnungsdruck von 2 bar, 3 bar oder 4 bar ausgebildet sein. Der Schließdruck ist vorzugsweise etwas geringer als der Öffnungsdruck. Bei einem Öffnungsdruck von 2 bar beträgt der Schließdruck beispielsweise 0,9 bar, bei einem Öffnungsdruck von 3 bar beispielsweise 1 ,5 bar und bei einem Öffnungsdruck von 4 bar beispielsweise 1 ,8 bar. Hierdurch wird sichergestellt, dass durch den nach dem Öffnen der jeweiligen Düse erzeugten Druckabfall die Druckdüse nicht sofort wieder schließt, sondern bei einem geringen Druck weiter offen gehalten werden kann.
Solche Druckdüsen bzw. Drucksteuerventile erlauben eine einfache zentrale Steuerung über den Bindemitteldruck, denn die Drucksteuerventile öffnen und schließen vollständig wenn der Druck in der Bindemittelleitung entsprechend gesteuert wird. Zudem verhindern solche selbständig schießenden Druckdüsen bzw. Drucksteuer- ventile ein Entleeren der Bindemittelleitung, da sie bei einem Druckabfall unter den Schaltdruck selbstständig schließen. Hierdurch fällt der Druck in der Bindemittelleitung nicht oder eventuell nur sehr langsam ab, so dass beim intervallmäßigen Pulsen kein oder nur ein sehr geringer Druck in der Bindemittelleitung aufgebaut werden muss. Diese Druckdüsen fungieren deshalb auch als Auslaufstopp. Dies bewirkt fol- gende Vorteile:
Die Bindemittelleitung muss nicht gefüllt werden, bevor erneut Wasser über die Zerstäubungsdüsen abgegeben wird. Zwischen den einzelnen Pulsen muss allenfalls Bindemittel mit geringer Menge nachgeführt, wobei durch das druckbeaufschlagte Bindemittelreservoir dieses Bindemittel schlagartig zur Verfügung steht und bereits unter Druck steht. Hierdurch wird eine schnelle
Pulsung mit geringster Austragungsmenge ermöglicht.
Druckbeaufschlagtes Wasser liegt somit immer unmittelbar an den Zerstäubungsdüsen bzw. den hierum benachbarten Druckdüsen bzw. Drucksteuerventilen an.
- Ein Wiederbefüllen der Bindemittelleitung unterliegt der Gefahr von Druckschlägen und Kavitation in den Leitungen und den Düsen und anderen Komponenten wie Pumpen, Ventilen, etc. Zudem besteht die Gefahr von Einsaugen von unsauberer Umgebungsluft bzw. schmutzigem Drainagewasser oder anderem Schmutz. Diese Gefahr wird vermieden oder zumindest verringert.
Die Druckdüsen können mit einem Druckventil integral ausgebildet sein, das einen vorbestimmten Öffnungs- und einen vorbestimmten Schließdruck aufweist. Die Druckdüsen können jedoch auch aus einer Düse und einem separaten, vorgeschalteten Druckventil ausgebildet sein.
Die Druckdüsen weisen vorzugsweise eine Membran auf, die von einem mit einer Feder vorgespannten Kolben beaufschlagt wird, sodass ein Durchgang der Druckdüse erst ab dem vorbestimmten Öffnungsdruck geöffnet und bei Erreichen des Schießdruckes wieder geschlossen wird. Die Druckdüsen sind vorzugsweise so eingestellt, dass sie in der gesamten Staubbindevorrichtung oder in bestimmten Abschnitten, in welchen im wesentlicher gleiche Zerstäubungsdüsen vorgegeben sind, einen Druck an den jeweiligen Zerstäubungsdüsen bereitstellen, der sich maximal um 20% und insbesondere maximal um 10% unterscheidet. Eine derart gleichmäßige Druckbeaufschlagung bewirkt eine gleichmäßige Ausgabe von Bindemittel, wobei sich hier die Gleichmäßigkeit sowohl auf die Geometrie des jeweiligen Sprühkegels der einzelnen Zerstäubungsdüsen als auch auf die abgegebene Bindemittelmenge bezieht. Es ist vor allem zweckmäßig, etwa den gleichen Druck an Abschnitten der Staubbindevorrichtung vorzusehen, an welchen die gleichen Düsen angeordnet sind. Selbstverständlich können unterschiedlich ausgebildete Abschnitte, wie zum Beispiel Abschnitte, bei welchen stehende Düsen zum Benetzen eines Bodens vorgesehen sind, mit einem anderen Druck als beispielsweise Abschnitte, bei welchen hängende Düsen zum Erzeugen eines Nebels vorgesehen sind, beaufschlagt werden und dementsprechend mit anders eingestellten beziehungsweise anders ausgebildeten Druckdüsen oder anders ausgebildeten Drucksteuerventilen versehen sein.
Eine unterschiedlich intensive Austragung von Bindemittel wird vorzugsweise durch den Abstand aufeinanderfolgender Zerstäubungsdüsen und nicht durch unterschiedliche Drücke eingestellt. Die Zerstäubungsdüsen sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das Bindemittel mit einem kreisförmigen oder halbkreisförmigen Wurfkegel abstrahlen. Der Abstand zweier aufeinanderfolgender Düsen beträgt vorzugsweise den Durchmesser D des Kreises des entsprechenden Wurfkegels abzüglich zumindest 20% (entspricht 0,8D) und insbesondere zumindest 34% (entspricht 0,66D) dieses Durchmessers. Hierdurch wird ein annähend streifenförmiger Bereich gleichmäßig mit Bindemittel versorgt, wobei die überlappenden Abschnitte benachbarter Wurfkegel begrenzt sind. Vorzugsweise liegt der Abstand benachbarter Düsen im Bereich des Durchmessers des Wurfkegels abzüglich zumindest 45% und vor- zugsweise zumindest 50% des Durchmessers. Bei halbkreisförmigen Wurfkegeln werden die geringeren Abstände der Düsen mit zumindest 45% Abzug vom Durchmesser bevorzugt. Nebel erzeugende Staubbindevorrichtungen weisen in der Regel eine Düsenanordnung mit maximalen Abstanden von 0,55D bzw. 0,5D auf. Die Drucksteuerung weist vorzugsweise ein Steuerventil auf, das in der Bindemittelleitung im Bereich zwischen dem Bindemittelreservoir und der zumindest einen Druckdüse angeordnet ist, wobei das Steuerventil von einer Steuereinrichtung an- steuerbar ist. Hierdurch kann der zumindest einen Zerstäubungsdüse gezielt Bindemittel mit einem vorbestimmten Druck zugeführt werden. Es können auch mehrere Steuerventile vorgesehen sein, welchen jeweils eine oder mehrere Zerstäubungsdüsen nachgeordnet sind, die dann jeweils mittels des jeweiligen Steuerventils mit Bindemittel mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt werden. Die Steuerventile können von der Steuereinrichtung hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch oder mechanisch angesteuert werden.
Die zumindest eine Zerstäubungsdüse kann auch mit einem von einer Steuereinrichtung direkt ansteuerbaren Ventil versehen sein. Die Vorrichtung kann auch als Druckdüsen ausgebildete Zerstäubungsdüsen als auch mit einem direkt ansteuerbaren Ventil versehene Zerstäubungsdüsen umfassen. Solche direkt ansteuerbaren Ventile können von der Steuereinrichtung ferngesteuert geöffnet und geschlossen werden. Das Bindemittelreservoir bzw. ein Druckreservoir kann einen Druckkessel mit Gaspolster umfassen. Ein solcher Druckkessel mit Gaspolster kann als Membrankessel ausgebildet sein, der eine Membran aufweist, welche den Membrankessel in einen Gasdruckraum und in einen Bindemittelraum unterteilt. Der Druckkessel kann auch ein Windkessel sein, in dem eine Gasblase angeordnet ist, welche unmittelbar mit dem Bindemittel in Kontakt steht. Da Gas komprimierbar ist, kann Bindemittel im Druckkessel mit Gaspolster aufgenommen werden, wobei das Gas im Gasdruckraum komprimiert wird, wodurch das Bindemittel mit zunehmendem Druck im Druckkessel mit Gaspolster gespeichert wird. Mit einem oder mehreren solcher Druckkessel mit Gaspolster können dynamische Druckänderungen reduziert werden. Solche dynami- sehen Druckänderungen entstehen bei Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der Massenträgheit der Flüssigkeit. Solche Änderungen sind infolge von Anfahr- und Abfahr- oder Abstellvorgängen unvermeidbar. Insbesondere die rasche Änderung des Durchflusses und dadurch der Geschwindigkeit in einer Druckleitung, zum Beispiel durch schnelles Schließen oder Öffnen von Absperrorganen oder durch plötzlichen Pumpenstillstand, erzeugt in den Leitungen Druckstöße. Der Druck pendelt dann um den Ausgangsdruck nach oben und unten. Am Leitungsende wird die Druckwelle reflektiert, kommt als negative Welle zum Anfangspunkt zurück und schwingt in mehrfachem Hin- und Rücklauf allmählich aus. Hierbei kann es infolge Unterdrucks sogar zu einem Abreißen der Wassersäule kommen. Der darauf folgende Zusammenprall der beiden und unabhängig voneinander schwingenden Strömungen führt zu besonders gefährlichen Druckstößen. Grundsätzlich können Öff- nungs- und Schließzeiten von Absperrorganen ausgedehnt werden, so dass die Ge- schwindigkeitsänderung in einer unschädlichen Weise verläuft. Es sind jedoch Betriebsfälle, wie plötzlicher Pumpenstillstand durch Stromausfall oder eine Not-Aus- Schaltung unvermeidlich. Mit dem Druckkessel mit Gaspolster können derartige Druckstöße reduziert werden, da beispielsweise bei einem plötzlichen Schließen eines Absperrorgans der Druckkessel mit Gaspolster Bindemittel weiter aufnimmt, so- fern er in Flußrichtung vor dem Absperrorgan angeordnet ist und es zu einer allmählichen Drucksteigerung in der Bindemittelleitung kommt. Bei plötzlichem Ausfall einer Pumpe liefert der Druckkessel mit Gaspolster weiter Bindemittel, so dass die durch das Bindemittel ausgebildete Flüssigkeitssäule nicht abrupt abgestoppt wird. Wird zudem ein Druckkessel mit Gaspolster vor der Pumpe oder am Pumpeneingang an- gebracht, kann dieser Kessel als zusätzlicher Schutz für die Pumpe bzw. die vorgeordneten hydraulischen Elemente dienen, da er Zufuhrschwankungen ausgleichen und Druckstöße dämpfen kann. Die Bindemittelzufuhr zu dieser Pumpe muss unter einem bestimmten Druck stehen, da sich ansonsten der Druckkessel entleeren würde.
Die Vorrichtung kann auch mehrere Druckkessel mit Gaspolster umfassen. Die Druckkessel mit Gaspolster können auch entlang der Bindemittelleitung verteilt angeordnet sein. Das Volumen des Druckkessels mit Gaspolster bzw. der Druckkessel mit Gaspolster kann zumindest 300 I, vorzugsweise zumindest 1 .000 I, insbesondere zumindest 5.000 I und vorzugsweise zumindest 10.000 I oder mehrere 10.000 I betragen. Das Volumen des Druckkessels mit Gaspolster umfasst sowohl das Volumen des Gasdruckraums als auch das Volumen des Bindemittelraums. Der Bindemittelraum beträgt in der Regel etwa 20% bis 50% des gesamten Volumens des Druckkessels. Im Normalzustand der Vorrichtung sollte der Druck im Gasdruckraum etwa das 0,5- bis 0,9-fache des Betriebsdruckes bzw. eines Einschaltdruckes einer Förderpumpe betragen.
Besonders bevorzugt wird ein oder werden mehrere Druckkessel mit Gaspolster(n) bei einer Staubbindevorrichtung eingesetzt, welche in Stillstands- oder Pausenzeiten leerläuft. Dies sind insbesondere Staubbindevorrichtungen, welche keine oder nur wenige selbstsperrende Drucksteuerventile aufweisen, die als Auslaufstopps fungieren. Bei einem Stillstand oder bei einer Pause leeren sich die Leitungen dieser Staubbindevorrichtung teilweise oder vollständig. Bei einer Wiederaufnahme des Be- triebes werden die Leitungen zunächst mit Bindemittel gefüllt. Hierbei ist die Eigenschaft der Druckkessel mit Gaspolster vorteilhaft da sie zunächst Bindemittel mit hohem Druck schnell in die Leitung fördern, wobei aufgrund der Expansion des Gaspolsters der Druck im Druckkessel nachlässt, wodurch auch der Förderdruck ent- sprechend abnimmt. Bei einer fast vollständigen Füllung der Leitungen besteht dann ein reduzierter Druck, wodurch das Problem des Druckschlages verringert wird.
In einer Staubbindevorrichtung können unterschiedliche Abschnitte ausgebildet sein, die sich während eines Stillstandes unterschiedlich schnell entleeren. Die einzelnen Abschnitte können mit jeweils einem separaten Druckkessel versehen sein, sofern dies zweckmäßig ist. Vor allem die Abschnitte, welche sich schnell entleeren, werden vorzugsweise mit einem Druckkessel versehen, sodass sie wiederrum schnell aufgefüllt werden können.
Der Druckkessel mit Gaspolster weist vorzugsweise eine Zuführleitung zum Befüllen des Druckkessels mit Gaspolster und eine Abführleitung zum Leeren des Druckkessels mit Gaspolster auf, wobei die Zuführleitung gegenüber der Abführleitung eine Querschnittsverengung besitzt, so dass das Befüllen des Druckkessels mit Gaspolster mit einer langsameren Geschwindigkeit als das Entleeren des Druckkessels mit Gaspolster erfolgt. Hierdurch können Druckspitzen, die beim schnellen Abbremsen des Bindemittels in der Rohrleitung entstehen, allmählich über einen größeren Zeitraum verteilt aufgenommen werden. Das langsame Füllen des Druckkessels mit Gaspolster führt also zu einem allmählichen Abbremsen der bewegten Bindemittelflüssigkeitssäule. Eine solche Ausbildung des Druckkessels mit Gaspolster ist auch geeignet, um hangabwärts gerichtete Strömungen zuverlässig abzufangen. Andererseits kann bei einem Pumpenausfall sehr schnell ein großer Bindemittelstrom bereitgestellt werden, so dass ein entsprechender Druckschlag vermieden wird. Darüber hinaus kann durch verschiedene Mechanismen und/oder in Abhängigkeit von den jeweils herrschenden Betriebsdrücken, sowohl die Zeitdauer des Befüllens des/der Druckkessel(s) mit Gaspolster, als auch die Zeitdauer des Entleerens beeinflusst werden.
Anstelle oder in Kombination mit der Querschnittsverengung kann auch ein anderer Strömungswiderstand in der Zuführleitung vorgesehen sein. Der Strömungswider- stand kann beispielsweise als Druckminderer, Stauscheibe oder als Höhendifferenz ausgebildet sein. Ist der Druckkessel mit Gaspolster ein Stück oberhalb der Bindemittelleitung, vorzugsweise einige Meter oberhalb der Bindemittelleitung, angeordnet, dann muss das Bindemittel zum Befüllen des Druckkessels mit Gaspolster entgegen der Gravitationskraft nach oben gefördert werden und kann beim Entleeren des Druckkessels mit Gaspolster aufgrund der Gravitationskraft schnell in die Bindemittelleitung befördert werden. Wird das Verzögern beim Füllen und das Beschleunigen beim Entleeren allein aufgrund eines solchen Höhenunterschiedes bewirkt, dann kann die Zuführleitung und die Abführleitung als ein gemeinsamer Leitungsstrang ausgebildet sein. Bei Verwendung eines solchen Höhenunterschiedes ist es zweckmäßig, dass der Querschnitt der Zuführleitung und der Abführleitung groß ist, so dass die von der Bindemittelleitung zum Druckkessel mit Gaspolster führende Flüssigkeitswelle ein hohes Gewicht besitzt.
Wie es oben bereits erläutert ist, erlauben selbständig schließende Druckdüsen die als Auslaufstopp fungieren, einen Intervallbetrieb, da mit Druck beaufschlagtes Wasser immer unmittelbar an den Zerstäubungsdüsen beziehungsweise den hierzu benachbart angeordneten Druckdüsen anliegt. Weiterhin ist das Vorsehen eines oder mehrerer Druckkessel für den Intervallbetrieb vorteilhaft, da oftmals ein Entleeren auch mit selbständig schließenden Druckdüsen nicht vollständig verhindert werden kann. Die selbständig schließenden Druckdüsen führen oftmals zu einem sehr langsamen Entleeren, sodass ein Wiederauffüllen zu Beginn eines Sprühintervalls mittels eines Druckkessels mit Gaspolster sehr schnell erfolgen kann.
Diese Verwendung von selbständig schließenden Druckdüsen bzw. die Verwendung von selbständig schließenden Steuerventilen in Verbindung mit einem oder mehreren Druckkesseln bewirken sehr kurze Reaktionszeiten zum Aussprühen von Bindemittel nach einer Sprühpause. Die Reaktionszweit wird nach einer Pause von zumindest 5 min. ab dem Einschalten einer Pumpe oder dem Öffnen eines Ventils gemessen, so dass ein Strang, in dem sich die Zerstäubungsdüsen befinden, mit Bindemittel beaufschlagt wird, das unter Druck gesetzt ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem alle Düsen, die durch Einschalten der Pumpe bzw. Öffnen des Ventils mit Bindemittel versorgt werden, Bindemittel abgeben. Bei Prototypen wurden Reaktionszeiten von ei- nigen wenigen Sekunden erzielt, selbst wenn der Strang länger als 100 m war. Staubbindevorrichtungen zum Erzeugen von Nebel sind vorzugsweise so ausgebildet, dass deren Reaktionszeit nicht größer als 10 s und insbesondere nicht größer als 5 s ist und Staubbindevorrichtungen zum Benetzen eines Bodens sind vorzugsweise so ausgebildet, dass deren Reaktionszeit nicht größer als 2 min. und insbe- sondere nicht größer als 1 min. und vorzugsweise nicht größer als 30 s ist. Derart kurze Reaktionszeiten können selbst bei großen Staubbindevorrichtungen erzielt werden, welche Stränge mit einer Länge von mehr als 100 m und insbesondere mehr als 300 m aufweisen. Weiterhin sind für den Intervallbetrieb elastische Leitungen förderlich, die auch Bindemittel druckbeaufschlagt speichern können. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Pumpe auf, welche das Bindemittel pumpt. An die Bindemittelleitung kann ein Druckschalter gekoppelt sein, welcher beim Unterschreiten eines vorbestimmten Einschaltdruckes, dem Einschaltzeitpunkt, die Pumpe einschaltet. Hierdurch wird automatisch ein vorbestimmter Mindestdruck in der Bindemittelleitung aufrechterhalten.
Es können auch mehrere Druckschalter eingesetzt werden, denen unterschiedliche Funktionen zugeordnet sind bzw. die unterschiedliche Einschaltdrücke aufweisen. Diese Funktionen sind bspw. :
Druckschalter 1 : Pumpe ein-/ausschalten
Druckschalter 2: Überdruck überwachen
Druckschalter 3 Unterdrück überwachen (wie er z.B. bei Trockenlauf vorliegen kann) Druckschalter 4: Leitungs-Enddrucküberwachung: falls am Ende der Leitung kein oder ein zu geringer Druck vorhanden ist, lässt dies auf einen Leitungsbruch oder eine Verstopfung schließen; oder auch Kontrolle, ob eine gewünschte Rohrnetz- Drucksenkung (z.B. vor Pumpenstop) bereits bis zum Ende durchgedrungen ist.
Druckschalter 5: Saugleitung auf korrekten Unterdruck-Wert überwachen. Dies ist ein Indikator, dass die Pumpe ansaugt und auch ein Indikator, ob die Ansaugkraft der Pumpe im richtigen Bereich ist (Vermeidung von Kavitation) bzw. ein Indikator, ob eine Verstopfung in einer Saugleitung oder einem Saugleitungsvorfilter vorliegt.
Druckschalter 6: Gasdrucküberwachung des Druckkessels mit Gaspolster
Druckschalter 7: Füllstatus Druckkessel. Nur wenn im laufenden Betrieb der Druck im Druckkessel bzw. in der diesbezüglichen Zuleitung oder der Hauptleitung etwa konstant ist, kann von einem vollen Druckkessel ausgegangen werden. Kann z.B. zur Entscheidungsfindung herangezogen werden, ob eine Pumpe schon abgeschaltet werden darf, oder noch nachlaufen soll, um in den Druckkessel zu puffern.
Druckschalter 8 und 9: Differenzdruckauswertung Vor-/Nachfilterdruck. Zur Überwachung des Filterstatus, ob dieser z.B. durch Schmutzansammlung einen zu hohen Druckverlust produziert und gereinigt werden muss. Es kann ein automatisierter Fil- terreinigungsprozess gestartet werden oder auch nur eine Meldung erfolgen, dass der Druckunterschied zu groß ist bzw. gereinigt werden soll. Diese Druckschalter müssen nicht alle ständig aktiv geschaltet sein; sie können auch „konditioniert" werden. Z.B. wird der Unterdruckschalter erst während laufendem Pumpbetrieb zur Überwachung eines möglichen Unterdruckes herangezogen. Die Druckschalter können auch mit zwei Schaltpunkten (unterer und oberer) ausgerüstet sein, um gewisse Hysteresen zu schaffen, welche das System stabiler und ruhiger laufen lassen, da nicht jede kleine Zustandsänderung sofort zu einem Schaltvorgang führt, sondern erst ein gewisser Schwellwert überschritten werden muss. Das System läuft dadurch stabiler und beginnt nicht zu takten/pendeln. Außerdem können die Druckschalter mit Zeitgliedern (z.B. Zeitrelais) verkoppelt sein, so dass das Erreichen eines Schaltpunktes zunächst nur das Zeitglied aktiviert und es erst nach Verstreichen der hinterlegten Zeit zum effektiv werdenden Schaltvorgang kommt. Die Druckschalter können entweder direkt Vorgänge auslösen oder auch nur als Warnmelder tätig sein. Zur Überprüfung der korrekten Funktion können in der Nähe der Druckschalter auch visuelle Druckanzeigen, z.B. Manometer oder fernübermittelnde Drucktransmitter angebracht sein oder temporär angekoppelt werden. Der Druckschalter kann auch derart ausgebildet sein, dass beim Überschreiten eines vorbestimmten Ausschaltdruckes, dem Ausschaltzeitpunkt, die Pumpe ausschaltet und/oder ein Notablassventil öffnet. Es kann auch eine Durchflussmesseinrichtung an der Bindemittelleitung derart gekoppelt sein, dass beim Unterschreiten einer vorbestimmten Mindestflussrate die Pumpe ausgeschaltet und/oder ein Notablassventil geöffnet wird. Hierdurch wird automatisch sichergestellt, dass der Druck in der Bindemittelleitung nicht zu sehr ansteigt.
Mit einem Druckschalter oder einer weiteren Druckmesseinrichtung kann auch ein übermäßig großer Durchfluss (= abnormer Betriebsstatus, z.B. Leitungsbruch) fest- gestellt werden. Zweckmäßigerweise erfolgt diese Durchflußmessung zeitgekoppelt, d.h. erst nach einer gewissen Stabilisierungsphase nach dem Hochfahren der Anlage (während der Hochfahrphase herrschen beispielsweise kurzzeitig abnorme Bedingungen) gilt der Meßwert des Durchflußsensors. Dies kann noch an die Bedingung gekoppelt sein, dass beispielsweise die Durchflussüberschreitung eine gewisse Min- destzeit aufrecht erhalten bleibt.
Es kann eine Ausschaltverzögerungseinrichtung vorgesehen sein, welche ein Ausschalten der Pumpe erst nach Ablauf eines vorbestimmten Verzögerungszeitinter- valls erlaubt, wobei das Verzögerungszeitintervall mit dem Einschaltzeitpunkt oder dem Ausschaltzeitpunkt oder einem Zeitpunkt zwischen dem Einschaltzeitpunkt und dem Ausschaltzeitpunkt beginnt. Eine solche Ausschaltverzögerungseinrichtung verhindert, dass kurzfristige Druck- bzw. Volumenstromschwankungen zu einem Aus- schalten der Pumpe führen, wodurch weitere Druckänderungen verursacht werden würden. Die Zustandsänderung, d.h. der Druckabfall bzw. die Reduzierung des Durchflusses muss somit eine gewisse Zeitdauer vorliegen, bis die Pumpe geschaltet wird. Das Verzögerungszeitintervall beträgt vorzugsweise zumindest 5 Sekunden, vorzugsweise zumindest 15 Sekunden und insbesondere zumindest 30 Sekunden.
An die Bindemittelleitung kann ein Überdruck-Druckschalter gekoppelt sein, der bei Detektion eines vorbestimmten Überdruckes, der größer als der Ausschaltdruck ist, die Pumpe ausschaltet und/oder ein Notablassventil öffnet. Das Schalten aufgrund der Detektion eines Überdruckes mittels des Überdruck-Druckschalters übersteuert vorzugsweise alle weiteren Steuervorgänge, wie zum Beispiel ein Nicht-Ausschalten aufgrund eines andauernden Verzögerungszeitintervalls. Außerdem kann eine Signalisierung/Alarmmeldung/Alarmfall-Maßnahmen-Einleitung, wie z.B. zusätzliches Abtrennen der Bindemittelzufuhr erfolgen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Fließgeschwindigkeit des Bindemittels in den Leitungen nicht größer als 5 m/s und vorzugsweise nicht größer als 3 m/s ist. Je größer die Fließgeschwindigkeit ist, desto größer sind die Druckverluste. Die Druckverluste sind proportional zum Quadrat der Fließgeschwindigkeit. In der Praxis haben sich diese Obergrenzen als sehr vorteilhaft erwiesen, da mit diesen Fließgeschwindigkeiten eine Versorgung mehrerer Zerstäubungsdüsen über eine lange Strecke (z.B. 1 bis 5 km) zuverlässig bei sinnvollen Leitungsquerschnitten möglich ist. Bei höheren Fließgeschwindigkeiten kann es zu Problemen durch Druckstöße kommen. Die Bindemittelleitung kann einen Hauptstrang und einen parallel zum Hauptstrang verlaufenden Nebenstrang mit geringerem Querschnitt aufweisen, wobei der Nebenstrang mit seinen Enden jeweils an den Hauptstrang mündet und ein Volumen- strommessgerät im Nebenstrang angeordnet ist. Der im Nebenstrang gemessene Durchfluss ist proportional zum Durchfluss im Hauptstrang bzw. Hauptstrom und lässt somit auf den gesamten Volumenstrom durch den Hauptstrang und den Nebenstrang schließen. Die Messung des geringeren Volumenstroms im Nebenstrang ist wesentlich einfacher als die Messung des wesentlich größeren Volumenstroms im Hauptstrang. Das Volumenstrommessgerät kann derart ausgebildet sein, dass es die Strömung indirekt anhand der Temperatur des Bindemittels in der Pumpe oder in Strömungsrichtung kurz nach der Pumpe und/oder anhand der Stromaufnahme der Pumpe und/oder anhand der Druckdifferenz vor/nach der Pumpe und/oder anhand des Druckes vor der Pumpe und/oder anhand des Druckes nach der Pumpe und/oder anhand der Akustik der Pumpe und oder anhand der aktuellen Energieaufnahme der Pumpenwelle erfasst. Da die Pumpe Wärme erzeugt und das Bindemittel oftmals von einem kühlen Reservoir, wie zum Beispiel einem Brunnen, bereitgestellt wird, kann anhand der Temperatur des Bindemittels in der Pumpe oder in Strömungsrichtung kurz nach der Pumpe auf den Volumenstrom des Bindemittels in der Bindemittelleitung bzw. in der Pumpe geschlossen werden.
In der Bindemittelleitung kann eine Entlüftungseinrichtung angeordnet sein, welche Luftblasen aus der Bindemittelleitung nach außen abgibt. Solche Luftblasen können durch Ausgasung des Bindemittels aufgrund von Druckänderungen entstehen. Die Entlüftungseinrichtung kann ein passives Entlüftungsventil sein, das für Gas durchlässig und für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Die Entlüftungseinrichtung kann auch ein schaltbares Ventil sein, das in der Bindemittelleitung angeordnet ist. Beim Vorlie- gen einer Gasblase wird das schaltbare Ventil mittels einer Steuereinrichtung geöffnet. Das Vorliegen einer Gasblase kann anhand bestimmter Betriebszustände von der Steuereinrichtung und/oder mittels eines Sensors detektiert werden. Die von der Steuereinrichtung detektierbaren vorbestimmten Betriebszustände sind zum Beispiel ein Stillstand der Förderung, eine geringe Pumpenlast beim Anfahren. Gasblasen können mittels Temperatursensoren oder Drucksensoren, oder Ultraschallsensoren, oder einem magnetisch induktiven Sensor oder einem Röntgengerät oder einem Mikrofon bestimmt werden. Insbesondere bei Überwachung der Druckentwicklung beim Anfahren der Pumpe kann ein langsamer Druckanstieg als Gasblasen enthaltendes Bindemittel in der Bindemittelleitung beurteilt werden.
Die Entlüftungseinrichtung ist vorzugsweise an lokalen Hochpunkten und Orten mit Volumenstromänderungen, wie zum Beispiel scharfkantige Öffnungen, Druckminderer, Querschnittsverengungen, angeordnet, an welchen sich Luftblasen sammeln können. Vorzugsweise wird eine Entlüftungseinrichtung mit einem schaltbaren Ventil mit einer Entlüftungseinrichtung mit einem passiven Entlüftungsventil kombiniert, wobei beim Anfahren der Vorrichtung zunächst mittels dem schaltbaren Ventil größere Luftmengen entlüftet werden und während des Normalbetriebs die Entlüftung ausschließlich oder fast überwiegend mit dem passiven Entlüftungsventil erfolgt. Die Bindemittelleitung kann ein oder mehrere Drucksteuerventile aufweisen, welche als Druckschaltventile ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und somit eine Bindemittelzufuhr an die Zerstäubungsdüse(n) freigeben oder als Druckregelventile auch ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und zugleich einen Druck auf der Abströmseite des Druckregelventils auf einen vorbestimmten Druckbereich regeln. Solche Drucksteuerventile besitzen dann die zusätzliche Funktion eines Druckminderers. Mit einem oder mehreren solcher Drucksteuerventile kann die Bindemittelleitung in unterschiedliche Druckzonen unterteilt werden. Diese Drucksteuerventile weisen vorzugsweise unterschiedliche Schaltdrücke auf. Insbesondere sind die Drucksteuerventile so in der Bindemittelleitung angeordnet, dass Druckzonen mit zum Abstand vom Bindemittelreservoir abfallenden Druck ausgebildet sind.
Die mehreren Drucksteuerventile können in einem Hauptstrang der Bindemittellei- tung angeordnet sein, so dass auch der Hauptstrang in mehrere Druckzonen unterteilt ist.
Ein oder mehrere Drucksteuerventile können in einem von einem Hauptstrang abzweigenden Zweigstrang der Bindemittelleitung angeordnet sein, so dass der jeweili- ge Zweigstrang bei Unterschreiten des Schaltdruckes geschlossen wird. Hierdurch wird ein Leerlaufen des Hauptstranges vermieden und das jeweilige Drucksteuerventil ist einer oder mehreren in dem Zweigstrang angeordneten Zerstäubungsdüsen zugeordnet. Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Drucksteuerventile können Druckunterschiede in der Bindemittelleitung gezielt gesteuert und kontrolliert werden. Derartige Druckunterschiede können aufgrund von Höhenunterschieden entlang der Bindemittelleitung, langen Leitungslängen und einem dadurch auftretenden Druckabfall, Temperaturänderungen in der Bindemittelleitung, Druckschwankungen durch Schaltvor- gänge verursacht werden. Mit den Drucksteuerventilen kann vor allem ein Leerlaufen der Bindemittelleitung, insbesondere des Hauptstranges der Bindemittelleitung, verhindert werden, wodurch ein schnelles Anfahren nach einem Betriebsstopp wieder möglich ist, da zumindest der Hauptstrang der Bindemittelleitung bereits mit Bindemittel gefüllt ist. Hierdurch werden auch Druckschläge vermieden bzw. reduziert. Die Drucksteuerventile können auch in Zerstäubungsdüsen integriert sein oder in Kombination mit diesen angeordnet sein. Derartige Zerstäubungsdüsen schließen unterhalb eines vorbestimmten Schließdruckes selbstständig, wodurch ein Entleeren der Bindemittelleitung im Bereich der Zerstäubungsdüsen vermieden wird. Die Zerstäu- bungsdüsen sind oftmals in Zweigsträngen angeordnet. Die Drucksteuerventile schließen vorzugsweise automatisch bei Unterschreiten eines vorbestimmten Schließdruckes, so dass sie die einzelnen Zonen der Bindemittelleitung selbstständig absperren können. Derartige Drucksteuerventile fungieren als Auslaufstopps, um ein Leerlaufen der Bindemittelleitung zu verhindern.
Zur Erzeugung von Zonen mit unterschiedlichem Druck können auch Druckminderer anstelle von Drucksteuerventilen verwendet werden, welche in den entsprechenden Leitungen angeordnet sind.
Solche Druckminderer können auch einzelnen Zerstäubungsdüsen zugeordnet bzw. in diese integriert sein. Ein solcher Druckminderer setzt den Druck auf einen vorbestimmten verminderten Druck herab. Hierdurch wird sichergestellt, dass an der Zerstäubungsdüse das Bindemittel mit dem konstanten, verminderten Druck, anliegt, sofern im Bereich vor dem Druckminderer das Bindemittel mit einem an sich beliebigen, jedoch höheren Druck vorliegt. Der Druck in der Leitung kann daher schwanken und trotzdem liegt an der jeweiligen Zerstäubungsdüse das Bindemittel mit einem vorbestimmten Druck an und es wird eine vorbestimmte Bindemittelmenge sowie ein vorbestimmtes Sprühprofil von der Düse ausgegeben.
Ein solcher Druckminderer kann jeweils einer einzelnen Zerstäubungsdüse oder einer Gruppe von mehreren Zerstäubungsdüsen zugeordnet sein.
Die Bindemittelleitung ist vorzugsweise mit einer Elastizität zum elastischen Puffern von Bindemittel mit einem Elastizitätsvolumen von 1 Promille und vorzugsweise zumindest 1 % des gesamten Volumens der Bindemittelleitung aufgrund einer Rohrwandelastizität und/oder zumindest einer Gastasche und/oder eines Druckkessels mit Gaspolster ausgebildet. Vorzugsweise beträgt dieses Elastizitätsvolumen zumindest 2 % bzw. zumindest 5 % des gesamten Volumens der Bindemittelleitung. Auf- grund dieser Elastizität können Druckschwankungen in der Bindemittelleitung ausgeglichen werden, ohne dass Druckschläge erzeugt werden bzw. werden die Auswirkungen von Druckschlägen gemindert. Um eine Rohrwandelastizität vorzusehen, werden vorzugsweise Kunststoffrohre, insbesondere PE-Rohre, welche insbesondere aus Weich-Polyethylen ausgebildet sind, als Bindemittelleitung verwendet. Der Innendurchmesser der Rohre beträgt vorzugsweise zumindest 16 mm. Die Bindemittelleitung weist vorzugsweise eine Länge von zumindest 100 m auf. Sie kann mehrere Kilometer lang sein. Die Bindemittelleitung ist vorzugsweise mit den oben erläuterten Drucksteuerventilen in Zonen bzw. Abschnitte mit einer Länge von 100 bis 600 m, vorzugsweise 250 bis 500 m unterteilt. Derartige Zonen aus elastischen Rohren bieten ausreichende Elastizität, um Druckspitzen beim Schließen von Absperrorgangen, welche Ventile und Düsen umfassen, derart zu dämpfen, dass sie keine Schäden anrichten. Die PE-Rohre können auch aus Hart-Polyethylen ausgebildet sein. In Rohren aus Weich-Polyethylen können einfach Löcher gestanzt werden, um Düsen oder Zweigleitungen zu setzen.
Vorzugsweise beträgt die maximale Elastizität der Bindemittelleitung 10 % und insbesondere maximal 5 % des gesamten Volumens der Bindemittelleitung. Eine zu große Elastizität verursacht eine Trägheit beim Ansprechverhalten und kann dazu führen, dass ein Abgeben des Bindemittels in kurzen Impulsen nicht gezielt möglich ist.
Die Bindemittelleitung kann einen Hauptstrang aufweisen, in welchem ein Druckmin- derer angeordnet ist, und parallel zum Hauptstrang ist ein Nebenstrang angeordnet, in welchem sich ein Rückschlagventil befindet, das entgegen der Durchflussrichtung des Druckminderers öffnet . Ein Druckminderer wirkt je nach Konstruktionsprinzip auch als Rückschlagventil, so dass eine Druckspitze, welche auf der druckreduzierten Seite des Druckminderers auftritt, nicht aus der druckreduzierten Zone durch den Druckminderer entweichen kann. Durch das Vorsehen des Nebenstranges mit dem Rückschlagventil, das entgegen der Durchflussrichtung des Druckminderers öffnet, kann eine solche Druckspitze durch den Nebenstrang aus der druckreduzierten Zone entweichen, so dass sich hier wieder der durch den Druckminderer verringerte Druck einstellen kann. Der Nebenstrang weist vorzugsweise einen kleineren Durchmesser als der Hauptstrang auf.
Vorzugsweise weist die Bindemittelleitung elastische Zweigleitungen auf, welche an einem gemeinsamen Leitungsstrang bzw. Leitungsabschnitt angeschlossen sind, wobei an den vom Leitungsabschnitt bzw. Leitungsstrang entfernten Ende der Zwei- gleitungen jeweils eine Zerstäubungsdüse angeordnet ist. Aufgrund des Gewichtes der Zerstäubungsdüse oder eines daran vorgesehenen Zusatzgewichtes richtet sich die jeweilige Zweigleitung selbsttätig vertikal aus. Hierdurch positioniert und justiert sich die flexible Zweigleitung, selbst wenn die gesamte Staubbindevorrichtung auf Grund äußerer Umstände, wie zum Bespiel Wind, bewegt wird. Eine solche Staub- bindevorrichtung kann sowohl zum Erzeugen eines künstlichen Nebels als auch zum Benetzen des Bodens ausgebildet sein. Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Bindemittelleitung an einem Tragseil aufgehängt sein und die Bindemittelleitung elastisch ausgebildet sein, wobei die Bindemittelleitung etwa parallel zum Tragseil angeordnet und mit diesem an mehreren Stellen befestigt ist.
Die Bindemittelleitung mit oder ohne elastischen Zweigleitungen kann an ein Seil mit entsprechenden Rohrleitungshaken hängend befestigt sein. Eine solche Anordnung lässt sich sehr einfach und schnell über lange Strecken montieren. Hierzu genügt ein dünnes Tragseil, insbesondere ein Stahlseil, das über eine bestimmte Strecke ge- spannt wird, an welchen die Bindemittelleitung mittels der Rohrleitungshaken aufgehängt wird. Vorzugsweise ist die Bindemittelleitung aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet, in das Löcher zum Anschließen der Zweigleitungen gestochen werden können. Dieses Stechen der Löcher ist auch noch nach dem Aufhängen der Bindemittelleitung am Tragseil möglich.
Die Zerstäubungsdüsen können entlang der Bindemittelleitung mit einem Abstand von nicht mehr als 10 m, vorzugsweise nicht mehr als 8 m und insbesondere nicht mehr als 7 m angeordnet sein. Die Zerstäubungsdüsen zum Absprühen des Bindemittels können mit einem kreisförmigen oder kreissegmentförmigen Sprühkegel ausgebildet sein, wobei der maximale Abstand zwischen zwei benachbarten Zerstäubungsdüsen nicht größer als 80% des Durchmessers dieses Kreises ist. Die Bindemittelleitung kann mit zumindest einem Füllratenkontrollventil versehen sein, welches anhand eines detektierten Volumenstroms des Bindemittelmediums einen Durchgang für das Bindemittel etwa umgekehrt proportional zum Volumenstrom öffnet, das bedeutet, je geringer der Volumenstrom ist, desto stärker ist das Füllratenkontrollventil geöffnet. Bei einem geringen Volumenstrom wird der Durch- gang vollständig geöffnet. Bei einem hohen Volumenstrom kann er vollständig geschlossen oder soweit geschlossen werden, dass ein vorher bestimmter Volumenstrom nicht überschritten wird werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine Pumpe nicht außerhalb ihrer QH-Kennlinie (= Volumenstrom-Höhen-Kennlinie) betrieben wird. Zudem kann hierdurch sichergestellt werden, dass bei einem Wie- derbefüllen einer Bindemittelleitung der Volumenstrom zunächst begrenzt wird, um beim Austreiben der in der Bindemittelleitung vorhandenen Luft keinen zu starken Impuls aufzubauen, der am Ende des Wiederbefüllvorganges einen entsprechend großen Druckschlag verursachen würde; somit ist das langsame Füllen eine Zusatzfunktion dieses Ventiles.
Der Volumenstrom kann anhand der Druckdifferenz in Flussrichtung vor und hinter dem Füllratenkontrollventil bestimmt werden und/oder das Füllratenkontrollventil kann von einer Steuereinrichtung zusätzlich angesteuert werden, wobei der gewünschte Volumenstrom einstellbar ist.
Die Bindemittelleitung kann mit zumindest einem Befüllungskontrollventil versehen sein, welches anhand eines detektierten Füllzustandes der Bindemittelleitung einen Durchgang etwa proportional zum Füllzustand öffnet. Dieses Befüllungskontrollventil wirkt ähnlich wie das oben erläuterte Füllratenkontrollventil und verhindert beim Wiederbefüllen einen zu hohen Volumenstrom, welcher am Ende des Wiederbefüllungs- vorganges einen hohen Druckschlag verursachen würde.
Das Befüllungskontrollventil kann mit zwei Öffnungsstufen ausgebildet sein, wobei bei einem geringen Füllzustand der Durchgang nur gering geöffnet ist, und bei einem hohen Füllzustand der Durchgang vollständig geöffnet ist. Das Befüllungskontrollventil kann auch kontinuierlich geöffnet bzw. geschlossen werden.
Die Bindemittelleitung kann ein Druckhalteventil aufweisen, welches anhand eines in der Bindemittelleitung in Flussrichtung vor dem Druckhalteventil detektierten Druckes sich etwa proportional zum Druck öffnet. Hierdurch wird der Druck in Flussrichtung vor dem Druckhalteventil in etwa konstant gehalten, da bei einer Reduzierung des detektierten Druckes das Druckhalteventil sich etwas schließt, wodurch durch den Rückstau der Druck in Flussrichtung vor dem Druckhalteventil wieder ansteigt. Das Druckhalteventil ist vorzugsweise in einem Hauptstrang der Bindemittelleitung angeordnet. Die Bindemittelleitung weist einen Hauptstrang und einen vom Hauptstrang abzweigenden Zweigstrang auf. Im Zweigstrang ist ein Steuerventil vorgesehen.
Das Steuerventil kann als Druckentlastungsventil ausgebildet sein, das sich etwa proportional zum Druck im Hauptstrang öffnet. Steigt der Druck im Hauptstrang über einen vorbestimmten Druck, dann führt dies dazu, dass Bindemittel über den Zweigstrang abgeleitet wird. Das Bindemittel kann über Zerstäubungsdüsen oder über eine Leerleitung abgegeben werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Hauptstrang kein unerwünscht hoher Druck anliegt. Das Druckentlastungsventil kann sich erst ab einem vorbestimmten Mindestdruck im Hauptstrang öffnen.
Das Steuerventil im Zweigstrang kann auch als Schnellablassventil ausgebildet sein, das ab einem vorbestimmten Mindestdruck im Hauptstrang sich im Wesentlichen vollständig öffnet, so dass einem schnellen Druckanstieg im Hauptstrang entgegengewirkt werden kann. Nach Absinken des Druckes im Hauptstrang kann das Schnellablassventil langsamer schließen, als es sich öffnet, wodurch ein langsamer Druckaufbau im Hauptstrang wieder möglich ist.
Die Bindemittelleitung kann mit einer Brunnenleitung verbunden sein, welche von der Bindemittelleitung nach unten in den unterirdischen Brunnen führt, wobei in der Brunnenleitung eine Pumpe angeordnet ist, und das Steuerventil im Zweigstrang so angesteuert wird, dass beim Einschalten der Pumpe das Steuerventil über ein vorbe- stimmtes Zeitintervall allmählich geschlossen wird und/oder beim Ausschalten der Pumpe über ein weiteres vorbestimmtes Zeitintervall allmählich geöffnet wird. Bei derartigen Brunnenleitungen wird Bindemittel bzw. Wasser in großen Fördermengen gefördert. Die Pumpe ist in der Regel tief unten angeordnet, wodurch eine hohe Wassersäule ausgebildet ist. Die Gefahr von Druckschlägen ist groß. Durch das all- mähliche Schließen des Steuerventils beim Einschalten der Pumpe wird die Ableitung des Bindemittels über die Zweigleitung allmählich reduziert, wodurch der Druck in der Bindemittelleitung allmählich gesteigert wird. Beim Ausschalten der Pumpe wird das Steuerventil allmählich geöffnet, wodurch der Druck in der Bindemittelleitung allmählich verringert wird und einem Druckschlag entgegenwirkt. Das Öffnen des Steuerventils erfolgt vorzugsweise kurz vor dem Ausschalten der Pumpe, so dass beim Ausschalten der Pumpe bereits ein verringerter Druck in der Bindemittelleitung vorliegt.
Die Bindemittelleitung kann ein Steuerventil aufweisen, das von einer Steuereinrich- tung derart angesteuert wird, dass es sich mit dem Einschalten einer Pumpe über ein vorbestimmtes Zeitintervall langsam öffnet und/oder beim Ausschalten der Pumpe geschlossen wird. Mit diesem Steuerventil werden Druckstöße beim Einschalten und Ausschalten der Pumpe verringert. Das Steuerventil kann als Rückschlagventil ausgebildet sein, das einen Rückfluss in bzw. durch die Pumpe verhindert.
Die Steuereinrichtung des Steuerventils kann auch zum Ansteuern der Pumpe ausgebildet sein, so dass das Ein- und Ausschalten der Pumpe synchron mit dem Schalten des Ventils erfolgt. Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit eines Füllstandes der Bindemittelleitung, des Füllstandes des Druckkessels mit Gaspolster und/oder dem Volumenstrom in der Bindemittelleitung die Zufuhr von Bindemittel aus dem Druckkessel mit Gaspolster in die Bindemittelleitung steuert. Diese Steuereinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einem geringen Füllstand der Bindemittelleitung Bindemittel mit einem hohen Volumenstrom aus dem Druckkessel mit Gaspolster abgezogen wird, um die Bindemittelleitung schnell zu füllen, wobei bei Erreichen eines höheren Füllstandes der Fluss des Bindemittels vermindert oderver- hindert wird, um einen Druckschlag zu vermeiden. Zunächst kann gemeinsam mit dem Druckkessel mit Gaspolster und der Pumpe Bindemittel der Bindemittelleitung zugeführt werden, wobei mit zunehmendem Füllstand die Zufuhr aus dem Druckkessel mit Gaspolster verringert oder vollständig eingestellt und die Förderleistung der Pumpe entsprechend angepasst und vorzugsweise verringert wird.
Der Füllstand des Druckkessels mit Gaspolster kann anhand des Gasdruckes, des Bindemitteldruckes, mittels eines Ultraschallsensors oder einer Volumenstrommessung erfolgen. Die Volumenstrommessung kann mit einem oben beschriebenen Vo- lumenstrommessgerät ausgeführt werden. Es können auch mehrere Druckkessel mit Gaspolster vorhanden sein.
In der Bindemittelleitung kann ein oder mehrere Zyklonfilter angeordnet sein, der eine Spülzufuhrleitung und eine Spülabgangsleitung mit einem Spülabgangsventil aufweist, so dass beim Anhalten eines Bindemittelstroms durch den Zyklonfilter ein Spü- len des Zyklonfilters möglich ist, ohne dass die übrigen Abschnitte der Bindemittelleitung geleert werden müssen. An die Spülzuführleitung kann ein Druckkessel mit Gaspolster und/oder ein Fremdwasser-Druckanschluss angeschlossen sein. Der Zyklonfilter kann dann auch in eine Saugleitung eingebaut sein und während des Betriebs der Pumpe gespült werden. Die Saugleitung ist ein Leitungsabschnitt, wel- eher in Flußrichtung vor einer Pumpe angeordnet ist. Beim Anordnen eines Filters in der Saugleitung wird sichergestellt, dass das Bindemittel gefiltert wird, bevor es zur Pumpe gelangt. Hierdurch kann die Betriebszeit der Pumpe verlängert werden. Zum Spülen des Zyklonfilters wird entweder die Pumpe angehalten und über die Spülzuführleitung vom Druckkessel oder vom Fremdwasser-Druckanschluss Spülmedium zugeführt, oder es wird bei saugseitigem Einbau des Zyklonfilters zum Spülen der Bindemittelstrom durch den Zyklonfilter angehalten und der Zyklonfilter rückgespült. Bei herkömmlichen Vorrichtungen zur Vermeidung von Staub werden große Mengen von Wasser lokal ausgetragen, um dann von Fahrzeugen großflächig verteilt zu werden. Eine solche Verteilung ist bei bekannten Systemen oftmals essentiell für den Erfolg der Staubvermeidung. Mit der Erfindung kann hingegen über große Flächen Bindemittel selbsttätig gleichmäßig verteilt werden Eine Berücksichtigung der Verteilung z.B. durch Fahrzeuge ist hier nicht notwendig, da die Erfindung selbstverteilend arbeitet bzw. über eine Selbstverteilung verfügt.
Die oben erläuterten Staubbindevorrichtungen können zum Binden von Staub ver- wendet werden, wobei die einzelnen Aspekte separat oder in Kombination eingesetzt werden können.
Eine solche Staubbindevorrichtung kann zum Erzeugen eines künstlichen Nebels verwendet werden, wobei dann der Staub in der Luft gebunden wird.
Eine Staubbindevorrichtung kann auch zum Benetzen eines Bodens verwendet werden, wobei dann der Staub am Boden gebunden wird und nicht mehr in die Luft aufgewirbelt werden kann. Bei einem solchen Verfahren zum Binden von Staub werden die Bindemittel vorzugsweise in Intervallen mit Sprühphasen und Pausenphasen ausgetragen.
Zum Benetzen eines Bodens betragen die Sprühphasen und die Pausenphasen zumindest 2 Minuten, bzw. 5 Minuten vorzugsweise zumindest 10 Minuten. Die Sprühphasen dauern vorzugweise nicht länger als eine Stunde und insbesondere nicht länger als 30 Minuten. Die Pausenphasen können etwa gleich lang wie die Sprühphasen dauern. Die Pausenphasen können jedoch auch länger und insbesondere ein Vielfaches der Sprühphasen betragen. Beim Erzeugen eines künstlichen Nebels beträgt die Dauer der Sprühphasen und der Pausenphasen vorzugsweise nicht mehr als 120 Sekunden und insbesondere nicht mehr als 30 Sekunden. Die Dauer der Sprühphasen und der Pausenphasen kann einige wenige Sekunden dauern. Beim Erzeugen eines künstlichen Nebels sind die Sprühphasen vorzugweise länger als die Pausenphasen. Die Pausenphase wird so kurz gewählt, dass keine oder nur eine sehr geringe Lücke zwischen aufeinanderfolgende Nebelwolken besteht. Je langsamer die Luftströmung ist, in welcher sich der künstliche Nebel bzw. die künstliche Nebelwolke befindet, desto länger kann die Pausenphase sein. Je größer die Nebeltröpfchen sind, desto schneller sinken sie ab und desto kürzer sind die entsprechenden Pausenphasen einzustellen. Bei einer Tröpfchengröße von etwa 100 μιη bis 200 μιη sind die Pausenphase vorzugsweise nicht größer als 5 Sekunden. Bei einem Nebel, in dem die Tröpfchen überwiegend eine Tröpfchengröße von weniger als 100 μιτι aufweisen, kann die Pausenphase auch länger eingestellt werden. Ist es erwünscht, möglichst wenig Bindemittel einzusetzen, z.B. um eine Bodenvernässung zu vermeiden, ist es auch möglich, die Sprühphasen so kurz wie möglich zu halten und die Pausenphasen zu verlängern. Dies muss empirisch festgelegt werden. Mit den oben erläuterten Staubbindevorrichtungen ist es sogar möglich, sehr kurze Pausenphasen von 1 bis 3 Sekunden einzustellen und zu betreiben. Für einen derart schnell schaltenden Intervallbetrieb sind die oben erläuterten Maßnahmen, wie elastische Speicherkapazität in einem Druckkessel bzw. in elastischen Leitungen und/oder das Vorsehen von Drucksteuerventilen in oder nahe an den Zerstäubungs- düsen von Vorteil, da hierdurch selbst bei einem Strang mit einer Länge von zumindest 50 Meter und insbesondere zumindest 200 Meter ein solcher Intervallbetrieb möglich ist.
Beim Erzeugen eines künstlichen Nebels ist die Sprühphase vorzugsweise länger als die Pausenphase. Die Sprühphase kann insbesondere doppelt so lange wie die Pausenphase sein oder ein Vielfaches davon betragen.
Zur Vermeidung von Pfützenbildung wird die Staubbindevorrichtung so betrieben, dass das Bindemittel mit einer Rate von nicht mehr als 6 l/m2h und vorzugsweise nichtmehr als 4 l/m2h und vorzugsweise nicht mehr als 3 l/m2h betrieben wird. Ist der Boden versiegelt, dann sind diese Sprühraten sogar noch kleiner und betragen vorzugsweise nicht mehr als 1 ,2 l/m2h bzw. nicht mehr als 1 l/m2h und vorzugsweise nicht mehr als 0,8 l/m2h. Die Staubbindevorrichtung zum Erzeugen eines künstlichen Nebels wird vorzugsweise so betrieben, dass das Bindemittel in einen Bereich gesprüht wird, der so weit von der Staubquelle beabstandet ist, dass in diesem Bereich die Luftströmung nicht größer als 1 m/s, insbesondere nicht größer als 0,8 m/s und vorzugsweise nicht größer als 0,7 m/s ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Luftströmung nicht größer als 0,5 m/s ist.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen schematisch in: Figur 1 eine Abbausteile mit einer Vorrichtung zum Binden von Staub in der Draufsicht, Figur 2 einen Leitungsplan der Vorrichtung zum Binden von Staub aus Figur 1 ,
Figur 3 eine stehende Anordnung von Zerstäubungsdüsen in einer Seitenansicht, Figur 4 einen Sprühbereich der Düsen aus Figur 3,
Figur 5 Zerstäubungsdüsen an einer hängenden Rohrleitung schematisch grob vereinfacht in einer perspektivischen Ansicht, Figur 6 einen Sprühbereich der Düsen aus Figur 5 schematisch in der Draufsicht,
Figur 7 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Nebelwand schematisch in einer
Seitenansicht,
Figur 8 eine Seilanordnung zum Montieren eines hängenden Rohrleitungssystems,
Figur 9 eine weitere Seilanordnung zum Montieren eines hängenden Rohrlei- tungssystems,
Figur 10 Leitungsplan einer weiteren Vorrichtung zum Binden von Staub,
Figur 1 1 eine Volumenstrommessung im Nebenstrang,
Figur 12 einen Nebenstrang mit Rückschlagventil zum Entspannen von Druckzonen, und
Figur 13 einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Binden von Staub mit einer
Brunnenleitung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Binden von Stäuben verschiedensten Ursprungs, insbesondere mineralische Stäube, Kunststoffstäube, Holzstäube, sowie von Luftverunreinigungen mittels präzise ausgebrachten Bindemittels. „Staub" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle festen und flüssigen Partikel in einer Atmosphäre, welche mit einem Bindemittel aus der Atmosphäre entfernt werden können oder welche mit einem Bindemittel am Boden gebunden werden können, so dass sie nicht in die Atmosphäre gelangen. Staub kann neben festen Partikeln auch Aerosole oder Dämpfe umfassen.
Das Bindemittel ist vorzugsweise Wasser. Das Wasser wird in der Regel ohne weitere Zusatzstoffe, insbesondere ohne Netzmittel, verwendet. Lediglich im Winterbetrieb kann es zweckmäßig sein, dass ein Frostschutzmittel hinzugegeben wird. Das Wasser kann aus unterschiedlichen Quellen, zum Beispiel Brunnen, Trinkwasserleitungen, Zisternen oder dergleichen bezogen werden. Enthält das Wasser Verunreinigungen, dann ist es zweckmäßig, einen Filter vorzusehen. Die Porengröße des Filters sollte nicht größer als 200 μιτι, vorzugsweise nicht größer als 150 μιτι sein. Es kann auch zweckmäßig sein, Filter mit einer Porengröße von 130 μιτι zu verwenden.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Staubbindevorrichtung 1 für eine Abbausteile ist in Figur 1 dargestellt. Die Abbausteile kann ein Kieswerk zum Abbauen von Kies o- der ein Steinbruch zum Abbauen von Steinen sein. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel ist die Abbausteile ein Kieswerk. Das Kieswerk besitzt einen nicht befestigten Fahrweg 2, der über eine Rampe 3 in eine Kiesgrube 4 führt.
Diese Kiesgrube 4 weist eine Siebeinrichtung 5 und eine Förderbandstrecke 6 auf. Die Förderbandstrecke 6 erstreckt sich von einem Aufgabetrichter 7, der sich in der Kiesgrube 4 befindet, zu einem Bearbeitungsgebäude 8, das sich außerhalb der Kiesgrube 4 befindet. Die Förderstrecke 6 ist aus mehreren Förderbändern ausgebildet, wobei zwei angrenzende Förderbänder jeweils eine Übergangsstelle 9 bilden, an welchen der zu transportierende Kies von einem Förderband auf ein anderes Förderband fällt.
Die Siebeinrichtung 5, der Aufgabetrichter 7 und die Übergangsstelle 9 der Förderbandstrecke 6 bilden starke Staubquellen. In Kiesgruben und Steinbrüchen sind alle Orte, an welchen Kies oder Steine bewegt und geschüttet werden, potentiell intensive Staubquellen. Weitere Staubquellen sind zum Beispiel Steinbrecher, Silos und mit Förderbändern aufgeschüttete Kies- oder Steinhaufen sowie Manipulationsflächen.
Weiterhin wird Staub durch Fahrzeuge, die entlang der Rampe 3 und dem Fahrweg 2 fahren, aufgewirbelt. Ob ein bestimmter Bereich als Staubquelle zu bewerten ist, an dem der Staub gebunden werden muss, hängt auch davon ab, welche Anforderungen an die Staubreinheit in der angrenzenden Nachbarschaft bestehen. Bei dem in Figur 1 dargestell- ten Kieswerk befinden sich landwirtschaftliche Flächen, wie zum Beispiel Wiesen oder Felder, angrenzend an dem in Figur 1 unteren Rand und rechten Rand des Kieswerkes. Derartige landwirtschaftliche Flächen stellen hohe Anforderungen an die Staubreinheit, denn mit Staub verunreinigtes Gras oder mit Staub verunreinigte Feldfrüchte sind in ihrer Qualität beeinträchtigt und mindern den Nutzen erheblich. Bei dem in Figur 1 dargestellten Kieswerk befinden sich angrenzend an den oberen und linken Rand Industrieflächen, welche nur wenig staubempfindlich sind.
Um diesen unterschiedlichen Anforderungen an die Staubbildung und Staubempfindlichkeit gerecht zu werden, umfasst die Staubbindevorrichtung 1 eine Benetzungsein- richtung 10 zum Benetzen des Fahrweges 2 und der Rampe 3 mit Bindemittel, mehrere lokale Nebelabschirmeinheiten 1 1 und zwei Nebelwände 12.
Die Nebelabschirmeinheiten 1 1 sind zum Abschirmen der lokalen Staubquellen in der Kiesgrube 4 vorgesehen. Die Nebelwände 12 befinden sich in Figur 1 am unte- ren und rechten Rand der Kiesgrube 4, um die Übertragung von Staub aus der Kiesgrube 4 zu den benachbarten Agrarflächen zu verhindern.
Die Benetzungseinrichtung 10 weist neben dem Fahrweg 2 auf beiden Seiten verlaufende Rohrabschnitte 13/1 und 13/2 auf. Diese Rohrabschnitte 13/1 und 13/2 sind steife, am Boden verlegte Rohre 13 (Figur 3), an welchen in regelmäßigen Abständen (z.B. alle 5 bis 10 m, vorzugsweise alle 6 bis 8 m) ein vertikal nach oben verlaufendes Standrohr 14 abzweigt. Die Standrohre 14 weisen jeweils eine Länge von 0,5 bis 2 m auf. An ihrem oberen, freien Ende befindet sich an jedem Standrohr 14 eine Zerstäubungsdüse 15. Am Standrohr 14 ist benachbart zur Zerstäubungsdüse 15 ein manuell betätigbares Absperrventil, insbesondere ein Kugelhahn, angeordnet, mit welchem die Wasserzufuhr zu jeder einzelnen Zerstäubungsdüse 15 separat ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Vorzugsweise sind die Zerstäubungsdüsen 15 als Druckdüsen ausgebildet, welche erst ab einem vorbestimmten Öffnungsdruck selbstständig öffnen und unterhalb einem vorbestimmten Schließdruck selbstständig schließen. Hierdurch wird zum einen sichergestellt, dass Bindemittel nur dann austritt, wenn es mit einem zum Zerstäuben ausreichenden Druck an der Zerstäubungsdüse 15 anliegt. Weiterhin wird durch das selbstständige Schließen der Zerstäubungsdüsen 15 sichergestellt, dass sich das Standrohr 14 und der Rohrabschnitt 13 nicht entleeren, wenn die Benetzungseinrich- tung 10 nicht in Betrieb ist. Hierdurch wird ein Wiederbefüllen der Rohrabschnitte 13 und der Standrohre 14 vermieden, wodurch einerseits die Gefahr von Druckschlägen erheblich vermindert werden kann und andererseits der Betrieb ohne nennenswerte Zeitverzögerung gestattet werden kann. Außerdem wird dadurch eine Ungleichmä- ßigkeit der Bindemittelausbringung, wie sie durch ein teilweises oder vollständiges Leerlaufen der Leitung erfolgen kann, verhindert. Die Zerstäubungsdüsen 15 sind derart ausgebildet, dass das Bindemittel mit einer Tröpfchengröße, die einem feinen Sprühregen entspricht, zerstäubt wird. Die Tröpfchengröße unterliegt einer bestimmten Verteilung, wobei die überwiegende Anzahl der Tröpfchen eine Tröpfechengröße von zumindest 100 μιη, vorzugsweise zumindest 150 μιτι bzw. zumindest 200 μιτι aufweisen Sie erzeugen einen feinen Sprühregen, der gleichmäßig über einen vorbestimmten Bereich (Figur 1 ) halbkreisförmig oder kreisförmig oder kreissegmentar- tig (z.B. ein Kreissegment mit 90° oder 125° bzw.) oder eckig verteilt werden kann.
Der Anteil an beim Sprühen verdunstendem Bindemittel ist gering. Die Tröpfchen können von der Zerstäubungsdüse 15 bis in eine Entfernung von etwa 5 bis 12 m gesprüht werden. Die Zerstäubungsdüsen 15 sind mit einem halbkreisförmigen Sprühbild ausgebildet, und so angeordnet, dass sie mit diesem Sprühbild den benachbarten Fahrweg 2 abdecken (Figur 4). Zur Benetzung eines etwa 5 m breiten Streifens über eine Streckenlänge von 100 m werden etwa 2 bis 4 m3 Bindemittel pro Stunde ausgetragen. Der Betriebsdruck an der Düse beträgt hierbei etwa 2,5 bis 4,5 bar, um eine zuverlässige Ausbreitung des Sprühregens zu gewährleisten. In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Intervallbetrieb mit einer Sprühzeit von etwa 5 bis 15 Minuten und einer Pause von etwa 5 bis 30 Minuten, wobei die Pause zumindest so lange wie die Sprühzeit sein sollte, zu einer effizienten Benetzung führt. Die Pausenzeiten werden vorzugsweise automatisch den Witterungsverhältnissen ange- passt. Je heißer und trockener die Umgebungsluft ist, bzw. je mehr Wind herrscht, desto kürzer sind die Pausen zu wählen.
Die Steuerung der Sprühzeit zur Benetzung eines Bodens kann auch in Abhängigkeit des Untergrundes erfolgen. Ein versiegelter Boden, wie z.B. ein Asphaltboden, kann keine nennenswerte Menge Bindemittel aufsaugen. Bei dem versiegelten Boden wird deshalb der Intervallbetrieb mit einer Sprühzeit von etwa 5 bis 15 Minuten und einer Pause von etwa 5 bis 30 Minuten ohne einer intensiven Vorbenetzung bevorzugt. Ist der Boden hingegen nicht versiegelt, dann weist er in der Regel eine Porosität auf, welche Bindemittel speichern kann und die gespeicherte Menge an Bindemittel abgeben kann. Der Boden bildet dann ein Bindemittelreservoir ähnlich einem Schwamm. Bei dem nicht versiegelten Boden wird vorzugsweise zunächst eine in- tensive Vorbenetzung ausgeführt, welche zumindest 30 Minuten, vorzugsweise zumindest 45 Minuten und insbesondere zumindest 1 Stunde dauert, wobei Bindemittel mit einer Rate von 1 bis 3 l/m2 abgegeben wird. Danach kann ein Intervallbetrieb mit kurzen Sprühzeiten von etwa 2,5 bis 10 Minuten mit einer Rate von 1 bis 3 l/m2 und Pausen von etwa 5 bis 30 Minuten ausgeführt werden, um vom Boden abgegebenes Bindemittel wieder zu ersetzen.
Die Steuerung der Sprühzeiten wird vorzugsweise automatisch mittels einer zentralen Steuereinrichtung ausgeführt. Die zentrale Steuereinrichtung kann in Abhängigkeit von vorbestimmten Wetterparametern (Niederschlagsmenge, Temperatur, Wind- geschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit, Intensität der Sonnenstrahlung) selbsttätig die Sprühzeiten einstellen. Die Wetterparameter können mittels geeigneter Wettersensoren (Thermometer, Windmessgerät, Niederschlagsmessgerät) oder über das Internet erhältliche Wetterdaten versorgt werden. Neben den oben genannten Wetterparametern kann auch die Bodenfeuchte gemessen und bei der Steuerung der Sprühzeit berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung der Bodenfeuchte ist vor allem bei Staubbindevorrichtungen zweckmäßig, welche den Boden mit Bindemittel zur Vermeidung von Staub benetzen. Diese Staubbindevorrichtungen werden vor allem bei porösen Böden eingesetzt, auf welchen Staub aufgewirbelt werden kann. In Abhängigkeit von der Porosität haben diese Böden eine unterschiedliche Aufnahmekapazität zum Aufnehmen von Wasser. Dementsprechend sind die Schwellenwerte für die Bodenfeuchte empirisch zu bestimmen und einzustellen. Auch bei Nebel erzeugenden Staubbindevorrichtungen kann die Messung der Bodenfeuchte zweckmäßig sein. Hier wird vor allem mittels einer Mes- sung der Bodenfeuchte festgestellt, ob zu viel Feuchteniederschlag auf den Boden gelangt und die Gefahr einer Pfützenbildung besteht.
Die oben angegebenen Wetterparameter und/oder die Bodenfeuchte werden vorzugsweise derart kombiniert, dass sie ein Maß für die Verdunstung sind. Je stärker die Verdunstung ist, desto länger werden dann automatisch die Sprühzeiten geregelt bzw. desto häufiger wird gesprüht. Die Verdunstungsrate kann beispielsweise durch die Kombination aus Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Temperatur und Intensi- tät der Sonnenstrahlung dargestellt werden. Die Regelung der Sprühzeiten erfolgt vorzugsweise derart, dass möglichst exakt die verdunstete Feuchte nachgeführt wird.
Eine solche Steuereinrichtung dient dazu, eine ausreichende Staubbindung sicher- zustellen und andererseits den Bedarf an Bindemittel, insbesondere den Bedarf an Wasser, möglichst gering zu halten. Diese Steuereinrichtung ist hier für ein Ausführungsbeispiel zur Benetzung des Bodens mit Bindemittel dargestellt. Eine solche Steuereinrichtung kann gleichermaßen für eine Bindung des Staubes mittels künstlichen Nebels verwendet werden.
Die maximale Länge einer solchen Benetzungseinrichtung beträgt etwa 500 m. Sind längere Strecken zu benetzen, dann können mehrere derartige Benetzungseinrich- tungen aufeinanderfolgend vorgesehen werden. Entlang der Rampe 3 ist eine hängende Benetzungseinrichtung 10/2 vorgesehen. Die hängende Benetzungseinrichtung 10/2 umfasst ein dünnes Tragseil 16, das ein Stahlseil ist, eine Rohrleitung 17, Rohrleitungshaken 18, mit welchen die Rohrleitung 17 am Tragseil 16 eingehängt ist, flexible Zweigleitungen 19 und Zerstäubungsdüsen 20. Die Zerstäubungsdüsen 20 sind ähnlich wie die Zerstäubungsdüsen 15 ausgebil- det. Sie besitzen jedoch ein vollkreisförmiges Sprühbild, so dass die Benetzungseinrichtung 10/2 mittig über der Rampe 3 positioniert werden kann und die Rampe vollständig oder zumindest fast vollständig mit dem Sprühbild abdeckt. Etwa alle 5 bis 7 m ist an der Rohrleitung 17 eine flexible Zweigleitung 19 mit einer Zerstäubungsdüse 20 angeordnet. Benachbart zur Zerstäubungsdüse 20 befindet sich an der flexiblen Zweigleitung 19 ein Stabilisator 52, der die Zweigleitung 19 umschließt und aufgrund seines Gewichtes dafür sorgt, dass die flexible Zweigleitung 19 nach unten hängt und zumindest mit ihrem unteren Abschnitt vertikal ausgerichtet ist. Hierdurch positioniert und justiert sich die flexible Zweigleitung 19 selbsttätig, selbst wenn die gesamte Benetzungseinrichtung 10/2 aufgrund äußerer Umstände, wie zum Beispiel Wind, bewegt wird. Die Zerstäubungsdüsen 20 sind vorzugsweise wieder als Druckdüsen ausgebildet, welche ab einem vorbestimmten Öffnungsdruck öffnen und ab einem vorbestimmten Schließdruck selbsttätig schließen. Der Öffnungsdruck liegt im Bereich von 1 ,5 bis 4 bar. Der Schließdruck ist jeweils etwas geringer. Die maximale Länge der Benetzungseinrichtung 10/2 beträgt etwa 500 m. Die Benetzungseinrich- tung 10/2 wird vorzugsweise in Intervallen von 10 bis 15 Minuten betrieben mit Pausenzeiten von 10 bis 30 Minuten. Die Benetzungseinrichtung 10/2 wird vorzugsweise in einer Höhe von zumindest 5 bis 6 m über dem Boden angeordnet. Die Rohrleitung 17 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffrohr, insbesondere Polyethylenrohr, ausgebildet. Sie hat einen Rohrinnendurchmesser von zum Beispiel 16 bis 40 mm.
Die Nebelabschirmeinheiten 1 1 sind grundsätzlich genauso wie die hängende Be- netzungseinrichtung 10/2 mit einem Tragseil 16, einer Rohrleitung 17, Rohrleitungshaken 18, flexiblen Zweigleitungen 19 und Zerstäubungsdüsen 21 ausgebildet (Fig. 5). Die Zerstäubungsdüsen 21 der Nebelabschirmeinheiten 1 1 unterscheiden sich von den Zerstäubungsdüsen 20 der Benetzungseinrichtung 10 dadurch, dass sie das Bindemittel wesentlich feiner versprühen, d.h., mit einer Tröpfchengröße von 30 bis 120 μιτι. Vorzugsweise beträgt die Tröpfchengröße 50 bis 100 μιτι, insbesondere 60 bis 90 μιτι. Derart feine Tröpfchen bilden einen Nebel, der sich allmählich am Boden absetzt. Solche feine Tröpfchen können nicht so weit versprüht werden, wie die größeren Tröpfchen der oben erläuterten Benetzungseinrichtung 10. Die maximale Reichweite beträgt hier etwa 1 ,5 m. Sie liegt in der Regel zwischen 0,8 und 1 ,3 m. Die Zerstäubungsdüsen 21 sind mit ihren flexiblen Zweigleitungen 19 in einem Abstand von 0,7 bis 1 ,5 m, insbesondere einem Abstand von 0,9 bis 1 ,2 m an der Rohrleitung 17 angeordnet. Zur Bereitstellung eines besonders dichten Nebels kann es auch zweckmäßig sein, zwei Nebelabschirmeinheiten 1 1 parallel nebeneinander anzuordnen, wobei die Rohrleitungen 17 in einem Abstand von 1 bis 2 m zueinander angeordnet sind. Die Düsen der beiden Nebelabschirmeinheiten 1 1 sind dann vorzugsweise in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet.
Die Rohrleitung 17 ist vorzugsweise aus einem flexiblen Kunststoff, wie z.B. Weich- Polyethylen, ausgebildet. In eine solche Rohrleitung 17 können Löcher gestochen werden, um die Zweigleitungen 19 anzuschließen. Dies kann auch nachträglich nach der gesamten Montage der Anlage erfolgen, wodurch es möglich ist, bei Bedarf auch lokal mehrere Zerstäubungsdüsen 20 an einer Leitung vorzusehen. Wenn lokal ein besonders dichter Nebel benötigt wird, kann der Abstand der Zerstäubungsdüsen auf 0,5 m oder 0,25 m oder sogar auf 0,1 m reduziert werden. Gleichermaßen ist es möglich, nachträglich Zerstäubungsdüsen 21 oder eine Zweigleitung 19 zusammen mit der entsprechenden Zerstäubungsdüse 21 zu entfernen und die entsprechende Öffnung mit einem Stöpsel zu verschließen. Hierdurch können nachträglich an der Anlage Änderungen vorgenommen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich aufgrund von geänderten Umständen ein anderer Bedarf an Nebel ergibt. Solche Änderungen sind immer möglich, wenn die Rohrleitung aus einem Kunststoff ausgebildet ist, in den entsprechende Löcher gestanzt bzw. gestochen werden können. Dies gilt gleichermaßen für ein hängendes wie auch für ein bodengebundenes System, bei welchem die entsprechende Rohrleitung am Boden verlegt ist. Die Verwendung elastischer Kunststoff röhre als Rohleitung 17 bewirkt noch folgende weiteren Vorteile:
- Aufgrund der Elastizität der Kunststoff röhre können Längenausdehnungen einfach aufgenommen werden. Daher können diese Vorrichtungen über lange
Strecken von 500 m bis zu 5 km einfach installiert und betrieben werden. Bei Stahlrohren bestünde die Gefahr, dass aufgrund von Temperaturschwankungen längere Ausdehnungen auftreten, welche zu Undichtigkeiten an den Stoßstellen führen.
- Die Kunststoffrohre sind wetterunempfindlich. Bei Sturm geben sie elastisch nach und nehmen nach dem Sturm ihre Ausgangsstellung wieder ein.
- Bei einem hängenden System ist die Montage an dem Tragseil 16 aus Stahl sehr einfach durch Fixieren der Rohrleitung 17 mittels der Rohrleitungshaken 18. Zur dauerhaften Halterung der Rohrleitung 17 genügt ein Stahlseil mit ei- nem Durchmesser von 5 bis 8 mm. Stützen zum Spannen des Stahlseiles können im Abstand von 50 bis 150 m vorgesehen werden, so dass große Bereiche überspannt werden können und die Stützen nicht einen darunter liegenden Betrieb stören.
- Die Vorrichtung kann variabel durch weitere Düsen ergänzt werden bzw. Dü- sen können im Nachhinein entfernt werden.
Der Betriebsdruck beträgt etwa 3 bis 6 bar. Je höher der Betriebsdruck ist, desto feiner sind die Tröpfchen und desto besser ist die Schwebefähigkeit des Nebels in Luft, womit jedoch auch eine stärkere Windanfälligkeit einhergeht. Auch hier ist es mög- lieh, die oben genannten Druckdüsen mit vorbestimmten Öffnungs- und Schließdruck einzusetzen.
Eine solche Nebelabschirmeinheit 1 1 kann im Dauerbetrieb betrieben werden. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, eine solche Nebelabschirmeinheit mit sehr kur- zen Pulsen von 1 Sekunde bis 120 Sekunden und entsprechend kurzen Pausen von 1 Sekunden bis 120 Sekunden zu betreiben, da durch die Schwebefähigkeit des Nebels auch bei einem solchen gepulsten Betrieb eine permanente Nebelwand bereitgestellt werden kann. Mit einem solchen gepulsten Betrieb kann der Verbrauch an Bindemittel erheblich reduziert werden, ohne dass die Fähigkeit des Staubbindens beeinträchtigt wird. Solch ein gepulster Betrieb ist vor allem an Orten vorteilhaft, an welchen keine oder nur sehr geringe Luftströmungen vorliegen. Die Nebelwände 12 sind genauso wie die Nebelabschirmeinheiten 1 1 ausgebildet, wobei sie jedoch eine oder mehrere parallel verlaufende Rohrleitungen umfassen, die sich über eine längere Strecke erstrecken und durchgehend in regelmäßigen Abständen mit Zerstäubungsdüsen 21 versehen sind. Die Rohrleitungen 17 können auch vertikal übereinander liegend angeordnet sein (Figur 7), so dass eine Nebelwand mit einer Höhe von einigen Metern ausgebildet wird. Bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind sieben Rohrleitungen 17 in jeweils einem Abstand von 1 m übereinander angeordnet, so dass sich eine Nebelwand mit einer Höhe von sieben Metern ausbildet.
Sowohl die Nebelabschirmeinheit 1 1 als auch die Nebelwand 12 wird bezüglich einer Staubquelle so angeordnet, dass der Nebel nicht an der Staubquelle, sondern ein Stück entfernt von der Staubquelle erzeugt wird. Am Entstehungsort des Staubes liegt in der Regel eine starke Luftströmung vor, die den Staub aufwirbelt. Ein Beauf- schlagen einer solchen Staubentstehungsstelle mit Nebel würde nur dazu führen, dass der Nebel aufgrund der Luftströmung hiervon wieder wegbewegt wird und ein großer Anteil des Bindemittels ohne Wirkung bleiben würde. Deshalb wird der Nebel benachbart zur Staubentstehungsstelle an einem Ort angeordnet, an dem die Luft beruhigt ist. Hier kann der Staub wesentlich effizienter gebunden werden. Die Luft- Strömung ist vorzugsweise auf maximal 1 m/s, insbesondere 0,8 m/s beziehungsweise 0,7 m/s und vorzugsweise auf maximal 0,5 m/s begrenzt. Der Abstand des Bereiches, in dem sich der künstliche Nebel befindet, vom Entstehungsort des Staubes wird deshalb so gewählt, dass dieser Grenzwert eingehalten wird. Die Nebelabschirmeinheiten 1 1 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie die Staubquelle möglichst vollständig umschließen. Ist die Staubquelle bereits durch eine mechanische Wand abgeschirmt, dann kann es auch zweckmäßig sein, die Nebelabschirmung so auszubilden, dass sie mit ihren Enden bündig an dieser Wand endet und so zusammen mit der Wand die Staubquelle umschließt und insbesondere das Fortziehen des Staubes entlang der Wand und darüberhinaus verhindert. Die Nebelabschirmeinheit bildet somit einen Wandabschluss.
Die Nebelwand 12 weist vorzugsweise eine Rinne 22 zum Sammeln der Nebeltröpfchen auf. Das hierbei gesammelte Wasser wird zu einem Tank 23 geleitet, aus wel- ehern es mittels einer Pumpe 24 wieder in die Rohrleitung 17 der Nebelwand gepumpt wird. Das Bindemittel wird somit im Kreislauf befördert. An einer Stelle dieses Kreislaufes ist ein Filter 25 vorgesehen, mit welchem die Staubpartikel aus dem Wasser entfernt werden. Alternativ kann das einmal eingesetzte Wasser natürlich auch verworfen werden, wobei dann kein Filter vorzusehen ist.
Die Staubbindevorrichtung 1 weist eine zentrale Bindemittelquelle 26 auf, welche zum Beispiel ein Brunnen sein kann (Fig. 2). Das Bindemittel ist vorzugsweise reines Wasser. Mittels einer Pumpe 27 wird das Wasser aus der Bindemittelquelle 26 abgezogen. In einem Leitungsabschnitt 28, der sich von der Bindemittelquelle 26 zur Pumpe 27 erstreckt, befindet sich ein manuelles Absperrventil 29 und ein Rückschlagventil 30, das bei einem Pumpenausfall ein Zurückströmen des Wassers in die Bindemittelquelle 26 verhindert. An der Abströmseite der Pumpe 27 führt eine Hauptleitung 31 zur Benetzungseinrichtung 10, zu den Nebelabschirmeinheiten 1 1 /1 und 1 1 /2 und zu den Nebelwänden 12/1 und 12/2. Von der Hauptleitung 31 zweigt jeweils ein Hauptstrang zur Benetzungseinrichtung 10, zu den Nebelabschirmeinheiten 1 1 /1 , 1 1 /2 und zu den Nebelwänden 12/1 und 12/2 ab. An den Hauptsträngen sind jeweils Schaltventile 32/1 bis 32/5 angeordnet, welche von einer zentralen Steuereinrichtung 38 individuell betätigbar sind. Mit den Schaltventilen 32/1 bis 32/5 kann die Wasserzufuhr zu den einzelnen Hauptsträngen ein- und ausgeschaltet werden. Durch Betätigen des Schaltventils 32/1 kann der Intervallbetrieb mit einer Sprühzeit von etwa 5 bis 15 Minuten und einer Pause von etwa 5 bis 30 Minuten an der Benetzungsein- richtung 10 und durch Betätigen der Schaltventile 32/2 bis 32/5 können an den Nebelabschirmeinheiten 1 1 /1 und 1 1 /2 bzw. an den Nebelwänden 12/1 und 12/2 die kurzen Pulsen von 1 Sekunden bis 120 Sekunden mit entsprechend kurzen Pausen von 1 Sekunden bis 120 Sekunden ausgeführt werden. Eine Benetzungseinrichtung 10 verzweigt den Hauptstrang in zwei Teilstränge für die liegende Benetzungseinrichtung 10/1 und die hängende Benetzungseinrichtung 10/2. In den beiden Zweigsträngen ist jeweils zu Beginn ein Druckminderer 33/1 , 33/2 angeordnet, der den von der Pumpe 27 bereitgestellten Druck auf den Betriebsdruck der jeweiligen Benetzungseinrichtung 10/1 bzw. 10/2 reduziert. In den Hauptsträngen der Nebelabschirmeinheiten 1 1 /1 , 1 1/2 und der Nebelwände 12/1 und 12/2 ist auch jeweils ein Druckminderer 33 angeordnet, um auch hier den für die jeweiligen Zerstäubungsdüsen 21 geeigneten Betriebsdruck einzustellen. An Stelle der Druckminderer können auch weitere Pumpen vorgesehen sein, die dann vor allem für die Nebelabschirmeinheiten 1 1 /1 , 1 1 /2 einen höheren Druck erzeugen, so dass der Be- triebsdruck der Hauptpumpe 27 abgesenkt werden kann. Hierbei handelt es sich somit um eine weitere, dezentrale Bindemitteleinspeisung. Die Benetzungseinrichtung 10 und die einzelnen Nebelabschirmeinheiten 1 1 /1 , 1 1 /2 und die einzelnen Nebelwände 12/1 und 12/2 können unabhängig voneinander betrieben werden. Vom Hauptstrang der Nebelabschirmeinheit 1 1 /1 zweigt ein Zweigstrang 34 ab, mit welchem die Siebeinrichtung 5 umschlossen wird. Die Zer- stäubungsdüsen 21 sind hierbei mit einem vorbestimmten Abstand von 0,5 bis 1 ,5 m von der Siebeinrichtung 5, die eine starke Staubquelle bildet, angeordnet, so dass sich in diesem Abstand um die Staubquelle eine Nebelwand bildet. In entsprechender Weise sind weitere Zweigleitungen 35, 36, 37 an der zweiten Nebelabschirmeinheit 1 1/2 vorgesehen, um den Aufgabetrichter 7 und die Übergangsstellen 9 mit ge- eignetem Abstand zu umschließen.
Der Leitungsabschnitt 28 kann auch als Brunnenleitung ausgebildet sein (Figur 13). Die Brunnenleitung 28 erstreckt sich durch eine vertikale Brunnenbohrung 58 tief in das Erdreich. Eine Tiefpumpe 59 ist anstelle der Pumpe 27 in der Brunnenbohrung 58 angeordnet und an die Brunnenleitung 28 gekoppelt, um aus der Brunnenbohrung 58 Wasser in die Staubbindevorrichtung 1 zu pumpen. Im oberirdischen Bereich des Leitungsabschnittes ist ein Zweigstrang 60 vorgesehen, welcher vom Leitungsabschnitt 28 abzweigt und eine Ablauföffnung 61 aufweist. Im Zweigstrang 60 befindet sich ein Steuerventil 62, das von einer zentralen Steuereinrichtung angesteuert wer- den kann.
Anstelle der vertikalen Brunnenbohrung 58 kann auch ein Schacht oder ein betonierter Tiefspeicher vorgesehen sein. Beim Einschalten der Pumpe 59 wird das Steuerventil 62 über ein vorbestimmtes Zeitintervall allmählich geschlossen. Hierdurch wird im Leitungsabschnitt 28 durch die Pumpe 59 nicht schlagartig sondern allmählich ein Druck aufgebaut, da zunächst ein Teil des Wassers bzw. des Bindemittels in den Zweigstrang 60 durch das Steuerventil 62 aus der Ablauföffnung 61 austritt.
Beim Ausschalten der Pumpe wird das Steuerventil 62 allmählich geöffnet, wodurch der Druck im Leitungsabschnitt 28 allmählich verringert wird und einem Druckschlag entgegenwirkt. Das Öffnen eines Steuerventils erfolgt vorzugsweise kurz vor dem Ausschalten der Pumpe, so dass beim Ausschalten der Pumpe bereits ein verringer- ter Druck im Leitungsabschnitt 28 vorliegt, wodurch die Gefahr eines Druckschlages reduziert wird. Das Steuerventil 62 kann auch als selbsttätig öffnendes Drucksteuerventil ausgebildet sein, das ab einem vorbestimmten Öffnungsdruck öffnet. Dieser Öffnungsdruck ist größer als der Betriebsdruck. Bei einem schlagartigen Ausfall der Pumpe 59 wird im Leitungsabschnitt 28 eine Druckspitze erzeugt, welche über das selbsttätig öffnende Drucksteuerventil 62 abgeleitet wird. Durch Reflexionen können mehrere aufeinander folgende Druckspitzen auftreten, die nacheinander über den Zweigstrang 60 abgeleitet werden. Auch ist es möglich, dass dieses oder ein weite- res Ventil bei Pumpenausfall sofort schlagartig öffnet, um einerseits sofort druckbeaufschlagtes Bindemittel abzuleiten bzw. eine Ableitung für die folgende Druckspitze zu ermöglichen - es ist also bereits vor Auftreten der Druckspitze offen - somit muss auch keine Detektion dieser Druckspitze durch das Ventil erfolgen. Es ist auch möglich, dass dieses Ventil oder ein weiteres Ventil ein Einströmen von Luft oder ande- ren Medien ermöglicht, um so der Entwicklung eines Kavitationsschlages entgegenzuwirken.
Grundsätzlich ist es auch möglich, zwei separate Zweigstränge vorzusehen, wobei in einem Zweigstrang ein von der zentralen Steuereinrichtung ansteuerbares Steuer- ventil und im anderen Zweigstrang ein selbsttätig öffnendes Drucksteuerventil vorgesehen ist. Es kann auch lediglich ein einziger Zweigstrang vorgesehen sein, in dem das selbsttätig öffnende Drucksteuerventil angeordnet ist.
Figur 8 zeigt Masten mit Spannseilen 56 zum Fixieren der Tragseile 16. Die Tragsei- le können aber auch an einer beliebigen anderen Erhöhung, wie z.B. einem Gebäude 57 unmittelbar fixiert werden (Fig. 9).
Figur 10 zeigt den Leitungsplan eines zweiten Ausführungsbeispiels der Staubbindevorrichtung 1 . Gleiche Teile wie im ersten Ausführungsbeispiel sind mit gleichen Be- zugszeichen bezeichnet und genauso ausgebildet, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, weshalb eine genaue Beschreibung dieser Teile weggelassen werden kann.
Diese Staubbindevorrichtung 1 umfasst wiederum eine Bindemittelquelle 26 bzw. Bindemittelreservoir, eine Pumpe 27, welche über einen Leitungsabschnitt 28 aus der Bindemittelquelle 26 Bindemittel, insbesondere Wasser, fördert. Im Leitungsabschnitt 28 befindet sich ein manuelles Absperrventil 29 und ein Rückschlagventil 30. Weiterhin ist im Leitungsabschnitt 28 ein Filter 39 angeordnet. Der Filter kann mit einem Filtermedium versehen sein, das eine Porengröße von 130 μιτι aufweist. Es kann jedoch ein Filter ohne Filtermedium, wie zum Beispiel ein Zyklonfilter, vorgese- hen sein.
Von der Pumpe 27 führt eine Hauptleitung 31 zu einer Benetzungseinrichtung und/oder zu einer Nebelabschirmeinheit bzw. einer Nebelwand. Diese Einrichtungen weisen jeweils zumindest einen Leitungsstrang mit einer oder mehreren Zerstäubungsdüsen auf. Deshalb werden diese Einrichtungen im Folgenden allgemein als Düsenstrang 40 bezeichnet. Das zweite Ausführungsbeispiel weist zwei solcher Düsenstränge 40 auf, welche jeweils mit einem Schaltventil 32 beginnen. An die zu den Düsensträngen 40 führende Leitung 31 ist ein Druckkessel mit Gaspolster 41 angeschlossen. Von der Leitung 31 zum Druckkessel mit Gaspolster 41 führt eine dünne Zuführleitung 42 und eine dicke Abführleitung 43. In der Abführleitung 43 befindet sich ein Rückschlagventil 44, das derart angeordnet ist, dass Wasser aus dem Druckkessel mit Gaspolster 41 nur in Richtung zur Leitung 31 durch die Abführleitung 43 fließen kann.
Wird der Druckkessel mit Gaspolster 41 mit Wasser gefüllt, dann fließt dieses Wasser ausschließlich durch die dünne Zuführleitung 42. Beim Entleeren des Druckkessels mit Gaspolster kann das Wasser sowohl durch die Abführleitung 43 als auch durch die Zuführleitung 42 in die Leitung 31 und von dort zu den Düsensträngen 40 fließen. Die Abführleitung 43 weist vorzugsweise einen zumindest doppelt und insbesondere viermal so großen Durchmesser wie die Zuführleitung 42 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zufuhrleitung 42 nur als Zufuhrleitung wirkt, wenn sie z.B. ein Drosselorgan enthält, das nur in eine Richtung durchgängig ist.
Durch das Vorsehen der dünnen Zuführleitung 42 und der dicken Abführleitung 43 kann das Entleeren des Druckkessels mit Gaspolster wesentlich schneller erfolgen als das Befüllen desselben.
In der Leitung 31 befindet sich ein Schaltventil 45, das von der zentralen Steuereinrichtung 38 angesteuert wird. Das Schaltventil ist in Flussrichtung nach dem Druckkessel mit Gaspolster 41 angeordnet. Das Schaltventil 45 weist mehrere Öffnungsstellungen auf, so dass mittels des Schaltventils 45 ein unterschiedlicher Öffnungsquerschnitt einstellbar ist. Der Öffnungsquerschnitt kann in mehreren Stufen oder auch stufenlos veränderbar sein.
Im Bereich zwischen dem Schaltventil 45 und den Düsensträngen 40 ist ein Volu- menstrommessgerät 46 angeordnet, das mit der zentralen Steuereinrichtung 38 verbunden ist und dieser den jeweils aktuellen Volumenstrom übermittelt. Ein weiteres Volumenstrommessgerät 48 ist in zumindest einem der Düsenstränge 40 angeordnet. Am Ende eines der Düsenstränge 40 ist ein Schaltventil 47, das von der zentralen Steuereinrichtung 38 angesteuert werden kann, zum Entleeren des Düsenstranges 40 vorgesehen. Sofern im Folgenden nichts anderes ausgeführt wird, funktioniert diese Staubbindevorrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels genauso wie die des ersten Ausführungsbeispiels, indem mit der Pumpe 27 Wasser aus der Bindemittelquelle 26 angesaugt, den Düsensträngen 40 zugeführt wird und dort gesteuert durch die Schaltventile 32 über Zerstäubungsdüsen (nicht dargestellt in Figur 10) ausgegeben wird.
Das Schaltventil 47 am Ende eines der Düsenstränge 40 hat zwei Funktionen. Soll diese Staubbindevorrichtung 1 im Winter betrieben werden, dann kann bei Frostgefahr der Düsenstrang 40 geleert werden, indem das Schaltventil 47 geöffnet wird und Luft in den Schaltstrang 40 gefördert wird. Die Luft kann mittels einer Druckluftquelle oder einer geeigneten Pumpe bereitgestellt werden. Falls das Bindemittel bzw. das Wasser Verunreinigungen aufweist, dann sammeln sich diese in der Regel am Endbereich der Düsenstränge 40. Diese Verunreinigungen können ausgespült werden, indem das Schaltventil 47 geöffnet wird und der Düsenstrang 40 mit Wasser gespült wird.
Sowohl das Entleeren des Düsenstranges 40 als auch das Spülen des Düsenstranges 40 wird von der zentralen Steuereinrichtung 38 gesteuert.
Der Druckkessel mit Gaspolster 41 kann ein Membrankessel sein, der eine Membran aufweist, die den Membrankessel in einen Gasdruckraum und in einen Bindemittelraum unterteilt. Beim Füllen des Druckkessel mit Gaspolsters 41 wird das Gas im Gasdruckraum komprimiert, wodurch sich der Druck im Druckkessel mit Gaspolster 41 erhöht. Ist einer oder sind mehrere Düsenstränge 40 geleert, dann müssen sie wieder vollständig befüllt werden, bevor der Betrieb aufgenommen werden kann. Mit dem Druckkessel mit Gaspolster 41 kann ein großes Volumen an Bindemittel schnell zur Verfügung gestellt werden. Aufgrund des großen Querschnittes, der beim Abführen des Bindemittels aus dem Druckkessel mit Gaspolster durch die Abführleitung 43 und die Zuführleitung 42 zu Verfügung steht, kann das Bindemittel schnell, d.h., mit einem hohen Volumenstrom zu den Düsensträngen 40 gefördert werden. Ein schnel- les Fördern von Bindemittel bzw. Wasser in die nicht vollständig gefüllten Düsenstränge birgt die Gefahr eines Druckschlages, der auftritt, wenn der jeweilige Düsenstrang vollständig gefüllt ist. Diesbezüglich ist die Verwendung des Druckkessels mit Gaspolster 41 vorteilhaft, da beim Abfördern des Bindemittels aus dem Druckkessel mit Gaspolster sich der Gasdruckraum ausweitet, wodurch der Druck im Druckkessel mit Gaspolster 41 abnimmt und sich mit zunehmender Abförderung aus dem Druckkessel verringert. Dies bedeutet, dass zu Beginn das Bindemittel aus dem Druckkessel 41 mit einem hohen Druck in Richtung zu den Düsensträngen 40 gefördert wird, wobei dieser Druck und damit die Strömungsgeschwindigkeit abnehmen. Hierdurch wird die Gefahr eines Druckstoßes etwas verringert. Zugleich wird zu Beginn der Förderung sehr schnell eine große Menge an Bindemittel aus dem Druckkessel mit Gaspolster 41 zu Verfügung gestellt, so dass geleerte Düsenstränge 40 schnell wie- derbefüllt werden können.
Sind die Leitungen elastische Kunststoffleitungen, dann bilden auch diese Leitungen einen Bindemittelpuffer. Bei einem Betriebsstart wird dann zunächst aus dem Druckkessel der„Puffer" der Leitungen gefüllt, was einem Druckschlag bei einem schnellen Leitungsfüllen entgegenwirkt. Die Kombination aus einem Druckkessel mit Gaspols- ter und elastischen Kunststoffleitungen ist deshalb besonders vorteilhaft.
Im Betrieb treten Zustände sehr selten auf, in welchen der Druckkessel mit Gaspolster vollständig gefüllt bzw. vollständig geleert ist. Vielmehr wird der Druckkessel mit Gaspolster meistens teilweise gefüllt und teilweise entleert, so dass er im Betrieb Schwankungen des Bindemittelbedarfs schnell und zuverlässig ausgleichen kann, ohne dass die Gefahr von Druckschlägen besteht.
Mit dem Volumenmessgerät 46 wird der von der Pumpe 27 und dem Druckkessel mit Gaspolster 41 durch die Leitung 31 zugeführte Volumenstrom gemessen. Die Steuereinrichtung, die diesen Volumenstrom erfasst, kann anhand dieses Volumenstro- mes die Pumpleistung der Pumpe 27 und/oder den Öffnungsquerschnitt des Schaltventils 45 einstellen. Bei Überschreiten eines maximal zulässigen Volumenstroms kann die Pumpleistung der Pumpe 27 reduziert und/oder der Öffnungsquerschnitt des Schaltventils 45 vermindert werden, wodurch sowohl der Volumenstrom aus dem Druckkessel mit Gaspolster 41 als auch der durch die Pumpe 27 erzeugte Volumen- ström gesteuert werden können. Da der Druckkessel mit Gaspolster 41 in dem Bereich zwischen der Pumpe 27 und dem Schaltventil 45 an die Leitung 31 angeschlossen ist, können durch die Pumpleistung der Pumpe 27 und der Öffnungsstellung des Schaltventils 45 der Druck in diesem Leitungsabschnitt so gesteuert werden, dass Wasser in den Druckkessel mit Gaspolster 41 fließt, wenn der Druck in diesem Leitungsabschnitt größer als im Druckkessel mit Gaspolster 41 ist und Wasser aus dem Druckkessel mit Gaspolster 41 abgezogen wird, wenn der Druck in diesem Leitungsabschnitt kleiner als im Druckkessel mit Gaspolster 41 ist. Im Normalbetrieb stellt sich ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Drücken ein, so dass der Füllstand des Druckkessels mit Gaspolster 41 konstant bleibt. Dadurch, dass die Zuführleitung 42 einen kleinen Querschnitt aufweist, ist der Volumenstrom beim Befüllen des Druckkessels mit Gaspolster 41 entsprechend klein, so dass selbst bei einem wenig gefüllten Druckkessel mit Gaspolster 41 und bei noch nicht vollständig gefüll- ten Düsensträngen 40 es möglich ist, den Hauptteil des mit der Pumpe 27 geförderten Volumenstroms zu den Düsensträngen 40 zu leiten. Ist der Druckkessel mit Gaspolster 41 jedoch mit Bindemittel bzw. Wasser gefüllt, dann kann durch Öffnen des Schaltventils 45 den Düsensträngen 40 schnell eine große Menge Wasser zugeführt werden.
Vorzugsweise sind in den Düsensträngen 40 Füllstandssensoren (nicht dargestellt) angeordnet. Die Düsenstränge 40 können an ihren Endbereichen jeweils einen Füllstandssensor aufweisen. Sie können über ihre Länge verteilt, jedoch auch mehrere Füllstandssensoren aufweisen. Die Füllstandssensoren sind mit der zentralen Steu- ereinrichtung 38 verbunden, so dass die zentrale Steuereinrichtung 38 die Füllstände der Düsenstränge 40 erfassen kann. Die Füllstände können bei der Steuerung der Öffnungsstellung des Schaltventils 45 und der Pumpleistung der Pumpe 27 mit berücksichtigt werden und je voller die Düsenstränge mit Bindemittel gefüllt sind, desto stärker wird der Volumenstrom bzw. die Fließgeschwindigkeit reduziert.
Das in dem Düsenstrang 40 angeordnete Volumenstrommessgerät 48 dient zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit dieses Düsenstranges. Weist dieser Düsenstrang beispielsweise ein Leck auf, dann erhöht sich der Volumenstrom in diesem Düsenstrang. Er wird durch das Volumenstrommessgerät 48 detektiert. Es kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden und gleichzeitig kann dieser Düsenstrang mittels des entsprechenden Schaltventils 32 abgeschaltet werden. Ist hingegen eine oder sind mehrere Zerstäubungsdüsen verstopft, dann vermindert sich der entsprechende Volumenstrom. Auch dies kann mittels des Volumenstrommessgerätes 48 festgestellt werden und eine entsprechende Fehlermeldung kann ausgegeben werden. Auch können mit dem in einem der Düsenstränge 40 angeordneten Volumenstrommessgerät 48 zu hohe Volumenströme erkannt werden, welche eine Druckschlaggefahr verursachen können. Dann kann anhand dieses erfassten Volumenstromes in einem der Düsenstränge 40 der gesamte Volumenstrom, der mittels des Schaltventils 45 und der Pumpleistung der Pumpe 27 gesteuert wird, entsprechend verringert werden.
Vorzugsweise sind in allen Düsensträngen 40 solche Volumenstrommessgeräte 48 angeordnet, so dass alle Düsenstränge 40 einzeln überwacht werden können. Weiterhin können mit den Volumenstrommessgeräten 46, 48 die Volumenströme in der Staubbindevorrichtung 1 erfasst und protokolliert werden. Hierdurch kann später nachvollzogen werden, ob die Staubbindevorrichtung 1 zu einem bestimmten Zeit- punkt korrekt in Betrieb war.
Die oben erläuterten Füllstandssensoren können auch als Druckschalter ausgebildet sein, die erst ab einem vorbestimmten Druck ein Signal ausgeben. Hierdurch wird nicht nur detektiert, ob die Düsenstränge 40 mit Bindemittel gefüllt sind, sondern auch, dass die Füllung am Ort der entsprechenden Druckschalter einen bestimmten Druck aufweist. Die Schaltschwelle dieser Druckschalter sollte etwas geringer als der Betriebsdruck der Zerstäubungsdüsen in den Düsensträngen 40 sein. Geeignete Schwellwerte der Druckschalter liegen vorzugsweise im Bereich von 1 ,5 bar bis 3 bar.
Bei langen Düsensträngen 40 kann es auch zweckmäßig sein, mit zunehmender Entfernung von der Bindemittelquelle 26 Zerstäubungsdüsen mit zunehmend geringem Betriebsdruck (Öffnungsdruck und Schließdruck) vorzusehen, da sich der Druck im Düsenstrang 40 mit zunehmender Entfernung verringern kann. Die einzelnen Zer- stäubungsdüsen weisen somit mit zunehmender Entfernung von der Bindemittelquelle 26 einen geringen Öffnungs- bzw. Schließdruck auf. Die Druckschwelle der Druckschalter in der Nähe der entsprechenden Zerstäubungsdüsen ist entsprechend an den Öffnungs- bzw. Schließdruck dieser Zerstäubungsdüsen anzupassen. Mittels Druckminderer, Querschnittsverengungen aufgrund einer Reduzierung des Leitungsquerschnittes, oder durch das Vorsehen entsprechender Engstellen können die Düsenstränge 40 auch gezielt in Druckzonen eingestellt werden. Die Druckzonen können bspw. mit reduziertem Druck mit zunehmender Entfernung von der Bindemittelquelle 26 ausgebildet sein, so dass in den einzelnen Druckzonen unterschiedliche, jedoch definierte Druckverhältnisse vorliegen. Durch eine solche Druckeinstellung, kann eine sehr hohe Ausbringungsgleichmäßigkeit erzielt werden. Der an den jeweiligen Düsen anliegende Druck kann auf Dauer auf einen definierten Wert gehalten werden, egal ob es sich um die erste, die letzte, oder irgendeine dazwischen liegende Düse einer Leitung handelt. Vorzugsweise sind die Düsen als Druckdüsen mit einem vorbestimmten Öffnungs- und/oder Schließdruck ausgebildet, wie sie oben erläutert sind. Die zentrale Steuereinrichtung 38 kann derart ausgebildet sein, dass sie das Ein- und Ausschalten der Pumpe 27 verzögert. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Pumpleistung der Pumpe 27 nicht graduell einstellbar ist. Ein- und Ausschalten der Pumpe 27 kann Kavitationsprobleme in der Pumpe oder ihr zuzuord- nenden Komponenten verursachen und kann jeweils einen Druckstoß in den Leitungen erzeugen. Wird das Ausschalten um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, dann kann es sein, dass sich die Betriebszustände in der Zwischenzeit wieder geändert haben, so dass die Pumpe 27 nicht mehr ausgeschaltet werden soll. Solche Situationen treten vor allem dann auf, wenn die Regelgrößen, wie Volumenstrom, Füll- stand und/oder Druck in der Leitung 31 oder in den Düsensträngen 40 sich jeweils nahe an den entsprechenden Schwellwerten befinden und um diese pendeln. Die Staubbindevorrichtung 1 ist mit einer bestimmten Elastizität zum elastischen Puffern von Bindemittel ausgebildet, so dass selbst beim Erreichen der Schwellwerte es noch möglich ist, den Betrieb der Pumpe 27 fortzusetzen und ein gewisses Volumen weiter zu fördern oder aufgrund der vorhandenen Elastizität Bindemittel ohne eine Pumpleistung der Pumpe 27 für die Düsenstränge 40 bereitzustellen. Diese Elastizität wird beispielsweise durch den Druckkessel mit Gaspolster 41 bereitgestellt. Weiterhin kann eine solche Elastizität zum elastischen Puffern von Bindemittel durch Rohrleitungen aus einem elastischen Kunsttoffmaterial, insbesondere aus Polyethyl- en, bereitgestellt werden, da dieses Material sich innerhalb bestimmter Kapazitäten dehnen und elastisch nachgebend Bindemittel aufnehmen kann. Durch eine solche Zeitverzögerung des Ein- und Ausschaltens der Pumpe 27 in Verbindung mit dem elastischen Puffern von Bindemittel kann die Lebensdauer der Pumpe 27 erheblich verlängert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die oben beschriebene Nebe- labschirmeinheit 1 1 bzw. die oben beschriebene Nebelwand 12 mit sehr kurzen Sprühpulsen betrieben werden. Diese Pulse können alleine durch Schalten der Schaltventile 32 gesteuert werden, wobei die Pumpe 27 kontinuierlich betrieben werden kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Zeitverzögerung in der zentralen Steuereinrichtung 38 realisiert. Es ist selbstverständlich auch möglich, ein separates Zeitverzögerungsglied, insbesondere ein Zeitverzögerungsrelais, vorzusehen, das das Ein- und/oder Ausschalten der Pumpe 27 unabhängig von der zentralen Steuereinrichtung 38 zeitlich verzögert.
Weiterhin können in der Hauptleitung 31 und/oder in den Düsensträngen 40 jeweils ein oder mehrere Drucksensoren vorgesehen sein, die mit der zentralen Steuereinrichtung 38 verbunden sind. Die mit den Drucksensoren erfassten Druckwerte kön- nen in ähnlicher Weise wie die oben beschriebenen Volumenströme zur Steuerung des Volumenstroms in der Hauptleitung 31 mittels des Schaltventils 45 und der Pumpe 27 verwendet werden. Hierbei wird das Steuerventil 45 und die Pumpleistung der Pumpe 27 geschaltet bzw. verändert, wenn die gemessenen Druckwerte vorbe- stimmte Schwellenwerte über- und/oder unterschreiten. Weiterhin können vorbestimmte Sicherheitsschwellenwerte vorgesehen werden, die größer als die Schwellenwerte zum Steuern des normalen Betriebes sind. Erreichen die mit den Drucksensoren gemessenen Druckwerte die Sicherheitsschwellenwerte, dann wird dies von der zentralen Steuereinrichtung 38 als Sicherheitsproblem bewertet und die Pumpe 27 vollständig ausgeschaltet und/oder Sicherheitsventile (nicht dargestellt) in der Hauptleitung 31 und/oder in den Düsensträngen 40 geöffnet, um Bindemittel nach außen abzugeben, wodurch der Druck in der Staubbindevorrichtung 1 schnell vermindert werden kann und/oder Warnmeldungen ausgegeben werden Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel (Figur 10) ist die Pumpe 27 zwischen dem Rückschlagventil 30 und dem Druckkessel 41 angeordnet. Im Rahmen der Erfindung kann die Pumpe 27 selbstverständlich auch unter Wasser in der Bindemittelquelle 26 angeordnet sein. Volumenstrommessgeräte zum Messen von hohen Volumenströmen sind aufwändig und teuer. Es ist daher zweckmäßig, insbesondere in den Bereichen hoher Volumenströme, einen Nebenstrang 49 (Figur 1 1 ) zu einem Hauptstrang 50 vorzusehen, wobei der Nebenstrang eine Leitung mit kleinerem Querschnitt als die Leitung des Hauptstranges 50 ist und mit beiden Enden im Hauptstrang 50 mündet. Im Neben- sträng 49 wird das Volumenstrommessgerät 51 angeordnet, das den Volumenstrom durch den Nebenstrang 49 misst. Da die Volumenströme durch den Hauptstrang 50 und den Nebenstrang 49 in einem bestimmten Verhältnis, das dem Verhältnis des Querschnittes des Nebenstranges 49 zu dem Querschnitt des Hauptstranges 50 entspricht, kann aus dem im Nebenstrang 49 gemessenen Volumenstrom auf den ge- samten Volumenstrom durch den Nebenstrang und den Hauptstrang geschlossen werden. Eine solche Anordnung des Volumenstromgerätes ist insbesondere in der Hauptleitung 31 vorteilhaft, da hier hohe Volumenströme vorliegen.
Um sicherzustellen, dass tatsächlich eine Strömung vorliegt, kann im Hauptstrang 50 eine zusätzliche Strömungsüberwachungseinrichtung vorgesehen sein, welche lediglich angibt, ob eine Strömung vorliegt oder ob keine Strömung vorliegt. Eine solche Strömungsüberwachungseinrichtung kann z.B. mit ein Prallscheiben- Durchflussmessgerät sein. Hiermit kann festgestellt werden, ob im Hauptstrang eine Strömung vorliegt, selbst wenn der Nebenstrang verstopft sein sollte.
Oben wurde erläutert, dass die Düsenstränge 40 mittels Druckminderer in separate Druckzonen unterteilt werden können. Solche Druckminderer 53 wirken in der Regel wie ein Rückschlagventil und lassen nur eine Strömung von der Seite mit höherem Druck zur Seite mit niedrigerem Druck zu. Entstehen jedoch kurzzeitige Druckspitzen, dann können sie in den Bereich mit niedrigerem Druck gelangen bzw. sie können beispielsweise durch Schaltvorgänge auch direkt im Niederdruckbereich entste- hen und von dort nicht mehr entweichen, da Wasser nicht zurück durch den Druckminderer 53 fließen kann. Es kann daher sein, dass in Druckzonen wesentlich höhere Drücke vorliegen, als der in der jeweiligen Druckzone übliche Betriebsdruck. Dies kann zu Beschädigungen führen. Sieht man zu der Leitung, in der sich der Druckminderer 53 befindet, einen Nebenstrang 49 vor, in dem ein Rückschlagventil 54 angeordnet ist, das eine Strömung von der druckreduzierten Seite des Druckminderers 53 zur Seite mit höherem Druck erlaubt, dann können solche Druckspitzen aus den Druckzonen entweichen (Figur 12). Die zentrale Steuereinrichtung 38 kann mit Sensoren oder Online Wetterdiensten verbunden sein, die die aktuelle Witterung (Temperatur, Luftfeuchte, Niederschlagsmengen (prognostizierte und bereits gefallene), Windgeschwindigkeiten, Windrichtung, Luftfeuchtigkeit, Verdunstung) erfassen und dementsprechend das Austragen von Bindemittel steuern. Es kann auch zweckmäßig sein, dass die Steuereinrichtung 38 digitale Wetterinformationen erhält, um die Ausbringung des Bindemittels dementsprechend zu steuern. Es hat sich zum Beispiel gezeigt, dass es im Sommer am Ende einer kühlen Nacht bzw. am Morgen sinnvoll ist, mittels einer Benetzungsein- richtung den Boden zu benetzen, da bei kühler Luft wesentlich weniger zerstäubtes Wasser verdunstet als später am Tag, wenn es heißer ist. eine solche intensive Be- netzung macht vor allem bei nicht versiegelten Böden Sinn. Zeigen die Wetterdaten jedoch an, dass nach einer trockenen Nacht bald mit Regen zu rechnen ist, dann ist eine intensive Benetzung kurz vor dem Regen überflüssig. Derartige Wetterinformationen sind heutzutage mit hoher Präzision verfügbar und können bei der Steuerung des Austragens des Bindemittels mit berücksichtigt werden. Hiermit kann auch die Anlagenleistung an die Witterung angepasst werden. Z.B. durch Verändern der Niederschlagsmenge mittels Änderung des Benetzungsintervalles oder auch durch das Zuschalten oder Wegschalten von einer oder mehreren Düsen bzw. Düsensträngen. Die ausgebrachte Menge an Bindemittel (je Zeiteinheit; entweder die pro Benet- zungsdurchgang ausgebrachte oder die kumulierte Ausbringung je Tag) ist veränderbar und gezielt einstellbar.
Die Vorrichtung kann auch mit Sensoren versehen sein, welche Fahrzeuge und/oder Personen detektieren, so dass nach Maßgabe der Ausgangssignale dieser Sensoren Bereiche der Vorrichtung ein- bzw. ausgeschaltet werden. Befinden sich beispielsweise kurzzeitig Fahrzeuge oder Personen in einem zu besprühenden bzw. mit Nebel zu versehenden Bereich, so kann die Bindemittelzufuhr vorrübergehend lokal ausgeschaltet werden, so dass die Fahrzeuge bzw. die Personen nicht besprüht werden. Diese Sensoren können optische Sensoren, insbesondere Kameras sein, oder im Boden eingelassene Induktionsspulen zum Erkennen von Fahrzeugen. Das lokale Aus- oder Zuschalten von Bereichen kann bspw. bei einer Vorrichtung ausgeführt werden, bei welcher die Zerstäubungsdüsen und/oder bestimmte Rohrabschnitte mit schaltbaren Ventilen oder separaten Pumpen versehen sind.
Es können jedoch auch Sensoren vorgesehen sein, mit welchen die Feuchtigkeit des Bodens, ein Nebel und/oder eine Staubbildung detektiert werden. Diese Sensoren können Feuchtigkeitssensoren oder optische Sensoren, wie Kameras, sein. Entsprechende Kamerabilder können mit optischer Bildverarbeitung automatisch dahinge- hend analysiert werden, ob der Boden feucht ist, in der Atmosphäre sich ein Nebel befindet und/oder eine Staubwolke vorliegt. Diese optischen Sensoren können mit speziellen Beleuchtungsvorrichtungen kombiniert werden, welche entsprechende Staubpartikel gut erkennbar machen. In Abhängigkeit dieser Sensorsignale kann die Intensität der Staubbindung gesteuert werden, wobei auch lokal unterschiedliche In- tensitäten der Staubbindung in Abhängigkeit der Sensorsignale eingestellt werden können.
Die Betriebszustände und/oder die Sensorsignale werden vorzugsweise protokoliert und archiviert. Hierdurch kann einerseits der Betrieb der Vorrichtung belegt werden, andererseits der Staubzustand dargestellt werden, wenn Sensoren vorliegen, welche den Staubzustand erfassen.
Anstelle einer automatischen Steuerung können auch Empfehlungsnachrichten an einen Operator an einer entsprechenden Ausgabeeinrichtung (Bildschirm, Lautspre- eher) ausgegeben werden, so dass der Operator der Vorrichtung eine entsprechende Staubbindung auslösen kann. Nachfolgend werden Niederschlagsraten anhand von Beispielen erfindungsgemäßer Staubbindevorrichtungen erläutert:
Eine Staubbindevorrichtung mit einer stehenden Anordnung von mehreren Zerstäu- bungsdüsen 15 gemäß Figur 3 ist zum Benetzen einer etwa streifenförmigen Fläche ausgebildet. Die Sprühkegel dieser Zerstäubungsdüsen 15 sind halbkreisförmig ausgebildet (Figur 4). Der Radius der Sprühkegel beträgt 6,4 m und der Betriebsdruck 3,5 bar. Eine einzelne Zerstäubungsdüse 15 besprüht eine Fläche von etwa 64 m2 und verbraucht pro Stunde kontinuierlichem Betrieb ca. 190 Liter Bindemittel bzw. Wasser. Bei kontinuierlichem Betrieb wird der Boden mit etwa 3 Liter pro Quadratmeter je Stunde benetzt. Im gepulsten Betrieb kann der Verbrauch an Bindemittel pro Stunde bis auf ca. 50-70 Liter je Stunde und Düse verringert werden. Die Zerstäubungsdüsen 15 sind etwa in einem Abstand von 7 m voneinander angeordnet. Eine weitere Ausführungsform der Zerstäubungsdüse 1 5, weist eine Wurfweite von 9 m bei einem Betriebsdruck von 3,5 bar auf. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform der Zerstäubungsdüse, der oben erläuterten stehenden Anordnung von Zerstäubungsdüsen gemäß Figur 3 und 4 mit halbkreisförmigen Sprühkegeln. Die benetzte Fläche pro Düse beträgt etwa 130 m2 und der Verbrauch an Bindemittel bzw. Wasser beträgt ca. 470 Liter pro Stunde pro Düse. Diese ergibt eine Niederschlagsrate von etwa 3,6 Liter pro/m2 je Stunde im kontinuierlichen Betrieb.
Nachfolgen werden Laufzeitbeispiele für eine Staubbindevorrichtung gemäß den beiden oben erläuterten Ausführungsformen einer stehenden Anordnung von Zerstäu- bungsdüsen 15 (Figur 3 und 4) erläutert:
Auf versiegelten Böden, wie Asphalt oder Beton, wird der Boden bei kühler Witterung 5bis 10 Minuten befeuchtet. Danach erfolgt eine Pause von einer bis mehreren Stunden. Bei warmer Witterung erfolgt die Befeuchtung für eine Dauer von 5 bis 20 Minu- ten, wobei dann die Pausenzeit eine halbe bis etwa 1 Stunde beträgt. Bei heißer Witterung (Lufttemperatur > 20 °C) beträgt die Befeuchtungsdauer 5 bis 20 Minuten und die Pausenzeit wird auf 10 bis 20 Minuten reduziert.
Je stärker der Wind ist, desto länger werden die Befeuchtungszeiten und desto kür- zer die Pausenzeiten eingestellt. Versiegelte Böden können kaum Wasser speichern. Sie trocknen daher schnell ab und benötigen regelmäßige eine Befeuchtung, da ansonsten Drainagenwasser entsteht. Offene Naturböden wie Kies, Schotter, Sand können im Gegensatz zu versiegelten Böden Wasser speichern.
Bei kühler Witterung (Temperatur< 13°C) kann am Morgen eine Befeuchtung für 0,5 bis 1 ,5 Stunden ausgeführt werden, wobei dann am restlichen Tag keine weitere Be- feuchtung mehr erfolgt. Bei warmer Witterung (13°C < Temperatur< 20 °C) erfolgt am Morgen eine Befeuchtung von 0,5bis 1 ,5 Stunden, wobei dann weitere Befeuchtungen für die Dauer von etwa 10 bis 20 Minuten ausgeführt werden können, welche jeweils nach Pausen von 0,5 bis 4 Stunden erfolgen. Die Pausenzeit hängt vor allem von der Speicherkapazität des jeweiligen Bodens ab.
Bei heißer Witterung (Temperatur >20°C) erfolgt am Morgen eine Befeuchtung für eine Dauer von 1 bis 1 ,5 Stunden. Weitere Befeuchtungen für eine Dauer von 20 bis 45 Minuten werden mit Pausen von 30 bis 60 Minuten dazwischen ausgeführt. Bei sehr heißen und insbesondere windigen Tagen kann auch ein Dauerbetrieb zweck- mäßig sein.
Die kontinuierliche Befeuchtung des Bodens kann zu einer spürbaren Absenkung der Umgebungstemperatur führen. Dies gilt insbesondere für sonnenbestrahlte Kiesgruben, welche windgeschützt liegen. Durch die Befeuchtung wird der Boden kühl ge- halten, wodurch die vom Boden abgestrahlte Strahlungswärme erheblich reduziert wird.
Nachfolgend werden Beispiele anhand von bodenbenetzenden Staubbindevorrichtungen mit hängenden Zerstäubungsdüsen 20 erläutert, wie sie in Figur 5 und 6 dar- gestellt sind.
Bei einer ersten Ausführungsform beträgt die Wurfweite 4 Meter und der Wurfkegel bildet einen Vollkreis. Der Betriebsdruck liegt im Bereich von 2 bis 3 bar. Die pro Zerstäubungsdüse 20 benetzte Fläche beträgt etwa 50 m2 und der Verbrauch an Bin- demittel beträgt ca. 70 Liter pro Stunde und pro Düse.
Dies ergibt eine Niederschlagsrate von etwa 1 ,4 Liter/m2 im kontinuierlichen Betrieb. Bei einer zweiten Ausführungsform beträgt die Wurfweiter 4,8 m, wobei der Wurfkegel wieder einen Vollkreis bildet. Der Betriebszug liegt im Bereich von 1 ,5 bis 4,5 bar. Die benetzte Fläche beträgt etwa 72 m2 und der Verbrauch beträgt ca. 70 Liter Bindemittel pro Stunde pro Zerstäubungsdüse. Dies ergibt eine Niederschlagsrate von etwa 0,97 Liter pro m2 und h im kontinuierlichen Betrieb.
Nachfolgend werden typisch Laufzeitbespiele für eine Staubbindevorrichtung mit solchen hängenden Düsen erläutert, wobei diese Laufzeitbeispiele für beide Düsenarten gelten:
Bei versiegelten Böden, wie Asphalt oder Beton wird bei kühler Witterung (Temperatur^ 3 °C) der Boden zunächst für die Dauer von 10 bis 20 Minuten befeuchtet. Nach einer Pause von einer bis mehreren Stunden erfolgt eine erneute Befeuchtung. Bei warmer Witterung (13°C< Temperatur<20°C) erfolgt eine Befeuchtung für 10 bis 30 Minuten, wobei die Pausenzeit zwischen aufeinander folgenden Befeuchtungen etwa eine halbe bis eine ganze Stunde beträgt. Die weiteren Befeuchtungen werden wieder über eine Dauer von etwa 10 bis 30 Minuten ausgeführt.
Bei hei ßer Witterung (Temperatur >20 °) wird der Boden jeweils für eine Dauer von 10 bis 30 Minuten befeuchtet. Die Pausenzeiten betragen in etwa 20 bis 30 Minuten. Je stärker der Wind ist, desto länger sind die Befeuchtungszeiten und desto kürzer werden die Pausenzeiten eingestellt.
Bei offenen Naturböden, wie Kies, Schotter oder Sand, erfolgt bei kühler Witterung (Temperatur<13°C) eine Befeuchtung für 1 bis 1 ,5 Stunden am Morgen. Den restlichen Tag wird keine weitere Befeuchtung durchgeführt. Bei warmer Witterung (13°C <Temperatur<20°C) erfolgt am Morgen wiederum eine Befeuchtung von 1 bis 1 ,5 Stunden. Nach Pausen von 0,5 bis 4 Stunden werden weitere Befeuchtungen für eine Dauer von 20 bis 40 Minuten ausgeführt. Bei heißer Witterung (Tempera- tur>20°C) erfolgt am Morgen eine Befeuchtung für 1 bis 1 ,5 Stunden und dann weitere Befeuchtungen für eine Dauer von 30 bis 40 Minuten. Die Pausen zwischen den einzelnen Befeuchtungen betragen 30 bis 60 Minuten.
Je stärker der Wind ist, desto länger werden die Befeuchtungszeiten eingestellt und desto kürzer sind die Pausen. Bei heißer Witterung und Wind kann es auch zweckmäßig sein, die Staubbindevorrichtung kontinuierlich zu betreiben. Eine solche Staubbindevorrichtung mit hängenden Düsen kann beispielsweise aus einer Bindemittelleitung 17 mit einem Innendurchmesser von 28 mm ausgebildet sein, wobei in regelmäßigen Abständen (ca. 6 bis 7 Meter) Zweigleitungen 19 mit Zerstäubungsdüsen 20 angeordnet sind. Bei einem Abschnitt der Staubbindevorrich- tung mit einer Länge von 350 m und 59 Zerstäubungsdüsen, wobei der Verbrauch 70 Liter Bindemittel pro Stunde pro Düse und der gesamte Verbrauch etwa 4,13 m3/h beträgt. Das Rohrvolumen beträgt 67 Liter. Dies entspricht 1 ,6 % des gesamten Verbrauches pro Stunde. Ein solch geringes Rohrvolumen kann nach einer Pause oder Stillstandzeit schnell aufgefüllt werden. Das Auffüllen kann mit einer herkömmlichen Standardpumpe erfolgen, ohne dass ein Druckkessel oder Druckventil, welches als Auslaustopp dient, notwendig ist.
Bei einer Staubbindevorrichtung mit stehender Anordnung der Zerstäubungsdüsen kann bspw. ein Rohrabschnitt mit einem Innendurchmesser von 61 ,2 mm über eine Länge von 500 m vorgesehen sein. Das Rohrvolumen beträgt dann etwa 1470 Liter. Es sind 72 Zerstäubungsdüsen alle 7 m angeordnet, welche jeweils einen Verbrauch von 190 Liter Bindemittel je Stunde und je Düse aufweisen. Der gesamte Verbrauch beträgt daher etwa 13,7 m3/h. Das Rohrvolumen beträgt somit etwa 10 % des gesamten Verbrauches pro Stunde. Dies bedeutet, dass bei einer vollständigen Entleerung des Rohrvolumens es etwa 6 Minuten dauert, bis das Rohrvolumen mit Bindemittel wieder gefüllt ist, wenn das Bindemittel mit konstanter Rate gefördert wird. Das schnelle Auffüllen großer Volumen verursacht die Gefahr von Druckschlägen, wie es oben bereits erläutert ist. Bei einer solchen Staubbindevorrichtung ist es daher zweckmäßig einen Druckkessel mit Gaspolster vorzusehen, dessen Nutzvolumen etwa dem Rohrvolumen entspricht. Hier wäre somit ein Druckkessel mit einem Nutzvolumen von 1500 Liter zweckmäßig. Alternativ oder zusätzlich kann man eine spezielle Pumpe, insbesondere eine drehzahlgeregelte Pumpe oder eine Pumpe mit besonders hoher Leistung, vorsehen, um schnell das Bindemittel nachzufordern. Alternativ oder zusätzlich können auch selbstsperrende Drucksteuerventile bzw. Druckdüsen vorgesehen werden, welche ein Auslaufen verhindern bzw. verzögern.
Je länger die Staubbindevorrichtungen sind, desto größer ist in der Regel der Innendurchmesser des Rohrabschnittes 13. Bei einer Leitungslänge von beispielsweise 1 ,6 km ist es sinnvoll ein Rohr (Hart-PE) mit einem Innendurchmesser von 130,8 mm vorzusehen. Hierbei sind 189 Zerstäubungsdüsen (stehende Anordnung) etwa alle 8,5 m angeschlossen. Sie weisen jeweils einen Verbrauch von 470 Liter je Stunde und je Düse auf. Der gesamte Verbrauch beträgt etwa 88,8 m3/h. Das Rohrvolumen beträgt ca. 21 m3. Dies entspricht etwa 25 % des Verbrauches an Bindemittel pro Stunde. Bei konstanter Förderleistung würde das Wiederbefüllen eines vollständig entleerten Rohrvolumens ca. 15 Minuten dauern. Eine so lange Verzögerung ist grundsätzlich nicht akzeptabel. Daher ist es bei einem derart großen Rohrvolumen empfehlenswert, dass das Auslaufen bzw. Entleeren vermieden bzw. erheblich ver- zögert wird. Dies kann mittels selbstsperrenden Drucksteuerventilen bzw. Druckdüsen erzielt werden. Bei einer stehenden Düsenanordnung ist dies jedoch nicht notwendig, sofern die Staubbindevorrichtung etwa horizontal verläuft. Bei Staubbindevorrichtungen, die sich über einen Höhenunterschied erstecken, der größer als die Höhe der Standrohre 14 ist, ist es zweckmäßig an den tieferliegenden Zerstäu- bungsdüsen ein selbsttätig öffnenden Drucksteuerventil bzw. eine Druckdüse vorzusehen. Jedoch kann bei längeren Standzeiten ein teilweises Entleeren kaum vollständig vermieden werden. Daher ist es zweckmäßig in Rohrleitungen einer Staubbindevorrichtung mit einem derart großen Rohrvolumen Druckkessel mit Gaspolster und/oder Durchflussdrosselventile vorzusehen, damit beim Wiederbefüllen eine vor- bestimmte maximale Geschwindigkeit nicht überschritten wird.
Es kann daher festgehalten werden, dass bei in Verhältnis zum regulären Verbrauch geringen Rohrvolumen (Rohrvolumen < 3 % des Bindemittelverbrauchs pro Stunde) keine gesonderten Maßnehmen für die Wiederbefüllung nötig sind, bei größeren Rohrvolumen hingegen geeignete Maßnahmen (z.B. Druckkessel; selbstsperrende Drucksteuerventile bzw Druckdüse; spezielle Pumpen) getroffen werden sollten. Bei großen Rohrvolumen (größer 15 % des regulären Bindemittelverbrauches pro Stunde bzw. insbesondere größer 20 % des regulären Bindemittelverbrauches pro Stunde) sollte das Auslaufen bzw. Entleeren der Rohrleitung vermieden bzw. erheblich verzögert werden. Geeignete Maßnehmen hierfür sind das Vorsehen von selbstsperrenden Drucksteuerventilen und Druckdüsen. Bei Staubbindevorrichtungen mit stehender Anordnung sind an sich selbstsperrende Drucksteuerventile und Druckdüsen nicht notwendig, wenn die Staubbindevorrichtung exakt in einer horizontalen Ebene angeordnet ist. Jedoch ist dies nur sehr selten der Fall, da sich die erfindungsgemä- ßen Staubbindevorrichtungen in der Regel über längere Strecken erstrecken. Die Verwendung selbstsperrende Drucksteuerventile und Druckdüsen ist jedoch auch deshalb vorteilhaft, da dann in der Bindemittelleitung immer druckbeaufschlagtes Bindemittel vorliegt und deshalb ein schnelles Anfahren nach einer Pause möglich ist.
Nachfolgend werden Beispiele anhand von Nebel erzeugenden Staubbindevorrichtungen mit hängenden Zerstäubungsdüsen 21 erläutert, wie sie in Figur 5 und 6 dargestellt sind. Es gibt Einzelnebeldüsen und zu einer Vierergruppe kombinierte Einzeldüsen.
Die Nebelaustoßweite beträgt je Düse etwa 80 cm direkt an der Düse waagrecht gemessen. Bis der Nebel den Boden erreicht hat, hat sich der Nebel auf ca. 1 ,5 m ausgedehnt.
Die Einzeldüse verbraucht bei einem Betriebsdruck von 4 bar etwa 7,5 Liter Bindemittel je Stunde, das 4-fach Modell etwa 30 Liter je Stunde. Das ergibt bei einem ge- pulsten Betrieb einen Verbrauch von etwa 0,002 Liter je Sekunde bzw. von 0,008 Liter je Sekunde.
Eine solche Staubbindevorrichtung kann auch als Niederfluss-Staubbindevorrichtung ausgebildet sein. Dann verbraucht die Einzeldüse etwa 5,5 Liter Bindemittel je Std. und das 4-fach Modell etwa 22 Liter Bindemittel je Std. (0,0015 l/sec. bzw. 0,006 l/sec).
Die Einzeldüsen werden in der Regel mit einem Abstand von etwa 10 cm in der Rohrleitung montiert, die 4-fach Düsen in einem Abstand von etwa 0,5 bis 2 Metern.
Da ein Teil des Nebels verdunstet, ist es schwierig eine Niederschlagsrate für eine Nebel erzeugende Staubbindevorrichtung zu bestimmen, da diese stark vom aktuellen Klima abhängt. Nachfolgend werden Beispiele für Laufzeiten erläutert:
Fall 1 : Staubbindung an einer Steinbrechermaschine
Wenn die Steinbrechermaschine steht ist die Staubbindung inaktiv. Bei Betrieb der Steinbrechermaschine wird kontinuierlich Nebel erzeugt.
Die Steinbrechermaschine ist an zwei Seiten mit einem Benebelungsstrang versehen, welcher jeweils eine Länge von 3 Meter aufweist, wobei der Benebelungsstrang 1 ,7 Meter von der Steinbrechermaschine entfernt angeordnet ist.
Der Düsenabstand beträgt 1 Meter, womit sechs Zerstäubungsdüsen vorgesehen sind. Der Betriebsdruck beträgt 5 bar. Der Wasserverbrauch beträgt je Stunde (6 x 34 =) 204 Liter/h im Dauerbetrieb. Fall 2: Hallenstaubbindung:
In einer Müllsortier-Halle sind an der Decke der Halle im Abstand von 2 Metern meh- rere Staubbindeleitungen angebracht, welche alle 1 ,5 Meter Nebeldüsen (4-fach) montiert haben. Insgesamt sind 350 Staubbindedüsen vorhanden, welche bei einem Betriebsdruck von 5 bar einen Wasserverbrauch von 1 1 .900 Litern je Stunde im Dauerbetrieb haben. Alle 28 Sekunden wird ein Nebelpuls von 2 Sekunden Dauer erzeugt. Der Nebel tritt an der Hallendecke aus und fällt herab.
Jeder Puls verbraucht 6,6 Liter Bindemittel. Je Stunde ergibt sich somit ein effektiver Bindemittelverbrauch von rund 800 Litern. Das ist nur ein Fünfzehntel gegenüber einem Dauerbetrieb.
Fall 3: Baufahrzeug
Ein stauberzeugendes Baufahrzeug produziert während seiner Betriebszeit durch Aufwirbeln von Bodenstaub fortwährend staubige Luft, die vom Boden aufsteigt und sich fortwälzt.
Seitlich des Baufahrzeuges sind an zwei Seiten Benebelungsdüsen in einem Abstand von 1 ,5 Metern über dem Boden angebracht. Insgesamt sind zehn Nebeldüsen mit einem stündlichen Verbrauch von 300 Litern bei einem Betriebsdruck von 4 bar angebracht.
Um im mobilen Betrieb Wasser zu sparen, wird die Nebelanlage gepulst betrieben. Es wird jeweils für 1 Sekunde Nebel ausgestoßen, dann wird jeweils für 4 Sekunden pausiert.
Jeder Nebelpuls führt zu einem Verbrauch von 0,08 Liter Bindemittel. Je Stunde ergibt sich im gepulsten Betrieb ein Bindemittelverbrauch von 60 Liter. Somit wird gegenüber durchgehendem Nebelbetrieb nur rund ein Fünftel an Bindemittel ver- braucht. Bezuqszeichenliste
1 Staubbindevorrichtung 35 33 Druckminderer
2 Fahrweg 34 Zweigstrang
5 3 Rampe 35 Zweigstrang
4 Kiesgrube 36 Zweigstrang
5 Siebeinrichtung 37 Zweigstrang
6 Förderbandstrecke 40 38 zentrale Steuereinrichtung
7 Aufgabetrichter 39 Filter
10 8 Bearbeitungsgebäude 40 Düsenstrang
9 Übergangsstelle 41 Druckkessel mit Gaspolster
10 Benetzungseinrichtung 42 Zuführleitung
1 1 Nebelabschirmeinheit 45 43 Abführleitung
12 Nebelwand 44 Rückschlagventil
15 13 Rohrabschnitt 45 Schaltventil
14 Standrohr 46 Volumenstrommessgerät
15 Zerstäubungsdüse 47 Schaltventil
16 Tragseil 50 48 Volumenstrommessgerät
17 Rohrleitung 49 Nebenstrang
20 18 Rohrleitungshaken 50 Hauptstrang
19 flexible Zweigleitung 51 Volumenstrommessgerät
20 Zerstäubungsdüse 52 Stabilisator
21 Zerstäubungsdüse 55 53 Druckminderer
22 Rinne 54 Rückschlagventil
25 23 Tank 55 Mast
24 Pumpe 56 Spannseil
25 Filter 57 Gebäude
26 Bindemittelquelle 60 58 Brunnenbohrung
27 Pumpe 59 Tiefpumpe
30 28 Leitungsabschnitt 60 Zweigstrang
29 Absperrventil 61 Ablauföffnung
30 Rückschlagventil 62 Steuerventil
31 Leitung 65
32 Schaltventil

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Binden von Staub, umfassend
ein Bindemittelreservoir, welches unter Druck stehendes flüssiges Bindemittel zur Verfügung stellt,
eine Bindemittelleitung, welche mit dem Bindemittelreservoir verbunden ist, wobei
an die Bindemittelleitung zumindest eine Zerstäubungsdüse (20, 21 ) angeschlossen ist, welche in der Nähe zu einer Staubquelle anordbar ist, und dass die Bindemittelleitung ein oder mehrere Drucksteuerventile aufweist, welche als Druckschaltventile ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und somit eine Bindemittelzufuhr an die Zerstäubungsdüse(n) (20, 21 ) freigeben oder als Druckregelventile auch ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und zugleich den Druck auf der Abströmseite des Druckregelventils auf einen vorbestimmten Druckbereich regeln, und
dass das Bindemittelreservoir zumindest einen Druckkessel mit Gaspolster (41 ) umfasst, der in einen Gasdruckraum und einen Bindemittelraum unterteilt ist.
2. Vorrichtung zum Binden von Staub insbesondere nach Anspruch 1 , umfassend ein Bindemittelreservoir, welches unter Druck stehendes flüssiges Bindemittel zur Verfügung stellt,
eine Bindemittelleitung, welche mit dem Bindemittelreservoir verbunden ist, wo- bei
an die Bindemittelleitung zumindest eine Zerstäubungsdüse (20, 21 ) angeschlossen ist, welche in der Nähe zu einer Staubquelle anordbar ist.
3. Vorrichtung zum Binden von Staub nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher ein Bo- den mit Sprühregen benetzt wird, wobei die Bindemittelleitung sich über eine
Strecke von zumindest 100 m erstreckt und entlang dieser Strecke mehrere Zerstäubungsdüsen (20, 21 ) an die Bindemittelleitung angeschlossen sind, und wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass nicht mehr als 6 l/m2h Bindemittel während eines Sprühvorganges auf dem Boden ausgetragen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass nicht mehr als 3 l/m2h und vorzugsweise nicht mehr als 1 ,2 l/m2h Bindemittel während eines Sprüh Vorganges ausgetragen werden.)
Vorrichtung zum Binden von Staub nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend, wobei die Bindemittelleitung (17) an einem Tragseil (16) aufgehängt ist und die Bindemittelleitung (17) elastisch ausgebildet ist, wobei die Bindemittelleitung (17) etwa parallel zum Tragseil (16) angeordnet und mit diesem an mehreren Stellen befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung ein oder mehrere flexible Zweigleitungen (19) um- fasst, welche von einem Hauptstrang (50) der Bindemittelleitung, der am Tragseil (16) befestigt ist, abzweigen, wobei an den zumindest jeweils eine Zerstäubungsdüse (20, 21 ) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung (17) mittels Rohrleitungshaken (18) am Tragseil (16) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung sich über eine Strecke von zumindest 100 m bzw. von zumindest 300 m erstreckt und entlang dieser Strecke mehrere Zerstäubungsdüsen (20, 21 ) an die Bindemittelleitung angeschlossen sind,
wobei die Vorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass nicht mehr als 6 l/m2h Bindemittel während eines Sprüh Vorganges auf dem Boden ausgetragen werden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelleitung eine Strecke von zumindest 100 m bzw. von zumindest 300 m aufweist, entlang welcher mehrere Zerstäubungsdüsen (20, 21 ) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zerstäubungsdüsen (20, 21 ) entlang der Bindemittelleitung mit einem Abstand von nicht mehr als 10 m, vorzugsweise nicht mehr als 8 m und insbesondere nicht mehr als 7 m angeordnet sind.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 0,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zerstäubungsdüsen (20, 21 ) zum Absprühen des Bindemittels mit einem kreisförmigen oder kreissegmentförmigen Sprühkegel ausgebildet sind, wobei der maximale Abstand zwischen zwei benachbarten Zerstäubungsdüsen (20, 21 ) nicht größer als 80% des Durchmesser dieses Kreises ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bindemittelreservoir das Bindemittel mit einem maximalen Druck von 1 0 bar und vorzugsweise mit einem maximalen Druck von 5 bar bereitstellt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bindemittelreservoir das Bindemittel mit einem minimalen Druck von 2 bar und vorzugsweise mit einem minimalen Druck von 4 bar bereitstellt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zerstäubung sdüse(n) (20, 21 ) derart mit Abstand zur Staubquelle angeordnet und ausgerichtet ist, dass das Bindemittel nicht direkt auf die Staubquelle gesprüht wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zerstäubungsdüse(n) (20, 21 ) derart ausgebildet sind, dass das Bindemittel mit einer Tröpfchengröße von 30 bis 120 pm und vorzugsweise mit 50 bis 1 00 pm und insbesondere mit 60 bis 90 pm zerstäubt wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zumindest eine Zerstäubungsdüse (20, 21 ) eine Druckdüse ist, welche ab einem bestimmten Öffnungsruck des zugeführten Bindemittels selbständig öffnet, oder mit einem selbständig öffnenden Drucksteuerventil kombiniert ist, und die Vorrichtung eine Drucksteuerung aufweist, mit welcher der Druck in der Bindemittelleitung steuerbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drucksteuerung ein Steuerventil aufweist, das in der Bindemittelleitung im Bereich zwischen dem Bindemittelreservoir und der zumindest einen Druckdüse angeordnet ist und von einer Steuereinrichtung (38) ansteuerbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zumindest eine Zerstäubungsdüse (20, 21 ) mit einem von einer Steuereinrichtung (38) direkt ansteuerbaren Ventil versehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bindemittelreservoir zumindest einen Druckkessel mit Gaspolster (41 ) umfasst, der in einen Gasdruckraum und einen Bindemittelraum unterteilt ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckkessel mit Gaspolster (41 ) eine Zuführleitung (42) zum Befüllen des Druckkessels mit Gaspolster (41 ) und eine Abführleitung (43) zum Entleeren des Druckkessels mit Gaspolster (41 ) aufweist, wobei die Zuführleitung (42) gegenüber der Abführleitung (43) einen Strömungswiderstand, wie z.B. eine Querschnittsverengung, aufweist, so dass das Befüllen des Druckkessels mit Gaspolster (41 ) mit einem geringeren Volumenstrom als das Entleeren des Druckkessels mit Gaspolster (41 ) erfolgt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abführleitung (43) ein Rückschlagventil aufweist, so dass Bindemittel nur zum Entleeren des Membranbehälters durch die Abführleitung (43) fließen kann.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine Pumpe (24, 27) aufweist, welche das Bindemittel pumpt und dass an die Bindemittelleitung ein Druckschalter gekoppelt ist, welcher beim Unterschreiten eines vorbestimmten Einschaltdruckes, den Einschaltzeitpunkt, die Pumpe (24, 27) einschaltet.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckschalter derart ausgebildet ist, dass beim Überschreiten eines vorbestimmten Ausschaltdruckes, dem Ausschaltzeitpunkt, die Pumpe (24, 27) ausschaltet und/oder ein Notablassventil öffnet.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Durchflussmesseinnchtung an die Bindemittelleitung derart gekoppelt ist, dass beim Unterschreiten einer vorbestimmten Mindestflussrate, dem Ausschaltzeitpunkt, die Pumpe (24, 27) ausgeschaltet und/oder ein Notablassventil geöffnet wird
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Ausschaltverzögerungseinrichtung vorgesehen ist, welche ein Ausschalten der Pumpe (24, 27) erst nach Ablauf eines vorbestimmten Verzögerungszeitintervalls erlaubt, wobei das Verzögerungszeitintervall mit dem Einschaltzeitpunkt oder dem Ausschaltzeitpunkt oder einem Zeitpunkt zwischen dem Einschaltzeitpunkt und dem Ausschaltzeitpunkt beginnt.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass an die Bindemittelleitung ein Überdruck-Druckschalter gekoppelt ist, der bei Detektion eines vorbestimmten Überdruckes, der größer als der Ausschaltdruck ist, die Pumpe (24, 27) ausschaltet und/oder ein Notablassventil öffnet.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet
dass ein Durchflusswächter in der Bindemittelleitung vorgesehen ist, der die Strömung in der Bindemittelleitung misst, und die Pumpe (24, 27) wird abge- schaltet, wenn nach Ablauf eines vorbestimmten Verzögerungsintervalls nach dem Einschalten der Pumpe (24, 27) die Strömung kleiner als ein vorbestimmter Strömungswert ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung einen Hauptstrang (50) und einen parallel zum Hauptstrang (50) verlaufenden Nebenstrang (49) mit geringerem Querschnitt aufweist, wobei der Du rchfluss Wächter in dem Nebenstrang (49) angeordnet ist. 29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchflusswächter derart ausgebildet ist, dass er die Strömung indirekt anhand der Temperatur des Bindemittels in der Pumpe (24, 27) oder in Strömung srichtung kurz nach der Pumpe (24, 27) und/oder anhand der Stromauf- nähme der Pumpe (24, 27) und/oder anhand der Stromaufnahme der Pumpe
(24, 27) und/oder anhand der Druckdifferenz vor/nach der Pumpe (24, 27) und/oder anhand des Druckes vor der Pumpe (24, 27) und/oder anhand des Druckes nach der Pumpe (24, 27) und/oder anhand des Geräusches der Pumpe (24, 27) und oder anhand der aktuellen Energieaufnahme der Pumpenwelle er- fasst.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Bindemittelleitung eine Entlüftungseinrichtung angeordnet ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Entlüftungseinrichtung ein passives Entlüftungsventil ist, das für Gas durchlässig und für Flüssigkeiten undurchlässig ausgebildet ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Entlüftungseinrichtung ein schaltbares Ventil aufweist, das in der Bin- demittelleitung angeordnet ist, das bei Vorliegen einer Gasblase oder nach dem Ablauf vorbestimmter Zeitintervalle oder nach Durchfahren einer gewissen Anzahl von vorbestimmten Betriebszuständen mittels einer Steuereinrichtung (38) geöffnet wird.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Vorliegen einer Gasblase anhand eines vorbestimmten Betriebszustandes von der Steuereinrichtung (38) detektiert wird, und/oder
mittels eines Sensors detektiert wird.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung ein oder mehrere Drucksteuerventile aufweisen, welche als Druckschaltventile ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und somit eine Bindemittelzufuhr an die Zerstäubungsdüse(n) (20, 21 ) freigeben oder als Druckregelventile auch ab einem vorbestimmten Schaltdruck öffnen und zugleich den Druck auf der Abströmseite des Druckregelventils auf einen vorbestimmten Druckbereich regeln.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Drucksteuerventile in der Bindemittelleitung angeordnet sind, welche einen unterschiedlichen Schaltdruck aufweisen, um so in der Bindemittelleitung Abschnitte mit unterschiedlichem Druckniveau auszubilden.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35,
dadurch gekennzeichnet
dass ein oder mehrere Drucksteuerventile in einem Hauptstrang (50) der Bindemittelleitung angeordnet sind, so dass der Hauptstrang (50) in Abschnitte mit vorbestimmten Druckniveaus unterteilt ist.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Drucksteuerventile in einem von einem Hauptstrang (50) abzweigenden Zweigstrang der Bindemittelleitung angeordnet sind, so dass der jeweilige Zweigstrang bei Unterschreiten des Schaltdruckes geschlossen ist, wo- bei die Drucksteuerventile vorzugsweise jeweils in einer Zerstäubungsdüse (20, 21 ) integriert sind.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung ein oder mehrere Druckminderer aufweisen, welche den Druck auf der Abströmseite des Druckminderers auf einen vorbestimmten Druckbereich regeln, wobei der oder die Druckminderer vorzugsweise benachbart zu einem Zerstäubungsventil angeordnet oder in ein Zerstäubungsventil in- tegriert sind.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung mit einer Elastizität zum elastischen Puffern von Bin- demittel von zumindest 1 %o und vorzugsweise zumindest 0,5 % vom gesamten
Volumen der Bindemittelleitung aufgrund einer Rohrwandelastizität, zumindest einer Gastasche und/oder eines Membran behälters ausgebildet ist.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung mit einer Elastizität zum elastischen Puffern von Bindemittel von maximal 100% und vorzugsweise maximal 50 % vom gesamten Volumen der Bindemittelleitung aufgrund einer Rohrwandelastizität, zumindest einer Gastasche und/oder eines Druckkessels mit Gaspolster (41 ) ausgebildet ist.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung einen Hauptstrang (50) aufweist, in welcher ein Druckminderer angeordnet ist, und parallel zum Hauptstrang (50) ein Neben- sträng (49) angeordnet ist, in welchem sich ein Rückschlagventil befindet, das entgegen der Durchflussrichtung des Druckminderers öffnet.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung zumindest ein Füllratenkontrollventil aufweist, welches anhand der detektierten Flussrate des B in de mittel med i ums einen Durchgang für das Bindemittel etwa umgekehrt proportional zur Flussrate öffnet.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flussrate anhand der Druckdifferenz in Flussrichtung vor und hinter dem Füllratenkontrollventil bestimmt wird und/oder dass das Füllratenkontrollven- til von einer Steuereinrichtung (38) zusätzlich ansteuerbar ist, wobei vorzugsweise die gewünschte Fluss ate einstellbar ist.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung zumindest ein Befüllungskontrollventil aufweist, welches anhand eines detektierten Füllzustandes der Bindemittelleitung einen Durchgang etwa proportional zum Füllzustand öffnet .
45. Vorrichtung nach Anspruch 44,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontroll venti I mit zumindest zwei Öffnungsstufen und/oder so ausgebildet ist, dass es kontinuierlich geöffnet werden kann.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung zumindest ein Druckhalteventil aufweist, welches sich anhand des in der Bindemittelleitung in Flussrichtung vor dem Druckhalteventil detektierten Druckes etwa proportional zum Druck öffnet.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 46,
dadurch gekennzeichnet,
dass die die Bindemittelleitung einen Hauptstrang (50) und vom Hauptstrang (50) zumindest einen abzweigenden Zweigstrang aufweist, wobei im Zweigstrang ein Steuerventil vorgesehen ist.
48. Vorrichtung nach Anspruch 47,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventil im Zweigstrang als Druckentlastungsventil ausgebildet ist, das sich etwa proportional zum Druck im Hauptstrang (50) öffnet.
49. Vorrichtung nach Anspruch 48,
dadurch gekennzeichnet, dass das Druckentlastungsventil sich erst ab einem vorbestimmten Mindestdruck im Hauptstrang (50) öffnet.
50. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 49,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventil im Zweigstrang als Schnellablassventil ausgebildet ist, das ab einem vorbestimmten Mindestdruck im Hauptstrang (50) sich im Wesentlichen vollständig öffnet. 51. Vorrichtung nach Anspruch 50,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schnellablassventil nach Absenken des Druckes im Hauptstrang (50) unter den Mindestdruck langsamer schließt als es sich öffnet. 52. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 51 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung mit einer Brunnenleitung verbunden ist, welche von der Bindemittelleitung nach unten in einen unterirdischen Brunnen führt, wobei in der Brunnenleitung eine Pumpe (24, 27) angeordnet ist, und das Steuerventil im Zweigstrang so angesteuert wird, dass beim Einschalten der Pumpe (24, 27) das Steuerventil über ein vorbestimmtes Zeitintervall allmählich geschlossen wird und/oder beim Ausschalten der Pumpe (24, 27) über ein weiteres vorbestimmtes Zeitintervall allmählich geöffnet wird. 53. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 52,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemirtelleitung mit einer Brunnenleitung verbunden ist, welche von der Bindemittelleitung nach unten in einen unterirdischen Brunnen führt, wobei in der Brunnenleitung eine Pumpe (24, 27) angeordnet ist, und das Steuerventil im Zweigstrang so angesteuert wird, dass bei einem plötzlichen Anhalten der Pumpe (24, 27) das Steuerventil geöffnet wird.
54. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 53,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung ein Steuerventil aufweist, das von einer Steuereinrichtung (38) derart angesteuert wird, dass es sich mit dem Einschalten einer Pumpe (24, 27) über ein vorbestimmtes Zeitintervall langsam öffnet und/oder beim Ausschalten der Pumpe (24, 27) geschlossen wird.
55. Vorrichtung nach Anspruch 54,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventil als Rückschlagventil ausgebildet ist, das einen Rückfluss in die Pumpe (24, 27) verhindert.
56. Vorrichtung nach Anspruch 54 oder 55,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (38) zum Ansteuern der Pumpe (24, 27) ausgebildet ist.
57. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 56,
dadurch gekennzeichnet,
eine Steuereinrichtung (38) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit eines Füllstandes der Bindemittelleitung, des Füllstandes des Druckkessels mit Gaspolster (41 ) und/oder der Fließgeschwindigkeit in der Bindemittelleitung die Zufuhr von Bindemittel aus dem Druckkessel mit Gaspolster (41 ) in die Bindemittelleitung steuert.
58. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 57,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Bindemittelleitung ein Zyklonfilter angeordnet ist, der eine Spülzufuhrleitung und eine Spülabgangsleitung mit einem Spülabgang sventil aufweist, so dass durch den Zyklonfilter ein Spülen des Zyklonfilters möglich ist, ohne dass die übrigen Abschnitte der Bindemittelleitung geleert werden müssen.
59. Vorrichtung nach Anspruch 58,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Druckkessel mit Gaspolster (41 ) und/oder ein Fremdwasser- Druckanschluss an die Spülzufuhrleitung angeschlossen ist, um Spülwasser bereit zu stellen.
60. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 59,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bindemittelleitung (17) an einem Tragseil (16) aufgehängt ist.
61 Vorrichtung nach Anspruch 60,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelleitung (17) elastisch ausgebildet ist, und/oder die Bindemittelleitung (17) mittels Rohrleitungshaken (18) am Tragseil (16) befestigt ist, und/oder die Bindemittelleitung ein oder mehrere flexible Zweigleitungen (19) umfasst, an welchen zumindest jeweils eine Zerstäubungsdüse (20; 21 ) angeordnet ist.
62. Verfahren zum Binden von Staub mit einem Bindemittel, wobei insbesondere eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 61 verwendet wird, und das Bindemittel in Intervallen mit Sprühphasen und Pausenphasen ausgetragen wird.
63. Verfahren nach Anspruch 62,
dadurch gekennzeichnet
dass zum Benetzen eines Bodens die Sprühphasen und die Pausenphasen zumindest 2 min. und vorzugsweise zumindest 5 min. und insbesondere zumindest 10 min. betragen.
64. Verfahren nach Anspruch 62,
dadurch gekennzeichnet
dass zum Erzeugen eines künstlichen Nebels die Dauer der Sprühphasen und der Pausenphasen im Bereich von 1 Sekunde bis 120 Sekunden und vorzugsweise im Bereich 1 Sekunde bis 30 Sekunden liegt.
65. Verfahren nach Anspruch 64,
dadurch gekennzeichnet
dass die Sprühphase länger als die Pausenphase dauert und insbesondere zumindest doppelt so lange wie die Pausenphase ist.
66. Verfahren zum Binden von Staub mit einem Bindemittel, insbesondere nach einem der Ansprüche 62 bis 65, wobei insbesondere eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 61 verwendet wird, wobei während eines Sprühens von Bindemittel dieses mit einer Rate von nicht mehr als 6 l/m2h und vorzugsweise nicht mehr als 4 l/m2h und insbesondere nicht mehr als 1 ,5 l/m2h und insbesondere nicht mehr als 1 ,2 l/m2h ausgetragen wird.
67. Verfahren zum Binden von Staub mit einem Bindemittel, insbesondere nach einem der Ansprüche 62 bis 66, wobei insbesondere eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 61 verwendet wird, wobei Bindemittel zum Erzeugen eines künstlichen Nebels versprüht wird, und das Bindemittel in einen Bereich gesprüht wird, der so weit von einer Staubquelle beabstandet ist, dass in diesem Bereich eine Luftströmung nicht größer als 1 m/s ist.
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