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Title:
FLOW TRANSFORMER NOZZLE FOR BREAKING UP A DENSE CONCRETE MIXTURE FLOW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/036898
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates a flow transformer nozzle (1) for breaking up a dense concrete mixture flow comprising a branch pipe (3) to which a feed line for the dense concrete mixture flow is attached. The agent for breaking up the dense concrete mixture flow is injected to said flow by means of lines (7), a distribution chamber (9) located in the branch pipe (3) and injection holes (17) inclined in the direction of flow (F) of said dense concrete mixture flow and located in a nozzle insert (11).

Inventors:
EGLI ERNST (CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000185
Publication Date:
June 29, 2000
Filing Date:
March 30, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SIKA AG (CH)
EGLI ERNST (CH)
International Classes:
B28C5/02; E04F21/12; E04G21/04
Foreign References:
GB1376164A1974-12-04
FR2302789A11976-10-01
EP0405969A11991-01-02
Attorney, Agent or Firm:
TROESCH SCHEIDEGGER WERNER AG (Siewerdtstrasse 95 Postfach Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Stromwandlerdüse zum Aufreissen eines DichtstromBetonge mischStromes, umfassend : einen Rohrstutzen mit zur Rohrstutzenachse koaxialem An schluss far eine DichtstromBetongemischleitung sowie minde stens einer bezüglich der Rohrstutzenachse mindestens mit ei ner radialen Komponente in den Rohrstutzen einmundenden Auf reissmediumsleitung, einen an den Rohrstutzen koppelbaren, rohrstutzenförmigen Dü seneinsatz, mehrere einerseits mit der mindestens einen Aufreissmediums leitung, anderseits mit dem Rohrstutzeninnenraum kommunizie rende Einspritzöffnungen mit einer achsparallelen Ausrich tungskomponente, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Ausmündungen der Einspritzöffnungen in der Düseneinsatzwandung vorgesehen sind.
2. Stromwandlerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung oder an der Innenwand des Rohrstutzens und/oder an der Aussenwand des Düseneinsatzstutzens mindestens eine koaxial zur Rohrstutzenachse umlaufende Einformung als Ringkammer vorgesehen ist, welche sowohl mit den Einspritzöff nungen wie auch mit der mindestens einen Aufreissmediumsleitung kommuniziert.
3. Stromwandlerdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Düseneinlassstutzen mindestens weitestgehend aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer besteht, vor zugsweise aus Polyurethan.
4. Verwendung der Stromwandlerdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum gleichzeitigen Aufreissen des Dichtstromes und zur Zugabe mindestens einer Hilfssubstanz, vorzugsweise eines Schnellbinders.
Description:
Stromwandlerdüse zum Aufreissen eines Betongemisch-Dichtstromes Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromwandlerdüse zum Aufreissen eines Betongemischstromes nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei herkömmlichen Stromwandlerdüsen dieser Art wird das Beton- gemisch als Dichtstrom einem zur Rohrstutzenachse der Strom- wandlerduse koaxialen Anschluss zugespiesen. Mit mindestens ei- ner radialen Ausrichtungskomponente einmündend, umfasst der Rohrstutzen mindestens eine Aufreissmediumsleitung, welche mit- hin senkrecht zur Rohrstutzenachse oder zusätzlich mit einer Ausrichtungskomponente in Fliessrichtung des Betongemisches am Rohrstutzen angeordnet ist. Innerhalb und am oft mehrteiligen Rohrstutzen münden mehrere Einspritzöffnungen in den Fliessraum des Dichtstrom-Betongemisches ein. Durch diese Einspritzöffnun- gen, welche mindestens in Fliessrichtung des Betongemisches ge- neigt sind, wenn nicht gar achsparallel in den Dichtstrom ein- münden, und die mit der Aufreissmedium-Zufuhrleitung kommuni- zieren, wird dem Dichtstrom das Aufreissmedium unter Druck ein- gespritzt. Die Aufreissmediumsverteilung von der mindestens ei- nen Aufreissmediumsleitung zu den erwähnten Einspritzöffnungen erfolgt üblicherweise mittels einer im Rohrstutzen integrier- ten, zur Wandlerachse koaxial umlaufenden Verteilkammer. Mit dem Rohrstutzen wird, lösbar, ein ebenfalls rohrstutzenförmiger Düseneinsatz gekoppelt. Das einfliessende Dichtstrom- Betongemisch wird durch das Aufreissmedium unter Druck im Rohr- stutzen aufgerissen und durch den Düseneinsatz ausgespritzt.

Dabei ist es bekannt, als Aufreissmedium Luft, gegebenenfalls unter Zugabe von Hilfsstoffen, insbesondere von Schnellbinder, einzusetzen.

Der Rohrstutzen mit Aufreissmediumsleitung, Verteilkammer zu den Einspritzöffnungen sowie diesen Öffnungen selber wird ubli- cherweise mehrteilig metallgefertigt, wãhrend, als Verschleiss- teil, der Düseneinsatz ebenfalls aus Metall oder teilweise oder

ganz aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer gefer- tigt ist.

Diese bekannte Stromwandlerdüse hat die Nachteile, dass die Einspritzöffnungen für das Aufreissmedium am fertigungstech- nisch relativ teuren Rohrstutzen mit Anschluss einerseits für die Dichtstrom-Betongemisch-Zufuhrung, anderseits für das Auf- reissmedium, der hochet abrasiven Wirkung des Betongemisches ausgesetzt sind, insbesondere ihr Einmundungsbereich in den Fliessraum. Damit muss der erwähnte Rohrstutzen nach relativ kurzen Betriebszeiten ausgewechselt und uberholt werden. Dabei ist die Demontage des Rohrstutzens von der Dichtstrom- Betonmischung-Zuführleitung relativ aufwendig, ebenso die nachmalige Reinigung und Uberholung des erwahnten Rohrstutzens mit den betonverklebten Einspritzöffnungen und gegebenenfalls Einzelteilen. Um dabei nicht zu lange Betriebsunterbrüche in Kauf nehmen zu musse, ist es notwendig, am Einsatzort zwei, wenn nicht mehrere Stromwandlerdüsen mit der entsprechenden An- zahl Rohrstutzen bereitzuhalten. Je nach dem, welche Art Beton- mischung aufgerissen werden soll, wie und gegebenenfalls welche Hilfsstoffe zugesetzt werden sollen, kann es auch notwendig sein, unterschiedlich grosse bzw. eine unterschiedliche Anzahl von Einspritzöffnungen vorzusehen. Auch die Ausschöpfung dieser Möglichkeit erfordert die Lagerhaltung mehrerer ganzer Strom- wandlerdüsen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von einer Stromwandlerduse eingangs genannter Art, diese Nachteile zu be- heben. Dies wird dadurch erreicht, dass mindestens die Ausmun- dungen der Einspritzöffnungen in der Düseneinsatzwandung ange- bracht sind. Damit werden erfindungsgemass die Einspritzöffnun- gen, insbesondere ihre verschleissausgesetzten Ausmundungsbe- reiche, welche vormals am Rohrstutzen selber vorgesehen waren, an den Düseneinsatz verlegt. Dieser, an sich bereits als Ver- schleissteil ausgebildet, ist wesentlich kostengunstiger in der

Fertigung als der Rohrstutzen, womit nicht letzterer, sondern der erwähnte Düseneinsatz mit den besonders verschleissausge- setzten Einspritzöffnungseinmündungen ausgewechselt werden kann.

Zudem reduziert sich erfindungsgemass der Fertigungsaufwand für den Rohrstutzen, indem die Einspritzöffnungen fertigungstech- nisch einfach in die Wandung des Düseneinsatzes eingearbeitet werden können.

Mit der erfindungsgemassen Stromwandlerdüse wird mithin sicher- gestellt, dass bei unzulässig fortschreitender Erosion des Fliesskanals in der Stromwandlerdüse und insbesondere der Aus- mündungsbereiche der Einspritzöffnungen mit nur sehr kurzem Be- triebsunterbruch, einfach, der Düseneinsatz ausgewechselt wer- den kann. Im weiteren ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass die Aufreissmediumsverteilung und-einspritzung massgeblich mit dem Düseneinsatz vorgenommen wird, eine gewichtsmassig wesent- lich reduzierte Konstruktion des Rohrstutzens. Unterschiedli- chen Bedürfnissen bezüglich der Einspritzverhaltnisse kann durch schnelles, einfaches Auswechseln des Düseneinsatzes Rech- nung getragen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemassen Stromwandlerdüse ist mindestens eine koaxial zur Rohrstut- zenachse umlaufende Ringkammer für die Aufreissmediumsvertei- lung ab der Aufreissmediumsleitung vorgesehen, welche in der Wand des Rohrstutzens oder an der Innenwand des Rohrstutzens und/oder an der Aussenwand des Düseneinsatzes eingearbeitet ist. Diese Ringkammer kommuniziert sowohl mit den Einspritzoff- nungen in der Düseneinsatzwandung wie auch mit der mindestens einen Aufreissmediumsleitung.

Als eigentlicher Verschleissteil wird in bevorzugter Art und Weise vorgeschlagen, dass der Düseneinsatz mindestens weitest- gehend aus einem mindestens teilweise vernetzten Polymer be-

steht, vorzugsweise aus Polyurethan, wobei selbstverstandlich Kopplungsteile zum Anschluss an den Rohrstutzen, wie beispiels- weise Bajonettverschluss-oder Gewindepartien und/oder der Dü- senauslassbereich und/oder die erwähnten Einspritzöffnungen, durch entsprechende Metalleinlagen, wie Metallhülsen in den er- wahnten Öffnungen, verstarkt sein können.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand zweier Figuren erlautert. Diese zeigen : Fig. 1 schematisch, einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemasse Stromwandlerdüse ; Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Stromwandlerdüse, in Darstel- lung analog zu Fig. 1, in einer weiteren Ausführungs- form.

Gemass Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemässe Stromwandlerdüse 1 einen Rohrstutzen 3, üblicherweise aus Metall gefertigt. Am ei- nen Ende des Rohrstutzens 3 ist eine Anschlussanordnung 5 für die (nicht dargestellte) Dichtstrom-Betongemisch-Zufuhrleitung vorgesehen. An den Rohrstutzen 3 mündet mindestens eine, münden wie dargestellt z. B. zwei Aufreissmediumsleitungen 7. Sie sind, wie dargestellt, bezüglich der Wandlerachse A radial gerichtet, oder aber gegebenenfalls geneigt mit einer Richtungskomponente in Flussrichtung F des Dichtstrom-Betongemisches.

Die Aufreissmediumsleitungen 7 münden gemass Fig. 1 in eine z. B. in die Innenwand des Rohrstutzens 3 eingearbeitete, koa- xial zur Achse A umlaufende Verteilkammer 9 ein. Im Innenraum des Rohrstutzens 3 ist ein rohrstutzenförmiger Düseneinsatz 11 lösbar und gegen die Innenwand des Rohrstutzens 3 dichtend ver- ankert, wie beispielsweise (nicht dargestellt) mittels eines Bajonett-oder eines Gewindeverschlusses. Der Düseneinsatz 11 ragt von dem der Anschlussanordnung 5 entgegengesetzten Ende 13 des Rohrstutzens 3 aus bis tuber die Partie des Rohrstutzens 3 hinaus, woran Verteilkammer 9 bzw. die Aufreissmediumsleitungen

7 angeordnet sind. Wie dargestellt, ragt der Düseneinsatz 11 bevorzugt stirnseitig bis auf eine axiale Anschlagflache 15 am Rohrstutzen 3. In die Wandung des Düseneinsatzes 11 sind durch- gehende Einspritzöffnungen bzw.-bohrungen 17 eingearbeitet, mindestens mit einer achsparallelen Ausrichtungskomponente, wie dargestellt in Strömungsrichtung F des Betongemisches geneigt.

Die Öffnungen 17 kommunizieren bei mit dem Rohrstutzen 3 fest gekoppeltem Düseneinsatz 11 tuber die Verteilkammer 9 mit der einen oder den mehreren Aufreissmediumsleitungen 7.

Wie gestrichelt bei 9a dargestellt, kann dabei die Verteilkam- mer durchaus auch in die Aussenwandung des Düseneinsatzes 11 eingearbeitet sein oder, kombiniert, durch aufeinander ausge- richtete Einformungen sowohl an der Innenwand des Rohrstutzens 3 wie auch an der Aussenwand des Düseneinsatzes 11 realisiert sein. Im weiteren können, in axialer Richtung betrachtet, meh- rere Ringe R von Öffnungen 17, axial gestaffelt, vorgesehen sein, mit entsprechender Ausformung einer oder mehrerer Ver- teilkammern 9 bzw. 9a und gegebenenfalls Vorsehen einer ent- sprechenden Zahl von Aufreissmediumsleitungen 7. In bevorzugter Ausführungsform wird der Düseneinsatz 11, als Verschleissteil, mindestens zum überwiegenden Teil aus einem mindestens teilwei- se vernetzten Polymer, vorzugsweise aus Polyurethan, gefertigt, wobei durchaus besonders hoch beanspruchte Partien, wie Bajo- nettverschlusspartien oder Gewindepartien oder auch die Öffnun- gen 17, metallverstarkt sein können, letztere beispielsweise (nicht dargestellt) durch eingepresste Metallhulsen.

Sind aufgrund der extrem abrasiven Wirkung der Betonmischung, beginnend am Ausmundungsbereich, die Offnungen 17 unzulassig auserodiert, gemeinsam mit der Erosion der Innenwandung des Dü- seneinsatzes 11, so kann letzterer, als relativ kostengünstiger Teil, höchst einfach ausgewechselt werden. Die Fertigung der Einspritzöffnungen 17 in den Duseneinsatz 11 ist problemlos, ebenso eine an der Aussenwand des Düseneinsatzes 11 eingearbei-

tete Verteilkammer-Einformung 9a. Weil die Anordnung von Ein- spritzöffnungen 17 nun nicht mehr am Rohrstutzen 3 selber vor- gesehen ist, reduzieren sich auch dessen Fertigungskosten nam- haft, ebenso wie sein Gewicht.

Wie erwahnt wurde, sind vor allem die der Betongemischströmung ausgesetzten Einmündungszonen der Öffnungen 17 hoher Erosion ausgesetzt. Deshalb ist es, wie aus Fig. 2 ohne weiteres er- sichtlich wird, durchaus möglich, lediglich die der erwahnten Betonströmung unmittelbar ausgesetzten Ausmündungspartien der zu den Öffnungen 17 führenden Bohrungen am Düseneinsatz 11 sel- ber vorzusehen, die dieser Abrasion nicht ausgesetzten Partien jedoch weiterhin am Rohrstutzen 3. Eine solche Ausführungsform zeigt, wie erwahnt, Fig. 2. Hier umfasst der Rohrstutzen 3 meh- rere, beispielsweise durch Pressung vereinte, zur Achse A koa- xiale Rohrteile. Ein erster Rohrteil 3a definiert, im Rohrstut- zen 3, die Verteilkammer 9b, radial innenliegend abgeschlossen durch einen weiteren Rohrteil 3b mit verteilkammerseitigen Ab- schnitten 17a der zu den Eindüsöffnungen 17 führenden Bohrun- gen. Erst die Endabschnitte 17b dieser Bohrungen sind in den Düseneinsatz lla eingearbeitet.

Mit der erfindungsgemässen Stromwandlerdüse wird nun weiter er- reicht, dass mit nur sehr kurzen Arbeitsunterbrechungen alle dem abrasiven Verschleiss der Betonmischung besonders ausge- setzten Partien mit wenigen Handgriffen und höchst flexibel ausgewechselt werden können.