| n s p r ü c h e Nachmischvornchtung für das Nachmischen von Spritzbeton mit Wasser mit einem einem Wasserzumischteil nachgeordneten zuführenden Rohrabschnitt (1.1), einem abführenden Rohrabschnitt 8.1 und einer zwischen dem zuführenden (1.1) und dem abführenden Rohrabschnitt (8.1) angeordneten Nach- mischkammer (1), die in Strömungsrichtung zwei unter einem Ablenkwinkel zueinander stehende Mischabschnitte (1.2, 1.3) mit Aufprallflächen (2 und 3) aufweist, wobei der in Strömungsrichtung erste Mischabschnitt (1.2) gegenüber dem zuführenden Rohrabschnitt (1.1) bezüglich dessen geradliniger Verlängerung in einem Winkel kleiner als 90° angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der abführende Rohrabschnitt (8.1) in geradliniger Verlängerung des ab- strömseitigen, zweiten Mischabschnitts (1.3) verläuft oder gegenüber der geradlinigen Verlängerung um einen Winkel (a) abgewinkelt oder abgekrümmt ist, der geringer ist als der Winkel zwischen der geradlinigen Verlängerung des zweiten Mischabschnitts (1.3) und der geradlinigen Verlängerung des zuführenden Rohrabschnitts (1.1). Nachmischvornchtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nachmischkammer (1) in der Weise ausgebildet ist, dass die Aufprallflächen (2) des ersten Mischabschnittes (1.2) in ihrer in Strömungsrichtung verlaufenden Längserstreckung gegenüber einer geradlinigen Verlängerung des zuführenden Rohrabschnitts (1.1) in einem Winkel von 10° bis 80° angeordnet sind und die Aufprallflächen (3) des zweiten Mischabschnittes (1.3) in ihrer in Strömungsrichtung verlaufenden Längserstreckung gegenüber einer geradlinigen Verlängerung des ersten Mischabschnittes ( .2) in einem Winkel von 10° bis 90° angeordnet sind. Nachmischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufprallflächen (2 und 3) der Nachmischkammer (1) ganzflächig oder nur teilflächig mit harten Materialien wie z. B. Keramik, Hartmetall, Stahl, Alulegierungen, Karbidbeschichtungen, Email, Glas oder elastischen Materialien wie z. B. Gummi oder Kunststoff beschichtet sind. Nachmischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Nachmischkammer (1) aus Metall, Alulegierungen, Keramik, Kunststoff, Gummi oder ähnlichem Material besteht. Nachmischkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserzumischteil als Wasserzumischrohr (5) mit Wasserdüsen (5.1) ausgebildet ist und zur Reinigung der Wasserdüsen und der Nachmischkammer (1) aus einem Aufnahmeteil (6.1) mit Wasseranschluss herausziehbar angeordnet ist. Nachmischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachmischkammer (1) ganz aus Kunststoff oder Gummi gefertigt ist, wobei bestimmte Bereiche mit Einlegeteilen versehen sind, welche den Widerstand gegen die Abrasivität verbessern, wobei das Wasserzumischteil mit darin ausgebildeten Wasserdüsen und Austragsrohr (8.1) aus Metall, Alulegierungen, Keramik oder Kunststoff bestehen. Nachmischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachmischkammer (1) zweiteilig aus Metall, Kunststoff oder Gummi gefertigt ist und bestimmte Bereiche mit Einlegeteilen versehen sind, wobei das Wasserzumischteil und der abführende Rohrabschnitt als Rohrhülsen mit einem Außenwulst in der Weise gefertigt sind, dass beim Zusammenfügen der beiden Teile der Nachmischkammer (1) die Enden der Rohrhülsen mit dem Außenwulst in entsprechenden Ausformungen der Metall-, Kunststoff- oder Gummiteile einlegbar und zusammenfügbar sind. Nachmischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufprallflächen (2, 3) zumindest des ersten oder des zweiten Mischabschnittes (1.2, 1.3) konkave gerundete, U-förmige, trapezförmige oder V- förmige Querschnittskontur besitzen. Nachmischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnung (8) gegenüber dem zweiten Mischabschnitt (1.3) verschwenkbar um den Winkel (a) angeschlossen und in einem eingestellten Winkel fixierbar ist. |
Metterstr. 52
74343 Sachsenheim
Nachmischvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachmischvorrichtung für das Nachmischen von Spritzbeton mit Wasser mit einem einem Wasserzumischteil nachgeordneten zuführenden Rohrabschnitt, einem abführenden Rohrabschnitt und einer zwischen dem zuführenden und dem abführenden Rohrabschnitt angeordneten Nachmischkam- mer, die in Strömungsrichtung zwei unter einem Ablenkwinkel zueinander stehende Mischabschnitte mit Aufprallflächen aufweist, wobei der in Strömungsrichtung erste Mischabschnitt gegenüber dem zuführenden Rohrabschnitt bezüglich dessen geradliniger Verlängerung in einem Winkel kleiner als 90° angeordnet ist.
Eine derartige Nachmischvorrichtung ist in der EP 1 695 803 B1 als bekannt ausgewiesen. Die Nachmischvorrichtung bzw. das Nachmischrohr hat sich insbesondere beim Vermischen von trockenem Mischgut mit Wasser bewährt. Ein wesentliches Problem beim Trockenspritzbetonverfahren besteht nämlich darin, ein gutes Vermi- sehen des trockenen Mischguts mit Wasser zu erreichen, wobei eine gute Betonqua- lität erreicht werden und bei der Arbeit so wenig Staub wie möglich entstehen soll.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Dies wird durch die in der genannten Druckschrift beschriebene Verwendung einer Spritzbetondüse mit Nachmischkammer bewirkt. Diese besteht aus zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Mischabschnitten und weist Prallflächen und Reflexionsflächen für das zugeführte Mischgut auf, das vor Eintreten in die Nachmisch- kammer in einem rohrförmigen Wasserzumischteil mit darin angeordneten Wasserdüsen mit Wasser benetzt ist. Die Aufprallflächen weisen im Querschnitt konische, V- förmige oder konkave Form auf, die das strömende Mischgut in Querschnittsrichtung konzentrieren und zum Aufrechterhalten der Strömungsdynamik wesentlich beitragen.
Eine weitere Nachmischvorrichtung dieser Art ist in der DE 20 2010 005 526 U1 gezeigt.
Mit den genannten Nachmischvorrichtungen bzw. Nachmischrohren werden gute Mischergebnisse erzielt. Jedoch gibt es auch Einsatzfälle, insbesondere in Abhängigkeit von dem zu mischenden Gut, wie z. B. bei dem Mischgut beigemengten Metallfäden, in denen die Strömungsverhältnisse und damit zusammenhängende Bedingungen im Bereich der Mischvorrichtung beeinträchtigt sind. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachmischvorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit der bei verschiedenen Zusammensetzungen des Mischguts optimierte Strömungsbedingungen erreicht werden, wobei eine gute Durchmischung gewährleistet bleibt. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der abführende Rohrabschnitt in geradliniger Verlängerung des ab- strömseitigen, zweiten Mischabschnitts verläuft oder gegenüber der geradlinigen Verlängerung um einen Winkel abgewinkelt oder abgekrümmt ist, der geringer ist als der Winkel zwischen der geradlinigen Verlängerung des zweiten Mischabschnitts und der geradlinigen Verlängerung des zuführenden Rohrabschnitts. In aufwändigen, langwierigen Erprobungen und Untersuchungen des Erfinders hat sich gezeigt, dass bei effektiver Durchmischung des Mischgutes mit dem im Wasser- zumischteil zugesetzten Wasser die Durchströmung bei praktisch allen relevanten Mischbedingungen verbessert wird, wenn der Übergang zwischen dem abströmseiti- gen Mischabschnitt der Mischkammer und der anschließenden Rohranordnung bzw. dem Austragsrohr in geradliniger Verlängerung des abströmseitigen Mischabschnitts oder zumindest in einem Winkel liegt, der geirnger ist als der Winkel zwischen der geradlinigen Verlängerung des abströmseitigen Mischabschnitts und der geradlinigen Verlängerung des zuführenden Rohrabschnitts in die Mischkammer. Auf diese Weise wird auch dann eine zuverlässige Strömung des Mischguts durch die Mischkammer gewährleistet, wenn das Mischgut z. B. relativ große Mengen auch längerer Metallfasern enthält, die etwa spiralförmige Struktur haben können. Durch unterschiedliche Ausrichtungen innerhalb des Winkels α können dabei auch unterschiedliche Rückprallkräfte bewirkt werden, so dass als Nebeneffekt die Handhabbarkeit positiv beein- flusst oder der Zuführdruck entsprechend vermindert werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass die wesentlichen Durchmischungsvorgänge bei dem angegebenen Aufbau der Mischkammer (vgl. auch die eingangs erwähnten Druckschriften EP 1 695 803 B1 und die DE 20 2010 005 526 U1 , deren Ausgestaltungsmerkmale insoweit durch Bezugnahme hier eingeschlossen sind) bereits im Übergangsbereich zwischen dem zuführenden Rohrabschnitt und dem zuströmseitigen, ersten Mischabschnitt sowie insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Mischabschnitt durch die Prallflächen und gegenüberliegenden Reflexionsflächen bewirkt werden.
Mit den in vorliegender Anmeldung beschriebenen Maßnahmen ergeben sich im Zu- sammenhang mit der Durchströmung auch Auswirkungen auf die Abrasion, so dass in dieser Hinsicht ebenfalls Verbesserungen erzielt werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung zum Erreichen einer zuverlässigen Durchmischung unter unterschiedlichen Bedingungen besteht darin, dass die Nachmischkammer in der Weise ausgebildet ist, dass die Aufprallflächen des ersten Mischabschnittes in ihrer in Strömungsrichtung verlaufenden Längserstreckung gegenüber einer geradlinigen Verlängerung des zuführenden Rohrabschnitts in einem Winkel von 10° bis 80° angeordnet sind und die Aufprallflächen des zweiten Mischabschnittes in ihrer in Strömungsrichtung verlaufenden Längserstreckung gegenüber einer geradlinigen Verlängerung des ersten Mischabschnittes in einem Winkel von 10° bis 90° angeordnet sind.
Die Widerstandsfähigkeit gegen Abrasion wird dadurch gesteigert, dass die Aufprallflächen der Nachmischkammer ganzflächig oder nur teilflächig mit harten Materialien wie z. B. Keramik, Hartmetall, Stahl, Alulegierungen, Karbidbeschichtungen, Email, Glas oder elastischen Materialien wie z. B. Gummi oder Kunststoff beschichtet sind.
Für den Aufbau und die Gestaltung bzw. Herstellung bestehen verschiedene vorteilhafte Varianten darin, dass die gesamte Nachmischkammer aus Metall, Alulegierun- gen, Keramik, Kunststoff, Gummi oder ähnlichem Material besteht. Die so ausgebildeten Wandungen der Nachmischkammer können dann mit den genannten wider- standsfähigen Beschichtungen insbesondere aus Hartmetall oder Keramik an den besonders beanspruchten Stellen wie Aufprallflächen und Reflexionsflächen sowie Ein- und Ausgangsbereichen beschichtet werden.
5 Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für den Aufbau bestehen darin, dass das Was- serzumischteil als Wasserzumischrohr mit Wasserdüsen ausgebildet ist und zur Reinigung der Wasserdüsen und der Nachmischkammer aus einem Aufnahmeteil mit Wasseranschluss herausziehbar angeordnet ist.
10 Der Aufbau, die Funktion und die Widerstandsfähigkeit werden ferner dadurch begünstigt, dass die Nachmischkammer ganz aus Kunststoff oder Gummi gefertigt ist, wobei bestimmte Bereiche mit Einlegeteilen versehen sind, welche den Widerstand gegen die Abrasivität verbessern, wobei das Wasserzumischteil mit darin angeordneten Wasserdüsen und ein Austragsrohr aus Metall, Alulegierungen, Keramik oder ί5 Kunststoff bestehen.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen insbesondere für die Fertigung, Montage und Wartung bestehen darin, dass die Nachmischkammer zweiteilig aus Metall, Kunststoff oder Gummi gefertigt ist und bestimmte Bereiche mit Einlegeteilen versehen sind, 0 wobei das Wasserzumischteil und der abführende Rohrabschnitt als Rohrhülsen mit einem Außenwulst in der Weise gefertigt sind, dass beim Zusammenfügen der beiden Teile der Nachmischkammer die Enden der Rohrhülsen mit dem Außenwulst in entsprechenden Ausformungen der Metall-, Kunststoff- oder Gummiteile einlegbar und zusammenfügbar sind.
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Zu einer zuverlässigen Funktion mit effizienter Durchmischung tragen ferner die Maßnahmen bei, dass die Aufprallflächen zumindest des ersten oder des zweiten Mischabschnittes konkave gerundete, U-förmige, trapezförmige oder V-förmige Querschnittskontur besitzen.
Eine Anpassung an unterschiedliche Anforderungen wird dadurch ermöglicht, dass die Rohranordnung gegenüber dem zweiten Mischabschnitt verschwenkbar um den Winkel α angeschlossen und in einem eingestellten Winkel fixierbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Nachmischvorrichtung mit Nachmischkammer, Wasserzumischteil in Form eines Wasserzumischrohres und einer ausgangsseitigen Rohranordnung mit abführendem Rohrabschnitt und Austragsrohr in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 die Nachmischvorrichtung nach Fig. 1 in anderer perspektivischer Darstellung mit eingetragenen Abschnitten der Nachmischkammer,
Fig. 3 die Nachmischvorrichtung nach Fig. 1 in geöffnetem Zustand der Nach- mischkammer in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 die Nachmischvorrichtung nach Fig. 1 in geöffnetem Zustand der Nachmischkammer in einer anderen perspektivischen Darstellung, Fig. 5 eine seitliche Darstellung der Nachmischvorrichtung mit einem zuführenden Leitungsabschnitt und daran angeschlossener Wasserzuführleitung, Fig. 6 die Nachmischvorrichtung nach Fig. 5 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 7 die Nachmischvorrichtung nach Fig. 5 mit Darstellung eines Winkels α zwischen der Strömungsrichtung der ausgangsseitigen Rohranordnung und der Verlängerung der Richtung des eingangsseitigen Rohrabschnittes und
Fig. 8 die Nachmischkammer nach Fig. 7 in perspektivischer Ansicht mit eingezeichnetem Winkel a.
Wie Fig. 1 zeigt, ist bei vorliegender Nachmischvorrichtung einem Wasserzumischteil in Form eines Wasserzumischrohres 5 mit umlaufend angeordneten Wasserdüsen 5.1 eine Mischkammer 1 mit einem zuströmseitigen, ersten Mischabschnitt 1.2 und einem abströmseitigen, zweiten Mischabschnitt 1.3 nachgeordnet, an den sich aus- gangsseitig ein ausgangsseitiger Rohrabschnitt 8.1 und ein daran angeschlossenes Austragsrohr 8.2 einer Rohranordnung 8 (vgl. auch Fig. 5 bis 8) anschließen. Bezüglich des näheren Aufbaus des Wasserzumischrohres 5 und der Mischkammer 1 sei ergänzend auch auf die eingangs genannte EP 1 695 803 B1 Bezug genommen, deren Ausgestaltungsmerkmale vorliegend durch in Bezugnahme mit umfasst sein sollen.
Der dem Wasserzumischrohr 5 nachgeordnete erste Mischabschnitt 1.2 ist so ausgeführt, dass dieser in Strömungsrichtung unter einem Winkel von 10° bis 80° (bezüglich einer gedachten Verlängerung des Wasserzumischrohres 5 bzw. eines zuführenden Rohrabschnittes 1.1) angeordnet ist, wobei Aufprallflächen 2 im ersten Mischabschnitt 1.2 einen konkav gerundeten (insbesondere kreisförmig oder oval), V-förmigen oder anderen konkaven Querschnitt bilden. Dadurch wird das strömende Mischgut konzentriert und strömt dann in den zweiten Mischabschnitt 1.3. Der zweite Mischabschnitt 1.3 ist ebenfalls mit Aufprallflächen 3 versehen, die einen konkav ge- rundeten, V-förmigen oder anderen konkaven Querschnitt bilden und ist (in Strömungsrichtung) gegenüber (einer gedachten Verlängerung des ersten Mischabschnitts 1.2) in einem Winkel von 10° bis 90° angeordnet, so dass zwischen dem ersten Mischabschnitt 1.2 und zweiten Mischabschnitt 1.3 ein stumpfer oder allenfalls rechter Winkel gebildet ist. Die Aufprallflächen 2 und 3 der beiden Mischabschnitte 1.2, 1.3 sind in Strömungsrichtung bzw. Längsrichtung ganz oder teilweise gerade oder gekrümmt ausgeführt. Von dem zweiten Mischabschnitt 1.3 strömt das Mischgut direkt oder über einen Zwischenabschnitt in die Austragsrohranordnung 8 mit dem abführenden Rohrabschnitt 8.1 und dem daran angeschlossenen, vorzugsweise abnehmbar angebrachten Austragsrohr 8.2.
Durch die Neigung er beiden Mischabschnitte 1.2, 1.3 gegenüber dem Wasserzu- mischrohr 5 ergibt sich eine steilere Schlauchführung vom Boden zu einem Schlauchanschlussteil 6.2. Dadurch verringert sich das Gewicht eines zuführenden Schlauches 7 beim Halten und Führen der Spritzbetondüse mit der Nachmischkam- mer 1 (vgl. auch Fig. 6).
Weitere Merkmale der Nachmischvorrichtung sind in den weiteren Fig. anschaulich dargestellt, wobei die Fig. 3 und 4 eine Innenansicht der Nachmischkammer 1 wiedergeben und die Aufprallflächen 2 und 3 des ersten bzw. zweiten Mischabschnittes 1.2, 1.3 erkennen lassen. Diesen gegenüberliegend sind in den Mischabschnitten 1.2 und 1.3 Reflexionsflächen für das Mischgut vorhanden, so dass sich beim Durchströmen der Mischkammer eine wirkungsvolle Durchmischung des Mischguts mit dem über die Wasserdüsen zugeführten Wasser ergibt. In Fig. 5 sind ein Aufnahmeteil um die Wasserdüsen 5.1 , an das ein Wasserzuführschlauch angeschlossen ist, sowie ein Schlauchanschlussteil für den das trockene Mischgut zuführenden Schlauch 7 sowie das Austragsrohr 8.2 der Rohranordnung 8 gezeigt, wobei das 5 Austragsrohr 8.2 an dem abführenden Rohrabschnitt mittels einer Schelle abnehmbar befestigt ist.
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist die Rohranordnung 8 mit dem abführenden Rohrabschnitt 8.1 in geradliniger Verlängerung zumindest des Ausgangsbereichs
[0 des gegebenenfalls gekrümmten zweiten Mischabschnitts angeschlossen, wobei die Achse A1 des abführenden Rohrabschnitts 8.1 bzw. der Rohranordnung 8 in Strömungsrichtung dargestellt ist. Ferner ist eine Achse A2 in Richtung der Verlängerung des eingangsseitig der Nachmischkammer 1 angeordneten zuführenden Rohrabschnitts 1.1 (vorliegend gegenüber der Verlängerung parallel versetzt) eingetragen.
5 Die Rohranordnung 8 mit dem abführenden Rohrabschnitt 8.1 und dem Austragsrohr 8.2 oder nur das Austragsrohr 8.2 ist in Richtung der Achse A1 angeordnet oder in einem Winkel α im Bereich zwischen der Achse A1 und der Achse A2, wobei der Winkel α vorzugsweise um einen Differenzwinkel ß von z. B. mindestens 10° oder 20° (je nach Winkel zwischen den beiden Mischabschnitten 1.2, 1 .3 und zwischen
:0 dem ersten Mischabschnitt 1.2 und dem zuführenden Rohrabschnitt 1.1) kleiner ist, d. h. um den Differenzwinkel ß geringer ist als der Gesamtwinkel zwischen den beiden Achsen A1 und A2. Dabei kann die Rohranordnung 8 oder nur das Austragsrohr 8.2 schwenkbar und in einem bestimmten Winkel fixierbar mittels eines verstellbaren Schwenkmechanismus oder mit verschiedenen Krümmerabschnitten an dem Aus-
:5 gang des zweiten Mischabschnitts 1.3 oder dem abführenden Rohrabschnitt 8.1 angeschlossen sein. Es hat sich gezeigt, dass eine geradlinige Verlängerung der Rohranordnung 8 bezüglich des zweiten Mischabschnittes 1.3 oder ein lediglich geringer Winkel α die Strömung durch die Mischkammer auch bei Mischgütern mit stark strömungshem- menden Beimischungen, wie z. B. Metallfäden begünstigt, die beispielsweise Längen von 3 oder 4 cm und gekräuselte oder spiralförmige Struktur aufweisen können. Dabei werden gute Mischeffekte gewährleistet. Winkel α > 0 können dabei vorteilhaft sein, um RückStoßkräfte zu reduzieren.