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Patent Searching and Data


Title:
SPRAY-TYPE MIXING NOZZLE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1987/001648
Kind Code:
A1
Abstract:
The spray-type mixing nozzle system, which is suited in particular for the dry-spraying of concrete, is provided with a dry concrete mixing inlet and a water supply arranged around the latter. A water-nozzle ring (12), on which are arranged water passages iclined towards the longitudinal axis of the ring and which run essentially radially and are preferably located in a regular manner around the circumference of the ring so as to modify constantly the overall nozzle diameter (28) for the water directly before it comes in contact with the concrete mixture. This spray mixing nozzle system ensures automatic regulation of the water quantity by modifying the cross section of the nozzle directly before entry of the water, while the nozzle jet speed remains essentially unchanged and constant.

Inventors:
EGLI ERNST (CH)
MATHIS RUDOLF (CH)
KREINACKE GERD (CH)
Application Number:
PCT/CH1986/000122
Publication Date:
March 26, 1987
Filing Date:
September 01, 1986
Export Citation:
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Assignee:
ALIVA AG (CH)
International Classes:
B01F5/00; B28C5/02; B28C5/06; (IPC1-7): B28C5/02
Foreign References:
US2124989A1938-07-26
DE2622076A11976-12-30
DE3408007A11985-09-05
US3788353A1974-01-29
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Claims:
Patentansprüche
1. Spritzmischdüsenaggregat, insbesondere für Beton Trockenspritzen, mit Gemischeinlauf und um diesen ange¬ ordnete Wasserzufuhr, mit Mitteln zum ausserbetrieblichen Verändern des Gesamtwassereinspritzöffnungsquerschnittes, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel auch zum momentanen stufenlosen Verändern des Wassereinspritz öffnungsquerschnittes während des Betriebes ausgebildet sind, welcher aus einzelnen Düsenöffnungen besteht, die zur Bewegungshauptrichtung des Gemisches schräg verlaufen, und dass eine als Druckkammer ausgebildete DüsenVorkammer vorgesehen ist, um die Düsenausflussgeschwindigkeit des Wassers über den ganzen Regelbereich im wesentlichen konstant zu halten, wobei die Düsenöffnungen derart bemessen und angeordnet sind, dass die Verstopfungsgefahr durch Unreinigkeiten im Wasser minimiert wird.
2. Spritzmischdüsenaggregat, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Druckkammer dienender Wasserdüsenring (12) vorgesehen ist, auf welchem, vorzugsweise gleichmässig über den Ringumfang, insbesondere im wesentlichen radial verlaufende, zur Ringlängsachse geneigte Wasserdurchgänge (28) angeordnet sind und dass ein über diese Durchgänge (28) bewegbares, axial verschiebbares Element (20) , z.B. ein Nutring, zur Veränderung der Durchgangsquerschnitts¬ flächen dient.
3. Spritzmischdüsenaggregat, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von aussen axial und/oder drehverschiebbare Hülse (18) angeordnet ist.
4. Spritzmischdüsenaggregat, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (18) von aussen drehbar (27) ist, und mit einem Aggregatfestteil (5) über ein Gewinde (7) verbunden ist, derart, dass sie (18) sich durch Drehen axial verschiebt und die Wasserdurchgangsquerschnitte entsprechend ändert.
5. Spritzmischdüsenaggregat, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutring (20) in der Hülse (18) drehbeweglich axial zwangsgeführt ist.
Description:
Spritzmischdüsenaggregat

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzmisch¬ düsenaggregat, insbesondere für Beton-Trockenspritzen, mit Gemischeinlauf und- um diesen angeordnete Wasserzufuhr.

Es ist bei Spritzmischdüsenaggregaten für das Betontrockenmischen üblich, das in das Aggregat zugeförderte Betontrockengemisch in diesem Aggregat mit Wasser zu durchmischen, wobei das Wasser umfänglich und normalerweise mit einer Geschwindig- keitskomponente in Düsenquerrichtung mit dem ankommenden Betonstrahl vermischt wird. Dabei ist die korrekte prozentuale Beigabe von Wasser zum Trockenbetongemisch äusserst wichtig, so dass ein entsprechendes Verstellen der Wasserzufuhr¬ menge nötig wird. Normalerweise erfolgt die Wasser¬ dosierung mit Hilfe eines Durchganghahnes in der zum Spritzdüsenaggregat führenden Wasser¬ leitung. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass beim Vermindern der Wassermenge die Wasser¬ strahlgeschwindigkeit beim Auftreffen auf den Betontrockenstrahl abnimmt, bzw. beim Oeffnen des Hahnes steigt. Dieses Verhalten führt zu ungleichmässiger nichthomogener Strahlbeschaffung

des nassen Betonstrahles am Austrittsende der Düse, was sich beim Betonspritzen äusserst unangenehm bemerkbar mach .

Es ist zwar eine Mischdüse bekannt geworden, bei welcher die Spaltbreite für den Wasserzufluss einstellbar ist. Diese Ausführung weist den grundsätzlichen Nachteil auf, dass die Verstellbarkeit nur in demontiertem Zustand der Düse möglich ist und damit eine Anpassung an die Verhältnisse während des Betriebes nicht erfolgen kann. Ferner weist diese Ringdüse grundsätzlich den Nachteil

« auf, dass bei kleinen zuzugebenden Wassermengen die Spaltbreite sehr klein wird, was zur genauen Wasserdosierun eine genaue Bearbeitungs- und Einstellmöglichkeit des Ringspaltes verlangt, eine Bedingung, welche bei Misch¬ düsen in Betontrockenspritzmaschinen nach einiger Betriebszeit nicht mehr garantiert werden kann, womit die zufliessende Wassermenge unkontrollierbar wird. (DE- A 29 50 117)

Bei einer andern bekannten Mischdüse (DE-A 1 953 777) soll eine gleich ässige Benetzung in einer bezüglich Spaltbreite verstellbaren Ringdüse - verstellbar auch nur im ausserbetrieblichen Zustand - dadurch erreicht werden, dass das benetzte Material durch Umlenkschaufeln durchmischt wird. Dabei besteht die Gefahr, dass sich Teile des benetzten Materials an den Wänden der Mischdüse

und insbesondere an den Umlenkschaufeln ansetzen und dort festbacken, so dass es schon nach verhältnismässig kurzer Betriebszeit erforderlich ist, die zugesetzte Mischdüse zu reinigen, d.h. den Arbeitsvorgang zu unterbrechen.

Es ist ferner ein Verfahren zum Mischen von Trocken¬ gemisch und Wasser beim Trockenspritzen, insbesondere Betontrockenspritzverfahren, bekannt geworden, bei welchem in einem Mischrohr, das axial von Trockengemisch beströmt wird, dieses Trockengemisch mit quer zur Axial¬ richtung aus Injektionskanälen strömendem Luft/Wasser¬ gemisch versetzt und durchmischt wird. Die Vormischung von Luft und Wasser erfolgt vor dem Austritt des Luft/Wassergemisches in den Innenraum des Mischrohres.

Dieses Verfahren arbeitet mit unterschiedlichen Ein¬ spritzdrucken von Luft und Wasser. Diese Drucke sind durch regulierbare Ventile für Luft und Wasser verstell- bar. Damit ist aber, da keine entsprechende Druckkammer vorgesehen ist, welche den Druck des Einspritzwassers vor den Kanälen für den ganzen Regelbereich konstant hält, auch die Bedingung konstanter Austrittsgeschwindig- keit des Wassers aus den Injektionskanälen nicht ein- haltbar. Daher kann auch dieses Verfahren den zu fordernden Bedingungen nicht entsprechen. (DE-A 32 20 880)

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Spritzmischdüsenaggregates, bei welchem bei im wesent-

liehen gleichbleibender konstanten Düsenstrahlgeschwindig- keit die Wassermenge durch Verändern des Düsenquerschnittes unmittelbar vor dem Wasseraustritt während des Betriebes zu korrigieren und dessen Anpassung an die momentanen Verhältnisse zu ermöglichen. In diesem Sinne sind mehrere Eintrittsöffnungen derart zu konzipieren, dass, selbst bei geringsten benötigten Wassermengen, gewisse geringste Abmessungen der Austrittsquerschnitte nicht unterschritten werden, um Verstopfungen einzelner Düsenquerschnitte vorzubeugen.

Es ist m.a.W. ein Spritzmischdüsenaggregat zu schaffen, welches erlaubt, während des Betriebes sich ändernden Verhältnissen bezüglich Trockenbetonmischung, sei es Menge pro Zeiteinheit oder Zusammensetzung, jederzeit durch Aenderung der zugespritzten Wassermenge optimal zu gestalten und dies ausschliesslich durch Betätigung eines Einstellmechanismus zur Aenderung des Ausfluss- düsenquerschnittes.

Diese Aufgabe löst das erfindungsgemässe Spritzmisch¬ düsenaggregat dadurch, dass die Mittel auch zum momentanen stufenlosen Verändern des Wassereinspritz- öffnungsquerschnittes während des Betriebes ausgebildet sind, welcher aus einzelnen Düsenöffnungen besteht, die zur Bewegungshauptrichtung des Gemisches schräg verlaufen, und dass eine als Druckkammer ausgebildete - Düsenvorkammer vorgesehen ist, um die Düsenausfluss- geschwindigkeit des Wassers über den ganzen Regelbereich

im wesentlichen konstant zu halten, wobei die Düsenöffnungen derart bemessen und angeordnet sind, dass die Verstopfungsgefahr durch Unreinigkeiten im Wasser minimiert wird.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Figur erläutert, welche einen Ausschnitt aus einem Spritzmischdüsenaggregat im Achsialschnitt darstellt.

Ein Spritzmischdüsenaggregat 1 ist für die Aufnahme eines Betonzufuhrschlauches 2 vorgesehen. Dieser wird in eine Schlauchhaltehülse 3 eingebracht und dort festgehalten. Dieser Hülse 3 schliesst sich ein sogenanntes Pistolenstück 5 an, das mittels einer Rundumschweissnaht 6 mit der Hülse 3 verbunden ist. Das Pistolenstück' 5 ist an seinen beiden Enden mit je einem Gewinde 7 und 8 versehen, welches dem Einschrauben einerseits eines Wasser—

düsenringes 12 und andererseits einer Dosierhülse 18 dient. Das entsprechende Dichten wird durch zwei O-Ringe 10 und 11 sichergestellt.

Der Wasserdüsenring 12 weist, ausser dem Gewinde 8 am einen Ende,am andern Ende ein Endgewinde

14 auf, welches der Aufnahme eines Düsenhalters

15 dient. In diesem steckt eine Kunststoffdüse 16, beispielsweise aus Vulcollan bestehend, wobei deren achsiales Festhalten durch eine ent¬ sprechendes .Gewinde in diesem Halter 15 geschieht.

Die Dosierhülse 18 weist einen nutenförmigen Ringraum auf, welcher als Wasserdüsenvorraum 19 bezeichnet ist. Er dient auch der Aufnahme eines Nutringes 20. Dieser ist, wie ersichtlich, drehbeweglich,aber achsial zwangsgeführt, in der Dosierhülse 18 angeordnet.

Den hinteren Teil des Düsenhalters 15 überdeckt ein Stellring 22, welcher über eine Hutschraube 23 und deren Gewindestift 24 mit der Dosierhülse 18 lösbar verbunden ist.Der Stellring 22 ist über Speichen 26 mit einem Verstellrad 27 verbunden. Wie ersichtlich, sind die auf dem Umfang des Wasserdüsenringes 12 normalerweise im wesentlichen gleichmässig ange¬ ordneten Wasserdüsen 28 schlitzförmig und zur Düsen¬ längsachse geneigt, im wesentlichen radial verlaufend, wobei die AufrissdarStellung von zwei Düsen im Schnitt gedreht ist. Wie ferner ersichtlich, ist die Dosier¬ hülse 18 bezüglich des Wasserdüsenringes 12 derart abgesetzt, dass ein ringförmiger Wasserdurchgang

29 gebildet wird, durch den das Wasser aus einer Wasserverteilkammer 30 in das Innere der Dosierhülse 18 gelangt. Das Wasser wird über einen Winkelnippel 31 in die Wasserverteilkammer 30 geführt, wobei ein Auf/Zu-Kugelhahn 33 den Wasserzufluss aus dem An¬ schlussnippel 34 sperrt, bzw. freigibt. Das Betätigen erfolgt mittels eines Handgriffes 36 des Kugelhahnes 33.

Durch Drehen des Verstellrades 27 wird über die Speichen 26 der Stellring 22 mitgedreht und mit diesem durch die Gewindestifte 24 die Dosierhülse 18 mitgenommen.Da diese über das Gewinde 7 mit dem als Pistolenstück 5 bezeichneten Festteil des Aggregates verbunden ist, wird durch Drehen des Rades 27 die osierhülse 18 mitgedreht und dabei,entsprechend der Steigung des Gewindes 1 , achsial verschoben.Dabei wird der in der Dosierhülse 18 drehbeweglich angeordnete Nutring 20 in achsialer Richtung mitverschoben, so dass er, entsprechend der achsialen Lage der Dosierhülse 18, bzw. des Nutringes 20,die Wasserdüsen 28 bezüglich ihrem Einlaufquerschnitt mehr oder weniger frei gibt. Durch entsprechende Neigung dieser Düsen 28 bezüglich der Längsachse des Aggregates und gegebenen- falls dem Düsenquerschnitt ist es möglich, den Düsen- strahlquerschnitt zu verändern und dies unter Beibehaltu des Förderdruckes des zugegebenen Wassers. Damit kann die zugesetzte Wassermenge bei im wesentlichen gleichbleibender Wasserstrahlaustrittsgeschwindigkeit eindeutig und leicht stetig verändert werden. Auf diese

Weise- ist-.es möglich jeweils bei unterschiedlichen Ge¬ mischen, sei es bezüglich Zusammensetzung oder Menge, die optimale Wassermenge beizugeben und trotz Aenderung dieser Wassermenge stets eine im wesentlichen gleich¬ bleibende optimale Durchmischung mit dem Beton zu erreichen. Somit kann die Wasserzugäbe als Para¬ meter für die Qualität des austretenden Betonstrahles bei Verwendung dieses Spritzmischdüsenaggregates keine Probleme mehr erzeugen.

Durch Verwendung des O-Ringes 11 besteht auch bei diesem achsialen Verschiebe- und Drehvorgang kein Dichtungsproblem. Ferner weist diese Regulierungs¬ möglichkeit den grossen Vorteil auf, dass bei all- fälligen Verstopfungen eine Aenderung der Wasser¬ strahlmenge bei stets gleichbleibender Geschwindig¬ keit möglich ist. Dies gestattet jederzeit ein mühe¬ loses Entfernen allfälliger düsenverstopfender Körner,

Es ist natürlich grundsätzlich auch möglich, eine derartige Aenderung des Düsenquerschnittes der Ein¬ spritzdüsen konstruktiv in anderer Weise zu lösen als beispielsweise dargestellt, so auf reiner Dreh¬ bewegung einer Dosierhülse basierend, durch ent- sprechendes Ausnehmen von schraubenförmigen, durch¬ gehenden Nuten in der Dosierhülse, was aber grund¬ sätzlich zu gleichen Resultaten führt.

Der Aufbau dieses Aggregates ist in jeder Beziehung sehr einfach und die Schraubverbindungen mit den einfachen Dichtungsanordnungen erlauben ein leichtes, schnelles Zerlegen und wieder Zusammenbauen des Aggregates.