Die Erfindung betrifft einen Saugbagger nach dem Dünnstromförderprinzip. Diese Fahrzeuge werden vorrangig im innerstädtischen Tiefbau im Bereich von erdverlegten Versorgungsleitungen eingesetzt.
Das angewendete Saugprinzip gewährleistet einen schadenfreien Aushub aller Medien bis zu einer Korngröße, die dem Saugschlauchdurchmesser entspricht (250mm Standardfall). Diese Saugbagger sind gekennzeichnet durch:
Ein derartiger Saugbagger ist aus den Patenten
Der innerstädtische Bereich ist im zunehmenden Maße gekennzeichnet von einer immer größerwerdenden Anzahl von erdverlegten Versorgungsleitungen. Hinzu kommt, daß moderne Kommunikationsleitungen sehr wertintensiv, aber auch sehr empfindlich, sind.
Aus diesem Grund werden den Tiefbauunternehmen von Seiten der Auftraggeber schadenfreie Aushubmethoden (Handarbeit) vorgeschrieben. Diese Handarbeit ist äußerst uneffektiv und durch den hohen Lohnkostenanteil sehr teuer. Arbeiten die Bauunternehmen entgegen den Vorschriften im Bereich der Versorgungssysteme mit Hydraulikbaggern, ist das Beschädigungsrisiko sehr groß. Deshalb werden in den letzten Jahren verstärkt für diese Tiefbauarbeiten sogenannte Saugbagger eingesetzt. Hier wird durch ein Gebläse ein Unterdruck erzeugt, der wiederum zu einem enormen Luftdurchsatz von derzeit bis zu 25.000 cbm/h führt. Bei diesen Saugsystemen wird das sogenannte Dünnstromförderprinzip angewandt, d.h. die Menge des Sauggutes ist im Verhältnis zur Menge des notwendigen Transportmediums Luft sehr gering. Ausschlaggebend für diese Systeme ist nicht die Druckdifferenz, sondern die Tragfähigkeit schnell fließender Luft. Diese sehr großen, schnell fließenden Luftmengen komplizieren allerdings die Ausscheidung der gesaugten Materialien aus dem Luftstrom. Aus oben aufgeführten Patentschriften sind Filteranordnungen verschiedenster Art bekannt. Vorfilter in Form von Strömungskanälen wie aus EP 0 613 983 B1 haben sich in der Praxis nicht gut bewährt. Durch die Art der Luftführung, die Lage der Umlenkstellen sowie die Kürze der Luftwege werden die nachgeschalteten Feinstfilter so stark belastet, daß selbst mit automatischen Reinigungsanlagen kein kontinuierlicher Saugbetrieb aufrechterhalten werden kann.
Die Luftumlenkstellen nahe dem Boden des Strömungskanals zu installieren, bewirken ein ständiges weiteres Mitreißen der dort anfänglich abgeschiedenen Partikel.
Erdfeuchtes Saugmaterial verstärkt diese Problematik noch entscheidend, da diese feuchten Materialien erst effektiv von der Feinstfiltereinheit zurückgehalten werden. Durch die große Luftmenge erfolgt hier eine sehr schnelle Trocknung und Verkrustung des sogenannten Filterkuchens, was wiederum zur Folge hat, daß die automatischen Druckluftreinigungsanlagen nicht zu einem Ablösen dieser Verkrustung in der Lage sind.
Ein weiteres Problem, das die permanente Abreinigung der Feinstfilter bei diesen Saugsystemen beeinträchtigt, ist die in diesem Bereich vorherrschende hohe Anströmgeschwindigkeit dieser Filter durch den Saugluftstrom, die den entgegengesetzt wirkenden Druckluftstoß der Abreinigungsanlage zu großen Teilen kompensiert und wirkungslos werden läßt.
Ein weiteres Problemfeld ist die relativ große Wärmeentwicklung im Maschinenhaus, die vor allem durch große hydraulische Verlustleistungen hervorgerufen wird. Dieser Problematik wird derzeit mit aufwendigen Öl/Luft-Kuhlsystemen begegnet
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Saugbagger nach eingangs beschriebener Art zu schaffen, der eine wesentlich höhere Vorausfilterung gewährleistet, der aufgrund der Luftführung zu einer wesentlich höheren Abtrocknung der Restpartikel führt und der die Möglichkeit schafft, die im Feinstfilter zurückgehaltenen Reststäube effektiv und schnell abzulösen und zu entsorgen. Weitethin soll die Erfindung eine effektive, kosten- und energiegünstige Kühlung des Maschinenraumes gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1-9 gelöst und in Figur 1 dargestellt.
Der mit Material "beladene" Luftstrom (16) gelangt über den Saugschlauch (2) in den Sammelraum (3). Hier erfolgt aufgrund der eingetretenen Luftberubigung eine Schwerkraftabscheidung der größeren Partikel (11). Leichtere Partikel werden mit dem Luftstrom mitgerissen und gelangen in die Abscheidekammern (4).
In diesen Abscheidekammern (4) wird der Luftstrom (16) mehrfach um 180° umgelenkt. Diese Umlenkstellen (14) befinden sich aber nicht nahe dem Boden, sondern nahe der Mitte dieser Abscheidekammern (4). Dies birgt den wesentlichen Vorteil, daß unterhalb dieser Umlenkstellen (14) ein relativ großer Abscheideraum (4a) entsteht, der nicht mehr vom Luftstrom (16) berührt wird. Die einmal hier abgeschiedenen Partikel können vom Luftstrom (16) nicht mehr mitgerissen werden.
Um diesen Abscheidraum (4a) mit dem größtmöglichen Volumen auszustatten, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die untere Trennwand (15) der Abscheidekammer (4a) nicht senkrecht, sondern schräg angeordnet.
Ein weiteres wesentliches Merkmal zur Erhöhung der Ausscheidungsrate ist eine kurz vor der Umlenkstelle (14) installierte Geschwindigkeitserhöhung (5) des Luftstromes (16). Diese Geschwindigkeitserhöhung (5) verleiht den in der Saugluft befindlichen Partikeln eine höhere kinetische Energie, welche wiederum zu einer größeren Trägheit und somit zu einer höheren Ausscheidungsrate führt. Diese Geschwindigkeitserhöhung (5) erfolgt in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch eine an der Umlenkseite des Saugluftstromes (16) installierte Querschnittsreduzierung (5), die nicht abrupt, sondern gleichmäßig erfolgt. Durch diese bevorzugte Ausführungsform erfahren die im Luftstrom (16) befindlichen Partikel nicht nur eine Energieerhöhung, sondern auch einen zur Strömungsrichtung der Umlenkstelle (14) entgegengesetzt wirkenden Impuls, welcher die Ausscheiderate entscheidend erhöht
Diese Abscheidekammern (4) sind mehrfach hintereinander geschalten und gegewährleisten ein Ausscheiden aller wesentlichen Bestandteile aus der Saugluft. Um einen möglichst großen Trocknungseffekt der in dem Luftstrom (16) befindlichen Partikel zu erreichen, wurden für die Luftführung lange Wege gewählt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Abscheidekammer (4) sich im hinteren Teil des Kippbehälters befindet, die weiteren im vorderen Teil, unmittelbar vor der Feinstfiltereinheit (7). Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß zwei Abscheidekammern (4) installiert werden, eine im hinteren und eine im vorderen Teil des Kippbehälters (17), die über Strömungskanäle (6) im Deckel (12) verbunden sind. Diese langen Strömungswege bewirken eine starke Abtrocknung der mitgeführten Partikel und verhindern eine Verkrustung des Feinstfilters (7).
Feine Stäube werden aufgrund ihres geringen Gewichtes und der somit geringen Trägheit der mehrfachen Luftumlenkung folgen können und werden erst im Feinstfilter (7) aus dem Luftstrom (16) ausgefiltert. Dieser Feinstfilter (7) besteht bevorzugterweise aus Filterpatronen, die vertikal angeordnet sind. Um die Anströmgeschwindigkeit dieser Filterpatronen möglichst gering zu halten, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die letzte Trennwand (8) luftdurchlässig gestaltet. Diese Ausführungsform bewirkt eine wesentliche Vergrößerung der Anströmfläche und somit geringere Strömungsgeschwindigkeiten, welche sich stark auf ein besseres Abreinigungsverhalten dieser Filterpatronen auswirken. Die durch die automatische Druckluftreinigungsanlage (9) vom Feinstfilter (7) abgelösten Partikel fallen auf den Boden der Feinstfiltereinheit (7). Durch die Integration der Abscheidekammern (4) und des kompletten Feinstfilters (7) in den Kippbehälter (17) wird in vorteilhafter Ausführung bei jedem Kippvorgang eine vollständige Entleerung nicht nur des Sammelraumes (3), sondern auch der Abscheidekammern (4) und des Feinstfilters (7) erreicht. Die Reinigungsaufwendungen werden drastisch reduziert.
Das Problem der Kühlung des Maschinenraumes (13) wird in vorteilhafter Ausführung der Erfindung durch Nutzung des sogenannten Venturi-Effektes energetisch sehr günstig gelöst. Der Saugluftstrom verläßt das Gebläse (1) druckseitig mit sehr hoher Geschwindigkeit In unmittelbarer Nähe des Luftaustrittes wird im spitzen Winkel eine rohrförmige, zum Maschinenraum (13) offene Luftzuführung (10), geschaffen. Der offene Teil endet in unmittelbarer Nähe der größten Wärmequelle im Maschinenraum (13). Die sehr schnell fließende Luft, die das Gebläse (1) verläßt, erzeugt in der im spitzen Winkel angbrachten Luftzuführung (10) einen Unterdruck, welcher wiederum zum Absaugen der Warmluft des Maschinenraumes (13) führt. Eine Rückschlagklappe (10a) verhindert ein nicht gewolltes Einströmen der Gebläseluft in den Maschinenraum (13). Durch diese vorteilhafte Ausführung ist es möglich, ohne zusätzliche Energieaufwendungen einen ausreichend guten Kühleffekt im Maschinenraum (13) zu erzielen.