-
Druckmittelbetriebene Sprengvorrichtung Die Erfindung betrifft Sprengvorrichtungen
und im besonderen ein Mineral zersprengende Patronen, wobei ein unter Druck stehendes
Gas als das die Arbeit ausführendes Mittel benutzt wird.
-
Solche Patronen, bei denen Preßgas verwendet wird, um die erforderliche
Arbeit zu verrichten, sind an sich bekannt und finden im Bergbau weitgehend Verwendung.
Die Wirkung dieser Patronen oder Sprengvorrichtungen beruht auf dem plötzlichen
Freisetzen eines komprimierten Gases, wobei gewissermaßen eine Explosionswirkung
erzielt wird. Die Vorläufer dieser Art von Sprengpatronen bestanden im wesentlichen
aus einer zylindrischen, das Gas enthaltenden Patrone mit einem Ablaßmittel. Die
Patronen wurden mit Gas unter einem erheblichen Druck geladen, verschlossen und
dann zur Abbaustelle befördert. Das komprimierte Gas in diesen Patronen wurde mittels
Fernsteuerungen unter Beachtung größter Sorgfalt freigesetzt.
-
Neuerdings wurde das Verfahren befolgt, in das Bohrloch eine ungeladene
Patrone einzusetzen und in diese an der Gebrauchsstelle Gas durch eine geeignete
Rohrleitung zu pumpen. Diese Patronen wurden herkömmlicherweise aus hochfesten Stoffen
hergestellt und mit einem verhältnismäßig schwachen Glied versehen, das zerreißt
oder zerbirst und das Gas aus dem Patronenkörper freisetzt. Da die Höhe des Druckes,
der im Patronenkörper erzeugt werden kann, von der Festigkeit des Berstgliedes abhängt,
kann die bei der Freisetzung des Gases erzeugte Energiemenge nur innerhalb enger
Grenzen bestimmt werden. Diese Patronen wurden allgemein mit Erfolg verwendet, sind
jedoch schwierig herzustellen und zu warten. Sie werden üblicherweise bei Drücken
in der Nähe von 700 kg/cm2 zur Explosion gebracht und erfordern eine verhältnismäßig
große Anzahl von zuverlässigen Dichtungen, um ein ordnungsgemäßes Arbeiten sicherzustellen.
Die Herstellung und Wartung solcher Dichtungen hat sich bisher als kostspielig und
außergewöhnlich mühevoll erwiesen. Das erstrebenswerte Ziel ist daher die Entwicklung
einer Patrone mit der geringsten Anzahl von Dichtungen. Was die Dichtungen selbst
betrifft, so bestand bei den bisher bekannten Dichtungsringen für den vorliegenden
Zweck die einzige Funktion darin, ein Durchsickern in die Umgebungsluft zu verhindern.
Weiterhin sind gegenwärtig die mineralzersprengenden Patronen schwierig auseinanderzunehmen,
zu reparieren und wieder zusammenzusetzen. In den meisten Fällen muß dies in einer
Werkstatt ausgeführt werden und nicht am Verwendungsort. Das Ziel der Erfindung
ist die Schaffung einer neuartigen und verbesserten mineralzersprengenden Vorrichtung
unter Verwendung eines komprimierten Gases sowie einer vereinfachten Vorrichtung
dieser Art, die eine möglichst geringe Anzahl von Dichtungen aufweist. Die Erfindung
bezweckt ferner, eine neuartige Dichtung vorzusehen.
-
Nach der Erfindung ist daher eine druckmittelbetriebene Sprengvorrichtung
mit einem zylindrischen Körper und einem zylindrischen Kopf, welche beiden Elemente
mit einer zwischen diesen angeordneten zylindrischen Hülse verschraubt sind, mit
zwei Klemmringen, die gleitbar in der zylindrischen Hülse sitzen, mit einer zwischen
den Klemmringen eingelegten Berstscheibe, die zwischen den genannten Ringen von
dem genannten Körper und dem Kopf sicher festgeklemmt wird, und mit zwei Dichtungsgliedern,
die einen zwischen dem Körper und der Hülse gelegenen ersten verformbaren Dichtungsring
bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der neben dem genannten Dichtungsring liegende
Klemmring gänzlich aus einem verformbaren Kunstharz hergestellt ist, eine Shore-Durometer-Härte
von mindestens 90 aufweist und ein zweites Dichtungsglied bildet, das sich bei Unterdrucksetzung
von ihnen her in der Längsrichtung verformt und ohne weitere Handhabung des genannten
Kopfes und des genannten Körpers in bezug auf die genannte Hülse die Klemmwirkung
der genannten Klemmringe erhöht.
-
Zweckmäßig kann das Kunstharz aus Nylon bestehen. Durch die erfindungsgemäße
Ausbildung, wonach der Klemmring in der Sprengvorrichtung ganz aus einem plastischen
Kunstharz hergestellt ist, wird erreicht, daß sich der Klemmring bei der Druckbeanspruchung
durch die Berstscheibe in seiner
Längsrichtung verformt und dadurch
die Klemmwirkung erhöht.
-
Die Erfindung ist nachfolgend beispielsweise an Hand der Zeichnung
beschrieben, die einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.
-
In der Zeichnung ist 1 ein langgestreckter zylindrischer Körper. Mit
2 ist eine Hülse mit beiderseitigem Innengewinde bezeichnet und mit 3 die Innenwand
dieser Hülse. Bei 4 befindet sich in einer Umfangsnut eine sogenannte O-Ringdichtung.
DerEntladekopf 11 ist bei 12 mit der Hülse 2 verschraubt. Mit 13 sind Austrittsöffnungen
in dem Kopf 11 bezeichnet. Bei 14 und 15 befinden sich Abschrägungen, die das Einlegen
einer Berstscheibe erleichtern.
-
Bei der dargestellten Ausführungsfarm besteht der Klemmring
16 gänzlich aus Nylon.
-
Die Sprengvorrichtung wird zum Abfeuern durch Lockern der Verbindung
12 zwischen dem Kopf 11 und der Hülse 2 vorbereitet. Dadurch wird der auf den Klemmringen
8 und 16 ruhende Druck aufgehoben, so daß die Berstscheibe 9 zwischen die Ringe
durch die Öffnung 10 leicht eingelegt werden kann. Danach wird der Entladekopf 11
mit der Hülse 2 fest verschraubt, wodurch die Berstscheibe zwischen den Klemmringen
8 und 16 eingeklemmt wird. Danach kann die Vorrichtung mit komprimiertem Gas geladen
werden. Steigt der Druck in der Kammer hinter dem Klemmring 16 an, so wirkt
er radial auf das Nylon des Ringes 16 ein.
-
Dabei wird das Nylon gegen die Innenwandung der Hülse 2 gedrückt
und so verformt, daß es sich in der Längsrichtung ausdehnt. Dadurch wird der Klemmring
16 gegen die Berstscheibe 9 gepreßt. Infolgedessen verstärkt sich die Dichtung zwischen
den Klemmringen und der Berstscheibe 9, wenn sich der Druck auf die Berstscheibe
erhöht.
-
Die Berstscheibe 9 wird vorzugsweise aus Schmiedestahl mit
einem gewissen Grad von Streckbarkeit hergestellt und ist weicher und schwächer
als die anderen Metallteile der Vorrichtung. Steigt der Druck in der Vorrichtung
weiterhin an, so wird bald ein Punkt erreicht, bei dem die Scheibe 9 sich in der
Mitte auszubauchen beginnt. Diese Ausbauchung vergrößert sich, bis der Höchstdruck
erreicht ist, dem die Scheibe widerstehen kann. Während dieser Verformung der Berstscheibe
wird durch die gemeinsame Klemmwirkung der Klemmringe verhindert, daß der Rand der
Berstscheibe nach innen gleitet. Die Verformung oder Ausbauchung setzt sich fort,
bis der kreisrunde Teil der Scheibe an der Stelle, an der die Verformung beginnt,
bis zu einem Ausmaß gestreckt oder verformt wurde, daß er plötzlich zerreißt. Diese
Zerreißung ist gekennzeichnet durch eine augenblickliche und fortgesetzte Abscherung
des Mittelteiles der Scheibe von dem festgehaltenen Randteil. Bei dem plötzlichen
Zerreißen der Berstscheibe wird das komprimierte Gas praktisch sofort durch .die
Öffnungen 13 entladen und bewirkt ein Zersprengen des abzubauenden Minerals.
-
Nach dem Abfeuern der Vorrichtung wird der abgeschnittene Teil der
Berstscheibe aus dem Entladekopf entfernt und die Verbindung zwischen dem Entladekopf
und der Hülse 2 gelockert. Der zwischen den Klemmringen 8 und 16 zurückbleibende
ringförmige Teil der Berstscheibe kann durch die uftnung 10 leicht entfernt werden.
Danach wird eine neue Berstscheibe eingelegt und der Entladekopf mit der Hülse fest
verschraubt, wie bereits beschrieben. Danach kann die Vorrichtung für die nächste
Sprengung verwendet werden.
-
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen besteht der Klemm- oder
Dichtungsring aus Nylon. Obwohl diese Ausführung vorzuziehen ist, kann der durch
Druck verformbare Teil des Klemmringes sich an jeder geeigneten Stelle befinden.
Beispielsweise könnte auch ein Klemmring verwendet werden, der sich aus zwei ringförmigen
Metallteilen mit einem zwischen diesen angeordneten durch Druck verformbaren Glied
zusammensetzt.
-
Obwohl nach der Erfindung bei der Herstellung des nichtmetallischen
Teiles des Dichtungsringes Polyamide des Nylons vorzuziehen sind, können an Stelle
von Nylon auch andere geeignete verformbare elastische Stoffe verwendet werden,
beispielsweise Polychlortrifluoräthylen, Kopolymere von Akrylonnitril-Butadien und
Styrol, wie auch Polykarbonat-, Epoxy- und Akryl-Harze u. dgl. Es ist nur erforderlich,
daß das verwendete Material bei den auftretenden Drücken nicht ausschwitzt. Es hat
sich gezeigt, daß im allgemeinen Materialien mit einem Härtegrad von 90 nach dem
Shore-Durometer »A« oder mehr dieser Anforderung genügen. Die Härte nach dem Shore-Durometer
»A« ist eine gewerblich angenommene Prüfung, die von der American Society for Testing
Procedure unter der Kennziffer D 676-55 T beschrieben ist.