DE19721814C2

DE19721814C2 - Gravel pump

Info

Publication number: DE19721814C2
Application number: DE19721814A
Authority: DE
Inventors: Manfred Prof Dr Ing Weber; M Yavuz Dr Ing Dedegil
Original assignee: Bilfinger und Berger Bau AG
Current assignee: Implenia Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: DE19721814A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kiespumpe mit einem rohrförmigen, eine bodenseitige An saugöffnung mit Pumpenventil aufweisenden Pumpenkörper, einem in dem Pumpen körper axial bewegbaren, den Pumpenkörper in einen unteren und einen oberen Ar beitsraum teilenden Kolben mit einem zwischen den Arbeitsräumen wirkenden Kol benventil, einem sich nach außerhalb des Pumpenkörpers erstreckenden, mit dem Kolben verbundenen Zugmittel, vorzugsweise in Form einer Kolbenstange, und ei nem sich um den Pumpenkörper mit Abstand erstreckenden Bohrrohr.The invention relates to a gravel pump with a tubular, a bottom side Suction opening with pump body having a pump valve, one in which pumps axially movable body, the pump body in a lower and an upper Ar piston dividing the working space with a piston acting between the working spaces benventil, an extending outside the pump body, with the Piston-connected traction means, preferably in the form of a piston rod, and egg nem extending around the pump body spaced drill pipe.

Kiespumpen der eingangs genannten Art sind seit Jahren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Hierzu wird lediglich beispielhaft auf die DE 27 09 472 A1, DE-OS 10 62 647 und DE-PS 751 483 verwiesen.Gravel pumps of the type mentioned at the beginning have been in the most varied for years Embodiments known. For this purpose, reference is made only to DE 27 09 472 A1, DE-OS 10 62 647 and DE-PS 751 483 referenced.

Kiespumpen dienen grundsätzlich zur Durchführung von Erdbohrungen in wasserfüh renden rolligen Böden bzw. Schichten. Dazu werden die Kiespumpen auf den jeweili gen Bodenbereich bzw. auf die Bohrsohle aufgesetzt. Durch vorzugsweise schnelles Heben des Kolbens über dessen Kolbenstange und einen sich daran anschließenden Seilzug oder eine Stange werden Kies, Sand oder dgl. bei sich nach innen öffnendem Pumpenventil - bspw. Ventilklappen - in den Pumpenkörper eingesaugt. Nach mehr maligem Betätigen des Kolbens ist die Kiespumpe mit Kies und/oder Sand gefüllt und das Gerät wird zum Entleeren aus dem Bohrloch gezogen. Die im Pumpenkörper dann enthaltene Masse drückt dabei das Pumpenventil zu.Gravel pumps are basically used to drill holes in water rolling soil or layers. For this purpose, the gravel pumps on the respective placed on the floor area or on the drill sole. By preferably fast Lift the piston over its piston rod and an adjoining one A cable or a rod becomes gravel, sand or the like when it opens inwards Pump valve - e.g. valve flaps - sucked into the pump body. After more pressing the piston once is filled with gravel and / or sand and the device is pulled out of the borehole for emptying. The one in the pump body then contained mass presses the pump valve.

Im konkreten bildet bei der bekannten Kiespumpe der Pumpenkörper den Hubraum, in dem der Kolben über die Kolbenstange axial bewegt wird. Bei einer Abwärtsbewe gung des Kolbens bei mit Wasser gefülltem Pumpenkörper bzw. bei einer in Wasser eingetauchten Kiespumpe schließt das bodenseitige Pumpenventil, während das im Kolben zwischen den Arbeitsräumen wirkende Kolbenventil öffnet. Das Wasser tritt dabei durch mindestens eine vom Kolbenventil freigegebene Kolbenöffnung vom unteren Arbeitsraum in den oberen Arbeitsraum, gelangt somit zur Oberseite des Kolbens.Specifically, in the known gravel pump, the pump body forms the displacement, in which the piston is moved axially over the piston rod. With a downward move piston when the pump body is filled with water or when the pump body is in water Submerged gravel pump closes the pump valve on the bottom, while that in the Piston valve acting between the working spaces opens. The water kicks in thereby through at least one piston opening released by the piston valve from lower workspace in the upper workspace, thus reaches the top of the Piston.

Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens schließt das zwischen den beiden Arbeits räumen wirkende Kolbenventil, während das ansaugseitige Pumpenventil öffnet und Wasser-Kies-Gemisch bzw. Wasser-Sand-Gemisch in den Pumpenkörper einströ men kann. Das Wasser oberhalb des Kolbens, d. h. das im oberen Arbeitsraum be findliche Wasser, wird dabei durch eine im Pumpenkörper an dessen oberem Ende ausgebildete Deckelöffnung nach oben bzw. nach außerhalb des Pumpenkörpers verdrängt.When the piston moves upwards, this closes between the two work clear piston valve while the suction side pump valve opens and Flow water / gravel mixture or water / sand mixture into the pump body men can. The water above the piston, i.e. H. be in the upper workspace sensitive water, is thereby by in the pump body at its upper end trained lid opening upwards or outwards of the pump body repressed.

Beim Hochziehen des Kolbens entsteht im unteren Arbeitsraum unterhalb des Kol bens ein mehr oder weniger starker Unterdruck, der sich unterhalb der Pumpe fort setzt. Dieser Unterdruck bewirkt das eigentliche Einsaugen des Wasser-Kies/Sand- Gemischs.When the piston is pulled up, it is created in the lower working area below the piston bens a more or less strong vacuum that continues below the pump puts. This negative pressure causes the water, gravel / sand Mixture.

Ohne weitere Vorkehrungen würde die Bohrung aufgrund des unterhalb des Pum penkörpers entstehenden Unterdrucks nicht nur in die Tiefe, sondern auch in die Breite "wachsen". Um nun sicherzustellen, daß die Bohrung nahezu ausschließlich in die Tiefe wächst, ist um den Pumpenkörper herum ein Bohrrohr angeordnet, welches im Vergleich zum Pumpenkörper wesentlich länger ausgebildet ist. Pumpenkörper und Bohrrohr sollten derart zueinander angeordnet sein, daß die Unterkante des Bohrrohres im Bohrloch tiefer angeordnet ist als der Pumpenkörper. Da zwischen dem Pumpenkörper und dem außen angeordneten Bohrrohr ein durch Norm-Vor schriften vorgegebener Mindest-Spalt existiert, fließt das im oberen Arbeitsraum durch die Deckelöffnung verdrängte Volumen über den sich zwischen dem Pumpen körper und dem Bohrrohr befindlichen Spalt wieder nach unten, wodurch der boden seitige Unterdruck im Bereich der Ansaugöffnung bzw. im Bereich der Bohrlochsohle begrenzt ist.Without further precautions, the drilling would be due to the below the pump created body not only in depth, but also in the Broad "grow". To ensure that the hole is almost exclusively in the depth grows, a drill pipe is arranged around the pump body, which compared to the pump body is formed much longer. Pump body and drill pipe should be arranged to each other so that the lower edge of the Drill pipe is arranged deeper in the borehole than the pump body. Between the pump body and the externally arranged drill pipe by Norm-Vor specified minimum gap exists, that flows in the upper work area volume displaced through the lid opening above the volume between the pumps body and the drill pipe gap back down, causing the floor side negative pressure in the area of the suction opening or in the area of the bottom of the borehole is limited.

In der Praxis der gattungsbildenden Kiespumpe kommt es jedoch vor, daß sich der Spalt zwischen dem Pumpenkörper und dem Bohrrohr bspw. durch Sedimentschicht oder Brückenbildung verstopft, wodurch eine hinreichende Wasserströmung durch den Spalt nach unten bis zur Bohrlochsohle bzw. bis zum unteren Ende des Pum penkörpers zumindest weitestgehend unterbunden ist. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß der Pumpenkörper innerhalb des Bohrrohres unbeweglich wird bzw. sich festsetzt.In the practice of the generic gravel pump, however, it happens that the Gap between the pump body and the drill pipe, for example through a sediment layer or bridging clogged, causing adequate water flow through the gap down to the bottom of the borehole or to the lower end of the pump pen body is at least largely prevented. In addition, there is Danger of the pump body becoming immobile within the drill pipe sets.

Im Falle einer solchen "Verstopfung" des Spaltes zwischen dem Pumpenkörper und dem Bohrrohr fließt von unten ein kleineres Volumen in den Pumpenkörper als die Verdrängung nach oben aufgrund der Aufwärtsbewegung des Kolbens bewirkt. Da durch sinkt der Druck im unteren Arbeitsraum und unterhalb des Pumpenkörpers bis hin zur Bohrlochsohle stark ab bzw. entsteht ein enormer Unterdruck, der sich bis auf den Dampfdruck des Wassers absenken kann. Die dabei herrschende große Druck differenz gegenüber dem Umgebungsdruck im Bereich der Bohrlochsohle außerhalb des Bohrrohrs birgt eine ganz erhebliche hydraulische Grundbruchgefahr bzw. die Gefahr einer Bodenerosion in sich.In the event of such a "blockage" of the gap between the pump body and a smaller volume flows into the pump body from below than that Displacement upwards due to the upward movement of the piston. There the pressure in the lower work area and below the pump body drops to down to the bottom of the borehole or an enormous negative pressure develops, which extends to can lower the vapor pressure of the water. The great pressure that prevails difference from the ambient pressure in the area of the borehole bottom outside of the drill pipe poses a very considerable risk of hydraulic fracture or Danger of soil erosion in itself.

Angesichts der voranstehend genannten Problematik liegt der vorliegenden Erfin dung die Aufgabe zugrunde, eine Kiespumpe der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß eine einwandfreie Funktionsweise gewähr leistet ist. Dabei gilt es insbesondere eine ungewollte Bodenerosion außerhalb des Bohrrohres aufgrund eines allzu großen Unterdrucks im Bereich der Bohrlochsohle zu vermeiden, wobei sichergestellt sein soll, daß eine Dichtwirkung von Sedimenten im Spalt zwischen dem Pumpenkörper und dem Bohrrohr wirksam vermieden ist.In view of the problems mentioned above, the present inventor dung the task based on a gravel pump of the type mentioned to design and develop that guarantee a perfect functioning is accomplished. In particular, there is an unwanted soil erosion outside the Drill pipe due to a too large negative pressure in the area of the borehole bottom to avoid, it should be ensured that a sealing effect of sediments is effectively avoided in the gap between the pump body and the drill pipe.

Die erfindungsgemäße Kiespumpe löst die voranstehende Aufgabe durch die Merk male des Patentanspruches 1. Danach ist die erfindungsgemäße Kiespumpe derart ausgebildet, daß der obere Arbeitsraum mit dem bodenseitigen Bereich des Pum penkörpers über einen separaten Strömungspfad verbunden ist, so daß beim Heben des im unteren Arbeitsraum ansaugenden Kolbens das aus dem oberen Arbeitsraum gleichzeitig verdrängte Volumen zum bodenseitigen Bereich des Pumpenkörpers, d. h. in Richtung Bohrlochsohle, gedrückt wird.The gravel pump according to the invention solves the above task by the Merk Male of claim 1. Thereafter, the gravel pump according to the invention is such trained that the upper work area with the bottom area of the pump Pen body is connected via a separate flow path, so that when lifting of the piston sucking in the lower work area from the upper work area simultaneously displaced volume to the bottom area of the pump body, d. H. towards the bottom of the borehole.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß der zwischen dem Pumpenkörper und der Innenwandung des Bohrrohres zwangsweise vorhandene Spalt einen hinreichenden Druckausgleich nicht gewährleistet. Dieser Spalt ist stets der Verschmutzung ausge setzt und neigt aufgrund von Sedimentschichten oder Brückenbildung zur Verstop fung. Jedenfalls ist erkannt worden, daß bei herkömmlichen Kiespumpen mit diesem u. a. zum Druckausgleich dienenden Spalt der erforderliche Druckausgleich bzw. die erforderliche Reduzierung der Druckdifferenz zwischen dem ansaugseitigen Bereich des Pumpenkörpers und dem Umgebungsdruck nicht generierbar ist. According to the invention it has been recognized that between the pump body and the The inner wall of the drill pipe necessarily has a sufficient gap Pressure compensation not guaranteed. This gap is always dirty sets and tends to stop due to sediment layers or bridging fung. In any case, it has been recognized that in conventional gravel pumps with this u. a. the necessary pressure equalization or the required reduction of the pressure difference between the area on the intake side of the pump body and the ambient pressure cannot be generated.

In einem weiteren erfinderischen Schritt ist erkannt worden, daß man zur Reduzie rung dieser Druckdifferenz einen separaten, d. h. isolierten Strömungspfad nutzen kann, so daß beim Heben des im unteren Arbeitsraum ansaugenden Kolbens das aus dem oberen Arbeitsraum gleichzeitig verdrängte Volumen über diesen separaten Strömungspfad zum bodenseitigen Bereich des Pumpenkörpers gedrückt wird. Die ser Strömungspfad erstreckt sich vom oberen Arbeitsraum bzw. von einer dort vor gesehenen Auslaßöffnung bis zum bodenseitigen Bereich des Pumpenkörpers, wo bei zur grundsätzlichen Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre es unbeachtlich ist, wo und wie dieser Strömungspfad verläuft. Wesentlich ist jedenfalls, daß es sich bei diesem Strömungspfad um einen wie auch immer abgeschotteten Strömungsbe reich zum ungehinderten Durchströmen des im oberen Arbeitsraum verdrängten Vo lumens handelt.In a further inventive step, it has been recognized that the reduction tion of this pressure difference a separate, d. H. use isolated flow path can, so that when lifting the piston in the lower working area volumes displaced from the upper workspace at the same time via this separate one Flow path to the bottom area of the pump body is pressed. The This flow path extends from the upper work area or from there seen outlet opening to the bottom area of the pump body, where it is irrelevant to the basic implementation of the teaching according to the invention is where and how this flow path runs. In any case, it is essential that it is in this flow path around a flow section, however isolated rich for unhindered flow of the Vo displaced in the upper work area lumens acts.

Nach der erfindungsgemäßen Lehre wird das durch den Kolben nach oben ver drängte Wasser zwangsweise nach unten geführt, so daß der Kolben im unteren Ar beitsraum saugt und im oberen Arbeitsraum drückt. Insoweit kommt dem Kolben eine Doppelfunktion zu.According to the teaching of the invention, this is ver up by the piston urged water forced down, so that the piston in the lower ar working room sucks and presses in the upper working room. In this respect, the piston comes one Double function too.

Der Strömungspfad könnte als singulärer Strömungspfad ausgebildet sein oder meh rere Teilpfade umfassen, die sich ganz oder teilweise innerhalb des Pumpenkörpers erstrecken. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung könnte der Strömungspfad un terhalb des Kolbens im unteren Arbeitsraum unmittelbar unter dem Kolben oder zu mindest oberhalb der bodenseitigen Ansaugöffnung enden. Jedenfalls könnte die hier teilweise zurückgedrückte Strömung im unteren Arbeitsraum bereits vorhandenes Bohrgut auflockern bzw. aufschwemmen, wodurch sich der Saug- und Fördervorgang erleichtert. Ein Zusetzen im unteren Bereich des Pumpenkörpers wäre damit wirksam vermieden.The flow path could be designed as a singular flow path or more rere partial paths include, which are wholly or partly within the pump body extend. In the context of such a configuration, the flow path could be un below the piston in the lower working area directly under the piston or too end at least above the suction opening on the bottom. Anyway, this one could partially depressed flow in the lower work area already present Loosen or float the drilling material, which increases the suction and conveying process facilitated. Clogging in the lower area of the pump body would thus be effective avoided.

Hinsichtlich der Führung des Strömungspfades ist es insbesondere unter konstrukti onstechnischen Gesichtspunkten, aber auch zur Vermeidung einer Behinderung in nerhalb der Arbeitsräume, von ganz besonderem Vorteil, wenn sich dieser ganz oder teilweise außerhalb des Pumpenkörpers erstreckt. Im konkreten könnte der Strö mungspfad ganz oder teilweise zwischen dem Pumpenkörper und der Innenwandung des Bohrrohres, d. h. außerhalb des Pumpenkörpers an bzw. in dessen Außenwan dung ausgebildet sein. Dabei wäre es möglich, den Strömungspfad als sich zwischen einer Rückströmöffnung des oberen Arbeitsraumes und dem bodenseitigen Bereich des Pumpenkörpers erstreckender Ringkanal auszuführen. Letztendlich würde dieser Ringkanal eine "neue" Außenwandung des Pumpenkörpers bilden.With regard to the guidance of the flow path, it is particularly constructive technical aspects, but also to avoid disability in within the working area, a very special advantage if it is completely or extends partially outside the pump body. In concrete terms, the Strö path in whole or in part between the pump body and the inner wall the drill pipe, d. H. outside the pump body on or in its outer wall be trained. It would be possible to keep the flow path as between a backflow opening of the upper work area and the floor area of the pump body extending ring channel. Ultimately this would Ring channel form a "new" outer wall of the pump body.

Alternativ zu der Ausgestaltung des Strömungspfads als Ringkanal könnte dieser als ein sich zwischen einer Rückströmöffnung des oberen Arbeitsraumes und dem bo denseitigen Bereich des Pumpenkörpers vorzugsweise axial erstreckender, ebenfalls vorzugsweise rohrförmiger Kanal ausgeführt sein. Statt einer Ausgestaltung als sin gulärer Kanal können mehrere unabhängig voneinander ausgestaltete Kanäle vorge sehen sein. So ließen sich bspw. an der Außenwandung des Pumpenkörpers drei äquidistant angeordnete, axial verlaufende Kanäle ausbilden, die gleichzeitig zur Zentrierung des Pumpenkörpers innerhalb des Bohrrohres dienen. Insoweit käme den Kanälen bzw. deren Außenwandungen ebenfalls eine Doppelfunktion zu.As an alternative to the configuration of the flow path as an annular channel, this could be as a between a backflow opening of the upper work space and the bo the region of the pump body preferably axially extending, likewise preferably tubular duct. Instead of a sin Gular channel can pre-selected several independently configured channels to be seen. For example, three could be located on the outer wall of the pump body form equidistantly arranged, axially extending channels that simultaneously to Center the pump body within the drill pipe. So far the channels and their outer walls also have a double function.

Um nun zu vermeiden, daß aus dem Strömungspfad Strömungsmedium zurück in den oberen Arbeitsraum strömen kann, um nämlich ein Ansaugen von Wasser- Kies/Sand-Gemisch durch den Strömungspfad in den oberen Arbeitsraum bei einer Umkehr der Bewegung des Kolbens zu vermeiden, ist die Rückströmöffnung mit ei nem eine Strömung vom Strömungspfad in den oberen Arbeitsraum sperrenden Ventil ausgestattet. Dabei kann es sich um eine einfache Ventilklappe bzw. um ein konventionelles Rückschlagventil handeln.In order to prevent flow medium from flowing back into the flow path can flow into the upper work area, namely to suck in water Gravel / sand mixture through the flow path into the upper work area at a To avoid reversing the movement of the piston, the return flow opening is with egg block a flow from the flow path into the upper work area Valve equipped. This can be a simple valve flap or a act conventional check valve.

Der Ringkanal bzw. der singuläre rohrförmige Kanal oder die singulären rohrförmigen Kanäle können an beliebigen Stellen des Pumpenkörpers Austrittsöffnungen aufwei sen oder dort seitlich des Pumpenkörpers enden. Mit anderen Worten können die voneinander unabhängigen Kanäle bzw. Rohre unterschiedlich nahe dem bodensei tigen Ende des Pumpenkörpers enden oder gar durch entsprechende konstruktive Maßnahmen über das bodenseitige Ende des Pumpenkörpers hinausragen. Jeden falls läßt sich dadurch in ganz besonders vorteilhafter Weise eine Strömung entweder bereits im Spalt zwischen dem Pumpenkörper und dem Bohrrohr oder im Bereich unterhalb des Pumpenkörpers definieren, um nämlich den unterhalb des Pumpen körpers zum Einsaugen des Wasser-Kies/Sand-Gemischs erforderlichen Unterdruck exakt unter den Pumpenkörper zu zentrieren. Letztendlich wird hierdurch ein lokaler Grundbruch unmittelbar unter dem Pumpenkörper erreicht und wird ein Grundbruch im Randbereich oder gar seitlich abseits der Einsaugöffnung bzw. abseits des Bohr rohrs wirksam vermieden. Auch wird hierdurch eine quasi selbstdichtende Wirkung zwischen dem Pumpenkörper und dem Bohrrohr aufgehoben oder vermieden, da nämlich die hier generierbare - definierte - Strömung jedwede Sedimentation aufhebt.The ring channel or the singular tubular channel or the singular tubular Channels can have outlet openings at any point on the pump body or end there at the side of the pump body. In other words, they can independent channels or pipes differently near the bottom term end of the pump body or even by appropriate constructive Measures protrude beyond the bottom end of the pump body. Everyone if this allows a flow either in a particularly advantageous manner already in the gap between the pump body and the drill pipe or in the area define below the pump body, namely the one below the pump body required to suck in the water-gravel / sand mixture center exactly under the pump body. Ultimately, it becomes a local one Ground break reached just below the pump body and becomes a ground break in the edge area or even to the side of the suction opening or away from the drill tubes effectively avoided. This also has a quasi self-sealing effect lifted or avoided between the pump body and the drill pipe, because namely the flow that can be generated - defined - cancels any sedimentation.

Nun könnte das verdrängte Volumen ungehindert aus dem Strömungspfad bzw. dem Ringkanal oder den rohrförmigen Kanälen austreten. In weiter vorteilhafter Weise ist jedoch der Austritt des Ringkanals oder des rohrförmigen Kanals bzw. der rohrförmi gen Kanäle im Sinne einer Düse verengt. Durch diese Maßnahme läßt sich die Strahlgeschwindigkeit des austretenden Strömungsmediums über den Düsenquer schnitt definieren bzw. bei einstellbaren oder auswechselbaren Düsen entsprechend der Situation an der Baustelle einstellen.Now the displaced volume could flow freely from the flow path or the Emerge ring channel or the tubular channels. In a further advantageous manner however, the exit of the ring channel or the tubular channel or the tubular narrow channels in the sense of a nozzle. This measure allows the Jet velocity of the emerging flow medium over the nozzle cross Define the cut or accordingly for adjustable or replaceable nozzles adjust the situation at the construction site.

Im konkreten könnte der Austritt derart ausgebildet sein, daß dem austretenden Strömungsmedium eine definierte Richtung vermittelt wird, wobei das Strömungsme dium unter beliebigen Winkeln austreten kann, und zwar vorzugsweise im Bereich zwischen vertikal und horizontal. Jedenfalls läßt sich der austretende Strahl nicht nur zur Vermeidung eines allzu großen Unterdrucks unterhalb des Pumpenkörpers ver wenden, sondern darüber hinaus gezielt zur Beeinflussung der Situation im Bereich der Bohrlochsohle.In concrete terms, the exit could be designed such that the exit Flow medium is conveyed in a defined direction, the flow meter dium can emerge at any angle, preferably in the area between vertical and horizontal. In any case, the emerging beam can not only be ver to avoid too large a vacuum below the pump body turn, but also specifically to influence the situation in the area the bottom of the borehole.

Nun läßt sich das austretende Strömungsmedium bzw. der austretende Strahl in weiter vorteilhafter Weise nutzen, nämlich zum Antrieb einer hydraulisch oder me chanisch wirkenden Vorrichtung. Dabei könnte das in den bodenseitigen Bereich des Pumpenkörpers gedrückte Strömungsmedium durch einen innerhalb oder außerhalb des Pumpenkörpers verlaufenden Strömungspfad zu der hydraulisch oder mecha nisch wirkenden Vorrichtung gelangen. Diese Vorrichtung könnte im Falle eines Ver laufes des Strömungspfades innerhalb des Pumpenkörpers im unteren Arbeitsraum oder am einlaßseitigen Ende des unteren Arbeitsraumes bzw. unter dem Pumpen körper in einer zentrierten Position arbeiten. Im konkreten könnte das Strömungsme dium zum Antrieb einer Einrichtung zur Bodenlockerung bzw. zum Bodenabbau die nen, wobei sich hier jedwede bekannte Vorrichtungen, bspw. mit turbinenähnlichem Antrieb, einsetzen lassen. Insoweit könnte man gleichzeitig den sich beim Kolbenhub unterhalb des Pumpenkörpers aufbauenden Unterdruck reduzieren und dabei eine Bodenlockerung zur Erleichterung des Einsaugens von Bodenmaterial erreichen.Now the emerging flow medium or the emerging jet can further advantageously use, namely to drive a hydraulic or me mechanical device. This could be in the bottom area of the Pump body pressed fluid through an inside or outside the flow path of the pump body to the hydraulic or mecha nisch acting device. This device could in the case of a ver course of the flow path within the pump body in the lower work area or at the inlet end of the lower work space or under the pumping work in a centered position. In concrete terms, the flow meter dium to drive a device for soil loosening or for soil removal NEN, here any known devices, for example. With turbine-like Drive, have it installed. To that extent you could at the same time the piston stroke reduce the negative pressure build-up below the pump body and thereby reduce the Reach soil loosening to make it easier for soil material to be sucked in.

Alternativ oder gleichzeitig könnte man das insgesamt oder zumindest teilweise in nerhalb des Pumpenkörpers über einen dort separat vorgesehenen Strömungspfad nach unten gedrückte Strömungsmedium zur Auflockerung der sich bereits innerhalb des Pumpenkörpers im unteren Arbeitsraum befindlichen Förderguts verwenden, wodurch abermals der Einsaugvorgang begünstigt wird.Alternatively, or at the same time, one could do this in whole or at least in part within the pump body via a flow path provided separately there depressed flow medium to loosen up the already inside use the pumped goods in the lower working area of the pumped material, which again favors the suction process.

In konstruktiver Hinsicht ist es von weiterem Vorteil, wenn am oberen Ende des obe ren Arbeitsraumes ein mit einem Einlaßventil versehener Einlauf vorgesehen ist, der ein Einströmen von Strömungsmedium bei einer Bewegung des Kolbens nach unten ermöglicht, jedoch ein Ausströmen des Strömungsmediums bei sich aufwärts bewe gendem Kolben wirksam verhindert. Insoweit wird das verdrängte Volumen nahezu ausschließlich dem Strömungspfad zugeführt und kann zum Druckausgleich bzw. zur Reduzierung der Druckdifferenz zwischen unterhalb des Pumpenkörpers und der Außenatmosphäre dienen.In design terms, it is of further advantage if at the top of the above ren work space is provided with an inlet valve inlet an inflow of flow medium when the piston moves downward allows, however, an outflow of the flow medium with itself upwards effective piston effectively prevented. In this respect, the volume displaced is almost fed exclusively to the flow path and can for pressure equalization or Reduction of the pressure difference between below the pump body and the Serve outside atmosphere.

Zur Gewährleistung einer einwandfreien Funktionsweise des Pumpenkörpers, insbe sondere zur Vermeidung eines Festklemmens des Pumpenkörpers innerhalb des Bohrrohres ist es von weiterem Vorteil, wenn der Pumpenkörper innerhalb des Bohr rohres zentriert geführt wird. Zur Realisierung einer solchen Zentrierung können ge mäß den voranstehenden Ausführungen äquidistant zueinander angeordnete rohr förmige Kanäle dienen, die in sich gleichzeitig den Strömungspfad führen.To ensure proper functioning of the pump body, esp special to avoid jamming of the pump body within the Drill pipe, it is of further advantage if the pump body within the drill pipe is centered. To realize such a centering can ge Pipe arranged equidistantly from one another according to the above explanations shaped channels are used, which simultaneously lead the flow path.

Des weiteren sollte die unterste Position des Pumpenkörpers innerhalb des Bohrroh res festlegbar sein, d. h. die zur Bohrlochsohle nächste Position des Pumpenkörpers. Eine solche Festlegung kann durch einen vorzugsweise einstellbaren Anschlag ge genüber der Innenwandung des Bohrrohres vorgegeben sein, wobei eine solche Festlegung der untersten Position auf jeden Fall definiert werden sollte, damit die Bohrung nämlich nicht in die Breite, sondern ausschließlich in die Tiefe wächst. Eine solche Definiton der untersten Position des Pumpenkörpers innerhalb des Bohrrohrs könnte auch durch vorzugsweise höhenverstellbare Distanzfüße vorgegeben sein, wobei diese Distanzfüße an einem Innenring des Bohrrohrs oder an entsprechenden Anschlägen zur Anlage gelangen können.Furthermore, the lowest position of the pump body should be within the drill pipe res be determinable, d. H. the position of the pump body closest to the bottom of the borehole. Such a definition can ge by a preferably adjustable stop be predetermined relative to the inner wall of the drill pipe, such Determining the lowest position should definitely be defined so that the Drilling does not grow in width, but only in depth. A such definition of the lowest position of the pump body within the drill pipe could also be predetermined by preferably height-adjustable spacer feet, these spacer feet on an inner ring of the drill pipe or on corresponding Attacks can get to the system.

Des weiteren ist es möglich, die Zentrierung und den Anschlag des Pumpenkörpers innerhalb des Bohrrohrs zu koppeln, nämlich beide Funktionen durch einen höhen verstellbaren Abstandsring auszuführen. Dieser Abstandsring könnte als gelochter Ring mit seitlichen Durchströmöffnungen ausgebildet sein, wobei sich diese Durch strömöffnungen vorzugsweise über eine Blende im Strömungsquerschnitt anpassen lassen. Insoweit wäre ein Durchströmen dieses Bereichs möglich und wäre eine Re lativbewegung des Pumpenkörpers innerhalb des Bohrrohres gewährleistet.It is also possible to center and stop the pump body to couple within the drill pipe, namely both functions by a height adjustable spacer ring. This spacer ring could be perforated Ring with lateral flow openings can be formed, these through Adjust the flow openings preferably via an orifice in the flow cross-section to let. In this respect, a flow through this area would be possible and would be a re guaranteed relative movement of the pump body within the drill pipe.

Die zuvor erörterten Maßnahmen bewirken grundsätzlich, daß der einzusaugende Kies/Sand durch eine Art Wasserinjektion fluidisiert wird und leichter zum Saugmund des Pumpenkörpers fließt bzw. strömt. Das zurückgeführte Wasser sorgt des weite ren dafür, daß der Druck außerhalb der Pumpe nicht besonders tief sinken kann bzw. daß der dort entstehende Unterdruck begrenzt ist, wodurch eine Gefährdung der Umgebung durch hydraulischen Grundbruch weitestgehend vermieden wird.The measures discussed above basically cause the one to be sucked in Gravel / sand is fluidized by a kind of water injection and easier to the suction mouth of the pump body flows. The returned water ensures the wide ren that the pressure outside the pump cannot drop particularly low or that the vacuum generated there is limited, thereby endangering the Environment is largely avoided by hydraulic break.

Nun gibt es weitere Möglichkeiten, den im unteren Arbeitsraum und unterhalb des Pumpenkörpers entstehenden Unterdruck zu reduzieren bzw. zu puffern. Letztendlich handelt es sich hier um eine Möglichkeit zur Begrenzung von Unterdrücken unterhalb des Pumpenkörpers beim Betrieb der Kiespumpe. Die hier zugrundeliegende grund sätzliche Idee ist in der Vorkehrung eines Druckausgleichmittels auf der dem unteren Arbeitsraum zugewandten Seite des Kolbens zu sehen.Now there are other options, in the lower work area and below the Reduce or buffer the resulting vacuum body. At long last is a way to limit negative pressures below of the pump body when operating the gravel pump. The underlying reason here Another idea is to provide a pressure equalizer on the lower one Workspace facing side of the piston can be seen.

Durch ein solches Druckausgleichsmittel findet eine Begrenzung des dort erzeugba ren Unterdrucks statt. Die den Unterdruck bspw. zu Beginn des ersten Hubs begren zenden Druckausgleichsmittel können in den Kolben oder in die durch den Kolben zumindest bis an dessen untere Fläche oder darüber hinausragende Kolbenstange integriert werden. Als Druckausgleichsmittel könnte mindestens eine ein vorgegebe nes Gasvolumen aufnehmende, nach unten zumindest teilweise offene Druckaus gleichskammer vorgesehen sein. Bei Beginn des Kolbenhubs, zu dessen Zeitpunkt der untere Arbeitsraum unterhalb des Kolbens erst einen Bruchteil des gesamten Pumpenvolumens einnimmt, könnte das in der Druckausgleichskammer befindliche Gasvolumen zunächst expandieren, wodurch eine Art Luftfederung geschaffen ist. Insoweit könnte schon mit relativ kleinem Gasvolumen innerhalb der Druckaus gleichskammer eine erhebliche Wirkung erzielt werden. Beim ersten Hub bzw. zu Beginn des Kolbenhubes würde zwar ein Teil des sich in der Druckausgleichskam mer befindlichen Gases durch den Kolbenspalt entweichen, jedoch würde das in der Druckausgleichskammer verbleibende Restvolumen auch beim zweiten Kolbenhub noch eine hinreichende dämpfende Wirkung ergeben.Such a pressure compensation means limits the producible there negative pressure instead. Which limit the vacuum, for example, at the beginning of the first stroke Pressure compensating means can be in the piston or in the piston at least up to its lower surface or a piston rod projecting beyond it to get integrated. At least one could be specified as a pressure compensation means pressure that absorbs the gas volume and is at least partially open at the bottom same chamber be provided. At the beginning of the piston stroke, at the time the lower working area below the piston only a fraction of the total Pump volume takes up, that could be in the pressure compensation chamber First expand the gas volume, creating a kind of air suspension. In this respect, the pressure could be reduced even with a relatively small volume of gas same chamber a significant effect can be achieved. At the first stroke or too The beginning of the piston stroke would be part of the pressure compensation any gas escaping through the piston gap, but that would in the Pressure compensation chamber remaining volume even with the second piston stroke still have a sufficient damping effect.

Zur Vermeidung eines ungewollten Austretens des zur Dämpfung dienenden Gases aus der Druckausgleichskammer könnten als Druckausgleichsmittel Luft- bzw. Gas kissen vorgesehen sein, die ebenfalls in einer entsprechenden Druckausgleichs kammer bzw. Aufnahme in der unteren Fläche des Kolbens ausgebildet bzw. ange ordnet sein können. Das Luft- bzw. Gaskissen müßte aus einem elastischen Material bestehen, so daß eine Ausdehnung aufgrund des Unterdrucks sowie ein Komprimie ren bei Reduktion des Unterdrucks, d. h. ein typisch federnder Effekt, gewährleistet ist.To prevent unwanted escape of the gas used for damping From the pressure compensation chamber, air or gas could be used as pressure compensation means cushions are provided, which are also in a corresponding pressure compensation chamber or receptacle in the lower surface of the piston is formed or can be arranged. The air or gas cushion would have to be made of an elastic material exist so that an expansion due to the negative pressure as well as a compression ren when reducing the negative pressure, d. H. a typical spring effect is.

Als Druckausgleichsmittel könnte auch ein Gasblasen enthaltender Körper vorgese hen sein, nämlich ein Körper mit geschlossener Porosität, wobei das Matrixmaterial des in sich geschlossenen Körpers ebenfalls elastisch sein müßte. Hier ließe sich ein gummiartiger Körper mit eingeschlossenen Gasblasen bzw. luftgefüllten Poren ver wenden, wobei zumindest die innere Porosität dieses Körpers in geschlossener Form vorliegen müßte. Beliebige Materialien mit entsprechenden Eigenschaften lassen sich hier verwenden, wobei auch dieser Körper in einer in der unteren Oberfläche des Kolbens ausgebildeten Kammer oder zumindest Ausnehmung gelagert bzw. dort ge halten sein kann.A body containing gas bubbles could also be provided as a pressure compensation means hen, namely a body with closed porosity, the matrix material of the closed body should also be elastic. You could get in here ver rubber-like body with enclosed gas bubbles or air-filled pores turn, at least the internal porosity of this body in a closed form should be available. Leave any materials with appropriate properties use themselves here, this body also in a in the lower surface of the Piston-shaped chamber or at least recess mounted or ge there can be hold.

Ungeachtet der zuvor erörterten "statischen" Maßnahmen könnte als Druckaus gleichsmittel auch eine den unteren Arbeitsraum unmittelbar unter dem Kolben mit der Atmosphäre strömungsverbindende Leitung vorgesehen sein, wobei sich diese Leitung durch den oberen Arbeitsraum hindurch oder durch die Kolbenstange hin durch nach außerhalb des Pumpenkörpers erstrecken könnte. Am unteren Ende der Leitung, vorzugsweise im Kolben oder in der Kolbenstange, könnte ein sich auf einen Grenzwert bzw. auf die jeweilige Arbeitstiefe einstellbares, vorzugsweise federbela stetes Ventil vorgesehen sein, welches bei Unterschreiten eines vorgebbaren Unter drucks öffnet, so daß von außerhalb Luft einströmen kann, wodurch sich der maximal erreichbare Unterdruck im unteren Arbeitsraum des Pumpenkörpers bzw. unterhalb des Pumpenkörpers begrenzen läßt.Notwithstanding the "static" measures previously discussed, this could be considered a printout same means also with the lower working area directly under the piston the atmosphere flow-connecting line can be provided, these Pipe through the upper work area or through the piston rod could extend through outside of the pump body. At the bottom of the Pipe, preferably in the piston or in the piston rod, could relate to one Limit value or adjustable to the respective working depth, preferably spring loaded Continuous valve can be provided, which falls below a predeterminable lower pressure opens so that air can flow in from outside, which increases the maximum achievable negative pressure in the lower working area of the pump body or below limit the pump body.

Ebenso könnte am freien Ende der Leitung - außerhalb des Pumpenkörpers - ein einstellbares Unterdruckventil vorgesehen sein, welches bei Unterschreiten eines vorgebbaren Unterdrucks Atmosphärenluft einströmen läßt. Letztendlich ist hier le diglich von Bedeutung, daß die Leitung durch ein entsprechendes Ventil geschlossen ist, welches bei Unterschreiten eines vorgebbaren Unterdrucks - wo auch immer an geordnet - öffnet.Likewise, at the free end of the line - outside the pump body - one adjustable vacuum valve can be provided, which falls below a predeterminable negative pressure allows atmospheric air to flow in. Ultimately here is le diglich significant that the line is closed by a corresponding valve is, which is below a predeterminable negative pressure - wherever ordered - opens.

Auch könnte im Kolben selbst ein weiteres Ventil vorgesehen sein, welches zwischen dem oberen und dem unteren Arbeitsraum des Pumpenkörpers wirkt. Dieses Ventil wäre derart einzustellen bzw. zu dimensionieren, daß es bei einem vorgebbaren Dif ferenzdruck zwischen dem oberen und dem unteren Arbeitsraum öffnet. Das Ventil könnte durch die Zugkraft an der Kolbenstange gesteuert werden. Im konkreten könnte die Kolbenstange im Kolben axial beweglich ausgeführt sein und von einer vorgespannten Feder in einer unteren Stellung gehalten werden, so daß dann, wenn die dort auftretenden Kräfte über einem vorgebbaren Grenzwert liegen, das Ventil durch die Relativbewegung zwischen Kolben und Kolbenstange geöffnet wird. Letzt endlich könnte man hier von einer Zugkraftregelung sprechen.Another valve could also be provided in the piston itself, which between the upper and lower working space of the pump body acts. This valve would be set or dimensioned such that it is at a predeterminable Dif reference pressure between the upper and lower work area opens. The valve could be controlled by the pull on the piston rod. In concrete terms the piston rod could be made axially movable in the piston and by a preloaded spring to be held in a lower position so that when the forces occurring there are above a specifiable limit, the valve is opened by the relative movement between the piston and piston rod. Last one finally one could speak of a traction control here.

Im Rahmen einer weiteren Vorkehrung könnte zwischen dem Saugmund und der Pumpenumgebung ein Ventil zur Differenzdruckregelung vorgesehen sein. Ein sol ches Druckausgleichsventil könnte im konkreten zwischen dem Bereich unmittelbar unter dem Ventil und dem Ringspalt zwischen dem Pumpenkörper und dem Bohrrohr wirken. Insoweit würde ein im unteren Bereich auftretender Unterdruck begrenzt wer den.Another precaution could be between the suction mouth and the A valve for differential pressure control can be provided in the pump environment. A sol The pressure compensation valve could be in the concrete between the area immediately under the valve and the annular gap between the pump body and the drill pipe Act. In this respect, a vacuum occurring in the lower area would be limited the.

Eine Kiespumpe der hier in Rede stehenden Art nimmt in der beanspruchten Ausge staltung eine erhebliche Menge an Luft mit in die Bohrung hinab, so daß sich das Prinzip der "Taucherglocke" ergibt. Die "gefangene" Luft wird - wenn überhaupt - nur sehr langsam durch die Kolbenstangenführung entweichen können. Die Luft wird je doch zu einer Fehlfunktion der Kiespumpe führen. Folglich ist es von ganz beson derem Vorteil, wenn eine Entluftungsmöglichkeit vorgesehen wird. Dies könnte da durch bewerkstelligt sein, daß am oberen Ende des Pumpenkörpers ein vorzugs weise federbelastet geschlossenes Entluftungsventil angeordnet ist. Das Entluftungs ventil könnte automatisch durch den in der oberen Position stehenden Kolben gegen die Federkraft geöffnet werden. Entsprechend wäre das Ventil immer dann offen, wenn die Pumpe bspw. an einem Bagger hängend in die Bohrung hinabgelassen wird. Geschlossen wird das Ventil durch die Federkraft, wenn der Kolben die Ab wärtsbewegung beginnt. Die Luftaustrittsöffnung aus dem Pumpenzylinder sollte an dessen höchstmöglicher Stelle direkt unterhalb des Kolbenrings angeordnet sein.A gravel pump of the type in question takes in the claimed Ausge staltung a significant amount of air down in the hole, so that the Principle of the "diving bell" results. The "trapped" air becomes - if at all - only can escape very slowly through the piston rod guide. The air is ever cause the gravel pump to malfunction. So it's very special This is an advantage if a ventilation option is provided. This could be there be accomplished that at the upper end of the pump body a preference as a spring-loaded closed vent valve is arranged. The vent the valve could be automatically counteracted by the piston in the upper position the spring force can be opened. Accordingly, the valve would always be open if, for example, the pump is suspended from an excavator in the borehole becomes. The valve is closed by the spring force when the piston moves down upward movement begins. The air outlet opening from the pump cylinder should be on the highest possible point can be arranged directly below the piston ring.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol gende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbei spiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenThere are now several ways to teach the present invention advantageous to design and develop. This is on the one hand on the claims subordinate to claim 1, on the other hand to the successor Explanation of two exemplary embodiments of the invention with reference to the drawing to refer. In conjunction with the explanation of the preferred embodiment games of the invention with reference to the drawing are also generally preferred Refinements and developments of teaching explained. Show in the drawing

Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht zwei in einer Ansicht gezeigte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kiespumpe,Embodiments shown in a sectional side view of two in a view Fig. 1 a gravel pump of the invention,

Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie A-A und Fig. 2 shows the object of Fig. 1 in a section along the line AA and

Fig. 3 in einer geschnittenen Seitenansicht, teilweise, ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kiespumpe mit Differenzdruck regelung. Fig. 3 in a sectional side view, partially, another Ausfüh approximately example of a gravel pump according to the invention with differential pressure control.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kiespumpe mit einem Pumpenkörper 1 und einem sich um den Pumpenkörper 1 mit Abstand er streckenden Bohrrohr 2. Der Pumpenkörper 1 umfaßt eine bodenseitige Ansaugöff nung 3 mit einem hier lediglich schematisch dargestellten Pumpenventil 4. Innerhalb des Pumpenkörpers 1 ist ein Kolben 5 axial verschiebbar bzw. bewegbar angeordnet, der das Innere des Pumpenkörpers 1 in einen unteren Arbeitsraum 6 und einen obe ren Arbeitsraum 7 teilt. In dem Kolben 5 ist ein zwischen den Arbeisträumen 6, 7 wir kendes Kolbenventil 8 vorgesehen.The figures show exemplary embodiments of a gravel pump according to the invention with a pump body 1 and a drill pipe 2 which extends around the pump body 1 at a distance. The pump body 1 comprises a bottom-side intake 3 with a pump valve 4 shown only schematically here. Within the pump body 1 , a piston 5 is axially displaceable or movable, which divides the interior of the pump body 1 into a lower working space 6 and an upper working space 7 . In the piston 5 between the working spaces 6 , 7 we Kendes piston valve 8 is provided.

Der Kolben 5 wird über eine sich nach außerhalb des Pumpenkörpers 1 er streckende, mit dem Kolben 5 verbundene Kolbenstange 9 betätigt bzw. bewegt. An der Kolbenstange 9 bzw. an einem sich daran anschließenden Stahlseil wird die Kiespumpe aufgehängt und läßt sich der Kolben 5 bewegen.The piston 5 is actuated or moved via a piston rod 9 extending to the outside of the pump body 1 and connected to the piston 5 . The gravel pump is suspended on the piston rod 9 or on a steel cable adjoining it and the piston 5 can be moved.

Erfindungsgemäß ist der obere Arbeitsraum 7 mit dem bodenseitigen Bereich 10 des Pumpenkörpers 1 über einen separaten Strömungspfad 11 verbunden, so daß beim Heben des im unteren Arbeitsraum 6 ansaugenden Kolbens 5 das aus dem oberen Arbeitsraum 7 gleichzeitig verdrängte Volumen zum bodenseitigen Bereich 10 des Pumpenkörpers 1 gedrückt wird.According to the invention, the upper working chamber 7 is connected to the bottom portion 10 of the pump body 1 through a separate flow path 11, so that the same time displaced from the upper working chamber 7 volume down of the pump body 1 when lifting the suction in the lower working chamber 6, the piston 5 to the bottom region 10 becomes.

Bei der in den Fig. 1 und 2 gewählten Darstellung sind gleichzeitig zwei Alternativen einer erfindungsgemäßen Kiespumpe gezeigt, sind nämlich zwei unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten des Strömungspfades 11 dargestellt, und zwar einerseits auf der linken Hälfte und andererseits auf der rechten Hälfte der dargestellten Kiespumpe. In beiden Fällen erstreckt sich der Strömungspfad 11 insgesamt außer halb des Pumpenkörpers 1, ist nämlich zwischen dem Pumpenkörper 1 und der In nenwandung 12 des Bohrrohres 2 ausgebildet.At the selected in FIGS. 1 and 2 illustration, two alternatives of a gravel pump of the invention are also shown, namely two different design options of the flow path 11 are shown, on the one hand on the left half and the other on the right half of the gravel pump shown. In both cases, the flow path 11 extends in total outside half of the pump body 1 , namely, is formed between the pump body 1 and the inner wall 12 of the drill pipe 2 .

Gemäß der linken Hälfte der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kiespumpe ist der Strömungspfad 11 als sich zwischen einer Rückströmöffnung 13 des oberen Arbeits raumes 7 und dem bodenseitigen Bereich 10 des Pumpenkörpers 1 erstreckender Ringkanal 14 ausgeführt. Auf der jeweils rechten Hälfte der Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist der Strömungspfad 11 dagegen als sich zwischen der Rückströmöffnung 13 des oberen Arbeitsraumes 7 und dem bodenseitigen Bereich 10 des Pumpenkörpers 1 axial erstreckende, rohrförmige Kanäle 15 ausgeführt, wobei diese Kanäle 15 im Bereich der Rückströmöffnungen 13 in einen ringförmigen Anschlußkanal 16 mün den. According to the left half of the gravel pump shown in FIGS . 1 and 2, the flow path 11 is designed as an annular channel 14 extending between a backflow opening 13 of the upper working space 7 and the bottom region 10 of the pump body 1 . On the right half of the illustration in FIGS. 1 and 2, on the other hand, the flow path 11 is designed as a tubular channels 15 extending axially between the backflow opening 13 of the upper working chamber 7 and the bottom region 10 of the pump body 1 , these channels 15 in the Area of the backflow openings 13 into an annular connecting channel 16 .

Wesentlich ist hier jedenfalls, daß sich der Strömungspfad 11 durch unterschiedliche konstruktive Maßnahmen realisieren läßt, wobei bei den hier gewählten Ausfüh rungsbeispielen sowohl der Ringkanal 14 als auch die rohrförmigen Kanäle 15 kurz vor bzw. am bodenseitigen Ende des Pumpenkörpers 1 seitlich enden.It is essential here in any case that the flow path 11 can be implemented by using different constructive measures, whereby at the chosen here exporting of both the annular channel 14 as approximately examples also forming the tubular channels laterally 15 shortly before or at the bottom end of the pump body. 1

Die Fig. 1 und 2 lassen des weiteren erkennen, daß die Rückströmöffnungen 13 mit einem eine Strömung vom Strömungspfad in den oberen Arbeitsraum 7 sperrenden Ventil 17 ausgestattet sind. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungsmöglichkeiten des Ringkanals bzw. der rohrförmigen Kanäle, insbesondere hinsichtlich möglicher Posi tionierungen der Auslässe, wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allge meinen Teil der Beschreibung verwiesen. Gleiches gilt für am Austritt des Ringkanals 14 bzw. der rohrförmigen Kanäle 15 ausbildbare Düsen und die damit erzielbaren Effekte. Figs. 1 and 2 can further be seen that the return orifices 13 are equipped with a flow from the flow path into the upper working chamber 7 blocking valve 17. With regard to further design options of the ring channel or the tubular channels, in particular with regard to possible positions of the outlets, reference is made to the general part of the description in order to avoid repetitions. The same applies to nozzles which can be formed at the outlet of the ring channel 14 or the tubular channels 15 and the effects which can be achieved thereby.

Fig. 1 zeigt des weiteren andeutungsweise, daß am oberen Ende des oberen Arbeits raumes 7 ein mit einem Einlaßventil 18 versehener Einlauf 19 ausgebildet ist, durch den bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 5 Strömungsmedium in den oberen Ar beitsraum 7 einströmen kann. Bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 ist auf grund des dann sperrenden Einlaßventils 18 wirksam vermieden, daß Strömungsme dium durch den Einlauf 19 nach außerhalb des Pumpenkörpers 1 gelangt. Vielmehr wird das Strömungsmedium aufgrund der Bewegung des Kolbens 5 in den Strö mungspfad 11 gezwungen. Fig. 1 further shows suggestively, that at the upper end of the upper working space 7 is a provided with an inlet valve 18 inlet 19 is formed, can flow through in a downward movement of the piston 5. flow medium to the top Ar beitsraum 7. With an upward movement of the piston 5 is effectively avoided due to the then blocking inlet valve 18 that flow medium comes through the inlet 19 to the outside of the pump body 1 . Rather, the flow medium is forced due to the movement of the piston 5 in the flow path 11 .

Des weiteren ist in Fig. 1 angedeutet, daß der Pumpenkörper 1 innerhalb des Bohr rohres 2 in etwa zentriert geführt ist, nämlich durch dort angedeutete Zentriermittel 20. Hinsichtlich einer konkreten Ausgestaltung dieser Zentriermittel 20 wird ebenfalls auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.Furthermore, it is indicated in FIG. 1 that the pump body 1 is guided approximately centered within the drilling tube 2 , namely by means of centering means 20 indicated there. With regard to a specific configuration of these centering means 20 , reference is also made to the general part of the description.

Des weiteren ist die unterste Position des Pumpenkörpers 1 innerhalb des Bohrrohrs 2 definiert, nämlich durch höhenverstellbare Distanzfüße 21, die hier ebenfalls ledig lich angedeutet bzw. symbolisch dargestellt sind. Durch eine solche Definition der zur Bohrlochsohle nächsten Position des Pumpenkörpers 1 wird jedenfalls gewährleistet, daß sich der Pumpenkörper 1 stets innerhalb des Bohrrohrs 2 befindet, daß nämlich die Bohrung ausschließlich in die Tiefe und nicht etwa in die Breite wachsen kann. Furthermore, the lowest position of the pump body 1 is defined within the drill pipe 2 , namely by height-adjustable spacer feet 21 , which are also only indicated or symbolically shown here. Such a definition of the position of the pump body 1 closest to the bottom of the borehole ensures that the pump body 1 is always located within the drill pipe 2 , namely that the bore can only grow in depth and not approximately in width.

Fig. 1 zeigt des weiteren Maßnahmen zur Vermeidung zu hoher Unterdrücke im unte ren Arbeitsraum 6 bzw. unter dem Pumpenkörper 1, wobei durch diese Maßnahmen der Pumpenwirkungsgrad zugunsten der Betriebssicherheit zumindest geringfügig abnehmen kann. Fig. 1 further shows measures for avoiding too high negative pressures in the lower working space 6 or under the pump body 1 , whereby these measures can reduce the pump efficiency at least slightly in favor of operational safety.

Auf der dem unteren Arbeitsraum 6 zugewandten Seite des Kolbens 5 sind nämlich Druckausgleichsmittel zur Begrenzung des dort bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens erzeugbaren Unterdrucks vorgesehen, ist nämlich im Kolben eine ein vorge gebenes Gasvolumen aufnehmende, nach unten offene Druckausgleichskammer 22 ausgebildet. Diese Druckausgleichskammer 22 ist nichts anderes als ein Hohlraum unter bzw. in dem Kolben 5, der bei Entstehung eines Unterdruckes unter dem Kol ben 5 eine Ausdehnung des in der Druckausgleichskammer 22 befindlichen Gases und somit eine Reduzierung des Unterdruckes bewirkt.On the lower working chamber 6 facing side of the piston 5 , pressure equalization means are provided to limit the negative pressure that can be generated there when the piston moves upwards, namely, a pre-given gas volume receiving downward open pressure compensation chamber 22 is formed in the piston. This pressure compensation chamber 22 is nothing more than a cavity under or in the piston 5 , which causes an expansion of the gas located in the pressure compensation chamber 22 and thus a reduction in the vacuum when a vacuum occurs under the piston ben 5 .

Des weiteren ist die Druckausgleichskammer 22 über eine sich durch den oberen Ar beitsraum 7 hindurch erstreckende flexible Leitung 23 mit der Außenatmosphäre ver bunden, wobei an dessen oberem Ende ein einstellbares Unterdruckventil 24 vorge sehen ist. Beim Unterschreiten eines vorgegebenen Drucks bzw. bei Überschreiten eines vorgegebenen Unterdrucks kann Atmosphärenluft in die Unterdruckzone bzw. in die Druckausgleichskammer 22 einströmen.Furthermore, the pressure equalization chamber 22 is connected via a flexible line 23 extending through the upper working space 7 to the outside atmosphere, an adjustable vacuum valve 24 being provided at the upper end thereof. If the pressure falls below a predetermined pressure or if a predetermined negative pressure is exceeded, atmospheric air can flow into the negative pressure zone or into the pressure compensation chamber 22 .

Hinsichtlich weiterer Merkmale betreffend die Reduzierung des im unteren Arbeits raum 6 bzw. unter dem Pumpenkörper 1 entstehenden Unterdrucks wird ebenfalls auf die allgemeine Beschreibung verwiesen.With regard to further features relating to the reduction in the lower working space 6 or under the pump body 1 , vacuum is also made to the general description.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung, teilweise, ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kiespumpe, wobei dort zwischen dem Bereich 25 unmittel bar unter dem Ventil 4 und dem Ringspalt 26 zwischen dem Pumpenkörper 1 und dem Bohrrohr 2 ein Druckausgleichsventil 27 wirkt. Durch dieses Druckausgleichs ventil 27 wird bspw. der durch das Hochziehen der Pumpe entstehende Unterdruck zum Ringspalt 26 hin ausgeglichen. Fig. 3 shows a schematic representation, partially, of a further embodiment of a gravel pump according to the invention, a pressure compensation valve 27 acting there between the area 25 directly under the valve 4 and the annular gap 26 between the pump body 1 and the drill pipe 2 . This pressure compensation valve 27 compensates, for example, the negative pressure resulting from the pulling up of the pump towards the annular gap 26 .

Fig. 3 zeigt des weiteren, daß im Kolben 5 ein zwischen dem oberen Arbeitsraum 7 und dem unteren Arbeitsraum 6 wirkendes und dabei einstellbares Ventil 28 vorge sehen ist, welches bei einem vorgebbaren Differenzdruck zwischen dem oberen Ar beitsraum 7 und dem unteren Arbeitsraum 6 öffnet. Fig. 3 shows further that the piston 5 is acting between the upper working chamber 7 and the lower working chamber 6, thereby adjustable valve 28 is provided to see which beitsraum at a specifiable differential pressure between the upper Ar 7 opens and the lower working chamber 6.

Hinsichtlich der die Zwangslüftung im oberen Bereich des Pumpenkörpers 1 betref fenden Merkmale wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.With regard to the features relating to forced ventilation in the upper region of the pump body 1, reference is made to the general part of the description in order to avoid repetition.

Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, daß die voranstehend beschrie benen Ausführungsbeispiele lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruch ten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die beiden Ausführungsbeispiele einschrän ken.Finally, it should be particularly emphasized that the above described ben exemplary embodiments only the exemplary discussion of the claim ten teaching serve, but do not restrict this to the two embodiments ken.

Claims

1. gravel pump with a tubular, a bottom-side suction opening ( 3 ) with pump valve ( 4 ) having pump body ( 1 ), one in the pump body ( 1 ) axially movable, the pump body ( 1 ) in a lower and an upper working space ( 6 , 7 ) dividing piston ( 5 ) with a piston valve ( 8 ) between the working spaces ( 6 , 7 ), an extension to the outside of the pump body ( 1 ), which is connected to the piston ( 5 ), preferably in the form of a piston rod ( 9 ), and one around the pump body ( 1 ) at a distance extend the drill pipe ( 2 ), characterized in that the upper working space ( 7 ) with the bottom region ( 10 ) of the pump body ( 1 ) via a separate flow path ( 11 ) is connected, so that when lifting the piston in the lower working chamber ( 6 ), the piston ( 5 ) displaces the volume from the upper working chamber ( 7 ) simultaneously displaced towards the bottom area ( 10 ) of the pump body ( 1 ) is pressed.

2. Gravel pump according to claim 1, characterized in that the flow path ( 11 ) extends entirely or partially within the pump body ( 1 ).

3. Gravel pump according to claim 2, characterized in that the flow path ( 11 ) ends at least partially below the piston ( 5 ) in the lower working space ( 6 ).

4. Gravel pump according to claim 3, characterized in that the flow path ( 11 ) ends above the bottom suction opening ( 3 ).

5. gravel pump according to claim 1, characterized in that the flow path ( 11 ) extends entirely or partially outside the pump body ( 1 ).

6. Gravel pump according to claim 5, characterized in that the flow path ( 11 ) is wholly or partially between the pump body ( 1 ) and the inner wall ( 12 ) of the drill pipe ( 2 ).

7. Gravel pump according to claim 5 or 6, characterized in that the flow path ( 11 ) is designed as an annular channel ( 14 ) extending between a backflow opening ( 13 ) of the upper working chamber ( 7 ) and the bottom region of the pump body ( 1 ) .

8. gravel pump according to claim 5 or 6, characterized in that the flow path ( 11 ) as a beitsraumes between a backflow opening ( 13 ) of the upper Ar ( 7 ) and the bottom region ( 10 ) of the pump body ( 1 ) preferably axially extending, preferably tubular channel ( 15 ).

9. gravel pump according to claim 8, characterized in that the flow path ( 11 ) is formed by a plurality of mutually independent channels ( 15 ).

10. Gravel pump according to one of claims 7 to 9, characterized in that the return flow opening ( 13 ) is equipped with a valve ( 17 ) blocking a flow from the flow path ( 11 ) into the upper working chamber ( 7 ).

11. Gravel pump according to one of claims 7 to 10, characterized in that the annular channel ( 14 ) or the channel ( 15 ) or the channels ( 15 ) before the bottom end of the pump body ( 1 ) ends or end laterally.

12. Gravel pump according to claim 11, characterized in that the mutually independent channels ( 15 ) or pipes end differently near the bottom end of the pump body ( 1 ).

13. Gravel pump according to one of claims 7 to 12, characterized in that the outlet of the ring channel ( 14 ) or the channel ( 15 ) is narrowed in the sense of a nozzle.

14. Gravel pump according to claim 13, characterized in that the jet strength of the emerging flow medium can be defined via the nozzle cross section.

15. Gravel pump according to claim 12 or 13, characterized in that the outlet is designed such that the emerging flow medium is defined Direction is conveyed.

16. Gravel pump according to claim 15, characterized in that the flow medium can emerge at any angle.

17. Gravel pump according to claim 15 or 16, characterized in that the flow medium in the area between vertical and horizontal can escape.

18. Gravel pump according to one of claims 1 to 17, characterized in that in the bottom region of the pump body ( 1 ) - inside or outside of the pump body ( 1 ) - pressurized flow medium serves to drive a hydraulically or mechanically acting device.

19. Gravel pump according to claim 18, characterized in that the flow medium for driving a device for soil loosening or mining serves.

20. Gravel pump according to one of claims 1 to 19, characterized in that at the upper end of the upper working chamber ( 7 ) with an inlet valve ( 18 ) ver seen inlet ( 19 ) is provided.

21. Gravel pump according to one of claims 1 to 20, characterized in that the pump body ( 1 ) is guided centered within the drill pipe ( 2 ).

22. Gravel pump according to one of claims 1 to 21, characterized in that the lowest position of the pump body ( 1 ) within the drill pipe ( 2 ), ie the position of the pump body ( 1 ) closest to the bottom of the borehole, by a preferably adjustable position limit, preferably by means of Cable suspension or the like., Is predefined relative to the inner wall ( 12 ) of the drill pipe ( 2 ).

23. Gravel pump according to one of claims 1 to 21, characterized in that the lowest position of the pump body ( 1 ) within the drill pipe ( 2 ), ie the position of the pump body ( 1 ) closest to the bottom of the borehole, by preferably height-adjustable spacer feet ( 21 ) can be specified.

24. Gravel pump according to claim 21 or 22, characterized in that the Zen tration and the stop is designed as a height-adjustable spacer ring.

25. Gravel pump according to claim 24, characterized in that the spacer ring as a perforated ring with lateral flow openings, which preferably have a Aperture in the flow cross section are adjustable, is executed.

26. Gravel pump according to one of claims 1 to 25, characterized in that on the lower working chamber ( 6 ) facing side of the piston ( 5 ) Druckaus equalizing means are provided to limit the negative pressure that can be generated there.

27. Gravel pump according to claim 26, characterized in that the Druckaus equalizing means are integrated in the piston ( 5 ).

28. Gravel pump according to claim 26, characterized in that the pressure compensation means are integrated into the piston rod ( 9 ) at least up to its lower surface by the piston ( 5 ).

29. Gravel pump according to one of claims 26 to 28, characterized in that the pressure compensation means at least one a predetermined gas volume receiving, downward at least partially open pressure compensation chamber ( 22 ) is provided.

30. Gravel pump according to one of claims 26 to 28, characterized in that at least one air or gas cushion is provided as the pressure compensation means.

31. Gravel pump according to one of claims 26 to 28, characterized in that as a pressure compensation means containing at least one sealed gas bubble elastic body, d. H. an elastic body with preferably closed inside rer porosity is provided.

32. gravel pump according to one of claims 26 to 28, characterized in that a pressure-compensating means is provided in the lower working chamber ( 6 ) directly below the piston ( 5 ) with the atmosphere flow-connecting line ( 23 ).

33. gravel pump according to claim 32, characterized in that the line ( 23 ) through the upper working space ( 7 ) or through the piston rod ( 9 ) extends outside of the pump body ( 1 ).

34. gravel pump according to claim 32 or 33, characterized in that at the lower end of the line ( 23 ), preferably in the piston ( 5 ) or in the piston rod ( 9 ), an adjustable to a limit value or to the respective working depth, is preferably provided before spring-loaded valve.

35. gravel pump according to claim 34, characterized in that an adjustable vacuum valve ( 24 ) is provided at the free end of the line ( 23 ), which allows atmospheric air to flow in when the pressure falls below a predetermined value.

36. gravel pump according to one of claims 1 to 35, characterized in that in the piston ( 5 ) at least one between the upper and the lower working chamber ( 6 , 7 ) acting, preferably adjustable valve ( 28 ) is provided, which at a predetermined differential pressure between the upper and lower work area ( 6 , 7 ) opens.

37. Gravel pump according to claim 36, characterized in that the valve ( 28 ) is controlled by the tensile force on the traction means or the piston rod ( 9 ).

38. Gravel pump according to claim 37, characterized in that the traction means or the piston rod ( 9 ) in the piston ( 5 ) is designed to be axially movable and is held in a lower position by a prestressed spring, so that when a predetermined limit value is exceeded Forces occur, the valve is opened by the relative movement between the piston and piston rod ( 9 ).

39. gravel pump according to one of claims 1 to 38, characterized in that between the region ( 25 ) immediately below the valve ( 4 ) and the annular gap ( 26 ) between the pump body ( 1 ) and the drill pipe ( 2 ), a pressure compensation valve ( 27 ) works.

40. gravel pump according to one of claims 1 to 39, characterized in that at the upper end of the pump body ( 1 ) is arranged a preferably spring-loaded closed vent valve.

41. Gravel pump according to claim 40, characterized in that the valve is opened automatically by the piston ( 5 ) standing in the upper position against the spring force.