DE2152003A1 - Method and device for generating pulsed fluid jets - Google Patents
Method and device for generating pulsed fluid jetsInfo
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Description
Mönchen-Krailling
Gartenstraß· 13Monks Krailling
Gartenstrasse 13
1 F 11 +1 F 11 +
Environment/One Corporation
Sclienectady, New York 12 309 (USA)Environment / One Corporation
Sclienectady, New York 12 309 (USA)
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gepulsten Flüssigkeitsstrdhlen 'Method and device for generating pulsed liquid jets
Die Erfindung liegt auf dern Gebiete der Erzeugung gepulster Flüssigkeitsstrahlen·, vorzugsweise Wasserstrahlen und schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von mit hoher Frequenz gepulsten Wasserstrahlen durch die Entladung elektrischer Energie.The invention is in the field of generating pulsed Liquid jets ·, preferably water jets, and provides a method and an apparatus for producing with high Frequency pulsed water jets through the discharge of electrical energy.
Im Untertagebergbau ist es bekannt, Abbaumaschinen zu verwenden, die etwa wie Fräser arbeiten. Die eigentlichen ArDeitswerkzeuge oder Schneidwerkzeuge bestehen aus einem harten Metall. Der wesentlichste technische Nachteil solcher Abbauverfahren ist dadurch bedingt, daß die Schneidwerkzeuge schnell stumpf werden, wodurch einmal die Arbeitsleistung für sich nicht groß ist und wegen des Ersatzes bzw. Nachschleifens der Werkzeuge die Vorschubgeschwindigkeiten relativ gering sind.In underground mining it is known to use mining machines which work like milling cutters. The actual work tools or cutting tools consist of a hard metal. The main technical disadvantage of such mining methods is due to the fact that the cutting tools quickly become blunt, whereby the work performance is not great in itself and because of the replacement or regrinding of the tools, the feed rates are relatively low.
he ist nun in den letzien Jahren vorgeschlagen worden, beim Abbau unterirdischer Bodenschätze und insbesondere beim Tunnelbau .mit hydraulischen Mitteln zu arbeiten, vor allem, um Arbeitsmaschinen mit langer Standzeit, niedrigen Kosten und leichter Bedienbarkeit zu erhalten. So sind z.B. hydraulische Verstärker In recent years it has now been proposed to work with hydraulic means when mining underground mineral resources and especially when building tunnels, especially in order to obtain working machines with a long service life, low costs and ease of use. So are hydraulic amplifiers, for example
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' und schlagbohrerartige Schwingungsgeneratoren eingesetzt worden, um die hohen Spitzendrücke zu erzeugen, die man braucht, um Was-'' and hammer drill-like vibration generators have been used, to generate the high peak pressures that are needed to
' serstrahlen auf sehr hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Bei diesen Vorschlägen hat sich als nachteilig ein erheblicher Maschinenaufwand und die unerträgliche L^rmerzeugung während des Arbeitens erwiesen.'blasting to accelerate to very high speeds. In these proposals, a considerable amount of machinery and the unbearable generation of noise has been found to be disadvantageous proven to work.
Die Erfindung geht von der ErXenntnis aus, daß man bei der Entladung von elektrischer Energie aus beispielsweise einem Kondensator in einem geschlossenen und mit einer Flüssigkeit gefüll-The invention is based on the knowledge that the discharge of electrical energy from, for example, a capacitor in a closed and filled with a liquid
* ten Behälter über Elektroden zwischen den Elektroden einen* th container over electrodes between the electrodes
* schlauchförmigen Raum erhält, in v/eLchem sehr hohe Temperaturen vorherrschen. Entladungen dieser Art haben drei Wirkungen: Einmal geht eine Hochdrutk-Schallwellenfront von dem Entladungsschlauch nach auiien. Zum zweiten entsteht im Bereich des Schlauches eine sehr heiße und expandierende Gasblase, welche überhitzten Dampf und eine erhebliche Menge ionisierter und neutraler Moleküle enthalt. Zum dritten entsteht gleichzeitig mit* tubular space receives, in v / eLchem very high temperatures prevalence. Discharges of this kind have three effects: On the one hand, a high-pressure sound wave front goes from the discharge tube to auiien. Secondly, a very hot and expanding gas bubble arises in the area of the hose, which overheated Contains vapor and a significant amount of ionized and neutral molecules. The third arises at the same time as
der Entladung ein hochintensives Kontinuum Licht. An Modellsystemen, die nach diesem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken arbeiten, ist gefunden worden, daß die Umsetzung oder Konversion von eleKtrischer Energie in Hitze, Schall- und Lichtenergie mit einem hohen Wirkungsgrad vor sich geht, der etwa P 50 % der gesamten, zur Verfügung stehenden Energie beträgt, wobei der Rest in äußeren Schaltkreisen verloren geht.discharge a high-intensity continuum of light. On model systems, work according to this idea underlying the invention, it has been found that the implementation or Conversion of electrical energy into heat, sound and light energy goes on with a high efficiency, which is about P is 50% of the total available energy, with the rest being lost in external circuits.
Der Energiefluß in Form von Hochspannung an die Funkenstrecke ist größer al5 die entsprecnende Absorption der dadurch erzeugten Kitze in der Flüssigkeit. Infolgedessen wird die Flüssigkeit in aer schlauchförmigen Funkenstrecke verdampft, wobei zumindest teilweise eine Ionisation eintritt. Bei der Entladung der elektrischen £nergie wird in dem Schlauch zwischen den Elektroden eine Gasblase erzeugt. Die Expansion dsp Gasblase findet während der relativ Kurzen Zeit eines elektrischen Energieimpulses statt, wodurch eine Schockwelle in der relativ The flow of energy in the form of high voltage to the spark gap is greater than the corresponding absorption in the liquid of the peaks produced by it. As a result, the liquid evaporates in aer tubular spark gap, wherein at least partially enters ionization. When the electrical energy is discharged, a gas bubble is generated in the hose between the electrodes. The expansion dsp gas bubble takes place during the relatively short time of an electrical energy pulse, creating a shock wave in the relative
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inkompressiblen Flüssigkeit erzeugt wird. Da das Reaktionsgefäß, in welchem diese Vorgänge stattfinden, mit Ausnahme einer nach außen führenden Düse zur Zeit der Entladung ein geschlossener Hohlraum ist, trifft die Schockwelle mit Ausnahme der Fläche der Düsenöffnung überall auf mechanischen Widerstand. Dadurch wird ein gepulster Flüssigkeitsstrahl durch die Düsenöffnung nach außen gedrückt. Der gepulste flüssigkeitsstrahl ist praktisch ein in Arbeitsrichtung jeweils abgeschlossener "Körper" und steht unter äußerst hohem Druck, wenn man solche Wasserstrahlen gegen eine feste Oberfläche richtet, dann kann man die kinetische Energie innerhalb dieser einzelnen Flüssigkeit-"Kör-.per" zur Verrichtung von Arbeit verwenden, z.B. zum Abheben, Brechen, Bohren oder dergleichen.incompressible fluid is generated. Since the reaction vessel in which these processes take place, with the exception of one after outside leading nozzle at the time of discharge is a closed cavity, the shock wave hits except for the surface the nozzle opening everywhere on mechanical resistance. This creates a pulsed jet of liquid through the nozzle opening pushed outwards. The pulsed jet of liquid is practical a "body" that is closed off in the direction of work and is under extremely high pressure when such jets of water are used directed against a solid surface, then one can determine the kinetic energy within these individual liquid "bodies". Use it to carry out work, e.g. for lifting, breaking, drilling or the like.
Man kann verschiedene Verfahren anwenden, um die Arbeitsflüssigkeit in die Reaktionskammer hineinzutransportieren. Ein gangbarer Weg besteht darin, einen kontinuierlichen Flüssigkeitszuetrom durch die Düsenöffnung zu leiten, d.h. einen durchgehenden nach außen führenden Flüssigkeitsstrom, wenn nicht elektrisch gepulst wird, wobei man dann einen automatisch gepulsten Flüssigkeitsstrom erhält, wenn die Funkenstrecke elektrisch in Betrieb gesetzt wird.One can apply different methods to the working fluid to be transported into the reaction chamber. A feasible one Way consists in a continuous supply of liquid through the nozzle opening, i.e. a continuous flow of liquid leading to the outside, if not electrically pulsed is, with an automatically pulsed flow of liquid is obtained when the spark gap is put into operation electrically.
Eine Vorrichtung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Grundgedanken kann auch in einem offenen System arbeiten, wodurch dann die schlauchförmig Funkenstrecke durch die umgebende Flüssigkeit aufgefüllt wird. Man könnte einen mechanischen Verschluß für die Düse in solcher Art einsetzen, daß ein Freigeben der Düsenöffnung automatisch den elektrischen Teil der Entladeschaltung in Betrieb setzt.A device using the basic ideas of the invention can also work in an open system, which then creates the tubular spark gap through the surrounding liquid is filled. One could use a mechanical closure for the nozzle in such a way that a release of the Nozzle opening automatically puts the electrical part of the discharge circuit into operation.
Für eine erfolgversprechende technische Anwendung des erfindungegemäßen Prinzips ist eine kontinuierliche und vorhersehbare, d.h. mehr oder minder gesteuerte elektrische Entladung wichtig. Dies kann z.B. durch geeignete Gestaltung der Elektrodenanordnung erreicht werden. Die Verwendung nicht geerdeterFor a promising technical application of the invention The principle is a continuous and predictable, i.e. more or less controlled electrical discharge important. This can be achieved, for example, by appropriately designing the electrode arrangement. The use of ungrounded
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Hülsen für die Elektroden erzeugt einen kapazitiven Spannungsteiler parallel zur Funkenstrecke, wobei die Umhüllung oder das Gehäuse des Gerätes an dem elektrischen Mittelabgriff der Kondensatoren angeschlossen ist. Beim Beginn des Entladezyklus sind die Hochspannungsgradienten von den Seitenwänden des Gerätes bezüglich der Hülsen halb so groß wie die Gradienten zu den Elektroden, wodurch man eine in der gewünschten Weise vorhersehbare Entladung erhält. Sleeves for the electrodes create a capacitive voltage divider parallel to the spark gap, with the casing or housing of the device at the electrical center tap of the capacitors connected. At the beginning of the discharge cycle, the high voltage gradients are off the side walls of the device with respect to the sleeves half as large as the gradients to the Electrodes, whereby a discharge that is predictable in the desired manner is obtained.
Es kann auch ein sich frei beschleunigender Kolben dazu verwendet werden, die Flüssigkeit in die Reaktionskammer zu transportieren. In einem solchen Falle liefert der Kolben Flüssigkeit F unter hohem Druck, der durch die Entladung der elektrischen Energie sogar noch erhöht wird. Auf diese Weise erhält man eine weitere Vergrößerung des Impulses, mit welchem die einzelnen Flüssigkeitsmengen in Form eines Stroms ausgestoßen werden.A freely accelerating piston can also be used to transport the liquid into the reaction chamber. In such a case, the piston delivers liquid F under high pressure caused by the discharge of the electric Energy is even increased. In this way one obtains a further increase in the impulse with which the individual Amounts of liquid are ejected in the form of a stream.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtungen zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen höchster Energie können zusammen mit bekannten Bergbau- oder Abbauverfahren verwndet werden. Man kann z.B. eine Vorrichtung nach der Erfindung zusammen mit Wolframkarbid- oder sehr harten Stahl-Schneidwerkzeugen beim Abbau von sehr hartem Gestein verwenden, um einerseits den Schneidvorgang selber leichter durchführen zu können und anderer- | seits die Standzeit der eigentlichen Schrämwerkzeuge zu erhöhen. In einem solchen Falle könnte man mehrere elektrohydraulische Strahler nach der Erfindung vertikal anordnen und über eine abzubauende Fläche vor den eigentlichen Schrämwerkzeugen verfahren. In einem solcher. Falle würden die wie Projektile wirkenden, vorgeschleuderten Wasser"körper" die Abbaufront aufreißen und schwächen, indem horizontale Balken, die nur noch hinten mit dem Gestein zusammenhängen, geformt werden. In einem solchen Falle bringt man horizontal verlaufende Schnitte - wie etwa mit einer Säge - in das Gestein ein, das dann wesentlich einfacher in bekannter Weise mittels abhebender oder brechenderDevices operating according to the method according to the invention for generating liquid jets of the highest energy can be used in conjunction with known mining or quarrying processes. For example, a device according to the invention can be used with tungsten carbide or very hard steel cutting tools use when mining very hard rock, on the one hand to be able to carry out the cutting process more easily and on the other hand | on the other hand to increase the service life of the actual cutting tools. In such a case one could arrange several electrohydraulic radiators according to the invention vertically and over one Move the area to be excavated in front of the actual cutting tools. In one of these. In the event of a projectile, the projectile, projectile water "bodies" would tear open the mining front and weaken by adding horizontal bars that just have behind with the rock are formed. In such a case one makes horizontal cuts - like for example with a saw - into the rock, which is then much easier in a known manner by means of lifting or breaking
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Werkzeuge freigebrochen werden kann. Ersichtlich wird dabei die ι Beanspruchung der eigentlichen mechanischen Schrämwerkzeuge stark herabgesetzt, wodurch sich wiederum deren Standzeit erhöht.Tools can be broken free. The ι becomes evident The stress on the actual mechanical cutting tools is greatly reduced, which in turn increases their service life.
Erfindungsgemäße elektrohydraulisch^ Flüssigkeitsstrahler können auch dazu verwendet werden, ein wasserlösliches Harz in di· Trennechichten einzelner Gesteinsschichten vor Ort getrieben werden, indem man z.B. das Harz der Flüssigkeit zusetzt,die man in den Strahler speist. Derartige wasserlösliche Harze, wie z.B. Polyox, vermindern den Reibungskoeffizienten zwischen anliegenden Oberflächen um bis zu 68 %, wenn sie in Wasser mit einer Konzentration von etwa 30 Teilen auf 1 Million Teile dispergiert sind. Die Verwendung einer solchen Mischung bewirkt, daß in den Trennschichten zwischen einzelnen Sedimentschichten die Sedimentschichten leichter voneinander frei kommen und außerdem wirken solche Mischungen auch als Schmiermittel für die eigentlichen mechanischen Schneidwerkzeuge, mit denen nach der Behandlung mit den elektrohydraulischen Strahlern geschnitten wird.Electrohydraulic liquid ejectors according to the invention can can also be used to drive a water-soluble resin into the separating layers of individual rock layers on site e.g. by adding the resin to the liquid that is feeds into the heater. Such water-soluble resins, such as Polyox, reduce the coefficient of friction between adjacent ones Surfaces by up to 68% when in water with a concentration dispersed from about 30 parts to 1 million parts. The use of such a mixture causes in the separating layers between individual sediment layers, the sediment layers come free from each other more easily and also Such mixtures also act as lubricants for the actual mechanical cutting tools that are used after treatment is cut with the electro-hydraulic emitters.
Die' Anwendung von Wärme zum Schwächen von Gestein, um dieses zum Bilden von Haarrissen zu veranlassen, ist bekannt. Wenn der Prozentsatz von Wasser im Felsen den richtigen Wert hat, dann wird diese Schwächung des Gesteins durch Rißbildung ur>d dergl. besonders gefördert. Wenn bestimmte Schichten aber in diesem Sinne zu wenig Wasser enthalten, dann kann man elektrohydraulische Wasserstrahler nach der Erfindung dazu verwenden, die entsprechenden Schichten bzw. Zwischenschichten des Gestein· vor der Anwendung von Wärme bzw. Hitze mit Wasser zu sättigen. In einem solchen Fall können die Wärme und die unter höchste* Druck auftreibenden Strahlen gleichzeitig oder abwechselnd angewendet werden, wobei dann die Wärme durch entsprechende Dehnung Spannungen im Gestein erzeugt und die Wassermengen den Stein kühlen und dabei rissig machen. Anschließend kann man dann wieder in bekannter Weise mecnanisch schrämen oder abbauen, was üaoei f.ehr erleichtert wird.The use of heat to weaken rock to cause it to form hairline cracks is known. if the percentage of water in the rock has the correct value, then this weakening of the rock by cracking ur> d the like. particularly promoted. However, if certain layers contain too little water in this sense, then electrohydraulic ones can be used Use water jets according to the invention to remove the corresponding layers or intermediate layers of the rock Saturate with water before applying heat or heat. In such a case, the heat and the under highest * Pressure buoyant rays are applied simultaneously or alternately, with the heat then being applied by appropriate stretching Tensions are created in the rock and the amount of water cools the stone and cracks it. Then you can then again mechanically cut or dismantle something in a known manner üaoei f. is very relieved.
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Es kommt iir. Bergbau manchmal vor, daf> zwar ein Gesteinsbrocken aus dem Muttergestein herausgebrochen wird, aber durch mehr oder minder formschlüssige Verkeilung am Mutter gestein hängen bleibt. Probleme dieser Art werden beim Anwenden der Erfindung etwa in der oben beschriebenen Art gelöst,, da die Flüssigkeitsstrahlen unter hohem Druck die Tendenz haben, Gestein abzulösen.It comes to me. Mining sometimes suggests that> a rock is broken out of the bedrock, but by more or less positive wedging remains on the mother rock. Problems of this kind are approximately in the practice of the invention solved of the kind described above, since the liquid jets have a tendency to peel off rock under high pressure.
Die elektrohydraulischen Strahler nach der Erfindung kann man in beliebigen geometrischen Konfigux'ationen anordnen, um ein entsprechendes Ergebnis zu erzielen. Man kann z.B. mehrere Strahler F vertikal in einem Kreis anordnen, woraufbin dann mehrere Einheiten wie ein Bohrer wirken. Wenn man eine solche Strahlereinheit zusammen mit einem herkömmlichen Bohrmeißel verwendet, dann erhält man eine Eigenzentrierung des Bohrmeißels.The electrohydraulic radiators according to the invention can be found in arrange any geometrical configurations in order to create a corresponding Achieve result. For example, several radiators F can be arranged vertically in a circle, whereupon several units are then act like a drill. If one uses such a radiator unit together with a conventional drill bit, then one obtains one self-centering of the drill bit.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführüngsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:Further advantages and details of the invention emerge from the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In this demonstrate:
Fig. 1 ein erstes Ausfülirungsbexspxels des elektrohydraulischen Strahlgenerators im Schnitt;Fig. 1 shows a first execution example of the electrohydraulic Beam generator in section;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform im Schnitt;2 shows a second embodiment in section;
Fig. 3 schematiscn eine Schrämmaschine zum hobelartigen Abbau3 schematically shows a cutting machine for plane-like mining
von Gestein mit elektrohydraulischen Hochdruckstrahlern na.cn der Erfindung in Kombination mit herkömmlichen Schneid- oder Schrämmessern oder -^zähnen;of rock with electrohydraulic high-pressure jets according to the invention in combination with conventional ones Cutting or cutting knives or teeth;
Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Schrämmaschine mit zusätzlichen Heizeinrichtungen; und4 shows a cutting machine similar to FIG. 3 with additional ones Heating devices; and
Fig. 5, £> und 7 mehr ins einzelne gehend einen erfindungsgemäßen Hochdruckstrahler.Fig. 5, £> and 7 going in more detail a according to the invention High pressure jet.
. ■ ?0M1t/MM BADORK31NAL. ■? 0M1t / MM BADORK 31 NAL
Ein Strahler nach der Erfindung weist gemäß Fig. 1 zunächst einen Behälter auf, in dessen Innenraum die Reaktionskaminer 11 ausgebildet ist. Aus der Reaktionskammer führt eine Düse 12 nach außen. Der Reaktionskammer wird durch eine Druckleitung 13 die zu verstrahlende Flüssigkeit zugeführt"» Eine solche Flüssigkeit ist zweckmäßig Wasser, es können aber auch beliebige nicht explosive Strömungsmittel verwendet werden, z.B. solche Flüssigkeiten, die man zum Schmieren von Schrämmesserη verwendet. Das Strömungsmittel tritt in die Reaktionsxammer 11 durch einen Zulauf I1+ ein, der ein Ventil 15 enthalten kann, durch welches die eigentliche Reaktionskammer gegen die Zuleitung 13 während der Erzeugung eines Flüssigkeitsstrahls abgeschlossen v/ird. In die Reaktionskammer 11 stehen Elektroden 16 und 17 ein, die durch Isolierungen 18 und 19 gegen aen eigentlichen Behälter elektrisch isoliert sind. Metallhülsen 20 bzw. 21 umgeben jede Elektrode 16 bzw. Diese Hülsen 20 und 21 sind mechanisch und elektrisch mit dem eigentlichen Behälter 10 gekoppelt und nicht geerdet. Die Elektroden 16 und 17 sind über Schalter 2 2 an eine Quelle elektrischer Energie, z.b. eine kondensatorreihenschaltung, angeschlossen, die ihrerseits wieder an einer nicht gezeigten hochspannungsquelle liegt. In einem bevorzugten Ausf iinrun^sbeispiel können als Energiespeicher zu Entladungszwecken eine Kondensatorbank, Induktionsspulen, Transformatoren und dergl. verwendet werden. Hier ist nur zur 3eispieJhaften Veranschaulichung ein Kondensator 23 dargestellt. Da die EJ ektroder.hülsen 20 und 21 und der eigentliche Behälter 10 nicht gserdet ist, wirken diese Teile als kapazitive Spannungsteiler parallel zum Funkenspalt zwischen den Elektroden 16 und 17, wenn der Schalter 22 geschlossen wird. Eine Platte der Kondensatoren 23 ist in der gezeigten Weise sowohl geerdet als auch an eine ELektrode gelegt, hier die Elektrode 17.According to FIG. 1, a radiator according to the invention initially has a container, in the interior of which the reaction chamber 11 is formed. A nozzle 12 leads out of the reaction chamber. The liquid to be irradiated is fed to the reaction chamber through a pressure line 13 "» Such a liquid is expediently water, but any non-explosive fluid can also be used, for example fluids that are used to lubricate Schrämmesserη. The fluid enters the reaction chamber 11 through an inlet I 1 +, which can contain a valve 15, through which the actual reaction chamber is closed off from the supply line 13 during the generation of a liquid jet and 19 are electrically insulated from the actual container. Metal sleeves 20 and 21 respectively surround each electrode 16 and These sleeves 20 and 21 are mechanically and electrically coupled to the actual container 10 and are not grounded to a source of electrical energy, e.g. a capacitor series connection closed, which in turn is connected to a high-voltage source, not shown. In a preferred embodiment, a capacitor bank, induction coils, transformers and the like can be used as energy stores for discharge purposes. A capacitor 23 is shown here for the sake of illustrative illustration only. Since the EJ ektroder.hülsen 20 and 21 and the actual container 10 is not grounded, these parts act as capacitive voltage dividers parallel to the spark gap between the electrodes 16 and 17 when the switch 22 is closed. One plate of the capacitors 23 is both grounded and connected to an electric electrode, in this case the electrode 17, in the manner shown.
Beim Schließen des Schalters 22, der z.B. als Gasentladungsrohr .oder als steuerbare Funkenstrecke ausgebildet sein kann, sind die Hochspannungsgradienten von den Seitenwinden des BehältersWhen the switch 22 is closed, which can be designed as a gas discharge tube or as a controllable spark gap, for example the high voltage gradients from the cross winds of the container
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-B--B-
bezüglich der Elektroden 16 und 17 halb so groß wie die Gradienten zwischen den Elektroden« Auf diese Weise erhalt man eine genau vorhersagbare Entladung über die Funkenstrecke zwischen den Elektroden« Die Isolierungen 18 und 19 verhindern auch eine ungewollte Funkenentladung im Entladungspfacl nach einer gewissen Erosion der Elektroden, und zwar dadurch, daß der Gradient zwischen den Elektroden i-&t größer als der zwischen den Elektroden und der Wand ist.with respect to electrodes 16 and 17 half as large as the gradients between the electrodes "In this way you get a precisely predictable discharge over the spark gap between the electrodes." The insulations 18 and 19 also prevent unwanted spark discharge in the discharge path after a certain erosion of the electrodes in that the gradient between the electrodes i- & t is greater than that between the electrodes and the wall.
Vor der Inbetriebnahme der Anordnung wird die Reaktionskammer im wesentlichen vollständig durch die Öffnung 11 mit Flüssigkeit gefüllt. Wenn nun die in dem kapazitiven Speicher 33 gespeicherte elektrische Energie durch Schließen des Schalters 22 Über die Elektroden 16 und 17 entladen wird, dann geschieht dies durch einen funkenartigen Obergang von Ladungsträgern in einem schlauchartigen Raum zwischen den Elektroden. Dabei spielt sich folgendes ab: Zunächst wandert von der schlaucliartigen Entladungsstrecke eine Kochdruck-Schallwelle nach außen; weiterhin bildet sich eine sehr heiße und sich ausdehnende Gasblase in der Entladungszone und um sie herum, die im wesentlichen überhitzten Dampf und einen erheblichen Teil ionisierter Moleküle neben neutralen Molekülen enthält. Zum dritten bildet sich ein sehr intensives Lichtkontinuum, dessen Dauer der Entladungszeit entspricht, bzw. mit ihr zusammenfallt. Versuche haben gezeigt, daß die Umsetzung der elektrischen Energie in Wärme, Schallenergie und Licht einen besonders hohen Wirkungsgrad hat, der bei etwa 50 * der gesamten Energie aus dem Speicher liegt, wobei die verbleibende Energie in der äußeren elektrischen Schaltung in Form von Verlusten verloren geht. Ein Teil der Schallenergie, die in dem Behälter lü erzeugt wird und das gesamte in der Kammer erzeugte Licht, wird in der Flüssigkeit absorbiert und in verwendbare Wärme umgewandelt. Die Zeit der Entladung der Kondensatorschaltung lie^.t bei etwa 50 Mikrosekunden. Während dieses Intervalls werden etwa 27.000 PS der Gesamtenergie pro Kilojoule in die Flüssigkeit in der Reaktionskrjnirer 11 ein-Before the arrangement is put into operation, the reaction chamber is in the substantially completely through the opening 11 with liquid filled. If now the electrical energy stored in the capacitive memory 33 by closing the switch 22 via the Electrodes 16 and 17 is discharged, then this happens through a spark-like transition of charge carriers in a hose-like Space between the electrodes. The following takes place: First of all, a boiling pressure sound wave travels outwards from the hose-like discharge path; continues to educate a very hot and expanding gas bubble in the discharge zone and around them, the essentially superheated steam and a significant portion of ionized molecules alongside contains neutral molecules. Thirdly, a very intense light continuum is formed, the duration of which is the discharge time corresponds to or coincides with it. Tests have shown that the conversion of electrical energy into heat, sound energy and light has a particularly high degree of efficiency, which is around 50 * of the total energy from the store, with the remaining energy in the external electrical circuit is lost in the form of losses. Part of the sound energy which is generated in the container lü and the entire in Light generated in the chamber is absorbed in the liquid and converted into usable heat. The time of discharge the capacitor circuit runs at about 50 microseconds. While this interval will be about 27,000 horsepower of total energy per kilojoule in the liquid in the reaction vessel 11
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gebracht, während die Flüssigkeit sich im wesentlichen nicht verändert. Die außerordentlich hohen Temperaturen, die zwischen 20 ,und ^0.000° Kelvin liegen und ciie erheblichen Drücke, die zwischen lOO.OOfJ und 200.QGJ) Atm. betragen können, bewirken, daß die Gasblase zwischen den Elektroden 16 und 17 sich außerordentlich schnell ausdehnt. Das Rückschlagventil 15 schließt dabei den Einlauf 14, wodurch also das unter erheblichem Druck stehende flüssige Strömungsmittel in der Kammer ausschließlich durch die Düsenöffnung 12 austreten kann. Die Düsenöffnung 12 befindet sich zweckmäßig in der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise in einer geraden Verbindungslinie, die von den Elektroden 16 und 17 ausgeht. Die Achse der Düse geht etwa durch den Entladungsschlauch zwischen den Elektroden.brought while the liquid does not change substantially. The extraordinarily high temperatures between 20, and ^ 0.000 ° Kelvin and ciie considerable pressures, which between lOO.OOfJ and 200.QGJ) Atm. can be, cause the gas bubble between the electrodes 16 and 17 is extraordinary expands quickly. The check valve 15 closes the inlet 14, which means that it is under considerable pressure liquid fluids in the chamber exclusively through the Nozzle opening 12 can emerge. The nozzle opening 12 is conveniently located in the manner shown in FIGS. 1 and 2 in a manner straight connecting line starting from electrodes 16 and 17. The axis of the nozzle goes roughly through the discharge tube between the electrodes.
Gegebenenfalls kann man auch einen Verschluß 24 zum Schließen der Düsenöffnung 12 zwischen cien einzelnen Impulsen aus Flüssigkeit verwenden. Man kann uen Verschluß 24 elektrisch oder mechanisch betätigen und kann zu seiner Steuerung einen Detektor 26 mit dem Schalterglied des Schalters 22 verbinden. Der^ Detektor 26 synchronisiert dann das öffnen des Verschlusses 24 mit dem Entladen der Energiespeicher 23, um im richtigen Zeitpunkt die Düse zu öffnen. Man kann anstelle des schematisch dargestellten Verschlusses auch eine Art Ventil verwenden. Beispielsweise kann man ein elektromagnetisch betätigtes Ventil zum abwechselnden öffnen und Schließen der Büsenöffnung 12 vorsehen.If necessary, a closure 24 can also be used to close the nozzle opening 12 between cien individual pulses of liquid use. The shutter 24 can be operated electrically or mechanically and a detector 26 can be used to control it connect to the switch member of the switch 22. The ^ detector 26 then synchronizes the opening of the shutter 24 with the Discharge the energy store 23 in order to open the nozzle at the right time. One can instead of the one shown schematically Closure also use some kind of valve. For example, can one solenoid operated valve for alternating provide for opening and closing of the sleeve opening 12.
Bei dem AusführungsDeispiel gemäß Fig. 2 ist ein Kolben 30 dazu vorgesehen, die Flüssigkeit in der Reaktionskammer 11 vor der Entladung des Energiespeichers 2 3 über die Funkenstrecke 16-17 unter Druck zu setzen. Die Flüssigkeit wird der Reaktionskammer ll.z.b. durch eine Einlauföffnung 13 zugeführt. Bei dieser Ausführungsform wird der Kolben 30 mit hoher Geschwindigkeit durch einen seine Führung bildenden Zylinder 32 durch nicht gezeigte äußere Kraftmittel nach rechts geschoben. Der Kolben 30 erfaßt dann die durch die öffnung Jl hereingebrachte FlüssigkeitIn the embodiment according to FIG. 2, a piston 30 is used provided to the liquid in the reaction chamber 11 before the discharge of the energy store 2 3 via the spark gap 16-17 pressurized. The liquid becomes the reaction chamber ll.z.b. fed through an inlet opening 13. In this embodiment, the piston 30 runs at high speed pushed to the right by a cylinder 32 forming its guide by external force means not shown. The piston 30 then detects the liquid brought in through the opening J1
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w- *~ BAD ORIGINALw- * ~ BAD ORIGINAL
un,d beschleunigt diese Flüssigkeit während des hLndrückens in die Reaktionskammer 11. Die.Flüssigkeit betritt dadurch die Reaktionskammer mit einer hohen Geschwindigkeit und demnach einem entsprechend hohen Impuls. Die Flüssigkeit füllt nunmehr die Reaktionskammer 11 auf und im Augenblick der vollständigen Füllung mit der im wesentlichen inkompressibLen Flüssigkeit, d.h. z.B. am rechten-Totpunkt des Kolbens, bewirkt der Schalter 22 den Kurzschluß des Energiespeicher 25 über die Entladungsstrecke zwischen den Elektroden 16 und 17. Die sich schnell ausdehnende Gasblase, die durch die HeizwirKung der elektrischen Entladung entsteht, vergrößert nun noch die Kinetische FTnergie der Flüs- ψ' sigkeit, die diese bereits durch die Beschleunigung durch den Kolben erhalten hat, wobei der Kolben in seiner vordersten Stellung in diesem Augenblick verriegelt ist, u;n dadurch die Reaktione· kammer 11 auf seiner Seite abzuscnlie£en. Dann wird der Kolben durch eine entsprechende Kolbenstange od.dgl. wieder zurückgezogen. Da im Augenblick der Entladung die Reaktionskammer 11Un, d accelerates this liquid into the reaction chamber 11 during the squeezing action. The liquid thereby enters the reaction chamber at a high speed and accordingly with a correspondingly high impulse. The liquid now fills the reaction chamber 11 and at the moment of complete filling with the essentially incompressible liquid, ie for example at the right-hand dead center of the piston, the switch 22 causes the energy store 25 to be short-circuited via the discharge path between the electrodes 16 and 17 rapidly expanding gas bubble that is created by the heating action of the electric discharge, now enlarged nor the Kinetic FTnergie the liquid-ψ 'sigkeit which it has already received by the acceleration by the piston, wherein the piston is locked in its most forward position at this moment , thereby closing the reaction chamber 11 on its side. Then the piston or the like by a corresponding piston rod. withdrawn again. Since the reaction chamber 11
im wesentlichen - d.h. bis auf die Düsenöffnung - ein geschlossener Raum ist, wird die gesamte Energie in der Flüssigkeit dazu verwendet, einen wie einen Körper begrenzten Teil der Flüssigkeit nach Art eines Geschosses durch die Düsenöffnung zu schiess en.essentially - i.e. apart from the nozzle opening - a closed one If there is space, all the energy in the liquid is used to make up a part of the liquid that is bounded like a body to shoot like a bullet through the nozzle opening en.
fc In Fig. 3 ist scheinatisch die Anordnung mehrerer elektrohydraulischer Hochdruckstrahler etwa nach den vorstehenden Figuren an einer Art Gestell dargestellt. Dieses Gestell kann z.B. der bewegliche Teil eines Schrümhobeis sein. Der HObel selbst ist mit 40 bezeichnet. Eine entsprechend geeignete Anzahl von Schrämmeißeln 41 ist ebenfalls an dem Gestell 40 angeordnet. Der eigentliche Schrämhooel lauft auf Schienen 42, wie dies bei Schrämhobeln bekannt ist, so daß auf seiner Arbeitsseite nebeneinander in etwa der gezeigten Weise Schrämhobel und elektrohydraulische Hochdruckstrahler angeordnet sind. Hit 43 sind Antriebsmittel für den Schrämhobel entlang der Abbaustrecke bezeichnet. Die Arbeitsrichtung des Schrämhobels ist in Fig. 3 nach rechts, sofc In Fig. 3 is apparently the arrangement of several electrohydraulic High-pressure emitters shown on a kind of frame according to the preceding figures. This frame can e.g. be the movable one Be part of a Schrümhobeis. The HObel itself is with 40 designated. A correspondingly suitable number of cutting bits 41 is also arranged on the frame 40. The actual Schrämhooel runs on rails 42, as is the case with Schrämhooel is known, so that on its working side side by side in approximately the manner shown, cutter planer and electrohydraulic High pressure emitters are arranged. Hit 43 is the drive means for the cutter along the mining route. the The working direction of the cutter is to the right in FIG. 3, like this
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daß beim Vortrieb nach rechts die arbeitenden Hochdruckstrahler 10 das Gestein brechen oder zumindest anbrechen, wodurch dann die nachfolgenden eigentlichen Schrämmesser 41 den Abbau dee so vorbereiteten Gesteins vollenden können.that when driving to the right, the working high-pressure jets 10 break the rock or at least crack, which then the subsequent actual cutting knife 41 the dismantling dee be able to complete rocks prepared in this way.
in Fig« H ißt eine im wesentlichen der Fig. 3 ähnliche Anordnung dargestellt, bei welcher zusatzlich in Arbeitsrichtung gesehen vor jedem elektrohydraulIschen Hochdruckstrahler 10 ein Infrarotheiaselement 51 mit Heizfaden 52 und einem Reflektor 5 3 angeordnet ist. Bei dem Arbeiten mit einem so ausgestalteten a Schrämhobel11 wird das abzubauende Gestein zunächst durch die Bestrahlung durch die Heizelemente 51 geheizt und die elektrohydraulischen Hochdruckstrahier 10 wirken zumindest teilweise auch kühlend. Die erhebliche Temperaturdifferenz zwischen dem Heizen und dem Kühlen bewirkt ein Brüchigwerden oder sogar schon vollständiges Brechen des abzubauenden Gesteins. Anschließend entfernen die an sich bekannten Schrämzähne 41 aus Metall noch etwa stehen gebliebenes Gestein. Man kann an dem Schrämhobel 4C in einer anderen Ausführung des Grundgedankens der Erfindung jeweils zwei waagerecht nebeneinander liegende Einheiten 10 und 51 austauschen, so daß die von den Strahlern 10 kommende Flüssigkeit zum Brechen de ε Gesteins auch in dieses eindringt, und anschließend von den Heizern 51 geheizt wird, so daß die Flüssigkeit verdampft. In diesem Falle findet ebenfalls eine thermische Schockbelastung und eine rein mechanische Beanspruchung des abzubauenden Gesteins statt. Weiter wird auch in diesem Falle durch die nachlaufenden mechanischen Schrämmesser 41 das Gestein vollständig abgebrochen.FIG. 3 shows an arrangement essentially similar to that of FIG. 3, in which an infrared thermal element 51 with a filament 52 and a reflector 53 is also arranged in front of each electrohydraulic high-pressure radiator 10, seen in the working direction. When working with such a designed Schrämhobel 11, the degraded rock is first heated by the irradiation by the heating elements 51 and the electro-hydraulic Hochdruckstrahier 10 act at least partly cooling. The considerable temperature difference between heating and cooling causes the rock to be mined to become brittle or even to break completely. The cutting teeth 41 made of metal, which are known per se, then remove any remaining stone. In another embodiment of the basic concept of the invention, two horizontally adjacent units 10 and 51 can be exchanged on the cutter 4C, so that the liquid coming from the radiators 10 for breaking the rock also penetrates into this, and then from the heaters 51 is heated so that the liquid evaporates. In this case, there is also a thermal shock load and a purely mechanical load on the rock to be mined. Furthermore, in this case, too, the rock is completely broken off by the following mechanical cutting knife 41.
In den Fig.. 5. 6 und 7 ist eine weitere Ausführung eines elektronydraulischen Hochdruckstrahlers nach der Erfindung dargestellt. Zwei relativ dicke, ebene und kreisförmige Stahlplttten 31 und 32 lagern isolierende Hülsen 18 bzw. 19 und die einander gegenüberstehenden und mittig angeordneten leiten-In Figs. 5, 6 and 7, there is another embodiment of a electronic hydraulic high pressure jet according to the invention shown. Two relatively thick, flat and circular steel plates 31 and 32 store insulating sleeves 18 and 19 and respectively the opposing and centrally arranged guide
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den Elektroden 16 und 17. Die Platten 31 und 32 haltern zwischen sich eine ringförmige Platte 33, die auch aus Stahl bestehen kann, so daß ein zylindrischer Hohlraum, der am besten aus Fig. 7 erkennbar ist, entsteht. Die Platten 31, 32 und 33 sind a.B. durch kräftige Schraubbolzen 3 5 mit entsprechenden Muttern 31 am Umfang der Platten verbunden, die durch entsprechende fluchtende Bohrungen in den Platten führen. Die beiden Innenflächen der äußeren Platten 31 und 3 2 haben Ringnuten zur Aufnahme von Dichtungsringen 36 und 38, so daß also der zylindrische Raum 39 in der Platte 33 dicht abgeschlossen ist. Die Enden der Elektroden 16 und 17 stehen in den Hohlraum 39 ein.the electrodes 16 and 17. The plates 31 and 32 hold between them an annular plate 33, which is also made of steel can, so that a cylindrical cavity, which is best seen in Fig. 7, is formed. The plates 31, 32 and 33 are a.B. by strong screw bolts 3 5 with corresponding Nuts 31 connected to the periphery of the plates, which by corresponding Make aligned holes in the plates. The two Inner surfaces of the outer plates 31 and 3 2 have annular grooves for receiving sealing rings 36 and 38, so that the cylindrical Space 39 in the plate 33 is sealed off. The ends of the electrodes 16 and 17 protrude into the cavity 39.
Wie Fig. 6 am deutlichsten zeigt, ist in die mittlere Stahlplatte 33 eine enge Bohrung 14 eingearbeitet, die zur Zuführung von Flüssigkeit ins Innere des Hohlraums dient, wobei die oben schon unter Hinweis auf Fig. 1 und 2 erläuterten Mittel verwendet werden können. Ferner weist die mittlere Platte 33 eine radial weisende Düse 12 auf, deren Achse etwa 90° mit der Einlaßöffnung bzw. deren Achse bildet. Die auseinandergezogene Darstellung (mit einem Knick zwischen den Teilen 3 3 und 32) zeigt perspektivisch den Zusammenbau der äußeren Platten 31 und 32 »it den isolierenden Hülsen 18 und 19 und deren mittige Elektroden 16 und 17, wie auch die Bauart der Platte 33, deren Mittelt öffnung den eigentlichen geschlossenen Arbeitsraum 39 bildet. Die Bauteile sind deswegen so massiv ausgeführt, damit sie den erläuterten hohen Drücken, die sich im Inneren des Arbeitsräume· aufbauen, widerstehen können.As FIG. 6 shows most clearly, a narrow bore 14 is machined into the middle steel plate 33, which is used for feeding of liquid into the interior of the cavity is used, wherein the means already explained above with reference to FIGS. 1 and 2 can be used. Furthermore, the middle plate 33 has a radially pointing nozzle 12, the axis of which is approximately 90 ° with the inlet opening or their axis forms. The exploded view (with a kink between parts 3 3 and 32) shows in perspective, the assembly of the outer plates 31 and 32 with the insulating sleeves 18 and 19 and their central electrodes 16 and 17, as well as the design of the plate 33, its center Opening forms the actual closed working space 39. This is why the components are so massive that they can withstand the high pressures explained in the interior of the work area. build up, be able to resist.
Der erfindungsgemäße Hochstdruckstrahler kann als zerstörendes Werkzeug überall im Bergbau angewendet werden, des weiteren zum Schneiden oder Bohren in Beton und ähnlichen harten Materialien. Auch eine Verwendung der erfindungεgemäßen Hochdruckstrahler etwa in der Art wie Sandstrahlgebläse ist denkbar.The high pressure radiator according to the invention can be considered destructive Tool can be used everywhere in mining, furthermore for cutting or drilling in concrete and similar hard materials. Also a use of the high pressure emitters according to the invention something like the sandblasting fan is conceivable.
Patentansprüche:Patent claims: 2098H/06692098H / 0669
Claims (1)
«|a|> dgp JCplben <3Ö) zur Förderung yon angelieferter. Fliiggigz fn die eigjentliehe Entladunj-;skajnmerda |> άβψ inlet £ 31) formed in dpr cylinder.yand is $
«| A |> dgp JCplben <3Ö) for the promotion of delivered. Fliiggigz fn the own unloading; skajnmer
ip gcjineller gepplstep Fplgß Λ#1§
? gegjebenenfalls in Vei?binduing pi$
den peciiani.j5qhen Hobelinessern einer SffhraipmasGhine οάβψ d|S|?g§Pp.üchen erz.eμgt.en
ip gcjineller gepplstep Fplgß Λ # 1§
? possibly in Vei? binduing pi $
the peciiani.j5qhen planers of a SffhraipmasGhine οάβψ d | S |? g
J-? j gekennzeichnet durch zusätzliche Apwepd^ng ygn |i.ei|uiigjf|J ίδ1| an gipep Sehpanyiiagchine mit inechani,sc,h&n ^e^ßern .undIg,? / Ey?, | Fenjqlung ypn KpchdpuiGk -iquid.keJ.tsstpahl.en napji Änspi? Iii? Fe
J-? j characterized by additional Apwepd ^ ng ygn | i.ei | uiigjf | J ίδ1 | an gipep Sehpanyiiagchine with inechani, sc, h & n ^ e ^ ßern .and
ζμρ Ijpckerung ;de.s Gebirges yepRendet werdgj^.sl-gkeitsstirahl ^ rn iferapt, 4? ^ #WPh / äigg ^ -
ζμρ packing ; de.s mountains yepRendet will be ^.
Biit yärmeftrahlerp (Sl)1 4#nn mit
i(10) und darauffolgend p-.it mechanischen Abbauine^^.er-p bje.a3?|t>j5|L ißt wercien, wob;ei diese drei verschiedenen W
.einer Schräinmaschipe über die AbbauiroPt k.eweg£ st.eff 19. gepgbauystrfiihren according to claims 17 or f. §, fladjii | ^ 2 | ig «r? | cennz | 2ichn ^ t ? that this ^ b? Mtei> end
Biit yärmeftrahlerp (Sl) 1 4 # nn with
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.a Schräinmaschipe over the mining service point k. e away £ st.eff
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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FR (1) | FR2111566A5 (en) |
GB (1) | GB1335630A (en) |
NL (1) | NL7114384A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017119610A1 (en) | 2017-08-26 | 2019-03-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for generating a sequence of beam sections of a discontinuous, modified liquid jet |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3826537A (en) * | 1970-12-21 | 1974-07-30 | Copper Range Co | Mining and tunneling process involving alternated application of thermal and mechanical energy |
US3826536A (en) * | 1970-12-21 | 1974-07-30 | Cooper Range Co | Mining and tunneling process involving alternated application of thermal and mechanical energy |
US3848118A (en) * | 1972-03-04 | 1974-11-12 | Olympia Werke Ag | Jet printer, particularly for an ink ejection printing mechanism |
US3876251A (en) * | 1973-02-15 | 1975-04-08 | James Boyd | Mining and tunneling apparatus involving alternated application of thermal and mechanical energy in response to sensed rock condition |
US3941312A (en) * | 1973-11-23 | 1976-03-02 | Research and Development Laboratories of Ohno Company Limited | Ink jet nozzle for use in a recording unit |
US3900162A (en) * | 1974-01-10 | 1975-08-19 | Ibm | Method and apparatus for generation of multiple uniform fluid filaments |
US4004737A (en) * | 1975-08-05 | 1977-01-25 | Environment/One Corporation | Continuous high velocity fluid jet system |
US4702418A (en) * | 1985-09-09 | 1987-10-27 | Piezo Electric Products, Inc. | Aerosol dispenser |
GB2231661A (en) * | 1989-05-08 | 1990-11-21 | Roy Baria | Seismic source |
US5123433A (en) * | 1989-05-24 | 1992-06-23 | Westinghouse Electric Corp. | Ultrasonic flow nozzle cleaning apparatus |
US5560543A (en) * | 1994-09-19 | 1996-10-01 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Heat-resistant broad-bandwidth liquid droplet generators |
US5896938A (en) * | 1995-12-01 | 1999-04-27 | Tetra Corporation | Portable electrohydraulic mining drill |
RU2123596C1 (en) * | 1996-10-14 | 1998-12-20 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method for electric-pulse drilling of wells, and drilling unit |
JP3249073B2 (en) * | 1997-09-05 | 2002-01-21 | 日立造船株式会社 | Destruction device |
US6675914B2 (en) * | 2002-02-19 | 2004-01-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pressure reading tool |
US8789772B2 (en) | 2004-08-20 | 2014-07-29 | Sdg, Llc | Virtual electrode mineral particle disintegrator |
GB2420358B (en) * | 2004-11-17 | 2008-09-03 | Schlumberger Holdings | System and method for drilling a borehole |
US9416594B2 (en) | 2004-11-17 | 2016-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for drilling a borehole |
JP4665839B2 (en) * | 2006-06-08 | 2011-04-06 | パナソニック電工株式会社 | Electrostatic atomizer |
US10060195B2 (en) | 2006-06-29 | 2018-08-28 | Sdg Llc | Repetitive pulsed electric discharge apparatuses and methods of use |
CN102132004B (en) | 2007-11-30 | 2014-11-12 | 雪佛龙美国公司 | Pulse fracturing device and method |
KR100948954B1 (en) * | 2008-01-25 | 2010-03-23 | 성균관대학교산학협력단 | Droplet jetting apparatus using electrostatic force and manufacturing method and ink providing method thereof |
SK50622009A3 (en) * | 2009-09-24 | 2011-05-06 | Ivan Kočiš | Method for material dislodging and device there of |
US8667824B2 (en) * | 2010-11-05 | 2014-03-11 | Ford Global Technologies, Llc | Electrode assembly for electro-hydraulic forming process |
US10407995B2 (en) | 2012-07-05 | 2019-09-10 | Sdg Llc | Repetitive pulsed electric discharge drills including downhole formation evaluation |
US20140060804A1 (en) * | 2012-09-06 | 2014-03-06 | Joel Scott Barbour | Well Cleaning Device |
US10077644B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-09-18 | Chevron U.S.A. Inc. | Method and apparatus for generating high-pressure pulses in a subterranean dielectric medium |
BR112016006434B1 (en) | 2013-09-23 | 2022-02-15 | Sdg, Llc | METHOD FOR SUPPLYING A HIGH VOLTAGE PULSE TO AN ELECTRO-CRUSHING OR ELECTRO-HYDRAULIC DRILLING DRILL, AND POWER SWITCH EQUIPMENT FOR USE IN ELECTRO-CRUSHING OR ELECTRO-HYDRAULIC DRILLING |
CA2890401C (en) * | 2015-01-21 | 2015-11-03 | Vln Advanced Technologies Inc. | Electrodischarge apparatus for generating low-frequency powerful pulsed and cavitating waterjets |
CN107165651B (en) * | 2017-05-25 | 2023-07-14 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | Rock breaking hob, shield machine cutterhead and shield machine |
DE102018008672B4 (en) * | 2018-11-05 | 2021-02-11 | Max Simmel Maschinenbau GmbH | Tool concept and process for partial and incremental forming by electro-hydraulic forming |
CN109594917A (en) * | 2018-12-05 | 2019-04-09 | 马金伟 | Bi-directional combination type drilling rig |
CN112302676B (en) * | 2020-11-03 | 2022-05-06 | 浙江科技学院 | Hydraulic telescopic type advanced electric blasting rock breaking method for shield tunneling of composite stratum |
CN112302675B (en) * | 2020-11-03 | 2022-05-06 | 浙江科技学院 | Hydraulic telescopic type advanced electric blasting rock breaking device for shield tunneling of composite stratum |
CN113818892A (en) * | 2021-07-29 | 2021-12-21 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | Rock breaking and tunneling device and rock breaking method thereof |
CN114198100B (en) * | 2021-12-03 | 2023-06-20 | 太原理工大学 | Rock drilling high-temperature thermal cracking axial directional pre-cracking equipment |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2512743A (en) * | 1946-04-01 | 1950-06-27 | Rca Corp | Jet sprayer actuated by supersonic waves |
US2881092A (en) * | 1956-12-10 | 1959-04-07 | Jr John Sedlacsik | Spray device actuated by supersonic means |
NL255983A (en) * | 1959-12-14 | |||
US3373752A (en) * | 1962-11-13 | 1968-03-19 | Inoue Kiyoshi | Method for the ultrasonic cleaning of surfaces |
US3281860A (en) * | 1964-11-09 | 1966-10-25 | Dick Co Ab | Ink jet nozzle |
US3400892A (en) * | 1965-12-02 | 1968-09-10 | Battelle Development Corp | Resonant vibratory apparatus |
-
1970
- 1970-10-20 US US82319A patent/US3700169A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-10-15 AU AU34733/71A patent/AU3473371A/en not_active Expired
- 1971-10-18 CH CH1522171A patent/CH553338A/en not_active IP Right Cessation
- 1971-10-19 DE DE19712152003 patent/DE2152003A1/en active Pending
- 1971-10-19 GB GB4847671A patent/GB1335630A/en not_active Expired
- 1971-10-19 CA CA125505A patent/CA939015A/en not_active Expired
- 1971-10-19 NL NL7114384A patent/NL7114384A/xx unknown
- 1971-10-19 AT AT943072A patent/AT318521B/en not_active IP Right Cessation
- 1971-10-19 AT AT903771A patent/AT311909B/en not_active IP Right Cessation
- 1971-10-20 BE BE774217A patent/BE774217A/en unknown
- 1971-10-20 FR FR7137601A patent/FR2111566A5/fr not_active Expired
- 1971-10-20 ES ES396189A patent/ES396189A1/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017119610A1 (en) | 2017-08-26 | 2019-03-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for generating a sequence of beam sections of a discontinuous, modified liquid jet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT318521B (en) | 1974-10-25 |
NL7114384A (en) | 1972-04-24 |
ES396189A1 (en) | 1975-02-01 |
US3700169A (en) | 1972-10-24 |
AU3473371A (en) | 1973-05-03 |
CH553338A (en) | 1974-08-30 |
BE774217A (en) | 1972-02-14 |
CA939015A (en) | 1973-12-25 |
AT311909B (en) | 1973-12-10 |
GB1335630A (en) | 1973-10-31 |
FR2111566A5 (en) | 1972-06-02 |
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