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BESCHRE1BIJIG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen zum Erzeugen von
pulsierenden Flüssigkeitsstrahlen, insbesondere Wasserstrahlen, welche als pulsierende
Wasserstrahler bekannt sind. Die Erfindung kann bei der hydromechanischen Gewinnung
von nutzbaren sineralien, im Wasserbau sowie in der Energetik Verwendung finden.
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Bekannt ist ein pulsierender Wasserstrahler (UdSSR-Urheberschein
800354), welcher einen Stromunterbreche-r mit einem Zulauf für die von einer Druckquelle
zulaufende Betriebsflüssigkeit sowie mindestens zwei Ausläufe für die Zufuhrung
der Betriebsflüssigkeit zu den entsprechenden Strahlrohren, und einen Impulserzeuger
enthält. Der Impulserzeuger schliesst ein mit den Strahlrohren hydraulisch gekoppeltes
hohles Durchflussgehäuse, ein in diesem Gehäuse untergebrachtes Trennelement, das
zwischen zwei Endstellungen in bezug auf die Strahlrohre für die Verstellung in
eine dieser Endstellungen, bei welcher infolge der Umschaltung des Stromunterbrechers
- nachdem der Betriebsflüssigkeitsdruck in dem betreffenden Strahlrohr auf den vorgegebenen
Wert angestiegen ist -ein Impuls erzeugt wird, bev-egbar ist, sowie zumindest zwei
Hubwegbegrenzer für das Trennelement, sobald dieses in eine seiner Endstellungen
zum Impulserzeugen gekommen ist, ein, wobei jeder Begrenzer mit dem entsprechenden
Strahlrohr in funktioneller Verbindung steht.
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Die Wirkungsweise des bekannten Wasserstrahlers basiert auf der Umwandlung
des stationären Flüssigkeitsstromes in einen pulsierenden mit darauffolgender Beschleunigung
der Flüssigkeit mit Hilfe des Impuls er zeugers und deren Abbremsung vor der Wasserstrahldüse.
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Somit wird dem pulsierenden Flüssigkeitsstrom ein Hochdruckimpuls
überlagert.
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Der Flüssigkeitsdruck in den Strahlrohren über-
schreilet
den am Zulauf nicht und bleibt im Ver-1<ufe der Impulsdauer konstant. Folglich
bleibt der Plüssigkeitsauslaui aus dem jeweiligen Strahlrohr im Verlaufe eines Impulses,
dessen Dauer ca. 0,1 s beträgt, stationär. Der Flüssigkeitsdruck wahrendeines Impulses
kann durch Vergrösserung der Druckamplitude erhöht werden.
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In der bekannten Einrichtung ist es aber nicht möglich, die Hochdruckamplitude
zu vergrössern, weil die Umschaltung des Impulserzeugers, derzufolge der Stromunterbrecher
die Flüssigkeit dem anderen Strahlrohr zuleitet, stattfindet bevor der Flüssigkeitsdruck
im Strahlrohr auf den erwünschten Wert- angestiegen ist.
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Unter diesen Bedingungen kann die Wirksamkeit des Gesteinsabbaus
beziehungsweise der Zerstörung eines anderen Objektes durch Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks
der Druckquelle erhöht werden, was aber unzweckmässig ist, da es einen Energiemehrverbrauch
und eine Erhöhung der Ausrüstungskosten mit sich bringt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pulsierenden Wasserstrahler
zu entviickeln, in welchem durch Verzögerung der Umschaltung des Impulserzeugers
eine Vergrösserung der Hochdruckamplitude wahrend eines Druckimpulses erreicht wird,
was zur Erhöhung der Wirksamkeit der Objektzerstörung beiträgt.
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Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass in einem pulsierenden
Wasserstrahler gemäss der Erfindung der Impulserzeuger ein Drittel zur Verzögerung
der Verschiebung des Trennelementes aufweist, welches im Gehause des Impulserzeugers
derart ausgeführt ist, dass es von der einen Seite der Wirkung einer konstantbleibenden
Kraft ausgesetzt ist, während es an der anderen Seite als Ergebnis der Wirkung der
konstantbleibenden Kraft von der erwähnten einen Seite und einer infolge des Druckanstiegs
der in dem entsprechen-
den -Strahlrohr strömenden Betriebsflüssigkeit
ansteigenden Kraft von der anderen Seite mit dem Trennelement zusammenwirkt.
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Bine solche bauliche Gestaltung des Wasserstrahleis gestattet es,
eine Hochdruckamplitude in dem erwünschten 3ereich wihrend der Druckimpulsdauer
zu erhalten, wodurch ihrerseits die Wirksamkeit des Abbaus eines Gebirgsstosses,
beispielsweise eines Kohlenflözes, erhöht wird. Darüber hinaus ist eine solche 3auveeise
relativ einfach und kennzeichnet sich folglic durch ihre Betriebssicherheit.
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Der Erfindungsgedanke kann durch verschiedene Bauweisen realisiert
werden. Das Mittel zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes kann als
eine Druckfeder, ein elastisches Element, in welchem Druckgasenergie benutzt wird,
oder als ein Kanal, durch welchen die Betriebsflüssigkeit unter einem vorgegebenen
Druck gefördert wird, gestaltet sein. Die bauliche Gestaltung des Impulserzeugers
kann dabei einige Varianten besitzen, in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführung
des Mittels zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes, was nachstehend
in der ausführlichen Beschreibung der Erfindung offenbart wird.
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In weiteren wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: den erfindungrsgemässen
pulsierenden Wasserstrahler in Gesamtansicht, Fig. 2: den in Fie. 1 dargestellten
Wasserstrahler in Draufsicht, Fig. 3: schematisch den pulsierenden .;asserstrahler,
wobei die Hauptbaugruppen im Schnitt gezeigt sind, Fig. 4: eine Ausführungsvariante
der Erfindung, wobei der Impulserzeuger im Schnitt gezeigt ist, Fig. 5: den Axialschni.tt
des Impulserzeugers,
der den Erfindungsgedanken gemäss einer weiteren
Ausführungsvariante verkörpert, Fig. 6: den Axialschnitt des Impulserzeugers, der
den Erfindungsgedanken gemäss einer noch weiteren Ausführungsvariante verkörpert,
Fig. 7: eine noch weitere Ausführungsvariante der Erfindung, Fig. 8: eine andere
Ausführungsvariante der Erfindung, Pig. 3: eine Ausführungsvariante der Erfindung,
wobei das mittel zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes als eine Druckfeder
ausgeführt ist, Fig. 10: eine noch andere Ausführungsvariante der Erfindung, wobei
das Mittel zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes als ein unter Wirkung
von Druckgas bewegbares elastisches Element ausgeführt ist, und Fig. 11: eine noch
weitere Ausführungsvariante der Erfindung, wobei das Drittel zur Verzögerung der
Verschiebung des Trennelementes im wesentlichen ähnlich dem in Fig, 10 dargestellten
ausgeführt ist.
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Nachstehend wird die Erfindung an ihren konkreten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
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Der pulsierende Wasserstrahler (Fig. 1, 2 und 3) enthält einen selbstfahrenden
Wagen 1, an dem der Stromunterbrecher 2, der gasbelastete hydropneumatische Akkumulator
3, Rohrleitungen 4 und 5 sowie Impulserzeuger 6 und 7 mit dem Mittel zur Verzögerung
der Verschiebung des Trennelementes in Gestalt von Rohrleitungen 8 und 9 montiert
sind. Der Stromunterbrecher 2 besteht aus dem Gehäuse 10 mit den Sitzen 11 und 12,
wobei sein Sitzzwischenraum 13 über die Innenhohlräume des gasbelasteten hydropneumatischen
Akkumulators 3 mit der ,Julaufleitung 14 in Verbindung steht und in den Sitzauswärtsräumen
15 und 16 miteinander durch eine
Kolbenstange 17 star gekoppelte
Kolben 18 und 19 angeordnet sind. Darüber hinaus sind die Sitzauswärtsräume 15 und
16 mit den mit Wasserstrahldüsen von gleichem Durchmesser versehenen ;3trahlrohren
20 und 21 über die Innenhohlräume der Rohrleitungen 4 und 5 und der Rohrgelenke
22 und 23 verbunden. Die Kolben räume 24 und 25 sind mit den Rohrleitungen 4 und
5, d. h. letzten Endes mit den mit Wasserstrahldüsen von gleichem Durchmesser versehenen
Strahlrohren 20 und 21 mittels Uberleitrohren26 und 27 verbunden, deren Strömungswiderstand
den der Wasserstrahldüsen bei weitem übertrifft. Die Kolbenräume 24 und 25 sind
von den Räumen 28 und 29 mit elastischem Element (Druckgas) durch Trennmembranen
30 und 31 getrennt, deren Hub beiderseitig durch Gitter 32, 33 und 34, 35 begrenzt
ist. Einer der Kolbenräume, beispielsweise der Kolbenraum 25, ist mit der Umgebung
über das Steuerventil 36 verbunden.EAn den Rohrleitungen 4 und 5 sind in der Nähe
der mit Wasserstrahldüsen von gleichem Durchmesser versehnen Strahlrohre 20 und
21 Impulserzeuger 6 und 7 mit Trennelementen in Gestalt von Kolben 37 und 38 mit
den Kolbenstangen 39 und 40 angeordnet, welche in den durch Trennwände 43 und 44
in je zwei Kammern 45, 46 und 47, 48 getrennten Gehäusen 41 und 42 untergebracht
sind. Die Kammern 45 und 46 stehen Woer die Innenhohlräume der Rohrleitungen 8 und
9 mit der Zulaufleitung 14, und die Kammern 47 und 48 über die Offnungen 49 und
50 mit den Iunenhohlräumen der Rohrleitungen 5 und 4 in Verbindung. Die Flächen
der Kolben 37 und 38 mit den Kolbenstangen 39 und 40 sind derartig gewählt, dass
in den Rohrleitungen 4 und 5 nach deren Zurückstellung ein Druck von beispielsweise
ca. 2,0 T5Pa gewährleistet wird.
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Ferner sind im kolbenseitigen Raum jedes Gehäuses 41 und 42 in der
Nähe des entsprechenden Strahlrohres Hubwegbegrenzer 43a und 44a für den Kolben
3'(
bzv 38 in Richtung des Strahlrohres 21 bzw. 20, vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung besteht in folgendem. Wenn das
Steuerventil 36 geöffnet ist und sich die Kolben 18 und 13 mit der Kolbenstange
17 in ihrer linken Endstellung befinden, füllt die 1Ilüssigkeit aus der Zulaufleitung
14, indem sie über die Innenhohlräume des gasbelasteten hydropneumntischen Akkumulators
3 strömt, den Sitzzwischenraum 13 im Gehäuse 10 des Stromunterbrechers 2 aus, durchströmt
den Spalt zwischen dem Kolben 19 und dem Sitz 11, gelangt in den Sitzauswärtsraum
15, aus diesem in die Rohrleitung 5, die Rohrgelenke 23, in das Strahlrohr 21 mit
der Wasserstrahldüse und tritt über die Düse des Strahlrohres 21 in die Umgebung
heraus. Darüber hinaus füllt die Flüssigkeit aus der Rohrleitung 5 über das Uberleitrohr
27 den Kolbenraum 25 des Kolbens 19 aus, da aber das Steuerventil 36 geöffnet ist,
so ist der Druck in diesem Raum dem Aussenluftdruck nahe. Zu dieser Zeit ist der
Druck im kolbenraum 24 ebenfalls dem Aussenluftdruck nahe, da dieser über das Uberleitrohr
26 und des mit der Düse versehene Strahlrohr 20 mit der Umgebung kommuniziert, Folglich
sind die Trennmembranen 30 und 31 der Raume 28 und 29 mit dem elastischen Element
durch Gasdruck an die Gitter 32 und 33 angedrückt. Der Kolben 37 samt Kolbenstange
33 des Impulserzeugers 7 befindet sich in seiner rechten Endstellung an der Trennwand
43 des Gehause 41, wobei die Kammer 47 mit Betriebsflüssigkeit aus der Rohrleitung
5 gefüllt ist.
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Der Kolben 38 samt Kolbenstange 40 des Impulserzeugers 6 befindet
sich unter Wirkung des aus der Zulaufleitung 14 über die Rohrleitung 8 in die Kammer
46 zugeführten Druckes ebenfalls in seiner rechten Endstellung an der Offnung 50
zu der Rohrleitung 4, wobei die Kammer 48 frei von Betriebsflüssigkeit ist.
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Das Umschalten der Einrichtung auf selbstschwin-
genden
Betrieb erfolgt durch Schliessen des Steuerventils 36. bei steigt der 3etriebsflüssigkeitsdruck
im Kolbenraum 25 des Kolbens 19 allmählich so lange an, bis die durch die Betriebsdruckkraft
vom Gitter 33 abgedrückte Trennmembran 31 das Gitter 35 erreicht. Danach steigt
der Druck im kolbenraum 25 momentan bis auf den zugeleiteten Druck, d. h. bis auf
den in der Rohrleitung 5 herrschenden Druck an. Infolgedessen entsteht eine Kraft,
welche die Kolben 18 und 19 samt Kolbenstange 17 aus der rechten in die linke 3ndstellung
verschiebt. Die Betriebsfltissigkeit strömt nun aus dem Sitzzwischenraum 13 des
Stromunterbrechers 2 nicht zum Strahlrohr 21 über die Rohrleitung 5, sondern zum
Strahlrohr 20 über die Rohrleitung 4. Der Hauptstrom der Betriebsflüssigkeit gelangt
über den Spalt zwischen dem Kolben 18 und dem Sitz 12 in den Sitzausvärtsraum 16,
die Rohrleitung 4, das Rohrgelenk 22, das Strahlrohr 20 mit einer Wasserstrahldüse
und tritt über die Düse 20 in die Umgebung aus. Zu derselben Zeit gelangt die Flüssigkeit
aus der Rohrleitung 4 über die Offnung 50 in die Kammer 48, füllt diese aus und
verschiebt den Kolben 38 samt Kolbenstange 40 aus der rechten Endstellung von der
Offnung 50 in die linke Endstellung bis zum Anschlag gegen die Trennwand 44 des
Gehäuses 42 des Impulserzeugers 6.
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Die Betriebsflüssigkeit aus der Kammer 46 wird bei Verschiebung des
Kolbens 38 samt Kolbenstange 40 aus der rechten Endstellung in die linke über die
Rohrleitung 8 in die Zulaufleitung 14 verdrängt.
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Bis der Kolben 38 samt Kolbenstange 40 des Impulserzeugers 6 in seine
linke Endstellung gekommen ist, d.h. sol der Kolben 38 samt Kolbenstange 40 gegen
die Trennwand 44 des Gehäuses 42 nicht anschlägt, wird der Strömungswiderstand des
Systems durch den StrömungsvJiderstand der Wasserstrahldüse des Strahlrohres 20
und der Offnung 50 bestimmt. Die Zeitdauer, in deren Ver-
laufe
die Betriebsflüssigkeit die Kammer 48 des Impulserzeugers 6 ausfüllt, hängt vom
Passungsvermögen des letzteren, vom Strörnungswiderstand der Offnung 50 sowie vom
Ausgangsdruck in der Rohrleitung 4 ab, wobei dieser der für die Verschiebung des
Kolbens 38 samt Kolbenstange 40 aus einer Endstellung in die andere ausreichenden
Druckdifferenz gleich ist.
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Der dabei im System vor sich gehende Ubergangsprozess kennzeichnet
sich durch Ausbreitung ton Druckstosswellen zwischen dem Impulserzeuger 6 und dem
gasbelasteten hydropneumatischen Akkumulator 3 sowie durch Beschleunigung der Betriebsflüssigkeit
im linken Durchflllßtsrl. des pulsierenden Wasserstrahlers. Die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
der Betriebsflüssigkeit besteht so lange, wie sich der Kolben 38 und.die Kolbenstange
40 in den Kammern 48 und 46 verschieben. Zu dem Zeitpunkt, wenn der Kolben 38 samt
Kolbenstange 40 seine linke Endstellung eingenommen hat, d. h. gegen die Trennwand
44 des Gehäuses 42 anschlägt, wird die Betriebsflüssigkeit im rechten Durchflußteil
des pulsierenden Wasserstrahlers vor der Wasserstrabldüse des Strahlrohres 20 abgebremst.
Somit kommt es zu einem hydraulischen Stoss im System. i)er Druck in der Rohrleitung
4 und dem mit der Wasserstrahldüse versehenen Strahlrohr 20 steigt rasch an. Die
Hochdruckwelle breitet sich von der Wasserstrahldüse des Strahlrohrs 20 über die
Rohrleitung 4, den Sitzauswärtsraum 16, den Spalt zwischen dem Sitz 12 und dem Kolben
18, den Sitzzwischenraum 13 bis hin zum an der Zulaufleitung 14 angeordneten gasbelasteten
hydropneumatischen Akkumulator aus. Sie reflektiert sich vom gasbelasteten hydropneumatischen
Akkumulator 3 als die Welle eines dem Druck in der Zulaufleitung 14 naheliegenden
Drucks. Im Ver--laufe der Stosswellenhinlaufzeit bis hin zum gasbelasteten hydropneumatischen
Akkumulator 3 sowie deren Rücklaufzeit in umgekehrter Richtung steigt der Betriebsflüssigkeitsdruck
im über das Uberleitrohr 26 aus der Rohr-
leitung 4 gespeisten
Kolbenraum 24 des Kolbens 18 zuerst allmählich so lange an, bis die durch den Flüssigkeitsdruck
vom Gitter 32 abgedrückte Trennmembran 30 auf das Gitter 34 anschlägt. Danach steigt
er sprungshaft bis auf den in der Rohrleitung 4 herrschenden Druck an.
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Zu derselben Zeit strömt die Betriebsflüssigkeit aus dem Kolbenraum
25 über das Überleitrohr 27 in den Innenraum der Rohrleitung 5. Dabei wird im Kolbenraum
25 zuerst ein dem in der Rohrleitung 5 bei der Ver-.schiebung des Kolbens 37 samt
Kolbenstange 33 von der Trennwand 43 des Gehäuses 41 zur Öffnung 4) hin unter Wirkung
des Druckes von seiten der über die Rohrleitung 9 mit der Zulaufleitung 14 kommunizierenden
Kammer 45 herrschenden gleicher Druck aufrechterhalten, welcher dann als Folge des
Ausfliessens der Betriebsflüssigkeit Rber die Wanserstrahldüse des Strahlrohres
21 aus der Rohrleitung 5 in die Umgebung allmählich so lange abbaut, bis die vom
Gitter 35 abgedrückte Trennmembran 31 das Gitter 33 erreicht. Zu dieser Zeit klingt
der Prozess in der Rohrleitung 5 ab und der in dieser herrschende Druck wird dem
Aussenluftdruck gleich, während der Druck im Kolbenraum 25 ebenfalls bis auf den
Aussenluftdruck allerdings sprunghaft, absinkt. Der Druck vor derWasserstrahldüse
des Strahlrohres 20 steigt erst bis zu einem erhöhten im Vergleich zu dem Druck
der Zulaufleitung an, dann gleicht er sich aber allmählich dem letztgenannten Druck
an. Nach der Neuverteilung der Druckverhältnisse in den Kolbenräumen 24 und 25 verschieben
sich die Kolben 18 und 19 samt Kolbenstange 17 des Stromunterbrechers 2 aus ihrer
linken in die rechte Endstellung.
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Der Vorgang wiederholt sich und das System schaltet sich auf selbstschwingenden
Betrieb um.
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Das Umschalten des Systems aus dem selbstschwingenden Betrieb erfolgt
durch Offnen des Steuerventils 36, infolgedessen der Druck im Kolbenraum 25 alzf
den
Aussenluftdruck zurückgeht und die Kolben 18 und 19 samt Kolbenstange
17 des Stromunterbrechers 2 in i.hrer rechten Endstellung bleiben.
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Durch Ausführung des Mittels zur Verzögerung der Verschiebung des
Trennelementes in Gestalt von ohren konnte also die bauliche Gestaltung des pulsierenden
V'asserstrahlers vereinfacht und seine Betriebssicherheit erhöht erden. Somit konnte
beim selbstschwingenden Betrieb eine im Verlaufe der Impulsdauer gleichbleibende
Hochdruckamplitude gesichert werden. So wird bei einem Fassungsvermögen des Gehäuses
des Impulserzeugers von 2 1, bei Rohrleitungen von 60 mm Durchmesser und 5 m Länge
und einem zugeführten Druck von 10 NPa eine Hochdruckamplitude von 25 MPa an einer
Frequenz von 5 IIz sowie das Herausspritzen der Betriebsflüssigkeit aus den Rohrleitungen
über die Wasserstrahldüse der Strahlrohre bei Zurückstellung der Kolben samt Kolbenstange
bei einem Druck von 2,0 MPa gewährleistet. Dies wird durch die richtige Wahl des
Flächenverhältnisses zwischen dem Kolben und der Kolbenstange, wenn sich diese wie
1 : 5 verhalten, d.h. die Fläche der Kolbenstange die des kolbens um das Fünffache
unterschreitet, sichergestellt. Beim zugeführten Druck von 10 MPa wird in den Rohrleitungen
ein um das Fünffache geringerer Druck, d. h. von 2,0 MFa, gewährleistet. Bei einem
solchen Druck entfliesst die Betriebsflüssigkeit den Wasserstrahldüsen der Strahlrohre
mit einem Mengenstrom von 36 m3/h und wird zur hydraulischen Förderung des abgebauten
Gesteins verwendet.
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Gemass einer der Ausführungsvarianten der Erfindung ist ein r.ittel
(Fig. 4) zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes als zwei im Gehäuse
des Impulserzeugers angeordnete Druckfedern 51 und 52 aus-,ebildet. s)as Gehause
besteht aus zwei Zylindern 41, 42 mit Durchgangsmittenbohrungen, wobei jeder von
diesen an dem betreffenden Strahlrohr 20, 21 montiert ist. Das
Trennelement
ist als zwei Kolbenstangen 33, 40 ausgeführt, von denen jede mit clne olbon 37,
38 verseilen und in dem entsprechenden Zylinder 41, 42 angeordnet ist. Der lcolbenseitige
Haum eines jeden Zylinders 41, 42 ist mit dem betreffenden Strahlrohr 20, 21 hydraulisch
verbunden, während im Kolbenstangenraum ein als ein Vorsprung 53, 54 an der Zylinderinnenfläche
ausgebildeter Hubbegrenzer für den Kolben, nachdem dieser die Endstellung zur Impulserzeugung
erreicht hat, ausgeführt ist.
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Jede Druckfeder 51, 52 ist auf die entsprechende Kolbenstange 39,
40 derart aufgesetzt, dass eines ihrer Enden sich auf den Kolben und das andere
auf die kolbenstangenseitige Stirnwand des Zylinders abstützt.
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Darüber hinaus ist in dem jeweiligen Zylinder 41 und 42 in der Nähe
der Strahlrohre ein Hubwegbegrenzer, entsprechend 53a und 54a, für den Kolben, entsprechend
37 und 38, in Richtung des betreffenden Strahlrohres ausgebildet.
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Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung (Fig. 5)
ist der Hubwegbegrenzer als eine ortsfeste Trennwand 55 ausgeführt, durch deren
Mittenbohrung die Kolbenstange 56 des Trennelementes durchgelassen ist. Das Trennelement
besteht aus zwei Kolben 57, 58 welche mit einem Spiel beiderseits der Trennwand
55 angeordnet und auf die Kolbenstange 56 fest Aufgesetzt sind, auf deren ganzen
Länge zwischen den Kolben 57, 58 jfl Aussengewinde ausgefülirt ist. Auf der gesamten
Dicke der Trennwand 55 ist ein Innengewinde ausgebildet.
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Das Gewinde nn der Kolbenstange 56 und in der tfittenbohrung der
Trennwand 55 stellt das Mittel zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes
dar.
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In der Trennwand 55 und den beiden Kolben 57, 58 des Trennelementes
ist eine Offnung 59 ausgeführt, deren Durchgangsquerschnitt sich zum Gesamtquerschnitt.
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eines jeden Kolbens 57, 58 bzw. der Trennwand 55
derart
verhält, dass die auf den Kolben infolge der änderung des Betriebsflüssigkeitsdruckes
in dem betreffenden Strahlrohr 20, 21 wirkende veränderliche hraft die Haftreibungskraft
in der Schraubverbindung der Kolben stange 56 und der Trennv;and 55 um einen Betrag
überschreitet, der für die Verschiebung des Kolbens mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
zur Impulserzeugungsstellung ausreicht.
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Die Schraubverbindung zwischen der Kolbenstange 56 und der Trennwand
55 ist derart gewahlt, dass in den Enddrehstellungen des Kolbens 57, 58 seine Öffnungen
59 nicht -I t den in der Trennwand 55 ausgeführten Cffnungen fluchten und der Wasserstrom
durch den olben und die Trennwand gesperrt wird.
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Gemäss einer noch weiteren Ausführungsvariante der Erfindung (Fig.
6) ist das Trennelement in Gestalt eines Kolbens 60 ausgeführt, in dessen jede Stirnseite
eine blinde Ringnut 61 und ein mit Gewinde versehenes Uittensackloch mit einer in
dieses eingeschraubten Scheibe 62 zur Anderung der Tiefe des Gewindeloches und seinerseits
zur änderung des Innenraums des Impulserzeugers von seiten des entsprechenden Strahlrohres
20,21 eingearbeitet ist.
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Im Gehäuse des Impulserzeugers sind zwei Hubwegbegrenzer für den
kolben 60 angeordnet, von denen jeder in Gestalt eines Ringes zw. einer Scheibe
mit einer Kittenbohrung zur Wasserzuleitung in das Gehäuse des Impulserzeugers ausgebildet
und an dem betreffenden Strahlrohr 20, 21 starr angebracht ist.
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Im Gehäuse des Impulserzeugers ist ferner ein Mittel zur Verzögerung
der Verschiebung des Kolbens 60 vorgesehen, welches als zwei zylindrische Druckfedern
51, 52 ausgebildet ist, wobei das eine Ende der jeweiligen Feder in die blinde Ringnut
61 am Kolben 60 eingeführt ist und das andere Ende sich auf den Ring 63 bzw.
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die Scheibe mit der Mittenbohrung abstützt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt.
Der Impulserzeuger enthalt zwei Hubwegbegrenzer für das Trennelement, von denen
jeder als ein Umströmungsköper 64 ausgebildet und im Gehäuse 65 in der Nähe des
entsprechenden Strahlrohres 20, 21 angeordnet ist.
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Das Trennelement ist in Gestalt eines Kolbens 60 mit zwei Kolbenstangen
66, 67 ausgebildet, die einen Axialdurchgangskanal zur hydraulischen Verbindung
der Strahlrohre 20 und 21 miteinnnder sowie Stirnstützflächen zur aufeinanderfolgenden
Herstellung eines hydraulisch dichten Kontakes mit den betreffenden Umströmung körpern
64 bei der Verschiebung des Kolbens 60 zwischen seinen zwei Endstellungen aufweist.
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Im Gehäuse des Impulserzeugers sind zu beiden Seiten des Kolbens
60 Stege 68, 69 mit Mittenbohrungen angeordnet, wobei durchjede dieser Bohrungen
die entsprechenden Kolbenstangen 66, 67 des Kolbens 60 durchgelassen sind.
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Ein jeder Steg 68, 6 3 bildet zusammen mit dem Kolben 60 eine Ringkammer
70, welche über eine Offnung 71 im Gehäuse 65 des Impulserzeugers mit dem entsprechenden
Strahlrohr 20, 21 in Verbindung steht.
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Das mittel zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes ist
als zwei beispielsweise aus Gummi gefertigte und mit Druckgas, beispielsweise Stickstoff,
gefüllte Ringkammern 72 ausgebiltet, von denen jede in die entsprechende Kammer
70 eingesetzt ist und die betreffende Kolbenstange 66, 67 des Kolbens 60 zwischen
dem Kolben und dem Steg 68 bzw. 69 umfasst.
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Gemäss noch einer Ausführungsvariante der Erfindung enthält der Wasserstrahler
(Fig. 8) einen in Gestalt von zwei von aussen mit einem schnell abnehmbaren Schloss
73 verbundenen Formflanschen ausgeführten Stromunterbrecher 2. Jeder Flansch weist,
entsprechend, eine abgestufte Ringkammer auf, in welcher ein Gitter 74 an-
geordnet
ist. Zwischen den Strinflächen der Flansche ist ein Membran 75 angeordnet.
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Jeder Flansch weist entsprechenderweise eine Mittenbohrung auf, über
welche die durch die Flansche gebildeten hemmern mit den Zulaufleitungen 76, 77
kom:iunizieren. Dabei ist das Membran 75 derart angeordnet, @aß sie eine der Mittenbohrungen
verschliesst.
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Die Kammern der Flansche haben ferner konische Bohrungen 78, 79,
über welche sie mit den Rohrleitungen 80, 81 und weiter mit den Rohrgelenken 82,
83 in Verbindung stehen.
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An den Enden der Zulnufleitungen 76, 77 sind zylindrische Gehäuse
84, 85 des Impulserzeugers angeordnet, in jedem von welchen eine hohle Kolbenstange
20, 21 mit einer Düse an einem ihrer Enden und mit dem ringförmigen Trennelement
86, 87 angeordnet ist. Im Gehäuse eines jeden Impulserzeugers ist an der Kolbenstange
eine zylindrische Rückstellfeder 51, 52 angeordnet.
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Darüber hinaus kommuniziert jedes.Gehäuse 84, 85 des Impulserzeugers
von seiten des Trennelementes 86, 87 mit der Zulaufleitung 76, 77 vom Stromunterbrecher
2 und steht seitens der Kolbenstange 20, 21 über Rohre 88, 83 mit der Zulaufleitung
76, 77 des anderen von zumindest zwei Gehäusen 84, 85 des Impulserzeugers in Verbindung.
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Gemäss einer noch weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist
das Mittel (Fig. 9) zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes des Impulserzeugers
in Gestalt einer zylindrischer Druckfeder 51, 52 ausgeführt, welche zwischen dem
Trennelement und dem lIubwegbegrenzer für das Trennelement, sobald dieses eine seiner
Endstellungen zur Impulserzeugung eingenonmen hat, angeordnet ist.
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Vorliegerld ist das Gehäuse des Impulserzeugers als zwei Zylinder
41, 42 mit einander zugekehrten Trich-
tern 90, 91 ausgebildet.
Zwischen den Trichtern 90, 91 ist ein Membran 32 gespannt, welches das Trennelement
darstellt. Beiderseits der Membran 92 sind auf den zylindrischen Gehäuseabschnitten
in der Nähe des jeweiligen Strahlrohres 20, 21 in Gestalt von Gittern 33, 94 ausgeführte
Hubwegbegrenzer für die Membran 92 angeordnet, von welchen jedes in seinem Mittenteil
einen Sitz 95 aufweist, dessen Boden in Richtung des entsprechenden Strahlrohres
20, 21 zwecks Zurückhaltens eines der Enden der Jeder 51, 52 vor Radialverschiebung
ausragt.
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Köglich ist auch eine solche Ausführungsvariante, wenn die Bodenteile
der Membran 92 zugokert sind. Bei dieser Ausführungsform wird die Feder auf den
Aussenteil des Sitzes aufgesetzt.
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Beiderseits der Membran 92 sind gegenüber den Sitzen 95 oder im Mittenteil
der Membran zylindrische Vorsprünge 97, 98 montiert, auf welche die Peder 51, 52
aufgesetzt ist, wodurch sie vor Radialverschiebung gesichert wird.
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Gemäss einer noch anderen Ausführungsvariante der Erfindung (Fig.
10) schliesst das mittel zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes einen
Abschnitt 65a des Gehäuses 65 des Impulserzeugers ein, in welchem in der lähe der
entsprechenden Strahlrohre 20, 21 Begrenzungsgitter angebracht sind. Das Trennelement
ist als zwei Membranen 9-), 100 ausgebildet, von denen jede in der Nähe der Begrenzungsgitter
101, 102 angeordnet ist und zusammen mit dem Abschnitt 65a des Gehäuses 65 des Impulserzeugers
eine mit Druckgas, beispielsweise Stickstoff, gefüllte Kammer bildet. Die Hubwegbegrenzer
für die Membranen 99, 100, sobald diese eine ihrer Endstellungen zur Impulserzeugung
eingenommen haben, sind als zwei Gitter 103, 104 ausgeführt, von denen jedes innerhalb
der Kammer in der Jähe der jeweiligen Membran 9), 100 angeordnet ist.
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din jedes Begrenzuflgsgitter 101, 102 und der Hubwegbegrenzer sind
in bezug auf die betreffende Membran
99, 100 derart angeordnet,
dass somit der vorgegebene Hubweg einer jeden Membran zwischen ihren zwei Endstellunf,en
sichergestellt wird.
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Gemäss einer noch weiteren Ausführungsvariante iicr Erfindung schliesst
(las Mittel (Fig. 11) zur Verzögerung der Verschiebung des Trennelementes zwei Kammern
105, 106 ein, von weichen jede als ein durch eineMembran verschlossener Becher ausgebildet
ist, wobei die Membran durch ein Aussen- (107, 108) und ein Innengitter (109, 110)
begrenzt ist.
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Jeder Becher ist mit Druckgas, beispielsweise Stickstoff, gefüllt,
so dass die Membrane99, 100 normalerweise an die Aussengitter 107, 108 angedrückt
sind.
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Die Becher sind an den Stirnseiten des Gehäuses 65 des Impulserzeugers
koaxial derart angeordnet, dass die Membranen 99, 100 ins Innere dieses Gehäuses
gerichtet sind.
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I)er Hubwegbegrenzer für das Trennelement, sobald dieses eine seiner
Endstellungen zur Impulserzeugung eingenommen hat, enthält zwei Trennwände 111,
112, welche im Mittelteil des Gehäuses 65 des Impulserzeugers mit einem Spiel untereinander
derart ausgeführt sind, dnsu sie zusammen mit dem Gehäuse 65 eine Mittelkammer 113
bilden, in deren Gehäusewand eine Ablassöffnung ausgeführt ist (nicht gezeigt).
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Eine jede Trennwand 111, 112 eist eine Mittenbohrung auf.
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Das Trennelement ist in Gestalt von zwei Kolben 57, 58 ausgebildet,
welche ausserhalb der Trennwände 111, 112 angeordnet und durch eine Kolbenstange
56 verbunden sind, die mit einem Spiel durchdie Bohrungen in den Trennwänden 111,
112 durchgeht.
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Der Innenraum des Gehäuses 65 des Impulserzeugers in der Nähe einer
joden Stirnwand dieses Gehäuses ist über entsprechende Überleitkanäle 114, 115 mit
den betreffenden Strahlrohren 20, 21 hydraulisch verbun-
@en.
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Gemäss einer noch anderen Ausführungsvariante der Erfindung (Fig.
11) ist am Gehäuse 65 des Impulserzeugers ein drittes Strahlrohr 116 montiert, das
über die Auslassöffmung mit der Mittelkarmer 113 des Impulserzeugers kommuniziert.
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Hier ist der Innenraum des Gehäuses 65 des Impulserzeugers, der in
der Nähe der Trennwände 111, 112 an deren Aussenseite anliegt, mit der betreffenden
Strahlrohr 20, 21 über die Rohrleitungen 117, 118 hylraulisch verbunden.
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Wie es aus der Beschreibung folgt und in Fig. 4, 6, 8 und 9 gezeigt
ist, ist das Mittel zur Vorzögerung der Verschiebung des Trennelementes, beispielsweise
eines Kolbens odor einer Membran in Gestalt einer Druckfeder ausgeführt, welche
im wesentlichen genau so wirkt wie das Druckwasser in den Rohrleitungen 8 und 9
in der Ausbildung gemäß Fig. 3.
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Für die Fachleute dürfte es offenkundig sein, dass auch in anderen
Ausführungsvarianten der Erfindung, wenn das Mittel zur Verzögerung der Verschiebung
des Trennelementes als Gewinde (Fig. 5), als eine mit Druckgas gefüllte clastische
Kammer (Fig. 7) oder elastische Baugruppe, die einen durch eineMembran verschlossenen
und mit Druckgas gefüllten Becher darstellt (Fig. 1C und 1]), rl ir Wirkungsweise
der der in Fig. 1 bis 3 dargestellten erfindungsgemässen Einrichtung ähnlich ist.
Hier wird auf diese Wirkungsweise zu Zv;ecken der Vereinfachung der Beschreibung
nicht näher eingegangen. Darüber hinaus ist die jeweilige Ausführungsvariante des
Impulserzeugers zum Teil durch die Ausführungeform des Mittels zur Verzögerung der
Verschiebung des Trennelementes bedingt,
L e e r s e i t e