DE3545737C1

DE3545737C1 - Cartridge for expelling fluids under pressure

Info

Publication number: DE3545737C1
Application number: DE19853545737
Authority: DE
Inventors: Johannes Eich; Egon Gries
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1985-12-21
Filing date: 1985-12-21
Publication date: 1987-02-26

Abstract

The present invention relates to a cartridge for expelling fluids, especially water, under pressure. The cartridge contains a cylindrical fluid chamber and a propulsion charge chamber which is allocated to this chamber. A sabot which has a weak point is arranged between these chambers. This sabot has the form of a piston which encloses a cavity. This cavity is directed towards the propulsion charge chamber. The propulsion charge chamber and fluid chamber are connected to one another; the connection can be implemented in different ways. The cartridge is used for operating apparatuses with whose aid rock can be broken up, as a consequence of the emergence of the fluid under pressure after detonation of the propulsion charge, or connecting elements (for example of machine parts) can be cleaned, released or destroyed.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Patrone zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck, die minde stens eine Flüssigkeitskammer und eine, dieser Kammer vorgelagerte und durch eine Trennwand getrennte Treibladungskammer aufweist. Nach Zündung der in der Treibladungskammer befindlichen Treibladung tritt die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer unter Druck aus. Diese austretende Flüssigkeit wird zum Reinigen oder Zerstören von Verbindungselementen oder zur Zer kleinerung von Gesteinen eingesetzt.The present invention relates to a cartridge to expel liquids under pressure, the min At least one liquid chamber and one, this chamber upstream and separated by a partition Has propellant charge chamber. After ignition of the in propellant located in the propellant charge chamber occurs the liquid from the liquid chamber under pressure out. This escaping liquid is used for cleaning or destroy fasteners or for Zer reduction of rocks used.

Patronen zum Austreiben von Wasser unter Druck, die eine Wasserkammer und eine Treibladungskammer enthalten, bei denen die Wasserkammer von der Treibladungskammer durch eine Membran getrennt wird, sind z.B. in der deutschen Patentschrift 29 07 759-C 2 beschrieben. Beim Einsatz der in dieser Patentschrift beanspruchten Vorrichtung treiben die Verbrennungsgase des Treibsatzes eine in der Wasser kammer befindliche Wassersäule über eine Düse aus dieser Kammer aus. Das dabei unter Druck austretende Wasser kann dann zum Reinigen oder Zerstören von Verbindungselementen dienen, die z.B. Maschinenteile miteinander verbinden. Diese dort beschriebene Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der durch die Verbrennung der Treibladung entwickelte Gasdruck die Wassersäule nicht gleichmäßig in Richtung der Austrittsdüse vorantreibt, so daß ein Teil der Energie der Verbrennungsgase verlorengeht und der Wasserstrahl mit oft ungenügendem und nicht reproduzierbarem Druck und einer nicht einstellbaren Geschwindigkeit ausgetrieben wird.Cartridges for expelling water under pressure, the one Contain water chamber and a propellant charge chamber at which the water chamber through from the propellant charge chamber a membrane is separated, e.g. in the German Patent specification 29 07 759-C 2 described. When using the drive device claimed in this patent the propellant one combustion gases in the water Chamber located water column through a nozzle from this Chamber out. The water escaping under pressure can then to clean or destroy fasteners serve e.g. Connect machine parts together. However, this arrangement described there has the disadvantage that the developed by the combustion of the propellant Gas pressure does not level the water column evenly drives the outlet nozzle so that part of the energy the combustion gases are lost and the water jet with often insufficient and not reproducible pressure and driven at a non-adjustable speed becomes.

Es bestand deshalb die Aufgabe, bei Patronen in Vorrich tungen zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck mit Hilfe von Verbrennungsgasen aus Treibladungen die Flüs sigkeitssäule mit reproduzierbaren Druck- und Geschwin digkeitswerten möglichst vollständig aus der Düse aus treten zu lassen.It was therefore the task of cartridges in Vorrich to expel liquids under pressure With the help of combustion gases from propellant charges the rivers liquid column with reproducible pressure and speed from the nozzle as completely as possible to let kick.

In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun eine Patrone zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck gefunden, die eine zylinderförmige Flüssigkeitskammer und eine, dieser Kammer vorgelagerte und durch ein Trennelement abge trennte Treibladungskammer enthält, und die dadurch ge kennzeichnet ist, daß das Trennelement als ein an der Innenwand einer dieser Kammern anliegender Kolben ausge bildet ist, der einen Hohlraum einschließt und dessen zur Flüssigkeitssäule gerichtete Stirnfläche eine oder mehrere Sollbruchstellen aufweist. In fulfilling this task, a cartridge was now used Expelling liquids found under pressure that a cylindrical liquid chamber and one, this Chamber upstream and abge by a separating element contains separate propellant charge chamber, and the ge is characterized in that the separating element as one at the Inner wall of one of these chambers adjoining pistons forms, which encloses a cavity and its face facing the liquid column one or has several predetermined breaking points.

Der Kolben, der auch als Treibspiegel bezeichnet werden kann, wird gebildet aus einem röhrenförmigen Grundkörper und einer Stirnfläche, die diesen röhrenförmigen Grund körper am vorderen Ende abschließt. Die Dicke der Wandung des Grundkörpers ist vorzugsweise über den ganzen Körper hinweg gleich; sie kann jedoch auch unterschiedlich sein und Abstufungen enthalten. Diese Abstufungen sind zweck mäßigerweise so angeordnet, daß der kleinste Innendurch messer unterhalb der Stirnfläche sich befindet.The piston, also known as the sabot can be formed from a tubular body and an end face that this tubular bottom body at the front end. The thickness of the wall the base body is preferably over the whole body right away; however, it can also be different and gradations included. These gradations are for purpose moderately arranged so that the smallest inside knife is below the face.

Der Treibspiegel kann sich in seiner Ausgangsposition sowohl im offenen, zur Flüssigkeitskammer gerichteten Ende der Treibladungskammer befinden als auch in der Flüssigkeitskammer vor der Flüssigkeitssäule. Seine Stirnfläche ist immer zur Flüssigkeitssäule hin gerich tet. In dieser Stirnfläche sind eine oder mehrere Soll bruchstellen angeordnet; sie bewirken, daß der zentrale axiale Teil der Stirnfläche von dem verbleibenden Teil der Stirnfläche abgetrennt wird, sobald der Treibspiegel nach Zündung der Treibladung und Durchlaufen der Flüs sigkeitskammer auf das konische Ende der Flüssigkeits kammer auftrifft. Dieser nach dem Zerbrechen verblei bende Teil des Treibspiegels hat die Form eines Ringes oder einer Röhre.The sabot can be in its starting position both in the open, facing the liquid chamber End of the propellant chamber are located in the as well Liquid chamber in front of the liquid column. His The face is always facing the liquid column tet. One or more target are in this end face breaks arranged; they cause the central axial part of the end face of the remaining part the face is cut off as soon as the sabot after ignition of the propellant charge and passage through the rivers liquid chamber on the conical end of the liquid chamber meets. This remains after breaking Part of the sabot has the shape of a ring or a tube.

Die Sollbruchstelle des Treibspiegels ist vorzugsweise eine scheibenförmige Fläche, deren Durchmesser dem aus zubrechenden Durchmesser innerhalb der Stirnfläche ent spricht. Maximal ist dieser Durchmesser genauso groß wie der innere Durchmesser des Grundkörpers unterhalb der Stirnfläche. Es genügt jedoch auch, wenn nur an ver schiedenen Stellen der Stirnfläche mehrere, vorzugsweise längs deren Umfang verteilte Sollbruchstellen oder eine kreisförmige Nut, Kerbe oder dergleichen vorhanden sind. Es ist weiterhin möglich, innerhalb der Außenwandung des Treibspiegels einen Ring anzuordnen, der aus einem an sich bekannten, durch die Treibgase nicht verbrennbarem Dichtungsmaterial besteht.The predetermined breaking point of the sabot is preferred a disc-shaped surface, the diameter of which from breaking diameter within the face speaks. At most, this diameter is the same size like the inner diameter of the body below the face. However, it is also sufficient if only ver different places of the face several, preferably predetermined breaking points distributed along their circumference or one circular groove, notch or the like are present. It is also possible within the outer wall of the Sabot to arrange a ring that comes from a known, which are not combustible by the propellant gases Sealing material is made.

In der erfindungsgemäßen Patrone gehen Treibladungs kammer und Flüssigkeitskammer direkt ineinander über. Beide Kammern haben zylinderförmige Gestalt. Die Treib ladungskammer hat an dem der Flüssigkeitskammer abge wendeten Ende ein Bodenstück, in dem sich ein Anzünd satz für die obenhalb des Bodenstücks angeordnete Treib ladung befindet.Propellant charges go into the cartridge according to the invention chamber and liquid chamber directly into each other. Both chambers have a cylindrical shape. The blowing Charge chamber has abge on that of the liquid chamber turned a bottom piece, in which an ignition Set for the propellant arranged above the bottom piece charge is located.

Das der Treibladungskammer entgegengesetzte Ende der Flüssigkeitskammer ist vorzugsweise durch entsprechende Faltung als Düse ausgebildet.The opposite end of the propellant charge Liquid chamber is preferably by appropriate Folding formed as a nozzle.

Die Querschnittsdurchmesser der Flüssigkeitskammer und der Treibladungskammer können gleich oder unterschied lich sein. Bei unterschiedlichen Durchmessern muß ein direkter Übergang der einen Kammer in die andere Kammer gewährleistet sein. Dies läßt sich zweckmäßigerweise dadurch erreichen, daß eine Kammer auf die andere Kammer festhaftend aufgesteckt ist. Gegebenenfalls erfolgt das Aufstecken unter Mitverwendung eines Dichtungsringes.The cross-sectional diameter of the liquid chamber and the propellant charge chamber can be the same or different be. With different diameters a direct transition from one chamber to the other to be guaranteed. This can be done conveniently by moving one chamber to the other chamber is firmly attached. If necessary, this is done Push on using a sealing ring.

Eine besonders günstige Durchführungsform bei unter schiedlichen Durchmessern von Treibladungskammer und Flüssigkeitskammer besteht darin, daß der Außendurch messer der Wandung einer der Kammern dem Innendurchmesser der an deren Kammer entspricht und die Kammer mit dem größeren Innendurchmesser auf die andere Kammer aufgesteckt ist. In diesen Fällen ist der Treibspiegel vorzugsweise in der Flüssigkeitskammer angeordnet und sein Außendurch messer gleicht dem Innendurchmesser der Flüssigkeits kammer. Im Falle des kleineren Innendurchmessers der Treibladungskammer ist der Treibspiegel vorzugsweise axial auf der Treibladungskammer, gegebenenfalls unter Mitverwendung eines Doppelklebebandes, aufgesetzt oder aufgeklebt.A particularly favorable implementation form for under different diameters of propellant charge chamber and Liquid chamber is that the outside the wall of one of the chambers to the inside diameter of the whose chamber corresponds and the chamber with the larger one Inner diameter is attached to the other chamber. In these cases, the sabot is preferably in the liquid chamber and its outside knife is equal to the inside diameter of the liquid chamber. In the case of the smaller inner diameter the Propellant chamber, the sabot is preferred axially on the propellant charge chamber, if necessary under Use of double-sided adhesive tape, attached or glued.

Als Treibladungskammer wird vorzugsweise eine an sich bekannte Treibladungspatrone eingesetzt, die mit der Flüssigkeitskammer und dem Treibspiegel in der angege benen Form verbunden ist.The propellant charge chamber is preferably one in itself known propellant charge cartridge used with the Liquid chamber and the sabot in the specified benen form is connected.

Es ist erfindungsgemäß weiterhin auch möglich, daß Treibladungskammer und Flüssigkeitskammer gleiche Innen durchmesser besitzen. Beide Kammern werden dann durch eine eingesteckte oder aufgesetzte Hülse miteinander verbunden, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser beider Kammern entspricht oder deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser beider Kammern entspricht, wenn beide Kammern gleiche Außendurchmesser besitzen. Im zu letzt genannten Fall kann sich der Treibspiegel auch innerhalb der Treibladungskammer befinden.It is also possible according to the invention that Propellant charge chamber and liquid chamber are the same inside have diameter. Both chambers are then through an inserted or attached sleeve together connected whose outer diameter is the inner diameter corresponds to both chambers or their inner diameter corresponds to the outside diameter of both chambers if both chambers have the same outside diameter. Im too the latter case, the sabot can also are inside the propellant charge chamber.

Eine weitere mögliche Durchführungsform der vorliegenden Erfindung sieht einen einzigen Zylinder vor, in dem hintereinander Anzündsatz (innerhalb eines Bodenstücks), Treibladungssatz, Treibspiegel und Flüssigkeitssäule an geordnet sind. Another possible implementation of the present Invention provides a single cylinder in which Firing charge in succession (within a base piece), Propellant charge, sabot and liquid column are ordered.

Als Flüssigkeit, die sich in der Flüssigkeitssäule be findet, dient hauptsächlich Wasser. In dem Wasser können jedoch auch Salze gelöst enthalten sein. Auch kann das Wasser mit anderen, mit Wasser mischbaren, Flüssigkeiten vermischt sein, wie z.B. mit Glycerin. Als Flüssigkeiten können auch andere Medien als Wasser dienen, hauptsäch lich solche, die eine höhere Dichte als Wasser besitzen, wie z.B. Silikonöle. Wichtig ist, daß die Flüssigkeit durch die bei der Verbrennung der Treibladung entstehen den heißen Gase nicht entzündet werden kann.As liquid that is in the liquid column mainly serves water. Can in the water however, salts may also be present in solution. It can also Water with other water-miscible liquids be mixed, e.g. with glycerin. As liquids other media can also serve as water, mainly Lich those that have a higher density than water, such as. Silicone oils. It is important that the liquid caused by the combustion of the propellant charge the hot gases cannot be ignited.

Die Flüssigkeit befindet sich innerhalb der Flüssigkeits kammer zweckmäßigerweise in einem Beutel aus leicht durch Druck zerstörbarem Material. Ein solcher Beutel hat dann nach Möglichkeit die Form der Treibladungskammer.The liquid is inside the liquid chamber conveniently in a bag from easily Pressure destructible material. Such a bag then has if possible, the shape of the propellant charge chamber.

Anhand der Fig. 1 bis 3 wird die vorliegende Erfin dung beispielhaft beschrieben.Referring to Figs. 1 to 3, the present OF INVENTION dung will be described by way of example.

Fig. 1 zeigt - teilweise im Schnitt - eine erfindungs gemäße Patrone, bei der die Treibladungskammer 13 auf die Flüssigkeitskammer 8 aufgesteckt ist. Im Bodenstück 2 der Treibladungskammer befindet sich zentral eine An zündladung 1. Die Kammer enthält die Treibladung 7. Ihr Außendurchmesser entspricht dem Innendurchmesser der Flüssigkeitskammer, die mit Wasser 10 gefüllt und am vorderen Ende zu einer Düse 11 gefaltet ist. Der Treib spiegel 4 (aus thermoplastischem Material (z.B. Poly vinylidenfluorid) besitzt eine Sollbruchstelle 9; seine Wandung schließt ein Nebenvolumen 6 ein. Innerhalb sei ner Wandung ist ein O-Ring 5 aus Dichtungsmaterial ange ordnet. Der Treibsatz 7 ist mit einem an sich bekannten Verschluß 12 aus brennbarem oder zerstörbarem Material abgedeckt. Das Bodenstück 2 der Treibladungskammer ist vorzugsweise aus Metall oder einer Metall-Legierung. Die Außenwandung 14 der Treibladungskammer ist aus thermo plastischem Kunststoff, wie z.B. bei Schrotpatronen. Die Wandung der Flüssigkeitskammer ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Außenwandung der Treibladungs kammer. Fig. 1 shows - partly in section - a cartridge according to the Invention, in which the propellant charge chamber 13 is attached to the liquid chamber 8 . In the bottom part 2 of the propellant charge there is a central charge 1 . The chamber contains the propellant charge 7 . Their outer diameter corresponds to the inner diameter of the liquid chamber, which is filled with water 10 and folded into a nozzle 11 at the front end. The sabot 4 (made of thermoplastic material (eg poly vinylidene fluoride) has a predetermined breaking point 9 ; its wall includes an auxiliary volume 6. Inside its wall there is an O-ring 5 made of sealing material. The propellant 7 is known per se Closure 12 made of combustible or destructible material, the bottom part 2 of the propellant charge chamber is preferably made of metal or a metal alloy, the outer wall 14 of the propellant charge chamber is made of thermoplastic, such as for shotgun cartridges, and the wall of the liquid chamber is preferably made of the same material like the outer wall of the propellant chamber.

In Fig. 2 wird eine Durchführungsform aufgezeigt, bei der der Treibspiegel 4 auf die Treibladungskammer 13, die als Treibladungspatrone ausgebildet ist, aufgesetzt ist. Die Ziffern haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1. FIG. 2 shows an embodiment in which the sabot 4 is placed on the propellant charge chamber 13 , which is designed as a propellant charge cartridge. The numbers have the same meaning as in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine weitere Durchführungsform des Treib spiegels im Axialschnitt in Vergrößerung. Die Wandung des Grundkörpers 15 hat verschiedene Dicken. Innerhalb der Wandung ist ein O-Ring 5 eingelassen. Die Sollbruch stelle 9 befindet sich innerhalb der Stirnfläche des Treibspiegels; sie ist als scheibenförmige Fläche ausge bildet; der Durchmesser dieser Fläche ist kleiner als der Innendurchmesser des Grundkörpers unterhalb der Stirnfläche. Fig. 3 shows a further embodiment of the sabot in axial section in enlargement. The wall of the base body 15 has different thicknesses. An O-ring 5 is embedded in the wall. The predetermined breaking point 9 is located within the end face of the sabot; it is formed out as a disk-shaped surface; the diameter of this area is smaller than the inside diameter of the base body below the end face.

Claims

1. Cartridge for expelling liquids, in particular water, under pressure, with a cylindrical liquid chamber and a chamber upstream of this chamber and separated by a separating propellant charge chamber, characterized in that the separating device acts as a piston resting against the inner wall of one of these chambers ( 4 ), which includes a cavity ( 6 ), is formed, the end of which is directed towards the liquid chamber ( 8 ) and has one or more predetermined breaking points ( 9 ).

2. Cartridge according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the wall of the liquid chamber ( 8 ) corresponds to the inner diameter of the propellant charge chamber ( 13 ), the liquid chamber ( 8 ) is partially inserted into the propellant charge chamber ( 13 ) at its open end and the piston ( 4 ) is arranged inside the liquid chamber ( 8 ).

3. Cartridge according to claim 1, characterized in that the propellant charge chamber ( 13 ) is designed as a separate propellant cartridge, on the liquid chamber ( 8 ) directed end of the piston ( 4 ) is placed axially.

4. Cartridge according to one of claims 1 to 3, characterized in that the predetermined breaking point ( 9 ) inside half of the end face of the piston ( 4 ) is centrally disc-shaped.