DE3640593C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hoch­ druckwasserstrahlgerät mit pulsierendem Wasserstrahl, wie es zum Schneiden minerali­ scher Stoffe wie Kohle, Gestein, Beton oder für die Industriereinigung, insbesondere zum Reinigen ver­ kalkter Kesselanlagen verwendet wird.

Ein aus dem SU-Erfinderschein 5 94 322 bekanntes Gerät dieser Art hat einen Druckspeicher, der in einer Zu­ leitung angeordnet und über eine Rohrleitung mit einem Druckimpulserzeuger verbunden ist. Dieser besteht aus einem Gehäuse, in dem ein Hohlkolben eine Auslaßschließ­ kammer und eine Auslaßöffnungskammer bildet, sowie eine Nieder- und eine Hochdruckkammer gebildet ist, und zu dem eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Hohlkolben­ bewegung gehört, die als Windkessel mit einer zwei Hohl­ räume bildenden Trennmembran und einem Stützrost ausge­ führt ist. Der eine der Hohlräume ist mit Druckgas ge­ füllt, während der andere die Hochdruckkammer mit der Auslaßöffnungskammer und über ein Ventil mit der Atmos­ phäre verbindet. Hierbei sind sämtliche Elemente dieses Windkessels ringförmig ausgebildet und rund um das zylindrische Gehäuse des Druckimpulserzeugers angebracht. Die Niederdruckkammer ist mit einem Auslaßstutzen und die Hochdruckkammer mit einer Austrittsdüse und einer Rohrleitung verbunden, die den Druckspeicher und den Druckimpulserzeuger verbindet.

Die Funktion eines solchen Geräts beruht auf der Be­ schleunigung der Flüssigkeit in der Rohrleitung zwischen dem Druckspeicher und dem Druckimpulserzeuger durch den Auslaßstutzen hindurch und auf der nachfolgenden Ab­ bremsung des Flüssigkeitsstromes vor der Austritts­ düse.

Bei diesem Gerät erfolgt die Umschaltung auf die den wirksamen Wasserstrahlimpuls erzeugende Hochdruckphase nicht schnell genug, so daß die Vorderflanke des erzeugten Hochdruckimpulses nur allmählich ansteigt, so daß das Bearbeitungsobjekt, z. B. ein Kohleflöz nicht schlag­ artig, sondern allmählich beaufschlagt wird und keine hohe Wirksamkeit erreicht wird. Dies erklärt sich da­ durch, daß die Auslaßschließkammer mit dem Innenraum des Hohlkolbens und dem Rohrleitungshohlraum verbunden ist. Der Druck in ihr nimmt nach der Ankunft einer Nieder­ druckwelle diskret zu und ist seinem Betrag nach viel niedriger als der Zuleitungsdruck. Das Druckgefälle am Hohlkolben ergibt sich aus dem atmosphärischen und dem unter dem Zuleitungsdruck liegenden Niederdruck. Unter der Einwirkung dieses Druckgefälles verschiebt sich der Hohlkolben recht langsam zum in der Nieder­ druckkammer gebildeten Sitz, wobei der zum Auslaß­ stutzen fließende Strom entsprechend zögerlich abge­ sperrt und zur Austrittsdüse gelenkt wird. Der Druck­ impuls hat eine flache Vorderflanke und erreicht keine bedeutende Höhe. Dies setzt die Effektivität des Geräts insgesamt herab. Der Druckerhöhungsfaktor dieses be­ kannten Geräts ist auch noch deswegen recht niedrig, weil die Parameter des Windkessels zur Gewährleistung des vorgeschriebenen Betriebszustands auf den Durch­ messer des Austritts diese und den Zuleitungsdruck abgestimmt sein müssen. Bei einer Änderung dieser Ver­ hältnisse aus verschiedenen Gründen (Luftverluste, Änderung des Austrittsdüsendurchmessers oder des Zu­ leitungsdrucks wird der Betriebszustand, d. h. das Ver­ hältnis zwischen Hochdruckphasen und Niederdruckphasen gestört.

Die Erfindung geht aus von einem Hoch­ druckwasserstrahlgerät mit pulsierendem Wasserstrahl nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1. Ein solches Gerät ist aus dem SU-Erfinder­ schein 7 35 765 bekannt. Auch bei dieser Ausbildung ist die die Hohlkolbenbewegung steuernde Verbindung zwischen der Hochdruckkammer und der Auslaßöffnungskammer ein durch eine Membran in zwei Hohlräume unterteilter Windkessel, dessen einer Hohlraum mit Druckgas gefüllt ist und dessen anderer Hohlraum die Hochdruckkammer über eine Drossel veränderlichen Widerstandes mit der Auslaß­ öffnungskammer und über ein Ventil mit der Atmosphäre verbindet.

Die Funktion auch dieses Geräts beruht auf der Be­ schleunigung der Flüssigkeit in der Rohrleitung zwischen dem Druckspeicher und dem Druckimpulserzeuger während des Wasseraustritts durch den Auslaßstutzen in der Niederdruckphase und auf der nachfolgenden Abbremsung des Flüssigkeitstromes vor der Austrittsdüse in der Hochdruckphase. Für dieses Gerät gelten die gleichen, vorstehend beschriebenen Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruckwasserstrahlgerät der gattungsge­ mäß vorausgesetzten Bauart so zu verbessern, daß in der Hochdruckphase eine stärkere Druckerhöhung gelingt. Es sollen also wirksamere Wasserstrahlimpulse erzeugt werden und in einer Weiterbildung der Erfindung sollen die Parameter derselben wählbar sein. Ausgehend von der vorausgesetzten Ausbildung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Bei einer solchen erfindungsgemäßen Ausbildung dauert die in der Aus­ laßöffnungskammer zur Umschaltung erfolgende Druck­ änderung nicht eine zur Luftvolumenänderung erforder­ liche Zeit, wie beim bekannten Gerät, sondern geschieht präzise nach Ablauf der Zeit, die zum Durchlauf der Druckwelle im Laufzeitrohr erforderlich ist, die mit der Hin- und Rücklaufzeit der sich in der Rohrleitung fortpflanzenden Welle genau übereinstimmt. Dies be­ wirkt eine schlagartige Änderung des Druckgefälles am Hohlkolben, weil in den gleichen Zeitpunkten der Druck in der einen Kammer zunimmt und in der anderen abnimmt. Dies wiederum bewirkt ein rasches Überführen des Hohlkolbens aus der einen Lage in die andere. Die Folge hiervon ist ein steiler Druckimpuls vor der Austrittsdüse und damit eine hohe Wirksamkeit der pul­ sierenden Hochdruckstrahlen. Es kommt auch nicht zu längerem Verweilen des Hohlkolbens in einer der Lagen, so daß ein zusätzlicher unproduktiver Druckwellenlauf in der Rohrleitung vermieden wird, bei dem die Austritts­ düse entweder einige Zyklen lang geschlossen ist oder das Wasser unter dem Zuleitungsdruck kontinuierlich aus­ fließt.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch die Maßnahme gemäß Patentanspruch 3 gelingt es, die Druckpulsationsfrequenz und die Höhe der erzielten Druckspitzen in einem weiten Bereich wählbar zu machen, wobei für Verringerungen der Pulsationsfrequenz um Faktoren von 2 bis 5 Druck­ erhöhungen um Faktoren von 1,9 bis 3,2 erzielt werden können. Die Effektivität der hydraulischen Gewinnung erhöht sich dabei um das 1,4- bis 1,6fache.

Ähnliche Möglichkeiten eröffnet die im Patentanspruch 4 angegebene Ausbildung. Auch diese Ausführung gewähr­ leistet einen gewünschten Druckerhöhungsgrad und eine vorgebbare, darunter auch die maximal mögliche Arbeits­ leistung der hydraulischen Gewinnung. Während der Nieder­ druckphase kommt es zum Durchlauf einer hierzu not­ wendigen Zahl von Druckwellen durch die Rohrleitung, während der die Bewegung des Hohlkolbens steuernde Druck­ impuls eine entsprechend wählbare Zeit von der Auslaß­ schließkammer in die Auslaßöffnungskammer unterwegs ist.

Die Erfindung erlaubt die Einstellung des Druckerhöhungs­ faktors der erzeugten Wasserstrahlimpulse, eine schlag­ artige Änderung des den Hohlkolben bewegenden Druckge­ fälles, eine beschleunigte Hochdruckimpulsausbildung, eine erhöhte Schlagkraft des Hochdruckstrahles beim Auf­ treffen desselben auf das Beaufschlagungsobjekt und eine Steigerung der Funktionssicherheit der Steuervor­ richtung zur Steuerung der Hohlkolbenbewegung und des Wirkungsgrades des Geräts.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeich­ nungen weiter erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Hochdruckwasser­ strahlgeräts im Schnitt, welches durch eine auch in Fig. 1 gezeigte Ergänzung in eine zweite Ausführungsform verwandelt werden kann und

Fig. 2 eine dritte Ausführungsform.

In der ersten Ausführungsform enthält der Hydropulsator einen gasbelasteten Druckspeicher 1, der in einer Zu­ leitung 2 angeordnet und über eine Rohrleitung 3 mit einem Druckimpulserzeuger 4 verbunden ist. Der Druckimpuls­ erzeuger 4 besteht aus einem Gehäuse 5, in dem in Führungen 6 und 7 ein Hohlkolben 8 mit einer hohlen Kolbenstange 9 verschieblich ist. Durch Dichtungsringe 10 ist der Hohlkolben 8 gegenüber dem Gehäuse 5 und sind die Führungen 6, 7 gegenüber der hohlen Kolbenstange 9 abgedichtet. Durch den Hohlkolben 8 und die Führungen 5,7 sind im Gehäuse 5 eine Hochdruckkammer 11 und eine Niederdruckkammer 12 sowie eine Auslaßöffnungskammer 13 und eine Auslaßschließkammer 14 gebildet. Die Druck­ verhältnisse in den letzteren bewirken die Verschiebung des Hohlkolbens 8 jeweils zum Schließen oder Öffnen des Wasserdurchtritts aus der Rohrleitung 3 in einen Auslaßstutzen 15 verhältnismäßig großen Strömungsquer­ schnitts.

Die Auslaßschließkammer 14 steht über Bohrungen 16 im Hohlkolben 8 mit dem Innenraum des Hohlkolbens 8 in Ver­ bindung, wobei im Betrieb des Geräts keine wesentlichen Druckgefälle zwischen dem Druck in der Rohrleitung 3, dem Innenraum des Hohlkolbens 8 und der Auslaßschließkammer 14 auftreten. Die Schwankungsgrenzen dieses Druckes um­ fassen die Spanne von einem relativ zum Zuleitungsdruck, der bis zum Druckspeicher 1 in etwa konstanter Höhe herrscht, höheren bis zu einem niedrigeren Wert. In der Hochdruckkammer 11 schwankt der Druck während des Be­ triebs zwischen dem Hochdruck und dem Atmosphärendruck und in der Niederdruckkammer 12 zwischen dem Nieder­ druck bis zum Atmosphärendruck.

Die Auslaßöffnungskammer 13 steht über ein als Steuer­ vorrichtung zur Steuerung der Hohlkolbenbewegung wirkendes Laufzeitrohr 17 mit der Hochdruckkammer 11 in Verbindung. Die Länge dieses Laufzeitrohres 17 ist gleich der doppelten Länge der Rohrleitung 3, so daß plötzliche Druckschwankungen zum Durchmessen des Laufzeitrohres 17 die doppelte Zeit brauchen wie zum Durchmessen der Rohrleitung 3. Das Rohr 17 enthält ein Rückschlag­ ventil 18, das in einem bestimmten Betriebszustand das Ausfließen des Wassers aus der Auslaßöffnungskammer 13 in die Hochdruckkammer 11 verhindert. Der Druck in der Auslaßöffnungskammer 13 schwankt zwischen dem Hochdruck und dem atmosphärischen Druck.

Zum Anlassen des Geräts, d. h. zur Anregung des Eigen­ schwingungszustands steht die Auslaßöffnungskammer 13 über ein Ventil 19 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Die Hochdruckkammer 11 ist durch eine als Sitz 21 wirken­ de Trennwand 20 mit Fenstern 22 in eine Vorkammer 23 und eine Rückenkammer 24 unterteilt, wobei die letztere unmittelbar in eine Austrittsdüse 25 mündet.

Im Gehäuse 5 des Druckimpulserzeugers 4 ist auf der Seite der Rohrleitung 3 ein Sitz 26 ausgebildet, der mit einem Ventilring 27 zusammenwirkt, welcher an dem zuge­ wandten Ende der hohlen Kolbenstange 9 befestigt ist.

Das Gerät mit der bis hier beschriebenen Ausstattung stellt die erste Ausführungsform der Erfindung dar, wobei auch hier das Rückschlagventil 18 noch wegzudenken ist bzw. in einer Stellung arretiert, bei der das Wasser in beiden Richtungen fließen kann. Es sind also insbe­ sondere die Ventile 28 geschlossen zu denken.

In dieser ersten Ausführungsform verläuft der Betrieb wie folgt:

Bei geöffnetem Ventil 19 finden keine Druckpulsationen statt. Das aus der Zuleitung 2 kommende Wasser gelangt durch die Rohrleitung 3 in den Druckimpulserzeugers 4. Die Auslaßschließkammer 14 füllt sich mit Wasser aus dem Innen­ raum des Hohlkolbens 8 über die Bohrungen 16 und unab­ hängig von der vorhergehenden Lage des Hohlkolbens 8 verschiebt sich dieser mit dem fortschreitenden Füllen der Auslaßschließkammer 14 in den Führungen 6 und 7 des Gehäuses 5 bis zur Anlage am Sitz 26 bzw. bleibt in dieser Stellung, wenn es die Ausgangsstellung war. Der Weg des Wassers zur Austrittsdüse 25 ist frei und das Wasser fließt durch den zwischen dem Hohlkolben 8 und dem Sitz 21 vorhandenen Spalt, die Vorkammer 23, die in der Trenn­ wand 20 vorhandenen Fenster 22 und die Rückenkammer 24 zur Austrittsdüse 25 und beaufschlagt in kontinuierlichem Strahl das Beaufschlagungsobjekt. Aus der Vorkammer 23 fließt Wasser über das Laufzeitrohr 17 kontinuierlich in die Auslaßöffnungskammer 13, wo es jedoch keinen Druck aufbauen kann, weil es aus dieser durch das geöffnete Ventil 19 abfließt.

In den Eigenschwingungszustand wird das Gerät durch Schließen des Ventils 19 übergeführt. Dadurch steigt der Druck in der Auslaßöffnungskammer 13 auf den Zuleitungs­ druck, der auch in der Auslaßschließkammer 14 und in der Hochdruckkammer 11 herrscht. Da der Flächeninhalt des Ventilrings 27 größer ist als die Stirnfläche der hohlen Kolbenstange 9 und im übrigen sämtliche Flächen des Hohlkolbens 8 ein gleicher Druck wirkt, entsteht eine resultierende Kraft, die den Hohlkolben 8 vom Sitz 26 weg bis zur Anlage am Sitz 21 verschiebt. Hier­ bei wird der Weg des Wassers aus der Rohrleitung 3 zu dem Auslaßstutzen 15 über die Niederdruckkammer 12 frei und zugleich der Wasserdurchtritt aus der Rohrleitung 3 in die Hochdruckkammer 11 unterbunden.

Da der Strömungsquerschnitt des Auslaßstutzens 15 größer als der der Austrittsdüse 25 ist, nimmt der Ausflußwider­ stand des Druckimpulserzeugers 4 ab, was zur Entstehung eines Druckabfalls führt, der vom Druckimpulserzeuger 4 ausgeht. Dieser befindet sich in seiner Niederdruck­ phase und die Front des Druckabfalls läuft durch die Rohrleitung 3 in Richtung zum Druckspeicher 1. Der Nieder­ druck liegt unter dem bis zum Druckspeicher 1 herrschen­ den Zuleitungsdruck.

Der Druck in der Hochdruckkammer 11 ist sofort auf den Atmosphärendruck gefallen, so daß sich gleichzeitig eine entsprechende Druckabfallswelle durch das Laufzeit­ rohr 17 zur Auslaßöffnungskammer 13 fortpflanzt. Damit ist in der betrachteten Niederdruckphase der Druck in der Hochdruckkammer 11 nahe dem atmosphärischen Druck und in der Auslaßschließkammer 14 und in der Nieder­ druckkammer 12 gleich dem unter dem Zuleitungsdruck liegenden Niederdruck. Nur in der Auslaßöffnungskammer 13 herrscht noch der Druck, der vor der Umschaltung hier geherrscht hatte, also der Zuleitungsdruck, weil die Druckabfallswelle durch das Laufzeitrohr 17 noch nicht angekommen ist.

Wenn die Niederdruckwelle über die Rohrleitung 3 den Druckspeicher 1 erreicht, erreicht die über das Lauf­ zeitrohr 17 laufende Welle atmosphärischen Druckes die halbe Länge desselben. Durch den Druckabfall vor dem Druckspeicher 1 beginnt dieser, sich zu entladen und zusätzlich Wasser in die Rohrleitung 3 einzuspeisen, so daß das in dieser befindliche Wasser beschleunigt wird und der vom Druckspeicher 1 aufrechterhaltene Zuleitungsdruck sich wieder durch die Rohrleitung 3 zum Druckimpulserzeuger 4 hin ausbreitet. Wenn der Zu­ leitungsdruck die Auslaßschließkammer 14 erreicht, steigt der Druck in dieser entsprechend an. Gleichzeitig erreicht die Welle des atmosphärischen Druckes durch die ganze Länge des Laufzeitrohres 17 die Auslaßöffnungs­ kammer 13, so daß der Druck in dieser bis auf den atmos­ phärischen Druck abfällt. Es entsteht eine Druckdifferenz in den Kammern 13 und 14 am Hohlkolben 8, die diesen bis zur Anlage am Sitz 26 verschiebt.

Durch diese Umschaltung des Geräts auf die Hochdruck­ phase hört der Wasserdurchtritt in den Auslaßstutzen 15 auf und gleichzeitig wird der Wasserzutritt in die Aus­ trittsdüse 25 frei. Das inzwischen mit hoher Geschwindig­ keit in der Rohrleitung 3 strömende Wasser trifft auf den höheren Ausströmungswiderstand der Austrittsdüse 25, was mit einer Druckzunahme im Druckimpulserzeuger 4 einhergeht. Die Niederdruckphase geht zu Ende und eine Hochdruckphase setzt ein. Der hohe Druck wird in der Düse 25 wieder in hohe Geschwindigkeit umgesetzt, so daß ein kräftiger Hochdruckwasserstrahlimpuls auf das Beaufschlagungsobjekt auftrifft.

Der hohe Druck pflanzt sich als Druckwelle auch durch die Rohrleitung 3 in Richtung zum Druckspeicher 1 und über das Laufzeitrohr 17 in Richtung zur Auslaßöffnungs­ kammer 13 fort. Während der betrachteten Hochdruck­ phase herrscht somit in der Hochdruckkammer 11, der Auslaßschließkammer 14 und vor der Austrittsdüse 25 ein dynamischer, auf der Abbremsung der Wassersäule in der Rohrleitung 3 beruhender Hochdruck und in der Nieder­ druckkammer 12 und der Auslaßöffnungskammer 13 bleibt der atmosphärische Druck bestehen.

Wenn die über die Rohrleitung 3 laufende Hochdruck­ welle den Druckspeicher 1 erreicht und von diesem ausgeglichen und als Welle in Höhe des Zuleitungsdruckes zurückgeworfen wird, erreicht die über das Laufzeitrohr 17 laufende Welle nur die halbe Länge desselben. Zum Zeitpunkt der Ankunft der vom Druckspeicher 1 zurück­ kommenden Welle des Zuleitungsdruckes bei dem Druck­ impulserzeuger 4 und der Auslaßschließkammer 14 nimmt der Druck in der letzteren vom Hochdruck auf den Zu­ leitungsdruck ab, während die über das Laufzeitrohr 17 laufende Hochdruckwelle die Auslaßöffnungskammer 13 erreicht und der Druck in derselben vom atmosphärischen auf den Hochdruck ansteigt. Infolge der Druckdifferenz in den Kammern 13 und 14 hebt der Hohlkolben 8 vom Sitz 26 ab und verschiebt sich bis zur Anlage am Sitz 21. Infolgedessen hört der Wasserzutritt aus der Rohr­ leitung 3 in die Austrittsdüse 25 auf und der Weg des Wassers zum Auslaßstutzen 15 wird wieder frei.

Durch die erfolgte Umschaltung sinkt der Ausströmwider­ stand des Druckimpulserzeugers 4 wieder und es geht wieder ein Druckabfall von ihm aus. Die Hochdruckphase geht zu Ende und eine weitere Niederdruckphase setzt ein. Die Vorgänge wiederholen sich und es kommt zu einem stabilen Resonanzeigenschwingungszustand, der durch zeitgleiche Nieder- und Hochdruckphasen gekennzeichnet ist.

Zur Beendigung des Eigenschwingungszustands ist ledig­ lich das Ventil 19 zu öffnen. Diese Entlüftung bewirkt, daß sich in der Auslaßöffnungskammer 13 kein Hochdruck mehr aufbauen kann und eine Umschaltung in die Nieder­ druckphase nicht mehr erfolgen kann. Der hohle Kolben 8 erfährt eine resultierende Kraft, welche ihn zur An­ lage am Sitz 26 verschiebt bzw. ihn in dieser Stellung hält. Der Wasseraustritt durch die Austrittsdüse 25 bleibt dauernd offen und das Wasser fließt kontinuierlich mit dem Zuleitungsdruck aus.

Der beschriebene Betrieb funktioniert in einem weiten Bereich der Zuleitungsdrücke und mit verschiedenen Austrittsdüsendurchmessern, was beim hydraulischen Kohlen­ abbau besonders wichtig ist.

Die zweite Ausführungsform des Geräts kann ebenfalls anhand der Fig. 1 beschrieben werden.

In dieser Ausführungsform steht die Auslaßöffnungskammer 13 mit der Auslaßschließkammer 14 über ein Laufzeitrohr 29 in Verbindung, das durch ein Dreistellungsventil 30 in zwei hintereinander geschaltete Abschnitte 31 und 32 unter­ teilt ist, wobei die Länge jedes Abschnitts 31 und 32 gleich der doppelten Länge der Rohrleitung 3 zwischen dem Druckspeicher 1 und dem Druckimpulserzeuger 4 ist. Das Dreistellungsventil 30 zwischen den Abschnitten 31, 32 steht mit der Auslaßöffnungskammer 13 in Verbindung und kann den zweiten Laufzeitrohrabschnitt 32 kurz­ schließen. Je nach der Lage des Dreistellungsventils 30 gelangt Wasser aus der Auslaßschließkammer 14 in die Auslaßöffnungskammer 13 entweder, indem es aufeinander­ folgend die Abschnitte 31 und 32 durchfließt, oder aber unter Umgehung des zweiten Abschnitts 32.

Die Abschnitte 31 und 32 sind zur Verkleinerung ihrer Abmessungen in Gestalt kompakter Baueinheiten, beispiels­ weise in Form von Rohrschlangen ausgeführt. Es können auch mehr als zwei Abschnitte des Laufzeitrohres 29 vor­ gesehen sein, so daß die einschaltbaren wirksamen Längen desselben weiter unterteilt werden können. Dies hat die nachfolgend beschriebene Wirkung auf den Charakter der Hochdruck-Wasserstrahlimpulse.

Der Betrieb ist auch in dieser betrachteten Variante mit geöffneten Ventilen 28 gekennzeichnet durch den Wechsel von Hochdruck- und Niederdruckphasen. In der Hochdruckphase sperrt der Hohlkolben 8 den Wasser­ durchtritt aus der Rohrleitung 3 in den Auslaßstutzen 15 und in der Niederdruckphase gibt er diesen Weg frei. Während der Niederdruckphase kommt es in beschriebener Weise zu einer Beschleunigung der Wassersäule in der Rohrleitung 3 und dadurch zu einer Ansammlung kineti­ scher Energie. Diese ist umso höher, je länger die Niederdruckphase dauert und je höher demzufolge die erreichte Geschwindigkeit ist. Wenn also die Niederdruck­ phasen verlängert werden, so werden die Hochdruckphasen und damit die Beaufschlagungen des Objekts zwar seltener aber wirksamer-

Der Betriebszustand hängt vom Verhältnis der Dauer der niedrigen und hohen Druckphase ab und ist durch einen Be­ triebszustandsfaktor n gekennzeichnet. Sind die Phasen von gleicher Dauer, so ist n = 1. Dies entspricht dem Resonanzbetrieb. Wenn die Niederdruckphase um das 2-, 3- oder 4fache länger dauert als die Hochdruckphase, so ist n = 2, 3, 4 usw. Diese Betriebszustände werden in Anlehnung an hydraulische Widder (Stoßheber) Widderbe­ trieb genannt. Je größer n ist, umso höher ist der Hochdruck vor der Austrittsdüse 25 und umso niedriger ist die Druckpulsationsfrequenz.

Die Wahl des Betriebszustands hängt vom Charakter des Beaufschlagungsobjektes ab. Es kann manchmal gemäß den jeweiligen Einsatzbedingungen zweckmäßig sein, den Druck­ erhöhungsgrad sogar auf Kosten des Wirkungsgrades zu erhöhen, um die geforderte Kraft der Hochdruck-Wasser­ strahlimpulse, beispielsweise bei hoher Gesteinsfestig­ keit, zu erreichen.

Bei geringer Gesteinsfestigkeit ist es dagegen zweck­ mäßig, den Druck vor der Austrittsdüse 25 zu senken und dafür die Frequenz und den Wirkungsgrad zu erhöhen.

Es sei angenommen, daß der Widderbetrieb mit einem Faktor n = 2 erforderlich ist. Hierzu werden die Ventile 28 geöffnet und das Dreistellungsventil 30 in die (in Fig. 1 gezeigte) Lage gedreht, in der die Abschnitte 31 und 32 nur miteinander in Verbindung stehen und das Ventil 30 von der Auslaßöffnungskammer 13 getrennt ist.

Das Ventil 19 und der Wasserzutritt aus der Zuleitung 2 werden geöffnet. Das Wasser passiert den Druckspeicher 1, die Rohrleitung 3 und gelangt zum Druckimpulserzeuger 4 und füllt sodann aus dem Innenraum des Hohlkolbens 8 über die Bohrungen 16 in der hohlen Kolbenstange 9 die Auslaßschließkammer 14. Je nach der vorhergehenden Lage des Hohlkolbens 8 verschiebt sich dieser mit dem fort­ schreitenden Füllen der Auslaßschließkammer 14 in den Führungen 6 und 7 des Gehäuses 5 bis zur Anlage am Sitz 26 und läßt das Wasser durch den zwischen dem hohlen Kolben 8 und dem Sitz 21 gebildeten Spalt, die Vorkammer 23, die in der Trennwand 20 vorhandenen Fenster 22 und die Rückenkammer 24 kontinuierlich durch die Austrittsdüse 25 auf das Beaufschlagungsobjekt austreten. Außerdem fließt Wasser aus der Auslaßschließkammer 14 über das Rohr 29 in die Auslaßöffnungskammer 13 und wird aus der­ selben über das Ventil 19 abgelassen. Außerdem strömt der Auslaßöffnungskammer 13 über das Rohr 17 Wasser aus der Vorkammer 23 zu, wobei das Rückschlagventil 18 ab­ gedrückt wird.

In den Eigenschwingungszustand wird das Gerät durch Schließen des Ventils 19 übergeführt. Hierbei steigt der Druck in der Auslaßöffnungskammer 13 auf den Wert in der Auslaßschließkammer 14. Da der Flächeninhalt des Ventils 27 größer als die Stirnfläche der hohlen Kolbenstange 9 auf der Seite des Sitzes 21 ist, ent­ steht eine resultierende Kraft, die den Hohlkolben 8 vom Sitz 26 abhebt und bis zur Anlage am Sitz 21 ver­ schiebt. Das Wasser aus der Rohrleitung 3 strömt über die Niederdruckkammer 12 unmittelbar in den Auslaß­ stutzen 15 und zugleich wird der Wasseraustritt aus der Austrittsdüse 25 unterbunden. Dadurch, daß der Durch­ messer des Auslaßstutzens 15 größer als der Durchmesser der Austrittsdüse 25 ist, nimmt der hydraulische Wider­ stand ab. Es entsteht ein Druckabfall und eine Nieder­ druckphase setzt ein. Eine Niederdruckwelle läuft durch die Rohrleitung 3 in Richtung zum Druckspeicher 1. Gleich­ zeitig läuft über das Laufzeitrohr 17 eine Druckwelle mit einem dem atmosphärischen nahekommenden Druck zur Auslaßöffnungskammer 13, während über das Laufzeitrohr 29, d. h. über den Abschnitt 31, das Ventil 30, den Abschnitt 32 in Richtung zur Auslaßöffnungskammer 13 eine Niederdruckwelle läuft. Somit ist während des gesamten Verlaufs der Niederdruckphase der Druck in der Hochdruckkammer 11 dem atmosphärischen nahe, in der Auslaßschließkammer 14 und der Niederdruckkammer 12 herrscht der Niederdruck und in der Auslaßöffnungs­ kammer bleibt es zunächst beim der niedrigen Phase vorausgehenden Druck im vorliegenden Fall also etwa beim Zuleitungsdruck.

Wenn die erste Welle mit einem dem Zufuhrdruck nahe­ kommenden Druck vom Druckspeicher 1 zum Druckimpuls­ erzeuger zurückkommt, hat die zur Auslaßöffnungskammer 13 laufende Atmosphärendruckwelle den Abschnitt 31 pas­ siert. Daher ändert sich der Druck in der Auslaßöffnungs­ kammer 13 nicht und wird etwa auf der Höhe des Zufuhr­ drucks bleiben, weil das Ausfließen des Wassers aus derselben in die Hochdruckkammer 11 und weiter in die Austrittsdüse 25 durch das Rückschlagventil 18 verhindert wird. Der Hohlkolben 8 bleibt am Sitz 21. Der Druck im Bereich des Druckimpulserzeugers 4 nimmt relativ zum Zufuhrdruck erneut ab, und zum Druckspeicher 1 läuft über die Rohrleitung 3 eine zweite Niederdruckwelle (der Druck in ihr wird etwas höher als in der ersten Welle sein).

Wenn die zweite, vom Druckspeicher 1 zurückkommende Zu­ fuhrdruckwelle am Druckimpulserzeuger 4 ankommt, hat die erste zur Auslaßöffnungskammer 13 laufende Nieder­ druckwelle auch den zweiten Abschnitt 32 passiert und die Kammer 13 erreicht. Infolgedessen nimmt der Druck in der Auslaßöffnungskammer 13 bis auf den Niederdruck ab, und in der Auslaßschließkammer 14 wird der Druck mit der Ankunft der zweiten zurückkommenden Welle dem Zufuhr­ druck nahe werden. Als Folge davon entsteht eine Druck­ differenz in den Kammern 13 und 14 am Hohlkolben 8, welche diesen bis zur Anlage am Sitz 26 verschiebt. Der Wasseraustritt aus dem Auslaßstutzen 15 hört auf, und gleichzeitig wird der Wasserzutritt zur Austrittsdüse 25 frei. Der Widerstand nimmt zu und es kommt durch das Abbremsen der Wassersäule in der Rohrleitung 3 zu einer Druckzunahme. Die Niederdruckphase geht zu Ende und die Hochdruckphase setzt ein. Über die Rohrleitung 3 breitet sich in Richtung zum Druckspeicher 1 und über das Laufzeitrohr 17 in Richtung zur Auslaßöffnungskammer eine Hochdruckwelle aus. Unter demselben Druck tritt das Wasser aus der Austrittsdüse 25 aus und beaufschlagt das Objekt. Außerdem beginnt die Hochdruckwelle über die Bohrungen 16 in der hohlen Kolbenstange 9 und die Aus­ laßschließkammer 14 in das Laufzeitrohr 29 hinein in Richtung zur Auslaßöffnungskammer 13 zu laufen.

Wenn die über die Rohrleitung 3 laufende Hochdruckwelle den Druckspeicher 1 erreicht und von diesem als Zufuhr­ druckwelle zurückläuft, erreicht die über das Laufzeit­ rohr 17 laufende Welle nur die halbe Länge desselben. Zum Zeitpunkt der Ankunft der Zufuhrdruckwelle vom Druckspeicher 1 am Druckimpulserzeuger 4 nimmt der Druck in der Auslaßschließkammer 14 vom Hochdruck auf den Zufuhrdruck ab. Zugleich erreicht die durch das Laufzeitrohr 17 laufende Hochdruckwelle über das Rück­ schlagventil 18 die Auslaßöffnungskammer 13, und der Druck in dieser nimmt vom Niederdruck auf den Hochdruck zu. Infolge der Druckdifferenz in den Kammern 13 und 14 hebt der Hohlkolben 8 vom Sitz 26 ab und verschiebt sich bis zur Anlage an den Sitz 21. Der Wasserzutritt aus der Rohrleitung 3 in die Austrittsdüse 25 hört auf und der Wasseraustritt aus dem Auslaßstutzen 15 wird frei. Der Widerstand nimmt ab. Es kommt zu einer Druck­ abnahme und die Hochdruckphase geht zu Ende. Eine Niederdruckphase setzt erneut ein und es findet ein stabiler Eigenschwingungsbetrieb mit Widderwirkung statt.

Zur Beendigung des Eigenschwingungsbetriebs ist ledig­ lich das Ventil 19 zu öffnen.

Der Betrieb verläuft ähnlich, wenn nur der erste Ab­ schnitt 31 des Laufzeitrohres 29 eingeschaltet ist, dann jedoch im Resonanzberieb mit n = 1. Ein Widder­ betrieb mit einem Betriebsfaktor n von mehr als fünf, also mit mehr als fünf aktivierten Abschnitten des Lauf­ zeitrohrs, ist nicht möglich.

Der Betriebzustand kann durch mittels Ventilen er­ folgenden Anschluß einer bestimmten Zahl von Abschnitten geändert werden. Wenn aber die Einsatzbedingungen irgend­ einen unveränderlichen Betriebszustand voraussetzen, können die Abschnitte unmittelbar miteinander ver­ bunden sein. Dann sind Dreistellungsventile und deren Verbindung mit der Auslaßöffnungskammer 13 entbehrlich.

Sind fünf zuschaltbare Abschnitte vorgesehen, so ist eine Änderung der Frequenz der stattfindenden Druck­ pulsationen vom Resonanz- bis zum Widderbetrieb mit n = 2 bis 5 möglich, wobei Druckerhöhungen um Faktoren von 1,9 bis 3,2 erzielt werden können. Bei z. B. hydrau­ lischer Kohlegewinnung kann so je nach Festigkeit des Kohlenflözes der Betrieb optimal angepaßt werden.

Bei schwachen Kohlen wendet man den Resonanzbetrieb (hohe Frequenz und 1,9facher Druckerhöhungsgrad), bei festen Kohlen aber den Widderbetrieb an (Widderbetrieb mit einem Fünftel der Frequenz und einem Druckerhöhungs­ grad von 3,2 relativ zum Zuleitungsdruck).

Eine dritte Ausführungsform des Geräts ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform steht die Auslaßöffnungskammer 13 mit der Auslaßschließkammer 14 über zwei parallel geschaltete Verbindungsstränge 33 und 34 mit je einem Dreistellungsventil 35 in Ver­ bindung. Der Verbindungsstrang 33 enthält ein Laufzeit­ rohr 36 und der Verbindungsstrang 34 ein Laufzeitrohr 37, deren Längen jeweils der doppelten Länge der den Druckspeicher 1 und den Druckimpulserzeuger 4 ver­ bindenden Rohrleitung 3 gleich sind. An einem Ende der Rohre 36, 37 ist das jeweilige Dreistellungsventil 35 angeordnet, während das zweite Ende der Rohre 36, 37 mit der Auslaßöffnungskammer 13 in Verbindung steht. In jedem Verbindungsstrang 33, vom ersten bis zum vor­ letzten ist zwischen dem zweiten Ende des Rohres 36 und der Auslaßöffnungskammer 13 ein Rückschlagventil 38 ange­ bracht und dieses zweite Ende des Rohres 36 eines je­ den vorhergehenden Verbindungsstrangs 33 ist mit dem Dreistellungsventil 35 des nachfolgenden Verbindungs­ strangs 34 über ein Rohr 39 verbunden. Je nach der Drehstellung der Dreistellungsventile 35 in den Ver­ bindungssträngen 33, 34 gelangt Wasser aus der Auslaß­ schließkammer 14 in die Auslaßöffnungskammer 13 ent­ weder, indem es nacheinander alle Rohre 36, 37 durch­ strömt, oder aber unter Umgehung des Rohres 37, indem es über das Rohr 36 und das Rückschlagventil 38 strömt.

Der Betrieb des Geräts in dieser dritten Ausführung verläuft auf die folgende Weise:

Die Ventile 28 und das Ventil 19 sind geöffnet. In dieser Stellung strömt, wie schon beschrieben, Wasser aus der am Druckspeicher 1 vorbei kontinuierlich in den Druckimpulserzeuger 4 und der Hohlkolben 8 steht mit dem Sitz 26 in Berührung. Die Hauptmenge des Wasser­ stroms durchströmt den Innenraum des Hohlkolbens 8, den zwischen diesem und dem Sitz 21 gebildeten Spalt, die Vorkammer 23, die in der Trennwand 20 vorhandenen Fenster 22 und die Rückenkammer 24 und tritt aus der Austrittsdüse 25 auf das Beaufschlagungsobjekt aus. Eine kleinere Teilmenge des Wasserstroms fließt über die im Hohlkolben 8 vorhandenen Bohrungen 16 in die Auslaß­ schließkammer 14 und aus dieser über die Verbindungs­ stränge 33, 34 in die Auslaßöffnungskammer 13, von wo das Wasser über das Ventil 19 abschließt.

Gleichzeitig gelangt Wasser aus der Vorkammer 23 über das Laufzeitrohr 17, in die Auslaßöffnungskammer 13, wobei das Rückschlagventil 18 sich öffnet. Wenn, nun z. B. ein Widderbetrieb mit einem Betriebsfaktor n = 2 erforderlich ist, werden die Ventile 35 der Verbindungs­ stränge 33 und 34 in eine solche Stellung gedreht, daß die Rohre 36 und 37 miteinander in Reihe verbunden sind, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Der Eigenschwingungsbetrieb wird durch Schließen des Ventils 19 herbeigeführt. Dadurch steigt der Druck in der Auslaßöffnungskammer 13 und gleicht sich dem in der Auslaßschließkammer 14 an. Da der Flächeninhalt des Ventilrings 27 größer als die Stirnfläche der hohlen Kolbenstange 9 auf der Seite des Sitzes 21 ist, ent­ steht eine resultierende Kraft, die den Hohlkolben 8 vom Sitz 26 abhebt und bis zur Anlage am Sitz 21 ver­ schiebt. Hierbei wird der Wasserdurchtritt aus der Rohr­ leitung 3 über die Niederdruckkammer 12 direkt zum Auslaß 15 frei und gleichzeitig wird der Wasseraustritt aus der Austrittsdüse 28 unterbunden.

Dadurch, daß der Durchmesser des Auslaßstutzens 15 größer als der Durchmesser der Austrittsdüse 25 ist, nimmt der hydraulische Widerstand ab. Es kommt zu einem Druckabfall und es beginnt eine Niederdruckphase, während der zunächst eine Niederdruckwelle durch die Rohr­ leitung 3 in Richtung zum Druckspeicher 1 läuft. Gleich­ zeitig läuft durch das Laufzeitrohr 17 eine Atmosphären­ druckwelle in Richtung zur Auslaßöffnungskammer 13, während aus der Auslaßschließkammer 14 eine Nieder­ druckwelle über das Dreistellungsventil 35 im Verbindungs­ strang 33, das Rohr 36, das Rohr 39, das Dreistellungs­ ventil 35 im Verbindungsstrang 34 und das Rohr 37 zur Auslaßöffnungskammer 13 läuft. Somit herrscht während der gesamten Niederdruckphase in der Hochdruck­ kammer 11 der Atmosphärendruck in der Auslaßschließ­ kammer 14 und der Niederdruckkammer 12 der unter dem Zu­ leitungsdruck liegende Niederdruck und in der Auslaß­ öffnungskammer 13 bleibt zunächst der frühere Druck auf­ rechterhalten, vorliegend also der Zuleitungsdruck.

Wenn vom Druckspeicher 1 die erste Zuleitungsdruck­ welle zurückkommt, passiert die zur Auslaßöffnungskammer 13 laufende Niederdruckwelle den Verbindungsstrang 33. Daher wird sich der Druck in der Auslaßöffnungskammer 13 nicht ändern, sondern dem Zuleitungsdruck nahe bleiben, weil das Ausfließen des Wassers aus derselben in die Hochdruckkammer 11 und durch die Austritts­ düse 25 hindurch durch das Rückschlagventil 18 ver­ hindert wird. Der Hohlkolben 8 bleibt in seiner Lage am Sitz 21.

Der Druck im Bereich des Druckimpulserzeugers 4 nimmt relativ zum Zuleitungsdruck erneut ab und eine zweite Niederdruckwelle läuf über die Rohrleitung 3 zum Druckspeicher 1. Der Druck in ihr wird etwas höher als in der ersten Welle sein.

Dieselbe Welle läuft in den Verbindungsstrang 33 ein, während am Eingang des Verbindungsstrangs 34 die erste Niederdruckwelle eintrifft, nachdem sie das Laufzeit­ rohr 39 passiert hat. Zum Zeitpunkt der Ankunft der vom Druckspeicher 1 zum Druckimpulserzeuger 4 zurück­ laufenden zweiten Zuleitungsdruckwelle hat die erste zur Auslaßöffnungskammer 13 laufende Niederdruckwelle das Dreistellungsventil 35 und das Laufzeitrohr 37 des Verbindungsstrangs 34 passiert und die Kammer 13 er­ reicht. Dadurch sinkt der Druck in der Auslaßöffnungs­ kammer 13 auf den Niederdruck, während er in der Aus­ laßschließkammer 14 mit der Ankunft der zweiten zurück­ laufenden Welle auf den Zuleitungsdruckwert steigt. Es bildet sich eine Druckdifferenz in den Kammern 13 und 14 am Hohlkolben 8, die den letzteren vom Sitz 21 ab­ hebt und bis zur Anlage am Sitz 26 verschiebt.

Der Wasseraustritt aus dem Auslaßstutzen 15 hört auf und gleichzeitig wird der Wasseraustritt aus der Aus­ trittdüse 25 freigemacht. Der Widerstand des Geräts nimmt zu und es kommt zu einem sprunghaften Druckanstieg. Die Niederdruckphase geht zu Ende und eine Hochdruck­ phase setzt ein. Gleichzeitig trifft die zweite Nieder­ druckwelle über das Dreistellungsventil 35, das Lauf­ zeitrhr 36 im Verbindungsstrang 33 am Eingang des zweiten Verbindungsstrangs 34 ein, nachdem sie das Rohr 39 passiert hat.

Über die Rohrleitung 3 läuft in dieser Zeit in Richtung zum Druckspeicher 1 und über das Laufzeitrohr 17 in Richtung zur Auslaßöffnungskammer 13 eine Hochdruck­ welle. Unter demselben Hochdruck tritt Wasser aus der Austrittsdüse 25 aus und beaufschlagt das Objekt. Außerdem pflanzt sich die Hochdruckwelle über die in der hohlen Kolbenstange 9 vorhandenen Bohrungen 16 und die Auslaßschließkammer 14 entlang des Verbindungs­ strangs 33 in Richtung zur Auslaßöffnungskammer 13 fort.

Während jeder Schwingungsperiode läuft in der Rohr­ leitung 3 nur eine Hochdruckwelle, weil die nach­ folgenden Wellen keinen ausreichenden Druckanstieg des hydraulischen Impulses gewährleisten und nur den Wirkungsgrad des Betriebs herabsetzen. Daher werden, wenn die über die Rohrleitung 3 laufende Hochdruckwelle den Druckspeicher 1 erreicht und von diesem als Zu­ leitungsdruckwelle zurückläuft, die über das Laufzeit­ rohr 17 und den Verbindungsstrang 33 laufenden Wellen nur die halbe Länge des Laufzeitrohres 17 und des Lauf­ zeitrohres 36 erreicht haben, und zum Zeitpunkt der Ankunft der vom Druckspeicher 1 zum Druckimpulserzeuger 4 laufen­ den Zuleitungsdruckwelle fällt der Druck in der Auslaß­ schließkammer 14 vom Hochdruck bis auf den Zuleitungs­ druck. Die über das Laufzeitrohr 17 und den Verbindungs­ strang 33 laufenden Hochdruckwellen erreichen, nachdem sie die Rückschlagventile 18 und 38 passiert haben, die Auslaßöffnungskammer 13 und der Druck in dieser steigt vom Niederdruck auf den Hochdruck. Infolge der Druckdifferenz in den Kammern 13 und 14 am Hohlkolben 8 hebt der letztere vom Sitz 26 ab und verschiebt sich bis zur Anlage am Sitz 21. Der Wasserausstoß aus der Austrittsdüse 25 hört auf und der Wasserauslauf aus dem Auslaßstutzen 15 wird freigemacht. Der Widerstand nimmt ab. Es kommt zu einem Druckabfall. Die Hochdruckphase geht zu Ende und eine Niederdruckphase setzt erneut ein. Der Betriebsablauf wiederholt sich. Das Gerät kommt in einen stabilen Eigenschwingungswidderbetrieb. Zur Be­ endigung des Eigenschwingungsbetriebs ist lediglich das Ventil 19 zu öffnen.

Der Betrieb verläuft in ähnlicher Weise beim Aktivieren nur eines (des letzten) Verbindungsstrangs 34 (n = 1, Resonanzbetrieb). Aktivieren zweier Verbindungsstränge 33 und 34 mit Hilfe der Dreistellungsventile 35 kommt es zum Widderbetrieb mit dem Betriebsfaktor n = 2 usw. Der Widderbetrieb verläuft immer mit einem Betriebs­ faktor, der der Zahl der hintereinandergeschalteten Verbindungsstränge gleich ist. Diese Zahl darf maximal fünf betragen.

Wenn das Gerät von vornherein nur für einen bestimmten Betriebszustand gedacht ist, kann das die Kammern 14 und 13 verbindende Laufzeitrohr eine feste Länge haben bzw. die Verbindungsstränge können unmittelbar miteinander ver­ bunden werden. In diesem Fall sind die Dreistellungs­ ventile und deren Verbindungen entbehrlich.

In der beschriebenen Ausbildung findet also keine Zusammen­ wirkung zwischen Hochdruck- und Niederdruckwellen statt. In jedem nachfolgenden Verbindungsstrang herrscht vor der ersten Niederdruckwelle ein Hochdruck bzw. ein Druck, der aus der Zusammenwirkung gegenläufiger Hochdruckwellen entsteht und seinem Betrag nach stets größer als der Druck in einer beliebigen Niederdruckwelle ist. Dadurch kommt es unbedingt zum Abschluß einer Niederdruckphase nur beim Durchlauf der ersten Niederdruckwelle über sämtliche parallel geschalteten Verbindungsstränge und der gewünschte Betriebszustand mit einer bestimmten Druck­ erhöhung und Arbeitsleistung, z. B. bei einer hydrau­ lischen Gewinnung, wird präzise eingehalten.

• Bezugszeichenliste  1 Druckspeicher
   2 Zuleitung
   3 Rohrleitung
   4 Druckimpulserzeuger
   5 Gehäuse
   6 Führung
   7 Führung
   8 Hohlkolben
   9 Kolbenstange
  10 Dichtungsring
  11 Hochdruckkammer
  12 Niederdruckkammer
  13 Auslaßöffnungskammer
  14 Auslaßschließkammer
  15 Auslaßstutzen
  16 Bohrung
  17 Laufzeitrohr
  18 Rückschlagventil
  19 Ventil
  20 Trennwand
  21 Sitz
  22 Fenster
  23 Vorkammer
  24 Rückenkammer
  25 Austrittsdüse
  26 Sitz
  27 Ventilring
  28 Ventil
  29 Laufzeitrohr
  30 Dreistellungsventil
  31 Abschnitt
  32 Abschnitt
  33 Verbindungsstrang
  34 (letzter) Verbindungsstrang
  35 Dreistellungsventil
  36 Laufzeitrohr
  37 Laufzeitrohr
  38 Rückschlagventil
  39 Rohr

Claims (4)

1. Hochdruckwasserstrahlgerät mit pulsierendem Wasserstrahl mit einem an eine Zuleitung (2) angeschlossenen Druckspeicher (1), der über eine Rohrleitung (3) mit einem Druckimpuls­ erzeuger (4) verbunden ist, in dessen Gehäuse (5) ein Hohlkolben (8) eine Auslaßöffnungskammer (13) und eine Auslaßschließkammer (14) bildet sowie eine Niederdruckkammer (12) mit einem Auslaßstutzen (15) und eine Hochdruckkammer (11) mit einer Austritts­ düse (25) gebildet sind, sowie mit einer Verbindung zwischen der Hochdruckkammer (11) und der Auslaßöffnungs­ kammer (13) zur Steuerung der Bewegung des Hohlkolbens (8), dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungssteuernde Verbindung ein Laufzeitrohr (17) ist, dessen Länge gleich der doppelten Länge der Rohrleitung (3) zwischen dem Druckspeicher (1) und dem Druckimpulserzeuger (4) ist.

2. Hochdruckwasserstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufzeitrohr (17) ein Rückschlagventil (18) angebracht ist.

3. Hochdruckwasserstrahlgerät nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ laßöffnungskammer (13) mit der Auslaßschließkammer (14) mittels eines Laufzeitrohres (29) verbindbar ist, das durch wenigstens ein Dreistellungsventil (30) in wenig­ stens zwei hintereinandergeschaltete Abschnitte (31, 32) unterteilt ist, wobei die Länge jedes Abschnitts (31, 32) der doppelten Länge der Rohrleitung (3) zwischen dem Druckspeicher (1) und dem Druckimpulserzeuger (4) gleich ist, und die Dreistellungsventile (30) mit der Auslaßöffnungs­ kammer (13) in Verbindung stehen.

4. Hochdruckwasserstrahlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ laßöffnungskammer (13) mit der Auslaßschließkammer (14) mittels wenigstens zweier parallel geschalteter Ver­ bindungsstränge (33, 34) verbunden ist, deren jeder ein mit der Auslaßschließkammer (14) verbundenes Drei­ stellungsventil (35) sowie ein Laufzeitrohr (36, 37) enthält, dessen Länge der doppelten Länge der Rohr­ leitung (3) zwischen dem Druckspeicher (1) und dem Druckimpulserzeuger (4) gleich ist, wobei das eine Ende jedes Laufzeitrohres mit dem je­ weiligen Dreistellungsventil (35) und das andere Ende mit der Auslaßöffnungskammer (13) verbunden ist und in jedem Verbindungsstrang (33), von dem ersten bis zum vorletzten zwischen dem anderen Ende des Lauf­ zeitrohres (36) und der Auslaßöffnungskammer (13) ein Rückschlagventil (38) angebracht ist und dieses andere Ende des Laufzeitrohres (36) eines jeden vorhergehenden Verbindungsstrangs (33) mit dem Dreistellungsventil (35) des nachfolgenden Verbindungsstrangs (34) verbunden ist.