DE3642473A1 - Hydropulsator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die hydraulische Im­ pulstechnik, genauer auf Hydropulsatoren.

Die Erfindung kann im Erzbergbau und Wasserbau zur Zerstörung von Gesteinen durch pulsierende Hochdruckstrah­ len sowie in der Energiewirtschaft zur Reinigung von wär­ meenergetischen Elementen von Kraftwerks-Kesselanlagen an­ gewendet werden.

Bekannt ist ein Hydropulsator (siehe den SU-Urheber­ schein Nr. 7 35 765, IPK E 21 C 25/60, veröffentlicht im Bulletin "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeichen", Nr. 19, 1980, Donezker Polytechnisches In­ stitut), der einen gasbelasteten Druckflüssigkeitsspei­ cher enthält, welcher an einer Zuleitung angebracht und über eine Rohrleitung mit einem Schwingungserzeuger ver­ bunden ist, der ein Gehäuse besitzt, in dem ein Hohlkol­ ben, der in ihm Ablaßschließ- und Ablaßöffnungskammern sowie Nieder- und Hochdruckkammern bildet, und eine Steuer­ vorrichtung zur Bewegungssteuerung dieses Hohlkolbens angeordnet sind, die in Form eines durch eine Membran in zwei Hälften unterteilten Windkessels ausgeführt ist. Der eine der gebildeten Hohlräume ist mit Druckgas ge­ füllt, während der andere die Hochdruckkammer über eine Drossel veränderlichen Widerstandes mit der Ablaß­ öffnungskammer und über ein Ventil mit der Atmosphäre ver­ bindet. Die Niederdruckkammer ist mit einem Ablaß­ stutzen, die Hochdruckkammer aber mit einem Ar­ beitsaufsatz und mit der Rohrleitung verbunden, die den gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeicher mit dem Schwin­ gungserzeuger in Verbindung setzt.

Die Funktion des Hydropulsators beruht auf der Be­ schleunigung der in der Rohrleitung zwischen dem gasbe­ lasteten Druckflüssigkeitsspeicher und dem Schwingungs­ erzeuger enthaltenen Flüssigkeit durch den Ablaß­ stutzen hindurch und auf der nachfolgenden Ab­ bremsung des Flüssigkeitsstromes vor dem Arbeitsaufsatz.

Für diese Einrichtung ist eine ungenügende Zerstö­ rungsfähigkeit des Wasserstrahls bezeichnend, was durch die begrenzte Wasserstrahlleistung bedingt ist.

Bekannt ist ferner ein Hydropulsator (siehe den SU- Urheberschein Nr. 11 16 161, veröffentlicht im Bulletin "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeich­ en", Nr. 36, 1984, Stattlicher Unionsbetrieb für mecha­ nische und chemische Reinigung von Kesselaggregaten "Kes­ selreinigung") mit einem gasbelasteten Druckflüssigkeits­ speicher, der mit dem Eintrittsstutzen eines Schwingungs­ erzeugers in Verbindung steht, welcher ein Gehäuse be­ sitzt, in dem ein Hauptkolben, der in ihm einen Kolben­ sitzraum und einen deckelseitigen Zylinderraum bildet, der mit einer Gleichdruckquelle in Verbindung steht, sowie mit einem zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeicher mit Membran, in dessen unter der Membran liegendem Raum ein Kolben mit Kolbenstange untergebracht ist, der mit dem Hauptkolben zusammenwirkt und einen kolbenstangensei­ tigen Zylinderraum bildet, der vom deckelseitigen Zylinder­ raum durch eine Trennwand getrennt ist und mit der Atmos­ phäre in Verbindung steht, während der unter der Membran lie­ gende Raum mittels eines mit einer Drossel versehenen Überströmrohres mit dem Austrittsstutzen und dem Aufsatz in Verbindung steht.

Die Funktion der Einrichtung beruht auf der Speiche­ rung einer Energie im zweiten gasbelasteten Druckflüssig­ keitsspeicher bis zum Erreichen eines bestimmten Ener­ giebetrags mit nachfolgendem Auswurf eines pulsierenden Hochdruckflüssigkeitsstrahls maximalen Durchsatzes durch den Aufsatz.

Diese Einrichtung ist durch ungenügende Zerstörungs­ fähigkeit des Flüssigkeitsstrahls gekennzeichnet, was durch verzögerte Ausbildung der Hochdruckimpulsvorder­ flanke bedingt ist, die kein stoßweises Anlegen der zer­ störenden Belastung am Abbaustoß, sondern eine stetige Zunahme derselben bewirkt. Dies erklärt sich dadurch, daß bei bestimmten Verhältnissen der Konstruktionsparameter von Sitz und Aufsatz, Sitz und Hauptkolben ein solcher Zustand eintreten kann, bei dem die am Hauptkolben an­ greifende zusätzliche Kraft infolge der Einwirkung des im Kolbensitzraum vorhandenen Druckes auf einen Quer­ schnittsteil des Hauptkolbens die dabei auftretenden Rei­ bungskräfte nicht in ausreichendem Maße zu kompensieren vermag. Der Hauptkolben geht nur langsam vom Sitz weg, was zur verzögerten Ausbildung der Hochdruckimpulsvorder­ flanke vor dem Aufsatz, d. h. zur langsamen Druckzunahme und demzufolge zur Herabminderung der Effektivität der hydraulischen Gewinnung führt. Darüber hinaus ist es nicht ausgeschlossen, daß der Hauptkolben irgendeine Zwischen­ stellung einnehmen und in derselben auf die Dauer verwei­ len wird, bei der das Ausströmen durch Sitz und Aufsatz hindurch konstant sein und kein Aufladen des gasbelaste­ ten Druckflüssigkeitsspeichers erfolgen wird. Dies setzt die Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Einrichtung herab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hyd­ ropulsator zu schaffen, mit dem eine steile Vorderflanke des hydraulischen Impulses zur Zerstörung von Gesteinen mit ausreichendem Effektivitätsgrad der hydraulischen Ge­ winnung dank einem vervollkommneten Schwingungserzeuger erzielt wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Hydropulsator, mit einem gasbelasteten Druckflüssigkeits­ speicher, der mit dem Eintrittsstutzen eines Schwingungs­ erzeugers in Verbindung steht, welcher ein Gehäuse be­ sitzt, in dem ein Hauptkolben untergebracht ist, der in ihm einen Kolbensitzraum und einen ersten deckelseiti­ gen Zylinderraum bildet, der mit einer Gleichdruckquelle in Verbindung steht, sowie einem zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeicher mit Membran, in dessen unter der Membran liegendem Raum ein erster Kolben mit Kol­ benstange untergebracht ist, der mit dem Hauptkolben zu­ sammenwirkt und einen ersten kolbenstangenseitigen Zy­ linderraum bildet, der vom ersten deckelseitigen Zylin­ derraum durch eine Trennwand getrennt ist und mit der Atmosphäre in Verbindung steht, während der unter der Membran liegende Raum mittels eines mit einer Drossel versehenen Überströmrohrs mit einem Austrittsstutzen in Verbindung gesetzt ist, erfindungsgemäß im Gehäuse des Schwingungs­ erzeugers eine Kammer zur Impulserzeugung ausgeführt ist, in der ein zweiter Kolben mit Kolbenstange untergebracht ist, der so angeordnet ist, daß er mit dem Hauptkolben zusammenwirken kann und in der Impulserzeugungskammer ei­ nen zweiten deckelseitigen Zylinderraum, der mittels ei­ nes Überströmrohrs mit dem Austrittsstutzen verbunden ist, sowie einen zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum bildet, der mit der Atmosphäre verbindbar ist.

Zweckmäßigerweise ist ferner im erfindungsgemäßen Hydropulsator der zweite kolbenstangenseitige Zylinderraum der Impulserzeugungskammer mittels eines mit einem Ven­ til versehenen Überströmrohrs mit dem unter der Membran liegen­ den Raum des zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspei­ chers verbindbar.

Zweckmäßigerweise ist ferner im erfindungsgemäßen Hy­ dropulsator der zweite kolbenstangenseitige Zylinderraum der Impulserzeugungskammer mittels eines anderen mit einem Ventil versehenen Überströmrohrs mit der Atmosphäre verbindbar.

Also wird im erfindungsgemäßen Hydropulsator dank der Ausführung einer Impulserzeugungskammer und der Un­ terbringung eines zweiten Kolbens mit einer Kolbenstange in derselben, der mit dem Hauptkolben seitens des Ein­ trittsstutzens zusammenwirkt, sowie dank der Verbindung des zweiten deckelseitigen Zyinderraums mit dem Austritts­ stutzen eines Schwingungserzeugers eine zusätzliche Kraft erzeugt, die auf den Hauptkolben auf der Seite des Ein­ trittsstutzens einwirkt. Dies gewährleistet eine zuver­ lässige und schnelle Verschiebung des Hauptkolbens vom Sitz weg, wobei Strömungsverluste verringert werden und eine schlagartige Druckzunahme vor dem Aufsatz d. h. eine maximale Steilheit der Impulsvorderflanke gewährleistet wird, so daß dadurch die Zerstörungseffektivität von Ge­ steinen erhöht wird. Dank der Verbindung des zweiten kol­ benstangenseitigen Zylinderraums mit dem unter Membran liegenden Raum wird außerdem der im unter der Membran liegen­ den Raum zunehmende Druck während der Überdeckung des Sitzes durch den Hauptkolben in den zweiten kolbenstan­ genseitigen Zylinderraum übertragen, wodurch der zweite, auf der Seite des Eintrittsstutzens angeordnete Kolben mit Kolbenstange vom Hauptkolben weggeführt wird und mit ihm nicht mehr zusammenwirkt. Dies verringert die Kraft, die die Verschiebung des Hauptkolbens zum Sitz behindert, und gewährleistet die erforderliche Verschiebungsgeschwin­ digkeit desselben beim Schließen, indem sein Anhalten in Zwischenstellungen beseitigt wird, so daß dadurch die Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit des Hydropulsators erhöht werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der die Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Hydropulsators im Schnitt dargestellt ist.

Der Hydropulsator enthält einen gasbelasteten Druck­ flüssigkeitsspeicher 1, der auf der einen Seite an eine Zuleitung bzw. eine Pumpe (in der Zeichnung nicht abgebil­ det), auf der anderen Seite aber an den Eintrittsstutzen 2 eines Schwingungserzeugers 3 angeschlossen ist. Der Schwingungserzeuger 3 besitzt ein Gehäuse 4, in dem ein Hauptkolben 5 untergebracht ist, der einen Kolbensitz­ raum 6 und einen deckelseitigen Zylinderraum 7 bildet, der mit einer Gleichdruckquelle 8 in Verbindung steht. Ferner enthält der Hydropulsator einen zweiten gasbelas­ teten Druckflüssigkeitsspeicher 9 mit Membran 10, in des­ sen unter der Membran liegenden Raum 11 ein erster Kolben 12 mit Kolbenstange 13 untergebracht ist, der mit dem Haupt­ kolben 5 zusammenwirkt und im Gehäuse 4 einen ersten kol­ benstangenseitigen Zylinderraum 14 bildet, der vom er­ sten deckelseitigen Zyinderraum 7 durch eine Trennwand 15 abgetrennt und über eine Bohrung 16 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der unter Membran liegende Raum 11 selber ist mittels eines mit einer Drossel 18 versehenen Überströmrohrs 17 mit einem Austrittsstutzen 19 und einem Aufsatz 20 in Verbindung gesetzt. Ferner ist auf der Sei­ te des Eintrittsstutzens 2 und des gasbelasteten Druck­ flüssigkeitsspeichers 1 im Gehäuse 4 des Schwingungser­ zeugers 3 eine Kammer 21 zur Impulserzeugung ausgeführt, in der ein zweiter Kolben 22 mit Kolbenstange 23 unter­ gebracht ist, der mit dem Hauptkolben 5 zusammenwirkt. Der zweite Kolben 22 unterteilt die Impulserzeugungskammer 21 in einen zweiten deckelseitigen Zylinderraum 24, der mit­ tels eines Überströmrohrs 25 mit dem Austrittsstutzen 19 verbunden ist, und einen zweiten kolbenstangenseitigen Zyinderraum 26, der mittels eines mit einem Ventil 28 versehenen Überströmrohrs 27 mit dem unter der Membran lie­ genden Raum 11 des zweiten gasbelasteten Druckflüssig­ keitsspeichers 9 und mittels eines weiteren mit einem Ven­ til 30 versehenen Überströmrohrs 29 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der gasbelastete Druckflüssigkeitsspei­ cher 1 enthält eine Membran 31, die sich unter Druckluft­ einwirkung auf einem Gitter 32 abstützt, während die Mem­ bran 10 des zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspei­ chers 9 ebenfalls unter Drucklufteinwirkung auf einem Git­ ter 33 aufliegt; dabei ist die Gleichdruckquelle 8 mit einem Ventil 34 versehen. Im Kolbensitzraum 6 des Schwin­ gungserzeugers 3 ist ein Sitz 35 ausgeführt.

Der Hydropulsator arbeitet folgenderweise.

Man öffnet das Ventil 34, wodurch der erste deckel­ seitige Zylinderraum 7 mit der Gleichdruckquelle 8, bei­ spielsweise einer Ölstation, in Verbindung gesetzt wird. Hierbei ist das Ventil 28 geöffnet, während das Ventil 30 am Überstromrohr 29 geschlossen ist. Also steht der unter der Membran liegende Raum 11 über das Überströmrohr 27 mit dem zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 in Ver­ bindung. Der Hauptkolben 5 wird unter der Gleichdruckein­ wirkung seitens des ersten deckelseitigen Zylinderraums 7 von der Gleichdruckquelle 8 an den Sitz 35 angedrückt, wo­ durch das Wasserüberströmen vom Eintrittsstutzen 2 in den Kolbensitzraum 6 und weiter zum Austrittsstutzen 19 und den Aufsatz 20 unterbunden wird. Daher wirkt das ge­ samte aus der Pumpe bzw. Speiseleitung kommende Wasser, indem es den gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeicher 1 und den Eintrittsstutzen 2 füllt, auf die Membran 31 ein, wobei es sie vom Gitter 32 wegdrückt, und verdichtet das über der Membran 31 vorhandene Gas. Es findet die Aufla­ dung des gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers 1 statt. Hierbei verschieben sich unter der Wirkung der an den Stirnflächen der Kolbenstangen 13 und 23 der jeweiligen Kolben 12 und 22 angreifenden Drücke im Eintrittsstutzen 2 und im ersten deckelseitigen Zylinderraum 7 die vorgenann­ ten Kolben in Richtung des zweiten deckelseitigen Zylin­ derraums 24 und des unter Membran liegenden Raums 11, d. h. sie kommen mit dem Hauptkolben 5 außer Wechselwirkung. Dabei steht der erste deckelseitige Zylinderraum 7 unter konstantem Druck, der Innenraum des Eintrittsstutzens 2 steht unter zunehmendem Aufladedruck, während der zweite deckelseitige Zyinderraum 24, der zweite kolbenstangensei­ tige Zylinderraum 26 und der unter Membran liegende Raum 11 unter atmosphärischem Druck stehen. Die Membran 10 des zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers 9 ist an das Gitter 33 angedrückt.

Die Aufladung des gasbelasteten Druckflüssigkeits­ speichers 1 wird so lange andauern, bis der Druck im Ein­ trittsstutzen 2 einem solchen Wert erreicht, bei dem die Kraft seiner Wirkung auf die Fläche des Hauptkolbens 5 seitens des Sitzes 35 größer als die Wir­ kungskraft des konstanten Druckes im ersten deckelseiti­ gen Zylinderraum 7 auf die gesamte Fläche des Hauptkol­ bens 5 wird. Sobald dies geschehen ist, entsteht eine re­ sultierende Kraft, die nach der Seite des ersten deckel­ seitigen Zylinderraums 7 gerichtet ist. Der Hauptkolben 5 beginnt, vom Sitz 35 wegzugehen, wobei der Eingangs­ stutzen 2 und der Kolbensitzraum 6 über den sich zwischen dem Sitz 35 und dem Hauptkolben 5 bildenden Spalt mit­ einander in Verbindung treten. Infolge der im Kolbensitz­ raum 6 auftretenden Druckwirkung auf den freigewordenen Teil der Fläche des Hauptkolbens 5 nimmt die resultieren­ de Kraft zu. Außerdem gelangt das aus dem Kolbensitzraum 6 kommende Wasser in den Austrittsstutzen 19 zum Auf­ satz 20 und strömt durch denselben hindurch auf das Zer­ störungsobjekt aus. Zugleich gelangt das aus dem Austritts­ stutzen 19 kommende Wasser über die Überströmrohre 17 und 25 in den unter der Membran liegenden Raum 11 und den zweiten deckelseitigen Zylinderraum 24. Der Druck im zweiten deckelseitigen Zylinderraum 24 steigt praktisch momentan bis auf den Aufladungsdruck an. Im unter der Membran liegenden Raum 11 wird der Druck mit einem bestimmten Verzug zuneh­ men, der durch die im Überströmrohr 17 vorhandene Drossel 18 und das im zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeits­ speicher 9 enthaltene Gas bedingt ist. Dies hat zur Fol­ ge, daß seitens des zweiten deckelseitigen Zylinderraums 24 am zweiten Kolben 22 eine Kraft entstehen wird, die den zweiten Kolben 22 in Richtung des zweiten kolbenstangen­ seitigen Zylinderraums 26 verschiebt. Der zweite Kolben 22 mit der Kolbenstange 23 tritt mit dem Hauptkolben 5 in Wechselwirkung, wodurch die auf diesen wirkende resultie­ rende Kraft vergrößert wird, die ihrerseits die Verschie­ bungsgeschwindigkeit desselben erhöht. Demnach verhält es sich so, daß je höher die Verschiebungsgeschwindigkeit des Hauptkolbens 5 ist, um so schneller nimmt auch der Druck im Austrittsstutzen 19 vor dem Aufsatz 20 zu und um so steiler wird die Vorderflanke des erzeugten Hochdruck­ impulses.

Mit dem Abheben des Hauptkolbens 5 vom Sitz 35 fängt die Entladungsphase des gasbelasteten Druckflüssigkeits­ speichers 1 an. Das Wasser fließt durch den Aufsatz 20 hindurch auf das Zerstörungsobjekt aus und füllt unter demselben Druck den unter der Membran liegenden Raum 11 über das Überströmrohr 17 sowie den zweiten kolbenstangensei­ tigen Zylinderraum 26 über das Überströmrohr 27. Aller­ dings nimmt wegen der vorhandenen Drossel 18 und des zwei­ ten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers 9 der Was­ serdruck im unter der Membran liegenden Raum 11 und im zwei­ ten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 nur langsam zu und erreicht angesichts der beträchtlichen Fläche des ersten Kolbens 12 praktisch einen allenfalls viel geringe­ ren Wert als der Druck im Kolbensitzraum 6 vor der Been­ digung des Entladungsvorgangs. Also nimmt beim Entladen des gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers 1 der Was­ serdruck im Eintrittsstutzen 2, Kolbensitzraum 6 und zweiten deckelseitigen Zylinderraum 24 ab, während der Druck im unter Membran liegenden Raum 11 und dem zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 in der Anfangsstufe der Entladung des gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers 1 dank der Wegbewegung der Membran 10 vom Gitter 33 und der Füllung des zwischen ihnen entstehenden Zwischenraums mit Wasser zunimmt und den Entladungsdruckwert in einem Augenblick erreicht, da der durch Gas und Wasser auf die Membran 10 ausgeübte Druck beiderseits derselben ein gleicher ist. Unter der Wirkung des Entladungsdruckes im zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 fängt der zweite Kolben 22 mit der Kolbenstange 23 an, sich in Richtung des zweiten deckelseitigen Zylinderraums 24 zu bewegen, wobei das in demselben vorhandene Wasser über das Überströmrohr 25 in den Austrittsstutzen 19 herausge­ drückt wird. Hierbei tritt die Kolbenstange 23 des zwei­ ten Kolbens 22 mit dem Hauptkolben 5 außer Wechselwirkung. Der Druck im unter der Membran liegenden Raum 11 und im zwei­ ten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 wird langsam abnehmen und dank der Hinbewegung der Membran 10 zum Git­ ter 33 und dem Wasserüberströmen aus dem zwischen ihnen bestehenden Zwischenraum unter der Wirkung des im Zylin­ derraum vorhandenen Druckgases in ausreichender Höhe auf­ rechterhalten werden.

In dem Augenblick, da die auf den Hauptkolben 5 seitens des Kolbensitzraums 6 wirkende Kraft kleiner als die auf den Hauptkolben 5 seitens des ersten deckelseitigen Zylinderraums 7 und des unter der Mem­ bran liegenden Raums 11 wirkende Kraft wird, bewegt sich der Hauptkolben 5 zum Sitz 35 hin. Je nach seiner Bewe­ gung nimmt der Druck im Kolbensitzraum 6, vor dem Auf­ satz 20 und im zweiten deckelseitigen Zylinderraum 24 ab, während der Druck im unter Membran liegenden Raum 11 und in zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 kleiner als der Anfangsentladedruck wird. Der Hauptkolben 5 er­ reicht den Sitz 35 und überdeckt denselben. Der Druck im Kolbensitzraum 6, im Austrittsstutzen 19 vor dem Aufsatz 20 nimmt bis auf den atmosphärischen ab. Diese Umvertei­ lung der Drücke führt dazu, daß bei der Bewegung des Hauptkolbens 5 die Einwirkung auf denselben seitens des ersten Kolbens 12 mit der Kolbenstange 13 größer wird, während die Gegenwirkung seitens des zweiten Kolbens 22 mit der Kolbenstange 23 geringer wird. Dies gewährleistet ein jähe Druckabnahme vor dem Aufsatz 20 und eine aus­ reichende Steilheit der Druckimpulshinterflanke, d. h. ei­ ne sichere und einwandfreie Funktion des Hydropulsators. Mit dem Bewegungbeginn des Hauptkolbens 5 zum Sitz 35 hin endet die Entladung des gasbelasteten Druckflüssigkeits­ speichers 1, und nach dem Aufsetzen des Hauptkolbens 5 auf den Sitz 35 setzt erneut die Aufladung ein. Der Ar­ beitsprozeß wiederholt sich.

Nach dem Aufsetzen des Hauptkolbens 5 auf den Sitz 35 kommt der Druck im Kolbensitzraum 6 und im zweiten deckel­ seitigen Zylinderraum 24 praktisch augenblicklich dem at­ mosphärischen Druck nahe, wobei der zweite Kolben 22 mit der Kolbenstange 23 mit dem Hauptkolben 5 nicht zusammen­ wirkt. In dem Augenblick, da die Membran 10 auf das Git­ ter 33 zu sitzen kommt, wird der Druck im unter der Membran liegenden Raum 11 und im zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 dem atmosphärischen Druck gleich. Danach verschiebt sich die Kolbenstange 13 des ersten Kolbens 12 unter der Wirkung des seitens des ersten deckelseitigen Zylinderraums 7 aufgeprägten Druckes erneut in Richtung des zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers 9 und tritt mit dem Hauptkolben 5 außer Wechselwirkung. Der Hydropulsator ist auf die nächste Aufladungsphase vorbe­ reitet.

Für den Fall, daß das Ventil 28 am Überströmrohr 27 geschlossen, das Ventil 30 am Überströmrohr 29 aber ge­ öffnet ist, wird der zweite kolbenstangenseitige Zylinder­ raum 26 vom unter Membran liegenden Raum 11 isoliert und mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt. Die Funktion des Hydropulsators ist dabei in der Aufladungsphase des gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers der vorstehend beschriebenen Funktionsweise ähnlich, unterscheidet sich von dieser in der Entladungsphase dadurch, daß der zwei­ te Kolben 22 samt der Kolbenstange 23 mit dem Hauptkol­ ben 5 stets zusammenwirken wird. Dies ruft eine zusätz­ liche Kraft hervor, die die Verschiebung des Hauptkol­ bens 5 zum Sitz 35 hin verhindert, also den Kräften entge­ gengewirkt, die auf den Hauptkolben 5 seitens des ersten deckelseitigen Zyinderraums 7 und des unter Membran lie­ genden Raums 11 über den ersten Kolben 12 mit der Kolben­ stange 13 einwirken. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Hauptkolbens 5 wird vermindert, die Entladungsdauer aber, d. h. die Hochdruckimpulsdauer, wird infolge der Änderung der Steilheit der Impulshinterflanke erhöht. Diese Hinter­ flanke wird, wie dies die Bedingungen der hydraulischen Gewinnung erfordern, flacher.

Ist die Festigkeit der Ge­ steine hoch, braucht man eine steile Vorder- und Hinter­ flanke für eine effektive hydraulische Gewinnung. Hierzu wird in der erfindungsgemäßen Einrichtung der unter Membran liegende Raum 11 mit dem zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 über das Überströmrohr 27 verbunden. Das Ventil 28 wird geöffnet, das Ventil 30 aber geschlossen. Ist die Festigkeit der Gesteine gering, so benutzt man für die Erzielung einer effektiven hydraulischen Gewin­ nung eine steile Impulsvorderflanke bei einer ganz fla­ chen Hinterflanke, wobei aber die Dauer des Hochdruckim­ pulses verlängert ist. Hierzu wird in der erfindungsge­ mäßen Einrichtung der unter Membran liegende Raum 11 vom zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum 26 isoliert, indem man das Ventil 28 absperrt, während der zweite kol­ benstangenseitige Zylinderraum 26 mit der Atmosphäre über das geöffnete Ventil 30 in Verbindung gesetzt wird.

Die im vorstehenden beschriebene Ausführung der vor­ liegenden Erfindung gewährleistet eine Erhöhung der Zer­ störungseffektivität von Gesteinen dank einer steilen Impulsvorderflanke und einer veränderbaren Impulshinter­ flanke, dank einer gesteigerten Schlagkraft des Wasser­ strahls, einer erhöhten Hochdruckimpulsdauer und einer besseren Betriebszuverlässigkeit der Einrichtung.

Claims (3)

1. Hydropulsator mit einem gasbelasteten Druckflüs­ sigkeitsspeicher (1), der mit dem Eintrittsstutzen (2) eines Schwingungserzeugers (3) in Verbindung steht, wel­ cher ein Gehäuse (4) besitzt, in dem ein Hauptkolben (5) untergebracht ist, der in ihm einen Kolbensitzraum (6) und einen ersten deckelseitigen Zylinderraum (7) bildet, der mit einer Gleichdruckquelle (8) in Verbindung steht, sowie einem zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspei­ cher (9) mit Membran (10), in dessen unter der Mem­ bran liegenden Raum (11) ein zweiter Kolben (12) mit Kol­ benstange (13) untergebracht ist, der mit dem Hauptkol­ ben (5) zusammenwirkt und einen ersten kolbenstangensei­ tigen Zylinderraum (14) bildet, der vom ersten deckel­ seitigen Zyinderraum (7) durch eine Trennwand (15) ge­ trennt ist und mit der Atmosphäre in Verbindung steht, während der unter der Membran liegende Raum (11) mittels ei­ nes eine Drossel (18) besitzenden Überströmrohrs (17) mit einem Austrittsstutzen (19) in Verbindung gesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (4) des Schwingungserzeugers (3) eine Impuls­ erzeugungskammer (21) ausgeführt ist, in der ein zweiter Kolben (22) mit Kolbenstange (23) untergebracht ist, der so angeordnet ist, daß er mit dem Hauptkolben (5) zusam­ menwirken kann und in der Impulserzeugungskammer (21) ei­ nen zweiten deckelseitigen Zylinderraum (24), der mittels eines Überströmrohrs (25) mit dem Austrittsstutzen (19) verbunden ist, sowie einen zweiten kolbenstangenseitigen Zylinderraum (26) bildet, der mit der Atmosphäre verbindbar ist.

2. Hydropulsator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite kolbenstan­ genseitige Zylinderraum (26) der Impulserzeugungskammer (21) mittels eines mit einem Ventil (28) versehenen Über­ strömrohrs (27) mit dem unter der Membran liegenden Raum (11) des zweiten gasbelasteten Druckflüssigkeitsspeichers (9) verbindbar ist.

3. Hydropulsator nach Ansprüchen 1 bzw. 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der zweite kolbenstangenseitige Zylinderraum (26) der Impulserzeu­ gungskammer (21) mittels eines anderen mit einem Ventil (30) versehenen Überströmrohrs (29) mit der Atmosphäre verbindbar ist.