WO2011107082A1 - Device and method for producing high-pressure pulses - Google Patents

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WO2011107082A1
WO2011107082A1 PCT/DE2011/000219 DE2011000219W WO2011107082A1 WO 2011107082 A1 WO2011107082 A1 WO 2011107082A1 DE 2011000219 W DE2011000219 W DE 2011000219W WO 2011107082 A1 WO2011107082 A1 WO 2011107082A1
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WO
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pressure
outlet opening
pressure chamber
valve unit
switching position
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Application number
PCT/DE2011/000219
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German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Schmitz-Habben
Carsten Weiss
Original Assignee
Teftorec Gmbh
Uraca Pumpenfabrik Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E21B37/08—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells cleaning in situ of down-hole filters, screens, e.g. casing perforations, or gravel packs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08—Obtaining and confining water by means of wells
    • E03B3/15—Keeping wells in good condition, e.g. by cleaning, repairing, regenerating; Maintaining or enlarging the capacity of wells or water-bearing layers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole

Definitions

  • the invention relates to a method for generating high-pressure pulses and to a device suitable for this purpose according to the preamble of claim 7 or claim 19.
  • the regeneration of wells includes all measures that are used to remove mineral and / or organic deposits from the well annulus and the adjacent mountains during a well operating period.
  • the methods used for this purpose follow the principle of separation or detachment of deposits and buildup of the filter material and the supporting grain skeleton of the adjacent mountains and the discharge of these particles through the well filter.
  • various methods and devices are known which make use of hydromechanical, hydropneumatic or chemical principles of action.
  • Hydromechanical well regeneration processes will release hydraulic or pneumatic energy pulses, which will be properly introduced into wells.
  • pulse generators are suitable, which are introduced into a well.
  • CONFIRMATION COPY or the filter pebble have settled, thereby to regenerate the well.
  • EP 1 805 092 A1 discloses a pulse generator with which hydraulic or pneumatic energy or high-pressure pulses can be generated, thereby regenerating a well or a production well.
  • a compressible medium is passed under pressure into a working pressure chamber.
  • the working pressure chamber has on one side an opening which can be closed by a valve head, which is part of a valve unit.
  • This valve unit further consists of a valve rod, at one end of the valve head and at the opposite other end a plate in the form of a valve rod end are formed.
  • the valve rod end serves as a piston which is slidably disposed within a biasing pressure chamber.
  • the valve unit is translationally movable in the direction of a longitudinal axis of the valve rod.
  • the valve head closes the opening of the working pressure chamber.
  • the biasing pressure chamber is filled with a compressible medium, wherein the valve rod end and thus also the valve head are biased in the just mentioned first switching position.
  • the valve head is moved away from the working pressure chamber, thereby releasing the opening to the environment and discharging the medium previously accumulated in the working pressure chamber to the environment within a short time to generate an energy pulse.
  • the pulse generator according to EP 1 895 092 A1 has the disadvantage that its valve unit requires a large installation space and is possibly subject to leakage problems.
  • DE 108 43 292 C2 shows a device for regenerating and cleaning wells, in which pulses are released by a sudden release of a compressed gas or a pressurized liquid in the water of the well or in the liquid of the production well.
  • a pressure chamber is filled with a medium under pressure, said pressure chamber can be closed by a translationally displaceable piston.
  • Plastic or a rubber-like material in contact and biased against it. If the pressure within the pressure chamber increases, the piston is moved against the plastic or the rubber-like material and thereby displaced within a housing. In this displacement lateral openings of the housing are released, so that the medium can escape from the pressure chamber to the environment.
  • This device is subject to the disadvantage that due to the inertia of the plastic and thus of the piston, the opening and closing action of the device is not fast enough to produce a high frequency energy pulse. Furthermore, this device is not adjustable with respect to the intensity of the energy pulse.
  • US 5,836,393 and US 6,250,388 B1 each show an apparatus for generating high pressure pneumatic pulses.
  • compressed air is introduced into a pressure chamber, which is closed by a piston of a displaceable valve unit in a first switching position.
  • the valve unit is in fluid communication with a counter-pressure chamber and is thereby biased in the first switching position in the direction of the pressure chamber, so that the piston keeps the pressure chamber closed in the first switching position. Only when the pressure within the pressure chamber exceeds that within the back pressure chamber, the valve inlet translational moved so that the piston opens the pressure chamber and thereby the compressed air is discharged from the pressure chamber in a short time to produce a pneumatic high-pressure pulse.
  • the invention has for its object to provide an apparatus and a method for generating in particular hydraulic high-pressure pulses, which only a small footprint is claimed and an adjustability speed of the generated high-pressure pulses in terms of frequency and intensity is possible by simple means, at the same time robust construction.
  • a device by means of which in particular hydraulic high-pressure pulses are generated, comprises in a first embodiment a housing with a pressure chamber which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing has at least one outlet opening which is separated from the pressure chamber leads to the environment. Furthermore, the device comprises a valve unit, which can be moved in response to a pressure within the pressure chamber between a first switching position and a second switching position. In the first embodiment
  • the device comprises a valve unit, which is arranged completely within the pressure chamber.
  • the invention is based on the finding that an arrangement of the valve unit completely within the pressure chamber makes both a more compact design for the device and a robust construction possible.
  • the complete integration of the valve unit within the pressure chamber keeps the dimensions of the device compact and protects the valve unit from disturbing influences from outside or from the environment. This has an advantageous effect on the reliability of the device and its life.
  • the valve unit has a translationally displaceable closure head, which is biased by a spring against the outlet opening.
  • the closure head closes the outlet opening, wherein in the second switching position of the valve unit it is lifted off the outlet opening and releases it.
  • the closure head has a comparatively low mass and thus a low inertia, so that it can be moved quickly and with a high frequency between see the first and second switching position of the valve unit. This allows a high frequency with respect to high-pressure pulses, in particular high-pressure hydraulic pulses.
  • the bias of the closure head against the outlet opening by means of a spring is mechanically simple and robust, resulting in a high reliability and a long life.
  • the closure head may have a differential surface which is substantially orthogonal to a longitudinal axis of the closure head.
  • the fluid contained in the pressure chamber is in contact with this differential surface and thereupon exerts a force on the sealing head in the direction of its longitudinal axis.
  • a defined force is exerted on the closure head when a predetermined pressure within the pressure chamber is exceeded, which force is greater than the biasing force of the spring and counteracts this.
  • the lifted head from the outlet and transferred to its second switching position.
  • the interaction between the biasing force of the spring and the defined force acting on said differential surface and pushing the closure head away from the outlet opening at a predetermined pressure within the pressure chamber advantageously results in controlled opening and closing of the high frequency outlet opening such that as a result of which high-pressure pulse are released to the environment.
  • the above-mentioned differential area is formed in a preferred embodiment on the closure head by a first region having a first diameter and a second region having a second diameter, wherein the second diameter is greater than the first diameter.
  • the area with the first diameter is in this case formed adjacent to the outlet opening, wherein the second area is formed on the closure head on a side facing away from the outlet opening.
  • the fluid in the pressure chamber wets the closure head between its first and second regions. This ensures that a force which acts on the differential surface by means of the fluid in the pressure chamber, always acts in a direction away from the outlet opening and thus counteracts the Federvorspan-.
  • the device may comprise an adjusting device by means of which a bias of the spring is adjustable.
  • the size of the spring preload interacts with the pressure within the pressure chamber, the switching point, from which the closure head is lifted from the outlet opening and transferred to its second switching position.
  • a valve housing which is in contact with the spring, are translationally displaced in the direction of a longitudinal axis of the spring by the adjusting device, thereby increasing or decreasing the bias of the spring.
  • the biasing force of the spring pushes the closure head against a sealing surface of the outlet opening and thus closes the outlet channel, which leads to the environment.
  • the pressure is advantageously set, from which the closure head lifts off from the outlet opening or at which the pulse generator triggers.
  • a simple operability of the adjusting device can be achieved in that it can be actuated from outside the housing, for example, by the fact that the adjusting device is designed in the form of an adjusting nut enclosed in the wall of the housing. Thus one can be ahead of one
  • the valve housing is moved relative to the spring by adjusting the adjusting nut or a translational displacement in the direction of the longitudinal axis of the spring, thereby changing the bias of the spring.
  • the adjusting nut may be provided in an end plate of the housing opposite to the outlet opening, wherein a foot portion of the spring is held by the adjusting nut. Turning the adjusting nut leads to a displacement of the foot portion of the spring relative to the valve housing, thereby changing the bias of the spring.
  • the outlet opening open into an outlet channel having an opening to the environment.
  • the fluid which is discharged through the opened outlet opening to the surroundings is channeled or bundled in one direction, so that the discharge to the surroundings takes place in the form of a directed fluid jet.
  • Said channeling of the fluid is particularly advantageous when water is used as the fluid because it causes a directional jet of water to be released to the environment.
  • Alignment of the fluid discharged to the environment may be further enhanced by a nozzle in fluid communication with the outlet port.
  • the nozzle may be arranged in the opening of the outlet channel.
  • a back pressure is caused in the pressure chamber through the nozzle in the second switching position of the valve unit when fluid exits under pressure to the environment. This back pressure acts on the closure head in a direction away from the outlet opening.
  • the closure head is moved away from the outlet opening sufficiently far, so that a sufficient amount of fluid is discharged through the outlet opening to the surroundings.
  • An alternative embodiment of the device according to the invention comprises a housing with a pressure chamber which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing has at least one outlet opening which leads from the pressure chamber to the environment. Furthermore, the device comprises a valve unit which can be moved in response to a pressure within the pressure chamber between a first switching position and a second switching position. In the first switching position, the valve unit closes the outlet opening, the valve unit opening the outlet opening in its second switching position.
  • valve unit In the second switching position of the valve unit, at least a portion of the fluid from the pressure chamber is discharged under pressure to the environment through the open outlet opening, thereby producing a high-pressure hydraulic pulse.
  • the valve unit has a translationally displaceable closure head, which is biased by a spring against the outlet opening, wherein the closure head in the first switching position of the valve unit the Closes outlet and in the second switching position of the valve unit is lifted from the outlet opening.
  • the abovementioned alternative embodiment of the device according to the invention is characterized in that the bias of the closure head against the outlet opening by means of a spring, i. achieved with simple and robust means. This is advantageous for high reliability and a long service life. Furthermore, a pressure point at which the valve unit opens as a function of an internal pressure prevailing in the pressure chamber can be set by simple means by the
  • Bias of the spring is changed. This allows the frequency and intensity of the high pressure pulses to be adjusted.
  • the invention further provides a method for generating high pressure pulses, comprising the steps of:
  • opening and closing of the outlet opening according to steps (ii) and (iii) takes place at a frequency which is filled by a height of the pressure with which the pressure chamber is filled with the fluid, and / or by a bias Spring, with which the closure head is biased against the outlet opening depends.
  • a change in the frequency of the opening and closing of the outlet opening and also a change in the intensity of the hydraulic high pressure pulses generated can be conveniently achieved by changing the bias of the spring, with which the closure head is biased against the outlet opening.
  • Such a change in the spring preload can be achieved by an adjusting device, which can be actuated from outside the pressure chamber or its housing.
  • the outlet opening when fluid exits under pressure to the environment, a dynamic pressure is generated in the pressure chamber, which acts on the closure head in a direction away from the outlet opening.
  • a dynamic pressure is generated in the pressure chamber, which acts on the closure head in a direction away from the outlet opening.
  • the closure head in the second switching position of the valve unit, the closure head is raised sufficiently far from the outlet opening in order to discharge a sufficiently large amount of fluid to the environment.
  • the said back pressure can be caused by a nozzle, which is in fluid communication with the outlet opening. A flow cross-section of this nozzle is selected such that the outlet opening is throttled in the second switching position of the valve unit, which causes the back pressure in the pressure chamber adjacent to the outlet opening.
  • the fluid with which the main memory is filled under pressure is one liquid medium, preferably water.
  • the mechanical components that are used in carrying out the method according to the invention are suitably designed so that a high frequency for the opening and closing of the outlet opening or a sufficiently fast reciprocating movement of the closure head is ensured even with the medium of water , Accordingly, this leads to an advantageously high frequency of the discharged to the environment hydraulic high-pressure pulse.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention
  • Figure 2 is a longitudinal section through the device of Figure 1, wherein a
  • Valve unit of the device assumes a first switching position
  • Figure 3 shows an area I of Figure 2 in an enlarged view
  • Figure 4 is a longitudinal section through the device of Figure 1, wherein a
  • Valve unit of this device occupies a second switching position, while an outlet opening of a pressure chamber to the environment is open.
  • the device 1 is shown in Figure 1 in a perspective view.
  • the device 1 is a device in the form of a pulse generator in which energy is stored by means of a working fluid, preferably water, over a certain period of time. If an adjustable limit is reached with respect to the pressure of the working fluid within the pulse generator, a valve mechanism is provided to convert that potential energy into kinetic energy by repeatedly delivering the working fluid to the vicinity of the pulse generator over a short period of time.
  • the filling of the pulse generator 1 with the working fluid by means of a (not shown) high-pressure pump. With such a high pressure pump, a pressure chamber formed within the pulse generator 1 is pressurized by a constant volume flow of the fluid.
  • the device 1 hereinafter also referred to as a pulse generator, comprises a jacket-shaped housing 2 which is closed by an upper end plate 3 and by a lower end plate 4.
  • the upper end plate 3 and the lower end plate 4 are screwed together by a plurality of bolts 5 and thereby clamp the shell-shaped housing 2 between them.
  • a fastening eye 6 is provided on the upper end plate 3, to which a rope, a chain or the like can be attached.
  • a connection sleeve 7 is provided on the upper end plate 3, to which a hydraulic line or the like can be connected.
  • the connection sleeve 7 leads to a pressure chamber provided within the pulse generator 1.
  • the inner structure of the pulse generator 1 is explained in detail below with reference to FIG. 2, which shows a longitudinal section of the illustration of FIG.
  • the jacket-shaped housing 2 encloses the pressure chamber 8, wherein the
  • Connecting sleeve 7 is in fluid communication with the pressure chamber 8.
  • the reference numeral 9 shows a simplified line, which is connected to the connection sleeve 7.
  • the line 9 may be connected to a (not shown) high-pressure pump, by means of a working fluid, preferably water, is continuously conveyed into the pressure chamber 8 in.
  • a working fluid preferably water
  • the pressure chamber 8 is continuously filled with a fluid under pressure by the high-pressure pump.
  • Water is particularly suitable as the fluid, the fluid always being referred to as water in the following description, but without being understood as a limitation to water.
  • the fluid may also be other aqueous solutions or a gas.
  • an outlet opening 10 is formed, which leads from the pressure chamber 8 to the environment.
  • the outlet opening 10 merges into an outlet channel 11 which has an opening 12 towards the surroundings.
  • a nozzle 13 is arranged, whose function will be explained in detail below.
  • valve unit 14 Disposed within the pressure chamber 8 is a valve unit 14 comprising a valve housing 15, a guide bushing 16 mounted within the valve housing 15, and a closure head 17 disposed within the guide bushing
  • valve 16 is taken longitudinally displaceable. Within the valve housing 15, a spring 18 is received, which via a plunger 19 with the closure head
  • the spring 18 biases the closure head 17 in the direction of the outlet opening 10.
  • An end of the spring 18 opposite the closure head 17 is fixed in or on the lower end plate 3 by a fastening bushing 20.
  • the valve housing 15 has adjacent to the outlet opening 10 an open end face with an inner space 21.
  • lateral bores 22 are formed, which provide a fluid connection between the pressure chamber 8 and the interior 21.
  • the guide bush 16 is arranged coaxially with the outlet channel 11 or adjacent to the outlet opening 10, in which the closure head 17 is received longitudinally displaceable.
  • side holes 23 are formed in the guide bush.
  • the closure head 17 is cylindrical, and has areas along its longitudinal axis 24 with different diameters. Adjacent to the outlet opening 10, the closure head 17 has a first region 25 with a first diameter Di. Above the first region 25, the closure head 17 has a second region 26 with a second diameter D 2 , this second diameter D 2 being greater than the first diameter Di. The difference in size of these two diameters forms a differential surface on the closure head 17 Reference to the longitudinal axis 24 of the closure head 17 is substantially orthogonal. Figure 3 illustrates that the closure head 17 is in a portion between its first and second region 25, 26 flows through the lateral bores 22, 23 of the valve housing 15 and the guide bush 16 with water. Accordingly, the water interacts with the difference surface just mentioned. From a sufficient water pressure, a vertical component of force is exerted on the closure head 17 by means of the differential surface upwards, ie in a direction away from the outlet opening 10.
  • the valve unit 14 or the closure head 17 arranged displaceably therein can be moved between a first switching position and a second switching position.
  • the outlet opening 10 In the first switching position, the outlet opening 10 is closed. This is shown in the illustration of FIG. 2 or FIG. 3.
  • the closure head 17 is pressed by the bias of the spring 18 with a contact shoulder 27 against a sealing surface 28 of the outlet opening 10.
  • the outlet opening 10 When the outlet opening 10 is closed, the water contained in the pressure chamber 8 can not escape to the environment.
  • the vertical force component which acts on the differential surface of the closure head 17 becomes larger than the oppositely directed As a result, the sealing head 17 is raised from the sealing surface 28 of the outlet opening 10 upwards, so that the water can flow into the outlet channel 11 and escape to the environment.
  • the closure head 17 is lifted off the outlet opening 10, it is in a second switching position.
  • the outlet opening 10 is open in the second switching position of the valve unit 14 or its closure head 17, so that at least a subset of the water contained in the pressure chamber 8 can escape to the environment.
  • the closure head 17 is shown in its second switching position when it is lifted upwards from the outlet opening 10 as explained above.
  • the pressure chamber 8 of the pulse generator 1 is connected via the line 9 to a high-pressure water supply, which continuously pressurizes the pressure chamber 8 with water.
  • the closure head 17 In an initial state of the pulse generator 8, the closure head 17 is in its first switching position when, due to the bias of the spring 18, it closes the outlet opening 10. Accordingly, the water present in the pressure chamber 8 can not flow into the outlet channel 11 and through the nozzle 13 and escape to the environment.
  • the pressure chamber 8 is closed at its lower end plate 4. The pressure within the pressure chamber 8 then increases steadily, since water is supplied from the high-pressure water supply continuously under pressure into the pressure chamber 8. As explained with reference to FIG.
  • the water pressure acting on the differential surface of the closure head 17 leads to a vertical force component which acts on the closure head 17 in a direction away from the outlet opening 10.
  • a predetermined response pressure of the valve unit 14 and the End head 17 acting vertical force component is greater than the biasing force of the spring 18, so the closure head 17 lifts upwards from the outlet opening 10.
  • the water can flow into the outlet channel 11 and exit through the nozzle 13 to the environment.
  • the arrows A in FIG. 4 indicate the hydraulic high-pressure pulse in the form of a water jet which is discharged from the nozzle 13 to the environment.
  • the outflow of water from the pressure chamber 8 is throttled through the nozzle 13, with a flow area of the nozzle 13 being suitably chosen to effect such throttling.
  • This restriction generates a back pressure in the outflowing water, which propagates through the outlet channel 11 back into the pressure chamber 8.
  • the back pressure is always smaller than the operating pressure within the pressure chamber 8, but acts almost on the entire cross-sectional area of the closure head 17 and thus generates a relatively large force in an upward direction, ie away from the outlet opening 10.
  • the water contained in the pressure chamber 8 can thereby escape rapidly and in a very short time through the outlet opening 10, the outlet channel 11 and the nozzle 13 into the environment. In this way high pressure hydraulic pulses are delivered to and into the environment.
  • the nozzle 13 additionally has the effect that such high-pressure pulses are aligned in a defined direction.
  • the fluid with which the pressure chamber of the pulse generator 1 is continuously pressurized is preferably water or an aqueous solution.
  • the high-pressure pulses generated with the pulse generator 1 are of a hydraulic nature. This is advantageous for pulse input in cleaning wells when the pulse generator 1 is lowered into a filter tube of the well and submerged in water accordingly is.
  • the high pressure hydraulic pulse discharged from nozzle 13 of pulse generator 1 effectively propagates into the surrounding water or areas of the well, e.g. Filterkies originallyung and / or the adjacent natural mountains.
  • contaminants in the filter gravel and in the wells adjacent to the well or blockages in the pores of the grain skeleton of the mountain can be solved, whereby a cleaning, activation or regeneration of the well is improved.
  • the preferably hydraulic impulse entry into the well water thus ensures that possible pore blockages are repeatedly solved repeatedly in the presence of high flow velocities.
  • the pulse generator 1 has an adjusting device by means of which a bias of the spring 18 can be adjusted or changed. By changing the bias of the spring 18, the response pressure of the valve unit 14 is suitably adjusted, thereby increasing or decreasing the frequency as well as the intensity of the high-pressure pulses.
  • this adjusting device will be explained in detail.
  • an adapter 29 ( Figure 2) is fixed, in which an adjusting nut 30 is screwed.
  • the adjusting nut 30 holds a valve block 31 which is received in a recess 32 of the lower end plate 4.
  • the outlet channel 11 is formed centrally within the valve block 31, the outlet opening 10 being provided at an upper end of the valve block 31.
  • the nozzle 13 is provided at the end of the valve block 31 opposite to the outlet opening 10, namely in the opening 12.
  • the response pressure of the valve unit 14 can be adjusted from an outside of the housing 2 via the adjusting nut 30.
  • the valve housing 15 is moved translationally and pushes the closure head 17 via the guide bush 13 against the spring 18, which is thereby tensioned or relaxed depending on the direction of rotation of the adjusting nut 30.
  • the biasing force of the spring 18 pushes the closure head 17 against the sealing surface of the outlet opening 10, whereby the outlet channel 11 is closed.
  • the pressure is set at which the valve unit 14 and the pulse generator 1 trigger.
  • the mounting sleeve 20 is secured in the upper end plate 3 by a screw thread. Analogous to the adjustment of the adjusting nut 30 can then be increased or reduced by a screwing movement of this mounting bush, which is in contact with the spring 18, a bias just this spring 18 to change the set pressure of the valve unit 14 suitable.

Abstract

The invention relates to a device (1) for producing high-pressure pulses, comprising a housing (2) having a pressure chamber (8), which can be filled with a fluid under pressure by means of a high-pressure supply line (9), wherein the housing (2) has at least one outlet opening (10), which leads from the pressure chamber (8) to the surroundings, a valve unit, which can be moved depending on a pressure inside the pressure chamber (8) between a first switching position, in which the valve unit closes the outlet opening (10), and a second switching position, in which the valve unit opens the outlet opening (10), wherein in the second switching position of the valve unit (14) at least a partial amount of the fluid can be discharged from the pressure chamber (8) to the surroundings through the open outlet opening (10) under pressure so that a high-pressure pulse is thereby produced, wherein the valve unit (14) is arranged substantially completely inside the pressure chamber (8).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Hochdruck-Impulsen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Hochdruck-Impulsen und eine hierzu geeignete Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 7 bzw. Anspruch 19.  The invention relates to a method for generating high-pressure pulses and to a device suitable for this purpose according to the preamble of claim 7 or claim 19.
Auf dem Gebiet der Brunnentechnologie ist die Regenerierung von Brunnen von großer Bedeutung. Mit zunehmender Brunnenbetriebszeit können sichIn the field of well technology, the regeneration of wells is of great importance. With increasing well operating time can become
Feststoffe und sonstige Verschmutzungen im Grundwasserleiter, in der Filter- kiesschüttung sowie in den Schlitzen des Brunnenfilterrohrs absetzen, wodurch der Austrag von Wasser verschlechtert wird. Bei der Regenerierung von Brunnen werden solche Feststoffe bzw. Verschmutzungen ausgetragen, um dadurch die Durchlässigkeit der genannten Bereiche des Brunnens und die resultierende Ausbeute an Wasser zu verbessern. Deposit solids and other contaminants in the aquifer, in the filter gravel and in the slots of the well filter tube, which worsens the discharge of water. In the regeneration of wells such solids or contaminants are discharged, thereby improving the permeability of said areas of the well and the resulting yield of water.
Die Regenerierung von Brunnen umfasst alle Maßnahmen, die zur Entfernung von während einer Brunnenbetriebszeit entstandenen mineralischen und/oder organischen Ablagerungen aus dem Brunnenringraum und dem angrenzenden Gebirge dienen. Die dafür eingesetzten Verfahren folgen dem Prinzip der Trennung oder Ablösung von Ablagerungen und Anhaftungen von dem Filtermaterial und dem Stützkorngerüst des angrenzenden Gebirges und dem Austrag dieser Partikel durch den Brunnenfilter. Für die Trennung und Ablösung sind verschie- dene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die sich hydromechanischer, hydropneumatischer oder chemischer Wirkprinzipien bedienen. The regeneration of wells includes all measures that are used to remove mineral and / or organic deposits from the well annulus and the adjacent mountains during a well operating period. The methods used for this purpose follow the principle of separation or detachment of deposits and buildup of the filter material and the supporting grain skeleton of the adjacent mountains and the discharge of these particles through the well filter. For the separation and detachment, various methods and devices are known which make use of hydromechanical, hydropneumatic or chemical principles of action.
Bei den hydromechanischen Verfahren zur Regenerierung von Brunnen werden hydraulische oder pneumatische Energie-Impulse freigesetzt werden, die ge- eignet in den Brunnen eingeleitet werden. Zur Erzeugung solcher Energie- Impulse eignen sich sogenannte Impulsgeneratoren, die in einen Brunnen eingebracht werden. Durch eine gleichmäßige Ausbreitung der Energie-Impulse innerhalb des Brunnens sollen die Feststoffe, die sich im Grundwasserleiter Hydromechanical well regeneration processes will release hydraulic or pneumatic energy pulses, which will be properly introduced into wells. To generate such energy pulses so-called pulse generators are suitable, which are introduced into a well. By a uniform propagation of the energy impulses within the well, the solids, which are in the aquifer
BESTÄTIGUNGSKOPIE oder der Filterkiesschüttung festgesetzt haben, gelöst werden, um dadurch den Brunnen zu regenerieren. CONFIRMATION COPY or the filter pebble have settled, thereby to regenerate the well.
EP 1 805 092 A1 offenbart einen Impulsgenerator, mit dem hydraulische oder pneumatische Energie- bzw. Hochdruck-Impulse erzeugt werden können, um dadurch einen Brunnen bzw. eine Förderbohrung zu regenerieren. Bei diesem Impulsgenerator wird ein komprimierbares Medium unter Druck in eine Arbeitsdruckkammer geleitet. Die Arbeitsdruckkammer weist an einer Seite eine Öffnung auf, die durch einen Ventilkopf, der Teil einer Ventileinheit ist, verschlos- sen werden kann. Diese Ventileinheit besteht des Weiteren aus einer Ventilstange, an deren einem Ende der Ventilkopf und an dem entgegengesetzten anderen Ende eine Platte in Form eines Ventilstangenendes ausgebildet sind. Das Ventilstangenende dient als Kolben, der innerhalb einer Vorspanndruckkammer verschieblich angeordnet ist. Die Ventileinheit ist in Richtung einer Längsachse der Ventilstange translatorisch bewegbar. In einer ersten Schaltstellung der Ventileinheit verschließt der Ventilkopf die Öffnung der Arbeitsdruckkammer. Die Vorspanndruckkammer ist mit einem komprimierbaren Medium befüllt, wobei das Ventilstangenende und damit auch der Ventilkopf in die soeben genannte erste Schaltstellung vorgespannt sind. Wenn der Druck in- nerhalb der Arbeitsdruckkammer den Druck in der Vorspanndruckkammer übersteigt, wird der Ventilkopf von der Arbeitsdruckkammer weg bewegt, so dass dadurch die Öffnung zur Umgebung freigegeben und das zuvor in der Arbeitsdruckkammer angestaute Medium innerhalb kurzer Zeit an die Umgebung ausgelassen wird, um einen Energie-Impuls zu erzeugen. Der Impulsge- nerator gemäß EP 1 895 092 A1 hat den Nachteil, dass seine Ventileinheit einen großen Bauraum beansprucht und gegebenenfalls Dichtigkeitsproblemen unterliegt. EP 1 805 092 A1 discloses a pulse generator with which hydraulic or pneumatic energy or high-pressure pulses can be generated, thereby regenerating a well or a production well. In this pulse generator, a compressible medium is passed under pressure into a working pressure chamber. The working pressure chamber has on one side an opening which can be closed by a valve head, which is part of a valve unit. This valve unit further consists of a valve rod, at one end of the valve head and at the opposite other end a plate in the form of a valve rod end are formed. The valve rod end serves as a piston which is slidably disposed within a biasing pressure chamber. The valve unit is translationally movable in the direction of a longitudinal axis of the valve rod. In a first switching position of the valve unit, the valve head closes the opening of the working pressure chamber. The biasing pressure chamber is filled with a compressible medium, wherein the valve rod end and thus also the valve head are biased in the just mentioned first switching position. When the pressure within the working pressure chamber exceeds the pressure in the preload pressure chamber, the valve head is moved away from the working pressure chamber, thereby releasing the opening to the environment and discharging the medium previously accumulated in the working pressure chamber to the environment within a short time to generate an energy pulse. The pulse generator according to EP 1 895 092 A1 has the disadvantage that its valve unit requires a large installation space and is possibly subject to leakage problems.
DE 108 43 292 C2 zeigt eine Vorrichtung zum Regenerieren und Reinigen von Brunnen, bei der durch eine plötzliche Entspannung eines komprimierten Gases oder einer unter Druck stehenden Flüssigkeit im Wasser des Brunnens oder in der Flüssigkeit der Förderbohrung Impulse freigesetzt werden. Hierbei wird eine Druckkammer mit einem Medium unter Druck befüllt, wobei diese Druckkammer durch einen translatorisch verschieblichen Kolben verschlossen werden kann. Auf einer der Druckkammer abgewandten Seite ist der Kolben mit einem DE 108 43 292 C2 shows a device for regenerating and cleaning wells, in which pulses are released by a sudden release of a compressed gas or a pressurized liquid in the water of the well or in the liquid of the production well. Here, a pressure chamber is filled with a medium under pressure, said pressure chamber can be closed by a translationally displaceable piston. On a side facing away from the pressure chamber of the piston with a
Kunststoff bzw. einen gummiartigen Werkstoff in Kontakt und hiergegen vorgespannt. Falls der Druck innerhalb der Druckkammer zunimmt, wird der Kolben gegen den Kunststoff bzw. den gummiartigen Werkstoff bewegt und dabei innerhalb eines Gehäuses verschoben. Bei dieser Verschiebung werden seitliche Öffnungen des Gehäuses freigegeben, so dass das Medium aus der Druckkammer an die Umgebung austreten kann. Diese Vorrichtung unterliegt dem Nachteil, dass infolge der Bewegungsträgheit des Kunststoffs und damit des Kolbens der Öffnungs- und Schließvorgang der Vorrichtung nicht schnell genug ist, um einen Energie-Impuls mit hoher Frequenz zu erzeugen. Des Weiteren ist diese Vorrichtung hinsichtlich der Intensität des Energie-Impulses nicht einstellbar. Plastic or a rubber-like material in contact and biased against it. If the pressure within the pressure chamber increases, the piston is moved against the plastic or the rubber-like material and thereby displaced within a housing. In this displacement lateral openings of the housing are released, so that the medium can escape from the pressure chamber to the environment. This device is subject to the disadvantage that due to the inertia of the plastic and thus of the piston, the opening and closing action of the device is not fast enough to produce a high frequency energy pulse. Furthermore, this device is not adjustable with respect to the intensity of the energy pulse.
Ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von Energie-Impulsen ist aus DE 195 37 689 C2 bekannt, bei dem einer Druckkammer, die in einem zylinderförmigen Gerät ausgebildet ist, von außen ein unter hohem Druck stehendes Gas zugeführt wird. Mittels eines durch das Druckgas und eine Gegendruckfeder betätigten Ventilsteuerung wird das in der Druckkammer gespeicherte Gas durch am Umfang des Zylinders angeordnete, radial nach außen gerichtete Auslassdüsen pulsierend freigesetzt. Diese Vorrichtung unterliegt dem Nachteil, dass die Ventilsteuerung durch einen Mechanismus gebildet ist, der vollständig außerhalb der Druckkammer angeordnet ist und deshalb zu vergleichsweise großen Außenabmessungen der Vorrichtung führt. Des Weiteren ist nicht bekannt, ob dieses Gerät zum Erzeugen von hydraulischen Energie-Impulsen geeignet ist. Another method for generating energy pulses is known from DE 195 37 689 C2, in which a pressure chamber which is formed in a cylindrical device, from the outside, a high-pressure gas is supplied. By means of a valve control actuated by the compressed gas and a counter-pressure spring, the gas stored in the pressure chamber is released in a pulsating manner by radially outwardly directed outlet nozzles arranged on the circumference of the cylinder. This device is subject to the disadvantage that the valve control is formed by a mechanism which is arranged completely outside the pressure chamber and therefore leads to comparatively large external dimensions of the device. Furthermore, it is not known whether this device is suitable for generating hydraulic energy pulses.
US 5 836 393 und US 6 250 388 B1 zeigen jeweils eine Vorrichtung zum Erzeugen von pneumatischen Hochdruck-Impulsen. Bei den hierzu verwendeten Vorrichtungen wird Druckluft in eine Druckkammer eingeleitet, die von einem Kolben einer verschieblichen Ventileinheit in einer ersten Schaltstellung ver- schlössen wird. Die Ventileinheit steht in Fluidverbindung mit einer Gegendruckkammer und wird hierdurch in der ersten Schaltstellung in Richtung der Druckkammer vorgespannt, so dass der Kolben in der ersten Schaltstellung die Druckkammer verschlossen hält. Erst wenn der Druck innerhalb der Druckkammer jenen innerhalb der Gegendruckkammer übersteigt, wird die Ventilein- heit translatorisch verschoben, so dass der Kolben die Druckkammer öffnet und dadurch die Druckluft aus der Druckkammer in kurzer Zeit ausgelassen wird, um einen pneumatischen Hochdruck-Impuls zu erzeugen. Die Vorrichtungen gemäß US 5 836 393 und US 6 250 388 B1 unterliegen jeweils dem Nachteil, dass die Ventileinheit und deren Kinematik, mit der sie gegen eine Öffnung der Druckkammer vorgespannt wird, außerhalb der Druckkammer angeordnet ist und dadurch die Vorrichtung große Abmessungen aufweist. Des Weiteren sind bei diesen beiden Vorrichtungen aufwändige Kanäle mit kleinen Strömungsquerschnitten vorgesehen, die sich mit Druckluft, jedoch wohl nicht ohne Weite- res mit Wasser betreiben lassen. US 5,836,393 and US 6,250,388 B1 each show an apparatus for generating high pressure pneumatic pulses. In the devices used for this purpose, compressed air is introduced into a pressure chamber, which is closed by a piston of a displaceable valve unit in a first switching position. The valve unit is in fluid communication with a counter-pressure chamber and is thereby biased in the first switching position in the direction of the pressure chamber, so that the piston keeps the pressure chamber closed in the first switching position. Only when the pressure within the pressure chamber exceeds that within the back pressure chamber, the valve inlet translational moved so that the piston opens the pressure chamber and thereby the compressed air is discharged from the pressure chamber in a short time to produce a pneumatic high-pressure pulse. The devices according to US Pat. No. 5,836,393 and US Pat. No. 6,250,388 B1 are each subject to the disadvantage that the valve unit and its kinematics, with which it is biased against an opening of the pressure chamber, are arranged outside the pressure chamber and thus the device has large dimensions. Furthermore, in these two devices elaborate channels with small flow cross-sections are provided which can be operated with compressed air, but probably not readily with water.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von insbesondere hydraulischen Hochdruck-Impulsen zu schaffen, wobei ein nur geringer Platzbedarf beansprucht wird und eine Verstellbar- keit der erzeugten Hochdruck-Impulse hinsichtlich Frequenz und Intensität mit einfachen Mitteln möglich ist, bei gleichzeitig robustem Aufbau. The invention has for its object to provide an apparatus and a method for generating in particular hydraulic high-pressure pulses, which only a small footprint is claimed and an adjustability speed of the generated high-pressure pulses in terms of frequency and intensity is possible by simple means, at the same time robust construction.
Diese Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 bzw. 19 gelöst. Vor- teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device having the features of claims 7 and 19, respectively. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mittels der insbesondere hydraulische Hochdruck-Impulse erzeugt werden, umfasst in einer ersten Ausführungsform ein Gehäuse mit einer Druckkammer, die über eine Hochdruck-Zuleitung mit einem Fluid unter Druck befüllt werden kann, wobei das Gehäuse zumindest eine Auslassöffnung aufweist, die von der Druckkammer zur Umgebung führt. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Ventileinheit, die in Abhängigkeit von einem Druck innerhalb der Druckkammer zwischen einer ersten Schaltstel- lung und einer zweiten Schaltstellung bewegt werden kann. In der erstenA device according to the invention, by means of which in particular hydraulic high-pressure pulses are generated, comprises in a first embodiment a housing with a pressure chamber which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing has at least one outlet opening which is separated from the pressure chamber leads to the environment. Furthermore, the device comprises a valve unit, which can be moved in response to a pressure within the pressure chamber between a first switching position and a second switching position. In the first
Schaltstellung verschließt die Ventileinheit die Auslassöffnung, wobei die Ventileinheit in ihrer zweiten Schaltstellung die Auslassöffnung öffnet. In der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit wird durch die geöffnete Auslassöffnung zumindest eine Teilmenge des Fluids aus der Druckkammer unter Druck an die Umgebung ausgelassen, so dass dadurch ein hydraulischer Hochdruck-Impuls erzeugt wird. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Ventileinheit, die vollständig innerhalb der Druckkammer angeordnet ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Anordnung der Ventileinheit vollständig innerhalb der Druckkammer sowohl eine kompaktere Bauform für die Vorrichtung als auch ein robuster Aufbau möglich sind. Die vollständige Integration der Ventileinheit innerhalb der Druckkammer hält die Abmessungen der Vorrichtung kompakt und schützt die Ventileinheit vor stören- den Einflüssen von außen bzw. aus der Umgebung. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Betriebssicherheit der Vorrichtung und deren Lebensdauer aus. Switching position closes the valve unit, the outlet opening, wherein the valve unit opens in its second switching position, the outlet opening. In the second switching position of the valve unit, at least a portion of the fluid from the pressure chamber is pressurized by the open outlet opening Out of the environment, thereby creating a hydraulic high-pressure pulse. Furthermore, the device comprises a valve unit, which is arranged completely within the pressure chamber. The invention is based on the finding that an arrangement of the valve unit completely within the pressure chamber makes both a more compact design for the device and a robust construction possible. The complete integration of the valve unit within the pressure chamber keeps the dimensions of the device compact and protects the valve unit from disturbing influences from outside or from the environment. This has an advantageous effect on the reliability of the device and its life.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Ventileinheit einen translatorisch verschieblichen Verschlusskopf auf, der durch eine Feder gegen die Auslassöffnung vorgespannt ist. In der ersten Schaltstellung der Ventileinheit verschließt der Verschlusskopf die Auslassöffnung, wobei er in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit von der Auslassöffnung abgehoben ist und diese freigibt. Der Verschlusskopf weist eine vergleichsweise geringe Masse und somit eine geringe Trägheit, so dass er schnell und mit hoher Frequenz zwi- sehen der ersten und zweiten Schaltstellung der Ventileinheit bewegt werden kann. Dies ermöglicht in Bezug auf Hochdruck-Impulse, insbesondere auch hydraulische Hochdruck-Impulse, eine hohe Frequenz. Die Vorspannung des Verschlusskopfs gegen die Auslassöffnung mittels einer Feder ist mechanisch einfach und robust, was zu einer hohen Betriebssicherheit und einer großen Lebensdauer führt. In an advantageous embodiment of the invention, the valve unit has a translationally displaceable closure head, which is biased by a spring against the outlet opening. In the first switching position of the valve unit, the closure head closes the outlet opening, wherein in the second switching position of the valve unit it is lifted off the outlet opening and releases it. The closure head has a comparatively low mass and thus a low inertia, so that it can be moved quickly and with a high frequency between see the first and second switching position of the valve unit. This allows a high frequency with respect to high-pressure pulses, in particular high-pressure hydraulic pulses. The bias of the closure head against the outlet opening by means of a spring is mechanically simple and robust, resulting in a high reliability and a long life.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Verschlusskopf eine Differenzfläche aufweisen, die im Wesentlichen orthogonal zu einer Längsachse des Verschlusskopfs verläuft. Das Fluid, das in der Druckkammer enthalten ist, ist mit dieser Differenzfläche in Kontakt und übt darauf eine Kraft auf den Verschlusskopf in Richtung seiner Längsachse aus. Mittels der Differenzfläche wird bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkammer eine definierte Kraft auf den Verschlusskopf ausgeübt, die größer als die Vorspannkraft der Feder ist und dieser entgegenwirkt. Infolgedessen wird der Ver- schlusskopf von der Auslassöffnung abgehoben und in seine zweite Schaltstellung überführt. Die Wechselwirkung zwischen der Vorspannkraft der Feder und der definierten Kraft, die an der genannten Differenzfläche angreift und den Verschlusskopf ab einem vorbestimmten Druck innerhalb der Druckkammer von der Auslassöffnung weg drückt, führt vorteilhaft zu einem geregelten Öffnen und Schließen der Auslassöffnung mit hoher Frequenz, so dass in Folge dessen Hochdruck-Impuls an die Umgebung abgegeben werden. In an advantageous embodiment of the invention, the closure head may have a differential surface which is substantially orthogonal to a longitudinal axis of the closure head. The fluid contained in the pressure chamber is in contact with this differential surface and thereupon exerts a force on the sealing head in the direction of its longitudinal axis. By means of the differential surface, a defined force is exerted on the closure head when a predetermined pressure within the pressure chamber is exceeded, which force is greater than the biasing force of the spring and counteracts this. As a result, the lifted head from the outlet and transferred to its second switching position. The interaction between the biasing force of the spring and the defined force acting on said differential surface and pushing the closure head away from the outlet opening at a predetermined pressure within the pressure chamber advantageously results in controlled opening and closing of the high frequency outlet opening such that as a result of which high-pressure pulse are released to the environment.
Die vorstehend genannte Differenzfläche wird in einer bevorzugten Ausfüh- rungsform an dem Verschlusskopf durch einen ersten Bereich mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Durchmesser gebildet, wobei der zweite Durchmesser größer ist als der erste Durchmesser. Der Bereich mit dem ersten Durchmesser ist hierbei angrenzend an die Auslassöffnung ausgebildet, wobei der zweite Bereich an dem Verschlusskopf an einer der Auslassöffnung abgewandten Seite ausgebildet ist. Das in der Druckkammer befindliche Fluid benetzt den Verschlusskopf zwischen seinem ersten und zweiten Bereich. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine Kraft, die mittels des in der Druckkammer befindlichen Fluids an der Differenzfläche angreift, stets in einer Richtung weg von der Auslassöffnung wirkt und somit der Federvorspan- nung entgegenwirkt. Ab einem vorbestimmten Druck innerhalb der Druckkammer wird dann der Verschlusskopf von der Auslassöffnung abgehoben, so dass ein insbesondere hydraulischer Hochdruck-Impuls aus der Druckkammer an die Umgebung ausgelassen wird. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Vorrichtung eine Versteileinrichtung aufweisen, mittels der eine Vorspannung der Feder einstellbar ist. Die Größe der Federvorspannung beeinflusst in Wechselwirkung mit dem Druck innerhalb der Druckkammer den Schaltpunkt, ab dem der Verschlusskopf von der Auslassöffnung abgehoben und in seine zweite Schaltstellung überführt wird. Durch eine Veränderung der Federvorspannung lassen sich in Bezug auf die erzeugten Hochdruck-Impulse sowohl die Frequenz als auch die Intensität einstellen. Je nach Einsatzzweck der Vorrichtung, zum Beispiel in Abhängigkeit von einem bestimmten Brunnen bzw. dessen Grad einer Verunreinigung, kann es erforderlich sein, die Frequenz und die Intensität der in den Brunnen eingebrachten Hochdruck-Impuls anzupassen. The above-mentioned differential area is formed in a preferred embodiment on the closure head by a first region having a first diameter and a second region having a second diameter, wherein the second diameter is greater than the first diameter. The area with the first diameter is in this case formed adjacent to the outlet opening, wherein the second area is formed on the closure head on a side facing away from the outlet opening. The fluid in the pressure chamber wets the closure head between its first and second regions. This ensures that a force which acts on the differential surface by means of the fluid in the pressure chamber, always acts in a direction away from the outlet opening and thus counteracts the Federvorspan-. From a predetermined pressure within the pressure chamber then the closure head is lifted from the outlet opening, so that a particular hydraulic high pressure pulse is discharged from the pressure chamber to the environment. In an advantageous embodiment of the invention, the device may comprise an adjusting device by means of which a bias of the spring is adjustable. The size of the spring preload interacts with the pressure within the pressure chamber, the switching point, from which the closure head is lifted from the outlet opening and transferred to its second switching position. By changing the spring preload, both the frequency and the intensity can be adjusted in relation to the generated high-pressure pulses. Depending on the purpose of the device, for example, depending on a particular well or its degree of contamination, can it may be necessary to adjust the frequency and intensity of the high pressure pulse introduced into the well.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann durch die VerStelleinrichtung ein Ventilgehäuse, das mit der Feder in Kontakt ist, translatorisch in Richtung einer Längsachse der Feder verschoben werden, um dadurch die Vorspannung der Feder zu erhöhen bzw. zu vermindern. Die Vorspannkraft der Feder drückt den Verschlusskopf gegen eine Dichtfläche der Auslassöffnung und verschließt damit den Ausslasskanal, der zur Umgebung führt. Über die Vorspannkraft der Feder wird vorteilhaft der Druck eingestellt, ab dem der Verschlusskopf von der Auslassöffnung abhebt bzw. bei dem der Impulsgenerator auslöst. In an advantageous embodiment of the invention, a valve housing, which is in contact with the spring, are translationally displaced in the direction of a longitudinal axis of the spring by the adjusting device, thereby increasing or decreasing the bias of the spring. The biasing force of the spring pushes the closure head against a sealing surface of the outlet opening and thus closes the outlet channel, which leads to the environment. About the biasing force of the spring, the pressure is advantageously set, from which the closure head lifts off from the outlet opening or at which the pulse generator triggers.
Eine einfache Bedienbarkeit der Versteileinrichtung lässt sich dadurch erzielen, dass sie von außerhalb des Gehäuses betätigt werden kann, zum Beispiel da- durch, dass die VerStelleinrichtung in Form einer in der Wandung des Gehäuses eingefassten Stellmutter ausgebildet ist. Somit lässt sich vor einer A simple operability of the adjusting device can be achieved in that it can be actuated from outside the housing, for example, by the fact that the adjusting device is designed in the form of an adjusting nut enclosed in the wall of the housing. Thus one can be ahead of one
Inbetriebnahme der Vorrichtung eine vorbestimmte Vorspannung der Feder einstellen. Falls die Auslassöffnung innerhalb der Stellmutter ausgebildet ist, wird durch ein Verstellen der Stellmutter bzw. ein translatorisches Verschieben in Richtung der Längsachse der Feder das Ventilgehäuse gegenüber der Feder bewegt, um dadurch die Vorspannung der Feder zu verändern. In einer alternativen Ausführungsform kann die Stellmutter in einer Stirnplatte des Gehäuses entgegengesetzt zur Auslassöffnung vorgesehen sein, wobei ein Fußabschnitt der Feder durch die Stellmutter gehalten ist. Ein Drehen der Stellmutter führt zu einem Verschieben des Fußabschnitts der Feder gegenüber dem Ventilgehäuse, um dadurch die Vorspannung der Feder zu verändern. Commissioning the device set a predetermined bias of the spring. If the outlet opening is formed within the adjusting nut, the valve housing is moved relative to the spring by adjusting the adjusting nut or a translational displacement in the direction of the longitudinal axis of the spring, thereby changing the bias of the spring. In an alternative embodiment, the adjusting nut may be provided in an end plate of the housing opposite to the outlet opening, wherein a foot portion of the spring is held by the adjusting nut. Turning the adjusting nut leads to a displacement of the foot portion of the spring relative to the valve housing, thereby changing the bias of the spring.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Auslassöffnung in einen Auslasskanal münden, der eine Öffnung zur Umgebung aufweist. Durch einen solchen Auslasskanal wird das Fluid, das durch die geöffnete Auslassöffnung an die Umgebung ausgelassen wird, kanalisiert bzw. in einer Richtung gebündelt, so dass das Auslassen an die Umgebung in Form eines gerichteten Fluid- strahls erfolgt. Dies verbessert den Impulseintrag an die Umgebung der Vorrichtung. Die genannte Kanalisierung des Fluids ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als Fluid Wasser verwendet wird, weil hierdurch ein gerichteter Wasserstrahl an die Umgebung ausgelassen wird. In an advantageous embodiment of the invention, the outlet opening open into an outlet channel having an opening to the environment. By means of such an outlet channel, the fluid which is discharged through the opened outlet opening to the surroundings is channeled or bundled in one direction, so that the discharge to the surroundings takes place in the form of a directed fluid jet. This improves the pulse input to the environment of the device. Said channeling of the fluid is particularly advantageous when water is used as the fluid because it causes a directional jet of water to be released to the environment.
Ein Ausrichten des an die Umgebung ausgelassenen Fluids lässt sich weiter durch eine Düse verbessern, die in Fluidverbindung mit der Auslassöffnung steht. Zweckmäßigerweise kann die Düse in der Öffnung des Auslasskanals angeordnet sein. Zusätzlich zu dem Effekt, dass die Düse das ausgelassene Fluid in Form eines Strahls ausrichtet, wird durch die Düse in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit, wenn Fluid unter Druck an die Umgebung aus- tritt, in der Druckkammer ein Staudruck hervorgerufen. Dieser Staudruck wirkt auf den Verschlusskopf in einer Richtung weg von der Auslassöffnung. Infolgedessen wird der Verschlusskopf in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit ausreichend weit von der Auslassöffnung weg bewegt bzw. abgehoben, so dass eine ausreichende Fluidmenge durch die Auslassöffnung an die Umge- bung ausgelassen wird. Die Düse ist mit ihrem Strömungsquerschnitt derart ausgestaltet, dass die Auslassöffnung in der besagten zweiten Schaltstellung der Ventileinheit gedrosselt ist, was den soeben erläuterten Staudruck herbeiführt. Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einer Druckkammer, die über eine Hochdruck-Zuleitung mit einem Fluid unter Druck befüllt werden kann, wobei das Gehäuse zumindest eine Auslassöffnung aufweist, die von der Druckkammer zur Umgebung führt. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Ventileinheit, die in Abhängigkeit von einem Druck innerhalb der Druckkammer zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung bewegt werden kann. In der ersten Schaltstellung verschließt die Ventileinheit die Auslassöffnung, wobei die Ventileinheit in ihrer zweiten Schaltstellung die Auslassöffnung öffnet. In der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit wird durch die geöffnete Auslassöffnung zumindest eine Teilmenge des Fluids aus der Druckkammer unter Druck an die Umgebung ausgelassen, so dass dadurch ein hydraulischer Hochdruck-Impuls erzeugt wird. Die Ventileinheit weist einen translatorisch verschieblichen Verschlusskopf auf, der durch eine Feder gegen die Auslassöffnung vorgespannt ist, wobei der Verschlusskopf in der ersten Schaltstellung der Ventileinheit die Auslassöffnung verschließt und in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit von der Auslassöffnung abgehoben ist. Alignment of the fluid discharged to the environment may be further enhanced by a nozzle in fluid communication with the outlet port. Conveniently, the nozzle may be arranged in the opening of the outlet channel. In addition to the effect that the nozzle directs the discharged fluid in the form of a jet, a back pressure is caused in the pressure chamber through the nozzle in the second switching position of the valve unit when fluid exits under pressure to the environment. This back pressure acts on the closure head in a direction away from the outlet opening. As a result, in the second switching position of the valve unit, the closure head is moved away from the outlet opening sufficiently far, so that a sufficient amount of fluid is discharged through the outlet opening to the surroundings. The nozzle is designed with its flow cross-section such that the outlet opening is throttled in the said second switching position of the valve unit, which brings about the dynamic pressure just explained. An alternative embodiment of the device according to the invention comprises a housing with a pressure chamber which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing has at least one outlet opening which leads from the pressure chamber to the environment. Furthermore, the device comprises a valve unit which can be moved in response to a pressure within the pressure chamber between a first switching position and a second switching position. In the first switching position, the valve unit closes the outlet opening, the valve unit opening the outlet opening in its second switching position. In the second switching position of the valve unit, at least a portion of the fluid from the pressure chamber is discharged under pressure to the environment through the open outlet opening, thereby producing a high-pressure hydraulic pulse. The valve unit has a translationally displaceable closure head, which is biased by a spring against the outlet opening, wherein the closure head in the first switching position of the valve unit the Closes outlet and in the second switching position of the valve unit is lifted from the outlet opening.
Die vorstehend genannte alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorspannung des Verschlusskopfs gegen die Auslassöffnung mittels einer Feder, d.h. mit einfachen und robusten Mitteln erzielt wird. Dies schlägt sich vorteilhaft in einer hohen Betriebssicherheit und einer großen Lebensdauer nieder. Des Weiteren lässt sich ein Druckpunkt, ab dem die Ventileinheit in Abhängigkeit eines in der Druckkammer herrschenden Innendrucks öffnet, mit einfachen Mitteln einstellen, indem dieThe abovementioned alternative embodiment of the device according to the invention is characterized in that the bias of the closure head against the outlet opening by means of a spring, i. achieved with simple and robust means. This is advantageous for high reliability and a long service life. Furthermore, a pressure point at which the valve unit opens as a function of an internal pressure prevailing in the pressure chamber can be set by simple means by the
Vorspannung der Feder verändert wird. Hierdurch können die Frequenz und die Intensität der Hochdruck-Impulse eingestellt werden. Bias of the spring is changed. This allows the frequency and intensity of the high pressure pulses to be adjusted.
Vorteilhafte Weiterbildungen der alternativen Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Vorrichtung entsprechen jenen der ersten Ausführungsform, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen wird. Advantageous developments of the alternative embodiment of the device according to the invention correspond to those of the first embodiment, so that reference is made to avoid repetition thereof.
Die Erfindung sieht des Weiteren ein Verfahren zum Erzeugen von Hochdruck- Impulsen vor, und umfasst die Schritte: The invention further provides a method for generating high pressure pulses, comprising the steps of:
(i) Befüllen einer Druckkammer mit einem Fluid unter Druck, wobei der(I) filling a pressure chamber with a fluid under pressure, wherein the
Druck innerhalb der Druckkammer und damit die darin gespeicherte potentielle Energie zunimmt, Pressure within the pressure chamber and thus increases the potential energy stored therein,
(ii) Öffnen einer Auslassöffnung, die von der Druckkammer zur Umgebung führt, bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkam- mer, wobei zumindest eine Teilmenge des Fluids aus der Druckkammer durch die geöffnete Auslassöffnung an die Umgebung unter Druck und mit großer kinetischer Energie ausgelassen wird, um dadurch einen hydraulischen Hochdruck-Impuls zu erzeugen,  (ii) opening an outlet opening leading from the pressure chamber to the environment when a predetermined pressure within the pressure chamber is exceeded, with at least a portion of the fluid from the pressure chamber being discharged through the opened outlet opening to the environment under pressure and with high kinetic energy to generate a high pressure hydraulic pulse,
(iii) Verschließen der Auslassöffnung bei Unterschreiten eines vorbestimm- ten Drucks innerhalb der Druckkammer, wobei das Öffnen und Schließen der (iii) closing the outlet opening when a predetermined pressure falls below the pressure chamber, wherein the opening and closing of the
Auslassöffnung gemäß der Schritte (ii) und (iii) durch eine Ventileinheit erfolgt, die vollständig innerhalb des Arbeitsspeichers angeordnet ist, und Outlet opening according to steps (ii) and (iii) by a valve unit which is arranged completely within the working memory, and
(iv) zyklisches Wiederholen der Schritte (i) bis (iii). Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen im Wesentlichen den bereits genannten Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung: Die im Wesentlichen vollständige Anordnung der Ventileinheit innerhalb der Druckkammer erhöht die Betriebssicherheit und vermindert den beanspruchten Raum, um das Verfahren durchzuführen. (iv) cyclically repeating steps (i) through (iii). The advantages of the method according to the invention essentially correspond to the already mentioned advantages of the device according to the invention: The substantially complete arrangement of the valve unit within the pressure chamber increases the reliability and reduces the claimed space to perform the method.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein Öffnen und Schließen der Auslassöffnung gemäß der Schritte (ii) und (iii) mit einer Frequenz, die von einer Höhe des Drucks, mit der die Druckkammer mit dem Fluid befüllt wird, und/oder von einer Vorspannung der Feder, mit der der Verschlusskopf gegen die Auslassöffnung vorgespannt wird, abhängig ist. Eine Veränderung der Frequenz des Öffnens und Schließens der Auslassöffnung und auch eine Veränderung der Intensität der erzeugten hydraulischen Hochdruck-Impulse kann zweckmäßigerweise durch eine Veränderung der Vorspannung der Feder er- zielt werden, mit der der Verschlusskopf gegen die Auslassöffnung vorgespannt wird. Eine solche Änderung der Federvorspannung kann durch eine VerStelleinrichtung erzielt werden, die von außerhalb der Druckkammer bzw. ihres Gehäuses betätigt werden kann. In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Öffnen der Auslassöffnung, wenn Fluid unter Druck an die Umgebung austritt, in der Druckkammer ein Staudruck erzeugt, der auf den Verschlusskopf in einer Richtung weg von der Auslassöffnung wirkt. Dieser Staudruck hat zur Folge, dass der Verschlusskopf in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit ausrei- chend weit von der Auslassöffnung abgehoben wird, um eine genügend große Menge an Fluid an die Umgebung auszulassen. Der besagte Staudruck kann durch eine Düse hervorgerufen werden, die mit der Auslassöffnung in Fluidver- bindung steht. Ein Strömungsquerschnitt dieser Düse ist derart gewählt, dass die Auslassöffnung in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit gedrosselt wird, was in der Druckkammer angrenzend zur Auslassöffnung den Staudruck hervorruft. In an advantageous embodiment of the invention opening and closing of the outlet opening according to steps (ii) and (iii) takes place at a frequency which is filled by a height of the pressure with which the pressure chamber is filled with the fluid, and / or by a bias Spring, with which the closure head is biased against the outlet opening depends. A change in the frequency of the opening and closing of the outlet opening and also a change in the intensity of the hydraulic high pressure pulses generated can be conveniently achieved by changing the bias of the spring, with which the closure head is biased against the outlet opening. Such a change in the spring preload can be achieved by an adjusting device, which can be actuated from outside the pressure chamber or its housing. In an advantageous development of the method according to the invention, when the outlet opening is opened, when fluid exits under pressure to the environment, a dynamic pressure is generated in the pressure chamber, which acts on the closure head in a direction away from the outlet opening. As a result of this dynamic pressure, in the second switching position of the valve unit, the closure head is raised sufficiently far from the outlet opening in order to discharge a sufficiently large amount of fluid to the environment. The said back pressure can be caused by a nozzle, which is in fluid communication with the outlet opening. A flow cross-section of this nozzle is selected such that the outlet opening is throttled in the second switching position of the valve unit, which causes the back pressure in the pressure chamber adjacent to the outlet opening.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem Fluid, mit dem der Arbeitsspeicher unter Druck befüllt wird, um ein flüssiges Medium, vorzugsweise Wasser. Die mechanischen Komponenten, die bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommen, sind hierbei geeignet so ausgebildet, dass auch mit dem Medium Wasser eine hohe Frequenz für das Öffnen und Schließen der Auslassöffnung bzw. eine ausreichend schnelle Hin- und Herbewegung des Verschlusskopfs gewährleistet ist. Entsprechend führt dies zu einer vorteilhaft hohen Frequenz des an die Umgebung ausgelassenen hydraulischen Hochdruck-Impulses. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the fluid with which the main memory is filled under pressure is one liquid medium, preferably water. The mechanical components that are used in carrying out the method according to the invention are suitably designed so that a high frequency for the opening and closing of the outlet opening or a sufficiently fast reciprocating movement of the closure head is ensured even with the medium of water , Accordingly, this leads to an advantageously high frequency of the discharged to the environment hydraulic high-pressure pulse.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically below with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail with reference to the drawing.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung,  FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention,
Figur 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung von Figur 1 , wobei eine  Figure 2 is a longitudinal section through the device of Figure 1, wherein a
Ventileinheit der Vorrichtung eine erste Schaltstellung einnimmt, Valve unit of the device assumes a first switching position,
Figur 3 einen Bereich I von Figur 2 in vergrößerter Ansicht, und Figure 3 shows an area I of Figure 2 in an enlarged view, and
Figur 4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung von Figur 1 , wobei eine Figure 4 is a longitudinal section through the device of Figure 1, wherein a
Ventileinheit dieser Vorrichtung eine zweite Schaltstellung einnimmt und dabei eine Auslassöffnung von einer Druckkammer zur Umgebung hin offen ist.  Valve unit of this device occupies a second switching position, while an outlet opening of a pressure chamber to the environment is open.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erläutert, mittels der sich Hochdruck-Impulse erzeugen lassen. Des Weiteren wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung solcher Hochdruck-Impulse erläutert. Die Vorrichtung 1 ist in Figur 1 in einer Perspektivansicht dargestellt. Bei der Vorrichtung 1 handelt es sich um ein Gerät in Form eines Impulsgenerators, in dem über einen bestimmten Zeitraum Energie mittels eines Arbeitsfluids, vorzugsweise Wasser, gespeichert wird. Falls ein einstellbarer Grenzwert in Bezug auf den Druck des Arbeitsfluids innerhalb des Impulsgenerators erreicht ist, wird über einen Ventilmechanismus dafür gesorgt, dass diese potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt wird, indem das Arbeitsfluid über einen kurzen Zeitraum wiederholt an die Umgebung des Impulsgenerators abgegeben wird. Das Befüllen des Impulsgenerators 1 mit dem Arbeitsfluid erfolgt mittels einer (nicht gezeigten) Hochdruckpumpe. Mit einer solchen Hochdruckpumpe wird eine innerhalb des Impulsgenerators 1 ausgebildete Druckkammer durch einen konstanten Volumenstrom des Fluids unter Druck gesetzt. A preferred embodiment of a device 1 according to the invention, by means of which high-pressure pulses can be generated, is explained below with reference to FIGS. 1 to 4. Furthermore, an inventive method for generating such high pressure pulses is explained. The device 1 is shown in Figure 1 in a perspective view. The device 1 is a device in the form of a pulse generator in which energy is stored by means of a working fluid, preferably water, over a certain period of time. If an adjustable limit is reached with respect to the pressure of the working fluid within the pulse generator, a valve mechanism is provided to convert that potential energy into kinetic energy by repeatedly delivering the working fluid to the vicinity of the pulse generator over a short period of time. The filling of the pulse generator 1 with the working fluid by means of a (not shown) high-pressure pump. With such a high pressure pump, a pressure chamber formed within the pulse generator 1 is pressurized by a constant volume flow of the fluid.
Die Vorrichtung 1 , nachstehend auch als Impulsgenerator bezeichnet, umfasst ein mantelförmiges Gehäuse 2, das durch eine obere Stirnplatte 3 und durch eine untere Stirnplatte 4 verschlossen ist. Die obere Stirnplatte 3 und die untere Stirnplatte 4 sind durch eine Mehrzahl von Bolzen 5 miteinander verschraubt und klemmen dadurch das mantelförmige Gehäuse 2 zwischen sich ein. Zum Zweck eines vereinfachten Handlings des Impulsgenerators 1 ist an der oberen Stirnplatte 3 ein Befestigungsauge 6 vorgesehen, an dem ein Seil, eine Kette oder dergleichen angebracht werden kann. Des Weiteren ist an der oberen Stirnplatte 3 eine Anschlussmuffe 7 vorgesehen, an die eine Hydraulikleitung oder dergleichen angeschlossen werden kann. Die Anschlussmuffe 7 führt zu einer innerhalb des Impulsgenerators 1 vorgesehenen Druckkammer. The device 1, hereinafter also referred to as a pulse generator, comprises a jacket-shaped housing 2 which is closed by an upper end plate 3 and by a lower end plate 4. The upper end plate 3 and the lower end plate 4 are screwed together by a plurality of bolts 5 and thereby clamp the shell-shaped housing 2 between them. For the purpose of a simplified handling of the pulse generator 1, a fastening eye 6 is provided on the upper end plate 3, to which a rope, a chain or the like can be attached. Furthermore, a connection sleeve 7 is provided on the upper end plate 3, to which a hydraulic line or the like can be connected. The connection sleeve 7 leads to a pressure chamber provided within the pulse generator 1.
Der innere Aufbau des Impulsgenerators 1 ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 im Detail erläutert, die einen Längsschnitt der Darstellung von Figur 1 zeigt. Das mantelförmige Gehäuse 2 umschließt die Druckkammer 8, wobei dieThe inner structure of the pulse generator 1 is explained in detail below with reference to FIG. 2, which shows a longitudinal section of the illustration of FIG. The jacket-shaped housing 2 encloses the pressure chamber 8, wherein the
Anschlussmuffe 7 in Fluidverbindung mit der Druckkammer 8 steht. Mit dem Bezugszeichen 9 ist vereinfacht eine Leitung gezeigt, die mit der Anschlussmuffe 7 verbunden ist. Die Leitung 9 kann an eine (nicht gezeigte) Hochdruckpumpe angeschlossen sein, mittels der ein Arbeitsfluid, vorzugsweise Wasser, fortwährend in die Druckkammer 8 hinein gefördert wird. Anders ausgedrückt, wird die Druckkammer 8 durch die Hochdruckpumpe fortwährend mit einem Fluid unter Druck befüllt. Als Fluid eignet sich insbesondere Wasser, wobei das Fluid in der nachfolgenden Beschreibung stets als Wasser bezeichnet wird, oh- ne jedoch darin eine Einschränkung auf Wasser zu verstehen. Bei dem Fluid kann es sich auch um andere wässrige Lösungen oder um ein Gas handeln. Connecting sleeve 7 is in fluid communication with the pressure chamber 8. The reference numeral 9 shows a simplified line, which is connected to the connection sleeve 7. The line 9 may be connected to a (not shown) high-pressure pump, by means of a working fluid, preferably water, is continuously conveyed into the pressure chamber 8 in. In other words, the pressure chamber 8 is continuously filled with a fluid under pressure by the high-pressure pump. Water is particularly suitable as the fluid, the fluid always being referred to as water in the following description, but without being understood as a limitation to water. The fluid may also be other aqueous solutions or a gas.
In der unteren Stirnplatte 4 ist eine Auslassöffnung 10 ausgebildet, die von der Druckkammer 8 zur Umgebung führt. Die Auslassöffnung 10 geht in einen Aus- lasskanal 11 über, der eine Öffnung 12 zur Umgebung hin aufweist. In der Öffnung 12 des Auslasskanals 11 ist eine Düse 13 angeordnet, deren Funktion nachstehend noch im Detail erläutert ist. In the lower end plate 4, an outlet opening 10 is formed, which leads from the pressure chamber 8 to the environment. The outlet opening 10 merges into an outlet channel 11 which has an opening 12 towards the surroundings. In the opening 12 of the outlet channel 11, a nozzle 13 is arranged, whose function will be explained in detail below.
Innerhalb der Druckkammer 8 ist eine Ventileinheit 14 angeordnet, die ein Ven- tilgehäuse 15, eine innerhalb des Ventilgehäuses 15 befestigte Führungsbuchse 16 und einen Verschlusskopf 17 umfasst, der innerhalb der FührungsbuchseDisposed within the pressure chamber 8 is a valve unit 14 comprising a valve housing 15, a guide bushing 16 mounted within the valve housing 15, and a closure head 17 disposed within the guide bushing
16 längsverschieblich aufgenommen ist. Innerhalb des Ventilgehäuses 15 ist eine Feder 18 aufgenommen, die über einen Stößel 19 mit dem Verschlusskopf16 is taken longitudinally displaceable. Within the valve housing 15, a spring 18 is received, which via a plunger 19 with the closure head
17 in Verbindung steht. Die Feder 18 spannt den Verschlusskopf 17 in Richtung der Auslassöffnung 10 vor. Ein dem Verschlusskopf 17 entgegengesetztes Ende der Feder 18 ist durch eine Befestigungsbuchse 20 in bzw. an der unteren Stirnplatte 3 fixiert. 17 communicates. The spring 18 biases the closure head 17 in the direction of the outlet opening 10. An end of the spring 18 opposite the closure head 17 is fixed in or on the lower end plate 3 by a fastening bushing 20.
Das Ventilgehäuse 15 weist angrenzend zur Auslassöffnung 10 eine offene Stirnseite mit einem Innenraum 21 auf. In der Wandung des Ventilgehäuses 15 sind seitliche Bohrungen 22 ausgebildet, die eine Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 8 und dem Innenraum 21 schaffen. Innerhalb des Innenraums 21 ist koaxial zum Auslasskanal 11 bzw. angrenzend zur Auslassöffnung 10 die Führungsbuchse 16 angeordnet, in der der Verschlusskopf 17 längsverschieb- lieh aufgenommen ist. In gleicher Weise wie das Ventilgehäuse 15 sind in der Führungsbuchse 16 seitliche Bohrungen 23 ausgebildet. Durch die seitlichen Bohrungen 22, 23 des Ventilgehäuses 15 bzw. der Führungsbuchse 16 ist gewährleistet, dass der Verschlusskopf 17 seitlich durch das in der Druckkammer 8 enthaltene Wasser angeströmt wird, bzw. mit dem Wasser benetzt ist. Die Geometrie des Verschlusskopfs 17 ist nachstehend unter Bezugnahme auf Figur 3 im Detail erläutert, die eine vergrößerte Ansicht des Bereichs I von Figur 2 darstellt. The valve housing 15 has adjacent to the outlet opening 10 an open end face with an inner space 21. In the wall of the valve housing 15 lateral bores 22 are formed, which provide a fluid connection between the pressure chamber 8 and the interior 21. Within the interior 21, the guide bush 16 is arranged coaxially with the outlet channel 11 or adjacent to the outlet opening 10, in which the closure head 17 is received longitudinally displaceable. In the same way as the valve housing 15 16 side holes 23 are formed in the guide bush. By the lateral bores 22, 23 of the valve housing 15 and the guide bush 16 is ensured that the closure head 17 is laterally flows through the water contained in the pressure chamber 8, or is wetted with the water. The geometry of the closure head 17 is explained in detail below with reference to FIG. 3, which shows an enlarged view of the region I of FIG.
Der Verschlusskopf 17 ist zylindrisch ausgebildet, und weist entlang seiner Längsachse 24 Bereiche mit verschiedenen Durchmessern auf. Angrenzend an die Auslassöffnung 10 weist der Verschlusskopf 17 einen ersten Bereich 25 mit einem ersten Durchmesser Di auf. Oberhalb des ersten Bereichs 25 weist der Verschlusskopf 17 einen zweiten Bereich 26 mit einem zweiten Durchmesser D2 auf, wobei dieser zweite Durchmesser D2 größer ist als der erste Durchmesser Di. Der Größenunterschied dieser beiden Durchmesser bildet an dem Verschlusskopf 17 eine Differenzfläche, die in Bezug zur Längsachse 24 des Verschlusskopfs 17 im Wesentlichen orthogonal verläuft. Figur 3 verdeutlicht, dass der Verschlusskopf 17 in einem Abschnitt zwischen seinem ersten und zweiten Bereich 25, 26 durch die seitlichen Bohrungen 22, 23 des Ventilgehäuses 15 bzw. der Führungsbuchse 16 mit Wasser angeströmt wird. Entsprechend steht das Wasser in Wechselwirkung mit der soeben genannten Differenzfläche. Ab einem ausreichenden Wasserdruck wird auf den Verschlusskopf 17 mittels der Differenzfläche eine vertikale Kraftkomponente nach oben, d.h. in einer Richtung weg von der Auslassöffnung 10 ausgeübt. The closure head 17 is cylindrical, and has areas along its longitudinal axis 24 with different diameters. Adjacent to the outlet opening 10, the closure head 17 has a first region 25 with a first diameter Di. Above the first region 25, the closure head 17 has a second region 26 with a second diameter D 2 , this second diameter D 2 being greater than the first diameter Di. The difference in size of these two diameters forms a differential surface on the closure head 17 Reference to the longitudinal axis 24 of the closure head 17 is substantially orthogonal. Figure 3 illustrates that the closure head 17 is in a portion between its first and second region 25, 26 flows through the lateral bores 22, 23 of the valve housing 15 and the guide bush 16 with water. Accordingly, the water interacts with the difference surface just mentioned. From a sufficient water pressure, a vertical component of force is exerted on the closure head 17 by means of the differential surface upwards, ie in a direction away from the outlet opening 10.
Die Ventileinheit 14 bzw. der darin verschieblich angeordnete Verschlusskopf 17 können zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstel- lung bewegt werden. In der ersten Schaltstellung ist die Auslassöffnung 10 verschlossen. Dies ist in der Darstellung von Figur 2 bzw. Figur 3 gezeigt. Der Verschlusskopf 17 wird durch die Vorspannung der Feder 18 mit einer Anlageschulter 27 gegen eine Dichtfläche 28 der Auslassöffnung 10 gedrückt. Bei verschlossener Auslassöffnung 10 kann das in der Druckkammer 8 enthaltene Wasser nicht an die Umgebung austreten. The valve unit 14 or the closure head 17 arranged displaceably therein can be moved between a first switching position and a second switching position. In the first switching position, the outlet opening 10 is closed. This is shown in the illustration of FIG. 2 or FIG. 3. The closure head 17 is pressed by the bias of the spring 18 with a contact shoulder 27 against a sealing surface 28 of the outlet opening 10. When the outlet opening 10 is closed, the water contained in the pressure chamber 8 can not escape to the environment.
Bei Überschreiten eines vorbestimmten Wasserdrucks innerhalb der Druckkammer 8 wird die vertikale Kraftkomponente, die an der Differenzfläche des Verschlusskopfs 17 angreift, größer als die entgegengesetzt gerichtete Vor- Spannung der Feder 18. Infolgedessen wird der Verschlusskopf 17 von der Dichtfläche 28 der Auslassöffnung 10 nach oben abgehoben, so dass das Wasser in den Auslasskanal 11 strömen und an die Umgebung austreten kann. Sobald der Verschlusskopf 17 von der Auslassöffnung 10 abgehoben ist, befin- det er sich in einer zweiten Schaltstellung. Anders ausgedrückt, ist die Auslassöffnung 10 in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit 14 bzw. von deren Verschlusskopf 17 geöffnet, so dass zumindest eine Teilmenge des in der Druckkammer 8 enthaltenen Wassers an die Umgebung austreten kann. In der Längsschnittansicht von Figur 4 ist der Verschlusskopf 17 in seiner zweiten Schaltstellung gezeigt, wenn er wie vorstehend erläutert von der Auslassöff- nung 10 nach oben abgehoben ist. When a predetermined water pressure within the pressure chamber 8 is exceeded, the vertical force component which acts on the differential surface of the closure head 17 becomes larger than the oppositely directed As a result, the sealing head 17 is raised from the sealing surface 28 of the outlet opening 10 upwards, so that the water can flow into the outlet channel 11 and escape to the environment. As soon as the closure head 17 is lifted off the outlet opening 10, it is in a second switching position. In other words, the outlet opening 10 is open in the second switching position of the valve unit 14 or its closure head 17, so that at least a subset of the water contained in the pressure chamber 8 can escape to the environment. In the longitudinal sectional view of FIG. 4, the closure head 17 is shown in its second switching position when it is lifted upwards from the outlet opening 10 as explained above.
Nachstehend ist die Funktionsweise des Impulsgenerators 1 zur Erzeugung von insbesondere hydraulischen Hochdruck-Impulsen erläutert. Below, the operation of the pulse generator 1 for generating in particular hydraulic high-pressure pulses is explained.
Die Druckkammer 8 des Impulsgenerators 1 wird über die Leitung 9 an eine Hochdruck-Wasserversorgung angeschlossen, die die Druckkammer 8 kontinuierlich mit Wasser unter Druck setzt. In einem Ausgangszustand des Impulsgenerators 8 befindet sich der Verschlusskopf 17 in seiner ersten Schaltstel- lung, wenn er, bedingt durch die Vorspannung der Feder 18, die Auslassöff- nung 10 verschließt. Entsprechend kann das in der Druckkammer 8 befindliche Wasser nicht in den Auslasskanal 11 und durch die Düse 13 strömen und an die Umgebung entweichen. Solange der Verschlusskopf 17, bedingt durch die Vorspannung der Feder 18, in seiner ersten Schaltstellung verbleibt, ist die Druckkammer 8 an ihrer unteren Stirnplatte 4 verschlossen. Der Druck innerhalb der Druckkammer 8 nimmt sodann stetig zu, da von der Hochdruck-Wasserversorgung kontinuierlich Wasser unter Druck in die Druckkammer 8 eingespeist wird. Wie unter Bezugnahme auf die Figur 3 erläutert, führt der auf die Differenzfläche des Verschlusskopfes 17 wirkende Wasserdruck zu einer vertikalen Kraftkomponente, die den Verschlusskopf 17 in einer Richtung weg von der Auslassöffnung 10 beaufschlagt. Sobald der Druck innerhalb der Druckkammer 8 einen vorbestimmten Ansprechdruck der Ventileinheit 14 überschreitet und hierbei die auf den Ver- schlusskopf 17 wirkende vertikale Kraftkomponente größer als die Vorspannkraft der Feder 18 wird, so hebt sich der Verschlusskopf 17 nach oben von der Auslassöffnung 10 ab. In Folge dessen kann das Wasser in den Auslasskanal 11 strömen und durch die Düse 13 an die Umgebung austreten. Durch die Pfei- le A ist in Figur 4 der hydraulische Hochdruck-Impuls in Form eines Wasserstrahls angedeutet, der aus der Düse 13 an die Umgebung abgegeben wird. The pressure chamber 8 of the pulse generator 1 is connected via the line 9 to a high-pressure water supply, which continuously pressurizes the pressure chamber 8 with water. In an initial state of the pulse generator 8, the closure head 17 is in its first switching position when, due to the bias of the spring 18, it closes the outlet opening 10. Accordingly, the water present in the pressure chamber 8 can not flow into the outlet channel 11 and through the nozzle 13 and escape to the environment. As long as the closure head 17, due to the bias of the spring 18, remains in its first switching position, the pressure chamber 8 is closed at its lower end plate 4. The pressure within the pressure chamber 8 then increases steadily, since water is supplied from the high-pressure water supply continuously under pressure into the pressure chamber 8. As explained with reference to FIG. 3, the water pressure acting on the differential surface of the closure head 17 leads to a vertical force component which acts on the closure head 17 in a direction away from the outlet opening 10. As soon as the pressure within the pressure chamber 8 exceeds a predetermined response pressure of the valve unit 14 and the End head 17 acting vertical force component is greater than the biasing force of the spring 18, so the closure head 17 lifts upwards from the outlet opening 10. As a result, the water can flow into the outlet channel 11 and exit through the nozzle 13 to the environment. The arrows A in FIG. 4 indicate the hydraulic high-pressure pulse in the form of a water jet which is discharged from the nozzle 13 to the environment.
Der Abfluss von Wasser aus der Druckkammer 8 ist durch die Düse 13 gedrosselt, wobei ein Strömungsquerschnitt der Düse 13 zum Bewirken einer solchen Drosselung geeignet gewählt ist. Diese Drosselung erzeugt in dem ausfließenden Wasser einen Staudruck, der sich durch den Auslasskanal 11 zurück in die Druckkammer 8 hinein fortpflanzt. Der Staudruck ist zwar stets kleiner als der Betriebsdruck innerhalb der Druckkammer 8, wirkt aber nahezu auf die gesamte Querschnittsfläche des Verschlusskopfs 17 und erzeugt somit eine relativ große Kraft in einer Richtung nach oben, d.h. weg von der Auslassöffnung 10. Infolgedessen kommt ein relativ großer Ventilhub des Verschlusskopfs 13 zustande, durch den der Verschlusskopf 13 ausreichend weit von der Auslassöffnung 10 abgehoben wird. Das in der Druckkammer 8 befindliche Wasser kann dadurch rasch und in sehr kurzer Zeit durch die Auslassöffnung 10, den Auslasskanal 11 und die Düse 13 in die Umgebung entweichen. Auf diese Weise werden hydraulische Hochdruck-Impulse an bzw. in die Umgebung abgegeben. Die Düse 13 hat hierbei zusätzlich die Wirkung, dass solche Hochdruck-Impulse in einer definierten Richtung ausgerichtet werden. Durch das Entweichen des Wassers aus der Druckkammer 8 nimmt der Druck innerhalb der Druckkammer 8 rasch ab. Dies führt dazu, dass die Vorspannkraft der Feder 18 nunmehr wieder größer als die Kraft wird, die auf den Verschlusskopf 17 auf dessen Differenzfläche und ggf. durch den Staudruck ausgeübt wird. Entsprechend gelangt der Verschlusskopf 17 zurück in seine erste Schalt- Stellung und kommt somit in Dichtkontakt mit der Auslassöffnung 10. Hierdurch wird der Auslasskanal 11 verschlossen. Die Druckkammer 8 wird erneut durch das über die Leitung 9 kontinuierlich zufließende Wasser gefüllt. Sobald der Ansprechdruck der Ventileinheit 14 wieder erreicht und der Verschlusskopf 17 in seine zweite Schaltstellung überführt wird, wiederholt sich der beschriebene Vorgang des Entweichens des Wassers aus der Druckkammer 8, wodurch erneut ein hydraulischer Hochdruck-Impuls erzeugt wird. The outflow of water from the pressure chamber 8 is throttled through the nozzle 13, with a flow area of the nozzle 13 being suitably chosen to effect such throttling. This restriction generates a back pressure in the outflowing water, which propagates through the outlet channel 11 back into the pressure chamber 8. Although the back pressure is always smaller than the operating pressure within the pressure chamber 8, but acts almost on the entire cross-sectional area of the closure head 17 and thus generates a relatively large force in an upward direction, ie away from the outlet opening 10. As a result, comes a relatively large valve lift of the closure head 13, through which the closure head 13 is lifted sufficiently far from the outlet opening 10. The water contained in the pressure chamber 8 can thereby escape rapidly and in a very short time through the outlet opening 10, the outlet channel 11 and the nozzle 13 into the environment. In this way high pressure hydraulic pulses are delivered to and into the environment. The nozzle 13 additionally has the effect that such high-pressure pulses are aligned in a defined direction. By the escape of the water from the pressure chamber 8, the pressure within the pressure chamber 8 decreases rapidly. This results in that the biasing force of the spring 18 is now again greater than the force exerted on the closure head 17 on the differential surface and possibly by the back pressure. Accordingly, the closure head 17 returns to its first switching position and thus comes into sealing contact with the outlet opening 10. As a result, the outlet channel 11 is closed. The pressure chamber 8 is again filled by the continuously flowing via the line 9 water. As soon as the response pressure of the valve unit 14 is reached again and the closure head 17 is transferred to its second switching position, the described one is repeated Process of escape of the water from the pressure chamber 8, whereby again a high-pressure hydraulic pulse is generated.
Wie vorstehend erläutert, handelt es sich bei dem Fluid, mit dem die Druck- kammer des Impulsgenerators 1 stetig unter Druck gesetzt wird, vorzugsweise um Wasser bzw. eine wässrige Lösung. Entsprechend sind die Hochdruck- Impulse, die mit dem Impulsgenerator 1 erzeugt werden, hydraulischer Art. Dies ist für einen Impulseintrag bei einem Reinigen von Wasserbrunnen von Vorteil, wenn der Impulsgenerator 1 in ein Filterrohr des Brunnens eingeschoben bzw. hinabgelassen wird und entsprechend in Wasser eingetaucht ist. Der hydraulische Hochdruck-Impuls, der aus Düse 13 des Impulsgenerators 1 ausgelassen wird, pflanzt sich wirkungsvoll in das umgebende Wasser bzw. in angrenzende Bereiche des Brunnens fort, z.B. Filterkiesschüttung und/oder das angrenzende natürliche Gebirge. In Folge dessen können Verschmutzungen in der Filterkies- schüttung und in dem an den Brunnen angrenzenden Gebirge bzw. Verstopfungen in den Poren des Korngerüstes des Gebirges gelöst werden, wodurch eine Reinigung, Aktivierung bzw. eine Regenerierung des Brunnens verbessert wird. Der vorzugsweise hydraulische Impulseintrag in das Brunnenwasser gewährleistet somit, dass mögliche Porenverstopfungen bei Vorliegen von hohen Strömungsgeschwindigkeiten fortlaufend wiederholt gelöst werden. As explained above, the fluid with which the pressure chamber of the pulse generator 1 is continuously pressurized is preferably water or an aqueous solution. Accordingly, the high-pressure pulses generated with the pulse generator 1 are of a hydraulic nature. This is advantageous for pulse input in cleaning wells when the pulse generator 1 is lowered into a filter tube of the well and submerged in water accordingly is. The high pressure hydraulic pulse discharged from nozzle 13 of pulse generator 1 effectively propagates into the surrounding water or areas of the well, e.g. Filterkiesschüttung and / or the adjacent natural mountains. As a result, contaminants in the filter gravel and in the wells adjacent to the well or blockages in the pores of the grain skeleton of the mountain can be solved, whereby a cleaning, activation or regeneration of the well is improved. The preferably hydraulic impulse entry into the well water thus ensures that possible pore blockages are repeatedly solved repeatedly in the presence of high flow velocities.
Bei Brunnen wird eine optimale Reinigung von Filterkiesporen bzw. Poren des Korngefüges des an den Brunnen angrenzenden Gebirges durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des transportierenden Mediums Wasser erzielt. In allen Bereichen, die es zu reinigen gilt, werden durch geeignete Maßnahmen ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers sichergestellt, z.B. durch eine Vorrichtung gemäß DE 10 2007 050 966. Solche hohen In wells optimum cleaning of filter pores or pores of the grain structure of the mountains adjacent to the wells is achieved by a high flow rate of the transporting medium water. In all areas to be cleaned, adequately measures ensure sufficiently high flow velocities of the water, e.g. by a device according to DE 10 2007 050 966. Such high
Strömungsgeschwindigkeiten werden mit der erfindungsgemäßen Erzeugung von Hochdruck-Impulsen überlagert, so dass wie vorstehend erläutert Poren- Verstopfungen wirkungsvoll verhindert werden. Flow velocities are superimposed with the generation of high-pressure pulses according to the invention, so that, as explained above, pore clogging is effectively prevented.
Im Folgenden ist erläutert, in welcher Weise sich der Impulsgenerator 1 für seinen Betrieb zur Veränderung der Impulserzeugung einstellen lässt. Der Impulsgenerator 1 weist eine Versteileinrichtung auf, mittels der eine Vorspannung der Feder 18 eingestellt bzw. verändert werden kann. Durch eine Veränderung der Vorspannung der Feder 18 wird der Ansprechdruck der Ventileinheit 14 geeignet verstellt, so dass dadurch die Frequenz als auch die Intensität der Hochdruck-Impulse erhöht bzw. vermindert werden. Nachstehend ist der Mechanismus dieser Versteileinrichtung im Detail erläutert. The following explains how the pulse generator 1 can be set to operate to vary the pulse generation. The pulse generator 1 has an adjusting device by means of which a bias of the spring 18 can be adjusted or changed. By changing the bias of the spring 18, the response pressure of the valve unit 14 is suitably adjusted, thereby increasing or decreasing the frequency as well as the intensity of the high-pressure pulses. Hereinafter, the mechanism of this adjusting device will be explained in detail.
An der unteren Stirnplatte 4 ist ein Adapter 29 (Figur 2) befestigt, in dem eine Stellmutter 30 eingeschraubt ist. Die Stellmutter 30 hält einen Ventilblock 31 , der in einer Ausnehmung 32 der unteren Stirnplatte 4 aufgenommen ist. Der Auslasskanal 11 ist zentrisch innerhalb des Ventilblocks 31 ausgebildet, wobei die Auslassöffnung 10 an einem oberen Ende des Ventilblocks 31 vorgesehen ist. Die Düse 13 ist an dem der Auslassöffnung 10 entgegengesetzten Ende des Ventilblocks 31 , nämlich in der Öffnung 12, vorgesehen. At the lower end plate 4, an adapter 29 (Figure 2) is fixed, in which an adjusting nut 30 is screwed. The adjusting nut 30 holds a valve block 31 which is received in a recess 32 of the lower end plate 4. The outlet channel 11 is formed centrally within the valve block 31, the outlet opening 10 being provided at an upper end of the valve block 31. The nozzle 13 is provided at the end of the valve block 31 opposite to the outlet opening 10, namely in the opening 12.
Der Ansprechdruck der Ventileinheit 14 kann von einer Aussenseite des Gehäuses 2 über die Stellmutter 30 eingestellt werden. Durch ein Drehen der Stellmutter 30 wird das Ventilgehäuse 15 translatorisch bewegt und drückt den Verschlusskopf 17 über die Führungsbuchse 13 gegen die Feder 18, die da- durch je nach Drehrichtung der Stellmutter 30 gespannt bzw. entspannt wird.The response pressure of the valve unit 14 can be adjusted from an outside of the housing 2 via the adjusting nut 30. By turning the adjusting nut 30, the valve housing 15 is moved translationally and pushes the closure head 17 via the guide bush 13 against the spring 18, which is thereby tensioned or relaxed depending on the direction of rotation of the adjusting nut 30.
Die Vorspannkraft der Feder 18 drückt den Verschlusskopf 17 gegen die Dichtfläche der Auslassöffnung 10, wodurch auch der Auslasskanal 11 verschlossen wird. Über die Vorspannkraft der Feder 18 wird der Druck eingestellt bei dem die Ventileinheit 14 bzw. der Impulsgenerator 1 auslösen. The biasing force of the spring 18 pushes the closure head 17 against the sealing surface of the outlet opening 10, whereby the outlet channel 11 is closed. About the biasing force of the spring 18, the pressure is set at which the valve unit 14 and the pulse generator 1 trigger.
Alternativ oder ergänzend zu dem Mechanismus der Stellmutter 30 kann auch vorgesehen sein, dass die Befestigungsbuchse 20 in der oberen Stirnplatte 3 durch ein Schraubgewinde befestigt ist. Analog zum Verstellen der Stellmutter 30 kann dann durch eine Schraubbewegung dieser Befestigungsbuchse, die in Kontakt mit der Feder 18 ist, eine Vorspannung eben dieser Feder 18 vergrößert oder vermindert werden, um den Ansprechdruck der Ventileinheit 14 geeignet zu verändern. Alternatively or in addition to the mechanism of the adjusting nut 30 may also be provided that the mounting sleeve 20 is secured in the upper end plate 3 by a screw thread. Analogous to the adjustment of the adjusting nut 30 can then be increased or reduced by a screwing movement of this mounting bush, which is in contact with the spring 18, a bias just this spring 18 to change the set pressure of the valve unit 14 suitable.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Erzeugen von Hochdruck-Impulsen, mit den Schritten:Method for generating high-pressure pulses, comprising the steps:
(i) Befüllen einer Druckkammer (8) mit einem Fluid unter Druck, wobei der Druck innerhalb der Druckkammer (8) und damit die darin gespeicherte potentielle Energie zunimmt, (i) filling a pressure chamber (8) with a fluid under pressure, wherein the pressure within the pressure chamber (8) and thus the potential energy stored therein increases,
(ii) Öffnen einer Auslassöffnung (10), die von der Druckkammer (8) zur Umgebung führt, bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkammer (8), wobei zumindest eine Teilmenge des Fluids aus der Druckkammer (8) durch die geöffnete Auslassöffnung (10) an die Umgebung unter Druck und mit großer kinetischer Energie ausgelassen wird, um dadurch einen insbesondere hydraulischen Hochdruck- Impuls zu erzeugen,  (ii) opening an outlet opening (10) leading from the pressure chamber (8) to the environment when a predetermined pressure within the pressure chamber (8) is exceeded, whereby at least a portion of the fluid from the pressure chamber (8) passes through the opened outlet opening (8). 10) is discharged to the environment under pressure and with high kinetic energy, thereby producing a particular high pressure hydraulic pulse,
(iii) Verschließen der Auslassöffnung (10) bei Unterschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkammer (8), wobei das Öffnen und Schließen der Auslassöffnung (10) gemäß der Schritte (ii) und (iii) durch eine Ventileinheit (14) erfolgt, die im Wesentlichen vollständig innerhalb der Druckkammer (8) angeordnet ist, und  (Ii) closing the outlet opening (10) falls below a predetermined pressure within the pressure chamber (8), wherein the opening and closing of the outlet opening (10) according to steps (ii) and (iii) by a valve unit (14), which is substantially completely disposed within the pressure chamber (8), and
(iv) zyklisches Wiederholen der Schritte (i) bis (iii).  (iv) cyclically repeating steps (i) through (iii).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (14) einen translatorisch verschieblichen Verschlusskopf (17) aufweist, der durch eine Feder (18) gegen die Auslassöffnung (10) vorgespannt ist, wobei der Verschlusskopf (17) in einer ersten Schaltstellung der Ventileinheit (14) die Auslassöffnung (10) verschließt und in einer zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14) von der Auslassöffnung (10) abgehoben ist. A method according to claim 1, characterized in that the valve unit (14) has a translationally displaceable closure head (17), which is biased by a spring (18) against the outlet opening (10), wherein the closure head (17) in a first switching position of Valve unit (14) closes the outlet opening (10) and in a second switching position of the valve unit (14) is lifted from the outlet opening (10).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen und Schließen der Auslassöffnung (10) gemäß der Schritte (ii) und (iii) mit einer Frequenz erfolgt, die von einer Höhe des Drucks, mit der die Druckkammer (8) mit dem Fluid befüllt wird, und/oder von einer Vorspannung der Feder (18), mit der der Verschlusskopf (17) gegen die Auslassöffnung (10) vorgespannt wird, abhängig ist. A method according to claim 1 or 2, characterized in that opening and closing of the outlet opening (10) according to steps (ii) and (iii) takes place at a frequency which is equal to a level of the pressure with which the pressure chamber (8) the fluid is filled, and / or by a Bias of the spring (18), with which the closure head (17) is biased against the outlet opening (10) dependent.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen der Auslassöffnung (10), wenn Fluid unter Druck an die Umgebung austritt, in der Druckkammer (8) ein Staudruck erzeugt wird, der auf den Verschlusskopf (17) in einer Richtung weg von der Auslassöffnung (10) wirkt. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that when opening the outlet opening (10), when fluid exits under pressure to the environment, in the pressure chamber (8) a dynamic pressure is generated on the closure head (17) in a Direction away from the outlet opening (10) acts.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Staudruck durch eine Düse (13) hervorgerufen wird, die mit der Auslassöff- nung (10) in Fluidverbindung steht. A method according to claim 4, characterized in that the dynamic pressure is caused by a nozzle (13) which is in fluid communication with the outlet opening (10).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein flüssiges Medium, vorzugsweise Wasser, ist, so dass der erzeugte Hochdruck-Impuls hydraulisch ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid is a liquid medium, preferably water, so that the generated high-pressure pulse is hydraulic.
Vorrichtung (1 ) zum Erzeugen von Hochdruck-Impulsen, umfassend Device (1) for generating high-pressure pulses, comprising
ein Gehäuse (2) mit einer Druckkammer (8), die über eine Hochdruck-Zuleitung mit einem Fluid unter Druck befüllbar ist, wobei das Gehäuse (2) zumindest eine Auslassöffnung (10) aufweist, die von der Druckkammer (8) zur Umgebung führt,  a housing (2) having a pressure chamber (8) which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing (2) has at least one outlet opening (10) leading from the pressure chamber (8) to the environment .
eine Ventileinheit (14), die in Abhängigkeit von einem Druck innerhalb der Druckkammer (8) zwischen einer ersten Schaltstellung, in der sie die Auslassöffnung (10) verschließt, und einer zweiten Schaltstellung, in der sie die Auslassöffnung (10) öffnet, bewegbar ist, wobei in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14) zumindest eine Teilmenge des Fluids aus der Druckkammer (8) durch die geöffnete Auslassöffnung (10) unter Druck an die Umgebung auslassbar ist, so dass dadurch ein insbesondere hydraulischer Hochdruck-Impuls erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,  a valve unit (14) which is movable in response to a pressure within the pressure chamber (8) between a first switching position in which it closes the outlet opening (10) and a second switching position in which it opens the outlet opening (10) wherein in the second switching position of the valve unit (14) at least a portion of the fluid from the pressure chamber (8) through the open outlet opening (10) under pressure to the environment is ausflat, thereby characterized in particular a hydraulic high-pressure pulse is generated, characterized in
dass die Ventileinheit (14) im Wesentlichen vollständig innerhalb der Druckkammer (8) angeordnet ist. in that the valve unit (14) is arranged substantially completely within the pressure chamber (8).
8. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (14) einen translatorisch verschieblichen Verschlusskopf (17) aufweist, der durch eine Feder (18) gegen die Auslassöffnung (10) vorgespannt ist, wobei der Verschlusskopf (17) in der ersten Schaltstel- lung der Ventileinheit (14) die Auslassöffnung (10) verschließt und in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14) von der Auslassöffnung (10) abgehoben ist. 8. Device (1) according to claim 7, characterized in that the valve unit (14) has a translationally displaceable closure head (17) which is biased by a spring (18) against the outlet opening (10), wherein the closure head (17). in the first switching position of the valve unit (14) the outlet opening (10) closes and in the second switching position of the valve unit (14) is lifted from the outlet opening (10).
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskopf (17) eine im Wesentlichen orthogonal zu seiner Längsachse (24) verlaufende Differenzfläche (D2-D1) aufweist, durch die bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkammer (8) eine definierte Kraft auf den Verschlusskopf (17) wirkt, die größer als die Vorspannkraft der Feder (18) ist und dieser entgegenwirkt, so dass der Verschlusskopf (17) von der Auslassöffnung (10) abgehoben und in seine zweite Schaltstellung überführt wird. Device (1) according to claim 8, characterized in that the closure head (17) has a substantially orthogonal to its longitudinal axis (24) extending differential surface (D 2 -D 1 ) through which when a predetermined pressure within the pressure chamber (8 ) acts a defined force on the closure head (17), which is greater than the biasing force of the spring (18) and counteracts this, so that the closure head (17) is lifted from the outlet opening (10) and transferred to its second switching position.
10. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der10. Device (1) according to claim 9, characterized in that the
Verschlusskopf (17) einen an die Auslassöffnung (10) angrenzenden ers- ten Bereich (25) mit einem ersten Durchmesser (Di) und einen zweitenClosure head (17) one to the outlet opening (10) adjacent the first region (25) having a first diameter (Di) and a second
Bereich (26) mit einem zweiten Durchmesser (D2) aufweist, wobei der zweite Durchmesser (D2) größer als der erste Durchmesser (Di) ist und dadurch die Differenzfläche gebildet wird, wobei das in der Druckkammer (8) befindliche Fluid den Verschlusskopf (17) zwischen seinem ersten und zweiten Bereich (25, 26) benetzt. Having a second diameter (D 2 ), wherein the second diameter (D 2 ) is greater than the first diameter (Di) and thereby the differential surface is formed, wherein the fluid in the pressure chamber (8) is the closure head (17) between its first and second area (25, 26) wetted.
11. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine VerStelleinrichtung (30) vorgesehen ist, mittels der eine Vorspannung der Feder (18) einstellbar ist. 11. Device (1) according to one of claims 8 to 10, characterized in that an adjusting device (30) is provided, by means of which a bias of the spring (18) is adjustable.
12. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Versteileinrichtung ein Ventilgehäuse (15), das mit der Feder (18) in Kontakt ist, translatorisch in Richtung einer Längsachse der Feder (18) verschieblich ist, um dadurch die Vorspannung der Feder (18) zu erhöhen bzw. zu vermindern. 12. Device (1) according to claim 11, characterized in that by the adjusting device, a valve housing (15) which is in contact with the spring (18) translationally in the direction of a longitudinal axis of the spring (18) is displaceable, thereby increasing or decreasing the bias of the spring (18).
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteileinrichtung in einer Wandung des Gehäuses (2) angeordnet ist, vorzugsweise, dass die Auslassöffnung (10) innerhalb der Versteileinrichtung ausgebildet ist. Device (1) according to claim 11 or 12, characterized in that the adjusting device is arranged in a wall of the housing (2), preferably in that the outlet opening (10) is formed within the adjusting device.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteileinrichtung von ausserhalb des Gehäuses (2) betätigbar ist, vorzugsweise, dass die VerStelleinrichtung in Form einer in der Wandung des Gehäuses (2) eingefassten Stellmutter (30) ausgebildet ist. Device (1) according to one of claims 1 1 to 13, characterized in that the adjusting device from outside the housing (2) is actuated, preferably that the adjusting device in the form of a in the wall of the housing (2) enclosed adjusting nut (30). is trained.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (10) in einen Auslasskanal (11 ) mündet, der eine Öffnung (12) zur Umgebung aufweist. Device (1) according to one of claims 7 to 14, characterized in that the outlet opening (10) opens into an outlet channel (11) having an opening (12) to the environment.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse (13) vorgesehen ist, die in Fluidverbindung mit der Auslassöffnung (10) steht. Device (1) according to one of claims 7 to 15, characterized in that a nozzle (13) is provided which is in fluid communication with the outlet opening (10).
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt der Düse (13) derart ausgestaltet ist, dass die A islassöff- nung (10) in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14), \, *enn Fluid unter Druck an die Umgebung austritt, gedrosselt ist, so dass in der Druckkammer (8) ein Staudruck hervorgerufen wird, der auf den Verschlusskopf (17) in einer Richtung weg von der Auslassöffnung (10) wirkt. Device (1) according to claim 16, characterized in that a cross section of the nozzle (13) is designed such that the A islaßöff- opening (10) in the second switching position of the valve unit (14), \ nenn fluid under pressure the environment exits, is throttled, so that in the pressure chamber (8) a dynamic pressure is caused, which acts on the closure head (17) in a direction away from the outlet opening (10).
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 16 oder 17, soweit rückbezogen auf Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (13) in der Öffnung (12) des Auslasskanals (11 ) angeordnet ist. Apparatus (1) according to claim 16 or 17, when dependent on claim 15, characterized in that the nozzle (13) in the opening (12) of the outlet channel (11) is arranged.
19. Vorrichtung (1 ) zum Erzeugen von Hochdruck-Impulsen, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Druckkammer (8), die über eine Hochdruck-Zuleitung mit einem Fluid unter Druck befüllbar ist, wobei das Gehäuse (2) zumindest eine Auslassöffnung (10) aufweist, die von der Druckkammer (8) zur Umgebung führt, 19. A device (1) for generating high-pressure pulses, comprising a housing (2) having a pressure chamber (8) which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing (2) has at least one outlet opening (8). 10) leading from the pressure chamber (8) to the environment,
eine Ventileinheit (14), die in Abhängigkeit von einem Druck innerhalb der Druckkammer (8) zwischen einer ersten Schaltstellung, in der sie die Auslassöffnung (10) verschließt, und einer zweiten Schaltstellung, in der sie die Auslassöffnung (10) öffnet, bewegbar ist, wobei in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14) zumindest eine Teilmenge des Fluids aus der Druckkammer (8) durch die geöffnete Auslassöffnung (10) unter Druck an die Umgebung auslassbar ist, so dass dadurch ein insbesondere hydraulischer Hochdruck-Impuls erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,  a valve unit (14) which is movable in response to a pressure within the pressure chamber (8) between a first switching position in which it closes the outlet opening (10) and a second switching position in which it opens the outlet opening (10) wherein in the second switching position of the valve unit (14) at least a portion of the fluid from the pressure chamber (8) through the open outlet opening (10) under pressure to the environment is ausflat, thereby characterized in particular a hydraulic high-pressure pulse is generated, characterized in
dass die Ventileinheit (14) einen translatorisch verschieblichen Verschlusskopf (17) aufweist, der durch eine Feder (18) gegen die Auslassöffnung (10) vorgespannt ist, wobei der Verschlusskopf (17) in der ersten Schaltstellung der Ventileinheit (14) die Auslassöffnung (10) verschließt und in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14) von der Auslassöffnung (10) abgehoben ist.  in that the valve unit (14) has a translationally displaceable closure head (17) which is prestressed by a spring (18) against the outlet opening (10), wherein the closure head (17) in the first switching position of the valve unit (14) has the outlet opening (10 ) and in the second switching position of the valve unit (14) is lifted from the outlet opening (10).
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