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Vorrichtung zum Sprengen des Abbaustoßes mittels Druckwasser Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Sprengen des Abbaustoßes mittels Druckwasser, das
zunächst über mindestens ein in ein Bohrloch eingesetztes Tränkrohr mit niedrigem
Druck in die Spalten des Stoßes eingeführt und nach Verschluß der Zuleitung über
eine zum Tränkrohr führende, mit Verschlußglied versehene Hochdruckleitung einer
plötzlichen Welle hohen Druckes aussetzbar ist, die von einem motorisch angetriebenen
Druckerzeuger aufgebaut wird, wozu auf dem zum Tränkrohr führenden Druckweg noch
vor dem Verschlußglied ein vor der Sprengung vom Druckerzeuger aufzuladender Druckbehälter
vorgesehen ist.
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Bei von der vorstehenden Vorrichtungsgattung abweichenden Vorrichtungen,
die jedoch auch mittels Druckwasser das Sprengen des Abbaustoßes bewirken, werden
zur Erzeugung einer Druckwelle Sprengpatronen verwendet. Diese Geräte mit Sprengsätzen
führen nicht allein zu einer erheblichen wirtschaftlichen Belastung der Betriebe,
sondern erfordern auch Sicherheitsvorkehrungen. Die frei werdenden Explosionsgase
können Anlaß zu Gesundheitsschäden sein. Bei diesen Geräten, die mit Sprengpatronen
arbeiten, sind Berstscheiben oder Sicherheitsventile nicht unbedingt erforderlich.
Wenn Berstscheiben trotzdem vorgesehen werden, dann nur zur Herstellung eines Sicherheitsverschlusses,
um das Zurückströmen der Tränklüssigkeit zum Patronen-oder Kartuschensatz zu verhindern,
sofern dieser nicht zündsicher gelagert oder eingekapselt sein sollte. Die Berstscheibe
darf mithin bei diesen Geräten kein die Druckwelle behinderndes Element darstellen.
Auf Grund der bestehenden erheblichen betrieblichen Unterschiede richtet sich die
Erfindung nicht auf diese mit Sprengpatronen ausgerüsteten Geräte bzw. Vorrichtungen.
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Bei einer anderen noch stärker als die mit Patronensätzen arbeitenden
Geräte von der erfindungsgemäßen Gattung abweichenden Vorrichtung wird überhaupt
keine Druckwelle erzeugt (USA.-Patentschrift 1582 273). Es wird lediglich über Schlauchverbindungen
von einer Pumpe aus Druckwasser einem Tränkrohr zugeführt. Der Druck wird langsam
aufgebaut und bis zum Sprengen des unterschrämten Abbaustoßes erhöht, sofern dies
die Leitungen zulassen. Sobald der Stoß sich zu lösen beginnt und eine Spaltbildung
eintritt, findet naturgemäß im Druckwasser ein Druckabfall statt. Zu diesem Zeitpunkt
wird über ein Rückschlagventil aus einem Luftspeicher die Luft als schiebende Kraft
nachgeführt. Bei dieser Betriebsart kann keine Druckwelle erzeugt werden, weil sich
infolge der Einschaltung eines Rückschlagventils die Luft und das Druckwasser weitestgehend
im Gleichgewichtszustand halten müssen. Diese Vorrichtung ist zur Erzielung großer
Sprengleistungen ungeeignet.
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Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (USA.-Patentschrift 2146
879) wird lediglich mit Hilfe einer Kompressoranlage in einem Bohrloch ein Luftdruck
aufgebaut, welcher die Sprengung des Abbaustoßes bewirken soll. Ein Sprengverfahren
dieser Art muß zwangläufig zu untragbaren Staubentwicklungen führen.
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Die gemäß der Erfindung zu verbessernde, anfangs genannte Gattung
der zum Sprengen des Abbaustoßes bestimmten Vorrichtung (USA.-Patentschrift 2 211243)
ist an sich verhältnismäßig kompliziert und hinsichtlich des Wirkungsgrades äußerst
begrenzt. Das Tränken des Stoßes verläuft in der üblichen Weise, jedoch ist die
gewünschte Druckwelle unzureichend. Von einer Pumpe ausgehend kann in dem vorgesehenen
Druckbehälter nämlich nur ein solcher Druck erzeugt werden, der von der Leistung
der Rückstellkräfte, insbesondere einer unter dem Druckbehälterkolben eingeschlossenen
Luft bestimmt wird. Selbst wenn unterstellt wird, daß Federn Große Kräfte erzeugen
könnten, so ist der auf diese Weise erzielbare Weg des Druckbehälterkolbens gering,
insbesondere dann, wenn keine zu großen Aggregate gebaut werden können. Hinzu kommt
noch, daß der Druck deshalb nicht groß sein kann, weil sich das bei dieser Anlage
vorgesehene, von Hand zu öffnende Ventil bei großer Druckbelastung nicht plötzlich
öffnen lassen würde. Es ist bekannt, daß unter hohem Druck stehende hand-oder maschinenverstellte
Ventile eine Vorentlastung benötigen, die aber die Erzeugung einer Druckwelle ausschließt.
Es stellt mithin aus zwingenden Gründen nur eine unzureichende Druckwelle zur Verfügung,
wobei im Falle einer eintretenden Sprengwirkung das in dem Druckbehälter erzeugte
Druckmedium mengenmäßig für die Erzielung einer nachschiebenden Sprengarbeit nicht
ausreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitestgehend
ungefährliche, jedoch wirksame, mit Wasser und Druckluft arbeitende Vorrichtung
zum Sprengen des Abbaustoßes zu schaffen, welche in wirtschaftlicher Weise in Bergbaubetrieben
einsetzbar ist. Die Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß
zwischen einer Druckluftzu- bzw. -auffülleitung und einer Hochdruckluftableitung
und entsprechenden Verschlüssen ein zum Tränkrohr hin offen stellbarer, mit Druckluft
nachfüllbarer Hochdruckluftbehälter angeordnet ist, der vom Druckerzeuger auf einen
gegebenenfalls mehrere hundert Atmosphären betragenden, die Sprengung einer Berstscheibe
bewirkenden Hochdruck aufladbar und mit der Hochdruckluftableitungsseite gleich
vor der in an sich bekannter Weise in der Leitung des Tränkrohres vorgesehenen,
den Niederdruckraum zunächst vom Hochdruckraum trennenden Berstscheibe angeschlossen
ist.
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Diese Vorrichtung ist mit Vorteil geeignet für das Absprengen von
Mineralien in solchen Bereichen eines Strebs, wo zwecks Aufstellung von Umkehr-oder
Antriebsstationen für Hobelanlagen, und zwar am Strebende, die sogenannten »Ställe«
vorbereitet werden müssen. Solche Hilfsvorrichtungen müssen mithin einfache, ungefährliche
Maschineneinheiten sein. Einer solchen Aufgabe werden die vorbekannten Vorrichtungen
nicht gerecht oder aber - soweit sie kleinere Abmessungen haben - lassen sich keine
ausreichenden Leistungen erzielen. Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den wesentlichen
Vorteil, daß sie am Strebende zu Arbeiten benutzt werden kann, ohne daß aus Sicherheitsgründen
die Gewinnungsarbeit unterbrochen werden muß oder Teile der Belegschaft aus dem
Streb herausgenommen werden müssen.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung handelt es sich gewissermaßen
um die Kombination verschiedener Merkmale, wobei die Berstscheibe in der grundsätzlichen
Anordnung als bekannt unterstellt ist, im Rahmen der Erfindung aber eine besondere
Funktion zu erfüllen hat. Diese Berstscheibe ist nicht nur ein Sperrglied, das zum
gegebenen Zeitpunkt selbsttätig außer Funktion gesetzt werden muß, sondern sie hat
hier so lange die Stellung zu halten, bis in dem Hochdruckluftbehälter und seinen
Anschlußleitungen die gewünschte Grenze des Höchstdruckes der Druckwelle vom Erzeuger
aufgebaut ist. In diesem Moment bildet gewissermaßen die Berstscheibe das den Zeitpunkt
der Sprengung bestimmende Element und nicht eine Sprengpatrone, so daß die Hochdruckpreßluftwelle
über das Tränkrohr im Abbaustoß schlagartig zur Wirkung kommt. Dies ist die Möglichkeit,
die zur Erzeugung und zur Ausnutzung eines besonders hohen Sprengdruckes führt.
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Eine Voraussetzung für die Erzielung der vorgenannten Wirkung besteht
aber noch in den weiteren kennzeichnenden Merkmalen, gemäß welchen der Hochdruckluftbehälter
zunächst vor jeder Sprengung mit Druckluft gefüllt wird, die dann erst durch einen
geeigneten Druckerzeuger, und zwar in engem Zusammenwirken mit dem durch die Berstscheibe
bestimmten Widerstand, bis auf den Höchstdruck gebracht wird, bei welchem die Berstscheibe
den Zeitpunkt der Sprengung, und zwar zuverlässig, be- i stimmt.
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Es handelt sich mithin bei der Vorrichtung nach der Frfindung um das
Zusammenwirken einer auf den Höchstdruck der Sprengwelle bemessenen Berstscheibe
mit einem druckluftgefüllten, gewissermaßen vorbelasteten Hochdruckluftbehälter
und einem diesen Luftdruck bis auf Explosionsdruck erhöhenden Druckerzeuger, wobei
sich selbsttätig im richtigen Augenblick die Hochdruckwelle über das Tränkrohr in
den Abbaustoß fortpflanzt und die in gleicher Weise besonders hochgespannte Luft
ebenso plötzlich und anhaltend die nachschiebende Wirkung übernimmt. Es ist vorstehend
jeweils von einer Berstscheibe gesprochen, jedoch sind unter diesem Begriff auch
in gleicher Weise arbeitende Bersteiemente zu verstehen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine mit Verschlußgliedern
versehene Niederdruckleitung über mehrere Zweigleitungen gleichzeitig mit dem Tränkrohr
und dem Druckerzeuger verbunden und letzterer über seine Hochdruckleitung vor dem
mit der Berstscheibe versehenen, zum Tränkrohr führenden Anschlußstück des Tränkrohres
an den als Windkessel ausgebildeten Druckluftbehälter angeschlossen. Sämtliche Vorrichtungsteile
stehen somit in einer einfachen betriebssicheren Verbindung und erlauben ein störungsfreies,
schnelles Abwickeln sämtlicher bereits geschilderter Funktionen.
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Die Vorrichtung wird gemäß der Erfindung weiterhin in der Weise ausgebildet,
daß mittels des motorisch angetriebenen Druckerzeugers in der durch die Berstscheibe
verschlossenen Hochdruckkammer und dem Hochdruckluftbehälter eine Drucksteigerung
auf mehr als 500 at erzielbar ist. Die Höhe des für die Sprengung des Minerals verwendeten
Wasserdruckes, und zwar der Druckwelle, richtet sich nach der Art und Beschaffenheit
des Minerals, wobei es auch möglich ist, im Bedarfsfall mit Drücken von etwa
1000 at zu arbeiten. Mit einer bei vorgenanntem hohem Druck erzeugten Druckwelle
kann in einer sehr kurzen Zeitspanne selbst in relativ festen Mineralien bzw. natürlichen
oder künstlichen Gesteinen eine gute Staub- und schleuderfreie Sprengwirkung erzielt
werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
kennzeichnet sich unter Verwendung eines durch Druckluftmotor angetriebenen Druckerzeugers
dadurch, daß der der Hochdruckleitung zugeordnete Druckerzeuger als hydraulischer
Zylinder ausgebildet ist, dessen auf das Druckwasser einwirkender, axial verschieblich
und dichtend geführter Kolben rückseitig von einem vorzugsweise aus Öl bestehenden
Druckmittel beaufschlagbar ist, für dessen Umwälzung eine durch einen Druckluftmotor
angetriebene Druckmittelpumpe vorgesehen ist.
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Die Druckmittelpumpe wird dabei als vorzugsweise einstufige Kolbenpumpe
ausgebildet, deren im Pumpenzylinder dichtend geführter Kolben mit dem Kolben eines
doppeltwirkenden Kolbenmotors lösbar verbunden ist.
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An einen dieser hydraulischen Zylinder können im Bedarfsfall auch
mehrere Tränkrohre gleichzeitig angeschlossen werden, jedoch muß das Volumen des
hydraulischen Zylinders der Anzahl der gleichzeitig anzuschließenden Tränkrohre
entsprechend bemessen sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachfolgend in Verbindung mit
der Beschreibung der Zeichnung behandelt. Es zeigt
F i g. 1 die
Vorrichtung zum Sprengen des Abbaustoßes in schematischer Darstellung, F i g. 2
einen Schnitt durch die an ein Tränkrohr angeschlossenen Teile der Druckleitungen,
F i g. 3 das in F i g. 2 dargestellte Strömungsventil in größerem Maßstab, F i g.
4 eine weitere Ausführungsform des Strömungsventils, F i g. 5 und 6 jeweils Querschnitte
durch unterschiedlich ausgebildete Berstscheiben, F i g. 7 einen Längsschnitt durch
einen als Druckerzeuger dienenden hydraulischen Zylinder mit einer einstufigen Druckmittelpumpe,
F i g. 8 einen Längsschnitt durch den rückwärtigen Teil eines hydraulischen Zylinders
mit einer zweistufigen Druckmittelpumpe und einen als Pumpenantrieb dienenden Druckluftmotor.
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Entsprechend der schematischen Darstellung gemäß F i g.1 ist in das
in den Abbaustoß eingebohrte Loch ein Tränkrohr 2 eingeführt und in bekannter Weise
im Bereich der Bohrlochmündung abgedichtet. An dem aus F i g. 2 ersichtlichen Anschlußstutzen
3 a des mit dem Tränkrohr 2 verbundenen Abzweigstückes 3 ist unter Zwischenschaltung
eines Rückschlagventils 4 und eines als Rückströmdrossel wirkenden Strömungsventils
5 über eine Verbindungsleitung 6, 6a die im Streb verlegte Niederdruckwasserleitung
7 angeschlossen. Diese Wasserleitung 7 steht unter einem Druck von etwa 20 Atmosphären.
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Mit dem Anschlußstutzen 3 b des Abzweigstückes 3 ist unter Zwischenschaltung
einer den Leitungsquerschnitt verschließenden Berstscheibe 8 und eines Leitungsabschnittes
9 b eineHochdruckwasserleitung 9 verbunden. Diese Hochdruckwasserleitung 9 ist über
ein Absperrorgan 10 an die Stirnseite eines in den F i g. 7 und 8 in größerem Maßstab
dargestellten hydraulischen Druckerzeugers 11 angeschlossen. Die vordere Stirnseite
des Druckerzeugers steht über das Absperrorgan 10a und die Wasserleitung 6b mit
der zur Niederdruckleitung 7 führenden Wasserleitung 6a in Verbindung. Dem Druckerzeuger
1.1 ist als Antrieb einer Pumpe ein doppeltwirkender Druckluftmotor zugeordnet.
Über die mit einem Absperrventil 12 ausgerüstete Leitung 13 wird von der Leitung
14 Druckluft zugeführt.
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Die Hochdruckleitung 9 ist über die Leitung 9 a und das Absperrorgan
15 mit dem Hochdruckluftbehälter 16 verbunden. Der Druckluftbehälter 16 ist außerdem
über ein Absperrorgan 17 an eine Druckluftleitung 18 angeschlossen, die unter einem
Druck von beispielsweise 8 bis 10 at, gegebenenfalls auch 100 bis 150 at, stehen
kann.
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Das federbelastete Rückschlagventil4 läßt nur in Strömungsrichtung
x (s. F i g. 2) Druckwasser durchtreten, während es eine Rückströmung in Richtung
x1 verhindert. Das dem Rückschlagventil4 vorgeschaltete Strömungsventil 5 besitzt
in Strömungsrichtung x einen kleineren Strömungswiderstand als in Rückströmrichtung
x1. Bei dem in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das
Strömungsventil 5 aus mehreren planparallelen Plättchen 5a, welche mit gleichachsig
zueinander angeordneten, sich in Rückströmrichtung x1 konisch erweiternden Bohrungen
5 b versehen sind. Der jeweils größte Querschnitt einer Bohrung 5 b ist wesentlich
größer als der kleinste Querschnitt der sich in Rückströmrichtung x1 anschließenden
Bohrung 5 b. Der mittlere Querschnitt der durch die Bohrungen 5 b gebildeten
Leitungsabschnitte nimmt in Rückströmrichtung x1 allmählich zu, ist jedoch auch
auf der der Wasserleitung 6 zugekehrten Seite geringer als der Querschnitt dieser
Wasserleitung 6. Das Strömungsventil s wirkt somit in Rückströmrichtung x1 als Drossel.
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Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungs-. beispiel besteht das
Strömungsventil 5 aus mehreren, in Strömungsrichtung x hintereinandergeschalteten
Kammern 5c, welche einen wesentlich größeren Querschnitt aufweisen als die Wasserleitung
6. Die benachbarten Kammern 5 c sind durch jeweils einen Überströmkanal
5 d miteinander verbunden, welcher einen wesentlich kleineren Querschnitt
aufweist als die Wasserleitung 6. Die in Strömungsrichtung x hintereinander angeordneten
überströmkanäle 5 d
sind derart gegeneinander versetzt, daß jeder plötzliche
Druckstoß stark gedrosselt wird.
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Die Berstscheibe 8 ist zwischen zwei mit Bohrungen 19 a, 20 a versehenen
Spannbacken 19, 20 eingespannt. Die beiden Spannbacken 19, 20 greifen mit hülsenartigen
Ansätzen 19 b, 20 b dichtend ineinander und sind durch die überwurfmutter 21 gekuppelt.
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Die Berstscheibe 8 besitzt gemäß F i g. 5 in ihrem mittleren Bereich
eine geringere Wandstärke. Der an die Berstscheibe 8 angrenzende Bereich der Bohrung
19a besitzt einen etwas größeren Querschnitt, so daß Verstopfungen durch das aus
der Berstscheibe 8 ausbrechende Material nicht eintreten können. Die Berstscheibe
besteht zweckmäßig aus Grauguß.
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Im Gegensatz zur Zeichnung werden das Abzweigstück 3, das Rückschlagventil
4, das Strömungsventil, und die Berstscheibenlagerung als einheitliches Bauteil
ausgebildet bzw. innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet, welches mit dem
Tränkrohr 2, z. B. durch eine Schraubverbindung, lösbar gekuppelt ist.
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Wie F i g. 6 zeigt, kann die Berstscheibe 8 auch als planparalleles
Plättchen ausgebildet sein. Durch Verwendung von Berstscheiben unterschiedlicher
Materialeigenschaften und unterschiedlicher Wandstärke im Bereich des Ausbruchquerschnittes
ist es möglich, die Höhe des auf das vorgetränkte Mineral übertragenen Druckstoßes
innerhalb weiter Grenzen, z. B. zwischen etwa 400 und 1000 atü, zu verändern.
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Der in den F i g. 7 und 8 dargestellte Druckerzeuger besteht aus einem
hydraulischen Zylinder 22 von einer verhältnismäßig großen axialen Länge. In dem
Zylinder 22 ist ein Kolben 23 geführt, der mit Manschettendichtungen 24 versehen
ist. Die vordere Stirnseite des Zylinders 22 besitzt Anschlußbohrungen für die Hochdruckleitung
9 und die Wasserleitung 6 b. Der Zylinder 22 ist von einem Gehäuse 25 umschlossen.
Der verbleibende Ringraum 26 dient als Sammelbehälter für das vorzugsweise aus Öl
bestehende Druckmittel.
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Am hinteren Ende des Zylinders 22 sind eine Druckmittelpumpe 27 und
ein doppeltwirkender Druckluftkolbenmotor28 gleichachsig hintereinandergeschaltet
untereinander gekuppelt und mit dem Zylinder fest verbunden. Dabei können Pumpe
27, Motor 28 und die ihren zugeordneten Steuervorrichtungen, Ventile und Verbindungsleitungen
in einem gemeinsamen, seitlich offenen Gehäuse 29 angeordnet sein.
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Bei der Bauart nach F i g. 7 ist die Druckmittelpumpe 27 als einstufige
Kolbenpumpe ausgebildet, deren Pumpenzylinder 30 in den Pumpenblock 31
eingeschraubt
ist. In dem Pumpenzylinder 30 ist der an seiner Stirnseite mit einer aus einem elastisch
verformbaren Kunststoff, z. B. aus Vulkollan, bestehenden Knopfmanschette 32 versehenePumpenkolben
33 axial verschieblich und dichtend geführt. Mit dem hinteren Ende der Kolbenstange
34 ist der Kolben 35 des doppeltwirkenden Druckluftmotors 28 lösbar verbunden, welcher
in dem Motorzylinder 36 axial verschieblich geführt ist. Bei der Bewegung des Kolbens
35 in Richtung y saugt der Pumpenkolben 33 über Saugventil 37 und
Saugleitung 38 das Druckmittel aus dem Ringraum 26 an. Bei der Bewegung
des Pumpenkolbens in Richtung y1 wird das Druckmittel über Druckventil
39 und Druckleitung 40 in die hintere Zylinderkammer 22a gefördert.
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Dem Saugventil 37 ist ein Überdruckventil 41 parallel geschaltet.
Die hintere Zylinderkammer 22a ist mit dem Ringraum 26 durch eine Rückströmleitung
42 verbunden, in welcher ein von Hand verstellbares Druckentlastungsventil
43 vorgesehen ist.
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Die Querschnittsabmessungen des Druckluftmotorkolbens 35 und des Pumpenkolbens
33 sind so aufeinander abgestimmt, daß das von der Pumpe angesaugte Druckmittel
auf einen den im Höchstfalle erforderlichen Wasserdruck übersteigenden Druck gebracht
werden kann.
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Bei der Bauart nach F i g. 8 ist die Druckmittelpumpe 27 als zweistufige
Kolbenpumpe ausgebildet. Der zwei koaxial zueinander angeordnete Bohrungen unterschiedlichen
Durchmessers aufweisende Pumpenzylinder 44 ist ebenso wie bei der Ausführungsform
nach F i g. 7 in eine Bohrung des Pumpenblockes 31 eingeschraubt. In dem Pumpenzylinder
44 ist ein Stufenkolben 45 axialverschieblich geführt, an dessen hinterem
Ende der Kolben 35 des Druckluftmotors 28 lösbar befestigt ist.
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Bei der Bewegung des Pumpenkolbens 45 in Richtung y saugen
beide Druckstufen über getrennte, mit Saugventilen 46, 46 a ausgerüstete
Saugleitungen 47,
47 a Druckflüssigkeit aus dem Ringraum
26 an. Solange der Gegendruck der Pumpe 27 einen Betrag von beispielsweise
80 at nicht übersteigt, fördern beide Druckstufen der Pumpe über voneinander getrennte
Druckleitungen 48, 48a und in diesen vorgesehene Druckventile 49, 49a
das Druckmittel zu einem von Hand verstellbaren Steuerschieber 50. Bei der
gezeichneten Stellung des Steuerschiebers 50 sind die Druckleitungen 49, 49a
über den Steuerschieber mit der zu der hinteren Zylinderkammer 22a führenden Anschlußleitung
51 verbunden. Bei einer Drehung des Steuerschiebers 50 um 90° in Richtung
z wird die Anschlußleitung 51 an die zum Ringraum 26 führende Rückstromleitung
52 angeschlossen. Dem in der Saugleitung 47 vorgesehenen Saugventil
46 ist ein Sicherheitsventil 53 parallel geschaltet.
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Übersteigt der zur Verschiebung des Kolbens 23 erforderliche Flüssigkeitsdruck
einen Betrag von beispielsweise etwa 80 at, so wird ein mit der Zylinderkammer 22
a über die Leitung 51 und die Anschlußleitung 54 in Verbindung stehender
Überdruckschieber 55 umgeschaltet. Dieser Überdruckschieber 55 besteht aus einem
kleinen Kolben, der sich unter dem Druck der Druckflüssigkeit in der Leitung 54
verschiebt und dabei die Druckleitung 48a mit einem an die Rückströmleitung
52 angeschlossenen Leitungsabschnitt 56 verbindet. Die von der Niederdruckstufe
geförderte Druckflüssigkeit wird nun von der Druckleitung 48 a über die Leitungen
56 und 52 unmittelbar in den Ringraum 26 zurückgeleitet. Es fördert jetzt lediglich
die Hochdruckstufe der Pumpe, so daß der Kolben 23 mit größerer Kraft, jedoch langsamer
in Richtung z bewegt wird.
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Die Rückstellung des Kolbens 23 in Richtung z1 erfolgt bei der Bauart
nach F i g. 7 und 8 dadurch, daß nach dem Schließen des Absperrorgans 10 das in
der Leitung 6 b vorgesehene Absperrorgan 10a geöffnet wird. Das Druckwasser
aus der Leitung tritt dabei unter einem Druck von etwa 20 at in die vordere Zylinderkammer
22 b ein. Nachdem die hintere Zylinderkammer 22 a durch Öffnung des Entlastungsventils
43 (F i g. 7) bzw. Umstellung des Drehschiebers 50 (F i g. 8) mit dem Ringraum
26 verbunden worden ist, wird der Kolben 23 durch das Druckwasser in Richtung
z1 zu seiner in den F i g. 7 und 8 dargestellten hinteren Endstellung verschoben,
während die Druckflüssigkeit aus der Zylinderkammer 22a in den Ringraum 26 zurückströmt.
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Die Druckluft für den Druckluftmotor 28 wird aus der Druckluftleitung
13 über den Einlaß 57 zunächst der durch den Steuerschieber 58 begrenzten Kammer
59 eines Steuerzylinders und weiter über die Leitung 60 der vorderen Zylinderkammer
36a des Druckluftmotors zugeführt. Die in der hinteren Zylinderkammer 36b befindliche
Luft kann über den Kanal 61 und eine zweite, vom Steuerschieber 58 begrenzte Kammer
62 zum Auslaß 63 hin entweichen.
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Mit der Kolbenstange 35 a ist über ein Gleitstück
64 ein Steuerkolben 65 mit begrenztem Spiel gekuppelt. Bei der Stellung
des Steuerkolbens 65 gemäß F i g. 8 ist die Kammer 59 des Steuerschiebers über Leitungen
66, 67 mit der unterhalb des Steuerschiebers 58 angeordneten Kammer 68 verbunden,
so daß der Steuerschieber 58 in seiner dargestellten Lage gehalten wird.
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Bei der Bewegung des Motorkolbens 35 in Richtung y wird kurz vor Erreichen
der Endstellung des Kolbens 35 mittels des Anschlages 35b das Gleitstück
64 und der Steuerkolben 65 in Richtung a verschoben. Hierdurch wird die mit der
Kammer 59 in Verbindung stehende Leitung 66 mit der Leitung 69 verbunden, welche
mit der oberhalb des Steuerschiebers 58 angeordneten Zylinderkammer 70 in Verbindung
steht, so daß der Steuerschieber 58 in Richtung b umgesteuert wird.
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Nach der Umsteuerung des Steuerschiebers 58 ist der Drucklufteinlaß
57 über den Kanal 71 mit der hinteren Zylinderkammer 36b des Druckluftmotors verbunden,
so daß der Kolben 35 in Richtungyl verschoben wird. Die in der vorderen Zylinderkammer
36a eingeschlossene Luft kann dabei über die Leitun 72 und die Zylinderkammer 62
des Steuerschiebers zum Auslaß 63 entweichen. Kurz vor Erreichen der vorderen Endstellung
des Kolbens 35 wird mittels eines am freien Ende des Gleitstückes 64 vorgesehenen
bundartigen Ansatzes 64a und entsprechender an der Kolbenstange 35a vorgesehener
Anschläge 35 c der Steuerkolben 65 in Richtung a1 verschoben, wodurch der Steuerschieber
58 in Richtung b1 in seine in F i g. 8 dargestellte Stellung zurückbewegt wird.
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Der Druckluftmotor und die Steuerung sind bei dem in F i g. 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel in ähnlicher Weise ausgebildet.
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Die beim Sprengen erforderliche Arbeitsweise ist folgende:
Zunächst
wird bei geschlossenem Absperrorgan 10a durch öffnen des Absperrorgans 10b aus der
Leitung 7 Wasser von etwa 20 Atm. Druck über das Strömungsventil 5 und das Rückschlagventil
4 dem Tränkrohr 2 zugeführt. Es können auch mehrere Tränkrohre 2 gleichzeitig an
das Abzweigstück 3 angeschlossen werden.
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Sobald die Wasseraufnahmefähigkeit der Kohle 1 erschöpft ist, wird
das Absperrorgan 10 geschlossen und das Absperrorgan 10 a geöffnet. Der Kolben 23
des Zylinders 22 wird durch das Wasser in Richtung z1 in die hintere Endstellung
bewegt (F i g. 7). Nun wird das Absperrorgan 10 geöffnet, damit sich der Druck aus
der Leitung 7 über die Leitungen 6a und 6 b und den Zylinder 22 in die Leitung 9
und die mit dieser in Verbindung stehende Leitung 9 a bis zu dem zunächst noch geschlossenen
Absperrorgan 15 fortpflanzen kann. Der Druckluftbehälter 16, welcher ein großes,
etwa dem Volumen des Zylinders 22 entsprechendes Volumen aufweist, wird erst über
das Einströmorgan 17 mit möglichst hochgespannter Druckluft gefüllt. Diese Druckluft
soll mindestens unter einem Druck von 8 bis 10 at stehen. Nach dem Schließen des
Einströmorgans 17 wird das Absperrorgan 15 geöffnet, damit sich der in der Hochdruckleitung
9 a vorhandene Druck in den Druckluftbehälter 16 fortpflanzen kann, wodurch die
dort eingeschlossene Druckluft auf den in der Leitung 9 a herrschenden Druck gebracht
wird.
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Nunmehr wird das Absperrorgan 10a geschlossen und der Druckluftmotor
28 eingeschaltet. Durch das von der Druckmittelpumpe 27 geförderte Druckmittel wird
der Kolben 23 in Richtung z (F i g. 7 und 8) bewegt, wobei der Druck im Druckluftbehälter
16 auf mehrere hundert Atmosphären gesteigert wird. Bei einem Druck von beispielsweise
550 bis 600 at wird die Berstscheibe 8 zertrümmert, so daß sich der in der Leitung
9, 9 a vorhandene Druck explosionsartig über das Abzweigstück 3 und das Tränkrohr
2 auf die im Bohrloch bzw. in den Spalten, Rissen und Klüften der Kohle vorhandene
Wassermenge fortpflanzen kann und die anstehende Kohle aus ihrem Verband herausgesprengt
wird. Die hochverdichtete Druckluftfüllung des Druckluftbehälters 16 bewirkt hierbei,
daß nach der Zertrümmerung der Berstscheibe 8 der hohe Wasserdruck eine gewisse
Zeitspanne anhält und durch das von der sich entspannenden Druckluft nachgedrückte
Wasser die Sprengwirkung des ersten Druckstoßes intensiviert wird.
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Außer Kohle können auch andere Mineralien mit Hilfe der beschriebenen
Vorrichtung gesprengt werden. Ferner ist es möglich, Beton oder Mauerwerk, beispielsweise
bei Abbrucharbeiten, zu sprengen.