DE202010003119U1 - Apparatus for generating high pressure pulses - Google Patents

Abstract

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, 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, dass die Ventileinheit (14) im Wesentlichen vollständig innerhalb der Druckkammer (8) angeordnet istDevice (1) for generating high-pressure pulses, comprising a housing (2) with a pressure chamber (8) which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, the housing (2) having at least one outlet opening (10) which leads from the pressure chamber (8) to the environment, a valve unit (14) which, depending on 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), can be moved, 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) through the opened outlet opening (10) under pressure to the environment, so that an in particular hydraulic high-pressure pulse is generated, characterized in that the valve unit (14) is arranged essentially completely within the pressure chamber (8)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Hochdruck-Impulsen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 13.The invention relates to a device for generating high-pressure pulses according to the preamble of claim 1 or claim 13.

Auf dem Gebiet der Brunnentechnologie ist die Regenerierung von Brunnen von großer Bedeutung. Mit zunehmender Brunnenbetriebszeit können sich Feststoffe und sonstige Verschmutzungen im Grundwasserleiter, in der Filterkiesschüttung 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.In the field of well technology, the regeneration of wells is of great importance. With increasing well operating time, solids and other contaminants can settle in the aquifer, in the filter gravel bed and in the slots of the well filter tube, thereby worsening 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 verschiedene 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 geeignet 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 oder der Filterkiesschüttung festgesetzt haben, gelöst werden, um dadurch den Brunnen zu regenerieren.Hydromechanical well regeneration procedures will release hydraulic or pneumatic energy pulses that are properly introduced into the well. To generate such energy pulses are so-called pulse generators that are introduced into a well. By uniformly propagating the energy pulses within the well, the solids that have settled in the aquifer or the filtercast bed are to be dissolved to thereby 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, verschlossen 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 innerhalb 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 Impulsgenerator 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 high pressure pulses can be generated to thereby regenerate a 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 biasing 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 -Pulse to generate. The pulse generator according to EP 1 895 092 A1 has the disadvantage that its valve unit requires a large amount of space and 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 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. DE 108 43 292 C2 shows a device for regenerating and cleaning wells, in which by a sudden relaxation of a compressed gas or a pressurized liquid in the water of the well or in the liquid of the wellbore pulses are released. 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 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 off DE 195 37 689 C2 known 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. These Device is subject to the disadvantage that the valve control is formed by a mechanism which is disposed 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 verschlossen 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 Ventileinheit 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 Weiteres mit Wasser betreiben lassen. US 5,836,393 and US Pat. No. 6,250,388 B1 each show a device 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 counter-pressure chamber, the valve unit is translated, 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 high-pressure pneumatic pulse. The devices according to US 5,836,393 and US Pat. No. 6,250,388 B1 Each subject to the disadvantage that the valve unit and its kinematics, with which it is biased against an opening of the pressure chamber, is arranged outside the pressure chamber and thereby the device has large dimensions. Furthermore, elaborate channels with small flow cross-sections are provided in these two devices, which can be operated with compressed air, but probably not readily with water.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen von insbesondere hydraulischen Hochdruck-Impulsen zu schaffen, wobei ein nur geringer Platzbedarf beansprucht wird und eine Verstellbarkeit 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 a device for generating in particular hydraulic high pressure pulses, which only a small footprint is claimed and adjustability of the generated high-pressure pulses in frequency and intensity is possible with simple means, at the same time robust design.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by a device having the features of claims 1 and 13, 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 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. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Ventileinheit, die vollständig innerhalb der Druckkammer angeordnet ist.A 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 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. Furthermore, the device comprises a valve unit, which is arranged completely within the pressure chamber.

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 störenden Einflüssen von außen bzw. aus der Umgebung. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Betriebssicherheit der Vorrichtung und deren Lebensdauer aus.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 zwischen 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 at high frequency between 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 Verschlusskopf 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 sealing head becomes from the outlet port lifted 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 Ausführungsform 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 Federvorspannung 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.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 acting 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 spring preload. 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 vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Vorrichtung eine Verstelleinrichtung 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.In an advantageous embodiment of the invention, the device may have 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 intended use of the device, for example, depending on a particular well or its degree of contamination, 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 Verstelleinrichtung lässt sich dadurch erzielen, dass sie von außerhalb des Gehäuses betätigt werden kann, zum Beispiel dadurch, dass die Verstelleinrichtung in Form einer in der Wandung des Gehäuses eingefassten Stellmutter ausgebildet ist. Somit lässt sich vor einer 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.A simple operability of the adjusting device can be achieved in that it can be actuated from outside the housing, for example, characterized in that the adjusting device is designed in the form of an enclosed in the wall of the housing adjusting nut. Thus, a predetermined bias of the spring can be adjusted prior to commissioning of the device. 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 Fluidstrahls 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 environment 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 in this way a directed water jet is discharged 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 austritt, 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 Umgebung 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.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 aligns 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 sufficiently far away from the outlet opening, so that a sufficient amount of fluid is discharged through the outlet opening to the surroundings. The nozzle is with its flow cross section in such a way configured 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.

Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemaßen 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.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, the housing having at least one outlet opening leading from the pressure chamber to the surroundings. 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 closes the outlet opening 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 die Vorspannung der Feder verändert wird. Hierdurch können die Frequenz und die Intensität der Hochdruck-Impulse eingestellt werden.The aforementioned 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, d. H. 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 changing the pretensioning of the spring. This allows the frequency and intensity of the high pressure pulses to be adjusted.

Vorteilhafte Weiterbildungen der alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen 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 erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich vorteilhaft unter Durchführung folgender Einzelschritte einsetzen:

• (i) Befüllen einer Druckkammer mit einem Fluid unter Druck, wobei der Druck innerhalb der Druckkammer und damit die darin gespeicherte potentielle Energie zunimmt,
• (ii) Öffnen einer Auslassöffnung, die von der Druckkammer zur Umgebung führt, bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkammer, 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,
• (iii) Verschließen der Auslassöffnung bei Unterschreiten eines vorbestimmten Drucks innerhalb der Druckkammer, wobei das Öffnen und Schließen der Auslassöffnung gemäß der Schritte (ii) und (iii) durch eine Ventileinheit erfolgt, die vollständig innerhalb des Arbeitsspeichers angeordnet ist, und
• (iv) zyklisches Wiederholen der Schritte (i) bis (iii).

The device according to the invention can advantageously be used by carrying out the following individual steps:

• (i) filling a pressure chamber with a fluid under pressure, whereby the pressure within the pressure chamber and thus the potential energy stored therein increases,
• (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; thereby generating a high pressure hydraulic pulse
• (Ii) closing the outlet opening when a predetermined pressure falls below within the pressure chamber, wherein the opening and closing of the outlet opening according to steps (ii) and (iii) by a valve unit which is disposed completely within the working memory, and
• (iv) cyclically repeating steps (i) through (iii).

Die vorstehend genannten Schritte zum Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung führen im Wesentlichen zu den gleichen Vorteilen, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung selbst genannt sind: Die im Wesentlichen vollständige Anordnung der Ventileinheit innerhalb der Druckkammer erhöht die Betriebssicherheit und vermindert den beanspruchten Raum, um die vorstehend genannten Schritte durchzuführen.The abovementioned steps for using the device according to the invention lead essentially to the same advantages that are mentioned in relation to the device according to the invention itself. The substantially complete arrangement of the valve unit within the pressure chamber increases the reliability and reduces the claimed space to the above perform these steps.

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 erzielt 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 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 vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung 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 ausreichend 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 Fluidverbindung 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 Auslassoffnung den Staudruck hervorruft.In an advantageous development of the invention, when opening the outlet opening, when fluid exits under pressure to the environment, a back pressure is generated in the pressure chamber, which acts on the closure head in a direction away from the outlet opening. This back pressure has the consequence that the closure head is lifted in the second switching position of the valve unit sufficiently far from the outlet opening 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 in the second Switching position of the valve unit is throttled, which causes the back pressure in the pressure chamber adjacent to the Auslassoffnung.

Des Weiteren ist es bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Vorteil, wenn es sich bei dem Fluid, mit dem der Arbeitsspeicher unter Druck befüllt wird, um ein flüssiges Medium, vorzugsweise Wasser handelt. Die mechanischen Komponenten, die beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 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.Furthermore, when using the device according to the invention, it is advantageous if the fluid with which the working memory is filled under pressure is a liquid medium, preferably water. The mechanical components that are used when using the device 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 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:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a perspective view of a device according to the invention,

2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung von 1, wobei eine Ventileinheit der Vorrichtung eine erste Schaltstellung einnimmt, 2 a longitudinal section through the device of 1 wherein a valve unit of the device assumes a first switching position,

3 einen Bereich 1 von 2 in vergrößerter Ansicht, und 3 an area 1 from 2 in enlarged view, and

4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung von 1, wobei eine Ventileinheit dieser Vorrichtung eine zweite Schaltstellung einnimmt und dabei eine Auslassöffnung von einer Druckkammer zur Umgebung hin offen ist. 4 a longitudinal section through the device of 1 wherein a valve unit of this device occupies a second switching position and an outlet opening is open from a pressure chamber to the environment.

Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erläutert, mittels der sich Hochdruck-Impulse erzeugen lassen.The following is with reference to the 1 to 4 a preferred embodiment of a device according to the invention 1 explained, by means of which can generate high-pressure pulses.

Die Vorrichtung 1 ist in 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.The device 1 is in 1 shown in a perspective view. In the device 1 it is a device in the form of a pulse generator, in which over a certain period of time energy is stored by means of a working fluid, preferably water. 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. Filling the pulse generator 1 with the working fluid by means of a (not shown) high-pressure pump. With such a high-pressure pump is one within the pulse generator 1 trained pressure chamber by a constant volume flow of the fluid pressurized.

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 , also referred to below as a pulse generator, comprises a jacket-shaped housing 2 passing through an upper faceplate 3 and through a lower face plate 4 is closed. The upper face plate 3 and the lower face plate 4 are by a plurality of bolts 5 screwed together and thereby clamp the jacket-shaped housing 2 between themselves. For the purpose of simplified handling of the pulse generator 1 is on the upper face plate 3 a fastening eye 6 provided on which a rope, a chain or the like can be attached. Furthermore, on the upper face plate 3 a connection sleeve 7 provided, to which a hydraulic line or the like can be connected. The connection sleeve 7 leads to one within the pulse generator 1 provided pressure chamber.

Der innere Aufbau des Impulsgenerators 1 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 2 im Detail erläutert, die einen Längsschnitt der Darstellung von 1 zeigt.The internal structure of the pulse generator 1 is below with reference to 2 explained in detail, which is a longitudinal section of the illustration of 1 shows.

Das mantelförmige Gehäuse 2 umschließt die Druckkammer 8, wobei die 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, ohne jedoch darin eine Einschränkung auf Wasser zu verstehen. Bei dem Fluid kann es sich auch um andere wässrige Lösungen oder um ein Gas handeln.The jacket-shaped housing 2 encloses the pressure chamber 8th , wherein the connection sleeve 7 in fluid communication with the pressure chamber 8th stands. With the reference number 9 is simplified a line shown with the connection sleeve 7 connected is. The administration 9 may be connected to a (not shown) high-pressure pump, by means of a working fluid, preferably water, continuously into the pressure chamber 8th is promoted into it. In other words, the pressure chamber becomes 8th continuously filled with a fluid under pressure by the high-pressure pump. In particular, water is suitable as the fluid, the fluid always being referred to as water in the following description, without, however, being understood as a restriction 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 Auslasskanal 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 face plate 4 is an outlet opening 10 formed by the pressure chamber 8th leads to the environment. The outlet opening 10 goes into an outlet channel 11 over, an opening 12 towards the environment. In the opening 12 of exhaust duct 11 is a nozzle 13 arranged, whose function will be explained in detail below.

Innerhalb der Druckkammer 8 ist eine Ventileinheit 14 angeordnet, die ein Ventilgehäuse 15, eine innerhalb des Ventilgehäuses 15 befestigte Führungsbuchse 16 und einen Verschlusskopf 17 umfasst, der innerhalb der Führungsbuchse 16 längsverschieblich aufgenommen ist. Innerhalb des Ventilgehäuses 15 ist eine Feder 18 aufgenommen, die über einen Stößel 19 mit dem Verschlusskopf 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.Inside the pressure chamber 8th is a valve unit 14 arranged, which is a valve body 15 , one inside the valve body 15 fixed guide bush 16 and a closure head 17 includes, within the guide bush 16 is taken longitudinally displaceable. Inside the valve housing 15 is a spring 18 taken over a pestle 19 with the lock head 17 communicates. The feather 18 tenses the closure head 17 in the direction of the outlet opening 10 in front. A the lock head 17 opposite end of the spring 18 is through a mounting socket 20 in or on the lower face plate 3 fixed.

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 längsverschieblich 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.The valve housing 15 has adjacent to the outlet opening 10 an open front with an interior 21 on. In the wall of the valve housing 15 are lateral holes 22 formed having a fluid connection between the pressure chamber 8th and the interior 21 create. Inside the interior 21 is coaxial with the outlet channel 11 or adjacent to the outlet opening 10 the guide bush 16 arranged in the the closure head 17 is taken longitudinally displaceable. In the same way as the valve housing 15 are in the guide bush 16 lateral holes 23 educated. Through the side holes 22 . 23 of the valve housing 15 or the guide bush 16 is guaranteed that the closure head 17 laterally through the in the pressure chamber 8th contained water is flown, or is wetted with the water.

Die Geometrie des Verschlusskopfs 17 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3 im Detail erläutert, die eine vergrößerte Ansicht des Bereichs I von 2 darstellt.The geometry of the bolt head 17 is below with reference to 3 explained in detail, which is an enlarged view of the area I of 2 represents.

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 D₁ 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 D₁. 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. 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 bolt head 17 is cylindrical, and has along its longitudinal axis 24 Areas of different diameters. Adjacent to the outlet opening 10 has the closure head 17 a first area 25 with a first diameter D ₁ . Above the first area 25 has the closure head 17 a second area 26 with a second diameter D ₂ , this second diameter D _{2 being} greater than the first diameter D ₁ . The difference in size of these two diameters forms on the closure head 17 a differential area, in relation to the longitudinal axis 24 of the closure head 17 essentially orthogonal. 3 clarifies that the closure head 17 in a section between its first and second area 25 . 26 through the side holes 22 . 23 of the valve housing 15 or the guide bush 16 is supplied with water. Accordingly, the water interacts with the difference surface just mentioned. From a sufficient water pressure is on the closure head 17 by means of the differential surface, a vertical force component upwards, ie in a direction away from the outlet opening 10 exercised.

Die Ventileinheit 14 bzw. der darin verschieblich angeordnete Verschlusskopf 17 können zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung bewegt werden. In der ersten Schaltstellung ist die Auslassöffnung 10 verschlossen. Dies ist in der Darstellung von 2 bzw. 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 arranged displaceably therein 17 can be moved between a first shift position and a second shift position. In the first switching position is the outlet opening 10 locked. This is in the presentation of 2 respectively. 3 shown. The bolt head 17 is due to the bias of the spring 18 with a contact shoulder 27 against a sealing surface 28 the outlet opening 10 pressed. With closed outlet opening 10 can that be in the pressure chamber 8th do not leak water 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 Vorspannung 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, befindet 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 4 ist der Verschlusskopf 17 in seiner zweiten Schaltstellung gezeigt, wenn er wie vorstehend erläutert von der Auslassöffnung 10 nach oben abgehoben istWhen a predetermined water pressure within the pressure chamber is exceeded 8th is the vertical component of force acting on the differential surface of the closure head 17 engages, greater than the oppositely directed bias of the spring 18 , As a result, the lock head becomes 17 from the sealing surface 28 the outlet opening 10 lifted upwards, leaving the water in the outlet duct 11 can flow and escape to the environment. Once the lock head 17 from the outlet opening 10 is lifted, he is in a second position. In other words, the outlet is 10 in the second switching position of the valve unit 14 or of their closure head 17 open, leaving at least a subset of in the pressure chamber 8th contained water can escape to the environment. In the longitudinal section view of 4 is the bolt head 17 shown in its second switching position when it as explained above from the outlet opening 10 is lifted off to the top

Nachstehend ist die Funktionsweise des Impulsgenerators 1 zur Erzeugung von insbesondere hydraulischen Hochdruck-Impulsen erläutert.Below is the operation of the pulse generator 1 for generating in particular hydraulic high-pressure pulses 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 Schaltstellung, wenn er, bedingt durch die Vorspannung der Feder 18, die Auslassöffnung 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.The pressure chamber 8th of the pulse generator 1 is over the line 9 connected to a high pressure water supply, which is the pressure chamber 8th continuously pressurized with water. In an initial state of the pulse generator 8th is the bolt head 17 in its first switching position, if he, due to the bias of the spring 18 , the outlet opening 10 closes. Accordingly, in the pressure chamber 8th water is not in the outlet channel 11 and through the nozzle 13 flow and escape to the environment.

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 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 Verschlusskopf 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 Pfeile A ist in 4 der hydraulische Hochdruck-Impuls in Form eines Wasserstrahls angedeutet, der aus der Düse 13 an die Umgebung abgegeben wird.As long as the lock head 17 , due to the bias of the spring 18 , remains in its first switching position, the pressure chamber 8th at her lower face plate 4 locked. The pressure inside the pressure chamber 8th then steadily increases because of the high-pressure water supply continuously water under pressure in the pressure chamber 8th is fed. As with reference to the 3 explained, which leads to the differential surface of the closure head 17 acting water pressure to a vertical force component, which is the closure head 17 in a direction away from the outlet opening 10 applied. Once the pressure inside the pressure chamber 8th a predetermined response pressure of the valve unit 14 exceeds and here on the bolt head 17 acting vertical force component greater than the biasing force of the spring 18 becomes, so lifts the bolt head 17 upwards from the outlet opening 10 from. As a result, the water in the outlet channel 11 flow and through the nozzle 13 to escape to the environment. By the arrows A is in 4 the hydraulic high pressure pulse indicated in the form of a jet of water coming out of the nozzle 13 is delivered 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.The outflow of water from the pressure chamber 8th is through the nozzle 13 throttled, wherein a flow cross section of the nozzle 13 is chosen to effect such throttling suitable. This throttling creates a back pressure in the outflowing water that flows through the outlet channel 11 back to the pressure chamber 8th propagates into it. Although the dynamic pressure is always lower than the operating pressure within the pressure chamber 8th , 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 sufficiently far from the outlet opening 10 is lifted. That in the pressure chamber 8th Water can thereby quickly and in a very short time through the outlet opening 10 , the outlet channel 11 and the nozzle 13 escape into the environment. In this way high pressure hydraulic pulses are delivered to and into the environment. The nozzle 13 This also has the effect that such high-pressure pulses are aligned in a defined direction.

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 Schaltstellung 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.By the escape of water from the pressure chamber 8th takes the pressure inside the pressure chamber 8th quickly. This causes the biasing force of the spring 18 Now again larger than the force that is on the closure head 17 is exerted on the differential surface and possibly by the back pressure. Accordingly, the closure head arrives 17 back to its first switching position and thus comes in sealing contact with the outlet opening 10 , This will be the outlet channel 11 locked. The pressure chamber 8th is again through the over the line 9 filled continuously inflowing water. As soon as the set pressure of the valve unit 14 reached again and the bolt head 17 is transferred to its second switching position, the described process of the escape of water from the pressure chamber is repeated 8th , which again generates a high-pressure hydraulic pulse.

Wie vorstehend erläutert, handelt es sich bei dem Fluid, mit dem die Druckkammer 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 Filterkiesschüttung 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 constantly pressurized, preferably to water or an aqueous solution. Correspondingly, the high-pressure pulses associated with the pulse generator 1 This is advantageous for impulse entry in cleaning wells when the pulse generator 1 is inserted or lowered into a filter tube of the well and immersed in water accordingly. The hydraulic high-pressure pulse coming from nozzle 13 of the pulse generator 1 is discharged, effectively propagates into the surrounding water or into adjacent areas of the well, z. As filter gravel and / or the adjacent natural mountains. As a result, contaminants in the Filterkiesschüttung and in the wells adjacent to the wells or blockages in the pores of the grain skeleton of the mountains 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 Strömungsgeschwindigkeiten werden mit der erfindungsgemäßen Erzeugung von Hochdruck-Impulsen überlagert, so dass wie vorstehend erläutert Porenverstopfungen wirkungsvoll verhindert werden.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 that need to be cleaned, sufficiently high flow velocities of the water are ensured by suitable measures, eg. B. by a device according to DE 10 2007 050 966 , Such high flow velocities are superimposed with the generation of high-pressure pulses according to the invention, so that pore blockages are effectively prevented as explained above.

Im Folgenden ist erläutert, in welcher Weise sich der Impulsgenerator 1 für seinen Betrieb zur Veränderung der Impulserzeugung einstellen lässt.The following explains how the pulse generator works 1 for its operation for changing the pulse generation.

Der Impulsgenerator 1 weist eine Verstelleinrichtung 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 Verstelleinrichtung im Detail erläutert.The pulse generator 1 has an adjusting device, by means of a bias of the spring 18 can be set or changed. By changing the bias of the spring 18 becomes the set pressure of the valve unit 14 adjusted appropriately, so that thereby the frequency and the intensity of the high-pressure pulses are increased or decreased. Below, the mechanism of this adjustment is explained in detail.

An der unteren Stirnplatte 4 ist ein Adapter 29 (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 is an adapter 29 ( 2 ), in which an adjusting nut 30 is screwed. The adjusting nut 30 holds a valve block 31 in a recess 32 the lower face plate 4 is included. The outlet channel 11 is centric within the valve block 31 formed, wherein the outlet opening 10 at an upper end of the valve block 31 is provided. The nozzle 13 is at the outlet opening 10 opposite end of the valve block 31 namely in the opening 12 , intended.

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 dadurch je nach Drehrichtung der Stellmutter 30 gespannt bzw. entspannt wird. 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 set pressure of the valve unit 14 can from an outside of the case 2 about the adjusting nut 30 be set. By turning the adjusting nut 30 becomes the valve body 15 moves translationally and pushes the closure head 17 over the guide bush 13 against the spring 18 , which thereby depending on the direction of rotation of the adjusting nut 30 tense or relaxed. The preload force of the spring 18 pushes the closure head 17 against the sealing surface of the outlet opening 10 , whereby also the outlet channel 11 is closed. About the biasing force of the spring 18 the pressure is set at the valve unit 14 or 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 can also be provided that the mounting socket 20 in the upper face plate 3 is attached by a screw thread. Analogous to adjusting the adjusting nut 30 can then by screwing this mounting bush, which is in contact with the spring 18 is, a bias just this spring 18 increased or decreased to the set pressure of the valve unit 14 suitable to change.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• EP 1805092 A1 [0005] EP 1805092 A1 [0005]
• EP 1895092 A1 [0005] EP 1895092 A1 [0005]
• DE 10843292 C2 [0006] DE 10843292 C2 [0006]
• DE 19537689 C2 [0007] DE 19537689 C2 [0007]
• US 5836393 [0008, 0008] US 5836393 [0008, 0008]
• US 6250388 B1 [0008, 0008] US 6250388 B1 [0008, 0008]
• DE 102007050966 [0054] DE 102007050966 [0054]

Claims (13)

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, 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, dass die Ventileinheit (14) im Wesentlichen vollständig innerhalb der Druckkammer (8) angeordnet istContraption ( 1 ) for generating high-pressure pulses, comprising a housing ( 2 ) with a pressure chamber ( 8th ) which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing ( 2 ) at least one outlet opening ( 10 ), which from the pressure chamber ( 8th ) leads to the environment, a valve unit ( 14 ), which depend on a pressure within the pressure chamber ( 8th ) between a first switching position in which the outlet opening ( 10 ), and a second switching position in which the outlet opening ( 10 ), is movable, wherein in the second switching position of the valve unit ( 14 ) at least a portion of the fluid from the pressure chamber ( 8th ) through the opened outlet opening ( 10 ) can be discharged under pressure to the environment, thereby generating a particular high-pressure hydraulic pulse, characterized in that the valve unit ( 14 ) substantially completely within the pressure chamber ( 8th ) is arranged Vorrichtung (1) 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 der ersten Schaltstellung der Ventileinheit (14) die Auslassöffnung (10) verschließt und in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14) von der Auslassöffnung (10) abgehoben ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the valve unit ( 14 ) a translationally displaceable closure head ( 17 ), which by a spring ( 18 ) against the outlet opening ( 10 ) is biased, wherein the closure head ( 17 ) in the first switching position of the valve unit ( 14 ) the outlet opening ( 10 ) and in the second switching position of the valve unit ( 14 ) from the outlet opening ( 10 ) is lifted off. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, 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.Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the closure head ( 17 ) is substantially orthogonal to its longitudinal axis ( 24 ) extending differential surface (D ₂ -D ₁ ), by the exceeding of a predetermined pressure within the pressure chamber ( 8th ) a defined force on the closure head ( 17 ), which is greater than the biasing force of the spring ( 18 ) and this counteracts, so that the closure head ( 17 ) from the outlet opening ( 10 ) is lifted and transferred to its second switching position. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskopf (17) einen an die Auslassöffnung (10) angrenzenden ersten Bereich (25) mit einem ersten Durchmesser (D₁) und einen zweiten Bereich (26) mit einem zweiten Durchmesser (D₂) aufweist, wobei der zweite Durchmesser (D₂) größer als der erste Durchmesser (D₁) 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.Contraption ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the closure head ( 17 ) one to the outlet opening ( 10 ) adjacent first area ( 25 ) having a first diameter (D ₁ ) and a second area ( 26 ) having a second diameter (D ₂ ), wherein the second diameter (D ₂ ) is greater than the first diameter (D ₁ ) and thereby the differential area is formed, wherein in the pressure chamber ( 8th ) located fluid the closure head ( 17 ) between its first and second areas ( 25 . 26 ) wets. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (30) vorgesehen ist, mittels der eine Vorspannung der Feder (18) einstellbar ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that an adjusting device ( 30 ) is provided by means of a bias of the spring ( 18 ) is adjustable. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verstelleinrichtung 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.Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that by the adjusting a valve housing ( 15 ), with the spring ( 18 ) is in translation, translationally in the direction of a longitudinal axis of the spring ( 18 ) is displaceable, thereby the bias of the spring ( 18 ) increase or decrease. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung in einer Wandung des Gehäuses (2) angeordnet ist, vorzugsweise, dass die Auslassöffnung (10) innerhalb der Verstelleinrichtung ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the adjusting device in a wall of the housing ( 2 ), preferably that the outlet opening ( 10 ) is formed within the adjusting device. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung 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.Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, 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 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (10) in einen Auslasskanal (11) mündet, der eine Öffnung (12) zur Umgebung aufweist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outlet opening ( 10 ) in an outlet channel ( 11 ) opening an opening ( 12 ) to the environment. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse (13) vorgesehen ist, die in Fluidverbindung mit der Auslassöffnung (10) steht.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a nozzle ( 13 ) which is in fluid communication with the outlet port ( 10 ) stands. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt der Düse (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auslassöffnung (10) in der zweiten Schaltstellung der Ventileinheit (14), wenn 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.Contraption ( 1 ) according to claim 10, characterized in that a cross section of the nozzle ( 13 ) is configured such that the outlet opening ( 10 ) in the second switching position of the valve unit ( 14 ), when fluid exits under pressure to the environment, is throttled, so that in the pressure chamber ( 8th ) a dynamic pressure is caused, which on the closure head ( 17 ) in a direction away from the outlet opening (FIG. 10 ) acts. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, soweit rückbezogen auf Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (13) in der Öffnung (12) des Auslasskanals (11) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 10 or 11, when dependent on claim 9, characterized in that the nozzle ( 13 ) in the opening ( 12 ) of the outlet channel ( 11 ) is arranged. 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, 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, 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.Contraption ( 1 ) for generating high-pressure pulses, comprising a housing ( 2 ) with a pressure chamber ( 8th ) which can be filled with a fluid under pressure via a high-pressure feed line, wherein the housing ( 2 ) at least one outlet opening ( 10 ), which from the pressure chamber ( 8th ) leads to the environment, a valve unit ( 14 ), which depend on a pressure within the pressure chamber ( 8th ) between a first switching position in which the outlet opening ( 10 ), and a second switching position in which the outlet opening ( 10 ) opens, is movable, wherein in the second switching position of the valve unit ( 14 ) at least a portion of the fluid from the pressure chamber ( 8th ) through the opened outlet opening ( 10 ) can be discharged under pressure to the environment, thereby generating a particular high-pressure hydraulic pulse, characterized in that the valve unit ( 14 ) a translationally displaceable closure head ( 17 ), which by a spring ( 18 ) against the outlet opening ( 10 ) is biased, wherein the closure head ( 17 ) in the first switching position of the valve unit ( 14 ) the outlet opening ( 10 ) and in the second switching position of the valve unit ( 14 ) from the outlet opening ( 10 ) is lifted off.

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