DE60217269T2

DE60217269T2 - Steuervorrichtung für Hochdruckwasser

Info

Publication number: DE60217269T2
Application number: DE60217269T
Authority: DE
Inventors: Peter Evesham Elliott-Moore
Original assignee: Calder Ltd
Current assignee: Calder Ltd
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: GB2382119B; GB2382120A; GB0204312D0; EP1312416A2; GB0127476D0; CA2412088A1; GB2382119A; US20030094512A1; DK1312416T3; GB2382120B; DE60217269D1; EP1312416A3; US6651910B2; CA2412088C; ATE350167T1; EP1312416B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Hochdruckwasser, wie beispielsweise eine ventilbetätigte HD-Bypasspistole ("Dump gun") für das Feuern von Hochdruckwasser zum Aufbrechen von Beton.
Bekannte ventilbetätigte HD-Bypasspistolen (Dump guns) umfassen gewöhnlich Kegelventile, um den Wasserstrom zwischen einer Hochdruckdüse und einem Bypassablass (dump) zu steuern. Das Wasser kann bei Niederdruck schnell in die Umgebungen abgelassen oder zu einem Wasserbehälter rückgeführt werden.
Kegelventile können keinen Druckausgleich garantieren, da Kegel- und Sitzdurchmesser Toleranzen und Änderung/Abnutzung während Gebrauch unterliegen. Außerdem verlassen sich Kegelventile auf die Kraft der Hand des Bedieners, um die Dichtung beizubehalten. Wenn diese Kraft nachlässt, wird Leckage auftreten, ohne dass sich der Bediener irgendeiner Griffbewegung bewusst ist. Diese Art von Leckage führt zu sehr schnellem Ausfall durch Ventil-/Sitzerosion. Überdies sind Kegelventile bezüglich Erosionsausfall sehr empfindlich. Dies führt normalerweise dazu, dass der Sitz und der Kegel verschrottet werden. Erosionsausfall bei hohen Drücken geschieht schnell, unberechenbar und ist fast unmöglich zu vermeiden.
Aus der US5975429A , DE3124125A1 und DE2359189A1 ist bekannt eine Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlpistole mit einer Ventilbaugruppe bereitzustellen, um zufließendes Hochdruckwasser zu einem Hochdruckauslass oder zu einem Niederdruckauslass zu leiten. Diese Anordnungen weisen aber, wie oben umrissen, Schwächen auf und/oder lassen keinen gleichzeitigen Anschluss an sowohl die Hoch- als auch Niederdruckauslässe zu.
Die Erfindung sucht diese Nachteile zu überwinden oder zu mildern.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung für Hochdruckwasser bereitgestellt, die einen Wassereinlass, einen Hochdruckwasserauslass und einen Niederdruckwasserauslass umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schieberventil zur Verbindung des Einlasses mit nur dem Hochdruckwasserauslass oder sowohl mit den Hoch- und Niederdruckwasserauslässen vorhanden ist, wobei das Schieberventil eine Muffe und einen in der Muffe gleitbaren Schieber umfasst, wobei der Schieber zwei axial mit Abstand angeordnete ringförmige Dichtungen aufweist und die Muffe eine ringförmige Nut in ihrer Außenfläche einschließt, die mit dem Einlass und dem Hochdruckwasserauslass kommuniziert und eine oder mehrere Ablass- bzw. Ableitungsöffnungen aufweist, die zwischen der Nut und der Innenseite der Muffe kommunizieren, sodass, wenn die Ablassöffnungen zwischen den mit Abstand angeordneten Dichtungen des Schiebers angeordnet sind, das Hochdruckwasser nur über die ringförmige Nut dem Hochdruckwasserauslass zugeführt wird.
Die Erfindung wird jetzt, als Beispiel, ausführlicher mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:
Die 1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für Hochdruckwasser,
die 2 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines Teils der in der 1 gezeigten Steuervorrichtung und
die 3 und 4 sind schematische Ansichten, die den Schieber des Schieberventils der Steuervorrichtung in zwei verschiedenen Positionen zeigen.
In Bezug auf die Zeichnungen ist die Steuervorrichtung für Hochdruckwasser darin in Form einer ventilbetätigten HD-Bypasspistole (Dump gun) zum Aufreißen von Beton gezeigt.
Die Pistole umfasst einen Hochdruckwassereinlass in Form eines Schlauchs 10, der sich an eine Hochdruckwasserquelle, typisch zu 1.000 bis 3.000 bar, einen Hochdruckwasserauslass 11 am fernen Ende einer länglichen Düse 12 und einen Niederdruckauslass 13 am fernen Ende eines Rohrs 14 anschießen lässt, das die Düse 12 umgibt.
Die Pistole umfasst außerdem ein Gehäuse 15, an dem die Düse 12 und das Rohr 14 befestigt sind und, an dem ebenso der Einlassschlauch befestigt ist. Eine teleskopisch einstellbare Schulterauflage 16 ist ebenso am Gehäuse 15 befestigt.
Die Pistole hat außerdem zwei Griffe 17 und 18. Der Griff 17 ist verschiebbar am Gehäuse 15 befestigt und der Griff 18 ist am Rohr 14 so montiert, dass sich seine Position relativ zum Griff 17 verstellen lässt, in dem er am Rohr 14 entlanggeschoben und dann durch Loslassen in Position fixiert werden kann.
Das Gehäuse 15 unterstützt ein Schieberventil 19, das am Besten in den 2 bis 4 gezeigt ist.
Das Schieberventil 19 umfasst eine Muffe 20, die in einer Bohrung 21 im Gehäuse 15 montiert ist. Die Muffe 20 ist in der Bohrung 21 durch den entfernbaren Griff 17 fixiert. Die Muffe 20 endet kurz vor dem inneren (oder oberen) Ende der Bohrung 21 und der Raum zwischen der Muffe 20 und dem inneren (oder oberen) Ende der Bohrung 21 kommuniziert mit dem Rohr 14 über einen Durchgang 22 im Gehäuse 15.
Die Muffe 20 hat zwei axial mit Abstand angeordnete ringförmige Dichtungen 23, 24, die jeweils zwei verschiedene Dichtelemente umfassen können. Zwischen den Dichtungen 23 und 24 hat die Muffe 20 eine ringförmige Nut 25 in ihrer Außenfläche und mindestens eine, aber, wie gezeigt, eine Vielheit von Ablassöffnungen 26, die zwischen der Nut 25 und dem Inneren der Muffe 20 kommunizieren.
Das Schieberventil 19 umfasst außerdem einen in der Muffe 20 gleitbaren Schieber 27. Der Schieber 27 hat zwei axial mit Abstand angeordnete ringförmige Dichtungen 28 und 29.
Wenn die Ablassöffnungen 26 zwischen den mit Abstand angeordneten Dichtungen 28 und 29 des Schiebers 27, wie in der 4 gezeigt, angeordnet sind, wird Hochdruckwasser zum Hochdruckwasserauslass 11 über die Nut 25 und die Düse 12 geliefert.
Wenn sich der Schieber 27, wie in den 1, 2 und 3 gezeigt, in einer voll zurückgezogenen Position befindet, werden die Ablassöffnungen 26 mit dem Niederdruckauslass 13 über das Innere der Muffe 20, den Durchgang 22 und dem Rohr 14 kommunizieren, um Wasser mit Niederdruck schnell in die Umgebungen abzulassen.
Der Schieber 27 ist mit einem Kolben 30 verbunden, der gleitbar in einer Bohrung 31 des Griffs 17 montiert ist. Der Griff hat einen Schlitz 32 und der Schieber 27 hat einen Kopf 33 und Hals 34, sodass der Kopf 33 gleitbar in einem Querschlitz 39 im oberen Ende des Kolbens 30 aufgenommen werden kann. Dies gestattet den Griff 17, zusammen mit dem Kolben 30, aus dem Gehäuse 15 zu entfernen, um zu ermöglichen die Muffe 20 und/oder den Schieber 27 leicht zu ersetzen.
Der Kolben 30 wird durch eine Druckfeder 35 abwärts gezwungen und ein Bedienungshebelelement 36 ist gelenkig mit dem unteren Ende des Kolbens 30 verbunden.
Ein Bedienungshebelschutz 37 ist zwischen dem Gehäuse 15 und dem Griff 17 befestigt und ein hinterer Teil 38 des Bedienungshebelelements reagiert gegen den Schutz 37, wenn der Bedienungshebel manuell in Richtung des Griffs 17 gedrückt wird, um den Kolben 30 und den Schieber 27 aufwärts gegen die Kraft der Feder 35 zu zwingen. Daher kann, wenn der Schutz 37 nicht in Position ist, der Schieber 27 nicht aus der in den 1, 2 und 3 gezeigten Position bewegt werden, in welcher Position Niederdruckwasser in den Einlassschlauch 10 eintritt und über den Niederdruckauslass 13 schnell abgelassen.
Das Bedienungshebelelement 36 ist außerdem mit einer Sicherheitsverriegelung in Form eines niederdrückbaren Knopfes 40 versehen, der aus einer verriegelten Position, wie in der 2 gezeigt, in der er das Bedienungshebelelement in einer unwirksamen Position verriegelt, in eine entriegelte Position bewegt werden kann, in der er den Kolben 30 freigibt, damit sich das Bedienungshebelelement 36 drehen kann.
Die Verwendung eines Schieberventils statt eines Kegelventils hat viele Vorteile. Schieberventile haben, aufgrund des parallelen Schiebers, perfekten Druckausgleich. Außerdem haben sie eingebauten Überlauf, was sie gegen Handkraft des Bedieners unempfindlich macht (d. h. der Griff muss sich über eine beträchtliche Distanz bewegen, bevor ein Leckpunkt erreicht wird). Schieberventile sind unempfindlich gegenüber Erosion, da kein Sitz/Kegel vorhanden ist. Endgültiger Ausfall ist normalerweise auf Abnutzung der Betriebsdichtungen zurückzuführen. Ausfall ist stetig, voraussagbar und erfordert normalerweise nur Ersetzen der Dichtungen. Schieberventile sind leicht herzustellen und haben wenige kritische Dimensionen. Dies ermöglicht die Herstellung des Teils aus relativ exotischen Materialien, wie Wolframcarbid, ohne riesige Kostenstrafen zu verursachen.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist nur als Beispiel angegeben und verschiedene Modifikationen werden Fachleuten offenkundig sein, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist. Beispielsweise könnte der Schieber vielmehr pneumatisch als manuell betätigt werden.

Claims

Steuervorrichtung für Hochdruckwasser, die einen Wassereinlass (10), einen Hochdruckwasserauslass (12) und einen Niederdruckwasserauslass (13) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schieberventil (19) zur Verbindung des Einlasses (10) mit nur dem Hochdruckwasserauslass (12) oder mit den Hoch- und Niederdruckwasserauslässen (12, 13) vorhanden ist, wobei das Schieberventil eine Muffe (20) und einen in der Muffe gleitbaren Schieber (27) umfasst, wobei der Schieber zwei axial mit Abstand angeordnete ringförmige Dichtungen (28, 29) aufweist und die Muffe eine ringförmige Nut (25) in ihrer Außenfläche einschließt, die mit dem Einlass (10) und dem Hochdruckwasserauslass (12) kommuniziert und eine oder mehrere Ableitungsöffnungen (26) aufweist, die zwischen der Nut (25) und der Innenseite der Muffe (20) kommunizieren, sodass, wenn die Ableitungsöffnungen zwischen den mit Abstand angeordneten Dichtungen des Schiebers (27) angeordnet sind, das Hochdruckwasser nur über die ringförmige Nut (25) dem Hochdruckwasserauslass (12) zugeführt wird.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach Anspruch 1, in Form einer Hochdruckwasserpistole.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach Anspruch 2, wobei die Pistole eine längliche Düse (11), die im Hochdruckauslass endet, und ein Rohr (14) aufweist, das die Düse umgibt und im Niederdruckauslass endet.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach Anspruch 3, wobei die Pistole zwei mit Abstand angeordnete Griffe (17 und 18) aufweist und sich die Düse und das Rohr über den Raum zwischen den zwei Griffen hinaus erstrecken.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schieberventil ein manuell betriebsfähiges Ventil ist.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach Anspruch 5, wobei das Schieberventil durch ein schwenkbares Abzugselement (36) betätigt wird.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach Anspruch 6, wobei das Abzugselement mit einem Abzugsschutz (37) versehen ist und das Abzugselement gegen den Schutz reagiert, um das Schieberventil nicht zu betätigen, wenn der Schutz nicht in Position ist.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach Anspruch 7, wobei das Abzugselement schwenkbar mit einem gleitbaren Kolben (30) verbunden ist, der seinerseits mit dem Schieber verbunden ist, sodass das Abzugselement den Schieber in entgegengesetzte Richtungen bewegen kann.
Steuervorrichtung für Hochdruckwasser nach einem beliebigen der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Abzugselement eine Sicherheitsverriegelung (40) aufweist.