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Stoßträrzkgerät Die Erfindung bezieht sich auf Stoßtränkgeräte und
betrifft insbesondere Apparate dieser Art, «-elche zum Einpressen von Flüssigkeit
in Gesteine oder Minerale, insbesondere Kohle, benutzt werden.
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Es sind bereits Stoßtränkgeräte bekannt, bei welchen das Rohr zur
Zuführung der Flüssigkeit in dein Rohr- oder Sondenloch mit Hilfe eines Organs aus
elastischem Werkstoff an Ort und Stelle gehalten wird, wobei dieses Organ auch die
Abdichtung gewährleistet; im allgemeinen besteht dieses Organ in einer das Rohr
umgebenden Gummimuffe, welche durch mechanische Mittel radial ausgedehnt wird, was
vorzugsweise durch einen durch ein Schraubensystem auf die Vorderflächen der Muffe
ausgeübten axialen Druck erzielt wird, wobei das Schraubensystem von außerhalb des
Loches, in welches die Sonde eingeführt wurde, betätigt wird. Diese bekannte Anordnung
hat unter anderem den: Nachteil, daß für die Einbringung erhebliche Zeit erforderlich
ist, da das Schraubensystem noÜvendigerweise eine verhäftnismäßig kleine Ganghöhe
aufweisen muß, um den für die Verankerung der Muhe in dem Bohrloch erforderlichen
Druck zu erzielen: ferner ist die Betätigung des Schraubensystems, auf welches die
Kraft genau symmetrisch ausgeübt werden muß, um die Zentrierung der Sonde aufrechtzuerhalten
schwierig; weiterhin müssen Erschütterungen dier Verankerung vermie-. den werden,
weshalb eine verhältnismäßig große Ausdehnung des Schraubensystemns und seiner Betätigungsorgane
erforderlich ist, wodurch sich Schwierigkeiten bei der Anwendung in kleinen Abbaustrecken
ergeben, wenn eine solche nicht überhaupt unmöglich ist.
Man hat
ferner vorgeschlagen, als Abdichtungsorgan einen Hohlkörper, insbesondere aus elasrischem
Werkstoff, wie Gummi, zu benutzen, dessen Ausdehnung durch einen Flüssigkeitsdruck,
insbesondere der zur Einpressung dienenden Druckflüssigkeit bewirkt wird; in diesem
Fall ließ sich jedoch praktisch keine Verankerung herstellen, die genügend fest
ist, um den Drücken zu widerstehen, welche häufig für die Einpressung erforderlich
sind.
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Die Erfindung bezweckt, den Übelständen der bekannten Anordnungen
abzuhelfen.
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Hierfür rüstet man ein Stoßtränkgerät, dessen Verankerung hohen
Einpreßdirücken, welche 15 bis 2o kg/cm2 oder mehr erreichen können, standhält und
welches für beliebige Fälle, selbst in kleinen Abbaustrecken, verwendbar ist, mit
einer Muffe aus elastischem Werkstoff, wie z. B. Gummi, aus, welche in der Querrichtung
durch auf ihre Vorderflächen ausgeübte axiale Drücke ausgeweitet wird, wobei diese
Drücke mittels eines Systems mit Flüssigkeitsdruck erhalten werden, ia&besondere
mittels einer durch einen Zylindier und einen Kolben gebildeten hydraulischen Anordnung,
welche vorzugsweise durch die Einpreßflüssägkeit betätigt wird.
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Die Druckflüssigkeit wird vorzugsweise der durch den Zylinder und
dien Kolben gebildeten Anordnung durch die Leitung zur Zuführung dieser Flüssigkeit
zum Stoßtränkgerät zugeführt, wodurch die Manöver auf die Betätigung eines einzigen
Organs beschränkt worden.
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Bei einer solchen Ausbildung istes jedoch wesentlich, daß eine tadellose
Abdichtung zwischen den Teilen der durch den Zylinder und den Kolben gebildeten
Anordnung erzielt wird, um ein sicheres Arbeiten und eine sichere Verankerung der
Sonde zu erhaltet,.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist der Kolben der
durch den Zylinder und den Kolben gebildeten Anordnung mit Dichtungsbelägen ausgerüstet.,
welche unter der Einwirkung der in den Zylinder eintretenden Druckflüssigkeit verformt
werdhan, wobei der in der Nähe des Endes oder der Seite des Kolbens, welcher der
Einwirkung des Druckmittels ausgesetzt ist, liegende Belag eine Lippe oder freiliegende
Fläche, aufweist, die vorzugsweise in ihrer allgemeinen Richtung gegen die einroretende
Flüssigkeit geneigt ist, während die Dichtung oder die Dichtungen, welche etwa in
der Mitte der Länge dies Kolbens liegen, einen. inneren Hohlraum enthalten, in welchen.
dass Druckmittel durch geeignete, in dem Kolbenkörper angebrachte Durchlässe eingeführt
wird.
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Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung werden aus der eingehenderen
nachstehenden Beschreibung gewisser bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich, welche
nur beispielshalber angegeben und mehr oder weniger schematisch in den Zeichnungen
dargestellt sind.
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Fis. i ist ein Axialschnitt eines erfindungs, gemäßen Stoßtränkgerä.tes;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein Stoßtränkgerät mit einer verbessert, einen
Zylinder und einen Kolben umfassenden Anordnung; Fig. 3 :ist eine Teilansicht der
Fig. 2 in größerem Maßstab.
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In diesen Zeichnungen bezeichnet i ein im wesentlichen zylindrisches
und mehr oder weniger gleichmäßiges Bohrloch, welches in einer mineralischen Gesteinsschicht
2, z. B. einem Kohlenflöz, angebracht ist.
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3 ist ein Rohr zur Einführung des für das Ein, presse. benutzten Druckmittels,
welches an einem Ende mit einem Verschlußorgan oder einem S tutzen 4 mit einer Öffnung
5 sowie einem Flansch 6 versehen ist, während an seinem anderen Ende eine Kolben
7 befestigt ist, dessen Kolbenstange 8 hohl isst und, entweder eine Verlängerung
des Rohres 3 bildet oder dieses einfach unter Bildung einer Dichtung mit diesem
Rohr 3 umgibt.
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Um das Rohr 3 herum ist ein zweites Rohr 9 angeordnet, dessen den
Enden des Rohres 3 entsprechende Enden mit einem dem Flansch 6 ähnlichen Flansch
io bzw. unmittelbar oder, wie dargestellt, mittels eines Verbindungsstückes i i
mit einem den Kolben 7 umgebenden: Zylinderkörper 12 versehen sind.
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Ein Dichtungsbelag der bei 13 dargestellten Art ist zwischen dem Rohr
3 und dem Rohr 9 oder dem Verbindungsstück i i oder dem an diem Rohr 9 angebrachten
Zylinder 12 vorgesehen.
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Zwischen den Flanschen 6 und io ist eine Muffe 14 aus elastischem
Werkstoff angeordnet, z. B. aus Gummi, und an einer in der Nähe dier wirksamen Fläche
des Kolbens 7 liegenden Stelle ist das Rohr 3 oder die hohle Kolbenstange 8 von
einer Öffnung oder von einer Reihe von. Öffnungen 1s dürchbohrt, welche in. den
Innenraum des Zylinders 12 münden.
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Schließlich ist an das Ende des Rohres 3 oder der hohlen Kolbenstange
8 ein Rohr 16 zur Zuführung des Druckmittels angeschlossen, welches man zweckmäßig
mit einem Absperrorgan versieht, z. B. einem Dreiwegehahn 17.
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Wenn die Organe in der Ruhestellung die in der Zeichnung dargestellten
Stellungen.einnehmen;, wenn ferner das Gerät -sich in einem Loch i an Ort und Stelle
befindet und wenn durch das Rohr 16 das Druckmittel zugeführt wird, kann dieses
durch die Öffnung 5 des unteren Endes des Rohres 3 ausfließen tritt jedoch gleichzeitig
durch die Öffnung oder die Öffnungen 1s in den Raum zwischen dem Zylinder 12 und
dem Kolben 7 und wirkt auf diese beiden Organe in der Weise, d'aß es sie auseinanderdrückt,
wodurch gleichzeitig die Flansche 6 und io unter Zusammend,rückung und radialer
Ausweitung der Muffe 14 einander genähert werden. Die Muffe wird auf diese Weise
mit den: Wänden des Loches i in Verbindung gebracht und legt so das Gerät in seiner
Arbeitsstellung fest.
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Da man hinsichtlich der dem Zylinder 12 und dem Kolben 7 zu gebenden
Querschnitte keiner Beschränkung ausgesetzt ist, so wird es, unabhängig von dem
tatsächlichen Druck in dem Rohr 3, stets möglich sein., die Öffnung 5 und die Öffnung
oder die Öffnungen 1s so zu bemessen, daß die Ausweitung der Muffe 14 und ihre Anpressung
an die Wände des Loches i mit einem beliebigen Druck und infolgedessen
die
feste Verankerung des Gerätes erzielt wird.
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Werrn das Einpressen beendet ist, genügt es im allgemeinen, den Druck
in dem Rohr 3 durch eine geeignete Betätigung des Dreiwegehahns 17 abzustellen,
worauf die Muffe 14 ihre ursprüngliche Form wieder annimmt und so die Organe in
die dargestellten Stellungen zurückführt. Es kann bisw ei ileii zweckmäßig b sein,
die Wiederherstellung der ursprünglichen Form der Muffe 1d dadurch zu unterstützen,
daß man an einer geeigneten Stelle ein geeignetes Rückführungsorgan anordnet, z.
B. eine Feder 18, welche zwischen der Rückseite des Kolbens 7 und einem Flansch
i9 angebracht ist, der vorzugsweise auf das äußere Ende des Zylinders 12 aufgesetzt
und einstellbar ist.
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Gemäß Fig. 2 und 3 besitzt der Kolben 7 zur Erzielung einer tadellosen
Abdichtung zwischen dem Zylinder 12 und diesem Kolben eine bestimmte Ausdehnung
in axialer Richtung und ist mit Dichtungsbelägen 20 und 21 versehen, welche in der
in Fig. 3 deutlicher gezeigten «"eise ausgebildet sind.
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Diese Dichtuttgslteläge sind aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff
hergestellt, der nachgiebig ist und in ge@vissein Maß unter der Einwirkung des Druckniitt,els
verformt werden kann, wobei sich Hartgurntni als besonders geeignet für diesen Zweck
erwiesen hat.
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Die Dichtung 20 ist in einer \ ttt 22 untergebracht, welche
in der Nähe des Endes oder der Seite des Kolbens 7 angebracht ist, welche der Einwirkung
des Druckmittels ausgesetzt ist; ihr innerer Teil weist vorzugsweise ein schwallxnscliwanzförmiges
Profil auf.
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Der äußere Teil der Seitenbegrenzung der Nttt 22, welcher in der Nähe
des der Einwirkung des Druckmittels ausgesetzten Endes oder dieser Seite des Kolbens
7 liegt, ist etitferttt, so daß ein Teil der Dichtung 20 freiliegt, wodurch eine
Art Lippe entstellt, deren allgemeine Richtung gegeniiber dein eintretenden Druckmittel
geneigt ist.
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Die gegenüberliegende Seite der Dichtung 20 liegt dagegen an der gegenüberliegenden
Seite der \ ut 22 an, so claß, wciiii das Druckmittel auf den freiliegenden Teil
der Dichtung einwirkt, wie durch die Pfeile angedeutet, diese Dichtung fest gegen
die benachbarte Wand des Zvliilders gel>reßt wird und finit dieser eine Altdiclitutig
bildet.
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Falls die Dichtung 2o aus einem Werkstoff mit elastischen Eigenschaften
besteht, kann sie einen im wesentliclieti rechteckigen Querschnitt haben, welcher,
wenn die Dichtung in eine Nut 22 eingeführt ist, annähernd in die diarge,stellte
Form gepreßt wird.
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Der Dichtungsbelag 21 hat vorzugsweise das Profil eines timgekelirten
V und weist einen inneren Hohlraum 23 auf, wol>ci diese Dichtung in eine
Kreisnut 24 eingefiiltrt wird, deren Seiten gerade sein oder in radialer Richtung
nach außen etwas konvergieren können.
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Der innere Hohlraum der Dichtung 21 bildet eine kreisförmige Kammer,
wobei Durchtritte oder Kanäle 25, welche in dein Körper des Kolbens 7 vorgesehen
sind, dein Druckmittel gestatten, in diese Kammer einzutreten. Hierdurch wird die
Dichtung 21 ausgeweitet und fest sowohl gegen die benachbarte «'and des Zylinders
als auch gegen die Seiten der Nut 2-4 gepreßt, wodurch eine tadellose Abdichtung
des Kolbens bei gleichzeitiger Herstellung einer Führung für die Gleitbewegung dieses
Kolbens in dem Zylinder erzielt wird.
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Wie auf Fig. 3 angegeben, kann eine Öffnung 26 mit einem abnehmbaren
Verschluß 27 an einer geeigneten Stelle des Körpers des Zylinders 12 zum Zweck der
Entleerung vorgesehen sein.
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Wie bereits angegeben, sind die dargestellten Ausführungsformen nur
beispielshalber angegeben, und man kann Veränderungen an ihnen vornehmen, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen.