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Patent Searching and Data


Title:
WATER-ABRASIVE-SUSPENSION CUTTING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/149867
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a water-abrasive-suspension cutting system having at least one high-pressure source (2) which provides a carrier fluid under high pressure, at least one outlet nozzle (6), a high-pressure line (4) connecting the high-pressure source (2) to the outlet nozzle (6) and an abrasive-supplying sluice (16) which is connected to the high-pressure line (4) and has a shut-off element (26) at the inlet end and a shut-off element (24) at the outlet end and a sluice chamber (18) provided therebetween, a suction device (30) being provided which is connected to the sluice chamber (18) and is designed to generate negative pressure in the sluice chamber (18).

Inventors:
LINDE MARCO (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/056814
Publication Date:
October 08, 2015
Filing Date:
April 04, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ANT APPLIED NEW TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B24C1/04; B24C7/00
Domestic Patent References:
WO2013037405A12013-03-21
WO2013037405A12013-03-21
Foreign References:
DE202012001127U12012-05-08
Attorney, Agent or Firm:
VOLLMANN & HEMMER (DE)
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Claims:
Ansprüche

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage mit zumindest einer Hochdruckquelle (2), welche eine Trägerflüssigkeit unter hohem Druck bereitstellt, zumindest einer Austrittsdüse (6), einer die Hochdruckquelle (2) mit der Austrittsdüse (6) verbindenden Hochdruckleitung (4) sowie einer mit der Hochdruckleitung (4) verbundenen Abrasivmittel-Zufuhrschleuse ( 16), welche ein eingangsseitiges Absperrorgan (26) und ein ausgangseitiges Absperrorgan (24) mit einer zwischen diesen angeordneten Schleusenkammer (18) aufweist

gekennzeichnet durch

eine mit der Schleusenkammer (18) verbundene Saugeinrichtung (30), welche zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Schleusenkammer (18) ausgebildet ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (30) als Zylinder (32) mit einem in diesem bewegbaren Kolben (34) ausgebildet ist, wobei ein Ende des Zylinders (32) zu der Schleusenkammer (18) hin geöffnet ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (34) über einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb bewegbar ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (34) hydraulisch bewegbar ist, wobei der Kolben (34) mit einem Antriebskolben (36) in einem Antriebszylinder (38) verbunden ist und der Antriebskolben (36) im Inneren des Antriebszylinders (38) zur Bewegung des Kol- bens (34) mit Trägerflüssigkeit aus der Hochdruckleitung beaufschlagbar ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszylinder (38) an zumindest einer Seite des Antriebskolbens (36) über zumindest ein Ventil (56, 58) mit der Hochdruckleitung (4) verbunden ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (18) über ihr ausgangseitiges Absperrorgan (24) in einen Druckbehälter (12) mündet, welcher in der Hochdruckleitung (4) oder einem Zweig (10) der Hochdruckleitung (4) gelegen ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Hochdruckquelle (2) ein Hauptzweig (8) der Hochdruckleitung (4) an dem Druckbehälter (12) vorbei geführt ist und der Druckbehälter (12) in einem zu dem Hauptzweig (8) parallelen Nebenzweig ( 10) gelegen ist, wobei sich der Hauptzweig (8) und der Nebenzweig (10) stromaufwärts der Austrittsdüse (6) vereinigen.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (18) über eine Druckleitung (40) mit der Hochdruckleitung (4) verbunden ist, wobei in der Druckleitung (40) ein erstes Druckausgleichsventil (42) in Form eines Absperrventils angeordnet ist und durch Öffnen dieses ersten Druckausgleichsventils (42) die Schleusenkammer ( 18) mit Druck beaufschlagbar ist. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (18) mit einer Ablassleitung (44) verbunden ist, welche über ein zweites Druckausgleichsventil (46) in Form eines Absperrventils mit einem drucklosen Ablauf (48) verbunden ist, wobei durch Öffnen des zweiten Druckausgleichsventils (46) die Ablassleitung (44) zu dem drucklosen Ablauf (48) geöffnet werden kann.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (18) mit einer Ablassleitung (44) verbunden ist, welche in einem Druckraum (72) eines Akkumulators (70) endet.

1 1 . Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator als ein Zylinder- Akkumulator (70) ausgebildet ist und die Ablassleitung (44) in einem ersten Druckraum (72) des Zylinder-Akkumulators (70) endet, in welchem ein Kolben (74), welcher den ersten Druckraum (72) von einem zweiten Druckraum (76) trennt, beweglich angeordnet ist, wobei der zweite Druckraum (76) über zumindest ein Ventil (78, 80) druckbeaufschlag- und druckentlastbar ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum (76) des Zylinder-Akkumulators (70) über zumindest ein Ventil (78, 80) schaltbar mit der Hochdruckleitung (4) oder einem drucklosen Auslass (82) in Verbindung bringbar ist.

13. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ablasslei- †ung (44) stromaufwärts des Akkumulators eine Drossel (68) angeordnet ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung (4) mit zumindest einem Druckspeicher (54) verbunden ist.

Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (18) über das eingangsseitige Absperrorgan (26) mit einem Ausgang (88) eines Abrasivmittelspeichers (28) verbunden ist, wobei in dem Ausgang (88) ein bewegbares Verschlusselement (94) angeordnet ist, welches hohl ausgebildet und zu einem oberen und einem unteren Ende hin geöffnet ist, wobei das Verschlusselement (94) mit seinem unteren Ende den Ausgang (88) verschließt und sich mit seinem oberen Ende über einen maximalen Füllstand (1 10) für das Abrasivmittel (92) hinaus erstreckt.

Description:
Titel: Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus WO 2013/037405 ist eine Wasser-Abrasiv-Suspensions- Schneidanlage bekannt, die eine Schleuse mit einer Schleusenkammer aufweist, welche es ermöglicht, Abrasivmittel im laufenden Betrieb in dem Hochdruckbereich der Schneidanlage einzubringen. Bei einer solchen Anlage besteht die Schwierigkeit, die Schleusenkammer ausreichend schnell mit Abrasivmittel zu füllen und wieder zu entleeren, um eine ausreichend große Abrasismittelmenge pro Zeiteinheit in den Hochdruckbereich der Anlage einbringen zu können.

Im Hinblick auf dieses Problem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Was- ser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage dahingehend zu verbessern, dass im laufenden Betrieb eine größere Abrasivmittelmenge pro Zeiteinheit in den Hochdruckbereich eingebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Wasser-Abrasiv-Suspensions- Schneidanlage mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Dabei ist zu verstehen, dass die nachfolgend beschriebenen Merkmale jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwirklicht werden können. Die erfindungsgemäße Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage weist in bekannter Weise zumindest eine Hochdruckquelle auf, welche eine Trägerflüssigkeit, wie insbesondere Wasser unter hohem Druck bereitstellt. Dies ist beispielsweise eine Hochdruckpumpe. Anstelle von z.B. Wasser können auch andere geeignete Trägerflüssigkeiten Verwendung finden. Ferner ist zumindest eine Austrittsdüse vorgesehen, aus welcher die unter Hochdruck stehende Suspension aus Trägerflüssigkeif, d. h. vorzugsweise Wasser, und einem Abrasivmittel ausgebracht werden kann. Die Austrittsdrüse kann in bekannter Weise zum Schneiden oder auch zur Oberflächenbearbeitung von Materialien ausgebildet sein. Die Austrittsdüse ist mit der Hochdruckquelle über eine Hochdruckleitung bzw. einen Hochdruckströmungsweg verbunden, in welchem dem von der Hochdruckquelle bereitgestellten Wasser unter hohem Druck ein Abrasivmittel zugemischt wird. Die Hochdruckquelle stellt Trä- gerflüssigkeit unter einen sehr hohen Druck, vorzugsweise einen Druck bis 2500 bar oder höher, bereit. Beim Zumischen des Abrasivmittels kann die Hochdruckleitung zumindest in einem Teilstrom durch einen Druckbehälter verlaufen, in welchem sich Abrasivmittel befindet, sodass das Abrasivmittel aus dem Druckbehälter von der Trägerflüssigkeit mitge- nommen wird und eine Suspension gebildet wird.

Um im laufenden Betrieb der Schneidanlage Abrasivmittel aus einem Bereich mit Umgebungsdruck in den Hochdruckbereich zwischen der Hochdruckquelle und der Austrittsdüse, d. h. in die Hochdruckleitung einbringen zu können, ist eine Abrasivmittel-Zufuhrschleuse vorhanden, welche ein eingangsseitiges Absperrorgan und ein ausgangsseitiges Absperrorgan mit einer zwischen diesen angeordneten Schleusenkammer aufweist. Durch Öffnen des eingangsseitigen Absperrorgans kann die Zufuhrschleuse zur Umgebung hin geöffnet werden, während gleichzeitig das ausgangsseitige Absperrorgan zum Hochdruckbereich geschlossen ist. So kann die Schleusenkammer bei Umgebungsdruck gefüllt werden. Anschließend kann das eingangsseitige Absperrorgan geschlossen werden und eine Druckerhöhung in der Schleusenkammer vorgenommen werden, worauf dann das zweite Absperrorgan geöffnet werden kann und sich der Inhalt der Schleusenkammer unter Hochdruck in die Hochdruckleitung hinein, beispielsweise einen Druck- behälter hinein entleeren kann. So kann durch abwechselndes Öffnen der Absperrorgane mit entsprechender Druckentlastung und Druckbeaufschlagung der Schleusenkammer im laufenden Betrieb Abrasivmittel aus der Umgebung in den Hochdruckbereich eingebracht werden. Die Absperrorgane können beispielsweise als Kugelhähne ausgebildet sein.

Um das Abrasivmittel möglichst schnell in die Schleusenkammer einbringen zu können, wenn das eingangsseitige Absperrorgan geöffnet ist, ist erfindungsgemäß die Schleusenkammer mit einer Saugeinrichtung verbunden, welche dann, wenn das erste Absperrorgan geöffnet ist, aktiviert werden kann, um in der Schleusenkammer einen Unterdruck zu erzeugen. Durch einen solchen von der Saugeinrichtung erzeugten Unterdruck, wird das Abrasivmittel durch das geöffnete eingangsseitige Absperrorgan in die Schleusenkammer eingesaugt, d. h. ein Einfließen des Abrasivmittels in die Schleusenkammer wird zumindest durch einen Unterdruck in der Schleusenkammer unterstützt. Vorzugsweise ist oberhalb der Schleusenkammer ein Abrasivmittelspeicher angeordnet, aus welchem das Abrasivmittel durch Schwerkraft in die Schleusenkammer bewegt wird, wobei diese Bewegung durch den genannten Unterdruck zumindest unterstützt wird. Der Abrasivmittelspeicher kann als Fülltrich- ter, d. h. als Hopper ausgebildet sein, wobei in dem Abrasivmittelspeicher das Abrasivmittel vorzugsweise mit Trägerflüssigkeit, d. h. insbesondere Wasser gemischt vorgehalten wird, sodass das Abrasivmittel ohne Lufteinschlüsse von außen in die Schleusenkammer eingebracht werden kann.

Die Saugeinrichtung ist vorzugsweise als Zylinder ausgebildet, in welchem ein Kolben bewegbar ist, wobei ein Ende des Zylinders zu der Schleusenkammer hin geöffnet bzw. mit dieser verbunden ist. Wenn der Kolben von diesem Ende des Zylinders wegbewegt wird, vergrößert sich das Volumen in dem Zylinder, wodurch Flüssigkeit aus der mit diesem Ende des Zylinders verbundenen Schleusenkammer angesaugt wird und so in der Schleusenkammer ein Unterdruck bzw. ein Sog erzeugt wird, durch welchen bei geöffnetem eingangsseitigen Absperrorgan Abrasivmittel in die Schleusenkammer eingesaugt werden kann.

Der Kolben ist bevorzugt über einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb bewegbar. Dabei wird der Antrieb von einer Steuereinrichtung derart gesteuert, dass der Kolben dann, wenn das erste Absperrorgan geöffnet wird, von dem ersten Ende des Zylinders, welches mit der Schleusenkammer verbunden ist, wegbewegt wird, um einen Unterdruck in der Schleusenkammer zu erzeugen. Bevorzugt sind der Kolben und der Zylinder derart ausgebildet, dass der Kolben in dem Zylinder linear beweglich ist. Dabei ist der Kolben in geeigneter Weise gegenüber der Innenwandung des Zylinders abgedichtet.

Besonders bevorzugt ist der Kolben hydraulisch bewegbar, d. h. er weist einen hydraulischen Antrieb auf, wobei der Kolben mit einem Antriebskolben in einem Antriebszylinder verbunden ist und der Antriebskolben im Inneren des Antriebszylinders zur Bewegung des Kolbens mit Trägerflüssigkeit aus der Hochdruckleitung beaufschlagbar ist. So kann auf eine separate Hydraulik zum Antrieb des Kolbens verzichtet werden. Stattdessen kann der Druck der Trägerflüssigkeit im Hochdruckbereich bzw. in der Hochdruckleitung zur Bewegung des Kolbens in der Saugeinrichtung genutzt werden. Der Antriebskolben kann mit dem Kolben der Saugeinrichtung in einem gemeinsamen Zylinder angeordnet sein. Es können jedoch auch separate Zylinder vorgesehen sein. Der An- triebskolben und der Kolben der Saugeinrichtung bewegen sich bevorzugt entlang derselben Achse und sind zur Kraft- und Bewegungsübertragung in geeigneter Weise, bevorzugt fest, miteinander verbunden. Es ist jedoch auch möglich, den Kolben der Saugeinrichtung und den Antriebskolben in anderer Weise relativ zueinander anzuordnen, beispielsweise nebeneinander, und in geeigneter Weise zur gemeinsamen Bewegung miteinander zu koppeln.

Die Beaufschlagung des Antriebszylinders mit Trägerflüssigkeit aus der Hochdruckleitung wird bevorzugt über von einer Steuereinrichtung angesteuerte Ventile, d. h. insbesondere elektrisch oder pneumatisch betätigte Ventile bewirkt.

Dazu ist der Antriebszylinder weiter bevorzugt an zumindest einer Seite des Antriebskolbens über zumindest ein Ventil mit der Hochdruckleitung verbunden. Wenn das Ventil geöffnet wird, wird so der Zylinder mit Trägerflüssigkeit aus der Hochdruckleitung gefüllt und der Antriebskolben an einer Seite mit Druck beaufschlagt, sodass der Antriebskolben in eine dieser Seite abgewandte Richtung in dem Antriebszylinder bewegt werden kann. Durch die beschriebene Bewegungskopplung wird der Kolben der Saugeinrichtung entsprechend mitbewegt, um den Unterdruck in der Schleusenkammer zu erzeugen.

Besonders bevorzugt mündet die Schleusenkammer über ihr ausgangs- seitiges Absperrorgan in einen Druckbehälter, welcher in der Hochdruckleitung oder einem Zweig der Hochdruckleitung gelegen ist. Bevorzugt ist die Schleusenkammer vertikal oberhalb des Druckbehälters angeordnet, sodass der Inhalt der Schleusenkammer sich bei geöffnetem ausgangsseitigen Absperrorgan allein durch Schwerkraft in den Druckbehälter hinein entleeren kann. Der Druckbehälter kann dabei der Bereich sein, in welchem sich, wie oben beschrieben, die unter Hochdruck stehende Trägerflüssigkeit mit dem Abrasivmittel zu einer Suspension vermischt. D. h. durch die Strömung der Trägerflüssigkeit wird das Abrasivmittel aus dem Druckbehälter herausgespült. Die Suspensionsströmung stromabwärts des Druckbehälters tritt dann in die Austritts- düse ein und wird durch diese ausgebracht. Dabei ist bevorzugt lediglich ein Teilstrom bzw. einer von mehreren parallelen Strömungswegen der Hochdruckleitung durch einen solchen Druckbehälter geführt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich jedoch ausgehend von der Hochdruckquelle ein Hauptzweig der Hochdruckleitung an dem Druckbehälfer vorbei und der Druckbehälter ist in einem zu dem Hauptzweig parallelen Nebenzweig gelegen, wobei sich der Hauptzweig und der Nebenzweig stromaufwärts der Austritts- düse vereinigen. So bildet der Hauptzweig einen Bypass, welcher nicht durch den Druckbehälter geführt ist. Nur die Strömung in dem Nebenzweig wird bei dieser Ausgestaltung dazu genutzt, das Abrasivmittel aus dem Druckbehälter zu fördern. D. h. in dem Druckbehälter mischt sich zunächst die Strömung aus dem Nebenzweig mit Abrasivmittel und för- dert das Abrasivmittel zu einem Mischpunkt, an welchem sich Nebenzweig und Hauptzweig vereinigen. Dort wird die Suspension aus dem Nebenzweig dann durch die Strömung in dem Hauptzweig weiter verdünnt und es bildet sich diejenige Suspension, welche dann weiter stromabwärts aus der Austrittsdüse austritt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schleusenkammer über eine Druckleitung mit der Hochdruckleitung verbunden, wobei in der Druckleitung ein erstes Druckausgleichsventil in Form eines Absperrventils angeordnet ist und wobei durch Öffnen dieses ersten Druckausgleichsventils die Schleusenkammer mit Druck beaufschlagbar ist. Das Absperrventil kann in jeder geeigneten Weise zum Schalten eines hohen Druckes, wie er oben genannt ist, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Absperrventil als Nadelventil ausgebildet. Das Absperrventil kann elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder in anderer geeigneter Weise betätigt werden und wird vorzugsweise von einer Steuereinrichtung des Gesamtsystems angesteuert. Durch Öffnen des Absperrventils wird eine Verbindung zwischen dem Hochdruckbereich, d. h. zwischen der Hochdruckleitung und der Schleusenkammer hergestellt, sodass Trägerflüssigkeit unter hohem Druck in die Schleusenkammer einströmen kann und so den Druck in der Schleusenkammer auf das im Wesentlichen selbe Niveau wie in der Hochdruckleitung erhöhen kann. So kann nach dem Schließen des eingangsseitigen Absperrorgans der Schleusenkammer der Druck in der Schleusenkammer erhöht werden, bevor das ausgangsseitige Absperrorgan geöffnet wird. In der Schleusenkammer wird somit vor dem Öffnen des ausgangsseifigen Absperrorgans ein Druckausgleich mit der Hochdruckleitung hergestellt.

Weiter bevorzugt ist die Schleusenkammer mit einer Ablassleitung verbunden, welche über ein zweites Druckausgleichsventil in Form eines Absperrventils mit einem drucklosen Ablauf verbunden ist, wobei durch Öffnen des zweiten Druckausgleichsvenfils die Ablassleifung zu dem drucklosen Ablauf geöffnet werden kann. Das zweite Druckausgleichs- venfil kann in entsprechender Weise zu dem oben genannten Druck- ausgleichsvenfil ausgestaltet sein. Das zweite Druckausgleichsvenfil wird dazu genutzt, nach dem Schließen des ausgangsseitigen Absperrorgans und vor dem Öffnen des eingangsseitigen Absperrorgans den Druck im Inneren der Schleusenkammer zu verringern, insbesondere im Wesentlichen auf den Umgebungsdruck zu verringern. Erst wenn der Druck in der Schleusenkammer entsprechend abgebaut ist, wird dann das eingangsseifige Absperrorgan geöffnet, um die Schleusenkammer wieder neu mit Abrasivmiftel zu befüllen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Schleusenkammer mit einer Ablassleitung verbunden sein, welche in einem Druckraum eines Akkumulators endet. Dies kann eine separate Ablassleifung sein oder auch die Ablassleifung sein, welche zusätzlich über ein Absperrventil in einen drucklosen Ablauf mündet. Über die Ablassleitung, welche mit dem Druckraum eines Akkumulators verbunden ist, ist es möglich, den Druck in der Schleusenkammer in den Akkumulator abzubauen, sodass keine oder weniger Flüssigkeit aus der Schleusenkammer nach außen abgelassen werden muss. Es kann somit ein Druckausgleich bzw. ein Druckabbau in einem geschlossenen System erfolgen. Dabei ist auch eine Kombination der Verwendung eines Ak- kumulators mit einem drucklosen Ablauf möglich, in der Weise, dass zunächst der Druck um ein gewisses Maß durch Überführen von Flüssigkeit in den Akkumulator abgebaut wird und anschließend der Restdruck durch Öffnen des Absperrventils zu dem drucklosen Ablauf hin abgebaut wird.

Der Akkumulator ist weiter bevorzugt ein Zylinder-Akkumulator und die Ablassleitung ist mit einem ersten Druckraum des Zylinder-Akkumulators verbunden, in welchem ein Kolben, welcher den ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum trennt, beweglich angeordnet ist. Der zweite Druckraum ist dabei bevorzugt über zumindest ein Ventil druckbeaufschlag- und druckentlastbar. Wenn sich der Kolben in einer ersten Stellung befindet, in welche er den ersten Druckraum auf ein Minimum verkleinert, kann über ein Ventil der zweite Druckraum druckentlastet werden, sodass über die Ablassleitung Flüssigkeit bzw. Wasser aus der Schleusenkammer in den ersten Druckraum strömen kann, wobei sich der Kolben in den zweiten Druckraum hinein bewegt und diesen verkleinert, während sich der erste Druckraum vergrößert. Durch Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraumes kann der Kolben wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt werden. Über den zweiten Druckraum kann zusätzlich ein Gegendruck aufgebaut werden, sodass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens gesteuert bzw. verringert werden kann, sodass ein langsamer Druckabbau in der Schleusenkammer möglich wird. Der zweite Druckraum des Zylinder-Akkumulators ist weiter bevorzugt über zumindest ein Ventil schaltbar mit der Hochdruckleitung oder einem drucklosen Auslass verbunden. Das Ventil kann in beliebiger ge- eigneter Weise, beispielsweise als Nadelventil ausgebildet sein. Das Ventil kann beispielsweise einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb aufweisen und wird bevorzugt von einer zentralen Steuereinrichtung, welche den Befüllvorgang steuert, angesteuert. Wenn das Ventil den zweiten Druckraum des Zylinder-Akkumulators mit der Hochdruckleitung in Verbindung bringt, wird der zweite Druckraum mit Flüssigkeit aus der Hochdruckleitung beaufschlagt, sodass der Kolben in dem Zylinder-Akkumulator in den ersten Druckraum hinein bzw. in Richtung des ersten Druckraums bewegt werden kann, sodass dieser verkleinert wird. Wird das Ventil so geschaltet, dass der zweite Druckraum mit einem drucklosen Auslass in Verbindung gebracht wird, wobei gleichzeitig die Verbindung zu der Hochdruckleitung geschlossen wird, kann sich der Kolben in Richtung des zweiten Druckraums bewegen, sodass sich der erste Druckraum vergrößert, um Flüssigkeit aus der Schleusenkammer aufzunehmen. Diese Schalfvorgänge können durch eine geeignete Ventilschalfung aus einem oder mehreren Ventilen realisiert werden. Z.B. können zwei getrennte Ventile vorgesehen sein, wobei ein Ventil die Verbindung zu der Hochdruckleitung öffnet oder schließt und ein zweites Ventil eine Verbindung zu dem drucklosen Aus- lass öffnet oder schließt.

Weiter bevorzugt kann in der Ablassleitung stromaufwärts des Akkumulators, d. h. insbesondere des Zylinder-Akkumulators eine Drossel angeordnet sein. Diese sorgt für einen verlangsamten Druckabbau des Drucks in der Schleusenkammer, indem die Flüssigkeifsströmung von der Schleusenkammer zu dem Akkumulator gedrosselt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Hochdruckleitung bzw. verbunden mit der Hochdruckleitung zu- mindest ein Druckspeicher angeordnet. Dieser Druckspeicher kann beispielsweise als ein zusätzliches mit unter Hochdruck stehender Träger- flüssigkeit gefülltes Volumen oder z.B. als Blasenspeicher ausgebildet sein. Der Druckspeicher dient dazu, einen Druckabfall im Hochdruckbereich, d. h. in der Hochdruckleitung zu verringern, wenn ein Druckausgleich in der Schleusenkammer von dem Hochdruckbereich bzw. der Hochdruckleitung aus erfolgt. Wenn beispielsweise ein erstes Druckaus- gleichsventil, wie es oben beschrieben wurde, geöffnet wird, wird eine Verbindung zwischen der Schleusenkammer, in welcher zunächst atmosphärischer Druck herrscht und der Hochdruckleitung hergestellt. Dadurch kommt es zu einem Anstieg des Drucks in der Schleusenkammer, d. h. einem Druckausgleich, welcher aber auf der anderen Seite zu einem Druckabfall in der Hochdruckleitung führen kann. Durch einen entsprechenden Druckspeicher kann dieser Druckabfall minimiert oder verhindert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schleusenkammer über das eingangsseitige Absperrorgan mit einem Ausgang eines Abrasivmittelspeichers verbunden, wobei in dem Ausgang eines bewegbares Verschlusselement angeordnet ist, welches hohl ausgebildet und zu einem oberen und einem unteren Ende hin geöffnet ist, wobei das Verschlusselement mit seinem unteren Ende den Ausgang verschließt und sich mit seinem oberen Ende über einen maximalen Füllstand für das Abrasivmittel hinaus erstreckt. Der Abrasivmit- telspeicher kann beispielsweise als Fülltrichter ausgebildet sein, wobei der Ausgang des Fülltrichters an seinem unteren verjüngten Ende gelegen ist. Dieser Ausgang mündet in das eingangsseitige Absperrorgan der Schleusenkammer. Zusätzlich zu diesem eingangsseitigen Absperrorgan ist das Verschlusselement vorgesehen, welches den Ausgang, beispielsweise in Form eines Stopfens verschließt. Durch vertikale Bewegung des Verschlusselementes kann der Ausgang geöffnet und verschlossen werden. Gleichzeitig ist das Verschlusselement jedoch vor- zugsweise so ausgebildet, dass es eine untere Öffnung aufweist, welche in den Ausgang hinein geöffnet ist, und in seinem Inneren hohl ausgebildet ist. Der Hohlraum im Inneren des Verschlusselementes stellt eine Verbindung zu einer zweiten Öffnung am oberen Ende des Verschlusselementes her. Dabei ist das Verschlusselement derart lang ausgebildet bzw. weist eine sich nach oben erstreckende axiale Verlängerung auf, dass die Öffnung am oberen Ende oberhalb des maximalen Füll- Standes für das Abrasivmittel in dem Abrasivmittelspeicher gelegen ist. Dies bewirkt, dass dann, wenn das Verschlusselement den Ausgang verschließt, eine Verbindung durch den Hohlraum im Inneren zwischen dem Ausgang und dem oberen Ende bzw. der Öffnung am oberen Ende verbleibt. Durch diese Öffnung kann jedoch kein Abrasivmiffel in den Ausgang strömen, da die Öffnung am oberen Ende oberhalb des maximalen Füllstandes für das Abrasivmittel gelegen ist. Allerdings gewährleistet diese Verbindung bei Verschluss des Ausganges durch das Verschlusselement, das bei geöffnetem eingangsseitigen Absperrorgan Flüssigkeit bzw. Wasser aus der Schleusenkammer durch das Verschlus- selement hindurch strömen kann, wobei es dann durch die Öffnung am oberen Ende des Verschlusselementes austritt. Dies ist zweckmäßig, da beim Zurückbewegen eines Kolbens der Sauganrichtung oder gegebenenfalls eines Kolbens eines Akkumulators Flüssigkeit in die Schleusenkammer zurückgedrückt wird. Wenn dies bei geöffnetem eingangsseiti- gen Absperrorgan geschieht, kann die Flüssigkeit dann durch das Verschlusselement in den Abrasivmittelspeicher hinein gedrückt werden. Der Abrasivmittelspeicher ist vorzugsweise mit einer Füllstandsüberwachung sowohl für das Abrasivmittel als auch für Flüssigkeit ausgestattet, sodass stets sichergestellt ist, dass ein Flüssigkeits-Abrasivmittel-Gemisch in dem Abrasivmittelspeicher vorhanden ist. Das beschriebene Verschlusselement weist an seinem unteren Ende vorzugsweise einen Verschlussstopfen auf, durch den hindurch sich zum oberen Ende eine rohr- förmige Verlängerung erstreckt, welche die Verbindung zwischen den beiden offenen Enden herstellt.

Das Verschlusselement mit dem Durchgang in seinem Inneren hat den weiteren Vorteil, dass es möglich ist, die Abrasivmittelzufuhr mit Hilfe des Verschlusselementes zu unterbinden, auch wenn das eingangsseitige Absperrorgan noch geöffnet ist. In diesem Zustand ist es dann insbesondere möglich, dass durch die Öffnung im Inneren des Verschlusselementes Wasser bzw. Trägerflüssigkeit weiter durch das Verschlus- selement und das eingangsseifige Absperrorgan fließen kann, während die Zufuhr von Abrasivmiftel beispielsweise durch den Verschlusssfopfen am unteren Ende des Verschlusselementes unterbunden ist. Dies ermöglicht es, dass eingangsseitige Absperrorgan mit Trägerflüssig keif bzw. Wasser zu spülen, um vor dem Schließen des eingangsseitigen Ab- sperrorgans dieses im Wesentlichen frei von Abrasivmitfel zu machen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt: Fig. 1 schematisch eine Wasser-Abrasiv-Suspensions-

Schneidanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage gemäß einer driften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 eine schemafische Schniftansichf des Fülltrichters in Figuren 1 bis 3 im geschlossenen Zustand und

Fig. 5 eine Ansicht des Fülltrichters gemäß Fig. 4 im geöffneten Zustand.

Die in Figur 1 gezeigte Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage weist eine Hochdruckquelle in Form einer Hochdruckpumpe 2 auf, welche über einen Hochdruckbereich bzw. eine Hochdruckleitung 4 mit einer Austrittsdüse 6 verbunden ist. Die Hochdruckpumpe 2 stellt Wasser als Trägerflüssigkeit unter hohem Druck bereit, wobei der Druck bis zu 2500 bar oder mehr betragen kann. Die Hochdruckleitung 4 spaltet sich in zwei Teile, nämlich einen Hauptzweig 8 und einen Nebenzweig 10. Der Hauptzweig 8 verläuft direkt von der Hochdruckpumpe 2 zu der Austrittsdüse 6, während der Nebenzweig 10 von diesem Hauptzweig 8 abzweigt und einen Bypass bildet, welcher durch einen Druckbehälter 12 verläuft. In dem Druckbehälter 12 befindet sich ein Abrasivmittel, z.B. ein mineralisches Abrasivmittel wie beispielsweise Granatsand, Korund, Olivine oder Flusssand. Bei einem Durchströmen des Druckbehälters 12 kommt es zu einer Vermischung zwischen Abrasivmittel und Wasser, sodass das Wasser das Abrasivmittel mitreißt, bzw. aus dem Druckbehälter 12 herausspült. In einem Mischpunkt 14, welcher stromaufwärts der Aus- trittsdüse 6 gelegen ist, mündet der Nebenstrom 8 ausgangsseitig des Druckbehälters 12 wieder in den Hauptstrom 8 ein und mischt diesem somit das aus dem Druckbehälter 12 mitgenommene Abrasivmittel zu, sodass im Mischpunkt 14 die endgültige Suspension gebildet wird, welche dann aus der Austrittsdüse 6 nach außen austritt. In dem Neben- zweig 10 kann ein hier nicht gezeigtes Ventil vorgesehen sein, um den Nebenzweig 10 abzuschalten, womit dann die Zufuhr von Abrasivmittel zu der Wasserströmung abgeschaltet werden kann.

Da der Druckbehälter 12 nur eine bestimmte Menge von Abrasivmittel aufnehmen kann, ist es zu einem kontinuierlichen Betrieb der Anlage erforderlich, den Druckbehälter 12 im laufenden Betrieb wieder aufzufüllen. Dazu ist erfindungsgemäß eine Abrasivmittel-Zufuhrschleuse 16 vorgesehen. Diese weist eine Schleusenkammer 18 auf, welche aus einem Einlaufbereich 20 sowie einem Zwischenbehälter 22 besteht. Die Schleusenkammer 18 ist vertikal oberhalb des Druckbehälters 12 angeordnet und von diesem durch ein ausgangsseitiges Absperrorgan in Form eines ausgangsseitigen Kugelhahnes 24 getrennt. Am oberen En- de weist die Schleusenkammer 18 einen eingangsseitigen Kugelhahn 26 auf, welcher ein eingangsseitiges Absperrorgan bildet. Vertikal oberhalb des eingangsseitigen Kugelhahnes 26 ist ein Fülltrichter 28 angeordnet, welcher anhand von Figuren 4 und 5 näher beschrieben wird. An den Einlassbereich 20 der Schleusenkammer 18 schließt sich ferner eine Saugeinrichtung 30 an, welche hier einen Zylinder 32 mit einem in diesem linear beweglichen Kolben 34 aufweist. Der Kolben 34 ist fest mit einem Antriebskolben 36 verbunden, welcher in einem sich axial an den Zylinder 32 anschließenden Antriebszylinder 38 linear beweglich ist.

In die Schleusenkammer 18 mündet darüber hinaus eine Druckleitung 40, welche von der Hochdruckleitung 4, in diesem Fall dem Nebenzweig 10 abzweigt. In der Druckleitung 40 ist ein erstes Druckausgleichsventil 42 angeordnet. Ferner ist die Schleusenkammer 18 mit einer Ab- lassleitung 44 verbunden, in welcher ein zweites Druckausgleichsventil 46 angeordnet ist und welche stromabwärts des zweiten Druckausgleichsventils 46 in einen drucklosen Ablauf 48 mündet.

An dem Nebenzweig 10 ist ein erster Druckaufnehmer 50 und an der Schleusenkammer 18 ein zweiter Druckaufnehmer 52 angeordnet. Ferner weist die Druckleitung 4 noch einen Akkumulator in Form eines Druckspeichers 54 auf.

In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist ein hydraulischer Antrieb für den Kolben 34 der Saugeinrichtung 30 vorgesehen, welcher von dem Antriebszylinder und dem Antriebskolben 36 gebildet wird. Hierzu ist der Antriebszylinder 38 an einer ersten, dem Kolben 34 zugewandten Seite des Antriebskolbens 36 über ein Ventil 56 mit der Hochdruckleitung 4 verbunden. Entsprechend ist der Antriebszylinder 38 an einer zweiten Seite des Antriebskolbens 36, welche dem Kolben 34 abgewandt ist, über ein weiteres Ventil 58 ebenfalls mit der Hochdruckleitung 4 verbunden. An der Verbindung des Ventils 56 mit dem Antriebszylinder 38 ist darüber hinaus ein Ablassventil 60 angeordnet. Entsprechend ist an der Verbindung des Ventils 58 mit dem Antriebszylinder 38 ein Ablassventil 62 angeordnet. Ausgangsseitig der Ventile 56, 58 ist darüber hinaus jeweils ein Rückschlagventil 64, 66 angeordnet.

Wenn der Kolben 34 in dem Zylinder 32 von der Schleusenkammer 18 weg bewegt, d. h. zu dem Antriebszylinder 38 hin bewegt wird, kann in der Schleusenkammer 18 ein Unterdruck erzeugt werden. Dieser Unterdruck bewirkt, dass bei geöffnetem eingangsseitigen Kugelhahn 26 Ab- rasivmittel aus dem Fülltrichter 28 zusätzlich zu der wirkenden Schwerkraft durch einen Unterdruck in den Einlaufbereich 20 in der Schleusenkammer 18 gesaugt wird. Um hierzu den Kolben 34 entsprechend bewegen zu können, wird das Ablassventil 62 geöffnet und gleichzeitig das Ventil 56 geöffnet, sodass der Antriebskolben 36 an seiner dem Kol- ben 34 zugewandten Seite mit Druck beaufschlagt wird und so in eine Richtung bewegt wird, in welcher er sich gemeinsam mit dem Kolben 34 von der Schleusenkammer 18 weg bewegt. Dadurch, dass der der Schleusenkammer 18, d. h. deren Einlaufbereich 20, zugewandte Bereich des Zylinders 32 mit diesem Einlaufbereich 20 verbunden ist, wird auf diese Weise Wasser aus der Schleusenkammer 18 angesaugt und es entsteht in der Schleusenkammer 18 ein Unterdruck.

Um den Kolben 34 zurück in Richtung der Schleusenkammer 18 bewegen zu können, wird das Ventil 56 geschlossen. Ebenfalls wird das Ab- lassventil 62 geschlossen. Umgekehrt werden dann das Ablassventil 60 und das Ventil 58 geöffnet, sodass die dem Kolben 34 abgewandte Seite des Antriebskolbens 36 mit Druck beaufschlagt wird und so der Antriebskolben 36 und der Kolben 34 in entgegengesetzter Richtung zurückbewegt werden.

Insgesamt erfolgt der Befüllvorgang des Druckbehälters 12 mit Abrasiv- mittel erfindungsgemäß nun wie folgt. Zunächst wird durch kurzzeitiges Öffnen des zweiten Druckausgleichsventils 46 der Innenraum der Schleusenkammer 18 von vorhandenem Restdruck entlastet, wobei Flüssigkeit aus dem Einlaufbereich 20 über die Ablassleitung 44 in den Ablauf 48 strömt. Danach wird das Druckausgleichsventil 46 wieder ge- schlössen. Ferner wird der Kolben 34 durch den zuvor beschriebenen Antrieb in eine erste Endlage bewegt, in welcher er an dem der Schleusenkammer 18 zugewandten Ende, d. h. dem dem Antriebszylinder 38 abgewandten Ende des Zylinders 32 gelegen ist. D. h. in diesem Zustand ist das der Schleusenkammer 18 zugewandte und mit dieser ver- bundene Volumen des Zylinders 32 minimal. Bei dieser Bewegung des Kolbens 34 ist bei geschlossenem Druckausgleichsventil 46 der ein- gangsseitige Kugelhahn 26 geöffnet. Dabei wird überschüssiges Wasser aus der Schleusenkammer 18 durch den eingangsseitigen Kugelhahn 26, wie unten anhand von Figuren 4 und 5 beschrieben wird, in den Füll- trichter gedrückt. Anschließend wird, wie anhand von Figuren 4 und 5 erläutert wird, der Ausgang des Fülltrichters 28 geöffnet, sodass Abra- sivmittel aus dem Fülltrichter 28 in den Einlaufbereich 20 der Schleusenkammer 18 schwerkraftbedingt eintreten kann. Um dieses Eintreten von Abrasivmittel zu unterstützen, bzw. zu beschleunigen, wird durch Öffnen des Ablassventils 62 und des Ventils 56 der Antriebskolben 36 zu dem dem Zylinder 32 abgewandten Ende des Antriebszylinders 38 bewegt. Dabei bewegt sich der Kolben 34 mit, sodass sich das Volumen des Zylinders 32, welches dem Einlaufbereich 20 der Schleusenkammer 18 zugewandt und mit diesem verbunden ist, vergrößert. Dadurch wird in der Schleusenkammer 18 ein Unterdruck erzeugt, durch welchen das Abrasivmittel aus dem Fülltrichter 28 zusätzlich angesaugt wird. Wenn die Schleusenkammer 18 ausreichend mit Abrasivmittel gefüllt, wird die Bewegung des Antriebskolbens 36 sowie des Kolbens 34 durch Schließen des Ventiles 56 und des Ablassventiles 62 gestoppt und es wird der eingangsseitige Kugelhahn 26 der Schleusenkammer 18 geschlossen. Anschließend wird durch Öffnen des Venfils 58 der Anfriebszylinder so mif druckbeaufschlagf, dass der Anfriebskolben 36 gemeinsam mif dem Kolben 34 vorwärts bewegt wird, das heißt zu der Schleusenkammer 18 hinbewegt wird, so dass sich das der Schleusenkammer 18 zugewandte Volumen in dem Zylinder 32 verkleinert. So trägt der Kolben 34 zum Druckaufbau im Inneren der Schleusenkammer 18 bei. Ferner wird das erste Druckausgleichsventil 42 geöffnet, wodurch die Schleusenkammer 18 mit dem Druck in der Hochdruckleitung 4 bzw. im Hochdruckbereich beaufschlagt wird. D. h. es findet ein im Wesentlichen vollständiger Druckausgleich zwischen der Hochdruckleitung 4 und der Schleusenkammer 18 statt. Dieser wird durch die Druckaufnehmer 50 und 52 überwacht. Um bei diesem Druckausgleich den Druckabfall in der Hochdruckleitung 4 zu minimieren, ist an dieser ein Druckspeicher 54 vorhanden. Wenn über die Druckaufnehmer ein Druckausgleich, d. h. derselbe Druck in dem Nebenzweig 10 und in der Schleusenkammer 18 erfasst wird, d.h. nach dem erfolgten Druckausgleich wird der aus- gangsseitige Kugelhahn 24 der Schleusenkammer 18 geöffnet, wodurch das Abrasivmittel aus der Schleusenkammer 18, d. h. dem Zwischenbehälter der Schleusenkammer 18 schwerkraftbedingt in den Druckbehälter 12 übertritt. Bei diesem Übertritt bleibt das Druckausgleichsventil 42 vorzugsweise geöffnet, um eine Drainage des Zwichen- speichers 22 bei dessen Entleerung zu ermöglichen. Das heißt über das Druckausgleichsventil 42 sowie die Druckleitung 40 kann Trägerflüssigkeit bzw. Wasser in die Schleusenkammer 18 nachströmen, während das Abrasivmittel aus dem Zwischenspeicher 22 durch den geöffneten Kugelhahn 24 in den Druckbehälter 12 übertritt. Nach vollständiger Entleerung des Abrasivmittels aus der Schleusenkammer 18, welche über weitere hier nicht gezeigte Sensoren, z.B. Lichtschranken, erfasst werden kann, wird der ausgangsseitige Kugelhahn 24 wieder geschlossen. Da- bei wird auch das Druckausgleichsventil 42 geschlossen. Im nächsten Schritt erfolgt ein Druckausgleich zwischen der Schleusenkammer 18 und der Atmosphäre, indem bei geschlossenem Ventil 58 das Ventil 56 geöffnet wird, wodurch der Antriebskolben 36 gemeinsam mit dem Kolben 34 rückwärts, das heißt von der Schleusenkammer 18 weg bewegt wird. So wird das der Schleusenkammer 18 zugewandte Volumen des Zylinders 32 vergrößert und der Druck in der Schleusenkammer 18 wird abgebaut. Anschließend wird zum vollständigen Druckausgleich das zweite Druckausgleichsventil 46 zu dem Ablauf 48 hin geöffnet wird. Wenn dieser Druckausgleich erfolgt ist, wird das zwei- te Druckausgleichsventil 46 geschlossen und es wird wieder der eingangsseifige Kugelhahn 26 geöffnet. Anschließend wird durch Öffnen des Venfils 58 und Öffnen des Ablassvenfils 60 der Anfriebskolben 36 so mit Druck beaufschlagt, dass der Kolben 34 in dem Zylinder 32 wieder in seine der Schleusenkammer 18 zugewandte Endlage bewegt wird, da- bei wird die Flüssigkeit aus dem Zylinder 32 zurück in die Schleusenkammer 18 gedrückt und aus dieser durch den geöffneten eingangs- seifigen Kugelhahn 26 in den Fülltrichter 28, wie anhand der Figuren 4 und 5 erläutert werden wird. Im nächsten Schritt wird wieder der Ausgang des Fülltrichters 28 geöffnet und die Befüllung der Schleusen- kammer 18 beginnt von neuem. So kann bei kontinuierlichen Betrieb der Schneidanlage der Druckbehälter 12 immer wieder über die Schleusenkammer 18 mit Abrasivmitfel befüllt werden.

Figur 2 zeigt eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Wasser- Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage, welche in wesentlichen Teilen identisch zu der Anlage gemäß Figur 1 aufgebaut ist. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede beschreiben. In Figur 2 sind als Antrieb für den Anfriebskolben 36 lediglich die Venfile 56 und 58 gezeigt. Es ist jedoch zu verstehen, dass entsprechend der Ausgesfaltung ge- mäß Figur 1 zweckmäßigerweise auch die Ablassventile 60 und 62 sowie die Rückschlagventile 64 und 66 angeordnet sein können. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel ist an der Ablassleitung 44 über eine Drossel 68 zusätzlich ein Akkumulator in Form eines Zylinder-Akkumulators 70 angeschlossen. Dabei ist die Ablassleitung 44 über die Drossel 68 mit einem ersten Druckraum 72 des Zylinder-Akkumulators 70 verbunden. Der erste Druckraum 72 ist durch einen längs verschiebbaren Kolben 74 von ei- nem zweiten Druckraum 76 im Inneren des Zylinder-Akkumulators 70 getrennt. Der zweite Druckraum 76 ist über ein erstes Ventil 78 mit der Druckleitung 4 und über ein zweites Ventil 80 mit einem Ablauf 82 verbunden, welcher Umgebungsdruck bzw. atmosphärischen Druck aufweist. Bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel kann die Druckentlastung, d. h. der Druckausgleich der Schleusenkammer 18 zum Umgebungsdruck so in zwei Schritten erfolgen. Im ersten Schritt erfolgt der Druckausgleich über den Zylinder-Akkumulator 70, indem das zweite Ventil 80, welches ein Ablassventil bildet, zu dem Ablauf 82 hin geöffnet wird. Dies ermöglicht es, dass durch die Drossel 68 Flüssigkeit in den ersten Druckraum 72 strömt und den Kolben 74 in Richtung des zweiten Druckraumes 76 bewegt, sodass der zweite Druckraum 76 verkleinert wird. Ein verbleibender Restdruck im Inneren der Schleusenkammer 18 kann dann in der anhand von Figur 1 beschriebenen Weise über das zweite Druckausgleichsventil 76 abgebaut werden. Um den Kolben 74 in dem Zylinder-Akkumulator 70 zurückzubewegen, wird im geschlossenen Zustand des zweiten Ventils 80 das erste Ventil 78 geöffnet, sodass der zweite Druckraum 76 mit unter Hochdruck stehender Flüssigkeit aus der Hochdruckleitung 4 beaufschlagt wird und so der Kolben 74 zurück zu dem ersten Druckraum 72 bewegt wird, wodurch der zweite Druckraum 72 verkleinert wird. Bei geschlossenem Kugel hahn 26 wird so eine Druckerhöhung in der Schleusenkammer 18 erreicht. Diese Druckerhöhung erfolgt nach dem Befüllen der Schleusenkammer 18 und Schließen des Kugelhahnes 26 vor dem weiteren vollständigen Druckausgleich durch Öffnen des Druckausgleichsventils 42, wie es oben be- schrieben wurde.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 3 gezeigt. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform mit dem einzigen Unterschied, dass für den Antrieb des Kolbens 34 der Saugeinrichtung 30 ein separater pneumatischer Antrieb über die Pneumatikanschlüsse 84 und 86 an dem Antriebszylinder 38 vorgesehen ist. Die Pneumatikanschlüsse 84 und 86 werden ent- sprechend der vorangehenden Beschreibung der hydraulischen Variante druckbeaufschlagt, um den Antriebskolben 36 gemeinsam mit dem Kolben 34 zu bewegen. An die Pneumatikanschlüsse 84 und 86 wird entsprechend ein separates pneumatisches Steuersystem angeschlossen, welches bevorzugt dann Verwendung finden kann, wenn auch andere Elemente der Anlage, wie insbesondere Ventile, beispielsweise die Druckausgleichsventile 42 und 46 pneumatisch betätigt werden.

Die Funktion des Fülltrichters 28 wird anhand der Figuren 4 und 5 näher beschrieben. Der Fülltrichter 28 weist an seinem unteren Ende einen Ausgang 88 auf, welcher wie oben beschrieben oberhalb de eingangs- seitigen Kugelhahnes 26 der Schleusenkammer 18 angeordnet ist. Der Fülltrichter 18 ist im Betrieb mit Wasser 90 und Abrasivmittels 92 gefüllt, sodass das Abrasivmittel 92 im nassen Zustand in die Schleusenkammer 18 eintritt, sodass der Übertritt von Luft in die Schleusenkammer 18 verhindert wird.

Der Einlass des Abrasivmittels in die Schleusenkammer 18 wird nicht allein durch den eingangsseitigen Kugelhahn 26 gesteuert, sondern zu- sätzlich über ein Verschlusselement 94 in dem Fülltrichter 28. Das Verschlusselement 94 weist an seinem unteren Ende einen Verschlussstopfen 96 auf, welcher so ausgebildet ist, dass er mit der Innenseite des Einlauftrichters 28 den Ausgang 88 umgebend abdichtend in Eingriff treten kann wie in Figur 4 gezeigt. In diesem Zustand kann kein Abra- sivmittel 92 in den Ausgang 88 eintreten. Zusätzlich weist das Verschlusselement 94 jedoch ein Rohr 98 auf, welches sich durch den Verschlussstopfen 96 hindurch zu dem Ausgang 88 erstreckt und an seinem unte- ren Ende eine untere Öffnung 100 aufweist. In entgegengesetzter Richtung erstreckt sich das Rohr 98 von dem Verschlussstopfen 96 nach oben über den Wasserspiegel 102 bis zu einem an der Oberseite des Fülltrichters 28 angeordneten Pneumatikzylinder 104. Über den Pneuma- tikzylinder 104 ist das Rohr 58 vertikal bewegbar, sodass es, wie in Figur 5 gezeigt, gemeinsam mit dem Verschlusstopfen 96 in eine vertikal obere Position bewegt werden kann, in welcher der Verschlussstopfen 96 von der Innenwand de Fülltrichters 28 entfernt ist, sodass ein ringförmiger Spalt 106 freigegeben wird, durch welchen das Abrasivmittel 92 in den Ausgang 88 fließen kann. Es ist zu verstehen, dass statt eines pneumatischen Antriebs über den Pneumatikzylinder 104 jeder andere geeignete Linearantrieb zur Bewegung des Rohres 98 mit dem Verschlussstopfen 96, d. h. zur Bewegung des Verschlusselementes 94, in vertikaler Richtung Verwendung finden könnte.

Neben der unteren Öffnung 100 weist das Rohr 98 eine obere Öffnung 108 auf, welche am Außenumfang des Rohres 98 mündet. Die obere Öffnung 108 ist oberhalb des Füllstandes, d. h. des maximalen Füllstandes 1 10 für das Abrasivmittel 92 gelegen. So wird verhindert, dass in dem in Figur 4 gezeigten geschlossenen Zustand des Fülltrichters 28 Abrasivmittel 92 durch die obere Öffnung 108 in den Ausgang 88 gelangen kann. Für das Abrasivmittel 92 ist der Ausgang 88 in dem Zustand geschlossen und kann lediglich durch vertikales Anheben des Verschlusselementes 94 geöffnet werden. Gleichzeitig ist er jedoch für Was- ser, welches von unten aus der Schleusenkammer 18 bei Zurückbewegung des Kolbens 34 durch den eingangsseitigen Kugelhahn 26 strömt, geöffnet. D. h. dieses Wasser, welches bei Zurückbewegung des Kolbens 34 und gegebenenfalls des Kolbens 74 aus der Schleusenkammer 18 verdrängt wird, kann in die untere Öffnung 100 des Rohres 98 eintre- ten und durch die obere Öffnung 108 oberhalb des Abrasivmittels 92 in den Fülltrichter 28 austreten. Darüber hinaus hat das Rohr 98 eine weitere Funktion, nämlich, dass vor dem Schließen des eingangsseitigen Kugelhahnes 26 dieser gespült werden kann, um Abrasivmittel aus dem Kugelhahn 26 zu entfernen. Dazu wird vor dem Ende der Saugbewegung des Kolbens 34 die Abra- sivmittelzufuhr durch Absenken des Verschlusselemenfes 94 unterbrochen. Aufgrund der weiteren Saugbewegung des Kolbens 34 besteht dann aber in der Schleusenkammer 18 weiter ein Unterdrück, so dass Wasser aus dem Fülltrichter über die obere Öffnung 108, durch das Rohr 98 hindurch aus der unteren Öffnung 100 angesaugt wird und durch den noch geöffneten Kugelhahn 26 strömt. Erst nach diesem Spülvorgang wird der Kugelhahn 26 dann geschlossen, wie es anhand der Figuren 1 - 3 für den Befüllvorgang beschrieben wurde.

An dem Fülltrichter 28 können zusätzlich hier nicht gezeigte Sensoren zur Überwachung des Wasserspiegels 102 sowie des Füllstandes 1 10 des Abrasivmittels 92 angeordnet sein, um automatisiert Wasser und Abrasivmittel nachfüllen zu können. Dies können z.B. Lichtschranken sein. Weitere Füllstandssensoren, beispielsweise in Form von Lichtschranken können an dem Zwischenbehälter 22 sowie dem Druckbehälter 12 an- geordnet sein. Über Füllstandssensoren an dem Druckbehälter 12 kann detektiert werden, wann dieser befüllt werden muss. Über Füllstandssensoren an dem Zwischenbehälter 22 kann erfasst werden, wann dieser vollständig geleert ist, so dass der untere Kugelhahn 24 wieder geschlossen werden kann. Auch kann detektiert werden, wann der Zwi- schenbehälter 22 ausreichend mit Abrasivmittel gefüllt ist, bevor die Abrasivmittelzufuhr aus dem Fülltrichter 28 unterbrochen wird. So ist der ganze Befüllvorgang über eine Steuereinrichtung automatisierbar. Bezugszeichenliste

2 Hochdruckpumpe

4 Hochdruckleitung

6 Austrittsdüse

8 Hauptzweig

10 Nebenzweig

12 Druckbehälter

14 Mischpunkt

1 6 Abrasivmittel-Zufuhrschleuse

18 Schleusenkammer

20 Einlaufbereich

22 Zwischenbehälter

24 ausgangsseitiger Kugelhahn

26 eingangsseitiger Kugelhahn

28 Fülltrichter

30 Saugeinrichtung

32 Zylinder

34 Kolben

36 Antriebskolben

38 Antriebszylinder

40 Druckleitung

42 erstes Druckausgleichsventil

44 Ablassleitung

46 zweites Druckausgleichsventil

48 Ablauf

50 erster Druckaufnehmer

52 zweiter Druckaufnehmer

54 Druckspeicher

56, 58 Ventil

60, 62 Ablassventile

64, 66 Rückschlagventile

68 Drossel Zylinder-Akkumulator erster Druckraum Kolben

zweiter Druckraum erstes Ventil zweites Ventil Ablauf

Pneumatikanschlüsse Ausgang

Wasser

Abrasivmittel Verschlusselement Verschlusstopfen Rohr

untere Öffnung Wasserspiegel Pneumatikzylinder Spalt

obere Öffnung Füllstand