WASSER-ABRASIV-SUSPENSIONS-SCHNEIDANLAGE

Beschreibung

[0001] Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

[0002] Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlagen werden zum Schneiden von Materialien mittels eines Hochdruck-Wasserstrahls, welchem ein Abrasivmittel zugesetzt ist, verwendet. Dabei ist es bei Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage so, dass das Wasser unter Hochdruck stromaufwärts eine Austrittsdrüse mit dem Abrasivmittel gemischt wird. So kann beispielsweise ein Teil des Wasserstroms durch einen Abrasivmittelbehälter, welcher als Druckbehälter ausgebildet ist, geführt werden. Eine solche Anlage ist z. B. aus EP 1 199 136 bekannt. Problematisch bei diesen Anlagen ist das Nachfüllen des Abrasivmittels, da dazu die Anlage außer Betrieb genommen werden muss, der Abrasimittelbehalter in einen drucklosen Zustand gebracht werden muss und erst dann befüllt werden kann. Dies ist insbesondere bei industriellen Anwendungen, in welchen ein kontinuierliches Schneiden erwünscht ist, problematisch.

[0003] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage dahingehend zu verbessern, dass im laufenden Betrieb eine Zufuhr des Abrasivmittels in den Hochdruckbereich der Anlage ohne Luftzufuhr möglich ist.

[0004] Diese Aufgabe wird durch eine 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.

[0005] Die erfindungsgemäße Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage weist eine Hochdruckquelle, beispielsweise eine Hochdruckpumpe auf, welche Wasser unter hohem Druck bereitstellt. Dabei handelt es sich um einen sehr hohen Druck, vorzugsweise einen Druck bis 2500 bar oder höher. Ferner weist die Anlage eine Austrittsdüse auf, durch welche das unter Druck stehende Wasser gemischt mit Abrasivmittel zum Schneiden austritt. Die Austrittsdüse ist mit der Hochdruckquelle über eine Hochdruckleitung verbunden, wobei eine mit der Hochdruckleitung verbundene Abrasivmittel-Zuführeinrichtung vorhanden ist. D. h. wie bei den Suspensions-Schneidverfahren üblich, erfolgt die Mischung zwischen Wasser und Abrasivmittel im Hochdruckbereich der Anlage. Dazu wird beispielsweise das unter Hochdruck stehende Wasser durch einen Druckbehälter geführt, in welchem sich das Abrasivmittel befindet und in dem Druckbehälter kommt es dann zu einer Mischung zwischen Wasser und Abrasivmittel und das Wasser spült das Abrasivmittel aus dem Hochdruckbehälter heraus und führt es mit bis zu der Austrittsdüse, wo es dann gemeinsam mit dem Abrasivmittel zum Schneiden austritt.

[0006] Die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung dient dazu, im laufenden Betrieb der Anlage, Abrasivmittel in den Hochdruckbereich, d. h. in die Hochdruckleitung einzuführen, ohne die Anlage außer Betrieb nehmen zu müssen und insbesondere ohne den Hochdruckbereich oder einen Teil des Hochdruckbereiches in einen drucklosen Zustand bringen zu müssen. Darüber hinaus erfolgt die Abrasivmittelzufuhr in den Hochdruckbereich so, dass keine Luft in den Hochdruckbereich eingebracht wird.

[0007] Erfindungsgemäß weist die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung eine Schleuse mit zumindest einer Kammer auf. Die Kammer weist zumindest eine erste verschießbare Öffnung auf. Mittels dieser Öffnung kann die Kammer zu der Hochdruckleitung hin geöffnet und wieder gegenüber der Hochdruckleitung verschlossen werden. Darüber hinaus kann diese erste Öffnung wahlweise zu einer Abrasivmittezufuhr hin geöffnet werden oder es kann eine weitere Öffnung in der Kammer vorgesehen sein, welche zu einer Abrasivmittezufuhr hin geöffnet werden kann. Die Kammer kann mittels der zumindest einen Öffnung oder mehrerer Öffnung somit abwechselnd zu einer Abrasivmittelzufuhr und zu der Hochdruckleitung hin geöffnet werden. So bildet die Kammer eine Schleuse, welche es ermöglicht, das Abrasivmittel bzw. ein Abrasivmittel-Wasser-Gemisch zumindest mit Umgebungsdruck oder einem geringeren Druck als in der Hochdruckleitung herrscht, in die Kammer einzubringen. Anschließend kann die Kammer dann zur Umgebung hin bzw. zur Abrasivmittelzufuhr hin geschlossen werden und zum Hochdruckbereich, d. h. der Hochdruckleitung hin geöffnet werden, sodass dann das Abrasivmittel aus der Kammer in die Hochdruckleitung eintreten kann, ohne dass es zu einem wesentlichen Druckverlust in der Hochdruckleitung kommt. Gegebenenfalls kann vor dem Öffnen der zumindest einen ersten Öffnung zu der Hochdruckleitung hin der Druck in der Kammer erhöht werden, um einen Druckausgleich der Hochdruckleitung vor dem Öffnen der Öffnung herzustellen.

[0008] Besonders bevorzugt weist die Kammer zwei Öffnungen auf, welche durch Ventile, beispielsweise Kugelhähne verschlossen werden können. Eine erste Öffnung grenzt an die Hochdruckleitung an, eine zweite Öffnung der Kammer ist der Abrasivmittelzufuhr zugewandt. Durch Öffnen und Schließen der Öffnungen mittels geeigneter Ventile kann die Kammer so abwechselnd zur Abrasivmittelzufuhr oder zur Hochdruckleitung hin geöffnet werden. Durch die Anordnung mehrerer solcher Kammern, welche abwechselnd zur Hochdruckleitung hin geöffnet werden, kann eine quasi kontinuierliche Abrasivmittelzufuhr in die Hochdruckleitung hinein erreicht werden.

[0009] Besonder bevorzugt weist die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung einen beweglichen Schieber auf, in welchem die zumindest eine Kammer ausgebildet ist. Der Schieber ist zwischen zumindest zwei verschiedenen Positionen bewegbar. Dazu bewegt er sich vorzugsweise in einer geeigneten Führung. Die zumindest eine in dem Schieber ausgebildete Kammer weist die zumindest eine erste Öffnung auf, welche dazu dient, dass Abrasivmittel, welches zuvor in der Kammer aufgenommen worden ist, in den Hochdruckbereich bzw. die Hochdruckleitung hinein austreten kann, wenn die Öffnung der Kammer in eine Position bewegt wird, in welcher sie einer Öffnung, d. h. einer Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung gegenüberliegt.

[0010] Die Öffnung kann auch dazu dienen, die Kammer mit Abrasivmittel zu befüllen. Bevorzugt ist dazu jedoch eine zweite Öffnung, d. h. eine Eintrittsöffnung vorgesehen, wie weiter unten beschrieben wird.

[0011] Von den zumindest zwei Positionen, zwischen denen der Schieber bewegbar ist, ist die erste Position eine Position, in welcher die erste Öffnung der Kammer einer Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung, d. h. des Hochdruckbereiches gegenüberliegt. In dieser Position kann, wie beschrieben, Abrasivmittel aus der Kammer in den Hochdruckbereich austreten. In dieser Position ist die Kammer im Übrigen nach außen abgedichtet, sodass kein Druckverlust aus dem Hochdruckbereich heraus auftritt und auf diese Weise aus der Kammer der Hochdruckbereich im laufenden Betrieb, ohne den Druck im Hochdruckbereich abbauen zu müssen, befüllt werden kann. In der zweiten Position des Schiebers ist die erste Öffnung der Kammer entweder einer geschlossenen Wand gegenüberliegend oder einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegend angeordnet. Wenn die erste Öffnung einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt, kann die Kammer durch die Abrasivmittelzufuhröffnung, welche die Austrittsöffnung einer Abrasivmittelzufuhr darstellt, mit Abrasivmittel befüllt werden. Wenn in der zweiten Position die erste Öffnung einer geschlossenen Wand gegenüberliegt und somit verschlossen ist, erfolgt die Befüllung der Kammer mit Abrasivmittel vorzugsweise durch die vorangehend genannte zweite Öffnung, d. h. durch eine separate Eintrittsöffnung, welche in der ersten Position des Schiebers geschlossen ist, beispielsweise indem sie einer geschlossenen Wandung gegenüberliegt.

[0012] Erfindungsgemäß wird somit die Kammer des Schiebers durch Bewegung des Schiebers von einer Befüllposition, d. h. der zweiten Position, in eine Entleerungsposition, d. h. die erste Position, bewegt. Dadurch wird erreicht, dass die Kammer außerhalb des Hochdruckbereiches mit Abrasivmittel befüllt werden kann, wobei das Befüllen, ebenfalls unter Druck oder drucklos geschehen kann. Vorzugsweise wird die Kammer mit losem Abrasivmittel, welches mit Wasser gemischt ist, gefüllt, sodass das Abrasivmittel luftfrei in die Kammer eingebracht wird. Beim Befüllen ist der Hochdruckbereich geschlossen, indem vorzugsweise eine Wandung des Schiebers der Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung dichtend gegenüberliegt. Erst wenn die Kammer in die Entleerungsposition gebracht wird, in welcher ihre erste Öffnung der Eintrittsöffnung gegenüberliegt, wird dadurch der Hochdruckbereich zu der Kammer des Schiebers hin geöffnet, sodass das Abrasivmittel aus der Kammer in den Hochdruckbereich eintreten kann, ohne dass jedoch der Hochdruckbereich über die Kammer hinaus nach außen geöffnet werden muss. Das Abrasivmittel wird vorzugsweise durch Schwerkraft aus der Kammer in die Hochdruckleitung hinein entleert.

[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der bewegliche Schieber zumindest zwei darin ausgebildete Kammern auf, welche jeweils zumindest eine erste Öffnung aufweisen.

[0014] Der Schieber, in welchem die zumindest zwei Kammern ausgebildet sind, ist zwischen zumindest zwei Positionen bewegbar. Durch diese Bewegung des Schiebers werden die erste Öffnungen der Kammern abwechselnd mit einer Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung bzw. des Hochdruckbereiches zur Deckung gebracht, sodass die abwechselnd in den Hochdruckbereich hinein entleert werden können. Dazu ist in einer ersten Position des Schiebers die Öffnung einer ersten Kammer eine Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung gegenüberliegend positioniert, während die Öffnung einer zweiten Kammer einer geschlossenen Wand oder einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt. Wenn die Öffnung der zweiten Kammer einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüber liegt, kann durch diese die Kammer wieder mit Abrasivmittel befüllt werden. Gleichzeitig wird die erste Kammer, welche zuvor mit Abrasivmittel befüllt wurde, in den Hochdruckbereich bzw. die Hochdruckleitung hinein entleert. Dabei ist die erste Kammer nach außen geschlossen, sodass die Hochdruckleitung bzw. der Hochdruckbereich außen abgedichtet bleibt. Die zweite Kammer kann gleichzeitig befüllt werden. Dies kann entweder durch dieselbe Öffnung geschehen oder durch eine zweite Öffnung, d. h. eine separate Eintrittsöffnung, wobei dann die erste Öffnung, wie beschrieben, einer geschlossenen Wand gegenüberliegen kann, um in dieser Position geschlossen zu sein. Für den Fall, dass mehr als zwei Positionen bzw. Schaltstellungen des Schiebers vorgesehen sind, ist es auch denkbar, dass eine Kammer in einer Position vollständig geschlossen ist, d. h. weder entleert noch befüllt wird. In zumindest einer zweiten Position des Schiebers ist dann die Öffnung der zweiten Kammer einer Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung gegenüberliegend positioniert, während die Öffnung der ersten Kammer einer geschlossenen Wand oder einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt. D. h. in dieser Position kann dann die zweite Kammer in den Hochdruckbereich entleert werden, während die erste Kammer gleichzeitig gefüllt werden kann oder in dem Fall, dass mehr als zwei Kammern vorgesehen sein sollten, sich in einer Zwischenposition befindet, in der sie weder befüllt noch entleert wird. Durch die Anordnung von mit zumindest zwei voneinander getrennten Kammern ist es möglich, eine Kammer im drucklosen Zustand zu befüllen, während die andere Kammer gleichzeitig zum Hochdruckbereich hin geöffnet und entleert wird. Auf diese Weise ist es durch abwechselndes Füllen und Leeren von zumindest zwei Kammern möglich, den Hochdruckbereich im laufenden Betrieb quasi kontinuierlich mit Abrasivmittel zu befüllen. Die beiden Kammern bilden somit Schleusen, welche abwechselnd befüllt und entleert werden.

[0015] Vorzugsweise weist die Hochdruckleitung eine Eintrittsöffnung auf und die Öffnungen der zumindest zwei Kammern sind durch Bewegung des Schiebers abwechselnd in eine dieser einen Eintrittsöffnung gegenüberliegende Position bringbar. Der Schieber ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass er, wenn der Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung keine Öffnung einer Kammer gegenüberliegt, die Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung durch eine Wandung des Schiebers verschlossen ist, sodass der Hochdruckbereich nach außen dicht bleibt. Wenn eine Öffnung einer Kammer der Eintrittsöffnung gegenüberliegt, wird eine Verbindung von der Eintrittsöffnung zu der Kammer hergestellt, sodass das Abrasivmittel aus der Kammer in den Hochdruckbereich eintreten kann. Dies erfolgt vorzugsweise durch Schwerkraft, d. h. die Öffnung der Kammer ist an deren Unterseite angeordnet. Gleichzeitig ist eine zweite Kammer von der Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung entfernt, sodass diese zweite Kammer nicht mit dem Hochdruckbereich in Verbindung steht und somit im drucklosen Zustand gleichzeitig mit Abrasivmittel gefüllt werden kann. Mit Bewegung des Schiebers kann dann die zweite Kammer in Verbindung mit dem Hochdruckbereich gebracht werden, indem deren Öffnung in eine der Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung gegenüberliegende Lage bewegt wird, wobei gleichzeitig die erste Kammer von dem Hochdruckbereich getrennt wird. Dann kann die erste Kammer wieder im drucklosen Zustand befüllt werden.

[0016] Besonders bevorzugt bildet die erste Öffnung der Kammern jeweils eine Austrittsöffnung und die Kammern weisen neben der Austrittsöffnung jeweils eine Eintrittsöffnung auf. D. h. bei dieser Ausgestaltung werden die Kammern nicht durch dieselbe Öffnung befüllt und entleert, sondern durch die Eintrittsöffnung befüllt und durch die Austrittsöffnung entleert. In einer ersten Position des Schiebers liegt die Eintrittsöffnung einer ersten Kammer dazu eine Abrasivmittelzufuhröffnung eine Abrasivmittelzufuhr gegenüber, sodass durch diese Abrasivmittelzufuhröffnung Abrasivmittel in die Eintrittsöffnung der ersten Kammer zu deren Befüllung eintreten kann. Gleichzeitig liegt, wenn zwei oder mehr Kammern in dem Schieber ausgebildet sind, die Eintrittsöffnung einer zweiten Kammer einer geschlossenen Wand gegenüber, sodass die Eintrittsöffnung der zweiten Kammer geschlossen ist. So kann die zweite Kammer mit der Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung über die Austrittsöffnung, d. h. die erste Öffnung der zweiten Kammer in Kontakt gebracht werden, ohne dass durch die Eintrittsöffnung der zweiten Kammer ein Druckverlust nach außen auftreten kann. In einer zweiten Position des Schiebers liegt dann die Eintrittsöffnung der zweiten Kammer einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüber. Die Eintrittsöffnung der ersten Kammer liegt in der zweiten Position des Schiebers einer geschlossenen Wand gegenüber. D. h. in diesem Zustand wird die erste Kammer über deren Austrittsöffnung geleert, während gegebenenfalls die zweite Kammer mit Abrasivmittel gefüllt werden kann.

[0017] Vorzugsweise ist eine Abrasivmittelzufuhröffnung vorgesehen und die Eintrittsöffnungen der zumindest zwei Kammern sind durch Bewegung des Schiebers abwechselnd in eine diese eine Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegenden Lage bringbar. D. h. die beiden Kammern werden abwechselnd durch dieselbe Abrasivmittelzufuhröffnung befüllt, indem die Kammern abwechselnd in eine Position bewegt werden, in welcher die Eintrittsöffnung der entsprechenden Kammer der Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt, sodass aus der Abrasivmittelzufuhröffnung Abrasivmittel in die Eintrittsöffnung der Kammer eintreten kann. Oberhalb bzw. stromaufwärtig der Abrasivmittelzufuhröffnung kann ein Abrasivmittelvorratsbehälter vorgesehen sein, aus welchem das Abrasivmittel vorzugsweise durch Schwerkraft durch die Abrasivmittelzufuhröffnung austritt. Wenn keine Eintrittsöffnung einer Kammer der Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt, wird diese vorzugsweise durch eine Wand der Schiebers verschlossen, sodass kein Abrasivmittel austreten kann. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Abrasivmittelzufuhröffnungen vorzusehen, sodass entweder für jede Kammer eine Abrasivmittelzufuhröffnung vorgesehen ist, wobei jede Kammer durch Bewegung des Schiebers in einer ersten Position in Verbindung mit der Abrasivmittelzufuhröffnung bringbar ist und in einer zweiten Position in Verbindung mit einer Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung bringbar ist, wobei in der zweiten Position die Kammer dann nicht mit der Abrasivmittelzufuhröffnung in Verbindung steht. Alternativ ist es auch denkbar, über mehrere Abrasivmittelzufuhröffnungen mehrere Kammern gleichzeitig zu befüllen, für den Fall, dass mehr als zwei Kammern in dem Schieber vorgesehen sein sollten.

[0018] Der Schieber kann gemäß einer ersten Ausführungsform als linearbeweglicher Schieber ausgebildet sein, wobei der Schieber dann mittels eines geeigneten Linearantriebs in oszillierender Weise zwischen den zumindest zwei Position bewegt wird.

[0019] Besonders bevorzugt ist der Schieber jedoch als Drehschieber ausgebildet. Dies ermöglicht einen besonders leichten Antrieb, da direkt ein rotierender Antrieb, wie ein Elektromotor Verwendung finden kann. Darüber hinaus ist nicht erforderlich, die Bewegungsrichtung umzukehren, vielmehr ist es bevorzugt, dass der Drehschieber einen Drehantrieb aufweist, welcher einen kontinuierlichen Antrieb in eine Drehrichtung bewirkt. Dabei kann die Antriebs- bzw. Drehgeschwindigkeit einstellbar sein, um über Veränderung der Drehgeschwindigkeit, die Menge des zugeführten Abrasivmittels pro Zeiteinheit verändern zu können. Bevorzugt ist eine Abrasivmittelzufuhr mit einer Abrasivmittelzufuhröffnung vorgesehen. Die Hochdruckleitung weist eine Eintrittsöffnung auf und der Drehschieber bevorzugt zumindest zwei Kammern, von denen in einer ersten Position des Drehschiebers eine Kammer mit einer Öffnung, vorzugsweise einer separaten Eintrittsöffnung der Abrasivmittelzufuhröffnung und eine Kammer mit einer Öffnung der Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung gegenüberliegt. D. h. eine Kammer wird über die Abrasivmittelzufuhröffnung mit Abrasivmittel gefüllt, während die zweite Kammer gleichzeitig in die Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung hinein entleert wird. Das Befüllen erfolgt daher vorzugsweise im drucklosen Zustand oder mit geringerem Druck als in der Hochdruckleitung herrscht, während das Entleeren der Kammer in die Hochdruckleitung unter Druck geschieht, d. h. beim Öffnen der Kammer zur Hochdruckleitung hin, kommt es zu einem Druckausgleich, d. h. der Druck in der Kammer steigt auf das Niveau des Drucks in der Hochdruckleitung an. Gleichzeitig bleibt die Kammer nach außen abgedichtet, sodass es zu keinem Druckverlust nach außen kommt.

[0020] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann der Drehschieber zumindest drei Kammern aufweisen, von denen eine dritte Kammer, wenn die erste und die zweite Kammer zu der Abrasivmittelzufuhr oder der Hochdruckleitung hin geöffnet sind, sowohl zu der Abrasivmittelzufuhr als auch zu der Hochdruckleitung hin geschlossen sein. Durch die Anordnung von mehr als zwei Kammern kann der Drehwinkel zum Weiterbewegen der Kammern von einer Position zur nächsten verkleinert werden, sodass insgesamt bei gleicher Drehgeschwindigkeit die Menge des zugeführten Abrasivmittels gesteigert werden kann.

[0021] Der Drehschieber ist bevorzugt als drehbare Scheibe ausgebildet, in welcher sich die zumindest eine Kammer als Durchgangsloch von einer ersten Oberfläche zu einer in Richtung der Drehachse entgegengesetzten zweiten Oberfläche erstreckt. Die Oberflächen erstrecken sich weiter bevorzugt im Wesentlichen horizontal, sodass sich die Durchgangslöcher im Wesentlichen von oben nach unten erstrecken. Dies hat den Vorteil, dass die so gebildeten Kammern durch Wirkung der Schwerkraft von oben mit Abrasivmittel gefüllt werden können und dass das Abrasivmittel ebenfalls durch Wirkung der Schwerkraft nach unten wieder aus der Kammer austreten kann. D. h. die obere Öffnung des Durchgangsloches bildet eine Eintrittsöffnung, während das untere Ende eine Austrittsöffnung bildet. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Durchgangslöcher parallel zur Drehachse des Drehschiebers.

[0022] Der Schieber ist vorzugsweise zwischen zwei sich parallel zur Bewegungsrichtung des Schiebers erstreckenden Dichtflächen geführt, wobei eine erste Oberfläche des Drehschiebers an einer ersten Dichtfläche und eine zweite Oberfläche des Schiebers an einer gegenüberliegenden zweiten Dichtfläche anliegt. So wird erreicht, dass die Oberfläche des Schiebers Öffnungen in den Dichtflächen verschließen kann und gleichzeitig die Dichtflächen Öffnungen in dem Schieber verschließen kann, je nach Position des Schiebers. Auf diese Weise können die Öffnungen der Kammern geöffnet und geschlossen werden, je nachdem in welcher Position sie sich befinden, ob sie einer Öffnung in der Dichtfläche, d. h. der Eintrittsöffnung oder der Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegen oder der geschlossenen Wand der Dichtfläche gegenüberliegen. Im Falle, dass der Schieber ein Drehschieber ist, erstrecken sich die Dichtflächen normal zu der Drehachse des Drehschiebers.

[0023] Eine Abrasivmittelzufuhröffnung der Abrasivmittelzufuhr ist vorzugsweise in der ersten Dichtfläche ausgebildet. Ferner ist vorzugsweise eine Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung in der zweiten Dichtfläche ausgebildet. Je nach Stellung des Schiebers werden die Öffnungen in den Dichtflächen geschlossen oder geöffnet, je nachdem ob Sie einer Öffnung der Kammern gegenüberliegen oder einer geschlossenen Wand der Oberflächen des Schiebers.

[0024] Besondern bevorzugt mündet die zumindest eine Eintrittsöffnung der Hochdruckleitung in einen in der Hochdruckleitung gelegenen Druckbehälter. Dieser Druckbehälter stellt vorzugsweise ein Reservoir für das Abrasivmittel dar, aus welchem das Abrasivmittel durch den Hochdruckwasserstrom herausgespült wird. Der Druckbehälter wird durch die oben beschriebene Abrasivmittel-Zuführeinrichtung quasi kontinuierlich im laufenden Betrieb unter Druck befüllt. Gleichzeitig bildet der Druckbehälter jedoch einen gewissen Pufferspeicher für Abrasivmittel.

[0025] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können die Kammern in dem Schieber oder eine Abrasivmittelzufuhr stromaufwärts der Abrasivmittelzufuhröffnung mit Druckbeaufschlagungsmitteln versehen sein. Dies ermöglicht es, das Abrasivmittel bereits unter Druck in die Kammer des Schiebers einzufüllen. So kann die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum der Kammer und der Hochdruckleitung verringert werden, was die Abdichtung vereinfacht und den Befüllvorgang beschleunigen kann. Als Druckbeaufschlagungsmittel kann eine mechanische Einrichtung zum Erzeugen eines höheren Druckes in einer abgeschlossenen Kammer der Abrasivmittelzuführung dienen, beispielsweise ein beweglicher Kolben. Alternativ oder zusätzlich kann ein Medium unter hohem Druck von außen zugeführt werden, beispielsweise auch Teil des Hochdruckwasserstromes von der Hochdruckquelle zur Schneiddüse.

[0026] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1

schematisch eine Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2

eine Schnittansicht einer Abrasivmittel-Zuführeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig.3

eine Schnittansicht einer Abrasivmittel-Zuführeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und

Fig. 4

schematisch eine Abrasivmittel-Zuführeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.

[0027] Die erfindungsgemäße Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage weist in bekannter Weise eine Hochdruckpumpe 2 auf, welche eine Hochdruckquelle bildet und mit einer Wasserzufuhr 4 verbunden ist. Von der Hochdruckpumpe 2 führt eine Hochdruckleitung 6 zu einer Schneid- bzw. Austrittsdüse 8, aus welcher ein mit Abrasivmittel angereicherter Hochdruckwasserstrahl 10 zum Schneiden oder zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes 12 austritt. Auf dem Weg von der Hochdruckpumpe 2 zu der Austrittsdüse 8 führt die Hochdruckleitung 6 durch eine Abrasivmittel-Zuführeinrichtung 14, in welcher Abrasivmittel 16 ohne Luftzufuhr in den von der Hochdruckleitung 6 gebildeten Hochdruckbereich eingeführt und in dem Hochdruckbereich mit dem in der Hochdruckleitung geförderten unter Druck stehenden Wasser gemischt wird, sodass es gemeinsam mit dem Wasserstrahl 10 aus der Austrittsdüse 8 austritt.

[0028] Bei dem hier gezeigten Beispiel ist die Einheit 18, welche im Wesentlichen aus der Abrasivmittel-Zuführeinrichtung 14 und der Austrittsdüse 8 gebildet wird, an einem Positioniersystem 20 angebracht, welches hier schematisch als Koordinatensystem dargestellt ist, mit welchem die Austrittsdüse 8 relativ zu dem Werkstück 12 bewegt werden kann, um einen gewünschten Schnittverlauf bzw. Bearbeitungsverlauf im Werkstück 12 zu erzeugen. Das Positioniersystem kann beispielsweise ein Roboter oder ein anderes geeignetes Positioniersystem sein. Alternativ kann die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung 14 jedoch auch getrennt von der Austrittsdüse 8 aufgestellt und mit der bewegbaren Austrittsdüse über eine bewegliche Rohrleitung oder einen Druckschlauch verbunden sein.

[0029] Die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung 14 wird anhand von zwei in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen erläutert. Die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung wird durch ein in einem Schieber gebildetes Schleusensystem gebildet. Die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung 14 weist einen Druckbehälter 22 auf, welcher in der Hochdruckleitung 6 gelegen ist. D. h. zumindest ein Zweig des Strömungsweges der Hochdruckleitung 6 führt durch den Druckbehälter 22. Dazu weist der Druckbehälter 22 einen Einlass 24 und einen Auslass 26 auf. Durch den Einlass 24 strömt das unter Hochdruck stehende Wasser in den Druckbehälter 22 ein. Durch den Auslass 26 strömt das Wasser mit dem mitgeförderten Abrasivmittel aus und fließt dann zu der Austrittsdüse 8. Oberhalb des Druckbehälters 2 ist ein Drehschieber 28 zwischen zwei Dichtplatten 30 und 32 angeordnet. Der Drehschieber 28 ist um eine Drehachse X durch einen elektrischen Antriebsmotor 34 drehbar. Die Dichtplatte 30 weist eine erste Dichtfläche 36, welche an einer ersten Oberfläche des scheibenförmigen Drehschieber 28 anliegt. Die zweite Dichtplatte 32 weist eine zweite Dichtfläche 38 auf, welche an einer zweiten entgegengesetzten Oberfläche des Drehschiebers 28 anliegt. Die Oberflächen des Drehschiebers 28 sowie die Dichtflächen 36 und 38 erstrecken sich rechtwinklig zur Drehachse X.

[0030] In dem Drehschieber 28 sind Kammern 40 in Form von Durchgangslöchern ausgebildet, welche sich zwischen den zwei entgegengesetzten die Dichtflächen 36 und 38 angrenzenden Oberflächen des Drehschiebers 28 parallel zur Drehachse erstrecken. In der Fig. 2 sind zwei Kammern 40 im Schnitt zu sehen und eine weitere Kammer 40' ist gestrichelt angedeutet. Alle Kammern 40, 40' liegen im selben Radius beabstandet von der Drehachse X. In der Dichtplatte 30 ist eine Abrasivmittelzufuhröffnung 42 angeordnet, welche zu der Dichtfläche 36 hin an einer Position geöffnet ist, welche um denselben Radius von der Drehachse X wie die Kammern 40 beabstandet ist. Die Abrasivmittelzufuhröffnung 42 ist mit einer Abrasivmittelzufuhr 44 verbunden, durch welche Abrasivmittel bzw. unte Zugabe von Wasser zugeführt wird. Die nasse Zufuhr des Abrasivmittels 46 hat den Vorteil, dass das Abrasivmittel luftfrei in den Hochdruckbereich der Hochdruckleitung 6 eingeführt werden kann.

[0031] Die Kammer 40 in dem Drehschieber 28, welche in Fig. 2 links gezeigt ist, befindet sich in einer ersten Position, in welcher die Kammer 40 mit ihrer Eintrittsöffnung 48, welche das obere Ende der Kammer 40 bildet, der Abrasivmittelzufuhröffnung 42 gegenüberliegt. So kann das Abrasivmittel, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser von oben in die Kammer 40 eintreten. Die Austrittsöffnung 50 am unteren Ende der Kammer 40 liegt der Dichtfläche 38 gegenüber und ist durch diese verschlossen. Gleichzeitig liegt eine zweite Kammer 40, welche in Fig. 2 rechts dargestellt ist, an einer zweiten Position, in welche ihre Eintrittsöffnung 48 der ersten Dichtfläche 36 gegenüberliegt und durch diese verschlossen ist. Die Austrittsöffnung 50 dieser Kammer an deren unteren Ende liegt der Eintrittsöffnung 52 der Hochdruckleitung 6 bzw. des Hochdruckbereiches gegenüber. Die Eintrittsöffnung 52 des Hochdruckbereiches erstreckt sich durch die Dichtplatte 32 von der Dichtfläche 38 hindurch bis in das Innere des Druckbehälter 22. In diesem Zustand kann das Abrasivmittel 46 aus der Kammer 40 schwerkraftbedingt in den Druckbehälter 22 austreten, um den Druckbehälter 22 zu füllen. Anschließend wird der Drehschieber 28 durch den Antriebsmotor 34 in der Drehrichtung D weitergedreht, sodass die links in Fig. 2 gezeigte Kammer 40 in die rechte Position gelangt und dort entsprechend entleert wird. Gleichzeitig wird dann die zuvor rechts gelegene Kammer 40 in die linke Position bewegt und dort wie beschrieben befüllt. Dies ist die Funktionsweise mit zwei Kammern 40. Es können in dem Drehschieber 28 jedoch auch mehr als zwei Kammern 40, beispielsweise vier Kammern angeordnet werden, welche vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Drehschiebers 28 verteilt sind. Solche weiteren Kammern 40' sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Kammer40' sich in einer Zwischenposition befindet, in der sowohl ihre Eintrittsöffnung 48' als auch ihre Austrittsöffnung 50' durch die Dichtflächen 36 und 38 verschlossen sind.

[0032] Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Abrasivmittel-Zuführeinrichtung. Im Unterschied zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist der Drehschieber 28 gemäß Fig. 3 nur eine Kammer 40 auf. D. h. bei dieser Ausführungsform ist nicht ein gleichzeitiges Füllen und das gleichzeitige Entleeren einer weiteren Kammer 40 möglich. Stattdessen wird ein und dieselbe Kammer 40 abwechselnd gefüllt und entleert, indem sie einmal in die in Fig. 3 gezeigte Position gebracht wird, in welcher sie der Eintrittsöffnung 52 des Druckbehälters 22 gegenüberliegt und dann um 180° gedreht in eine zweite Position gebracht wird, in welcher sie der Abrasivmittelzufuhröffnung 42 gegenüberliegt.

[0033] Darüber hinaus ist bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 noch ein Druckbeaufschlagungsmittelvorgesehen. Dazu ist oberhalb der Dichtplatte 30, d. h. stromaufwärts der Abrasivmittelzufuhröffnung 42 ein Speicherraum 58 angeordnet. Die Abrasivmittelzufuhr 44 erfolgt zunächst in den Speicherraum 58 hinein. Der Speicherraum 58 ist mit einem Druckbeaufschlagungsmittel verbunden, sodass der Druck des Abrasivmittel-Wasser-Gemisches in dem Speicherraum 58 erhöht werden kann, sodass das Abrasivmittel-Wasser-Gemisch bereits unter Druck in die Abrasivmittelzufuhröffnung 42 und die Kammer 40 eintritt. Auf diese Weise kann die Kammer 40 zum einen schneller befüllt werden, zum anderen verringert sich der Druckunterschied zwischen dem Innenraum der Kammer 40 und dem Druckbehälter 22. Die Anordnung dieses Druckbeaufschlagungsmittels wäre entsprechend auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 möglich.

[0034] Das Druckbeaufschlagungsmittel besteht in diesem Fall aus einer absperrbaren Druckzufuhr 60. Diese ist beispielsweise mit der Hochdruckleitung 6 verbunden und weist ein Absperrventil 62 auf. An der Abrasivmittelzufuhr 44 ist ebenfalls ein Absperrventil 64 angeordneten. Wenn der Speicherraum 58 durch Öffnen des Absperrventils 64 mit Abrasivmittel 46 gefüllt worden ist, kann das Absperrventil 64 geschlossen werden und das Absperrventil 62 geöffnet werden und so der Speicherraum 58 mit Druck beaufschlagt werden, sodass das AbrasivmittelWasser-Gemisch bereits unter Druck in die Kammer 40 des Drehschiebers 28 eintritt. Vor dem erneuten Öffnen des Absperrventiles 64 kann eine Druckentlastung des Speicherraumes 58 durch Öffnen eines weiteren Absperrventils 66 folgen. Durch das Absperrventil 66 kann unter Druck stehendes Wasser aus dem Speicherraum 58 austreten und beispielsweise der Hochdruckpumpe 2 eingangsseitig wieder zugeführt werden.

[0035] In der beschrieben Ausführungsform ist die Zufuhr von losem Abrasivmittel 46 beschrieben worden. Es ist jedoch auch denkbar, in die Kammern 40 des Drehschiebers 28 Abrasivmittel in gebundener Form, beispielsweise in Form von Pellets zuzuführen. Auf diese Weise wird verhindert, dass loses Abrasivmittel die Dichtflächen 36 und 38 beschädigt und die Abdichtung des Druckbehälters 22 beeinträchtigt.

[0036] Die dritte Ausführungsform der Erfindung, welche in Fig. 4 gezeigt ist, unterscheidet sich im Aufbau der Abrasivmittel-Zuführeinrichtung, welche auf einen beweglichen Schieber verzichtet. So schließt sich stromaufwärts der Eintrittsöffnung 52 des Druckbehälters 22 eine Schleusenkammer bzw. Kammer 70 an, welche am unteren Ende eine der erste Eintrittsöffnung 52 zugewandte erste Öffnung aufweist, welche durch einen ersten Kugelhahn 72 verschlossen werden kann. Stromaufwärts der Kammer 70 ist ein zweiter Kugelhahn 74 angeordnet, welcher an eine Abrasivmittel-Zuführöffnung 42 einer Abrasivmittelzufuhr 44 angrenzt. In der in Fig. 4 gezeigten Position ist der zweite obere Kugelhahn 74 geschlossen und der erste untere Kugelhahn 72 geöffnet, sodass die Kammer 70 zu der Eintrittsöffnung 52 und somit zu dem Druckbehälter 22 hin geöffnet ist. In dieser Position kann das Abrasivmittel aus der Kammer 70 in den Druckbehälter 22 austreten. Nach Entleerung der Kammer 70 wird der Kugelhahn 72 geschlossen und der Kugelhahn 74 geöffnet, sodass Abrasivmittel aus der Abrasivmittel-Zuführöffnung 42 in die Kammer 70 eintreten kann. Anschließend wird der Kugelhahn 74 geschlossen und das Absperrventil 62 einer Druckzufuhr 60 kann geöffnet werden, sodass, wie anhand von Fig. 3 beschrieben, die Kammer 70 mit Druck beaufschlagt wird. Die Druckzufuhr 60 kann, wie anhand von Fig. 3 beschrieben, mit der Hochdruckleitung 6 verbunden sein. Die Kammer 70 weist ein weiteres Absperrventil 66 zur Druckentlastung nach außen auf. So kann das Absperrventil 66 geöffnet werden, bevor der Kugelhahn 74 zum Befüllen der Kammer 70 geöffnet wird, sodass der Druck aus der Kammer 70 abgebaut werden kann. Das Absperrventil 66 kann dazu ausgangsseitig mit der Wasserzufuhr 4 verbunden sein. Auch ist es so über die Absperrventile 62 und 66 möglich, die Kammer 70 zu spülen, wenn beide Absperrventile 62 und 66 geöffnet und die Kugelhähne 72 und 74 beide geschlossen sind.

[0037] Die Abrasivmittelzufuhr 44 oberhalb des Kugelhahnes 74 erfolgt vorzugsweise dosiert. D. h. die Abrasivmittelzufuhr 44 weist eine Dosiereinrichtung auf, welche so ausgebildet ist, dass in die Kammer 70 nur eine solche Menge Abrasivmittel zugeführt wird, welche die Kammer 70 auch aufnehmen kann. D. h. die Menge des zugeführten Abrasivmittels wird nicht durch Schließen des Kugelhahnes 74 begrenzt sondern durch eine stromaufwärts angeordnete Dosiereinrichtung. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kugelhahn 74 beim Schließen im Wesentlichen frei von Abrasivmittel ist.

[0038] Bei den Ausführungsbeispielen kann in dem Druckbehälter 22 ein Füllstandssensor 68 angeordnet sein. Der Füllstandssensor 68 erfasst den Füllstand mit Abrasivmittel 46 im Inneren des Druckbehälters 22. Fällt das Niveau des Abrasivmittels 46 unter eine vorbestimmte Höhe in dem Druckbehälter 22 kann eine Abrasivmittelzufuhr durch Drehung des Drehschiebers 28 bzw. durch Öffnen und Schließen der Kugelhähne 72 und 74 in der vorangehend beschrieben Weise erfolgen, bis der Füllstand im Inneren des Druckbehälters 22 wieder ein vorbestimmtes Maximum erreicht.

Bezugszeichenliste

[0039] 

2

Hochdruckpumpe

4

Wasserzufuhr

6

Hochdruckleitung

8

Austrittsdüse

10

Hochdruckwasserstrahl

12

Werkstück

14

Abrasivmittel-Zuführeinrichtung

16

Abrasivmittel

18

Baueinheit

20

Positioniersystem

22

Druckbehälter

24

Einlass

26

Auslass

28

Drehschieber

30

Dichtplatte

32

Dichtplatte

34

Elektrischer Antriebsmotor

36

Dichtfläche

36

Dichtfläche

40, 40'

Kammern

42

Abrasivmittelzufuhröffnung

44

Abrasivmittelzufuhr

46

Abrasivmittel

48, 48'

Eintrittsöffnung

50, 50'

Austrittsöffnung

52

Eintrittsöffnung

58

Speicherraum

60

Druckzufuhr

62

Absperrventil

64

Absperrventil

66

Absperrventil

68

Füllstandssensor

70

Kammer

71, 74

Kugelhähne

D

Drehrichtung

X

Drehachse

Ansprüche

1. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage mit einer Hochdruckquelle (2), welche Wasser unter hohem Druck bereitstellt, einer Austrittsdüse (8) und einer die Hochdruckquelle (2) mit der Austrittsdüse verbindenden Hochdruckleitung (6), wobei eine mit der Hochdruckleitung (6) verbundene Abrasivmittel-Zuführeinrichtung (14) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung (14) eine Schleuse mit zumindest einer Kammer (40, 40', 70) aufweist, wobei die Kammer (40, 40', 70) mit zumindest einer ersten verschließbaren Öffnung (50, 50') versehen ist und abwechselnd zu der Hochdruckleitung (6) und einer Abrasivmittelzufuhr geöffnet werden kann.

2. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass
die Abrasivmittel-Zuführeinrichtung (14) einen beweglichen Schieber (28) aufweist, in welchem die zumindest eine Kammer (40, 40') ausgebildet ist und
der Schieber (28) zwischen zumindest zwei Positionen bewegbar ist, wobei in einer ersten Position des Schiebers die erste Öffnung (50) der Kammer einer Eintrittsöffnung (52) der Hochdruckleitung (6) gegenüberliegt und in einer zweiten Position des Schiebers die erste Öffnung (50, 50') der Kammer (40, 40') einer geschlossenen Wand (38) oder einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt.

3. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Schieber (28) zumindest zwei darin ausgebildete Kammern (40, 40') aufweist, welche jeweils zumindest eine erste Öffnung (50, 50') aufweisen, und
der Schieber (28) zwischen zumindest zwei Positionen bewegbar ist, wobei in einer ersten Position des Schiebers die Öffnung (50) einer ersten Kammer (40) einer Eintrittsöffnung (52) der Hochdruckleitung gegenüberliegt, während die Öffnung (50, 50') einer zweiten Kammer einer geschlossenen Wand (38) oder einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt und in einer zweiten Position des Schiebers die Öffnung (50) der zweiten Kammer (40) einer Eintrittsöffnung (52) der Hochdruckleitung gegenüberliegt, während die Öffnung (50, 50') der ersten Kammer einer geschlossenen Wand (38) oder einer Abrasivmittelzufuhröffnung gegenüberliegt.

4. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung (6) eine Eintrittsöffnung (52) aufweist und die Öffnungen (50, 50') der zumindest zwei Kammern durch Bewegung des Schiebers (28) abwechselnd in eine dieser einen Eintrittsöffnung (52) gegenüberliegende Position bringbar sind.

5. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (50, 50') der Kammern (40, 40') jeweils eine Austrittsöffnung bildet und die Kammern neben der Austrittsöffnung (50, 50') jeweils eine Eintrittsöffnung (48, 48') aufweisen und in einer ersten Position des Schiebers die Eintrittsöffnung (48) einer ersten Kammer (40) einer Abrasivmittelzufuhröffnung (42) gegenüberliegt, während in einer zweiten Position des Schiebers (28) die Eintrittsöffnung (48, 48') der ersten Kammer (40, 40') einer geschlossenen Wand (35) gegenüberliegt.

6. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schieber (28) zumindest zwei Kammern (40, 40') ausgebildet sind und in einer ersten Position des Schiebers die Eintrittsöffnung (48) einer ersten Kammer (40) einer Abrasivmittelzufuhröffnung (42) gegenüberliegt, während die Eintrittsöffnung (48, 48') einer zweiten Kammer (36) einer geschlossenen Wand gegenüberliegt und in einer zweiten Position des Schiebers die Eintrittsöffnung (48) der zweiten Kammer (40) einer Abrasivmittelzufuhröffnung (42) gegenüberliegt, während die Eintrittsöffnung (48, 48') der ersten Kammer (40, 40') einer geschlossenen Wand (36) gegenüberliegt.

7. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abrasivmittelzufuhröffnung (42) vorgesehen ist und die Eintrittsöffnungen (48, 48') der zumindest zwei Kammern (40, 40') durch Bewegung des Schiebers (28) abwechselnd in eine dieser einen Abrasivmittelzufuhröffnung (42) gegenüberliegende Lage bringbar sind.

8. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber als linear beweglicher Schieber ausgebildet ist.

9. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber als Drehschieber (28) ausgebildet ist.

10. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (28) einen Drehantrieb (34) aufweist, welcher einen kontinuierlichen Antrieb in einer Drehrichtung (D) bewirkt.

11. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abrasivmittelzufuhr mit einer Abrasivmittelzufuhröffnung (42) vorgesehen ist, die Hochdruckleitung (6) eine Eintrittsöffnung (52) aufweist und der Drehschieber (28) zumindest zwei Kammern (40, 40') aufweist, von denen in zumindest einer ersten Position des Drehschiebers (28) eine Kammer (40) mit einer Öffnung (48) der Abrasivmittelzufuhröffnung (42) und eine Kammer (40) mit einer Öffnung (50) der Eintrittsöffnung (52) gegenüberliegt.

12. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (28) zumindest drei Kammern (40, 40') aufweist, von denen eine dritte Kammer (40'), wenn die erste und die zweite Kammer (40) zu der Abrasivmittelzufuhr (44) oder der Hochdruckleitung (6) hin geöffnet sind, sowohl zu der Abrasivmittelzufuhr (44) als auch zu der Hochdruckleitung (6) hin geschlossen ist.

13. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (28) als drehbare Scheibe ausgebildet ist, in welcher sich die zumindest eine Kammer (40, 40') als Durchgangsloch von einer ersten Oberfläche zu einer in Richtung der Drehachse (X) entgegengesetzten zweiten Oberfläche erstreckt.

14. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach den Ansprüchen 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (28) zwischen zwei sich parallel zur Bewegungsrichtung erstreckenden Dichtflächen (36, 38) geführt ist, wobei ein erste Oberfläche des Schiebers (28) an einer ersten Dichtfläche und einen zweite Oberfläche des Schiebers (28) an einer gegenüberliegenden zweiten Dichtfläche (38) anliegt.

15. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abrasivmittelzufuhröffnung (42) der Abrasivmittelzufuhr (44) in der ersten Dichtfläche (36) ausgebildet ist.

16. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekenntzeichnet dass eine Eintrittsöffnung (52) der Hochdruckleitung (6) in der zweiten Dichtfläche (38) ausgebildet ist.

17. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidanlage nach den Ansprüchen 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintriftsöffnung (52) der Hochdruckleitung (6) in einen in der Hochdruckleitung (6) gelegenen Druckbehälter (22) mündet.

18. Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidantage nach den Ansprüchen 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kammer (40, 40') in dem Schieber (28) oder eine Abrasivmittelzufuhr (44) stromaufwärts der Abrasivmittelzufuhröffnung (42) mit Druckbeaufschlagungsmitteln (54) versehen sind.

Claims

1. A water-abrasive suspension cutting system with a high-pressure source (2) which provides water under a high pressure, with an exit nozzle (8) and with a high-pressure conduit (6) which connects the high-pressure source (2) to the exit nozzle, wherein an abrasive agent feed device (14) connected to the high-pressure conduit (6) is present, characterised in that
the abrasive agent feed device (14) comprises a lock with at least one chamber (40, 40', 70), wherein the chamber (40, 40', 70) is provided with at least one first closable opening (50, 50') and can be alternately opened to the high-pressure conduit (6) and to an abrasive agent feed.

2. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 1, characterised in that the abrasive agent feed device (14) comprises a movable slide (28), in which the at least one chamber (40, 40') is formed and the slide (28) is movable between at least two positions, wherein in a first position of the slide the first opening (50) of the chamber lies opposite an entry opening (52) of the high-pressure conduit (6), and in a second position of the slide the first opening (50, 50') of the chamber (40, 40') lies opposite a closed wall (38) or an abrasive agent feed opening.

3. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 2, characterised in that the movable slide (28) comprises at least two chambers (40, 40') which are formed therein and which in each case comprise at least one first opening (50, 50'), and the slide (28) is movable between at least two positions, wherein in a first position of the slide, the opening (50) of a first chamber (40) lies opposite an entry opening (52) of the high-pressure conduit, whereas the opening (50, 50') of a second chamber lies opposite a closed wall (38) or an abrasive agent feed opening, and in a second position of the slide, the opening (50) of the second chamber (40) lies opposite an entry opening (52) of the high-pressure conduit, whereas the opening (50, 50') of the first chamber lies opposite a closed wall (38) or an abrasive agent feed opening.

4. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 3, characterised in that the high-pressure conduit (6) comprises an entry opening (52), and the openings (50, 50') of the at least two chambers can be alternately brought into a position lying opposite this one entry opening (52), by way of moving the slide (28).

5. A water-abrasive suspension cutting system according to one of the claims 2 to 4, characterised in that the first opening (50, 50') of the chambers (40, 40') in each case forms an exit opening, and the chambers apart from the exit opening (50, 50') each comprise an entry opening (48, 48'), and in a first position of the slide the entry opening (48) of a first chamber (40) lies opposite an abrasive agent feed opening (42), whereas in a second position of the slide (28) the entry opening (48, 48') of the first chamber (40, 40') lies opposite a closed wall (35).

6. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 5, characterised in that at least two chambers (40, 40') are formed in the slide (28), and in a first position of the slide the entry opening (48) of a first chamber (40) lies opposite an abrasive agent feed opening (42), whereas the entry opening (48, 48') of a second chamber (36) lies opposite a closed wall, and in a second position of the slide the entry opening (48) of the second chamber (40) lies opposite an abrasive agent feed opening (42), whereas the entry opening (48, 48') of the first chamber (40, 40') lies opposite a closed wall (36).

7. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 6, characterised in that an abrasive agent feed opening (42) is provided, and the entry openings (48, 48') of the at least two chambers (40, 40') can be alternately brought into a position lying opposite this one abrasive agent feed opening (42) by way of a movement of the slide (28).

8. A water-abrasive suspension cutting system according to one of the claims 1 to 7, characterised in that the slide is designed as a linearly movable slide.

9. A water-abrasive suspension cutting system according to one of the claims 2 to 7, characterised in that the slide is designed as a rotary slide (28).

10. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 9, characterised in that the rotary slide (28) comprises a rotary drive (34) which effects a continuous drive in a rotation direction (D).

11. A water-abrasive suspension cutting system according to one of the claims 9 or 10, characterised in that an abrasive agent feed with an abrasive agent feed opening (42) is provided, the high-pressure conduit (6) comprises an entry opening (52), and the rotary slide (28) comprises at least two chambers (40, 40'), of which in at least one first position of the rotary slide (28) a chamber (40) with an opening (48) lies opposite the abrasive agent feed opening (42) and a chamber (40) with an opening (50) lies opposite the entry opening (52).

12. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 11, characterised in that the rotary slide (28) comprises at least three chambers (40, 40'), of which a third chamber (40') is closed to the abrasive agent feed (44) as well as the high-pressure conduit (6), when the first and second chamber (40) are open to the abrasive agent feed (44) or to the high-pressure conduit (6).

13. A water-abrasive suspension cutting system according to one of the claims 9 to 12, characterised in that the rotary slide (28) is designed as a rotary disc, in which the at least one chamber (40, 40') as a through-hole extends from a first surface to a second surface which is opposed in the direction of the rotation axis (X).

14. A water-abrasive suspension cutting system according to the claims 2 to 13, characterised in that the slide (28) is led between two sealing surfaces (36, 38) which extend parallel to the movement direction, wherein a first surface of the slide (28) bears on a first sealing surface and a second surface of the slide (28) bears on an opposite second sealing surface (38).

15. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 14, characterised in that an abrasive agent feed opening (42) of the abrasive agent feed (44) is formed in the first sealing surface (36).

16. A water-abrasive suspension cutting system according to claim 14 or 15, characterised in that an entry opening (52) of the high-pressure conduit (6) is formed in the second sealing surface (38).

17. A water-abrasive suspension cutting system according to the claims 2 to 16, characterised in that the entry opening (52) of the high-pressure conduit (6) runs out into a pressure container (22) situated in the high-pressure conduit (6).

18. A water-abrasive suspension cutting system according to the claims 2 to 14, characterised in that the at least one chamber (40, 40') in the slide (28) or an abrasive agent feed (44) upstream of the abrasive agent feed opening (42) are provided with pressure-subjection means (54).

Revendications

1. Installation de coupe à suspension eau-abrasif comprenant une source de haute pression (2) qui fournit de l'eau sous haute pression, une buse de sortie (8) et une conduite de haute pression (6) qui relie la source de haute pression (2) à la buse de sortie, ainsi qu'un dispositif d'amenée de milieu abrasif relié (14) à la conduite de haute pression (6), caractérisée en ce que le dispositif d'amenée de milieu abrasif (14) présente un sas comportant au moins une chambre (40, 40', 70), la chambre (40, 40', 70) étant munie d'au moins une première ouverture qui peut être fermée (50, 50') et qui peut être ouverte alternativement sur la conduite de haute pression (6) et sur une amenée de milieu abrasif.

2. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'amenée de milieu abrasif (14) présente un curseur mobile (28) dans lequel est formée au moins une chambre (40, 40'), le curseur (28) pouvant se déplacer entre au moins deux positions, la première ouverture (50) de la chambre faisant face à une ouverture d'entrée (52) de la conduite de haute pression (6) dans une première position du curseur tandis que, dans une seconde position du curseur, la première ouverture (50, 50') de la chambre (40, 40') fait face à une paroi fermée (38) ou à une ouverture d'amenée de milieu abrasif.

3. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 2, caractérisée en ce que le curseur mobile (28) présente au moins deux chambres (40, 40') formées dans son volume intérieur et qui présentent chacune au moins une première ouverture (50, 50'), et le curseur (28) peut se déplacer entre au moins deux positions, l'ouverture (50) d'une première chambre (40) faisant face à une ouverture d'entrée (52) de la conduite de haute pression tandis que l'ouverture (50, 50') d'une seconde chambre fait face à une paroi fermée (38) ou à une ouverture d'amenée de milieu abrasif dans une première position du curseur, et l'ouverture (50) de la seconde chambre (40) faisant face à une ouverture d'entrée (52) de la conduite de haute pression tandis que l'ouverture (50, 50') de la première chambre fait face à une paroi fermée (38) ou à une ouverture d'amenée de milieu abrasif dans une seconde position du curseur.

4. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 3, caractérisée en ce que la conduite de haute pression (6) présente une ouverture d'entrée (52) et les ouvertures (50, 50') des au moins deux chambres peuvent être placées alternativement par un déplacement du curseur (28) dans une position qui fait face à cette ouverture d'entrée (52).

5. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon les revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la première ouverture (50, 50') des chambres (40, 40') forme une ouverture de sortie et les chambres présentent chacune une ouverture d'entrée (48, 48') en supplément de l'ouverture de sortie (50, 50') et, dans une première position du curseur, l'ouverture d'entrée (48) d'une première chambre (40) fait face à une ouverture d'amenée de milieu abrasif (42) tandis que, dans une seconde position du curseur (28), l'ouverture d'entrée (48, 48') de la première chambre (40, 40') fait face à une paroi fermée (35).

6. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 5, caractérisée en ce que, dans le curseur (28) sont formées au moins deux chambres (40, 40') et, dans une première position du curseur, l'ouverture d'entrée (48) d'une première chambre (40) fait face à une amenée de milieu abrasif (42), tandis que l'ouverture d'entrée (48, 48') d'une seconde chambre (36) fait face à une paroi fermée et, dans une seconde position du curseur, l'ouverture d'entrée (48) de la seconde chambre (40) fait face à une ouverture d'amenée de milieu abrasif (42) tandis que l'ouverture d'entrée (48, 48') de la première chambre (40, 40') fait face à une paroi fermée (36).

7. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'il est prévu une ouverture d'amenée de milieu abrasif (42) et les ouvertures d'entrée (48, 48') des au moins deux chambres (40, 40') peuvent être amenées alternativement par un déplacement du curseur (28) dans une position qui fait face à cette ouverture d'amenée de milieu abrasif (42).

8. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le curseur est constitué par un curseur mobile de façon linéaire.

9. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que le curseur est réalisé sous la forme d'un curseur rotatif (28).

10. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 9, caractérisée en ce que le curseur rotatif (28) présente un entraînement rotatif (34) qui assure un entraînement continu dans un sens de rotation (D).

11. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'une amenée de milieu abrasif est équipée d'une ouverture d'amenée de milieu abrasif (42), la conduite de haute pression (6) présente une ouverture d'entrée (52) et le curseur rotatif (28) présente au moins deux chambres (40, 40') parmi lesquelles, dans au moins une première position du curseur rotatif (28), une chambre (40) fait face à l'ouverture d'amenée de milieu abrasif (42) par une ouverture (48) et une chambre (40) fait face à l'ouverture d'entrée (52) par une ouverture (50).

12. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 11, caractérisée en ce que le curseur rotatif (28) présente au moins trois chambres (40, 40'), dont une troisième chambre (40'), qui est fermée aussi bien sur l'amenée de milieu abrasif (44) que sur la conduite de haute pression (6) lorsque la première et la seconde chambre (40) sont ouvertes sur l'amenée de milieu abrasif (44) ou sur la conduite de haute pression (6).

13. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que le curseur rotatif (28) est constitué par un disque rotatif dans lequel l'au moins une chambre (40, 40'), constituée par un trou de passage, s'étend d'une première surface à une seconde surface située à l'opposé dans la direction de l'axe de rotation (X).

14. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon les revendications 2 à 13, caractérisée en ce que le curseur (28) est guidé entre deux surfaces de joint (36, 38) qui s'étendent parallèlement à la direction de mouvement, une première surface du curseur (28) étant en contact avec une première surface de joint et une seconde surface du curseur (28) étant en contact avec une seconde surface de joint (38) qui fait face à la première surface de joint.

15. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'une ouverture d'amenée de milieu abrasif (42) de l'amenée de milieu abrasif (44) est formée dans la première surface de joint (36).

16. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce qu'une ouverture d'entrée (52) de la conduite de haute pression (6) est formée dans la seconde surface de joint (38).

17. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon les revendications 2 à 16, caractérisée en ce que l'ouverture d'entrée (52) de la conduite de haute pression (6) débouche dans un réservoir sous pression (22) placé dans la conduite de haute pression (6).

18. Installation de coupe à suspension eau-abrasif selon les revendications 2 à 14, caractérisée en ce que l'au moins une chambre (40, 40') dans le curseur (28), ou une amenée de milieu abrasif (44), est munie de moyens d'application de pression (54) en amont de l'ouverture d'amenée de milieu abrasif (42).

Zeichnung