<Desc/Clms Page number 1>
"Inrichting voor het in een te consolideren en te draineren slibmassa aanbrengen van een horizontaal net van draineerbuizen"
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het in een te consolideren en te draineren slibmassa, ook genoemd te compacteren slibmassa, aanbrengen van een horizontaal net van draineerbuizen.
Het stockeren van slib, dat vaak als een min of meer verontreinigde specie wordt aanzien, doet steeds meer problemen oprijzen zowel op het economisch als op het zuiver technisch vlak.
Om aan het plaatsgebrek te verhelpen, wordt thans veel beroep gedaan op een techniek die erin bestaat een bestaand waterbekken plaatselijk te verdiepen en in de op deze wijze ontstane onderwatercel slib te storten. Waterbekkens die daartoe bijzonder geschikt zijn, zijn o. a. kunstmatig gegraven havendokken. Inderdaad wordt de bodem van een dergelijk waterbekken gemakkelijk met 5 meter of meer uitgediept en aangezien de uitgegraven of weggebaggerde materialen meestal uit zand bestaan, kunnen deze zonder gevaar voor het verhogen van omliggende min of meer verwijderde gebieden aangewend worden.
In een op deze wijze ontstane kunstmatige cel kunnen aanzienlijke hoeveelheden slib worden gestort. Het compacteren van deze slibmassa verhoogt de bergingscapaciteit van de in de aanhef genoemde watercellen.
De uitvinding heeft nu tot doel een
<Desc/Clms Page number 2>
inrichting voor te schrijven die het mogelijk maakt een slibmassa te compacteren door het in deze massa aanbrengen van een horizontaal netwerk van draineerbuizen.
Om dit conform de uitvinding mogelijk te maken, bestaat de inrichting uit : a) een drijvend ponton uitgerust met middelen voor het verplaatsen van het ponton ten opzichte van het aan te brengen net ; b) een vanaf bedoeld ponton tot op de gewenste diepte neer te laten mechanische arm voorzien van middelen voor het naar het uiteinde van de mechanische arm geleiden van de draineerbuizen ; c) minstens één mes aan het onderste uiteinde van de mechanische arm bevestigd voor het in de sliblaag trekken van een sleuf waarin minstens een rij draineerbuizen kunnen worden ingewerkt tijdens de verplaatsing van het drijvend ponton.
In een bijzonder doeltreffende uitvoeringsvorm bestaat hogerbedoeld mes uit twee verticale platen die op een afstand van elkaar zijn gemonteerd die nagenoeg overeenstemt met de breedte van de te vormen sleuf terwijl vooraan, in de bewegingszin van het mes beschouwd, het mes uitgerust is met een verticale buis met vooraan een reeks spuitgaten voor het openwerken van de slibmassa.
Steeds volgens deze uitvoeringsvorm zijn tussen hogerbedoelde twee platen die het mes vormen, rollen voorzien om de tussen bedoelde platen door de geleidebuizen ingevoerde draineerbuizen over de nodige kromtestraal te buigen.
Andere details en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een inrichting voor het in een te consolideren en te draineren slibmassa aanbrengen van
<Desc/Clms Page number 3>
een horizontaal net van draineerbuizen, volgens de uitvinding.
Deze beschrijving wordt uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.
Figuur 1 is een schematische voorstelling volgens een langsdoorsnede van een onderwatercel waarin slib is gestort, met schematische voorstelling van geleide- en draineerbuizen.
Figuur 2 is een schematisch gehouden zijaanzicht van een ponton met mechanische arm uitgerust met een mes.
Figuur 3 vertoont op een andere schaal het mes zoals deze onderaan een mechanische arm is gemonteerd in een uitvoering met twee draineerbuizen.
Figuur 4 is op een grotere schaal een dwarsdoorsnede door een mes uit de inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 5 is een bovenaanzicht op het mes uit de inrichting volgens de uitvinding.
Ter verduidelijking van de techniek die aan de basis ligt van de inrichting volgens de aanvrage wordt in figuur 1 de situatie weergegeven die zich in een waterbekken kan voordoen wanneer daarin een onderwatercel wordt gecreëerd voor het opvangen van slib afkomstig meestal van baggerwerken.
In figuur l wordt een langsdoorsnede van een dok (of meer algemeen een waterbekken) voorgesteld waarin een onderwatercel 1 werd gecreëerd. Verschillende waterpeilen werden voorgesteld met de verwijzingen a, b en c. In de veronderstelling dat met peil b een niveau-15 overeenstemt, dan stemt bijvoorbeeld peil c met niveau-20 overeen zodat de bodem 3 van de kunstmatig gecreëerde watercel hiermede
<Desc/Clms Page number 4>
overeenstemt. De dikte van de gestorte slibmassa is dan onder deze omstandigheden vijf meter.
Door het aanbrengen in deze slibmassa van een horizontaal net van draineerbuizen kan de slibmassa op gevoelige wijze worden gecompacteerd nadat over een periode van bijvoorbeeld zes maanden bestendig een onderdruk in de draineerbuizen is onderhouden en het gedraineerde water wordt verwijderd. De duur van bedoelde periode hangt af van de snelheid van de ontwatering en de dikte van de sliblaag. De hierbij
EMI4.1
ontstane volumewinst kan 25 ä 30 % bedragen. Deze percentages kunnen variëren in functie van de begintoestand van het slib.
Om een dergelijke bewerking in een sliblaag in de hierboven beschreven omstandigheden met technisch betrouwbare middelen te kunnen uitvoeren is nu, volgens de uitvinding, een inrichting ontworpen die bestaat uit een drijvend ponton 4. Het begrip "ponton" omvat uiteraard ook een verbouwde emmerbaggermolen die zich dan uitstekend tot het uitvoeren van de noodzakelijke bewerkingen leent.
Op het ponton 4 is een mechanische arm 5 met scharnierpunt 6 en een gebruikelijke hefkabel 7 voorzien zodat uitgaande van de ruststand van de mechanische arm 5 deze in de werkstand kan worden gebracht zoals figuur 2 dit laat zien. Op het ponton komen haspels 8 voor waarop de nodige draineerbuizen 9 over hun ganse lengte zijn gewonden.
Deze draineerbuizen worden over een stel van twee of meer rollen 10 rechtgetrokken. Elke draineerbuis dringt onmiddellijk daarop in een op de mechanische arm 5 met beugels 10'of dergelijke bevestigde geleidebuis 11. De geleidebuizen 11 voeren de draineerbuizen 9 tot in de onmiddellijke nabijheid van elk mes 12.
<Desc/Clms Page number 5>
Met de uitdrukking "mes" wordt een structuur bedoeld die in detail aan de hand van figuren 3,4 en 5 zal worden beschreven.
In zijn meest voordelige uitvoeringsvorm bestaat elk mes 12 uit twee op een afstand van elkaar gemonteerde platen 13 waartussen de draineerbuizen 9 over rollen worden geleid (figuren 3 en 4). De afstand tussen de platen 13, vermeerderd met hun dikte op de verticale buis 20, en rekening houdend met andere op deze messen gemonteerde onderdelen, bepaalt de breedte van de sleuf. In figuur 5 zijn de in sleuven gevoerde draineerbuizen 9 zichtbaar.
Achteraan, in de bewegingszin van het mes beschouwd, is nagenoeg ter hoogte van de bovenrand van de messen 12 een cilinder 14 aangebracht (figuren 3 en 5) die als functie heeft het slibmateriaal af te strijken.
Verdere afstrijkmiddelen die de gevormde sleuf moeten dichten, worden gevormd door telkens voor elke sleuf twee verticale platen 15 die zich over de volledige dikte van de sliblaag uitstrekken (figuren 3 en 5) en onder tussenkomst van platen 16 met elke plaat 13 behorende tot een mes 12 zijn verbonden.
Twee onder elkaar samenwerkende platen 15 vormen met een der platen 13 uit een mes 12 een hoek die, bij de verplaatsing van het ponton, het vullen van een sleuf bevorderen.
Tussen twee platen 13 die een mes 12 vormen en bovenaan door tussenstukken 17 zijn verbonden, worden de draineerbuizen 9 derwijze afgebogen dat zij vanaf het einde van de mechanische arm 5 naar elk van de messen 12 worden gevoerd om nadien in elk mes op verschillende hoogtes te worden geleid en omgebogen.
<Desc/Clms Page number 6>
De rollen 18 buigen de draineerbuizen naar elk van de messen 12 om, terwijl de rollen 19 de draineerbuizen over een hoek van 900 ombuigen en naar de niveau's waarop de draineerbuizen 9 in de sleuven moeten belanden richten. Uiteraard kunnen draineerbuizen op meer dan twee niveau's voorkomen.
Om in de slibmassa de nodige sleuven in een eerste fase open te werken, is elk mes 12 vooraan van een verticale buis 20 met een snijrand 21 voorzien waarin een reeks spuitgaten 22 voorkomen waardoorheen water onder druk kan worden gespoten. Door de uitgeoefende druk worden de hardere sliblagen afgebroken. Watertoevoer wordt verzekerd doorheen de leidingen 23.
Met de inrichting volgens de uitvinding kunnen volgens een technisch feilloos toepasbare werkwijze in sliblagen met betrekkelijk grote diktes draineerbuizen in boven elkaar voorkomende lagen worden aangebracht zodat door een over meerdere maanden gespreide onderdruk het in het slib aanwezige water wordt afgevoerd. Dit leidt dan tot een compactering van de sliblaag waardoor het volume van het slib aanzienlijk kan worden gereduceerd.
Bij het aanbrengen van drainagebuizen kunnen verschillende stadia onderscheiden worden : a) Aanbrengen van de walverbinding door middel van een gesloten buis ; b) Aanbrengen van de draineerbuizen in het mes en aanleggen van de verbinding met de wal ; c) Aanbrengen van de draineerbuizen in het slib ; d) Terugstellen naar de beginpositie van de volgende track.
Deze verschiilende stadia worden hierna meer in detail beschreven :
A. Aanbrengen van de gesloten buis.
<Desc/Clms Page number 7>
Vanaf de wal, waar de collectorleiding komt, wordt de gesloten buis vastgehouden en afgerold in het water en naar het mes gebracht die zich heeft gepositioneerd op het begin van een track. Dit gebeurt evenveel keer als er draineerbuizen worden aangebracht per track.
B. Aanbrengen van de draineerbuis in het mes.
Het ponton wordt gepositioneerd aan een uiteinde van de onderwatercel en de mechanische arm wordt naar boven gehaald zodat het mes volledig boven water komt te staan. De draineerbuizen worden op de haspels geplaatst en worden door de geleidebuizen op de mechanische arm naar en dan door het mes gebracht.
Eenmaal alle draineerbuizen door het mes zijn gebracht, wordt de verbinding gemaakt met de gesloten buis naar de wal die reeds ter plaatse is zoals hoger uiteengezet.
C. Aanbrengen van de draineerbuizen.
Zodra alle verbindingen aangelegd zijn en het ponton in zijn exacte positie is komen te staan, wordt de mechanische arm naar beneden gebracht tot op een diepte waarop het mes volledig in het slib is gebracht. Het ponton kan dan worden verplaatst naar het andere uiteinde van de slibcel. Dit kan gebeuren door op zichzelf bekende technieken. Als alle draineerbuizen zijn afgerold, op het einde van de slibcel, wordt de mechanische arm terug opgehaald.
D. Terugstellen naar de beginpositie.
Dit gebeurt door het toepassen van technieken die algemeen van toepassing zijn bij het verplaatsen van pontons of gelijkaardige drijvende constructies.
<Desc / Clms Page number 1>
"Device for arranging a horizontal net of drainage pipes in a sludge mass to be consolidated and to be drained"
The invention relates to a device for arranging a horizontal net of drainage pipes in a sludge mass to be consolidated and to be drained, also called sludge mass to be compacted.
The storage of sludge, which is often regarded as a more or less contaminated spoil, is causing more and more problems both economically and purely technically.
In order to remedy the lack of space, much use is currently being made of a technique that consists of deepening an existing water basin locally and dumping it in the underwater cell sludge that has been created in this way. Water basins that are particularly suitable for this purpose include a. Artificially dug harbor docks. Indeed, the bottom of such a water basin is easily deepened by 5 meters or more, and since the excavated or dredged materials usually consist of sand, they can be used without risk of raising surrounding more or less distant areas.
Substantial amounts of sludge can be deposited in an artificial cell created in this way. Compacting this sludge mass increases the storage capacity of the water cells mentioned in the preamble.
The object of the invention is now one
<Desc / Clms Page number 2>
prescribe an apparatus which makes it possible to compact a sludge mass by arranging a horizontal network of drainage pipes in this mass.
In order to make this possible in accordance with the invention, the device consists of: a) a floating pontoon equipped with means for moving the pontoon relative to the net to be installed; b) a mechanical arm to be lowered from said pontoon to the desired depth and provided with means for guiding the drainage pipes to the end of the mechanical arm; c) at least one blade attached to the lower end of the mechanical arm for drawing a trench into the sludge layer in which at least one row of drainage pipes can be incorporated during the displacement of the floating pontoon.
In a particularly effective embodiment, the above-mentioned knife consists of two vertical plates which are mounted at a distance from each other, which corresponds approximately to the width of the slot to be formed, while in the front, in the sense of movement of the knife, the knife is equipped with a vertical tube with a series of nozzles at the front for opening up the sludge mass.
According to this embodiment, rollers are provided between the above-mentioned two plates which form the knife, in order to bend the drainage pipes introduced between the said plates through the guide tubes over the necessary radius of curvature.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of a device for applying sludge mass to be consolidated and drained
<Desc / Clms Page number 3>
a horizontal network of drainage pipes according to the invention.
This description is given by way of example only and does not limit the invention. The reference numbers refer to the attached figures.
Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of an underwater cell in which sludge has been deposited, with schematic representation of guide and drain pipes.
Figure 2 is a schematic side view of a pontoon with a mechanical arm equipped with a knife.
Figure 3 shows the knife on a different scale as it is mounted at the bottom of a mechanical arm in a version with two drainage pipes.
Figure 4 is on a larger scale a cross-section through a knife from the device according to the invention.
Figure 5 is a top view of the knife from the device according to the invention.
To clarify the technique underlying the device according to the application, figure 1 shows the situation that can occur in a water basin when an underwater cell is created therein for collecting sludge originating mostly from dredging works.
Figure 1 shows a longitudinal section of a dock (or more generally a water basin) in which an underwater cell 1 was created. Different water levels have been suggested with references a, b and c. Assuming that level b corresponds to level 15, level c corresponds to level 20, for example, so that the bottom 3 of the artificially created water cell
<Desc / Clms Page number 4>
corresponds. Under these circumstances, the thickness of the deposited sludge mass is five meters.
By applying a horizontal net of drainage pipes in this sludge mass, the sludge mass can be sensitively compacted after a negative pressure has been maintained in the drainage pipes over a period of, for example, six months and the drained water is removed. The duration of this period depends on the speed of dewatering and the thickness of the sludge layer. The hereby
EMI4.1
resulting volume gain can be 25 to 30%. These percentages can vary depending on the initial state of the sludge.
In order to be able to carry out such a processing in a sludge layer under technically reliable means under the conditions described above, an installation has now been designed, according to the invention, consisting of a floating pontoon 4. The term "pontoon" naturally also includes a converted bucket dredger then borrows excellently until the necessary operations are performed.
A mechanical arm 5 with pivot point 6 and a conventional lifting cable 7 is provided on the pontoon 4, so that, starting from the rest position of the mechanical arm 5, it can be brought into the working position as shown in Figure 2. Reels 8 appear on the pontoon, on which the necessary drainage pipes 9 are wound over their entire length.
These drainage pipes are straightened over a set of two or more rollers 10. Each drain pipe immediately penetrates thereon a guide tube 11 mounted on the mechanical arm 5 with brackets 10 'or the like. The guide tubes 11 lead the drain tubes 9 into the immediate vicinity of each knife 12.
<Desc / Clms Page number 5>
By the term "knife" is meant a structure which will be described in detail with reference to Figures 3,4 and 5.
In its most advantageous embodiment, each blade 12 consists of two spaced-apart plates 13 between which the drain pipes 9 are guided over rollers (Figures 3 and 4). The distance between the plates 13, increased by their thickness on the vertical tube 20, and taking into account other parts mounted on these knives, determines the width of the slot. In Fig. 5, the drainage pipes 9, which are fed into slots, are visible.
At the rear, viewed in the sense of movement of the knife, a cylinder 14 (figures 3 and 5) is arranged substantially at the level of the top edge of the knives 12, the function of which is to rub off the sludge material.
Further scrapers which have to seal the formed slot are formed by two vertical plates 15 for each slot which extend over the full thickness of the sludge layer (figures 3 and 5) and through plates 16 with each plate 13 belonging to a knife 12 are connected.
Two plates 15 co-operating with each other form an angle with one of the plates 13 from a knife 12, which, when the pontoon is displaced, promote the filling of a trench.
Between two plates 13 forming a knife 12 and connected at the top by spacers 17, the drain pipes 9 are deflected in such a way that they are fed from the end of the mechanical arm 5 to each of the knives 12, afterwards in each knife at different heights. be guided and bent.
<Desc / Clms Page number 6>
The rollers 18 bend the drainpipes to each of the blades 12, while the rollers 19 bend the drainpipes at an angle of 900 and point to the levels at which the drainpipes 9 are to land in the slots. Drainage pipes can of course occur on more than two levels.
In order to open the necessary slots in the sludge mass in a first phase, each knife 12 is provided at the front with a vertical tube 20 with a cutting edge 21 in which a series of nozzles 22 occur through which water can be sprayed under pressure. The harder sludge layers are broken down by the applied pressure. Water supply is ensured through the pipes 23.
With the device according to the invention, in a technically flawlessly applicable method, sludge layers with relatively great thicknesses of drainage pipes can be applied in superimposed layers, so that the water present in the sludge is discharged by a vacuum spread over several months. This then leads to a compaction of the sludge layer, whereby the volume of the sludge can be considerably reduced.
When installing drainage pipes, different stages can be distinguished: a) Installing the shore connection by means of a closed pipe; b) Installing the drainage pipes in the knife and making the connection to the shore; c) Installing the drainage pipes in the sludge; d) Reset to the starting position of the next track.
These different stages are described in more detail below:
A. Installing the closed tube.
<Desc / Clms Page number 7>
From the shore, where the collector pipe is going, the closed tube is held and unrolled in the water and brought to the knife that has positioned itself at the beginning of a track. This happens the same number of times when drainage pipes are installed per track.
B. Installing the drain pipe in the knife.
The pontoon is positioned at one end of the underwater cell and the mechanical arm is raised so that the knife is completely above water. The drainage pipes are placed on the reels and are guided through the guide tubes on the mechanical arm and then through the blade.
Once all the drainage pipes have been passed through the knife, the connection is made with the closed pipe to shore already on site as explained above.
C. Installation of the drainage pipes.
Once all connections have been made and the pontoon has moved to its exact position, the mechanical arm is lowered to a depth where the blade is fully slurried. The pontoon can then be moved to the other end of the sludge cell. This can be done by techniques known per se. When all the drainage pipes have been unrolled, at the end of the sludge cell, the mechanical arm is retrieved.
D. Resetting to the starting position.
This is done by applying techniques that are generally applicable when moving pontoons or similar floating structures.