BE1018585A3

BE1018585A3 - CUTTING HEAD FOR DAGGING GROUND, CUTTING DRAINER PROVIDED WITH SUCH CUTTING HEAD, AND USE OF THE CUTTING HEAD FOR Dredging Ground.

Info

Publication number: BE1018585A3
Application number: BE2009/0412A
Authority: BE
Inventors: Bruno Tack; Stijn Claessens
Original assignee: Dredging Int
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-04-05
Also published as: TW201114988A; TWI523995B; EP2452022B1; SG177457A1; JP2012532263A; NZ597501A; EP2452022B2; JP5856053B2; AR077551A1; PT2452022E; ZA201200095B; AU2010270277A1; ES2438503T5; US20120272552A1; AU2010270277B2; HK1166829A1; EP2452022A1; MY173705A; MX2012000292A; ES2438503T3

Abstract

De uitvinding betreft een snijkop voor het baggeren van grond onder water, welke snijkop geschikt is om roteerbaar rond een hartlijn te worden bevestigd aan de ladder van een snijkopzuiger en hiermee door de grond te worden bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging, welke snijkop een basisring omvat, een zich in de richting van de hartlijn op afstand van de basisring bevindende naaf, alsmede meerdere zich vanaf de basisring naar de naaf uitstrekkende steunarmen, waarbij tussen steunarmen een doorgaande opening is gelegen en waarbij de snijwerktuigen tenminste aan hun vrije uiteinde axisymmetrisch zijn. De uitgevonden snijkop heeft een verhoogd rendement, in het bijzonder voor gronden met een UCS ("Unconfined Compressive Strength) van ten minste 50 MPa.The invention relates to a cutting head for dredging submerged soil, which cutting head is adapted to be mounted rotatably about an axis on the ladder of a cutter suction dredger and thereby moved through the ground in a sideways swinging motion, which cutter head comprises a base ring, a hub spaced from the base ring in the direction of the centerline, as well as a plurality of support arms extending from the base ring to the hub, wherein a through opening is located between support arms and wherein the cutting tools are axisymmetrical at least at their free end. The invented cutting head has an increased efficiency, in particular for soils with a UCS ("Unconfined Compressive Strength) of at least 50 MPa.

Description

Snijkop voor het baggeren van grond, snijkopzuiger voorzien van een dergelijke snijkop, en gebruik van de snijkop voor het baggeren van grondCutting head for dredging soil, cutter suction dredger provided with such a cutting head, and use of the cutting head for dredging soil

De uitvinding heeft betrekking op een snij’kop voor het baggeren van grond onder de waterspiegel, welke snijkop geschikt is voor bevestiging aan de ladder, van een snijkopzuiger en hiermee over de grond te worden bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging. De uitvinding heeft tevens betrekking op een snijkopzuiger voorzien van een dergelijke snijkop, en op het gebruik van de snijkop voor het baggeren van grond, in het bijzonder van relatief harde grond.The invention relates to a cutting head for dredging soil below the water surface, which cutting head is suitable for attachment to the ladder, of a cutter suction dredger and thereby to be moved over the ground in a lateral swinging movement. The invention also relates to a cutter suction dredger provided with such a cutter head, and to the use of the cutter head for dredging soil, in particular relatively hard soil.

Een snijkop van het in de aanhef beschreven type is bijvoorbeeld bekend uit NL-1031253. De bekende snijkop is een rond een hartlijn roteerbaar omwentelingslichaam, gevormd door een basisring en een op afstand daarvan en concentrisch ermee geplaatste naaf, waartussen zich een aantal steunarmen uitstrekken, die zijn voorzien van snijwerktuigen. De bekende snijwerktuigen zijn beitelvormig, waarmee wordt aangegeven dat zij aan hun vrije uiteinde een afgeplat gedeelte omvatten, met de kopse kant waarvan ze over een bepaalde lijnafstand contact maken met de grond. Voor een goede snijdende werking dienen de snijwerktuigen bij rotatie van de bekende snijkop als eerste in aanraking te komen met de grond. Daarom bevinden de snijwerktuigen zich op een, in de rotatierichting van de snijkop gezien, voorste gedeelte van de steunarmen.A cutting head of the type described in the preamble is known, for example, from NL-1031253. The known cutting head is a body of rotation rotatable about an axis, formed by a base ring and a hub spaced therefrom and concentrically therewith, between which a number of support arms extend, which are provided with cutting tools. The known cutting tools are chisel-shaped, with the indication that they comprise a flattened part at their free end, the end face of which they make contact with the ground over a certain line distance. For a good cutting action, the cutting tools must first come into contact with the ground when the known cutting head is rotated. Therefore, the cutting tools are located on a front part of the support arms, viewed in the direction of rotation of the cutting head.

De snijkop wordt toegepast in combinatie met een snijkopzuiger (ook wel aangeduid met cutterzuiger). Een snijkopzuiger omvat een vaartuig dat door middel van zogenaamde spudpalen wordt verankerd in de grond. Door deze verankering kunnen de tijdens het baggeren optredende reactiekrachten worden opgevangen en doorgeleid naar de grond. Aan de ladder van de snijkopzuiger is een zuigleiding bevestigd die in verbinding staat met de snijkop en waarlangs de gebaggerde grond verwijderd wordt.The cutter head is used in combination with a cutter suction dredger (also referred to as cutter suction dredger). A cutter suction dredger comprises a vessel that is anchored in the ground by means of so-called spud poles. Due to this anchoring, the reaction forces occurring during dredging can be absorbed and passed on to the ground. A suction pipe is attached to the ladder of the cutter suction dredger which is connected to the cutter head and along which the dredged soil is removed.

Bij het baggeren wordt de snijkop in rotatie gebracht en met ladder en zuigleiding onder een doorgaans schuine hoek onder water gelaten, totdat deze de grond raakt. Door de ladder met behulp van lieren alternerend van bakboordzijde naar stuurboordzijde te verhalen, wordt de snijkop met een zijwaartse zwaaibeweging door de grond gesleept. Doordat de snijkop om de hartlijn van de snijkop - de lijn die de rotatiecentra van de basisring en de naaf verbindt - roteert slaan de snijwerktuigen met hun kopvlakken onder grote kracht in de grond, onder het gewicht van de snijkop, ladder en zuigleiding.When dredging, the cutting head is brought into rotation and, with a ladder and suction line, is submerged under a generally oblique angle until it touches the ground. By hoisting the ladder alternately from port side to starboard side with the help of winches, the cutting head is dragged through the ground with a sideways swinging movement. Because the cutting head rotates around the center line of the cutting head - the line connecting the centers of rotation of the base ring and the hub - the cutting tools with their end faces hit the ground under great force, under the weight of the cutting head, ladder and suction line.

De hierdoor gevormde brokstukken worden via doorgaande openingen tussen de steunarmen opgezogen en door de zuigleiding afgevoerd. Door de snijkopzuiger telkens over een bepaalde afstand te verleggen en de bovengenoemde zwaaibeweging te herhalen kan een volledig grondoppervlak worden gebaggerd.The debris formed as a result is sucked in through through openings between the support arms and discharged through the suction line. By moving the cutter suction dredger over a certain distance each time and repeating the aforementioned swinging motion, a complete ground surface can be dredged.

De bekende snijkop heeft als nadeel dat relatief harde grond, zoals rots bijvoorbeeld, in het kader van onderhavige aanvraag gedefinieerd als grond met een UCS (‘Unconfined Compressive Strength’) van tenminste 50 MPa, niet of slechts met beperkt rendement gebaggerd kan worden. De UCS is een voor de vakman bekend begrip en staat voor de druksterkte van een grondmassa, waarvan de zijwanden tijdens het. onder druk zetten niet worden ondersteund. Met rendement wordt in het kader van deze aanvrage bedoeld het per tijdseenheid en per vermogenseenheid uitgebaggerde volume grond.The known cutting head has the drawback that relatively hard soil, such as rock, for the purposes of the present application, defined as soil with a UCS ("Unconfined Compressive Strength") of at least 50 MPa, cannot be dredged or only with limited efficiency. The UCS is a concept known to those skilled in the art and stands for the compressive strength of a ground mass, the side walls of which during the. pressurized are not supported. In the context of this application, efficiency is understood to mean the volume of soil dredged per unit of time and per unit of power.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel in een snijkop voor een snijkopzuiger te voorzien die naast andere voordelen doelmatiger gronden uit kan baggeren, en die het in het bijzonder mogelijk maakt om relatief harde grondsoorten te baggeren met een ten opzichte van de bekende snijkop verhoogd rendement.The present invention has for its object to provide a cutter head for a cutter suction dredger which, among other advantages, can dredge soils more efficiently, and which in particular makes it possible to dredge relatively hard soil types with an efficiency higher than the known cutter head.

Volgens de uitvinding wordt daartoe een snijkop verschaft, die een rond een hartlijn roteerbaar omwentelingslichaam omvat, dat wordt gevormd door een basisring en een op afstand daarvan geplaatste naaf, waartussen zich een aantal steunarmen, voorzien van snij werktuigen, uitstrekt, waarbij de snijwerktuigen tenminste aan hun vrije uiteinde axisymmetrisch zijn. Door onder andere de steunarmen van de snijkop te voorzien van dergelijke snijwerktuigen, blijkt in het bijzonder relatief harde grond, zoals bijvoorbeeld rots, met een ten opzichte van de bekende snijkop verhoogd rendement gebaggerd te kunnen worden. De axisymmetrie van de snijwerktuigen blijkt een gunstige werking te hebben op het breken van de grond, en in het bijzonder relatief harde grond.According to the invention a cutting head is provided for this purpose, which comprises a body of rotation rotatable about a central axis, which body is formed by a base ring and a hub placed at a distance therefrom, between which a number of support arms, provided with cutting tools, extend, the cutting tools at least their free end are axisymmetrical. By providing, among other things, the cutting arm support arms with such cutting tools, it is found that in particular relatively hard soil, such as for example rock, can be dredged with an increased efficiency compared to the known cutting head. The axisymmetry of the cutting tools appears to have a favorable effect on the breaking of the soil, and in particular relatively hard soil.

De bekende snijwerktuigen zijn aan hun vrije uiteinde relatief breed om te kunnen weerstaan aan de grote krachten die deze ondervinden bij het baggeren. Het gewicht van de onder water gelegen onderdelen van de snijkopzuiger wordt immers verdeeld over het contactoppervlak tussen de snijwerktuigen en de grond. Door het bekende snij werktuig een relatief breed vrij uiteinde te geven is dit contactoppervlak relatief groot, waardoor de op de grond overgebrachte kracht over een relatief groot oppervlak wordt verdeeld. De gemiddelde druk op het contactoppervlak wordt aldus beperkt gehouden, waardoor breuk van de snij werktuigen wordt voorkomen.The known cutting tools are relatively wide at their free end in order to be able to withstand the great forces which they experience during dredging. After all, the weight of the submerged parts of the cutter suction dredger is distributed over the contact surface between the cutting tools and the ground. By giving the known cutting tool a relatively wide free end, this contact surface is relatively large, whereby the force transmitted to the ground is distributed over a relatively large surface. The average pressure on the contact surface is thus kept limited, thus preventing breakage of the cutting tools.

Doordat de snij werktuigen volgens de uitvinding tenminste aan hun vrije uiteinde axisymmetrisch zijn en met dit gedeelte in aanraking komen met de grond, dringen de snij werktuigen reeds bij relatief lage krachten in de grond. Bovendien is de plaatselijk op de grond uitgeoefende druk relatief hoog, waardoor de grond, en in het bijzonder relatief harde grond, effectief wordt verbrijzeld.Because the cutting tools according to the invention are axisymmetrical at least at their free end and come into contact with the ground with this part, the cutting tools penetrate the ground at relatively low forces. Moreover, the pressure exerted locally on the ground is relatively high, as a result of which the ground, and in particular relatively hard ground, is effectively crushed.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de snijkop heeft het kenmerk dat de snijwerktuigen rotatiesymmetrisch zijn, en met meer voorkeur kegelvormig zijn gevormd. Een dergelijke geometrie laat toe gemiddeld hogere drukken over te brengen op de grond dan met het bekende snij werktuig mogelijk is. Een verder voordeel van het snij werktuig volgens de uitvinding, en in het bijzonder van de kegelvormige voorkeursvariant, is dat deze door zijn vorm minder ruimte inneemt dan het bekende snijwerktuig. Het wordt daardoor mogelijk de snijkop te voorzien van een groot aantal snijwerktuigen wat voordelig is gebleken voor het baggerrendement van de snijkop. Om dezelfde reden kunnen de zich tussen de stermannen van de snijkop bevindende doorgaande openingen waarlangs de gebaggerde grond wordt afgevoerd eveneens kleiner zijn dan bij de bekende snijkop het geval is. De snijwerktuigen volgens de uitvinding belemmeren de doorgang namelijk minder. Hierdoor kan ook het aantal steunarmen toenemen.A preferred embodiment of the cutting head is characterized in that the cutting tools are rotationally symmetrical and more preferably have a conical shape. Such a geometry makes it possible to transfer higher pressures to the ground on average than is possible with the known cutting tool. A further advantage of the cutting tool according to the invention, and in particular of the conical preferred variant, is that it takes up less space due to its shape than the known cutting tool. It hereby becomes possible to provide the cutting head with a large number of cutting tools, which has proved to be advantageous for the dredging efficiency of the cutting head. For the same reason, the through openings located between the star men of the cutting head through which the dredged soil is discharged can also be smaller than is the case with the known cutting head. This is because the cutting tools according to the invention hinder the passage less. This can also increase the number of support arms.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt de snijkop volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het topgedeelte van de kegelvormige snijwerktuigen een kromtestraal hebben van ten hoogste 500 mm, met meer voorkeur van ten hoogste 350 mm, met nog meer voorkeur van ten hoogste 100 mm, en met de meeste voorkeur van ten hoogste 50 mm. Nog een andere voorkeursvariant omvat kegelvormige snijwerktuigen waarvan het topgedeelte een kromtestraal heeft begrepen tussen 1 en 100 mm, en met meer voorkeur tussen 5 en 80 mm. In nog een andere voorkeursvariant omvatten de snijwerktuigen een houder waarin een kegelvormige hardmetalen inzetstuk is opgenomen.In another preferred embodiment, the cutting head according to the invention is characterized in that the top portion of the conical cutting tools have a radius of curvature of at most 500 mm, more preferably of at most 350 mm, even more preferably of at most 100 mm, and with most preferably of at most 50 mm. Yet another preferred variant comprises conical cutting tools, the top portion of which has a radius of curvature between 1 and 100 mm, and more preferably between 5 and 80 mm. In yet another preferred variant, the cutting tools comprise a holder in which a cone-shaped hard metal insert is received.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de snijkop volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de snijkop ten minste 5 stermannen omvat, met meer voorkeur tenminste 10 steunarmen, en met de meeste voorkeur tenminste 15 steunarmen. Het is zelfs mogelijk dat de snijkop tussen de basisring en de naaf een omwentelingsoppervlak omvat dat is voorzien van doorgaande openingen. Het gedeelte van het omwentelingsoppervlak dat tussen de openingen is gelegen vormt dan de ‘steunarmen’ van de snijkop. Een andere mogelijkheid is de snijkop te voorzien van axiaal verlopende steunarmen waaraan in de omtreksrichting verlopende dwarsarmen zijn bevestigd.A preferred embodiment of the cutting head according to the invention is characterized in that the cutting head comprises at least 5 star men, more preferably at least 10 supporting arms, and most preferably at least 15 supporting arms. It is even possible that the cutting head between the base ring and the hub comprises a surface of revolution which is provided with through openings. The part of the surface of revolution that is located between the openings then forms the "support arms" of the cutting head. Another possibility is to provide the cutting head with axially extending support arms to which transverse arms extending in the circumferential direction are attached.

Het aantal snij werktuigen kan binnen brede grenzen worden gevarieerd, waarbij het voordelen heeft als het aantal snij werktuigen zo groot mogelijk is. In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de snijkop volgens de uitvinding tenminste 50 snijwerktuigen, met meer voorkeur tenminste 100 snijwerktuigen, met nog meer voorkeur tenminste 140 snijwerktuigen, en met de meeste voorkeur tenminste 180 snijwerktuigen. Hierbij kunnen de snijwerktuigen regelmatig maar ook onregelmatig zijn verdeeld over het omwentelingsvlak van de snijkop. Het aantal snijwerktuigen per steunarm omvat bij voorkeur ten minste 10 snijwerktuigen, met meer voorkeur tenminste 15 snijwerktuigen, met nog meer voorkeur tenminste 20 snijwerktuigen, en met de meeste voorkeur tenminste 25 snijwerktuigen,The number of cutting tools can be varied within wide limits, it being advantageous if the number of cutting tools is as large as possible. In a preferred embodiment, the cutting head according to the invention comprises at least 50 cutting tools, more preferably at least 100 cutting tools, even more preferably at least 140 cutting tools, and most preferably at least 180 cutting tools. In this case, the cutting tools can be regularly but also irregularly distributed over the surface of the cutting head. The number of cutting tools per support arm preferably comprises at least 10 cutting tools, more preferably at least 15 cutting tools, even more preferably at least 20 cutting tools, and most preferably at least 25 cutting tools,

De snijkop volgens de uitvinding snijdt de grond op fundamenteel andere wijze dan de bekende snijkop. Daar waar de bekende snijkop met veel kracht grote brokken uit de grond slaat, zal de snijkop volgens de uitvinding veel kleinere stukken grond losbreken. Door het grotere aantal snijwerktuigen in de omwentelingsrichting van de snijkop wordt de grond bovendien in snellere opeenvolging gesneden. Deze werking blijkt een hoger rendement op te leveren, met name in hardere gronden.The cutting head according to the invention cuts the soil in a fundamentally different way than the known cutting head. Where the known cutting head beats large chunks from the ground with great force, the cutting head according to the invention will break loose much smaller pieces of ground. Moreover, due to the larger number of cutting tools in the direction of rotation of the cutting head, the soil is cut in faster succession. This effect appears to yield a higher return, in particular in harder soils.

Het is verder voordelig gebleken als de steunarmen op een, in de rotatierichting van de snijkop gezien, voorste gedeelte een eerste reeks snijwerktuigen omvatten, en ten minste één steunarm op een van de hartlijn afgekeerd gedeelte een tweede reeks snijwerktuigen omvat. Hoewel het ongebruikelijk is om een van de hartlijn afgekeerd gedeelte van een steunarm te voorzien van snijwerktuigen wordt een verbeterd rendement verkregen. Het is verrassenderwijs gebleken dat de verbinding van de snijwerktuigen op het van de hartlijn afgekeerd gedeelte van de steunarm voldoende sterk is om de krachten als gevolg van het tegen met name harde grond zoals rots slaan van de snijwerktuigen in de steunarm door te leiden. Op deze wijze kunnen meer snijwerktuigen op een enkele steunarm worden geplaatst dan volgens de stand der techniek. Dit biedt voordelen bij het baggeren van in het bijzonder relatief harde grond.It has further proved to be advantageous if the support arms on a front part, viewed in the direction of rotation of the cutting head, comprise a first series of cutting tools, and at least one support arm on a part remote from the center line comprises a second series of cutting tools. Although it is unusual to provide a portion of a support arm remote from the axis with cutting tools, an improved efficiency is obtained. It has surprisingly been found that the connection of the cutting tools to the part of the support arm remote from the center line is sufficiently strong to pass through the forces as a result of striking the cutting tools against the hard ground, in particular rock, in the support arm. In this way, more cutting tools can be placed on a single support arm than according to the prior art. This offers advantages in the dredging of, in particular, relatively hard soil.

In een voordelige uitvoeringsvorm zijn de snijwerktuigen van een steunarm van de eerste reeks geschrankt met de snijwerktuigen van de tweede reeks. Hierdoor wordt het. rendement van het baggerproces verder verhoogd. Doordat de snijwerktuigen zijn geschrankt wordt een vergroot werkoppervlak van de snijwerktuigen verkregen. Snijwerktuigen van de tweede reeks worden immers niet belemmerd door snijwerktuigen van de eerste reeks.In an advantageous embodiment, the cutting tools of a support arm of the first series are squared with the cutting tools of the second series. This makes it. efficiency of the dredging process further increased. Because the cutting tools are crunched, an increased working surface of the cutting tools is obtained. After all, cutting tools of the second series are not impeded by cutting tools of the first series.

In nog een andere uitvoeringsvorm hebben de steunarmen een lengte en zijn de snijwerktuigen aan weerszijden van het midden van de steunarmen gelegen over maximaal 80% van de lengte van de steunarm. Het weglaten van snijwerktuigen nabij de uiteinden van de steunarmen blijkt niet ten koste te gaan van het rendement van de snijkop, terwijl door deze maatregel de constructie van de snijkop eenvoudiger wordt en daarmee goedkoper. Anderzijds is de aanwezigheid van snijwerktuigen nabij de naaf van de snijkop voordelig voor de voortbeweging van de snijkop.In yet another embodiment, the support arms have a length and the cutting tools are located on either side of the center of the support arms over a maximum of 80% of the length of the support arm. The omission of cutting tools near the ends of the support arms does not appear to be at the expense of the efficiency of the cutting head, while this measure makes the construction of the cutting head simpler and therefore cheaper. On the other hand, the presence of cutting tools near the cutter head hub is advantageous for advancing the cutter head.

De snijwerktuigen kunnen integraal met de steunarmen van de snijkop zijn gevormd. Een andere methode is om ze direct met de steunarmen te verbinden, bijvoorbeeld door uit in hoofdzaak staal uitgevoerde snijwerktuigen te lassen met uit in hoofdzaak uit staal vervaardigde steunarmen, hetgeen een sterke verbinding oplevert. In het bijzonder zijn de snijwerktuigen onder tussenkomst van koppelmiddelen met dé steunarmen verbindbaar. Hierdoor kunnen eenvoudig snijwerktuigen worden vervangen, hetgeen benodigd kan zijn als gevolg van slijtage of schade. Het is voordelig de koppelmiddelen zelf hierbij integraal te verbinden met de steunarmen, zoals door gebruik te maken van een lasverbinding.The cutting tools can be integrally formed with the support arms of the cutting head. Another method is to connect them directly to the support arms, for example by welding cutting tools made of substantially steel with support arms made of substantially steel, which results in a strong connection. In particular, the cutting tools can be connected to the support arms through the intermediary of coupling means. This makes it easy to replace cutting tools, which may be required due to wear or damage. It is advantageous here to integrally connect the coupling means themselves integrally with the support arms, such as by making use of a welding connection.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de snijkop volgens de uitvinding zijn de steunarmen van de snijkop voorzien van geleidingen, waarop de koppelmiddelen en/of de snijwerktuigen verplaatsbaar zijn bevestigd. Een geschikte geleiding omvat bijvoorbeeld een geleiderail, waarover de koppelmiddelen en/of de snijwerktuigen kunnen worden verschoven. Onderhavige voorkeursvariant heeft het voordeel dat de koppelmiddelen en/of de snijwerktuigen eenvoudig kunnen worden verplaatst. Zo kan de tussenafstand tussen de snijwerktuigen eenvoudig worden ingesteld, afhankelijk van de eigenschappen, en in het bijzonder van de hardheid, van de grond.In a preferred embodiment of the cutting head according to the invention, the support arms of the cutting head are provided with guides, on which the coupling means and / or the cutting tools are movably mounted. A suitable guide comprises, for example, a guide rail, over which the coupling means and / or the cutting tools can be shifted. The present preferred variant has the advantage that the coupling means and / or the cutting tools can easily be moved. The distance between the cutting tools can thus be easily adjusted, depending on the properties, and in particular the hardness, of the soil.

De uitvinding heeft tevens betrekking op het gebruik van een snijkop volgens onderhavige uitvinding, voor het in bodemdelen snijden van een bodem met een UCS (Unconfined Compressive Strength) tussen 50 - 200 MPa, bij voorkeur tussen 60-150 MPa en het meest bij voorkeur 80- 100 MPa. Voor de voordelen van het gebruik van de snijkop wordt verwezen naar de reeds bovengenoemde voordelen van de snijkop volgens onderhavige uitvinding.The invention also relates to the use of a cutting head according to the present invention, for cutting a bottom with a UCS (Unconfined Compressive Strength) between 50 - 200 MPa, preferably between 60-150 MPa and most preferably 80 - 100 MPa. For the advantages of using the cutting head, reference is made to the aforementioned advantages of the cutting head according to the present invention.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een snijkopzuiger voorzien van een snijkop volgens onderhavige uitvinding. Met een snijkopzuiger voorzien van een snijkop volgens onderhavige uitvinding kan met een verbeterd rendement grond worden gebaggerd en in het bijzonder relatief harde grond, dat wil zeggen een grond met een UCS van meer dan 50 MPa.The invention further relates to a cutter suction dredger provided with a cutter head according to the present invention. With a cutter suction dredger provided with a cutter head according to the present invention, soil can be dredged with an improved efficiency and in particular relatively hard soil, i.e. a soil with a UCS of more than 50 MPa.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren en beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen, zonder dat de uitvinding daartoe overigens wordt beperkt. De figuren zijn niet noodzakelijkerwijs op schaal getekend. In de figuren toont:The invention will now be further elucidated with reference to the following figures and description of preferred embodiments, without the invention being otherwise limited thereto. The figures are not necessarily drawn to scale. In the figures:

Figuur 1 een schematisch zijaanzicht van een deel van een snijkopzuiger met een daaraan bevestigde ladder, voorzien van een snijkop volgens de uitvinding;Figure 1 is a schematic side view of a part of a cutter suction dredger with a ladder attached thereto, provided with a cutter head according to the invention;

Figuur 2 een perspectivisch aanzicht van een snijkop volgens de uitvinding; en Figuur 3 in zijaanzicht een detail van een snij werktuig volgens de uitvinding.Figure 2 is a perspective view of a cutting head according to the invention; and Figure 3 shows a detail of a cutting tool according to the invention in side view.

Figuur 1 toont een snijkopzuiger 1 waaraan zwenkbaar rond een horizontale as 3 een ladder 2 is bevestigd. De ladder 2 is voorzien van een zuigbuis 4 die de losgemaakte gronddelen kan opzuigen tot boven het wateroppervlak 100, waarna ze worden afgevoerd. De ladder 2 wordt verhaald over het te baggeren of te breken grondoppervlak 9 door middel van een op het dek van de snijkopzuiger 1 aangebrachte lier 5, voorzien van een aantal zwaailieren (niet getoond) en ladderlier 8. De ladder 2 is aan het uiteinde ervan voorzien van een snijkop 10 volgens de uitvinding. Door middel van de ladderlierkabels 8 kan de snijkop 10 onder water worden gelaten, en in gebruik over het grondoppervlak 9 worden bewogen in een heen en weer gaande, zwaaiende beweging vanaf de bakboordzijde naar de stuurboordzijde van de snijkopzuiger 1, en terug. Om de hierbij op het grondoppervlak opgewekte krachten op te kunnen vangen, wordt de snijkopzuiger 1 in de grond verankerd door middel van een spudpaal 101. In figuur 1 is de linker (stuurboord) spudpaal weergegeven in onverankerde toestand, en de rechter (bakboord) spudpaal in verankerde toestand.Figure 1 shows a cutter suction dredger 1 to which a ladder 2 is mounted pivotally about a horizontal axis 3. The ladder 2 is provided with a suction pipe 4 which can suck up the loosened soil parts above the water surface 100, after which they are discharged. The ladder 2 is shifted over the ground surface 9 to be dredged or broken by means of a winch 5 provided on the deck of the cutter suction dredger 1, provided with a number of swinging winches (not shown) and ladder winch 8. The ladder 2 is at its end provided with a cutting head 10 according to the invention. By means of the ladder winch cables 8 the cutting head 10 can be submerged in water, and in use moved over the ground surface 9 in a reciprocating, swinging movement from the port side to the starboard side of the cutter suction dredger 1, and back. In order to be able to absorb the forces generated here on the ground surface, the cutter suction dredger 1 is anchored in the ground by means of a spud pole 101. In figure 1 the left (starboard) spud pole is shown in an anchored state, and the right (port) spud pole. in an anchored state.

Onder verwijzing naar figuur 2 omvat de snijknop 10 volgens de uitvinding een omwentelingslichaam 11, dat rond haar omwentelingsas 12 middels niet getoonde aandrijfmiddelen in rotatie kan worden gebracht. De omwentelingsas 12 valt hierbij samen met de hartlijn van de snijkop 10. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt het omwentelingslichaam 11 vanaf de brug gezien in wijzerzin R in rotatie gebracht. Tussen een basisring 13 en een op afstand van de basisring 13 gelegen naaf 14 strekken zich spiraalsgewijs steunarmen 15 uit, welke steunarmen 15 met de basisring 13 en de naaf 14 zijn verbonden. De steunarmen 15 zijn hierbij boogvormig, waarbij de convexe zijden gericht zijn in de rotatierichting R. De basisring 13, de naaf 14 en de steunarmen 15 zijn in hoofdzaak uit staal vervaardigd. Dit maakt de snijkop 10 niet alleen sterk, maar geeft de snijkop 10 ook een hoog gewicht, waardoor de snijkop 10 tijdens het baggeren onder invloed van de zwaartekracht in de richting van de te baggeren grond wordt gedrongen. De steunarmen 15 zijn hierbij regelmatig om de omtrek van de snijkop 10 geplaatst. Tussen de steunarmen 15 zijn doorgaande openingen 16 gelegen. Aan een ten opzichte van de rotatierichting van de snijkop 10 voorste rand 15a van de steunarmen 15 zijn in hoofdzaak uit staal vervaardigde koppelmiddelen 17 gelast, voor het met de steunarmen 15 koppelen van een eerste reeks snijwerktuigen 20. Aan de van de hartlijn van de snijkop 10 afgekeerde rand 15b van de steunarmen 15 zijn eveneens uit in hoofdzaak staal vervaardigde koppelmiddelen 17 gelast, voor het met de steunarmen 15 koppelen van een tweede reeks snijwerktuigen 20. De koppelmiddelen 17 zijn dusdanig georiënteerd, dat de voorzijde of aanslagzijde van de snijwerktuigen 20 van de eerste en.tweede reeks gericht zijn in de rotatierichting R.With reference to Figure 2, the cutting knob 10 according to the invention comprises a body of rotation 11, which can be rotated around its axis of rotation 12 by means of drive means (not shown). The axis of rotation 12 herein coincides with the axis of the cutting head 10. In the embodiment shown, the body of rotation 11 is rotated clockwise as viewed from the bridge. Supporting arms 15 extend spirally between a base ring 13 and a hub 14 remote from the base ring 13, which support arms 15 are connected to the base ring 13 and the hub 14. The supporting arms 15 are in this case arcuate, the convex sides being oriented in the direction of rotation R. The base ring 13, the hub 14 and the supporting arms 15 are substantially made of steel. This not only makes the cutting head 10 strong, but also gives the cutting head 10 a high weight, as a result of which the cutting head 10 is forced in the direction of the ground to be dredged during the dredging under the influence of gravity. The supporting arms 15 are regularly placed around the circumference of the cutting head 10. Through openings 16 are provided between the support arms 15. Welded to a front edge 15a of the supporting arms 15 relative to the direction of rotation of the cutting head 10 are coupling means 17 made mainly of steel, for coupling a first series of cutting tools 20 to the supporting arms 15. To the axis of the cutting head The edge 15 remote from the supporting arms 15 is also welded from coupling means 17 made of substantially steel, for coupling a second series of cutting tools 20 to the supporting arms 15. The coupling means 17 are oriented such that the front or stop side of the cutting tools 20 of the first and second series are oriented in the direction of rotation R.

Onder verwijzing naar figuur 3 wordt een uitvoeringsvorm van een snijwerktuig 20 getoond. Het getoonde snijwerktuig 20 met totale lengte 27 omvat een in hoofdzaak cilindrisch gedeelte 22 met diameter 25, en een kegelvormig tweede gedeelte 23. Snijwerktuig 20 kan met het cilindrisch gedeelte 22 in een hierboven beschreven koppelmiddel 17 van de sleepkop 1 worden aangebracht, bijvoorbeeld door middel van een klikverbinding 220. Een permanente verbinding is ook mogelijk, of een andere vorm van losmaakbare verbinding. Het kegelvormig gedeelte 23 zal in de in het koppelmiddel 17 aangebrachte toestand van het snij werktuig 20 buiten het koppelmiddel of houder 17 uitsteken over een werklengte 26. Het kegelvormig gedeelte 23 van snijwerktuig 20 is aan het uiteinde dat in contact komt met de grond voorzien van een geharde punt 28. De geschikte kromtestraal van de top van de snij werktuigen 20 is onder andere afhankelijk van de eigenschappen van de ondergrond, en van het specifieke ontwerp van de snijkop, maar is bij voorkeur begrepen tussen 1 en 100 mm. Een geschikte totale lengte 27 van een snijwerktuig 20 bedraagt bij voorkeur tussen 20 en 400 mm. Geschikte dwarse afmetingen 25 bedragen bij voorkeur tussen 10 en 100 mm. In een voorkeursuitvoeringsvorm hebben de snijwerktuigen 20 een buiten de houder 17 uitstekende lengte 26 gelegen tussen 10 en 500 mm, met meer voorkeur tussen 20 en 250 mm, en met de meeste voorkeur tussen 50 en 150 mm.With reference to Figure 3, an embodiment of a cutting tool 20 is shown. The cutting tool 20 with total length 27 shown comprises a substantially cylindrical part 22 with diameter 25, and a conical second part 23. Cutting tool 20 can be arranged with the cylindrical part 22 in a coupling means 17 of the drag head 1 described above, for example by means of of a snap connection 220. A permanent connection is also possible, or another form of releasable connection. In the condition of the cutting tool 20 mounted in the coupling means 17, the conical portion 23 will project beyond the coupling means or holder 17 over a working length 26. The conical portion 23 of cutting tool 20 is provided at the end that comes into contact with the ground. a hardened tip 28. The suitable radius of curvature of the top of the cutting tools 20 depends inter alia on the properties of the substrate and on the specific design of the cutting head, but is preferably included between 1 and 100 mm. A suitable total length 27 of a cutting tool 20 is preferably between 20 and 400 mm. Suitable transverse dimensions are preferably between 10 and 100 mm. In a preferred embodiment, the cutting tools 20 have a length 26 protruding outside the holder 17 between 10 and 500 mm, more preferably between 20 and 250 mm, and most preferably between 50 and 150 mm.

De getoonde snijkop is bijzonder geschikt voor het breken van relatief harde ondergrond.The cutting head shown is particularly suitable for breaking relatively hard surfaces.

Claims

A cutting head (10) for dredging soil below the water surface, comprising a body of rotation (11) rotatable about an axis, formed by a base ring (13) and a hub (14) placed at a distance therebetween, between which a number of support arms ( 15), provided with cutting tools (20), extends through which support arms (15) there are through openings (16) for discharging the dredged soil, the cutting tools (20) being axisymmetrical at least at their free end.

Cutting head (10) according to claim 1, characterized in that the cutting tools (20) are conical.

Cutting head (10) according to claim 2, characterized in that the top portion of the conical cutting tools (20) have a radius of curvature of at most 50 mm at their free end.

Cutting head (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting head (10) comprises at least 10 support arms (15).

Cutting head (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a support arm (15) comprises at least 20 cutting tools (20).

Cutting head (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting tools (20) are oriented with respect to the support arms (15) such that, upon rotation of the cutting head through the ground, they strike substantially perpendicular to the ground surface.

Cutting head (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a support arm (15) on its front part (15a), viewed in the direction of rotation of the cutting head (10), comprises a first series of cutting tools (20), and in that the support arm (15) on a portion (15b) remote from the center line comprises a second series of cutting tools (20).

Cutting head (10) according to claim 4, characterized in that the cutting tools (20) of the first series are arranged on the same support arm (15) with respect to the cutting tools (20) of the second series.

Cutting head (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting tools (20) are connected to the support arms (15) through the intermediary of coupling means (17).

Cutting head (10) according to claim 9, characterized in that the support arms (15) of the cutting head are provided with guides, on which the coupling means (17) and / or the cutting tools (20) are movably mounted.

Use of a cutting head (10) according to any one of the preceding claims for dredging soil with a UCS (Unconfined Compressive Strength) of at least 50 MPa, preferably at least 60 MPa, and most preferably at least 80 MPa.

A cutter suction dredger (1) provided with a cutter head (10) according to any one of claims 1 - 10.