BE1024140B1

BE1024140B1 - Snijtuig voor het ontwrichten van een onderwaterbodem en onvereenkomstige werkwijze

Info

Publication number: BE1024140B1
Application number: BE2013/0755A
Authority: BE
Inventors: Dominique Maria Colette Hubert Durt; Boom Marc De
Original assignee: Baggerwerken Decloedt En Zoon
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2017-11-17
Also published as: EP2871292A3; EP2871292A2

Abstract

De uitvinding betreft een snijtuig voor het ontwrichten van een onderwaterbodem, welk snijtuig bevestigingsmiddelen omvat voor bevestiging aan een ladder van een snijkopzuiger en in bevestigde toestand door de onderwaterbodem wordt bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging van de ladder, waarbij het snijtuig een omwentelingslichaam omvat, dat roteerbaar is rond een in hoofdzaak loodrecht op een lengterichting van de ladder verlopende omwentelingsas, waarbij het snijtuig langwerpige organen omvat die zich vanaf een manteloppervlak van het omwentelingslichaam buitenwaarts uitstrekken. De uitvinding betreft eveneens een werkwijze waarin het snijtuig wordt toegepast.

Description

Snijtuig voor het ontwrichten van een onderwaterbodem en overeenkomstige werkwijze

De uitvinding heeft betrekking op een snijtuig voor het ontwrichten van een onderwaterbodem, welk snijtuig geschikt is om te worden bevestigd aan de ladder van een snijkopzuiger en hiermee over de onderwaterbodem te worden bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging van de ladder.

Baggerwerkzaamheden zijn een gebruikelijk onderdeel van waterbouwactiviteiten, zoals bijvoorbeeld bij havenontwikkeling, tunnelbouw, stedelijke uitbreiding, strandaanvulling, kustbescherming, installatie van energiecentrales, zoals windturbines, mijnbouw, milieuverbetering en dergelijke meer.

Bij het baggeren is het uiteraard van belang efficiënt te werk te gaan en met inzet van zo weinig mogelijk vermogen zoveel mogelijk bodemmateriaal weg te nemen per tijdseenheid. De laatste jaren wordt echter steeds meer de nadruk gelegd op het effect van baggeren op het omliggende milieu, in het bijzonder de flora en fauna. Dit is in het bijzonder het geval bij het uitvoeren van baggerwerkzaamheden in de nabijheid van natuurgebieden.

Een belangrijk probleem hierbij vormt sedimentvervuiling (‘sediment spill’). Tijdens het uitgraven, baggeren, het transport en/of het storten van uitgegraven bodemmateriaal zal een deel als relatief fijn sediment in het water achterblijven. Dergelijke sedimentwolken kunnen het water sterk vertroebelen en deze verhoogde turbiditeit verstoort de natuurlijke omgeving. Daarnaast komt het steeds meer voor dat de opslagcapaciteit voor het uitgegraven bodemmateriaal in de directe omgeving van het werk beperkt is.

Een bekende inrichting voor het baggeren van een onderwaterbodem wordt beschreven in NL-1031253. Het bekende snijtuig omvat een rond een hartlijn roteerbare kooiconstructie die is voorzien van snijwerktuigen, zoals tanden. Het snijtuig wordt in gebruik bevestigd aan een ladder van een snijkopzuiger (of cutterzuiger), een vaartuig dat door middel van spudpalen wordt verankerd in de onderwaterbodem en waarvan de ladder een zuigleiding omvat waarlangs gebaggerde bodemdelen met aangezogen water worden afgevoerd. Bij het baggeren wordt het aan de ladder bevestigde snijtuig tot op de onderwaterbodem neergelaten en vervolgens in draaiende toestand door de bodem gesleept. Hierbij wordt de ladder met behulp van lieren alternerend van bakboordzijde naar stuurboordzijde verhaald, waarbij het snijtuig een zijwaartse zwaaibeweging maakt. Door de snijkopzuiger telkens over een bepaalde afstand te verleggen en de bovengenoemde zwaaibeweging te herhalen kan een volledig bodemoppervlak worden gebaggerd. Op de aan de ladder bevestigde zuigleiding is een pomp aangesloten die het baggermengsel oppompt en vervolgens door een persleiding naar een stortplaats verpompt.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel in een snijtuig voor het losmaken van een onderwaterbodem te voorzien die het in het bijzonder mogelijk maakt op een efficiënte manier onderwaterbodems te baggeren zonder het materiaal te zeer te verdunnen en veel sedimentvervuiling te veroorzaken, en dit, vooral op grotere dieptes en bij hardere ondergronden, met een beduidend hogere efficiëntie dan haalbaar zou zijn met een mechanisch baggertuig zonder deze voorbewerking van het losmaken.

Het snijtuig volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat deze bevestigingsmiddelen omvat voor bevestiging aan een ladder van een snijkopzuiger en in bevestigde toestand door de onderwaterbodem wordt bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging van de ladder, waarbij het snijtuig een omwentelingslichaam omvat, dat roteerbaar is rond een in hoofdzaak loodrecht op een lengterichting van de ladder verlopende omwentelingsas, waarbij het snijtuig langwerpige organen met een vrij uiteinde omvat die zich vanaf een manteloppervlak van het omwentelingslichaam buitenwaarts uitstrekken. De langwerpige organen strekken zich derhalve weg van de omwentelingsas uit. Het omwentelingslichaam is bij voorkeur cilindrisch.

Gebleken is dat het snijtuig volgens de uitvinding toelaat een onderwaterbodem dusdanig te ontwrichten dat de ontwrichte bodemdelen relatief eenvoudig met een graafwerktuig naar de oppervlakte kunnen worden gebracht. Het snijtuig en de werkwijze volgens de uitvinding leveren derhalve een hoge baggerefficiëntie, waarmee de per vermogenseenheid opgebaggerde hoeveelheid bodemdelen wordt aangeduid.

In een werkwijze volgens de uitvinding wordt het snijtuig in een aan een ladder van een snijkopzuiger bevestigde toestand door de onderwaterbodem bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging van de ladder, waarbij het snijtuig rond een omwentelingsas wordt geroteerd die in hoofdzaak loodrecht verloopt op een lengterichting van de ladder, waarbij de langwerpige organen (armen) contact maken met de grond en hierin tenminste gedeeltelijk indringen onder het gewicht van de ladder en het snijtuig, waardoor de onderwaterbodem wordt ontwricht, en waarbij de ontwrichte bodemdelen bij voorkeur niet worden opgezogen door een zuigleiding - wat zou leiden tot een sterke verdunning van het materiaal - maar middels een graaf werktuig naar de oppervlakte worden gebracht.

Doordat er geen hydraulisch transport van de ontwrichte bodemdelen plaatsvindt door een zuigleiding wordt het bodemmateriaal tijdens het baggeren niet of slechts matig met water verdund en worden er relatief weinig fijne klei, slib of organische deeltjes in een waterige suspensie gebracht. Uit een dergelijke suspensie kunnen deze deeltjes slechts met veel moeite en/of tijd worden verwijderd wat bij het laden van bakken of bij het oppersen in een stortzone relatief veel sedimentvervuiling op kan leveren. De uitgevonden werkwijze heeft dit nadeel niet, en kan daarom met voordeel worden ingezet in de nabijheid van natuurgebieden, in het bijzonder ook wanneer niet veel opslagcapaciteit voorhanden is. De ontwrichte bodemdelen worden immers in relatief droge toestand naar de oppervlakte gebracht.

Volgens de uitvinding verloopt de omwentelingsas van het snijtuig in hoofdzaak loodrecht op een lengterichting van de ladder, en derhalve in hoofdzaak tangentieel aan de richting van de zwaaibeweging. Met een in hoofdzaak loodrecht verloop van de omwentelingsas van het snijtuig op de lengterichting van de ladder wordt bedoeld dat de omwentelingsas van het snijtuig volgens de uitvinding een hoek maakt met de lengterichting van de ladder die niet meer dan 20% afwijkt van een hoek van 90 graden, met meer voorkeur niet meer dan 10% en met de meeste voorkeur niet meer dan 5%. Bij het zwaaien van het snijtuig verloopt de omwentelingsas van het snijtuig volgens de uitvinding bij voorkeur overigens in hoofdzaak evenwijdig aan het onderwater bodemoppervlak.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft een snijtuig, waarbij langwerpige organen zich evenwijdig uitstrekken aan een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak. Het is mogelijk dat alle of sommige langwerpige organen zich evenwijdig uitstrekken aan een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak.

Om de efficiëntie van het snijtuig tijdens het zijwaarts door de onderwaterbodem bewegen nog te verhogen wordt in een uitvoeringsvorm een snijtuig verschaft waarbij langwerpige organen zich onder een van nul verschillende hoek uitstrekken met een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak. Het is ook hier mogelijk dat alle of slechts sommige langwerpige organen zich onder een hoek met de omwentelingsas uitstrekken. Bijzonder geschikte hoeken zijn begrepen tussen 5 en 25°.

Om de efficiëntie van het snijtuig tijdens het zijwaarts door de onderwaterbodem bewegen nog te verhogen wordt in een uitvoeringsvorm een snijtuig verschaft waarbij langwerpige organen in hun lengterichting onder een hoek ‘getordeerd’ zijn. De bladen dienen immers op elk snijpunt onder een ideale snijhoek door de onderwaterbodem te bewegen. Deze hoek wordt bepaald door de zijwaartse snelheid, de rotatiesnelheid van het omwentelingslichaam en de afstand van dat snijpunt tot de omwentelingsas.

Met een langwerpig orgaan wordt in het kader van deze aanvrage een orgaan aangeduid waarvan een lengteafmeting tenminste 2 maal groter is dan een breedteafineting, met meer voorkeur tenminste 3 maal groter, en met de meeste voorkeur tenminste 5 maal groter.

De organen zijn ingericht om de onderwaterbodem te ontwrichten, in beginsel op elke mogelijke wijze. Zo kunnen de organen graaforganen, schraaporganen, scheporganen, snij(d)organen, scheurorganen en dergelijke meer vormen, en de werking van de organen is niet beperkt tot specifieke fysische werkingsprincipes van het ontwrichten.

De organen kunnen in de omwentelingsrichting van het snijtuig in beginsel op alle mogelijke manieren zijn gepositioneerd, waarbij het voordelen kan hebben als in de omwentelingsrichting naastliggende organen geschrankt zijn opgesteld ten opzichte van elkaar. Hierdoor kan een grotere werkbreedte worden bestreken.

Het is van belang voor de efficiëntie van het baggeren dat het snijtuig met het omwentelingslichaam (en de organen) relatief diep in de onderwaterbodem kan doordringen. In een uitvoeringsvorm heeft het snijtuig daartoe het kenmerk dat het omwentelingslichaam een diameter bezit en een breedte in de richting van de omwentelingsas, en de breedte/diameterverhouding begrepen is tussen 0,1 en 5, en met meer voorkeur tussen 0,5 en 2.

Een andere uitvoeringsvorm van het uitgevonden snijtuig omvat een omwentelingslichaam waarvan de organen zijn voorzien van één of meerdere snijwerktuigen. Geschikte snij werktuigen omvatten tanden, beitels, vinnen, en dergelijke meer en kunnen vast aan een betreffende orgaan zijn verbonden, bijvoorbeeld door lassen of gieten in één stuk. Ook is het mogelijk dat een betreffend orgaan houders omvat waarin de snijwerktuigen zijn op te nemen.

Het is voordelig gebleken voor de efficiëntie van het baggeren een uitvoeringsvorm van het snijtuig te verschaffen waarbij een snijwerktuig een lengteas heeft en het snijwerktuig zich in hoofdzaak loodrecht uitstrekt op de langwerpige organen.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding verloopt een snijwerktuig - of verlopen nagenoeg alle snijwerktuigen - in hoofdzaak tangentieel aan de omwentelingsrichting van het omwentelingslichaam. Hierbij kunnen de organen als afstandhouder fungeren tot het manteloppervlak.

De lengte van de langwerpige organen kan binnen brede grenzen worden gekozen, bijvoorbeeld in afhankelijkheid van de eigenschappen van de te baggeren onderwaterbodem. Een efficiënte uitvoeringsvorm betreft een snijtuig waarbij een langwerpig orgaan een lengte bezit en het omwentelingslichaam een diameter, en de lengte/diameterverhouding begrepen is tussen 0,1 en 2,0, met meer voorkeur tussen 0,3 en 0,8. De diameter van het omwentelingslichaam wordt ten overvloede gedefinieerd als de diameter exclusief de extra diameter door de aanwezigheid van de langwerpige organen.

Ook de diameter van het omwentelingslichaam kan binnen brede grenzen worden gekozen, waarbij de eigenschappen van de te baggeren onderwaterbodem bijvoorbeeld opnieuw een rol kunnen spelen. Een geschikte uitvoeringsvorm betreft een snijtuig waarbij de diameter van het omwentelinglichaam begrepen is tussen 0,5 en 10 m, met meer voorkeur tussen 1 en 5 m, en met de meeste voorkeur tussen 1,5 en 3 m.

De bevestigingsmiddelen van het snijtuig voor bevestiging aan een ladder van een snijkopzuiger kunnen op elke wijze worden vormgegeven waarbij het de voorkeur heeft de bevestigingsmiddelen dusdanig uit te voeren dat het snijtuig passend kan worden bevestigd op het uiteinde van de ladder van een bekende snijkopzuiger, bij voorkeur door een eenvoudige verbinding.

Het snijtuig kan in twee richtingen rond zijn omwentelingsas worden geroteerd. Voor een bepaalde omwentelingsrichting zullen de vanaf het manteloppervlak van het omwentelingslichaam uitstekende organen met, volgens een uitvoeringsvorm, van uitstekende snijwerktuigen voorziene voorzijde in de bodem slaan. Er kan een uitvoeringsvorm worden verschaft waarin de organen met de voorzijde inslaan en de snijwerktuigen vanaf een hoger dan de omwentelingsas gelegen positie in de grond dringen (als een hakbijl), Dit noemt men ook wel oversnijden. In een andere uitvoeringsvorm, dringen de snijwerktuigen vanaf een lager dan de omwentelingsas gelegen positie in de grond (als een schep). Dit noemt men ook wel ondersnijden.

De rotatie van het omwentelingslichaam wordt in een uitvoeringsvorm van de uitvinding teweeggebracht door het snijtuig hiertoe te voorzien van aandrijfmiddelen.

De aandrijfmiddelen omvatten in een voorkeursuitvoeringsvorm een mechanische omzetter die is ingericht om een rotatie van een snijkopzuigeras waaraan het snijtuig is bevestigd om te zetten in een rotatie van het omwentelingslichaam. Hierbij zal de rotatie van de snijkopzuigeras bij voorkeur rond een as gebeuren die evenwijdig verloopt aan de lengterichting van de ladder, daar waar het snijtuig volgens de uitvinding wordt geroteerd rond een as die in hoofdzaak loodrecht verloopt op de lengterichting van de ladder.

Het heeft voordelen het snijtuig volgens de uitvinding te kenmerken doordat het omwentelingslichaam symmetrisch is ten opzichte van een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak en aan beide zijden van het vlak is voorzien van de organen. Hierdoor wordt een symmetrie bij het baggeren bereikt waarbij er nagenoeg geen verschil is tussen baggeren met een bakboordzwaai of baggeren met een stuurboordzwaai.

Bij voorkeur omvat het snijtuig een omwentelingslichaam dat aan één of beide kopse kanten is voorzien van geleidevinnen. Met dergelijke geleidevinnen kunnen ontwrichte bodemdelen desgewenst worden weggevoerd. Ook wordt het verstoppen van het snijtuig met bodemdelen, wat vooral in kleiachtige bodems een probleem kan zijn, verder voorkomen.

In een verdere uitvoeringsvorm van het snijtuig zijn de organen in de omwentelingsrichting regelmatig verdeeld over het omwentelingslichaam. Hierdoor worden mogelijk optredende piekbelastingen op de organen verminderd wat een rustiger werking van het snijtuig oplevert. Het heeft hierbij voordelen als de tussenafstand in omwentelingsrichting tussen twee opeenvolgende organen ten hoogste 5 maal de lengte van de organen bedraagt, met meer voorkeur ten hoogste 3 maal de lengte, en met de meeste voorkeur ten hoogste 1 maal de lengte.

De onderlinge afstand tussen de snijwerktuigen wordt onder andere bepaald door de afmetingen van de snijwerktuigen zelf en door het totale onderwatergewicht van het snijtuig, de ladder en andere onderdelen. Ook de ontwikkelde verhaalkracht kan van belang zijn. Daarnaast zijn de eigenschappen van de te baggeren onderwaterbodem van belang, bijvoorbeeld de druksterkte/treksterkte verhouding ervan.

Een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft een snijtuig dat een schraperblad omvat dat is ingericht om ontwrichte bodemdelen van het manteloppervlak van het omwentelingslichaam te verwijderen. Hierdoor kan verstopping worden voorkomen.

Nog een andere uitvoeringsvorm verschaft een snijtuig dat een geleidingsinrichting omvat die is ingericht om ontwrichte bodemdelen op afstand van het snijtuig te brengen, en bij voorkeur naar reeds ontwrichte bodem. Hierdoor wordt een in een zwaaibeweging van de ladder door het snijtuig gemaakte geul vrijgehouden van ontwrichte bodemdelen, waardoor de efficiëntie van het baggeren wordt verhoogd en de zwaaikrachten kunnen worden verminderd.

Een geschikte geleidingsinrichting omvat in een uitvoeringsvorm een transportband of -schroef waarvan een ingangszijde zich in de nabijheid of zelfs aansluitend aan het omwentelingslichaam bevindt, en een uitgangszijde zich op afstand van het omwentelingslichaam bevindt.

Met het oog op een verder verminderde turbiditeit is een verdere uitvoeringsvorm van het snijtuig volgens de uitvinding door middel van een omkapping althans gedeeltelijk afgeschermd van het omringende water.

De uitvinding betreft eveneens een snijkopzuiger, die is voorzien van een snijtuig volgens de uitvinding, en een combinatie van een dergelijke snijkopzuiger en een grijperkraan.

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:

Figuur 1 een schematisch zijaanzicht van een snijkopzuiger met een daaraan bevestigde ladder, voorzien van een snijtuig volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; Figuur 2 een schematisch bovenaanzicht van de in figuur 1 getoonde snijkopzuiger volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 3 A een schematisch vooraanzicht in perspectief van een snijtuig volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 3B een schematisch achteraanzicht in perspectief van het in figuur 3A getoonde snijtuig volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en

Figuur 4 een schematisch zijaanzicht van een graafwerktuig dat kan worden toegepast in een werkwijze volgens een de snij werktuig volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Verwijzend naar figuren 1 en 2 wordt een snijkopzuiger 1 getoond waaraan zwenkbaar rond een horizontale as 3 een ladder 2 is bevestigd. De ladder 2 kan bij de bekende snijkopzuiger 1 zijn voorzien van een zuigbuis doch dit is voor de huidige uitvinding niet noodzakelijk. In de in figuren 1 en 2 getoonde uitvoeringsvorm is de zuigbuis niet aanwezig. De aan een vrij uiteinde van de ladder 2 van een snijtuig 10 voorziene ladder 2 wordt voor het baggeren van een onderwaterbodem 9 onder een schuine hoek onder water gelaten met behulp van een hijskabel 5, die verloopt over een lier 6 totdat het snijtuig 10 in contact komt met de onderwaterbodem 9. De lier 6 is bevestigd aan een bordes 4, dat zich aan de boegzijde van de snijkopzuiger 1 bevindt. Vanaf het bordes 4 kan een snijtuig 10 in opgetrokken toestand eventueel worden gerepareerd of onderhouden. De hoek van de ladder 2 kan eenvoudig worden ingesteld, afhankelijk van de te ontwrichten bodemdiepte 8.

In gebruik wordt de ladder 2 in de in figuur 1 getoonde neergelaten stand over het te baggeren bodemoppervlak 9 verhaald door middel van tussen het vrije uiteinde van de ladder 2 en in de onderwaterbodem aangebrachte ankers (7a, 7b) verlopende trekkabels (70a, 70b). Door de trekkabels (70a, 70b) alternerend aan te trekken wordt het snijtuig 10 in een zwaaibeweging 13 volgens een lijn 11 vanaf de bakboordzijde (de zijde van anker 7a en trekkabel 70a) naar de stuurboordzijde (de zijde van anker 7b en trekkabel 70b) van de snijkopzuiger 1, en terug, verhaald, waarbij de snijkopzuiger 1 roteert rond een door spudpaal 12a gecreëerd ankerpunt in de bodem 9. Een in figuur 1 getoonde bakboord spudpaal 12b bevindt zich in opgetrokken onverankerde toestand. Deze wordt gebruikt wanneer de snijkopzuiger moet worden verlegd van positie. De verhaalsnelheid van het snijtuig 10 over de onderwater bodem kan bijvoorbeeld 5 -50 m/min bedragen waarbij een verhaalsnelheid (zwaaisnelheid) van 20-30 m/min de voorkeur heeft. De omwentelingssnelheid van het snijtuig 10 om zijn omwentelingsas 102 kan bijvoorbeeld 2-30 toeren/min bedragen waarbij een omwentelingssnelheid van 5-15 toeren/min de voorkeur heeft.

Onder verwijzing naar figuren 3 A en 3B omvat het snijtuig 10 in de getoonde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding een cilindrisch omwentelingslichaam 106, dat door middel van niet-getoonde aandrijfmiddelen is te roteren rond een in hoofdzaak loodrecht op een lengterichting 21 van de ladder 2 verlopende omwentelingsas 102. De zichtbare diameter 113 van het omwentelinglichaam 106 kan naar wens worden gekozen maar is bij voorkeur begrepen tussen 0,5 en 15 m, en bedraagt bijvoorbeeld 3 m.

Het omwentelingslichaam 106 wordt in figuren 3A en 3B in de aangegeven tegenwijzerzin R in rotatie gebracht. Het snijtuig 10 wordt door middel van een bevestigingsstructuur 103 aan de ladder 2 bevestigd. De bevestigingsstructuur 103 heeft hiertoe aan het einde een cilindrisch eindstuk 101 dat niet mee roteert en waarin het omwentelingslichaam 106 met een gereduceerde diameter is opgenomen. Met de bevestigingsstructuur 103 wordt het snijtuig 10 rechtstreeks op een voor een bekende snijkop aanwezige aandrijvingsas 22 van de snijkopzuiger 1 aangesloten. De aandrijvingsas 22 van de snijkopzuiger 1 wordt doorgaans geroteerd rond een as die evenwijdig verloopt aan de lengteas 21 van de ladder 2, zoals in figuur 3 aangegeven met de pijl S. De in de bevestigingsstructuur 103, en meer bepaald in het cilindrische eindstuk 101 ervan, aanwezige aandrijfmiddelen voor het snijtuig 10 omvatten in een praktische uitvoering een (niet zichtbare) mechanische omzetter die is ingericht om de rotatie S van de snijkopzuigeras 22 om te zetten in een rotatie R van het omwentelingslichaam 106.

Het omwentelingslichaam 106 van het in figuren 3A en 3B getoonde snijtuig 10 is symmetrisch ten opzichte van een loodrecht op de omwentelingsas 102 verlopend vlak 104 en omvat langwerpige organen 105 met een vrij uiteinde. De organen 105 strekken zich vanaf een manteloppervlak van het omwentelingslichaam 106 buitenwaarts uit, elk in een richting 107 weg van de omwentelingsas 102. De organen 105 zijn aan beide zijden van het vlak 104 op het omwentelingslichaam 106 voorzien. Verder is het omwentelingslichaam 106 aan beide kopse kanten voorzien van geleidevinnen 108, die zich in hoofdzaak spiraalvormig over het oppervlak van een kopse kant uitstrekken.

De (zichtbare) diameter 113 van het omwentelingslichaam 106 kan binnen brede grenzen worden gekozen, waarbij bijvoorbeeld rekening wordt gehouden met de bodemeigenschappen. Ook de breedte 114 van het omwentelingslichaam 106 kan binnen brede grenzen worden gekozen. In de uitvoeringsvorm van figuren 3A en 3B bedraagt de breedte/diameterverhouding bij benadering 1. De breedte 114a waarover het ten behoeve van de ophanging van het omwentelingslichaam 106 aan de bevestigingsstructuur 103 voorziene cilindrische eindstuk 101 zich uitstrekt is doorgaans niet voorzien van organen 105 omdat dit deel niet roteert.

De lengte 111 van de langwerpig organen 105 wordt bij voorkeur afgestemd op de diameter 113 van het omwentelingslichaam 106. In de getoonde uitvoeringsvorm bedraagt deze lengte/diameterverhouding ongeveer 0,50, zodat de lengte 111 van de organen 105 bij benadering 1,5 m bedraagt.

De getoonde uitvoeringsvorm van het snijtuig 10 omvat verder nog een schraperblad 109 dat is ingericht om ontwrichte bodemdelen van tussen naast elkaar liggende langwerpige organen 105, en van het manteloppervlak van het omwentelingslichaam 106 te verwijderen om verstopping en vastlopen te verhinderen.

De langwerpige organen 105 zijn in de omwentelingsrichting R regelmatig verdeeld over het manteloppervlak van het omwentelingslichaam 106. De tussenafstand 110 in de omwentelingsrichting R tussen basissen van twee opeenvolgende organen 105 kan binnen brede grenzen worden gekozen en bedraagt in de getoonde uitvoeringsvorm ongeveer 0,5 maal de lengte 111 van de organen 105. Verder strekken een aantal van de langwerpige organen 105 zich evenwijdig uit aan het loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak 104. Daarnaast verlopen een aantal langwerpige organen 105 onder een van nul verschillende hoek met het vlak 104, welke hoek bij voorkeur begrepen is tussen 5 en 25°.

De organen 105 kunnen verder nog zijn voorzien van snijwerktuigen 115. De snijwerktuigen 115 strekken zich met een lengteas in hoofdzaak loodrecht uit op de lengterichting 107 van de langwerpige organen 105. Bij het roteren van het omwentelingslichaam 106 verloopt de lengterichting van de snijwerktuigen 115 in hoofdzaak tangentieel aan de omwentelingsrichting van het omwentelingslichaam 106, waarbij de organen 105 de snijwerktuigen 115 op afstand houden van het manteloppervlak.

Om de efficiëntie van het snijtuig 10 nog te verhogen zijn de langwerpige organen 105 in hun lengterichting onder een hoek ‘getordeerd’. De snijwerktuigen 115 dienen immers bij voorkeur op elk snijpunt onder een ideale snijhoek door de onderwaterbodem te bewegen. Deze hoek wordt bepaald door de zijwaartse snelheid, de rotatiesnelheid van het omwentelingslichaam en de afstand van dat snijpunt tot de omwentelingsas.

Het snijtuig 10 volgens de uitvinding is bijzonder geschikt te gebruiken in een werkwijze waarin het snijtuig 10 in een aan de ladder 2 van de snijkopzuiger 1 bevestigde toestand door de onderwaterbodem 9 wordt bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging 13 van de ladder 2. Hierbij wordt het snijtuig rond de omwentelingsas 102 geroteerd. Deze as 102 verloopt in hoofdzaak loodrecht op de lengterichting 21 van de ladder 2. In dit proces maken de langwerpige organen 105 contact met de bodem en dringen ze hier over een belangrijk gedeelte van hun lengte in onder het gewicht van de ladder 2 en het snijtuig 2 zelf. De onderwaterbodem 9 wordt hierdoor ontwricht. Volgens een aspect van de uitvinding worden de ontwrichte bodemdelen 19 bij voorkeur niet met water opgezogen door een zuigleiding of dergelijke maar middels een graafwerktuig 30 naar de oppervlakte gebracht en in relatief droge toestand opgeslagen in een stortzone.

Onder verwijzing naar figuur 4 wordt een geschikt graafwerktuig getoond, doch andere graafwerktuigen zoals een backhoe dredger of dragline kunnen ook worden gebruikt, eventueel in combinatie met de in figuur 4 getoonde grijperkraan (grab dredger). De grijp erkraan 30 omvat een ponton 31 dat desgewenst met spudpalen 41 in de onderwaterbodem 9 wordt verankerd. Een kraanhuis 32 is via een draaikrans 33 roteerbaar met het ponton 31 verbonden, en omvat verder een kraangiek 37. Een topdraad 320 kan de kraangiek 37 ten opzichte van het werkdek van het ponton 31 open aftoppen met de lier 34. Aan de met lier 35 bedienbare hijsdraad 36 is een grijper 38 opgehangen. Door de hijsdraad 36 te laten vieren kan de grijper 38 tot in de ontwrichte bodem 19 worden gebracht (zie stippellijn) en zich vullen met ontwrichte bodemdelen. De relatief droge inhoud va de grijper 38 wordt vervolgens in een drijvende opslagbak 42 gedeponeerd en afgevoerd naar een opslagzone. Met een stuurlier 39 kan een stuurdraad 40 voor de grijper 38 worden bediend.

De hierboven beschreven combinatie van een met het snijtuig volgens de uitvinding uitgeruste snijkopzuiger en een graafwerktuig, in het bijzonder een grijperkraan, is in staat om met een verbeterde efficiëntie en zonder dat veel turbiditeit ontstaat een onderwaterbodem op te baggeren. De relatief hoge efficiëntie wordt onder andere bereikt doordat het snijtuig in staat is zich diep in een onderwaterbodem in te graven wat de productie verhoogt, doordat de ontwrichte bodemdelen relatief droog en eenvoudig kunnen worden opgenomen, en doordat de grijper van een grijperkraan dusdanig groot kan worden gekozen dat deze de ontwrichte bodemdiepte aankan en hierop kan worden afgestemd.

Claims

Conclusies

1. Snijtuig voor het baggeren van een onderwaterbodem, welk snijtuig bevestigingsmiddelen omvat voor bevestiging aan een ladder van een snijkopzuiger en in bevestigde toestand door de onderwaterbodem wordt bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging van de ladder, waarbij het snijtuig een omwentelingslichaam omvat, dat roteerbaar is rond een in hoofdzaak loodrecht op een lengterichting van de ladder verlopende omwentelingsas, waarbij het snijtuig langwerpige organen met een vrij uiteinde omvat die zich vanaf een manteloppervlak van het omwentelingslichaam buitenwaarts uitstrekken.
2. Snijtuig volgens conclusie 1, waarbij het omwentelingslichaam een cilindrisch manteloppervlak omvat.
3. Snijtuig volgens conclusie 1 of 2, waarbij langwerpige organen zich evenwijdig uitstrekken aan een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak.
4. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij langwerpige organen zich onder een van nul verschillende hoek uitstrekken met een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak.
5. Snijtuig volgens conclusie 4, waarbij de hoek begrepen is tussen 5 en 25°.
6. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de langwerpige organen in hun lengterichting over een hoek zijn getordeerd.
7. Snijtuig volgens één der conclusies 2-6, waarbij het omwentelingslichaam een diameter bezit en een breedte in de richting van de omwentelingsas, en de breedte/diameterverhouding begrepen is tussen 0,5 en 2.
8. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de organen zijn voorzien van één of meerdere snijwerktuigen.
9. Snijtuig volgens conclusie 8, waarbij een snijwerktuig een lengteas heeft en het snijwerktuig zich in hoofidzaak loodrecht uitstrekt op de langwerpige organen.
10. Snijtuig volgens conclusie 8 of 9, waarbij een snijwerktuig in hoofdzaak tangentieel verloopt aan de omwentelingsrichting van het omwentelingslichaam.
11. Snijtuig volgens één der conclusies 2-10, waarbij een langwerpig orgaan een lengte bezit en het omwentelingslichaam een diameter, en de lengte/diameterverhouding begrepen is tussen 0,3 en 0,8.
12. Snijtuig volgens één der conclusies 2-11, waarbij een diameter van het omwentelingslichaam begrepen is tussen 0,5 en 15 m.
13. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, omvattende aandrijfmiddelen voor de rotatie van het omwentelingslichaam.
14. Snijtuig volgens conclusie 13, waarbij de aandrijfmiddelen een mechanische omzetter omvatten die is ingericht om een rotatie van een snijkopzuigeras om te zetten in een rotatie van het omwentelingslichaam.
15. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het omwentelingslichaam symmetrisch is ten opzichte van een loodrecht op de omwentelingsas verlopend vlak en aan beide zijden van het vlak is voorzien van de langwerpige organen.
16. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het omwentelingslichaam aan een kopse kant is voorzien van geleidevinnen.
17. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, omvattende een schraperblad dat is ingericht om door het snijtuig ontwrichte bodemdelen van het manteloppervlak van het omwentelingslichaam te verwijderen.
18. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de langwerpige organen in de omwentelingsrichting regelmatig zijn verdeeld over het omwentelingslichaam.
19. Snijtuig volgens conclusie 18, waarbij de tussenafstand in omwentelingsrichting tussen twee opeenvolgende organen ten hoogste 5 maal de lengte van de organen bedraagt.
20. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, omvattende een geleidingsinrichting die is ingericht om door het snijtuig ontwrichte bodemdelen op afstand van het omwentelingslichaam te brengen.
21. Snijtuig volgens conclusie 20, waarbij de geleidingsinrichting een transportband of -schroef omvat.
22. Snijtuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het snijtuig door middel van een omkapping althans gedeeltelijk afgeschermd is van het omringende water.
23. Snijkopzuiger, voorzien van een snijtuig volgens één der voorgaande conclusies.
24. Combinatie van een snijkopzuiger volgens conclusie 23 en een grijperkraan.
25. Werkwijze voor het baggeren van een onderwaterbodem waarbij een snijtuig volgens één der conclusies 1-23 in een aan een ladder van een snijkopzuiger bevestigde toestand door de onderwaterbodem wordt bewogen in een zijwaartse zwaaibeweging van de ladder, waarbij het snijtuig rond een omwentelingsas wordt geroteerd die in hoofdzaak loodrecht verloopt op een lengterichting van de ladder, waarbij de langwerpige organen contact maken met de grond en hierin tenminste gedeeltelijk indringen onder het gewicht van de ladder en het snijtuig, waardoor de onderwaterbodem wordt ontwricht, en waarbij de ontwrichte bodemdelen niet worden opgezogen door een zuigleiding maar middels een graafwerktuig naar de oppervlakte worden gebracht.