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Die
Erfindung betrifft eine Anlage zur Entfernung von Bodenablagerungen
aus einem Wasserbecken und zur Gewinnung von Bodenschätzen
aus dem Wasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
Erfindung ist zum Einsatz beim Reinigen von Wasserbecken und zum
Entfernen von Bodenablagerungen (Schlämme) sowie zur Gewinnung
von Bodenschätzen aus dem Wasser (Sapropel) und zur Unterwasserförderung
von Schüttgütern (Sand, Kies, goldhaltiger Sand)
geeignet.
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Die
Anlage enthält
- – eine auf
einem Schwimm-Mittel befestigte Einrichtung zur Gewinnung und Beförderung
der Bodenablagerungen;
- – einen Antrieb für eine Einrichtung, welcher
eine Hin- und Herverschiebung eines Stangenstranges sicherstellt;
- – ein V-förmiges Messer und
- – eine Rohrleitung zur Förderung des aufgenommenen
Mediums zur Küste oder auf einen Lastkahn.
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Die
Einrichtung zum Transport von Bodenablagerungen besteht aus einem
Zylinder, der mit einem Rohrstrang verbunden ist, und einem Hohlkolben.
Der Kolben ist in dem Zylinder eingebaut und mit einem Stangenstrang
verbunden. Der Hohlkörper weist einen Kanal mit einem trichterförmigen
Segment auf. Das trichterförmige Segment erweitert sich in
Richtung eines Entnahmeendstückes. Der Kanal ist durch
ein Absperrventil absperrbar. Der Hohlkolben hat ein Filter, das
das Eindringen von gröberen Teilchen unter das Absperrventil
verhindert.
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Es
ist ein Verfahren zur Unterwassergewinnung von mineralischen Rohstoffen
anhand von Erdbaggern bekannt, bei denen eine Transportvorrichtung
in Form einer Schöpfkette (S. B. M. Schkudin. Maschinen
für Hydromechanisierung der Erdarbeiten, herausgegeben
von Epifanov S. P.-M.: Stroiizsat, 1982, S. 133–140)
verwendet ist. Das Verfahren ist zur Gewinnung von Bodenschätzen
(Schwämmen) mit geringer Dichte wenig wirksam und hat eine
begrenzte Abbautiefe. Und die Anlage selbst ist für die Förderung
zu kompliziert und kostspielig.
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Es
ist ein Verfahren zum Gesteinstransport mittels einer Transportwasserleitung
bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Feingut, welches die Wasseraufschwemmungen
bildet, auf eine erforderliche Strecke übertragen. Die
Ablösung der Teilchen vom Wasser erfolgt in Absetzanlagen,
welche auf Schwimm-Mitteln oder zu Lande aufgestellt sind. Das Verfahren
ist in Saugbaggern häufig angewendet (s. B. M.
Schkudin, Maschinen für Hydromechanisierung der Erdarbeiten,
herausgegeben von Epifanov S. P.-M.: Stroilzsat, 1982, S. 78–133).
Die Nachteile dieses Verfahrens sind:
- – eine
begrenzte Funktionsmöglichkeit (das Verfahren ist meistens
bei der Gewinnung von Sand und Sapropel angewendet),
- – eine hohe Energieintensität, die dadurch
bedingt ist, dass 99% der Energie für den Wassertransport
verwendet sind,
- – ein platzraubendes Gelände, das für
die Unterbringung von Absetzanlagen erforderlich ist,
- – die Dauer des Ablösevorgangs erfolgt zwischen Wasser
und Aufschwemmung, und folglich
- – hohe Betriebskosten.
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Bei
der Entfernung von Bodenablagerungen aus einem Wasserbecken ist
normalerweise der zu reinigende Bereich abgesondert. Das Wasser
wird an dieser Stelle abgepumpt. Nachher wird der Schlamm mit Greifern
auf Lastkrähne umgeladen. Das Verfahren ist äußerst
kompliziert, arbeitsaufwendig und teuer. Deswegen ist es meistens
nur zur Reinigung von Kanälen und Kleinflüssen
in Städten angewendet.
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Es
ist eine Einrichtung zum Gesteinstransport bei Unterwassergewinnung
von Bodenschätzen bekannt, welche einen Rohrstrang mit
einem Hohlansatzstück, ein trichterförmiges Segment
und eine Absperrvorrichtung enthält. Das trichterförmige
Segment erweitert sich in Richtung eines Entnahmeendstückes
des Ansatzstücks. Der Antrieb der Einrichtung ist mit einem
Rohrstrang gekoppelt, und zwar so, dass Hin- und Herverschiebungen
des Rohrstranges ermöglicht sind und das Eindringen des
Ansatzstücks in das Gestein sichergestellt ist. Das Gestein muss
durch einen Kanal im Ansatzstück durchgedrückt
werden (Patent der RF Nr. 2079659). Große Abbautiefe und
eine lange Transportstrecke können dann erreicht werden,
wenn eine Vorrichtung eingesetzt wird, die einer im Patent der RF
Nr. 1622624 beschriebenen Brunnenpumpe ähnlich ist. Diese
Einrichtung enthält einen mit dem Rohrstrang verbundenen
Zylinder und einen mit dem Stangenstrang verbundenen Hohlkolben.
Der Hohlkolben ist mit einem Druckventil ausgerüstet, welches
im Kanal des Hohlkolbens eingebaut ist. Der Hohlkolben ist so eingebaut,
dass er aus dem Zylinder herausfahren kann. Die Verbindung des Hohlkolbens
ist mittels eines streckbaren Elements sichergestellt.
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Die
Mängel dieser Einrichtung sind eine begrenzte Abbautiefe
von mineralischen Rohstoffen und eine kurze Transportstrecke. Das
liegt daran, dass die Flüssigkeits- und Gesteinsäule
zum Zeitpunkt des Eindringens des Hohlkolbens in den zu fördernden
mineralischen Rohstoff auf das Ventil drückt. Somit erschwert
die Flüssigkeits- und Gesteinsäule das Öffnen
des Ventils und folglich den Durchlauf der nächsten Menge
von mineralischen Rohstoffen.
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Der
genannte Mangel ist durch die im RF-Patent Nr. 2162152 offenbarte
Einrichtung behoben. Die Einrichtung enthält
- – einen mit einem Rohrstrang verbundenen Zylinder,
- – einen mit einem Stangenstrang mittels einer Stange
verbundenen Hohlkolben.
- Der Hohlkolben weist einen Kanal mit einem trichterförmigen
Segment auf. Das trichterförmige Segment erweitert sich
in Richtung des Entnahmeendstückes;
- – eine Absperrvorrichtung, d. h. ein Ventil, welches
im Kolbenkanal eingebaut ist, und zwar so, dass es den Kanal sperren
kann;
- – eine Scheidewand mit einem Durchgangskanal, der durch
einen Druckkanal abgesperrt ist. Die Scheidewand ist im oberen Zylinderteil
angeordnet, so dass ein abgeschlossener Raum zwischen der Absperrvorrichtung – dem
Ventil und der genannten Scheidewand gebildet ist. Dabei ist das Druckventil
frei gleitbar auf einer Stange aufgebaut.
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Die
in den RF-Patenten 2079659, 1622624 und 2162152 beschriebenen Einrichtungen
ermöglichen eine Förderung von flüssigen
mineralischen Rohstoffen sowie von Schüttgut im Falle einer
Unterwassergewinnung. Jedoch haben diese Einrichtungen bei geringer
Schichtdicke und zu hoher Dichte (Zusammenlagerung) der mineralischen
Rohstoffe begrenzte Funktionsmöglichkeiten und eine niedrige Leistungsfähigkeit.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung eine Erhöhung der Schüttfähigkeit
von zusammengelagerten mineralischen Rohstoffen, eine Erweiterung
der Funktionsmöglichkeiten und eine Steigerung der Leistungsfähigkeit
der Anlage zu erreichen.
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Die
gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Das
genannte Ziel wird folgenderweise erreicht:
Die Anlage zur
Entfernung von Bodenablagerungen aus einem Wasserbecken und zur
Gewinnung von mineralischen Rohstoffen aus dem Wasser enthält eine
Einrichtung zum Transport von Bodenablagerungen, die auf einem Schwimm-Mittel
befestigt ist. Diese Einrichtung besteht aus:
- – einem
mit einem Rohrstrang verbundenen Zylinder,
- – einem in dem Zylinder eingebauten und mit einem Stangenstrang
verbundenen Hohlkolben. Der Hohlkolben hat einen Kanal mit einem
trichterförmigen Segment. Das trichterförmige
Segment erweitert sich in Richtung eines Entnahmeentstückes.
Der Kanal ist durch ein Absperrventil absperrbar. Das Absperrventil
ist auf dem Schwimm-Mittel aufgebaut,
- – einem Antrieb einer Transporteinrichtung, welcher
eine Hin- und Herverschiebung des Stangenstranges sicherstellt.
Der Antrieb ist mit einem V-förmigen Messer versehen. Das
Messer ist an der Anlage auf der seiner Bewegungsrichtung entgegengesetzten
Seite angeordnet. Dieses Messer dient zum Abscheren einer Schicht
von mineralischen Rohstoffen und zu ihrer Ansammlung an einer bestimmten
Entnahmestelle,
- – einem am Zylinder befestigten Filter mit Bürsten und
Zugstangen, wobei das Filter das Eindringen von gröberen
Teilchen unter das Absperrventil verhindert.
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Die
Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch
die Anlage zur Reinigung eines Wasserbeckens und
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2 den
Schnitt entlang der Linie A-A nach 1.
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Die
Anlage enthält eine auf einem Schwimm-Mittel befestigte
Einrichtung zum Transport von Bodenablagerungen, einen Antrieb für
die Einrichtung, welcher eine Hin- und Herverschiebung eines Rohrstranges 1 sicherstellt,
ein V-förmiges Messer 10 und eine Rohrleitung
zur Förderung des aufgenommenen Mediums zur Küste
oder auf einen Lastkahn.
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Die
Einrichtung zum Transport von Bodenablagerungen enthält
einen mit dem Rohrstrang 1 verbundenen Zylinder 2 und
eine mit dem Strang von Antriebsstangen 3 verbundene Kolbenstange 4.
Am Ende der Kolbenstange 4 ist ein Hohlkolben 5 festgemacht.
Der Hohlkolben 5 ist mit einem Absperrventil 8 versehen.
Das Absperrventil 8 ist in einem Kanal 6 des Hohlkolbens 5 mit
einem trichterförmigen Segment 7 eingebaut. Ein
Filter 9 und das V-förmige Messer 10 sind
am Zylinder 2 befestigt. Das Filter 9 ist zur
Reinigung mit Bürsten 11 versehen, die mit Zugstangen 12 gekoppelt
sind.
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Die
Anlage zur Entfernung von Bodenablagerungen aus einem Wasserbecken
und zur Gewinnung von Bodenschätzen aus dem Wasser funktioniert
folgenderweise:
Bei hohem Fließvermögen (bzw.
Schütffähigkeit) der Bodenablagerungen/Schlämme
und bei großer Schichtstärke ist die Einrichtung
zum Transport der Ablagerungen so tief wie möglich unter
dem Ablagerungsspiegel aufgebaut. Das Schwimm-Mittel wechselt von
Zeit zu Zeit seinen Standort, wenn die Entnahme der Ablagerungen
wesentlich abnimmt. Ist die Schichtstärke der mineralischen
Rohstoffe zu gering, und wenn die mineralischen Rohstoffe eine zu
geringe Dichte (Zusammenlagerung) aufweisen, schneidet das V-förmige
Messer 10 in die Schicht hinein und vertieft sich bis in
eine vorgegebene Tiefe. Das Schwimm-Mittel ist dabei ununterbrochen
in Bewegung. Infolge dieser ständigen Bewegung wird eine zusammengelagerte
Schicht um die Größe der Messervertiefung abgeschert.
Die abgetragene Schicht weist eine etwas geringere Dichte auf und
sammelt sich um den Mittelpunkt des V-förmigen Messers 10, das
heißt, genau an der Stelle, wo sich der aufnehmende Teil
der Transporteinrichtung befindet.
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Die
Vergrößerung der Schicht des aufgenommenen Mediums
sowie die Erhöhung der Schütffähigkeit
dieses Mediums wirken sich positiv auf die Durchsatzleistung der
Anlage aus und erweitern ihre Funktionsmöglichkeiten.
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Die
Funktionsweise der Transporteinrichtung ist wie folgt:
Der
Aufwärtshub der Antriebsstangen 3 wird dank dem
Antrieb ausgeführt, welcher auf dem Schwimm-Mittel aufgebaut
ist. Beim Abwärtshub der Antriebsstangen 3 dringt
der Hohlkolben 5 in die Bodenablagerungen hinein. Die Bodenablagerungen befinden
sich etwa im unteren Teil des Zylinders 2. Dabei erfolgt
eine Durchdrückung durch den Kanal 6 im Hohlkolben 5 mit
dem trichterförmigen Segment 7. Das Absperrventil 8 wird
von diesem Druck beansprucht und geöffnet, und die Bodenablagerung
wird in den oberen Teil des Zylinders 2 befördert.
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Der
Rückhub des Stangenstrangs 3 wird durch den Antrieb
angetrieben. Dabei wird das Absperrventil 8 infolge der
Minderung des mit dem aufgenommenen Material gefüllten
Zylinderraums über dem Hohlkolben 5 geschlossen.
Danach wird ein Druck aufgebaut, und das gewonnene Medium wird über
einen Stutzen am Zylinder 2 in die Rohrleitung, und dann
zur Küste hin oder auf einen Lastkahn durchgedrückt.
Gleichzeitig wird der untere Teil des Zylinders 2 wieder
mit Bodenablagerungen gefüllt. Sie passieren den Filter 9,
das geöffnete Endstück und durch Schlitze im Zylinder 2 und
füllen den Raum aus, welcher beim Aufwärtshub
des Hohlkolbens 5 entleert worden ist. Das Filter 9 wird
mit den Bürsten 11 gereinigt, welche sich anhand
der Zugstangen 12 auf- und abwärts bewegen. Die
Filterreinigung erfolgt entweder periodisch (manuell) oder ununterbrochen. Beim
Dauerbetrieb der Bürsten 11 werden die Zugstangen 12 mit
der Kolbenstange 4 gekoppelt.
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Die
Anlage zur Entfernung von Bodenablagerungen aus einem Wasserbecken
und zur Ölgewinnung aus dem Wasser enthält:
- a) einen auf dem Schwimm-Mittel befestigten
Antrieb, der die Hin- und Herverschiebung der Antriebsstangen 3 sicherstellt,
- b) ein V-förmiges Messer 6,
- c) eine Rohrleitung zur Beförderung des aufgenommenen
Materials zur Küste bzw. auf einen Lastkahn,
- d) einen Rohrstrang, der das Schwimm-Mittel mit der Transporteinrichtung
verbindet,
- e) die Transporteinrichtung enthält eine Stange, die
mit dem Strang der Antriebsstangen 3 gekoppelt ist.
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Am
Ende der Rohrstange 4 ist ein Hohlkolben 5 befestigt.
Im Hohlkolben 5 ist ein Kanal 6 mit einem trichterförmigen
Segment 7 ausgebildet. Das trichterförmige Segment 7 erweitert
sich in Richtung des Entnahmeendstücks. Die kleinere Öffnung
des trichterförmigen Segments 7 ist durch das
Absperrventil 8 abgesperrt.
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Der
Hohlkolben 5 ist innerhalb des Zylinders 2 angeordnet.
Der Filter 9 ist am Zylinder 2 befestigt und verhindert
das Eindringen von großen Teilchen unter das Absperrventil 8.
Das Filter 9 ist mit Bürsten 11 gereinigt.
Die Auf- und Abwärtsbewegung der Bürsten 11 ist
durch die Zugstangen 12 sichergestellt. Das Filter 11 wird
entweder von Zeit zu Zeit (manuell) oder im Dauerbetrieb gereinigt.
Beim Dauerbetrieb sind die Zugstangen 12 mit der Kolbenstange 4 gekoppelt.
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Das
V-förmige Messer 10 ist an der Transporteinrichtung
befestigt, und zwar an der Seite, die der Bewegungsrichtung der
Anlage entgegengesetzt ist.
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Die
Einrichtung zum Transport der Bodenablagerungen enthält
einen mit dem Rohrstrang 1 verbundenen Zylinder 2;
eine mit dem Strang der Antriebsstangen 3 ver bundene Kolbenstange 4,
an deren Ende der Hohlkolben 5 befestigt ist. Der Hohlkolben 5 ist
mit einem Absperrventil 8 versehen. Das Absperrventil 8 ist
im Kanal 6 des Hohlkolbens 5 mit dem trichterförmigen
Segment 7 eingebaut. Am Zylinder 2 ist das Filter 9 und
das V-förmige Messer 10 befestigt. Das Filter 9 wird
mit Bürsten 11 gereinigt, die mit Zugstangen 12 verbunden
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - S. B. M. Schkudin.
Maschinen für Hydromechanisierung der Erdarbeiten, herausgegeben
von Epifanov S. P.-M.: Stroiizsat, 1982, S. 133–140 [0005]
- - s. B. M. Schkudin, Maschinen für Hydromechanisierung
der Erdarbeiten, herausgegeben von Epifanov S. P.-M.: Stroilzsat,
1982, S. 78–133 [0006]