DE1484812A1

DE1484812A1 - Process for excavator soil preparation with pressurized water and a suction head with pressurized water device

Info

Publication number: DE1484812A1
Application number: DE1964W0036146
Authority: DE
Inventors: Witt Dr-Ing Wolfram
Original assignee: WITT DR ING WOLFRAM
Current assignee: WITT DR ING WOLFRAM
Priority date: 1964-02-10
Filing date: 1964-02-10
Publication date: 1969-03-13
Also published as: JPS524870B1; NL6501314A; DE1484812B2; FR1427249A; GB1056632A

Description

Verfahren zur Baggergrundaufbereitung mit Druckwasser unad Schloppaaugkopf mit Druckwassereinricohtung Die Erfindung betrifft ein nach hydrodynamischen Gesichtspunkten kombinierten Aufbereitungs-Absaugvertahren für Schleppsaugköpfe von selbstfahrenden Laderaumaaugbavggern, bei dem zum ZWecke einer wirtschaftlichen Entnahme von feinkörnigem festgelagerten Feststoff aus Gewässeirböden Druck- und Saugwasosee zusammenwirken.Process for excavator soil preparation with pressurized water and a Schloppaaugkopf with pressurized water device The invention relates to a hydrodynamic point of view combined reprocessing and suction processes for tow suction heads of self-propelled ones Laderaumaaugbavggern, in which for the purpose of an economical removal of fine-grained solidified solid matter from Gewäßirboden pressure and suction wasosee interact.

Es ist bekannt, daß nur mit sich selbsteinstellenden Saugköpfen bei immer variierenden Baggerbedingungen - wie Bodenart, Fahrtgeschwindigkeit, Tideströmung und Wassertiefe - einigermaßen günstig Feststoff gefördert werden kann. Besonders festgelagerte feine Sande lassen sich bisher durch Schleppsaugköpfe nur unbefriedigend erfassen. Versuche zur mechanischen Bodenleckerung mit Schneiddisaken und Reißzähnen sowie mit einzelnen starken Wasserstrahlen, führten zu keinem brauchbaren Ergebnis.It is known that only with self-adjusting suction heads always varying excavator conditions - such as soil type, travel speed, tidal currents and water depth - solids can be conveyed reasonably cheaply. Particularly Fixed fine sands have so far only been unsatisfactory with suction heads capture. Attempts at mechanical soil licking with cutting disks and fangs as well as with individual strong water jets, did not lead to any useful result.

Mit den bekannten Saugwerfrahren und Schleppsaugköpfen lassen sich festägelagerte Saiid draus verschiedenen GrWiden nicht erfolgreich bagerns Disken und Reißzähne verschle6issen schnell undbedingen einen hohen Zugbedarf des Kopfes, was nachteilig ist, weil die für, freie Fahrt ausgelegten Propeller ciii de Laderäumaugbagge,r bei der langsamen Baggerfahrt in hochbelastetem Zustand mit geringem Wirkungsgrad arbeiten. Drüökwassäer verbesserte 'wegen prinzipiell uegünstiger Anwendung 'die E'Urdiii#ung feInkörnigen Sandes nicht, denn einzelne starke lfaäsers , trahlen schneiden zvä:i-l#", den Boden aufg doch ist das Schneiden zur Herstellung eines Gewisches aus feinen Sanden und Wasser kein erfolgreichen Verfahren.With the well-known suction cannons and towing suction heads, securely pinned saiids of different sizes cannot be successfully bagged from them work in a highly loaded condition with low efficiency. Drüökwassäer did not improve the use of fine-grained sand 'because of the generally unfavorable application', because individual strong oil fibers , blasting, cut the soil, but cutting to produce a mixture of fine sand and water is not a successful process .

Auch der bekannte Schleppseugkopf mit- Visier Ist In manoh en Punkten mangelhaftt Der unter der Vlaferkante verwirbelte Saugstrom löst den Feststoff oberflächlkch und bidlet das Gemisch auf kurzer Strecke. Wegen der hinter bidlet das Gemisch auf kurzer Strecke. Wegen der hinter dem Kopf in ungüinstiger Lage angebrachten Gleitschuhe für das Visier vergrößert sich der Saugspalt zwischen Kopf und Boden bei abnehmender Fahrtgeschwindigkeit, wodurch die Gemischkonzentration sinkt. Gleichzeitig saugt der Kopf unter dem vorderen Seitenteil vermehrt Reinwasser, was das Gemisch weiter verdünnt. Der Saugquerschnitt innerhalb des Kopfes Ist sprunghaft unterschiedlich, weshalb der hydraulische VIrkungsgrad niedrig liegt. Die konstruktIonsbedIngte große Höhe dieses Kopfes bedeutet einen gegenüber dem Saugrohr vervielfachten Strö@ingsquerschnitt, der eine entsprechend geringe Gemischgeschwindigkeit bewirkt, weshalb der Feststoff zum Teil als Geschiebe läuft und sich derart der transportierenden Kraft des Saugstroms entziteht.The well-known towing head with visor is also in manoeuvrable points unsatisfactory The suction flow swirled under the edge of the wafer dissolves the solid on the surface and bidlet the mixture over a short distance. Because of the behind bidlet the mixture on short distance. Because of the unfavorable position of the sliding shoes behind the head for the visor, the suction gap between head and floor increases as it decreases Driving speed, as a result of which the mixture concentration drops. At the same time sucks the head under the front side part increases pure water, which further the mixture diluted. The suction cross-section within the head varies by leaps and bounds, which is why the hydraulic efficiency is low. The construction-related large The height of this head means a flow cross-section that is multiplied compared to the suction pipe, which causes a correspondingly low mixture speed, which is why the solid partly runs as attachments and thus the transporting force of the suction flow escapes.

Zur Behebung dieser Mängel schlägt die Erfindung ein Verfahren und eine verfährensgemäße Einrichtung des Schleppsaugkopfes vor, die darauf beruhen, das6 Druckwasser für die Aufbereitung und Saugwasser für den Transport des Gemtschs zusammenwirken und dadurch eine aufwandärmere Feststoffentnahme ermöglichen.To remedy these deficiencies, the invention proposes a method and a procedural set-up of the towing suction head, which is based on das6 pressurized water for the treatment and suction water for the transport of the vegetable work together and thus enable solids to be removed with less effort.

Das Verfahren besteht darin, daß ein höheres Druckpotential in eine gewünschte Tiefe unter die Baggergrundoberfläche gelegt wird und zwar nur in den Bereich des durchlaufenden Schleppsaugkopfes. Es soll sich eine über die Kopfbreite erstreckende Potentiallinle bilden# wozu die Strahldüsen so eng --nebeneinanderstehen, daß das Wasser der einzelnen Strahlen in der größten Strahleindringtiefe gerade Ineinander fließt, Wegen des Kopffortschreitens mit der-Schleppgeschwindigkeit bildet die Potentfallinie sich zu einer Fläche aus mit zum Kopfende hin abnehmendem Potential, weil des Überdruck in der Potemtiallinie sich in, Abhängigkelt von der Sodenärt mit einer gewissen Geschwindigkeit entspannt. Dabei werden Kapillar- und Reibungskräfte zwischen den Feststoffteilchen aus dem Gleichgewicht gebracht, die Auftriebskräfte am einzelnen Korn erhöht und, dabei das wassergesättigte Porenvolumen vevgrößert. Darin besteht die Bodenlockerung, wobei noch ein Teil des Teausportwassers zum Absaugen des g6bildeteg Wasoer-Sand-Gemische eingebracht ist.The method is that a higher pressure potential in a desired depth is placed under the excavator base surface and only in the Area of the continuous suction head. It should be about the width of the head forming an extending potential line # why the jet nozzles are so close to each other, that the water of the individual jets is straight in the greatest jet penetration depth Into each other flows, because of the head advancing with the towing speed forms the potential line to a surface with decreasing potential towards the head end because of the overpressure in the Potemtiallinie in, depending on the soda hardness with a certain Relaxed speed. Capillary and frictional forces between the Solid particles unbalanced, the lifting forces on the individual Grain increases and, at the same time, the water-saturated pore volume is enlarged. That is the loosening of the soil, whereby a part of the teausport water is still formed for sucking off the g6 Wasoer-sand mixtures is introduced.

Um das derart gebildete Gemisch rohrtranaportfähig zu machen, wird es von dem aus der hinteren Kopfumgebung angeaaugten Reinwasser zwecmaaßig verdünnt. Nur so viel Baggergrundmaterial wird aufberettet, wie dem Gemischfördervermögen der Baggeranlage entspricht.In order to make the mixture formed in this way suitable for tubular transport it is diluted by the pure water sucked in from the back of the head. Only as much excavator base material is saved as the mixture pumping capacity corresponds to the dredging system.

Drei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Durchführung des angegebenen Verfahrens zur Baggeegrundaufbereitung sind in der Zeiebimug dargestellt. Es zeigen Figo 1 einen Druckwasserflaehikopf Fig. einen Druckwasserwalzenkopf Fig. 2 einen Drueckwasgserklappenkopf.Three embodiments of a device for implementing the specified Procedures for excavation soil preparation are shown in the Zeiebimug. Show it Fig. 1 shows a pressurized water bottle head, Fig. 2 shows a pressurized water roller head Pressure washer valve head.

Zu Fig. 1: Ein gestreckter Saugweg 1 und eine kontinuierliche möglichst geringe Querschuittsveränderung vom gaug-Spalt 2 bis Saugrohr 3 vermindern hydraulische Verluste. Eine dicht an den Baggergrund geführte Strahldüsenrei 4 über die ganze Kopzfbreite in verschleißgeephätzter Lage erhält das Aufbelreltungsyasser Uber den Druckkörper 5 und sorgt mit einer großen Zahil von Dusen für eine Vergroßeruemg des Porenvglum"s der abzusau enden Bodenme ge. Per für eine anfallende Bodenart gew=L et #ellvorgan und i14ip Fahrtgeschwindigkeit des Baggers bestimmen die zeitlich einzubringende Druckwaseermengeg der Stahldruck wird auf diee entsprochend dem Gemischfördervermögen der Baggeranlageg der Saugkopfbreite und der Schleppgeschwindigkeit zu erwartende Grabentiefe 6 abgestimmt. Da die eigentliehe Gemischbildung durch das Druckwasser stattfindet, ist der Einlauf 7 strömungsgünstig ausführbar. Der Abstand der Düsenreihe zum äußeren Einlauf ist ausreichend groß, so daß sich der verfahrensgemäße Quelleffekt auabildetg bevor der Kopf über den aufbereiteten Bereich hinausgeführt worden ist. Profilparallele Gleitschuhe 8 sorgen für einen von der Abklapptiefe den sich selbstverstellenden Teils unabhängigen Saugspalt und damit für eine von der Fahrtgeschwindigkeit unabhängige Konzentration.To Fig. 1: An elongated suction path 1 and a continuous one as possible Small changes in cross section from the gaug gap 2 to the suction pipe 3 reduce hydraulic Losses. A row of jet nozzles 4 guided close to the bottom of the excavator over the whole The width of the head in a wear-etched position is maintained by the Aufbelreltungsyasser over the Pressure body 5 and provides a large number of nozzles for an enlargement of the pore volume of the soil to be sown ge. Per for an accumulating soil type gew = L et #ellvorgan and i14ip Determine the travel speed of the excavator The amount of pressurized water to be introduced over time, as well as the steel pressure, is corresponding to this the mixture delivery capacity of the excavator system, the suction head width and the towing speed expected trench depth 6 matched. Because the actual mixture formation by the pressurized water takes place, the inlet 7 can be designed in a streamlined manner. Of the The distance between the row of nozzles and the outer inlet is sufficiently large so that the The swelling effect according to the method is formed before the head over the processed area has been led out. Profile-parallel sliding shoes 8 provide one of the Folding depth the self-adjusting part independent suction gap and thus for a concentration independent of the driving speed.

Zu Fig. 2: Es gilt auch das zu Fig. 1 Gesagte. Eine über die Kopfbreite durchgehende oder geteilte Spaltklappe 9 am Kopflager 10 und davon unabhängige-Seitenschelben 11, die evtl. miteinander verbunden sind, bilden den Einlauf mit gutem seitlichen Abschluß.Regarding FIG. 2: What was said about FIG. 1 also applies. One across the width of the head continuous or split split flap 9 on the head bearing 10 and independent side panels 11, which may be connected to each other, form the inlet with good lateral Diploma.

Zu Fig, 3: Es gilt auch das zu Fig. 1 Gesagte. Ein Rollkörper 1gder den Saugquerschnitt nach vorn abgrenzt, senkt den Zugbrdarf des Kopfes wesentlich.Zwecke guter Squgwegführung ist die Einlauflagerung 13 tief gelegt.Regarding FIG. 3: What was said about FIG. 1 also applies. A rolling body 1gder delimiting the suction cross-section to the front, significantly reduces the pulling force of the head Good Squgwegführung the inlet bearing 13 is set deep.

Verfrahren und Einrichtung gemäß der Erfindung sorgen dafür, daß das aufbereitete Bodenmatörtal mit geringerer Baggerpumpenletstung ansaugbar ±st und daß sich ohne gesteigerte Gesamtleis'tung, sondern nur durch ihre geändertelVertellung auf Druckwasserpumpe, Baggerpumpe und FahrtantrIeb des Baggers seine Wirtschaftlichkeit verbessert._The method and device according to the invention ensure that the processed Bodenmatörtal can be sucked in with less excavator pump capacity and that its economic efficiency is improved without increased overall performance, but only by changing it to the pressurized water pump, excavator pump and drive of the excavator.

Claims

PATENT CLAIMS: Process for excavator soil preparation with Druockasoer, thereby gekannzeicohnett that by introducing finely distributed pressurized water jets the pore volume of the solid material in the Saggergrund is enlarged to the desired extent and an easily suckable water-sand mixture is formed.

2. Towing eye skept with pressurized water device for carrying out the method according to claim 1, characterized characterized in that one other front inlet side is in a wear-protected position Row of nozzles (4) arranged over the entire width of the head with a streamlined one Inlet (7) of the sliding shoes (8) parallel to the profile, at all fold-down depths In the same distance from the ground is keptg cooperates.

Towing suction head with pressurized water device according to claim 2 for performing the method according to claim 1, characterized in p that the inlet consists of a movable slotted flap (9) and side windows separated therefrom is formed

4. Schleppaaugkopf with pressurized water device according to claim 2 for Implementation of the method according to claim 1, characterized in that it has a Rolling body (12) which closes the suction cross section of the head towards the front.

5. Towing suction head with pressurized water device according to claim 2 for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it receives an inlet from a movable gap flap (9) and d avon separate side plates and a roller body (12), which receives the suction cross section: Ltt of the head closes at the front.