DE1484812C3

DE1484812C3 - Towing suction head

Info

Publication number: DE1484812C3
Application number: DE19641484812
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Witt, Wolfram, Dr.-Ing., 2400 Lübeck
Priority date: 1964-02-10
Filing date: 1964-02-10
Publication date: 1976-03-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Schleppsaugkopf zum Fördern von Boden vom Grund eines Gewässers mit einer Druckwassereinrichtung zum Einbringen von Druckwasser in den Boden mit einer Reihe von vor der Saugöffnung nebeneinander angeordneten Düsen und mit einem Saugspalt zum Einlassen des Umgebungswassers. The invention relates to a suction head for conveying soil from the bottom of a body of water a pressurized water device for introducing pressurized water into the ground with a series of in front of the Suction opening juxtaposed nozzles and with a suction gap for admitting the surrounding water.

Bei einem bekannten Schleppsaugkopf dieser Art (USA.-Patentschrift 1 068 933) sind die Strahldüsen zur Einbringung des Druckwassers in den Boden vor dem Saugquerschnitt angeordnet und dienen gleichzeitig zur mechanischen Bodenlockerung nach Art von Reißzähnen. Dies ergibt einen großen Verschleiß und erfordert einen hohen Zugbedarf für den Saugkopf. Bei hohem Zugbedarf arbeiten die für freie Fahrt ausgelegten Propeller der Laderaumsaugbagger bei langsamer Baggerfahrt hochbelastet mit kleinem Wirkungsgrad.In a known tow suction head of this type (US Pat. No. 1,068,933), the jet nozzles are for Introduction of the pressurized water into the ground in front of the suction cross-section and serve at the same time for mechanical soil loosening in the manner of fangs. This results in great wear and tear and requires a high draft requirement for the suction head. When there is a high demand for trains, those designed for free travel work The propeller of the suction dredger is heavily loaded with slow dredging travel with low efficiency.

Außerdem sind keine sich selbst einstellenden Teile für eine Anpassung an eine unterschiedliche Baggertiefe und saugbare Baggergrabentiefe vorgesehen.In addition, there are no self-adjusting parts for adaptation to different excavation depths and suction trench depth provided.

Bei diesem bekannten Saugkopf tritt das Saugwasser von vorn in den Kopf ein, die Düsen werden von dem Saugwasscr umspült, wühlen den Boden auf, und der Boden wird von einer oder mehreren Pflugscharen hinten in den Saugkopf geschält. Das Strahlwasser der wenigen Düsen unterstützt die mechanische Schneidwirkung von Reißzähnen und macht zwar den zu schälenden Boden leichter lösbar; einzelne starke Wasserstrahlen schneiden zwar den Boden auf, doch erwies sich dieses Schneiden für die Aufbereitung eines festen Bodens zur Schaffung einer höheren Gemischkonzentration wenig erfolgreich. Das Druckwasser vermag nämlich nicht, den Boden gleichmäßig gezielt aufzubereiten. In this known suction head, the suction water enters the head from the front, the nozzles are of the Suction water washes around the soil, and the soil is reared by one or more plowshares peeled into the suction head. The jet of water from the few nozzles supports the mechanical cutting effect of fangs and makes the soil to be peeled easier to detach; single strong jets of water cut open the ground, but this cutting turned out to be for the preparation of a solid Soil to create a higher mixture concentration not very successful. The pressurized water can namely not to prepare the soil evenly in a targeted manner.

Es ist auch ein Schleppsaugkopf mit einem sich selbst einstellenden Sektorvisicr (»Floating Dredgers« von Ir. A. R ο ο r d a , Haarlem 1963, S. 252) bekannt, der keine Druckwassereinrichtung für die Bodcnaufbercitung aufweist.It is also a towing suction head with a self-adjusting sector visicr ("Floating Dredgers" by Ir. A. R ο ο r d a, Haarlem 1963, p. 252) known of none Has pressurized water device for the Bodcnaufbercitung.

Der unier der hinteren und den seitlichen Visierseiten eintretende Saugstrom lost den Boden oberflächlich, bildet das Gemisch auf kurzer Strecke und erzeugt ein nur gering konzentriertes Feststoff-Wasser-Gemisch, wenn z. B. festgelagerter Feinsand zu baggern ist.The lower part of the rear and the side of the visor incoming suction flow loosens the soil superficially, forms the mixture over a short distance and produces an only slightly concentrated solid-water mixture, if z. B. fine sand deposited is to be dredged.

Der Saugstrom innerhalb des Saugkopfes ist stark unterschiedlich, weshalb der hydraulische Wirkungsgrad niedrig liegt. Die für eine ausreichende Verstellbarkeit des Sektorvisiers konstruklionsbedingte große Höhe des Saugkopfes bedeutet einen gegenüber dem anschließenden Saugrohr vervielfachten Siromungsqucrschnitt. der eine entsprechend geringe Strömungs-. geschwindigkeit des Gcmischs bewirkt, weshalb der Feststoff zum Teil als Geschiebe läuft und sich der transportierenden Kraft des Wassers entzieht.The suction flow within the suction head is very different, which is why the hydraulic efficiency is low. The one for sufficient adjustability of the sector visor construction-related high height of the suction head means one compared to the subsequent suction pipe multiplied Siromungsqucrschnitt. of a correspondingly low flow. speed of the Gcmischs, which is why the Part of the solid material runs as debris and eludes the transporting force of the water.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Schleppsaugkopf der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein über die gesamte Breite des Saugkopfes gleichmäßig verteiltes Aufquellen des Bodens erfolgt.The invention is accordingly based on the object of providing a towing suction head of the type mentioned at the beginning to improve so that a swelling of the soil evenly distributed over the entire width of the suction head he follows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im ^p kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen v>. Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the im ^ p characterizing part of the claim indicated v>. Features solved.

Der durch sein Eigengewicht und durch Kräfte aus den Druckunterschieden bei der Saugförderung auf dem Boden liegende Schleppsaugkopf schließt demnach den Saugquerschnitt nach vorn dicht ab, und die Düsen sind für etwa senkrechtes Sirahlen in den Boden in verschleißgeschützter Lage hinter der Kopfauflage angeordnet. Mit Hilfe der Strahldüsenreihe wird ein hohes Druckpoiential in eine gewünschte Tiefe unter die Baggergrundoberfläche gelegt, und zwar in den Bereich des durchlaufenden Saugkopfes.Due to its own weight and forces from the pressure differences during suction pumping The suction head lying on the ground therefore tightly closes the suction cross-section to the front, and the Nozzles are for approximately vertical sir grinding into the ground in a wear-protected position behind the head rest arranged. With the help of the row of jet nozzles, a high pressure potential is applied to a desired depth placed the excavator base surface in the area of the continuous suction head.

Es kann sich eine über die Kopfbreite erstreckende Potentiallinie bilden, da die Strahldüsen so eng nebeneinander stehen, daß das Wasser der einzelnen Strahlen in der größten Strahleindringtiefe gerade ineinanderfließt. Wegen des Kppffortschreitens mit der Schleppgeschwindigkeit bildet sich die Potentiallinie zu einer Fläche aus mit zum Kopfende hin abnehmendem Potential, weil der Überdruck in der Potentiallinie sich in Abhängigkeit von der Bodenart mit einer gewissen Geschwindigkeit nach oben entspannt. Dabei werden / Kapillar- und Reibungskräfte zwischen den Feststoff- »■ teilchen aus dem Ruhezustand gebracht und das wassergesättigte Porenvolumen vergrößert, so daß eine Bodenlockerung, ein Aufquellen des Bodens erfolgt. Der für eine anfallende Bodenart gewünschte Quell-Vorgang und die Fahrtgeschwindigkeit des Baggers über Grund bestimmen die zeitlich einzubringende Druckwassermenge. Der Strahldruck wird auf die entsprechend dem Gemischfördervermögen der Baggeranlage, der Saugkopfbreite und der Schleppgeschwindigkeit zu erwartende Baggergrabentiefe abgestimmt.A potential line extending across the width of the head can form because the jet nozzles are so close to one another stand that the water of the individual jets flows straight into one another in the greatest jet penetration depth. The potential line closes because of the head progression with the towing speed an area with decreasing potential towards the head end, because the overpressure in the potential line increases Depending on the type of soil, relaxed upwards at a certain speed. Thereby / Capillary and frictional forces between the solid »■ particles brought out of the state of rest and the water-saturated Enlarged pore volume, so that a loosening of the soil, a swelling of the soil takes place. The swelling process required for the type of soil that occurs and the travel speed of the excavator over the ground determine the time to be brought in Amount of pressurized water. The jet pressure is set according to the mixture delivery capacity of the dredging system, The excavator trench depth to be expected is matched to the suction head width and the towing speed.

Der Aufbereitungsvorgang benötigt zu seinem Abschluß eine gewisse Zeit, weshalb sich aus der gewünschten Schleppgcschwindigkeit des Kopfes ein Mindestabstand zwischen der Strahldüsenreihe und dem Saugspalt ergibt. Die Höhe des Saugspalts für'die gewünschte zeitliche Eintrittsmenge von Transportwasser wird durch eine Einstellung der Gleitschuhe an der beweglichen Haube hergestellt, die sich auf der Baggergrabensohle abstützen.The preparation process takes a certain amount of time to complete, which is why it is the desired Towing speed of the head, a minimum distance between the row of jet nozzles and the suction gap results. The height of the suction gap for'die The desired entry amount of transport water over time is adjusted by adjusting the sliding blocks the movable hood, which are supported on the bottom of the excavation trench.

Die sich selbst einstellende Haube weist die für die Schaffung der Aufbereitungszeit notwendige Länge auf, und der Saugweg im Saugkopf ist so lang, daß das Sauggemisch bei seinem Eintritt in den Saugkopf eineThe self-adjusting hood has the length necessary to create the processing time on, and the suction path in the suction head is so long that the suction mixture when it enters the suction head a

möglichst lange Strecke und Zeit in Berührung mit dem Boden geführt wird und sich dadurch weiter mit Bodenmaterial anreichert.The longest possible distance and time is in contact with the ground and thus continues with soil material enriches.

Eine Kante am Saugspalt der Haube erzeugt einen Eintrittswirbel des Saugwassers, was die Bodenerfassung unterstützt und zu einer höheren Gemischkonzentration führt.An edge at the suction gap of the hood creates an inlet vortex for the suction water, which causes the soil to be captured supports and leads to a higher mixture concentration.

Durch eine erreichbare flache Formgebung der Haube geht im Baggerbetrieb des Schleppsaugkopfes die Resultierende der Kräfte aus den Druckdifferenzen zwischen dem kopfinneren Saugraum und der Kopfumgebung hinter der Haubenlagerung vorbei nach unten, wodurch die Haube wünschenswert für die Verhinderung des Eintritts von Ballastwasser in den Kopf gegen den Boden gedrückt wird und sich eine Gewichtsbelastung erübrigt.An achievable flat shape of the hood allows the drag suction head to be used in excavator operation Resulting forces from the pressure differences between the suction space inside the head and the head environment Passing behind the hood bearing down, making the hood desirable for the prevention the entry of ballast water into the head is pressed against the ground and becomes a weight load unnecessary.

Bei dem erfindungsgemäßen Schleppsaugkopf gibt es keinen Verschleiß mechanischer Schneiden, kein einzelnes Strahlaufwühlen des Bodens durch wenige Düsen mit dem energieverzehrenden Versatz des Bodens vor dem Absaugen. Es besteht keine Gefahr, daß sich Bodenteile verstopfend in die Düsen drücken. Es wird über die ganze Breite des Kopfes ein stetiges Aufquellen des im Nachhinein vom Transportwasser abzutragenden Bodens erzeugt. Der Boden wird bei seinem Aufquellen praktisch nicht verlagert und bleibt am Ort. Die einzelnen Körner werden vertikal nur etwas angehoben, damit sie sich voneinander lösen, so daß die gleiche zeitliche Menge von Bodenmaterial mit einer kleineren Baggerpumpenleistung bei einem kleineren Zugbedarf ansaugbar wird, bzw. daß bei einer gleichen Baggerpumpenleistung eine größere zeitliche Menge von Bodenmaterial angesaugt werden kann.With the towing suction head according to the invention there is no wear and tear of mechanical cutting edges, not a single one Jet ruffles the soil through a few nozzles with the energy-consuming offset of the soil before suction. There is no risk of parts of the bottom pressing into the nozzles and clogging. It will Over the entire width of the head there is a constant swelling of what is subsequently to be carried off by the transport water Generated soil. The soil is practically not shifted when it swells and remains in place. The individual grains are only lifted a little vertically so that they separate from each other, so that the same Temporal amount of soil material with a smaller excavator pump output with a smaller pull requirement can be sucked in, or that with the same excavator pump output a larger amount of time can be sucked in by soil material.

Drei Ausführungsbeispiele eines Schleppsaugkopfes nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtThree embodiments of a towing suction head according to the invention are explained with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 den als Flachkopf ausgebildeten Schleppsaugkopf, F i g. 1 the suction head designed as a flat head,

F i g. 2 den als Klappenkopf ausgebildeten Schleppsaugkopf, undF i g. 2 the suction head designed as a flap head, and

F i g. 3 den als Walzenkopf ausgebildeten Schleppsaugkopf. F i g. 3 the suction head designed as a roller head.

Gemäß F i g. 1 weist der über den Boden gleitende an einem Saugrohr 3 angeordnete Schleppsaugkopf 1 eine einteilige, um eine horizotale Querachse 13 frei schwenkbare Haube 7 auf, deren seitliche Wände das Eindringen von gemisch verdünnendem Umgebungswasser behindern. Düsen 4 werden über einen Druckwasserraum 5 mit Druckwasser versorgt. Ein Saugspalt 2 wird durch Gleitschuhe 8 bestimmt, die rückwärts an der Haube angeordnet sind.According to FIG. 1 has the suction head 1, which slides over the floor and is arranged on a suction pipe 3 a one-piece, freely pivotable hood 7 about a horizontal transverse axis 13, the side walls of which the Prevent the penetration of ambient water that dilutes the mixture. Nozzles 4 are over a pressurized water space 5 supplied with pressurized water. A suction gap 2 is determined by sliding shoes 8, the backwards on the hood are arranged.

Nach Fig.2 weist der über den Boden gleitende Schleppsaugkopf 1 eine um horizontale obere Gelenke 10 frei bewegliche Klappenhaube 9 und ein getrennt davon um horizontale Gelenke frei bewegliches Seitenscheibenpaar 11 auf, das durch ihr Eigengewicht in den Boden gedrückt wird und für einen besonders guten seitlichen Abschluß gegen Umgebungswasser sorgt.According to Figure 2, the sliding over the floor Towing suction head 1 a flap hood 9 freely movable around horizontal upper joints 10 and a separate one of which about horizontal joints freely movable side window pair 11, which by their own weight in the Floor is pressed and ensures a particularly good side seal against ambient water.

Gemäß F i g. 3 weist der über den Boden rollende Schleppsaugkopf 1 einen Rollkörper 12 auf, der den Saugbereich des Kopfes nach vorn abschließt und den Zugbedarf des Kopfes gegenüber einer Gleitbewegung senkt. Die Eindringtiefe der Düsenstrahlen stimmt mit der Tiefe des auszuhebenden Baggergrabens 6 überein.According to FIG. 3, the towing suction head 1 rolling over the ground has a roller body 12, which the The suction area of the head closes off towards the front and the pulling requirement of the head in relation to a sliding movement lowers. The penetration depth of the nozzle jets corresponds to the depth of the excavation trench 6 to be excavated.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Towing suction head / to convey soil from the bottom of a body of water, with a pressurized water device / To introduce pressurized water into the ground, with a number of in front of the suction opening juxtaposed nozzles and with a suction gap to let in the surrounding water, characterized in that the nozzles (4) are arranged close together at a small distance above the ground, that one around a horizontal Transverse axis (! 3) freely pivotable, rearwardly extending hood (7) provided, which by its rear edge forms the suction gap (2), the clear width of which is determined by sliding shoes (8) is that the nozzle jets down to the depth of the excavation trench (6) into the ground penetrate and the nozzles (4) are so close together that that their jets flow into one another at this depth, and that the longitudinal distance between the row of nozzles and the rear edge of the hood (7) is dimensioned so that depending on the Towing speed the floor in the area of the suction gap (2) is about completely swollen.