DE1634904C3 - Saugbagger zum Fördern von unter Wasser liegendem Sand oder dergleichen Baggergut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Saugbagger zum Fördern von unter Wasser lagerndem Sand oder dergleichen Baggergut mit einem Saugrohr, das an seinem in den Sand gesteckten unteren Ende ein Saugmundstück und'im Abstand zu diesem wenigstens eine Saugöffnung aufweist, die zum Ansaugen des über dem Sand befindlichen Wassers dient.

Bei einem bekannten Saugbagger (USA.-Patentschrift 2 826 836) dieser Art ist das Saugrohr mit seinem am unteren Ende angeordneten Saugmundstück tief in das Baggergut einfahrbar und axial am Saugrohr verteilte Öffnungen sind vorgesehen, die als Saugöffnungen für das Ansaugen von über dem Baggergut befindlichen Wasser dienen. Das durch die Saugöffnungen angesaugte Wasser soll durch Bildung eines Wassergleitfilmes an der Innenwand des Saugrohres den Strömungswiderstand des Saugstromes herabsetzen. Eine Regelung der Konzentration an Baggergut in dem von der Pumpe geförderten Saug-

strom während des Saugbetriebes, derart, daß die Veränderungen der Betriebsurnstände, z. B. Grad der Fiuidisierung sowie die Höhe des über dem Saugmundstück vorhandenen Baggergutes, kompensiert werden, ist mit dieser Baggervorrichtung nicht mög-

Hch.

Bei einem anderen bekanntgewordenen Saugbagger (USA.-Patentschrift 3 111 778) wird in Abhängigkeit des Druckes im Saugstrom in der Nähe der Pumpe zusätzliches Wasser durch ein Wasseransaugrohr derart in das Saugrohr hineingebracht, daß bei größerer Abnahme des Druckes im Saugrohr mehr Wasser durch das Ansaugrohr eintritt. Der durch das Ansaugrohr eintretende Wasserstrom wird je nach Konzent-ation des im Saugrohr angesaugten Bagger-

»5 gutes mehr oder weniger gedrosselt. Die Drosselung bringt Energieverlust mit sich, der zusätzlich von der Pumpe geliefert werden muß. Auch enthält das über dem aufzusaugenden Baggergut stehende Wasser bei der baggerarbeit meist außerordentlich viele Unreinheiten. Wenn z. B. ein aufgesogener Saugstrom auf ein Baggerschiff gepumpt wird, setzt sich nur ein Teil • des im Saugstrom vorhandenen Baggergutes im Baggerschiff ab und der übrige Teil wird mit dem Wasser des Saugstromes über Bord geleitet. Dadurch wird das über dem noch aufzusaugenden Baggergut stehende Wasser verunreinigt. Die Abnützung der weiteren Saugöffnung infolge eines gedrosselten Stromes von verunreinigtem Wasser ist somit bei diesem bekannten Saugbagger sehr hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Saugbagger der eingangs genannten Art die Konzentration an aufgesaugtem Baggergut in dem von der Pumpe geförderten Saugstrom den veränderlichen Betriebsumständen schnell und genau anpassen zu können, ohne dabei den Pumpenenergieaufwand zu erhöhen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß der Abstand zwischen der Saugöffnung und dem Saugmundstück einstellbar ist.

5» Dadurch ist ermöglicht, daß das zur Einstellung der Konzentration des aufgesaugten Baggergutes zusätzlich durch die Saugöffnung angesaugte Wasser auf einer solchen Höhenlage ins Saugrohr eingeführt wird, bei der der Druck des außerhalb des Saugrohres befindlichen Wassers ungefähr dem innerhalb des Saugrohres herrschenden Druck entspricht, so daß eine Pumpenenergie verzehrende Drosselung des eintretenden Wasserstromes vermieden wird. Das Baggergut steigt selbsttätig bis zur eingestellten Saugöffnung ir» das Saugrohr auf, so daß dafür, vorausgesetzt daß das aufzusaugende Baggergut genügend fluidisiert ist, keine Pumpenenergie erforderlich ist. Zwischen der Saugöffnung und der Pumpe hat der Saugstrom im Saugrohr nur die gewünschte Konzentration an Baggergut, so daß das Gesamtgewicht der von der Pumpe getragenen Suspensionssäule gering ist, verglichen mit dem Gewicht, das die Pumpe bei dem Saugbagger nach der genannten USA.-Patent-

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schrift 3 111 778 tragen muß. Dort wird das Wasser mundstück 1 und eine Saugöffnung 2 auf, die durch in einer unveränderten und hoch in der Nähe der öffnen einer von mehreren Öffnungen 2 α bis Ip gePumpe liegenden Höhenlage ins Saugrohr mehr oder bildet wird. Diese Öffnungen la bis 2p sind in verweniger gedrosselt eingeführt. Mit dem erfindungsge- ^chiedenem Abstand vom Saugmundslück 1 angeord maßen Saugbagger kann Baggergut aus dem Bagger- 5 net und normalerweise je durch eine Klappe 4 abgegrund auch unter einer unreinen Deckschicht, bei- schlossen. Jede Klappe 4 ist durch hydraulische Mitspielsweise einer Tonschicht hervorgesaugt werden. tel zwischen zwei Stellungen, bei denen eine der Öff-Zur Feinregulierung der Konzentration des aufge- nungen 2 α bis 2 ρ geöffnet oder geschlossen ist, versaugten Baggergutes ist zweckmäßig der Abstand stellbar. Das Saugrohr 3 wird fortwährend in der in zwischen dem Saugmundstück und der Saugöffnung ic F i g. 1 dargestellten Schrägstellung in Richtung des stufenlos einstellbar. Pfeiles S verholt. In F i g. 1 sind von unten nach oben Vorteilhaft ist der Abstand mittels einer Einstell- eine Sandschicht 6, eine Tonschicht 7, auf der Tonvnrrichtung einstellbar, die über die Konzentration schicht 7 lagernde Unreinheiten 8 und Wasser 9 daran Sand im Saugstrom des Saugrohres messende gestellt. Der durch die Linie 10 eingeschlossene Bo-Mcßgeräte steuerbar ist. 15 den ist durch die Saugwirkung des Saugrohres 3 flui-Um sicher zu vermeiden, daß durch die Saugöff- disiert, während außerhalb der Linie 10 der Boden rung Baggergut statt Wasser in das Saugrohr gelangt, noch bzw. wieder fest ist. Wird beispielsweise die ist in zweckmäßiger Ausbildung de- Erfindung die öffnung Im als Saugöffnung2 offengelassen, so fin-'-jiigöffnurtg von einem Mantelrohr umgeben, das det an der Stelle dieser öffnung Im im Saugrohr Γ i;t dem über dem Sand befindlichen Wasser in Ver- 20 eine Vermischung von eintretendem Wasser und von bindung steht. durch das Saugmundstück 1 aufsteigender Suspen-In weiterer zweckmäßiger Ausbildung der Erfin- sion mit einer sehr hohen Konzentration an Sand dung weist das Saugmundstück ein Rohrstück auf. statt. Die Suspension mit hoher Konzentration steigt das "axial mit Abstand zum Saugrohr angeordnet ist, — vorausgesetzt, daß der Boden in der Nähe des derart, daß ein ringförmiger Spalt gebildet ist, dessen as Saugrohres 3 völlig fluidisiert ist — von selbst ungeoherer Rand höheneinstellbar angeordnet ist. Die fähr bis auf das Niveau der Öffnung Im im Saug-Saugöffnung wird dadurch auf einfache Weise in ih- rohr 3 empor, weil das Ende des Saugrohres 3 ein rem Abstand gegenüber dem Saugmundstück ein- kommunizierendes Gefäß mit dem Raum in der abstellbar durch den ringförmigen Spalt und lern im gesenkten Erde bildet, der durch die Linie 10 angeunteren Saugrohrteil anstehenden fluidisierten Bag- 30 deutet ist. Beim öffnen beispielsweise der öffnung gergtt gebildet. Bei dieser Ausbildung ist der Ein- 2/ würde die Suspension mit hoher Konzentration Stromverlust des Wassers in die Saugöffnung infolge aus dem Saugrohr 3 bis in das Wasser 9 laufen. Das der radialen nach innen gerichteten Ströme des Was- Wasser 9 wäre somit gehindert, durch diese öffnung sers und des im Saugrohr anstehenden Baggergutes 2 / einzutreten, so daß durch die Pumpe ausschließan der Unterseite der Saugöffnung herabgesetzt. Im 35 lieh Baggergut mit sehr hoher Konzentration aufge-Bereich der oberen Kante des ringförmigen Spaltes saugt werden würde. Dies würde zum Versagen der ist zweckmäßig ein teleskopartiges Schieberohr an- Pumpe oder einer Versandung des Saugrohres 3, der geordnet. Pumpe und/oder der Druckleitung führen. Dagegen Das Saugmundstück kann zwei Sandeinlässe auf- würde beim öffnen beispielsweise der öffnung 2 p weisen, von denen einer höherliegend und abschließ- 40 das durch diese öffnung 2 p eintretende Wasser bar angeordnet ist, so daß die erforderliche Zeit zum leichter aufgesaugt werden als die Suspension mit ho Fluidisieren des um das Saugmundstück befindlichen her Konzentration, die erst durch Saugkraft der Sandes herabgesetzt werden kann. Wenn vorteilhaft Pumpe von der Öffnung 2 m bis zur Öffnung 2 p aufdas am Saugmundstück befestigte Ende des Mantel- gesaugt werden müßte. Das Ergebnis wäre eine aufrohres einen dem Durchmesser des Schieberohres an- 45 gesaugte Suspension mit einer zu niedrigen Sandkongepaßten Durchgang aufweist, kann zu Beginn des zentration. Zudem bedeutet das Aufsaugen einer Saugprozesses durch Verschließen der Saugöffnung Säule schwerer Suspension bis auf eine unnötige die ganze Saugkraft auf das zu fluidisierende Bagger Höhe Verlust an Pumpleistung, gut wirken. Durch Wahl der zutreffenden öffnung 2 α bis Z ρ Zweckmäßig ist das Rohrstück des Saugmundstük- 50 als Saugöffnung 2 kann die Konzentration des im kes in einem mit dem Mantelrohr verbundenen Korb Saugrohr 3 anstehenden fluidisierten Sandes eingebefesligt. Hierbei kann zu Beginn des Saugprozesses stellt und so der von der Pumpe geforderte baugmit verhältnismäßig kurzem Hub der Schieberohrbe- strom geregelt und die Pumpleistung so wirtscnattwegung der Sand auf einer Stelle im Baggergrund in lieh wie möglich genutzt werden, verhältnismäßig kurzer Zeit zur Fluidisierung ge- 55 Um zu verhindern, daß durch plötzliches Abscnebracht werden, da der wirksame Querschnitt des ren einer Bodenkante Sand statt Wasser in die Rohrstückes gering ist. Saugöffnung 2 eintreten kann, ist gemäß F ig. 2 ein Ein Ausführungsbeispiel eines Saugbaggers nach Mantelrohr 111, das an der Unterseite abgeschlossen der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. und an der Oberseite offen ist, um das Saugrohr J _{Es ze}ig, 6„ angeordnet. Dieses Mantelrohr 111 setzt die Saugoff-Fig 1 eine Situationsskizze der Umgebung des nung2 unter allen Umständen mit dem Wasser9 unteren Endes eines Saugrohres des Saugbaggers, über dem Baggergrund in Verbindung. Der Unter-F i ε 2 3 und 4 je ein unteres Ende eines Saugroh- schied des Druckes an der Außenseite des iaugres des Saugbaggers und mundstückes 1 und der Saugöffnung 2 wird vom Ge-F ig. 5 ein dem unteren Teilschnitt V der F ig. 4 65 wicht der mit Λ bezeichneten Säule aus Sand lon entsprechender Teilschnitt einer Variante des Saug- und Unreinheiten 8 über dem Saugmundstück 1 bcrohres nach F i g 4 stimmt. Dieser Druckunterschied ist dadurch auszu-Das Saugrohr 3 des Saugbaggers weist ein Saug- gleichen, daß die Saugöffnung 2 ungefähr auf das Ni

veau der Säule h eingestellt wird. Eine Einstellung Die Einstellung des Abstandes zwischen dem

der Saugöffnung 2 auf ein höheres und ein niedrige- Saugmundstück 1 und der Saugöffnung 2 erfolgt

res Niveau bewirkt das Fördern von mehr Wasser selbsttätig. Die Mittel zur Betätigung des Schieberoh-

bzw. mehr Sand. res 204 oder der Klappen <l in Fig. 1 und 2 bzw. des

In Fig. 3 ist das Saugrohr3 vom Mantelrohr 111 5 Schieberohres 303 6 sind durch einen Konzentra-

umhüllt und der Abstand zwischen dem Saugmund- tionsmesser, der im Saugrohr 3 oder in der Drucklei-

stück 1 und der Saugöffnung 2 ist stufenlos regelbar. tung eingebaut ist, gesteuert.

In F i g. 3 sind ein oder mehrere Längsschlitze 217 Beim Einführen des Endes des Saugrohres 3 in den im unteren Ende des Saugrohres 3 angeordnet, die Baggergrund wird das Schieberohr 303 6 so weit mittels eines um das Saugrohrende greifenden Schie- io nach unten geschoben, daß es gegen das Rohrstück berrohres 204 ganz oder nur an ihren oberen Enden 393 d stößt. Auf diese Weise wird ein durchgehendes abgeschlossen sind. Dieses Schieberohr 244 ist mit- Rohr mit nur einem Sandeinlaß 301 α gebildet. Das tels eines zwischen dem Mantelrohr 111 und dem Saugrohr 3 kann auf diese Weise erst als Spritzlanze Schieberohr 204 angeordneten hydraulischen Zylin- und darauf als ein Saugrohr mit nur einem Saugders 212 verstellbar. Die Höhe der Saugöffnung 2 15 mund für Sand angewendet werden, wenn das Erdwird von der Höhe der unteren Kante des Schiebe- reich des Baggergrundes noch fest ist, d. h. noch rohres 204 bestimmt. Der fluidisierte Sand steigt nicht fluidisiert ist. Auf diese Weise ist das Saugdurch das Saugmundstück 1 in den unteren Teil des rohr 3 zu Beginn des Saugprozesses leichter in den Saugrohres 3, steigt dann einesteils senkrecht auf und Baggergrund einzuführen. Sobald der Baggergrund tritt andererseits durch das geöffnete untere Ende der to vor dem Saugmund aufgelockert ist und die aufge-Längsschlitze 217 in den Ringraum zwischen dem saugte Konzentration plötzlich groß wird, kann die Saugrohr 3 und dem Mantelrohr 111. Das Schiebe- Saugöffnung 2 gebildet werden, indem das Schieberohr 204 wird derart eingestellt, daß dessen untere rohr 303 6 aufgezogen wird. Hierdurch wird gleich-Kante einen Abstand gegenüber der Höhenlage des zeitig der Sandeinlaß 301 6 geöffnet, durch den der anstehenden fluidisierten Sandes hat, so daß die Saug- as Hauptteil des aufgezogenen fluidisierten Sandes einöffnung 2 zwischen der unteren Kante des Mantel- tritt
rohres 1 Il und dem anstehenden Sand gebildet wird. Das Saugrohr 3 in F i g. 5 weist einen Ring 415 mit

Das den Sand vom Saugmundstück I zur Pumpe einer Zentralöffnung auf, in die das Schieberchr

führende Saugrohr3 besteht nach Fig.4 aus vier 303 6 genau paßt und der über dem Korb 314 an-

Teilen, nämlich einem mit der Pumpe in Verbindung 30 geordnet ist. Das Rohrstück 303 d ist im Korb 314

stehenden Rohrteil 303 a, einem axial in bezug auf ein wenig abgesetzt und das Schieberohr 303 6 ist am

den Rohrteil 303 a verschiebbaren Schieberohr Unterende ein wenig verlängert. Ein Sandeinlaß

303 6, einem Rohrstück 303 c, da* einen größeren 301 a is! im Untcrcnde des Rohrstückes 303 d und

Durchmesser aufweist und das ein Ganzes mit dem der andere 301 6 ist wie als ringförmige öffnung zwi-

Mantelrohr 111. das um das Rohrteil 303 α und das 35 sehen dem Oberende des Rohrstückes 303 d und dem

Schieberohr 303 6 angeordnet ist, bildet und einem Ring 415 angeordnet. Dieses Saugrohr 3 kann ver-

Rohrstück 303 J, das den gleichen Durchmesser wie hältnismäßig tief in den Baggergrund hineingeführt

das Slchieberohr 303 6 hat und das mittels eines Kor- werden. Dabei wird zuerst das Schieberohr 303 6 so

bes Uli 4 am Ende des Saugrohrstückes 303 r befestigt weit hinuntergeschoben, daß es gegen das Rührstück

ist. Dabei hat das Saugmundstück 1 zwei Sandein- 40 303 d stößt, und das Saugrohr 3 wechselnd wie eine

lasse 301 α und 301 6, die im unteren Er.Jc der Wasser spritzende Spritzenlanze und wie ein Saug-

Rohmücke 303 d und 303 c angeordnet sind, wäh- rohr mit nur einem Sandeinlaß 301 α angewendet,

rend die Saugöffnung 2 durch einen ringförmigen solange der Baggergrund vor diesem Einlaß noch

Spalt zwischen der unteren Kante des Schieberohres fest ist. Sobald der Baggergrund aufgelockert ist,

303 6 und der anstehenden fluidisierten Sandsäule im 45 wird das Schieberohr 303 6 hinaufgezogen bis in eine

Rohrstück 303 c gebildet ist. Das Schieberohr 303 6 Höhenlage, in der die untere Kante desselben unter

ist in bezug auf das im Rohrteil 303 a befestigte dem Ring 415 bleibt. Das Schieberohr 303 6 wird so

Mantelrohr 111 mittels drei über dem Umfang ver- lange in dieser Lage festgehalten, bis der Bagger-

teilter Räder 313 geführt. Das Schieberohr 303 6 grund um den Korb 314 aufgelockert ist. Wenn eine

wird mittels drei über dem Umfang verteilter hydrau- 50 zu große Baggergutkonzentration droht aufgezogen

lischer Zylinder 312 verstellt. Auf diese Weise wird zu werden, wird das Schieberohr 303 6 weiter hinauf-

de.r Abstand zwischen dem Saugmundstück 1 und der gezogen, so daß gleichzeitig die Saugöffnung 2 für

Saugöffnung 2 geändert und bei Verlängerung des Wasser geöffnet und in ihrem notwendigen Abstand

Rohrstückes 303 c das Mantelrohr 111 gekürzt. zu den Saugmündern eingestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Saugbagger zum Fördern von unier Wasser lagerndem Sand oder dergleichen Baggergut, mit einem Saugrohr, das an seinem in den Sand gesteckten unteren Ende ein Saugmundstück und im Abstand zu diesem wenigstens eine Saugöffnung aufweist, die zum Ansaugen des über dem Sand befindlichen Wassers dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Saugöffnung (2) und dem Saugmundstück (I) einstellbar ist.

2. Saugbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand stufenlos einstellbar ist.

3. Saugbagger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand mittels einer Einstellvorrichtung einstellbar ist, die über die Konzentration an Sand im Saugstrom des Saugrohrs (3) messende Meßgeräte steuerbar ist.

4. Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (2) von einem Mantelrohr (111) umgeben ist, das mit dem über dem Sand befindlichen Wasser in Verbindung steht.

5. Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmundstück (1) ein Rohrstück (303 d) aufweist, das axial mit Abstand zum Saugrohr (3) angeordnet ist, derart, daß ein ringförmiger Spalt gebildet ist, dessen oberer Rand höheneinstellbar angeordnet ist.

6. Saugbagger nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Saugrohr (3) im Bereich der oberen Kante des ringförmigen Spalts ein teleskopartiges Schieberohr (303 b) angeschlossen ist.

7. Saugbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmundstück (1) zwei Sandeinlässe (301 α und 30Ί b) aufweist, von denen einer höherliegend und abschließbar angeordnet ist.

8. Saugbagger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das am Saugmundstück (1) befestigte Ende des Mantelrohrs (111) einen dem Durchmesser des Schieberohrs (303 b) angepaßten Durchgang aufweist.

9. Saugbagger nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstiick (303 d) des Saugmundstücks (1) in einem mit dem Mantelrohr (111) verbundenen Korb (314) befestigt ist.