DE1784847A1

DE1784847A1 - Durchbohrter Kopf fuer Siebrohre von Wassersammlern

Info

Publication number: DE1784847A1
Application number: DE19681784847
Authority: DE
Inventors: Mikels Frederick C
Original assignee: Ranney Internat S A
Current assignee: Ranney Internat S A
Priority date: 1967-10-23
Filing date: 1968-09-26
Publication date: 1972-04-06
Also published as: BE722613A; US3431991A; GB1188913A; ES359279A1; CH481281A; DE1784847C3; DE1784847B2; AT288272B; FR1587020A

Description

35.03

RA2TSEY INTSRKATIONAI S.A.

Sait-G-ilies-lez-Bruxelles, 4, Chaussee de Charleroi, Belgien

Lurchbohrt r Xouf fir Siebrcnre von //as a er Sammlern

Priorität: US-Patentanmeldung

Nr. 6?7·422 vom 2;'. Oktober 1967.

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an durchbohrten Köpfen im Boden^, welche am Snde vor einem Siebrohr von Wassersammlern angebracht sind.

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Wassersammler und auf Verfahren ihrer Installationen, wie beispielaweiae in der US-Patentschrift 2.622.683 "Apparat und Verfahren für das Sammeln-von Wasser" beschrieben»

"iV'ie dort gezeigt und beschrieben, wird ein senkrechter X in den Boden eingegraben, bis er eine wasserhaltige oder wasserführende Schicht schneidet. Dann werden perforierte Sasaelrohre oder Siebrohre radial nach außen häufig in einer

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Anordnung in Form eines Sterns in die wasserführende Schicht eingegraben.

Die 3ewegung des Rohrs radial nach außen wird üblicherweise durch eine hydraulische Schraubenwinde bewirkt, welche im Innern des hohlen Kastens angeordnet ist, wobei die Winde das Bohr naoh vorn in den Boden/£reßt#

Auf dem Ende vor dem Rohr ist ein durchbohrter Kopf oder Nase angeordnet, welcher 0uroh^Bohrungen für den Durchlaß de3 Feinen und anderer Gesteinstrünuner aufweist, welche in der wasserführenden Schicht in den Kopf mitgenommen werden. Hieraue werden diese Stoffe zum Abfall durch eine zeitweilige Leitung entfernt, welche im Innern dea Siebrohres angebracht ist. Da daa Trümmermaterial stetig beseitigt wird, kann die Durchbohrungsnase ihr Singraben nach vorn fortsetzen. Wenn das Siebrohr auf die gewünschte Entfernung eingegraben worden ist, zieht man die zeitweilige Leitung zurück. Dann ergießt β Loh das Wasser der wasserführenden Schicht infolge Schwerkraft durch das Siebrohr und in den Kasten, von wo es abgezogen und an die Verbraucherstelle geschickt wird.

Se ist ganz besonders nichtig, während der Installation der Torrichtung, daß die Siebrohre in einer waagerechten Haltung verbleiben, wenn sie von der Außenseite dea Kastens In die wasserführende Schicht vorrücken»

Bisher kam es häufig vor, daß die Rohr· sich naoh 0b«n bogen· Sin mögliches ungünstiges Resultat dieser aufsteigend»n Be* wtgung ist, daß die äußeren Snden des Rohres nicht aehr in der wasserführenden Schicht sind, eondern in tine darüber

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liegende Schicht gelangen, welche undurchlässig für oder frei, von Wasser sein kann·

Ein anderer möglicher übelstand ist, daß in dem Fall, wo das äußere Ende des Rohres eine so starke Ablenkung nach oben erfährt, daß es sich der Oberfläche des Bodens nähert, das eintretende Wasser einer Verunreinigung von der Oberfläche unterworfen ist. In extremen Fällen haben die durchbohrten Köpfe sogar die Oberfläche des Bodens durchstoßen.

Bisher war die Form der durchbohrten perforierten Köpfe oder Naaen, welche man verwendete, im allgemeinen konisch oder spitzbogig oder hatte die Form anderer Drehungeoberflächen, kurz gesagt, sie waren radial symmetrisch um ihre Längsachse und hatten auf ihnen gleichförmig verteilt öffnungen·

Wenn diese bekannten Arten von durchbohrten Köpfen anfänglich nach außen gepreßt werden, ausgehend vom Kasten gegen grossanWider3tand des Bodens, ist der Widerstand im wesentlichen gleich auf der ganzen Oberfläche des Kopfes. Wenn aber das Wasser unter Druck in der wasserführenden Schicht durch die Perforationen in den Kopf durchzugehen beginnt und dann weiter von den Kopf durch die zeitweilige Leitung bis zur Abfallsteile, nimmt das Wasser erheblich Mengen an feinen Brdteilen mit sich«

Wer» dieses feine mitgenommen ist, bietet der Kaum welchen es zuvor einnahm, nicht mehr den gleichen Widerstand gegen

rucken

das vorige, und der Kopf kann nach vorn gepreßt werden, indem man die Schraubenwinde gegen das Siebrohr drückt, auf welches der Kopf montiert ist.

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Aber mit der: bisher benutzten perforierten Nasen von symetrischer Form wird mehr Feines oberhalb des Kopfes wie unterhalb mitgenommen. Mit anderen Worten, wegen der Schwerkraft wird mehr Erde .nacn unten durch die Perforationen in der oberen Hälfte des Kopfes mitgenommen, als nach oben durch die Perforationen in der unteren Hälfte des Kopfes,

Dieses ungleiche Mitnehmen von Feinem führt zu einem Zustand außergfeichgewichtlichen Widerstands auf die Oberfläche 'des durchbohrten Kopfes. Bs gibt weniger Widerstand über dem Kopf als unter ihm. Infolgedessen, wenn die Nase unter dem Druck der Winde weiter vorrückt, beginnt die Nase sich nach oben aus der Waagerechten umzubiegen·

Wenn einmal diese Umbiegung nach oben beginnt, wird die Neigung dazu beschleunigt. Mit anderen Worten, wenn die Nase sich nach oben aus der Horizontalen umbiegt, und wenn sie dabei gegen den Widerstand des Bodens weiter nach vorn gepreßt wird, wird die senkrechte ansteigende Komponente der vom Boden ausgeübten Eeaktionskraft größer auf der unteren Hälfte der Nase als auf der Oberen Hälfte, in dem Maße, wie das Siebrohr beginnt sich nach oben umzubiegen, vergrößert der auf die untere Hälfte des Rohres wirkende Widerstand die Steigneigung.

Infolgedeesen führen die Wirkungen dieser senkrechten· steigenden Komponente verbunden mit dem der Oberen Hälfte entgegengesetzten Widerstand, welcher sich aus der größeren Entfernung des Feinen über dieser oberen Hälfte er<ibt, au einer Umbiegung des durchbohrten Kop|es nach oben, insbesondere

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wenn man symetrische Nasenteile benutzt.

Daher ist ea ein Ziel der Erfindung, einen durchbohrten Kopf anzubringen, welcher praktisch die LJmbiegung ffjjLEKXgftKXSIKIES

der Siebrohre in den Wasoersamnile^n nacn oben

unterdrückt.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist, einen durchbohrten Kopf zu schaffen, welcher leicht an das Ende vor ein Siebrohr zu befestigen ist.

Bin anderes Ziel der Erfindung ist, einen durchbohrten Kopf zu schaffen, welcher einen wirksamen Sitz für die zeitweilige Leitung bildet, welche während der Installation der Sammelrohre benutzt wird·

Sin weiteres Ziel der Erfindung ist es auch, einen durchbohrten O££ gedrungenen und dauerhaften Kopf zu schaffen, welcher in wirksamer Weiee und in waagerechter Haltung die ihm mitgeteilte Durohdringkraft übertragen kann.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist auch, einen in allgemeiner Hinsicht verbesserten durchbohrten Kopf zu schaffen.

Andere Ziele außer den erwähnten ergeben sich aus derwie im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsform·

Es stellen dar:

Pig. 1 eine Teilschnittansicht in verkleinertem Maßstab eines Waßsersammelkastens und eines typischen waagereoht herausragenden Siebrohres, auf welchem ein durchbohrter Kopf angeordnet ist, wobei ein Wasserrohr

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auch so, wie es beim Eingraben erscheint, dargestellt ist.

Fig. 2 eine Aufsicht von oben im Schnitt auf einen durchbohrten Kopf, welcher montiert auf das Ende eines Siebrohres dargestellt ist.

Fig. 3 eine Ansicht im mittleren Längsschnitt nach Linie 3-3 der Pig. 2.

Pig. 4 eine Aufsicht von unten, und

Pig. 5 einen Querschnitt nach linie 5-5 von Pig· 3·

Obwohl der durchbohrte Kopf der Erfindung zahlreiche Ausfuhr ungs form en aufweisen kann, g^rairg in Anpassung an die Umgebung und die Bedürfnisse des Gebrauchs, wurde eine größere Ansahl der im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungeformen gebaut, geprüft und benutat, und alle hatten ein ungewöhnlich befriedigendes Verhalten«

Der erfindungsgemäße Kopf 12 ist auf dem äußeren Ende 13 eines perforierten WaBseraammelrohres H :>der Siebrohres montiert, welches waagerecht und radial von der Wand 16 des senkrechten Kastens 17 eine« üblichen Wassersammlers herausragt»

Das Siebrohr 14 erstreckt sich vorzugsweise waagerecht in eine waseerhaltige Erdschicht 18, auch wasserführende Schicht genannt. Mitunter ragt das Siebrohr in die wasserführende Schicht auf eiue Strecke bis 100 m und mehr hinein.

Durch eine geeignete bei Wasserspeiern bekannte Einrichtung wird das Siebrchr H radial und naoh außen in der durch die Pfeile 21 der Pig. 1 angedeuteten Richtung getrieben. Die

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Kraft -wird gewöhnlich durch eine hydraulische Schraubenwinde (nicht dargestellt) aufgebracht, die im Innern des Kastene 22 angeordnet ist. Geeignete Dichtungsorgane, die in ihrer Gesamtheit mit 23 bezeichnet sind, ein Schieber 24 mit zuTvuberflache führenden Spindel 26 sind gleichfalls bekannte Teile»

Während des Tordringens (d.i. das radiale Einschieben des Siebrohres und des durchbohrten Kopfes in das Erdreich vom Kasten weg) wird eine zeitweilige Führung 31 oder ein Wasserrohr zur Beseitigung des Wassers und der feinen Srde, weiche vom durchbohrten Kopf kommen, benutzt»

Der Wasserstrom mit der feinen Erde, welcher aus der Umgebung des durchbohrten Kopfes 12 kommt, geht durch die öffnungen 33 in den Kopf hinein und wird dann.längs der Bahn der Pfeile 34 über Wasserleitung 31 an die Oberfläche gefördert, um dort als Abfall verworfen zu werden·

Gleichzeitig verhindern geeignete Dichtungsringe 36 uad 37 zwischen dem Siebrohr 14 und dem Wasserrohr 31 den Bintrit^ von Wasser in den Kasten»

Nach beendeter Eingrabung zieht man das Wasserrohr heraus«

Die wasserführende Schicht besteht gewöhnlich aus feinen Erd- und Pelsteilchen, beispielsweise Kies vermischt mit feinem Erdreich. Der dem durchbohrten Kopf beim Vortrieb entgegenwirkende Widerstand ist infolgedessen bedeutend. Jedooh tritt unter dem in der Wasserführenden Schicht befindlichen Wasserkopf eine Spülwirkung auf, durch welche der größere Teil des in der Umgebung des Kopfes liegenden feinen Gutes bewegt

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und von der Strömung 34 wie zuvor erklärt mitgenommen wird.

Solange der von dem durchbohrten Kopf angetroffene Widerstand praktisch gleich auf dem gesamten Kopf ist, erfolgt die Verschiebung des Kopfes und des anhängenden Siebrohres in einer waagerechten Ebene«

Jedech mit den symetrisohen und gleichförmig perforierten bisher verwendeten Köpfen wird der auf die obere Hälfte des Kopfes einwirkende Widerstand bald niedriger, als der auf die untere Hälfte einwirkende. Der Grund hierfür ist, daß wegen der Schwerkraft der auf die obere Hälfte des durchbohrten Kopfes einwirkende Wasserdruck das Feine oberhalb des Kopfes verdrängt und unmittelbar nach unten wirkend sehr leicht das Feine nach unten durch die darunter liegenden Durchbohrungen hindurchspült. Aber das Feine unterhalb der mittleren waagerechten Ebene des durchbohrten Kopfes muß sich nach oben gegen die Schwerkraft verschieben,'um in den Kopf einzutreten und entfernt zu werden«

Die desarotwirkung hiervon ist, daß je mehr Feines oberhalb des durchbohrten Kopfes als unten beseitigt wird, dies die Umbiegung nach oben, dort wo der Widerstand gegen das Vordrucken geringer ist, hervorruft»

Überdies, wie im Vorstehenden dargelegt, verursachte die Form der unteren Hälfte der symetrischen, konischen und ähnlichen bisher benutzten Köpfe die Umbiegung nach oben und die Vergrößerung des Grades der Umbiegung, wenn einmal diese begonnen hatte.

Daher wurde erfindungsgemäß eine solche Form dem durchlöcher-

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ten Kopf gegeben, um diesen Neigungen entgegenzuwirken und daher den Kopf und das Siebrohr in einer im wesentlichen waagerechten Ebene mit dem Fortschreiten der Aushöhlung au halten»

Der Kopf 12 bildet einen länglichen Hohlkörper 41, welcher die Spiegelsymetrie um eine mittlere senkrechte Längsebene darstellt, aber asymetrisen in Bezug auf eine mittlere waagerechte Ebene 43 ist.

Der Kopf beginnt an seinem vorderen Ende mit einer Spitze oder einem im wesentlichen flachen Stück, dem Teil 44, welcher xlxfe allmählich nach oben und nach hinten in einen gekrümmten Nasenteil 46 oder Dom übergeht, wobei dieser abgerundete obere Teil die Wirkung des Widerstandes des Erdreichs in einer solchen Richtung aufnimmt, welche die Nase nach unten zu drücken sucht, wenn der Kopf vorrückt.

Der untere Teil des Kopfes dagegen ist als ein Teil 51 ausgebildet, welches einen ia wesentlichen ü-förmigen Schnitt besitzt (?ig. 5) und eine Grundplatte 52 und ein paar senkrechter Seitenplatten 53 umfaßt, welche an ihren oberen Enden in ein Paar von seitlich herausspringenden mit dem Dom 46 verbundenen Planschen 54 enden. Die Grundplatte und die senk-

3 rechten Seitenplatten sind durch mehrere öffnungen E3, wie

¹ S dargestellt, perforiert· Vorzugsweise sind die Öffnungen von dreieckiger Form (.Fig. 4) und gehen nach hinten auseinander, um auf ein Mindestmaß Verstopfung durch Teilchen *us Klee, Schiefer und dergleichen zu verringern, wenn Bis bei ihrer Bewegung in die innere Kammer 56 des Kopfes eintreten· Diese verdrängten Teilchen haben mit anderen Worten keine

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Neigung, die Öffnungen zu verstopfen·

Demnach sind die Grundplatte 52 und die Seitenflanschen 54 waagerecht und bieten infolgedessen keine schrägen Flächen, gegen welche der Widerstand des Erdreichs eine senkrechte steigende Komponente richten kann, die den vorrückenden Kopf nach oben umzubiegen sucht. Jedoch stellt, wie erwähnt, der Zum Dom XX gekrümmte Teil 46 eine Fläche dar, welche den Kopf nach unten umzubiegen sucht.

Überdies sieht man, daß der domförmige Teil 46 keine öffnungen besitzt, stattdessen sind die öffnun^e-n auf den Seitenplatten 53 und auf dein waagerechten G-rund der Schaufelplatte 52 gelegen·

Die Kombination dieser zwei Merkmale wirkt der dauernden Neigung der Schwerkraft entgegen, Viel mehr Feines oberhalb dee Kopfes als unterhalb zu verschieben und zu bewegen« Infolgedessen Bucht der Kopf 12 eine waagerechte Bahn beim Vorwärtsrücken zu ve-folge»«-

Ba das Vorderende des e kreisförmig ist, ist die untere Hälfte des Kopfes mit Übergangsteilen 60 und 61 versehen. Diese gehen über in ein zylindrisches im wesentlichen kreisförmiges Streifenteil 62, welches an seinem hinteren Ende mit einem ringförmigen Absatz 63 von einer Form ausgebildet ist, daß es sich gu einer glatten Schweißverbindung mit dem Voröerende des e 14 eignet·

Um der Verbindung ftip«*/durchbohrter Kopf eine noch größere Starrheit mitzuteilen, bildet ein Venturi-Rohr 66 das Bade des Kopfes, welches sioh nach hinten ausgehend* von den

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Streifenteil in den Zylinder 62 des Kopfes erstreckt«

Das Bndteil 66 umfaßt einen konvertierenden Teil 67» einen verengten Teil 68 und einen ausgeweiteten rockartigen Teil 69» dessen hinterer Umfangsteil 71 in Berührung mit dem Sp 14 tritt.

Wie am betten aus Pig. 1 ersichtlich, bildet der ausgeweitete rockartige Teil 69 einen konischen selbetzentrierer.den selbsthaltenden bequemen Sitz, gegen welchen das Tordere Inde dts MIX zeitweilig benutzten Wasserrohres 31 ungefähr in der durch Bezugazeichen 73 in Pig. 3 angegebenen Stelle anstoßen oder sitzen kann, wobei die Mündung der Verengung 68 im wesentlichen mit der öffnung des Wasserrohres an dieser Stelle in übereinstimaung steht·

Demnach wurde ein aur Verwendung in Wa3serSammlern geeigneter durchbohrter Kopf erfindungsgemäi3 geschaffen, weicher nicht nur eine große Eobuetheit und Starrheit besitzt und einen Sitz für das Wasserrohr aufweist, sondern welcher gleichfalls das Siebrohr in einer waagerechten Bahn führt und so die nachteilige Neigung der bisherigen durchlöcherten Köpfe, aich naoh oben umzubiegen, überwindet·

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Claims

Patentansprüche

1· Durchbohrter Kopf für Siebrohre von Wassersammlern, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kopf einen länglichen sich zwischen einem vorderen und einem hinteren Ende erstreckenden Hohlkörper (41) umfaßt, wobei das hintere Ende einen Teil (6o) mit ringförmigem Querschnitt für die Befestigung am Rohr (H) aufweist und das vordere Ende einen Teil(51) umfaßt, welcher im Querschnitt eine Basis von im wesentlichen U-Form aufweist, überragt von einem gekrümmten Dom (46), wobei die Basis (51) mindestens eine öffnung (33) für der. Durchlaß von Wasser und feiner Erde und einen tjbergangszwischenteil (62) zur Verbindung des vorderen Endteils mit dem hinteren Endteil (66) besitzt·
2. Durchbohrter Kopf nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der hintere Endteil mit einem ringförmigen äußeren Absatz (63) ausgebildet ist, um das vordere Ende des Siebrohres (14) des Wasoersammlers aufzunehmen«
3. Durchbohrter KoJf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß er^aMlliÖlliⁱlnd8tück (66) in Form eines Venturi-Rohrs umfaßt, weiches sich nach hinten erstreckt und an seinem vorderen Ende in den ringförmigen

iii) Teil (62) des Körpers übergeht, wobei der verengte Teil des Venturi-Rohres (68) einen Sits von kreisförmigen Schnitt darstellt, auf welchem sich das vordere Ende eines Wasserrohres des Wassersammlers abstützt·

BAD ORtGINAL .

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4« Durchbohrter Kopf nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, ^aß der Körper (41) an seinem vordersten Ende durch eine Querplatte (44) begrenzt ist, welche allmählich in die U-förmige Basis (51) und den gekrümmten Dom (46) übergeht·

5· Durchbohrter Kopf nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (41) spiegelsymetrisch in Bezug auf eine mittlere senkrechte Ebene (42) und zu einer mittleren waigerechten Ebene (43) asyinetrisch ist.

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