DE1802153B2 - Saugbaggervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugbaggervorrichtung mit einem an eine Pumpe angeschlossenen und in einen fluidisierten Bodenbereich einführbaren Saugrohr, das an seinem freien Ende mit einem Saugmund versehen ist und an einer Übergangsstelle zwischen der Pumpe und dem Saugmund eine Querschnittsänderung aufweist, wobei der Nominalströmungsquerschnitt des Saugrohrs oberhalb der Übergangsstelle bis zur Pumpe einen im wesentlichen gleichbleibenden Wert aufweist, der kleiner als der Strömungsquerschnitt im Bereich des Saugmundes ist.

Eine Saugbaggervorrichtung dieser Art ist aus der ÜSA.-Patentschrift 1 508 521 bekannt. Durch die

ίο Wahl eines größeren Strömungsquerschnitts im Bereich des Saugmunds als im übrigen, darübergelegenen Teil des Saugrohrs sollen die Einströmverluste am Saugmund verringert werden. Die Herabsetzung der Einströmverluste am Saugmund eines in eine fluidisierte Bodenschicht einführbaren Saugrohrs ist für einen wirtschaftlichen Saugbaggerbetrieb von erheblicher Bedeutung, weil die Einströmverluste die Saughöhe der Pumpe herabsetzen.
Bei der bekannten Vorrichtung nach der USA.-Patentschrift 1508 521 ist die Querschnittsänderung zwischen Saugmund und Pumpe so getroffen, daß der Übergang von dem großen Eintrittsquerschnitt zu dein kleineren Nominalströmungsquerschnitt im Hauptteil des Saugrohrs allmählich konvergierend ausgestaltet ist, da dies dort aus strömungstechnischen Gründen für unerläßlich erachtet wird. Diese Ausbildung mit allmählich konvergierendem Übergang von dem größeren Eintrittsströmungsquerschnitt auf den relativ kleineren Nominalströmungsquerschnitt im Hauptteil des Saugrohrstrangs ist konstruktiv aufwendig und kostspielig.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, bei einer derartigen Saugbaggervorrichtung durch eine besondere Ausbildung der Übergangsstelle ohne Be-

einträchtigung der strömungstechnisch günstigen

Eigenschaften gegenüber der bekannten Vorrichtung

eine Vereinfachung der Konstruktion und einfachere Herstellbarkeit zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Saugbag-

ger der vorstehend genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Übergangsstelle durch einen radial verlaufenden Flansch gebildet ist und daß das Saugrohr vom Saugmund bis zu der Übergangsstelle den relativ größeren, im wesentlichen konstant ausgebildeten Strömungsquerschnitt des Saugmundes aufweist.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung erfolgt demnach der Querschnittsübergang von dem relativ größeren Strömungsquerschnitt im Bereich des Saugmundes, zu dem relativ kleineren Nominalströmungsquerschnitt im Hauptteil des Saugrohrs praktisch stufenartig und abrupt, und zwar mittels des radial verlaufenden Flansches am unteren Ende eines Rohrteils, das den im wesentlichen bis zur Saugpumpe gleichbleibenden relativ kleineren Strömungsquerschnitt aufweist, während unterhalb des Flansches zum Saugmund der relativ größere Strömungsquerschnitt vorliegt.
Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Übergangsstelle durch einen einfachen Radialflansch ist verhältnismäßig einfach und unproblematisch in Konstruktion und Herstellung, im Vergleich zu den bekannten Ausführungen mit konvergierendem Übergangsverlauf. Jedoch war für diese einfache

6g Ausbildung des Übergangs mit einem Radialflansch nicht ohne weiteres zu erwarten, daß dies eine strömungstechnisch brauchbare Lösung darstellen würde, weil mit Turbulenzen und dadurch bedingten

erhöhten Druckverlusten an einer derartigen abrupten Querschnittsänderung gerechnet werden mußte. Es hat sich jedoch ergeben, daß sich an dieser abrupten Übergangsstelle unterhalb des Radialflansches ein torusförmiger Stützwirbel ausbildet, der einen strömungstechnisch einwandfreien und nahezu verlustfreien Übergang aus dem unteren, weiteren Teil des Saugrohrs in den oberen engeren Teil gewährleistet.

Aus der USA.-Patenlschrift 1719 568 ist ferner ic ein Schleppmundansatzstück für einen Saugbagger in Gestalt eines das untere Ende des eigentlichen Saugrohrs umgebenden großen Kastens bekannt, der über die Gewässersohle hingezogen wird und zum Aufsaugen von oberflächigem Schlamm oder sonsti- »5 gen Verunreinigungen dient. Der eigentliche Saugmund wird von dem innerhalb des Kastens mit Abstand über dessen unterem Rand und von dem Kasten in weitem Abstand umgebenen Ende des Saugrohrs gebildet, das als solches nicht in die Bodenschicht eingeführt wird. Auch der dieses Saugrohren.de umgebende Schleppkasten dringt nicht nennenswert in den Boden ein, sondern wird vielmehr über den Boden entlanggezogen, wobei durch zugeführtes Druckwasser die Schlammschicht in dem innerhalb des Schleppkastens befindlichen Teil aufgewirbelt und in diesem aufgewirbelten Zustand über das eigentliche Saugrohr abgesaugt wird. Dieser Saugmund ist für ein in einen fluidisierten Bodenbereich einführbares Saugrohr demnach nicht verwendbar.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Teil des Saugrohrs mit dem Nominalströmungsquerschnitt von. einem Wasserzuführrohr umgeben ist, das im wesentliehen den gleichen Durchmesser wie der unterhalb der Übergangsstelle befindliche Teil des Saugrohrs mit dem konstanten, größeren Strömungsquerschnitt aufweist und über einen Ringspalt entlang dem Außenumfang des Flansches mit dem Raum innerhalb des Saugrohrteils unterhalb der Übergangsstelle verbunden ist. Dabei unterstützt der sich unterhalb des Radialflansches ausbildende Stützwirbel die Ein- und Umlenkung des von oben zugeführten Wassers in den unteren verbreiterten Teil des Saugrohrs und aus diesem nach oben in den verengten Teil des Saugrohrs. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 5.

Ausführungsbeispiele einer Saugbaggervorrichtimg nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeij;t

F i g. L eine schematische Längsschnittansicht eines Saugrohrendteils der Saugbaggervorrichtung,

Fig. 2 und 3 Querschnittsansichten in den Ebenen H-II und 1ΙΙ-ΓΙΙ in F i g. 1, F i g. 4 eine Ansicht eines Saugrohruntcrteils und

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab den Detailausschnitt V aus F i g. 4.

In Fig. 1 ist der unterste Teil eines Saugrohrs ί einer Saugbaggurvorrichtung gezeichnet. Das Saugrohr 1 weist ein an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossenes Rohrstück 5 mit einem NominalströmungsquerschnitM (Fig. 2), einen am unteren Ende des Rohrstücks 5 befestigten radialen Flansch 6 und ein hieran anschließendes Rohrstück 7 mit einem StrömimgsqucrschniU/i (Fig. 3), der bedeutend größer ist als der Nominalströmungsquerschnitt A, auf. Am unteren Ende des Rohrstücks 7 ist ein Saugmund 3 mit dem Strömungsquerschnitt B vorgesehen.

Zwischen den Rohrsiücken 5 und 7 ist somit eine Übergangsstelle 2 in Form einer Kehle gebildet, oberhalb welcher das Saugrohr 1 bis zur Saugpumpe den gleichbleibenden Nominalströmungsquerschnitt A besitzt und unterhalb welcher das Saugrohr 1 vom Saugmund 3 an den bedeutend größeren Strömungsquerschnitt B besitzt (F i g. 2 und 3). Beim Aufsaugen einer Suspension aus Sand und Wasser entsteht vor der Kehle ein torusförmiger Stützwirbel 4, der bewirkt, daß der Suspensionsstrom ohne oder nahezu ohne Widerstand die Kehle passiert.

In F i g. 4 ist das Unterteil eines Saugrohrs 33 dargestellt, das an einem Oberteil des Saugrohrs 33 schwenkbar befestigt ist, wobei das Oberteil seinerseits schwenkbar an der Saugbaggervorrichtung aufgehängt ist. Das Unterteil des Saugrohrs 33 besteht im wesentlichen aus einem über das Oberteil an einer beispielsweise 10 m unter dem Wasserspiegel angeordneten, nicht dargestellten Sandpumpe angeschlossenen Innenrohr 34, einem das Innenrohr 34 umhüllenden, starr mit ihm verbundenen Mantelrohr 35 und einem in dem Innenrohr 34 axial verschiebbar angeordneten, mittels drei Hydraulikzylindern betätigbaren Schiebe- oder Teleskoprohr 37, das im wesentlichen etwa den gleichen Nominalströmungsquerschnitt A wie das Innenrohr 34 hat. Das Schieberohr 37 trägt an seinem unteren Ende ein Saugrohrteil 42 mit dem bedeutend größeren Strömungsquerschnitt B. Dieses Saugrohrteil 42 trägt an seinem unteren Ende einen Saugkorb 38. Das Saugrohrteil 42 ist an seinem dem Saugkorb 38 entgegengesetzten Ende mit einem Wasserzufuhrrohr 43 von gleichem Durchmesser verlängert. Dieses Wasserzufuhrrohr 43 und mit ihm das Saugrohrteil 42 ist mittels über den Umfang verteilter radialer Laschen 53 an einem unteren Teil 54 des Schieberohrs 37 befestigt. Dieser Teil 54 weist an seinem unteren Ende einen radialen Flansch 55 auf, wobei zwischen dem äußeren Rand dieses Flansches 55 und des Saugrohrteils 42 ein Ringspalt 52 (F i g. 5) verbleibt. Das Wasserzufuhrrohr 43 paßt axial verschieblich in ein Mantelrohrendteil 39. Zwischen dem unteren Ende des Teils 54 des Schieberohrs 37 und dem Wasserzufuhrrohr 43 ist ein Zylinderraum 45 vorhanden, der nach oben hin mit einem zylindrischen Raum 46 zwischen dem Mantelrohr 35 einerseits und dem Schieberohr 37 und dem Inncnrohr 34 andererseits in Verbindung steht; dieser Raum 46 ist mit einer an eine Druckwasserpumpe angeschlossenen Druckwasserzufuhrleitung 47 verbunden. Das Druckwasser kann von dem Raum 46 aus durch den Ringspalt 52 in das Saugrohrteil 42 eintreten. Das Saugrohrteil 42 schließt über eine durch den Flansch 55 gebildete Kehle, die als Übergangsstelle 51 vorgesehen ist, an den Teil 54 des Schieberohrs 37 an. Das Mantelrohrende 39 des Saugrohrs 33 hat zum Einstechen in den Sand eine scharfe Unterkante 40. Infolge des weiten Saugmundes 44 und des weiten Saugrohrteils 42 am Ende des Schieberohrs 37 und infolge des Ringspnltcs 52 für den Eintritt von Druckwasser ist der Widerstand beim Aufsaugen der Suspension in das Schieberohr 37 dank eines sich ausbildenden torusförmigen Stützwirbels 60, der noch von dem einströmenden Druckwasser verstärkt wird, gering.

Falls der zylindrische Raum 46 mit dem sich über

dem aufzusaugenden Sand befindenden Aulk-nwasser statt mit einer an eine Druckwasserpumpe angeschlossenen Druckwasserzufuhrleitung 47 in Verbindung steht, treibt der Stützwinkel 60 das aus dem Ringspalt 52 tretende Wasser um sich herum in den Teil 54 des Schieberohrs 37 herein. Aaf diese Weise werden der Wasserstrom von dem Ringspalt 52 und der durch den Saugmund 44 und den Saugkorb 38 eintretende Sandstrom ohne Widerstand hervorrufenden Stoßeffekt in das Teil 54 eingeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Saugbaggervorrichtung mit einem an eine Pumpe angeschlossenen und in einen fluidisierten Bodenbereich einführbaren Saugrohr, das an seinem freien Ende mit einem Saugmund versehen ist und an einer Übergangsstelle zwischen der Pumpe und dem Saugmund eine Querschnittsänderung aufweist, wobei der Nominalströmungsquerschnitt des Saugrohrs oberhalb der Übergangsstelle bis zur Pumpe einen im wesentlichen gleichbleibenden Wert aufweist, der kleiner als der Strömungsquerschnitt im Bereich des Saugniundes ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstelle (2; 51) durch einen radial verlaufenden Flansch (6; 55) gebildet ist, und daß das Saugrohr (1; 33) vom Saugmund (3; 44) bis zu der Übergangsstelle (2; 51) den relativ größeren, im wesentlichen konstant ausgebildeten, Strömungsquerschnitt (ß) des Saugmundes (3; 44) aufweist.

2. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Saugrohrs (33) mit dem Nominalströmungsquerschnitt (A) von einem Wasserzufuhrrohr (43) umgeben ist, das im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der unterhalb der Übergangsstelle (51) befindliche Teil (42) des Saugrohrs (33) mit dem konstanten größeren Strömungsquerschnitt (D) aufweist und über einen Ringspalt (52) entlang dem Außenumfang des Flansches (55) mit dem Raum innerhalb des Saugrohrteils (42) unterhalb der Übergangsstelle (51) verbunden ist.

3. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Saugrohr mit einem Innenrohr, einem an dessen unteren Ende teleskopisch verschieblichen Schieberohr, einem das Innenrohr und das Schieberohr umhüllenden Mantelrohr sowie mit Betätigungsvorrichtungen für die Axialverschiebung des Schieberohrs versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Übergangsstelle (51) bildende Flansch (55) am unteren Ende des Schieberohrs (37) angeordnet ist.

4. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzufuhrrohr (43) an dem Schieberohr (37) befestigt ist.

5. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohrteil (42) mit dem relativ größeren Strömungsquerschnitt (B) mit dem Schieberohr (37) verbunden ist.