DE1802153C3

DE1802153C3 - Saugbaggervorrichtung

Info

Publication number: DE1802153C3
Application number: DE1802153A
Authority: DE
Inventors: Jan De Dipl.-Ing. Amsterdam Koning
Original assignee: Nv Ingenieursbureau Voor Systemen En Octrooien Spanstaal Rotterdam (niederlande)
Current assignee: Nv Ingenieursbureau Voor Systemen En Octrooien Spanstaal Rotterdam (niederlande)
Priority date: 1967-10-16
Filing date: 1968-10-09
Publication date: 1974-09-26
Also published as: GB1243066A; DK132840C; NL6714009A; DK132840B; GB1243065A; DE1802153B2; DE1802153A1; BE722326A; DE1802157A1; FR1587519A; FR1587518A; US3585739A; BE722327A; US3756659A; DK118599B

Description

Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Über-

60 gangsstelle durch einen einfachen Radialflansch ist

verhältnismäßig einfach und unproblematisch in

Konstruktion und Herstellung, im Vergleich zu den

rv _c .. , . ·, · bekannten Ausführungen mit konvergierendem

Die Erfindung betnftt eine Saugbaggervorrichtung Übergangsverlauf. Jedoch war für diese einfache mit einem an eine Pumpe angeschlossenen und in 6₅ Ausbildung des Übergangs mit einem Radialflansch einen fluidis.erten Bodenbereich einführbaren Saug- nicht ohne weiteres zu erwarten, daß dies eine strörohr das an seinem freien Ende mit einem Saug- rnungstcchnisch brauchbare Lösung darstellen mund versehen ist und an einer Übergangsstelle zwi- 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.-Patentschrift 1719 668 ist ferner ein Schleppmundansatzstück für einen Saugbagger in Gestalt eines das untere Ende des eigentlichen Saug rohre umgebenden großen Kastens bekannt, der über die Gewässersohle hingezogen wird und zum Aufsaugen von oberflächigem Schlamm oder sonstigen 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 Saugrohrende umgebende Schleppkasten dringt nicht nennenswert in den Boden ein, sonde, η 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 fluidisieren 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 wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der unterhalb der Übergangsstelle befindliche Teil des Saugro'nrs mit dem konstanten, größeren Strömungsquerschnitt aufviist 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.

Ausführungs'cispiele einer Saugbaggervorrichtung nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erlüutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Längsschnittanricht eines Saugrohrendtcils der Saugbaggervorrichtung, Fig. 2 und3 Querschnittsansichten in den Ebenen H-II und IH-III in Fig. 1,
F i g. 4 eine Ansicht eines Saugrohruntcrtcils und Fig. 5 in vergrößertem Maßstab den Detailausschnitt V aus Fi g. 4.

In F i g. 1 ist der unterste Teil eines Saugrohrsl einer Saugbaggervorrichtung gezeichnet. Das Saugrohr 1 weist ein an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossenes Rohrstück 5 mit einem Nominalströmungsquerschnitt A (Fig. 2), einen am unteren Ende des Rohrstücks5 befestigten radialen Flansch 6 und ein hieran anschließendes Rohrstück 7 mit einem Strömungsquerschnilt B (Fig. 3), der bedeutend größer ist als der Nominalströmungsquerschnitt A, auf. Am unteren Ende des Rohrstücks7 ist ein Saugmund 3 mit dem Strömungsquerschnitt B vorgesehen.

Zwischen den Rohstücken 5 und 7 ist somit eine Übergangsstelle?, jn Form einer KeLJe gebildet, 5 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 StrömungsquerschnjttB besitzt (Fig.2 und3). Heim ίο 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 so 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 (Fig. 5) verbleibt. Das Wasscrzufuhrrohr 43 paßt axial verschieben 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 Innenrohr 34 andererseits in Verbindung steht; dieser Raum 46 ist mit einer au eine Druckwasserpumpe angeschlossenen Druckv/asser/ufuhrleitung 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 TcΊ 54 des Schieberohrs 37 an. Das Mantclrohrcndc 39 des Saugrohrs 33 hat zum Einstechen in den Sand eine scharfe Unterkante 40. Infolge des weiten Saugtnundes 44 und des weiten Saugrohrteils 42 am Ende des Schieberoiirs 37 und infolge des Ringspaltcs 52 für den Eintritt von Druckwasscr ist tier Widerstand beim Aufsaugen der Suspension in das Schieberohr 37 dank eines sich ausbildcnden 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 Außenwasser 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. Auf diese Weise werden der Wasserstrom von dem Ringspalt 52 und der durch den Saugmund 44 und den Saugkorb 38 eintretemde Sandstrom ohne Widerstand hervorrufenden Stoßeffekt in das Teil 54 eingeführt.

Hierzu '.[ Blatt Zeichnungen

Claims

sehen der Pumpe und dem Saugmund eine Quer-

„ . . ... sebnittsänderung aufweist, wobei der Nominalströ-

PatentansprUche: roungsquerschnUt des Saugrohrs oberhalb der Über

gangsstelle bis zur Pumpe einen im wesentlichen

1. Saugbaggervorrichtung mit einem an eine 5 gleichbleibenden Wert aufweist, der kleiner als der Pumpe angeschlossenen und in einen fluidisierten Strömungsquerscbnitt im Bereich des Saugmundes Bodenbereich einführbaren Saugrohr, das an sei- ist.

nem freien Ende mit einem Saugmund versehen Eine Saugbaggervorrichtung dieser Art ist aus der

ist und an einer Übergangsstelle zwischen der USA.-Patentschrift 1508 521 bekannt Durch die

Pumpe und dem Saugmund eine Querschnittsän- io Wahl eines größeren Strömungsquerscbnitts im Be-

derung aufweist, wobei der Nominalströroungs- reich des Saugmunds als im übrigen, darübergelege-

querschnitt des Saugrohrs oberhalb der Über- nen Teil des Saugrohrs sollen die Einströmverluste

gangsstelle bis zur Pumpe einen im wesentlichen am Saugmund verringert werden. Die Herabsetzung

gleichbleibenden Wert aufweist, der kleiner als der Einströmverluste am Saugmund eines in eine

der Strömungsquerschnitt im Bereich des Saug- 15 fluidisierte Bodenschicht einführbaren Saugrohrs ist

mundes ist, dadurch gekennzeichnet, für einen wirtschaftlichen Saugbaggerbetrieb von er-

daß die Übergangsstelle (2; 51) durch einen ra- heblicher Bedeutung, weil die Einströmverluste die

dial verlaufenden Flansch (6; 55) gebildet ist, Saughöhe der Pumpe herabsetzen,

und daß das Saugrohr (1; 33) vom Saugmund (3; Bei der bekannten Vorrichtung nach άζτ LJSA.-Pa-

44) bis zu der Übergangsstelle (2; 51) den relativ 20 tentschrift 1508 521 ist die Querschnittsänderung

größeren, i.n wesentlichen konstant ausgebilde- zwischen Saugmund und Pumpe so getroffen, daß

ten, Strömungsquerschnitt (B) des Saugmundes der Übergang von dem großen Eintrittsquerschnitt zu

(3; 44) aufweist. dem kleineren Nominalströmungsquerschnitt im

2. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 1, Hauptteil des Saugrohrs allmählich konvergierend dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Saug- 35 ausgestaltet ist, da dies dort aus strömungstechnirohrs (33) mit dem Nominalströmungsquer- sehen Gründen für unerläßlich erachtet wird. Diese schnitt (A) von einem Wasserzufuhrrohr (43) Ausbildung mit allmählich konvergierendem Überumgeben ist, das im wesentlichen den gleichen gang von dem größeren Eintrittsströmungsquer-Durchmesser wie der unterhalb der Übergangs- s.chnitt auf den relativ kleineren Nominalströmungsstelle (51) befindliche Teil (42) des Saugrohrs 30 querschnitt im Hauptteil des Saugrohrstrangs ist kon-(33) mit d; m konstanten größeren Strömungs- struktiv aufwendig und kostspielig.

querschnitt (B) aufweist und über einen Ringspalt Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, bei

(52) entlang dem Außenu.iifang des Flansches einer derartigen Saugbaggervorrichtung durch eine

(55) mit dem Raum iiincrh?^:b des Saugrohrteils besondere Ausbildung der Übergangsstelle ohne Be-(42) unterhalb der Übergangsstelle (51) verbun- 35 einträchtigung der slrömungstechnisch günstigen

d^en ist. Eigenschaften gegenüber der bekannten Vorrichtung

3. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 1 eine Vereinfachung der Konstruktion und einfachere oder 2, bei der das Saugrohr mit einem Innen- Herstellbarkeit zu erzielen.

rohr, einem an dessen unteren Ende teleskopisch Zur Lösung dieser Aufgabe iJt bei einem Saugbag-

verschieblichen Schieberohr, einem das Innen- 40 ger der vorstehend genannten Art gemäß der Erfin-

rohr und das Schieberohr umhüllenden Mantel- dung vorgesehen, daß die Übergangsstelle durch

rohr sowie mit Betätigungsvorrichtungen für die einen radial verlaufenden Flansch gebildet ist und

Axialverschiebung des Schieberohrs versehen ist, daß das Saugrohr vom Saugmund bis zu der Über-

dadurch gekennzeichnet, daß der die Übergangs- gangsstelle den relativ größeren, im wesentlichen

stelle (51) bildende Flansch (55) am unteren 45 konstant ausgebildeten Strömungsquerschnitt des

Ende des Schieberohrs (37) angeordnet ist. Saugmundes aufweist.

4. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 3, Nach dem Grundgedanken der Erfindung erfolgt dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzufuhr- demnach der Querschnittsübergang von dem relativ rohr (43) an dem Schieberohr (37) befestigt ist. größeren Strömungsquerschnitt im Bereich des Saug-

5. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 3 50 mundes, zu dem relativ kleineren Nominalströ- oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Saug- xnungsquerschnitt im Hauptteii des Saugrohrs prakrohrteil (42) mit dem relativ größeren Strö- tisch stufenartig und abrupt, und zwar mittels des ramungsquerschnitt (S) mit dem Schieberohr (37) dia! verlaufenden Flansches am unteren Ende eines verbunden ist. Rohrteils, das den im wesentlichen bis zur Saug-

55 pumpe gleichbleibenden relativ kleineren Strömungsquerschnitt aufweist, während unterhalb des Flansches zum Saugmund der relativ größere Strömungs-

querschnitt vorliegt.