DE1802158B2

DE1802158B2 - Method of suction dredging and suction dredging

Info

Publication number: DE1802158B2
Application number: DE1802158A
Authority: DE
Inventors: Jan De Dipl.-Ing. Amsterdam Koning; Tjako Aaldrik Dipl.-Ing. Utrecht Wolters
Original assignee: N.V. Ingenieursbureau Voor Systemen En Octrooien Spanstaal, Rotterdam (Niederlande)
Priority date: 1967-10-16
Filing date: 1968-10-09
Publication date: 1978-08-31
Also published as: GB1243064A; NL6714006A; DE1802158A1; US3585740A; BE722324A; FR1587516A; DK120070B; DE1802158C3; NL147218B

Description

4545

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Saugbaggern von Baggergut, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist Ein derartiges Verfahren ist durch die FR-PS 14 67 425 bekannt. Hier wird das Saugrohr mit dem an seinem unteren Ende befindlichen Saugmund in den Gewässerboden eingeführt und es wird um den Saugmund herum ein verhältnismäßig großer Bereich des Sandbodens durch den Saugbaggervorgang fluidisiert Dieses lluidisierte Baggergut wirkt mit dem Saugrohr nach Art kommunizierender Gefäße zusammen, derart daß die durch den unteren Saugmund eintretende Suspension durch die über dem Saugmund lagernde Bodensäule in dem Saugrohr bis auf eine etwa entsprechende Höhe hochgedrückt wird. Die Wassereintrittsöffnung muß dabei etwa auf diesem Niveau gehalten werden, um die gewünschte Wirkungsweise zu gewährleisten, bei der die angesaugte verhältnismäßig schwere Sandsuspension durch Beimischung des an der Wassereintrittsöffnung angesaugten Wassers auf die gewünschte Suspensionskonzentration gebracht wird. Diese Einstellung der Höhe der Wassereintrittsöffnung, was durch öffnen jeweils einer in der betreffenden Höhenlage befindlichen Klappe erreicht wird, ist zur Erreichung der gewünschten Konzentration erforderlich. Liegt nämlich die Wassereintrittsöffnung höher als es dem Niveau der über dem Saugmund liegenden Sandsäule entspricht, so wird zu viel Wasser beigemischt und es ergibt sich eine zu dünne Suspension. Liegt die Wassereintrittsöffnung jedoch unterhalb des Niveaus der über dem Saugmund stehenden Sandsäule, so tritt die von unten angesaugte schwere Sandsuspension durch die Wassereintrittsöffnung aus und hindert das Wasser am Eintreten, wodurch insgesamt eine zu schwere Sandsuspension nach oben gefördert wird, welche zu Verstopfungen in der Pumpe und den Leitungen führen kann und insgesamt den Saugprozeß unwirtschaftlich macht.The invention relates to a method for suction dredging dredged material, as described in the preamble of Claim 1 is specified. Such a method is known from FR-PS 14 67 425. Here it becomes The suction tube with the suction mouth located at its lower end is inserted into the bottom of the water and it A relatively large area of the sand soil around the suction mouth is created by the suction dredging process fluidized This fluidized dredged material acts with the suction pipe in the manner of communicating vessels together, so that the suspension entering through the lower suction mouth through the above the suction mouth stored soil column in the suction tube is pushed up to an approximately corresponding height. The water inlet opening must be kept at about this level in order to achieve the desired effect ensure that the relatively heavy sand suspension sucked in by the admixture of the Water inlet opening sucked water is brought to the desired suspension concentration. This adjustment of the height of the water inlet opening, which is done by opening one in each case Altitude flap is reached is necessary to achieve the desired concentration. Namely, if the water inlet opening is higher than the level of the one above the suction mouth Sand column, too much water is added and the suspension is too thin. However, if the water inlet opening is below the level of the sand column above the suction mouth, so the heavy sand suspension sucked in from below escapes through the water inlet opening and prevents it the water entering, which means that too heavy a sand suspension is pumped upwards, which can lead to blockages in the pump and the lines and overall the suction process makes it uneconomical.

Das bekannte System, bei dem die Wassereintrittsöffnung stets annähernd auf dem Niveau der über dem Saugmund lagernden Bodensäule gehalten werden muß hat daher den Nachteil, daß die Wassereintrittsöffnung insgesamt in einem verhältnismäßig großen Abstand von dem tief in den Boden eingeführten Saugmund gehalten werden muß und daß bei starken plötzlichen Schwankungen der Einführtiefe, wie sie etwa durch Nachstürzen von umgebendem Boden in die fluidisierte Zone auftreten können, entsprechend große Veränderungen des Abstandes zwischen dem Saugmund und der Wassereintrittsöffnung erforderlich sind. Bei der in der Praxis bevorzugt angewandte Ausführung mit einem in einem Mantelrohr verschieblichen, mittels Hydraulikantrieb betätigbaren Schieberrohr bedingt dies verhältnismäßig große Längen des Schieberohres und der Betätigungshydraulik, was wegen der hohen Gestehungskosten und der erhöhten Störanfälligkeiten nachteilig ist.The well-known system in which the water inlet opening is always approximately at the level of the above Suction mouth bearing soil column must therefore be kept has the disadvantage that the water inlet opening overall at a relatively large distance from the suction mouth, which is inserted deep into the ground must be kept and that with strong sudden fluctuations in the depth of insertion, such as by Subsequent falls of surrounding soil into the fluidized zone can occur, correspondingly large changes the distance between the suction mouth and the water inlet opening are required. In the case of the In practice, preferred design with a hydraulic drive that can be displaced in a jacket tube actuatable slide tube requires this relatively large lengths of the slide tube and the Hydraulic actuation, which is because of the high production costs and the increased susceptibility to failure is disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgegebene optimale Konzentration der nach oben geförderten Suspension entweder überhaupt ohne Veränderung des Abstandes zwischen Wassereintrittsöffnung und Saugmund einstellen zu können, oder aber unter gleichzeitiger Einstellung dieses Abstandes auch bei hohen Einführtiefen des Saugmundes in den Boden mit wesentlich kleineren Abständen zwischen Wassereintrittsöffnung und Saugmund und einem kleineren Hub der Verstellung der Wassereintrittsöffnung auszukommen, derart daß mit kürzeren Verschiebewegen gearbeitet werden kann.The invention is based on the object of the predetermined optimal concentration of the upward delivered suspension either without any change in the distance between the water inlet opening and suction mouth to be able to adjust, or with simultaneous adjustment of this distance also If the suction mouth is deeply inserted into the ground, the distances between the water inlet opening are significantly smaller and suction mouth and a smaller stroke of the adjustment of the water inlet opening, so that you can work with shorter displacement distances.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The problem posed is achieved by what is stated in the characterizing part of claim 1 Characteristics.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Wassereintrittsöffnung mit Druckwasser beaufschlagt wird, braucht diese Wassereintrittsöffnung nicht mehr auf dem Niveau der über dem Saugmund stehenden Bodensäule gehalten zu werden, sondern kann näher an den Saugmund herangelegt werden, wobei trotzdem ein Austreten der von unten angesaugten schweren Sandsuspension in die Wasserzuführumgsleitung zuverlässig vermieden wird. Die Einstellung auf eine gewünschte Sandkonzentration kann dabei grundsätzlich ohne Abstandsänderung zwischen Wassereintrittsöffnung und Saugmund durch entsprechende Einstellung der Druckhöhe des Druckwassers erfolgen.Because, according to the invention, the water inlet opening is acted upon with pressurized water, needs this water inlet opening is no longer at the level of the floor column above the suction mouth to be held, but can be placed closer to the suction mouth, although a Reliable discharge of the heavy sand suspension sucked in from below into the water supply bypass line is avoided. The adjustment to a desired sand concentration can in principle without changing the distance between the water inlet opening and the suction mouth through the appropriate setting the pressure head of the pressurized water.

Es ist zwar aus der britischen Patentschrift 8 37 669 ein Schleppkopf-Saugbagger bekannt, bei welchem dem von einer Schneidfräse abgeschälten Bodenmaterial in einer unmittelbar hinter dem Schneidkopf liegenden Mischkammer Wasser zugesetzt wird, um eine Suspension zu bilden, die dann aus der Mischkammer durch das Saugrohr aufgesaugt wird. Die Zufuhr des MischwassersAlthough it is known from British Patent 8 37 669 a towing suction dredger in which the Soil material peeled off by a cutter in a directly behind the cutter head Mixing chamber water is added to form a suspension, which is then passed out of the mixing chamber through the Suction tube is sucked up. The supply of the mixed water

erfolgt dabei über einen kurzen Rohrkrümmer, der an seinem oberen Ende mit einer in Schlepprichtung weisenden Mündungsöffnung mit dem Umgebungswasser in Verbindung steht. Die Zufuhr des Mischwassers erfolgt somit durch den beim Entlang.ziehen des Schleppbaggers an der Mündungsöffnung des Rohrkrümmers auftretenden Staudruck, der jedoch nur geringfügig größer ist als der Druck in der Mischkammer selbst. Wenn sich zuviel Sand im Unterende dss Saugrohres befindet, kann der Druck des Druckwassers nicht erhöht werden und es wird der Sand aus dem Unterende des Saugrohres dadurch entfernt, daß man eine Klappe an der Hinterseite des Saugrohres öffnet Eine Verschieblichkeit der oberen Mündung der Wasserzufuhrleitung gegenüber der Eintrittsöffnung des Schneidkopfes ist im übrigen nicht vorgesehen.takes place via a short pipe bend, which at its upper end with a in the direction of drag pointing mouth opening is in communication with the surrounding water. The supply of the mixed water is thus carried out by pulling the dragger along at the mouth of the elbow occurring dynamic pressure, which is only slightly greater than the pressure in the mixing chamber itself. If there is too much sand in the lower end of the suction pipe, the pressure of the pressurized water are not increased and the sand is removed from the lower end of the suction tube in that one a flap on the back of the suction tube opens. A movability of the upper mouth of the The water supply line opposite the inlet opening of the cutting head is not provided for the rest.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Saugbagger der im Gattungsbegriff des Anspruchs 2 angegebenen Bauart Ein solcher Saugbagger ist ebenfalls aus der genannten FR-PS 14 67 425 bekannt. Dij gestellte Aufgabe wird bei einem solchen Saugbagger durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst. Diese Steuerglieder werden in erster Linie von den Einstellmitteln der Druckwasserpumpe gebildet.The invention also relates to a suction excavator of the type specified in the preamble of claim 2 Design Such a suction excavator is also known from the aforementioned FR-PS 14 67 425. Dij asked The task is given in the characterizing part of claim 2 with such a suction excavator Features solved. These control elements are primarily controlled by the setting means of the pressurized water pump educated.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in die Wasserzuführungsleitung zwischen der Druckwasserpumpe und der Wassereintrittsöffnung eine Wasserstrahlpumpe eingeschaltet. Die Verwendung einer Wasserstrahlpumpe in der Wasserzuführungsleitung ermöglicht einen hohen Durchsatz der Wasserzufuhr und man erhält einen großen Einstellbereich bezüglich der zugeführten Wassermenge.According to a further embodiment of the invention is in the water supply line between the Pressurized water pump and the water inlet opening switched on a water jet pump. The usage a water jet pump in the water supply line enables a high throughput of the Water supply and you get a large setting range with regard to the amount of water supplied.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele eines Verfahrens und einer Vorrichtung nach der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigtEmbodiments of a method and an apparatus according to the invention are given below described with reference to the drawing. In the drawing shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Saugbaggers während der Durchführung des Verfahrens,F i g. 1 a schematic representation of a suction excavator while the method is being carried out,

F i g. 2 das untere Ende eines Saugrohres des Saugbaggers in einer weiteren Ausgestaltung undF i g. 2 the lower end of a suction pipe of the suction excavator in a further embodiment and

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie 1II-II1 gemäß Fig. 2.3 shows a section along the line 1II-II1 according to FIG.

Der Saugbagger besteht aus einem Schiff 10, einer Saugpumpe 11, einem an der Saugseite der Saugpumpe 11 angeschlossenen Saugrohr 12, einem an der Druckseite der Saugpumpe 11 angeschlossenem Druckrohr 13, einer Druckwasserpumpe 14, einer an der Saugseite der Druckwasserpumpe 14 angeschlossenen Wassersaugleitung 15 und einer an der Druckseite dieser Druckwasserpumpe 14 angeschlossenen Wasserzuführungsleitung 16. Das Saugrohr 12 ist um eine Horizontalachse gegenüber der Saugpumpe 11 schwenkbar. Die Druckwasserzuführungsleitung 16 ist über einen biegsamen Abschnitt 17 mit der Druckwasserpumpe 14 verbunden.The suction dredger consists of a ship 10, a suction pump 11, a suction pipe 12 connected to the suction side of the suction pump 11 , a pressure pipe 13 connected to the pressure side of the suction pump 11 , a pressurized water pump 14, a water suction line 15 connected to the suction side of the pressurized water pump 14 and a The water supply line 16 connected to the pressure side of this pressurized water pump 14. The suction pipe 12 can be pivoted about a horizontal axis with respect to the suction pump 11. The pressurized water supply line 16 is connected to the pressurized water pump 14 via a flexible section 17.

Das Saugrohr 12 endet in einem Endabschnitt 18 über dem ein Schieberohr 20 teleskopartig mittels eines Hydraulikantriebs 21 verschiebbar und in der jeweils erforderlichen Schiebestellung einstellbar ist. An dem Endabschnitt 18 ist starr ein dem Endabschnitt 18 und das Schieberohr 20 umgreifendes Mantelrohr 19 befestigt, welches über das untere Ende des Endabschnittes 18 vorsteht. Die Wasserzuführungsleitung 16 ist an eine Strahldüse 22 einer Wasserstrahlpumpe 23 angeschlossen, durch die Wasser mit einem großen Durchsatz durch Einlaßöffnungen 24 angesaugt und in das Mantelrohr 19 gedruckt wird. Das unten offene Ende des Mantelrohres 19 bildet einen Saugmund 25, durch den vorwiegend fluidisiertes Baggergut eintritt. Das Druckwasser gelangt über den Ringraum zwischen dem Schieberohr 20 und dem Mantelrohr 19 bis unter die Wasssreintrittsöffnung 26 des Schieberohres 20 und der sich über die Wassereintrittsöffnung 26 des Schieberohres 20 erstreckende Teil 19a des Mantelrohres 19 führt der Wassereintrittsöffnung 26 Baggergut zu.The suction pipe 12 ends in an end section 18 above which a sliding pipe 20 can be moved telescopically by means of a hydraulic drive 21 and can be adjusted in the respectively required sliding position. A casing tube 19 , which surrounds the end section 18 and the sliding tube 20 and projects beyond the lower end of the end section 18, is rigidly attached to the end section 18 . The water supply line 16 is connected to a jet nozzle 22 of a water jet pump 23, through which water is sucked in at a high throughput through inlet openings 24 and is pressed into the jacket tube 19 . The end of the jacket tube 19, which is open at the bottom, forms a suction mouth 25 through which mainly fluidized dredged material enters. The pressurized water passes through the annular space between the sliding tube 20 and the jacket tube 19 to below the water inlet opening 26 of the sliding tube 20 and the part 19a of the jacket tube 19 extending over the water inlet opening 26 of the sliding tube 20 leads the water inlet opening 26 to dredged material.

Das Verfahren arbeitet wir folgt:The procedure works as follows:

Der Endabschnitt 18 des Saugrohres 12 wird bis tief unter die Oberfläche des Sandes 27 eingeführt und dabei wird Sand angesaugt. In der Nähe des Endes des Saugrohres 12 innerhalb des durch die strichpunktierte Linie 28 ist der Sand fluidisiert und verhält sich wie Schwimmsand. Er hat dann die Neigung selbsttätig in den Endabschnitt 18 des Saugrohres 12 bis auf das Niveau des über dem Saugmund 25 stehenden Sandes aufzusteigen. Infolge der Beaufschlagung des Mantelrohres 19 mit Druckwasser hängt es vom Überdruck dieses Druckwassers ab, bis zu welchem Niveau der Sand im Mantelrohr 19 aufsteigt. Während des Aufsaugens des Sandes wird der Druck im Mantelrohr 19 auf einem solchen Wert gehalten, daß der Sand zwar durch den Saugmund 25 eintreten kann, jedoch nicht bis zur Wassereintrittsöffnung 26 des Schieberohres 20 gelangt. Dann wird das Schieberohr 20 auf einem solchen Abstand zwischen Saugmund 25 und Wassereintrittsöffnung 26 eingestellt, daß bei dem jeweiligen Druck des Druckwassers innerhalb des vom MantelrohrThe end section 18 of the suction pipe 12 is inserted deeply below the surface of the sand 27 and sand is sucked in in the process. In the vicinity of the end of the suction tube 12 within the area indicated by the dash-dotted line 28, the sand is fluidized and behaves like floating sand. He then has the tendency to automatically rise into the end section 18 of the suction pipe 12 to the level of the sand standing above the suction mouth 25. As a result of the application of pressurized water to the jacket pipe 19 , it depends on the overpressure of this pressurized water up to which level the sand rises in the jacket pipe 19. While the sand is being sucked up, the pressure in the jacket pipe 19 is kept at such a value that the sand can indeed enter through the suction mouth 25, but does not reach the water inlet opening 26 of the sliding pipe 20. Then the slide tube 20 is set at such a distance between the suction mouth 25 and the water inlet opening 26 that at the respective pressure of the pressurized water within the jacket tube

19 umschlossenen Ringkanals und bei der jeweiligen Tiefe des Saugmundes 25 unter der Sandoberfläche eine Sand-Wasser-Suspension aufgesaugt wird, deren Sandkonzentration den gewünschten Wert besitzt. Falls nämlich zuviel bzw. zu wenig Wasser in das Schieberohr 19 enclosed annular channel and at the respective depth of the suction mouth 25, a sand-water suspension is sucked up under the sand surface, the sand concentration of which has the desired value. If there is too much or too little water in the slide tube

20 eingesaugt wird, so kann dies dadurch korrigiert werden, daß das Schieberohr weiter nach unten ausgefahren bzw. weiter nach oben eingezogen wird.20 is sucked in, this can be corrected by moving the sliding tube further down is extended or retracted further up.

Der für das Schieberohr 20 erforderliche Hub ist bedeutend kleiner als im Falle, daß kein Druckwasser in das Mantelrohr 19 eingeführt wird. Nahezu über die gesamte Länge des Saugrohres 12 befindet sich in diesem zwischen Wassereintrittsöffnung 26 und Saugpumpe 11 eine Suspension des Baggergutes in der gewünschten Konzentration, so daß die an der Saugseite der Sandpumpe hängende Suspensionssäule so leicht wie möglich ist während die schwerere Schwimmsandsäule außerhalb des Mantelrohres 19 über den Saugmund 25 diese leichte Suspensionssäule empordrückt.The stroke required for the sliding tube 20 is significantly smaller than in the event that no pressurized water is introduced into the jacket tube 19 . Almost over the entire length of the suction pipe 12 there is a suspension of the dredged material in the desired concentration between the water inlet opening 26 and the suction pump 11 , so that the suspension column hanging on the suction side of the sand pump is as light as possible while the heavier floating sand column outside the casing pipe 19 This light suspension column is pushed up via the suction mouth 25.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 und 3 ist in dem unteren Endabschnitt 118 des Saugrohres 112 ein Schieberohr 120 verschiebbar eingesetzt, welches durch einen hydraulischen Antrieb 121 verschiebbar ist. In die Wasserzuführungsleitung 116 ist eine Wasserstrahlpumpe 123 eingeschaltet, die eine Strahldüse 122 und eine Einlaßöffnung 124 aufweist. Das Mantelrohr 119 ist am unteren Ende zu einem aus F i g. 3 ersichtlichen Querschnitt verjüngt. Danach liegen zwei gegenüberliegende Kreisbogenabschnitte des Mantelrohres 119 dem Schieberohr 120 unmittelbar an und zwei gegenüberliegende Kanalabschnitte 129 halbkreisförmigen Querschnitts führen im Saugmund 125 Düsenrohrabschnitte 130, die fest mit dem Schieberohr 120 verbunden sind und mit dem Ringraum zwischen Mantelrohr 119 und Schieberohr 120 bzw. Saugrohrendabschnitt 118 in Verbindung stehen. Diese so gebildeten Düsen können zusammen mit der Wassereintrittsöffnung 126 am unteren Ende des Schieberohres 120 über denIn the embodiment according to FIG. 2 and 3 in the lower end portion 1 18 of the suction tube 112 is a sliding tube slidably inserted 120 which is displaceable by a hydraulic drive 121st In the water supply pipe 1 16 is a water jet pump 123 is turned on, which has a jet nozzle 122 and an inlet port 124th The jacket tube 119 is at the lower end to one from FIG. 3 tapered cross section. Thereafter, two opposite circular arc sections of the jacket tube 119 lie directly on the slide tube 120 and two opposite channel sections 129 of semicircular cross-section lead in the suction mouth 125 nozzle tube sections 130 that are firmly connected to the slide tube 120 and with the annular space between the jacket tube 119 and slide tube 120 or suction tube end section 118 in Connected. These nozzles formed in this way can, together with the water inlet opening 126 at the lower end of the sliding tube 120, via the

Saugmund 125 in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise ausgefahren werden während eine Einführung in den Sand erfolgt. Die von den Rohrabschnitten 130 gebildeten Spritzdüsen stehen dann über die Kanäle 129 und den Saugmund 125 vor und werden von der Wasserstrahlpumpe 123 gespeist. Diese der Wasserstrahlpumpe 23 entsprechende Wasserstrahlpumpe 123 hat den Vorteil, daß mit ihrer Hilfe während der Einführung des Saugrohres in den Sand ein hoher Druck erreicht werden kann, so daß die die Spritzdüsen eine kräftige Wirkung ausüben, während andererseits während des Aufsaugens von Sand mit der Wasserstrahlpumpe ein besonders hoher Durchsatz von Wasser bei verhältnismäßig niedrigem Druck erreicht werden kann.Suction mouth 125 in the FIG. 2 clearly extended during an introduction to the Sand is made. The spray nozzles formed by the pipe sections 130 then protrude over the channels 129 and the suction mouth 125 and are fed by the water jet pump 123. This the water jet pump 23 corresponding water jet pump 123 has the advantage that with their help during the Introduction of the suction tube in the sand a high pressure can be achieved, so that the spray nozzles a exercise vigorous action while on the other hand while sucking up sand with the water jet pump a particularly high throughput of water can be achieved at relatively low pressure.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for suction dredging of dredged material through a suction pipe connected to a pump, which has a suction mouth at its lower end and a water inlet opening at a point between this and the pump at a distance from the suction mouth, wherein fluidized dredged material is sucked through the suction mouth and whereby the water supply into the water inlet opening is adjusted depending on the column of fluidized dredged material and possibly other material stored on the dredged material in order to maintain a desired concentration of the dredged material in the sucked up dredged material-water mixture, characterized in that the water inlet opening ( 26, 126) pressurized water is supplied with adjustable pressure and that the pressure of the pressurized water prevailing at the water inlet opening (26, 126) is adjusted.

2. Suction excavator for carrying out the method according to claim 1, with a suction pipe connected to a suction pump, which at its lower end has a suction mouth which can be inserted deep into the ground and at a point located between the pump and the lower suction pipe end with a Has water inlet opening connected to the water supply line, characterized in that the water supply line (16) is connected to a pressurized water pump (14) and that control elements are arranged which set the water pressure of the pressurized water at the water inlet opening (26, 126) in order to maintain the desired concentration of the excavated material .

3. Suction excavator according to claim 2, characterized in that a water jet pump (23,123) is switched on in the water supply line (16) between the pressurized water pump (14) and the water inlet opening (26, 126).