DE1956556C - Auf dem Meeresboden verfahrbares Gewinnungsgerät zum Abtragen von Mineralablagerungen auf dem Meeresgrund - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- nen offenen Schachts.

kennzeichnet, daß an dem unteren Ende der Demgegenüber liegt nun vorliegender Erfindung

Hauptsaugleitung (45) im Bereu "i der gelenkigen die Aufgabe zugrunde, eine solche auf dem Meeres-Anordnung des Gitterträgers (65) ein Belastungs- boden verfahrbare, mittels Saugwirkung arbeitende körper (53) angeordnet ist, der z^r Auflage auf 30 Sammeleinrichtung zu schaffen, die selbstfahrend und dem Meeresboden mit einer ebenen Bodenfläche vom Schiff fernsteuerbar ist.
versehen ist. Die vorgenannte Aufgabe wird nun dadurch ge-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- löst, daß das auf dem Meeresboden bewegbare Gekennzeichnet, daß in die Hauptsaugleitung (45) winnungsgerät mit einem von dem Srhiff fernsteuerzumindest ein Ventil (57, 59) eingeschaltet ist, 35 baren Antriebsmotor und einem von diesem antreibweiches bei Ausfall der die Saugwirkung hervor- baren Fahrwerk ausgerüstet und mit einem einen rufenden Aggregate selbsttätig schließt und das Saugleitungsabschnitt tragenden Fachweikträger über sich in der Saugleitung (45) befindende Flüssig- zwei senkrecht zueinander stehende Gelenkachsen keit-Feststoffgemisch ins Meer ableitet. schwenkbar verbunden ist, wobei der Fachwerkträger

40 und der an ihm angeordnete Saugleitungsabschnitt mit der Hauptsaugleitung gelenkig verbunden ist.

Dieses neue erfindungsgemäße auf dem Meeresboden verfahrbare Gewinnungsgerät bringt den Vor-

teil mit sich, daß es sich den Unebenheiten des

45 Meeresboden in optimaler Weise anpassen kann, d. h., es ist eine maximale Ausbeute dadurch gewährleistet, daß das erfindungsgemäße Gewinnungsgerät genau den Konturen des Meeresbodens folgen kann, wobei

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein auf aber nach wie vor die Wirkverbindung mit dem dem Meeresboden bewegbares, mit Saugwirkung ar- 50 Fachwerkträger gefahrlos erhalten bleibt. Dabei wird beitendes Gewinnungsgerät zum Abtragen von auf der weitere Vorteil erreicht, daß infolge der Tatsache dem Meeresboden vorhandenen Mineralablagerun- der Schwenkbarkeit des Fachwerkträgers automatisch gen, insbesondere Manganerzknollen, wobei dieses eine Angleichung an die Verändei ungen in der Höhe Gewinnungsgerät mit einer auf einem seegängigen, des Meeresbodens erfolgen. Außerdem ist durch die sich gegebenenfalls bewegenden Schiff befestigten 55 Fernsteuerung des Gewinnungsgeräts eine wünschens-Rohrleitung gelenkig verbunden ist, in welchem zu- werte Personaleinsparung möglich,
mindest ein die Leitung mittels Auftrieb tragender Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die

Schwimmkörper eingeschaltet ist. erfindungsgemäße Vorrichtung ' ferner dadurch ge-

Zum Stand der Technik gehört bereits ein Ver- kennzeichnet, daß an dem unteren Ende der Hauptfahren zum kontinuierlichen Unterwasser-Schürfen 60 saugleitung im Bereich der gelenkigen Anordnung des in Tiefen von mehr als 122 m unterhalb eines see- Gitterträgers ein Belastungskörper angeordnet ist, der gängigen Schiffes bekannt. Dabei ist es auch bereits zur Auflage auf dem Meeresboden mit einer ebenen bekannt, auf dem Schiff eine Saugleitung-Pipeline Bodenfläche versehen ist.

bzw. deren Rohrabschnitte sowie einen Sammler- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform

Saugbagger unterzubringen. Es ist ferner bekannt, 65 ist das erfindungsgemäße Gewinnungsgerät dadurch dieses Schiff oberhalb eines bestimmten, auf dem gekennzeichnet, daß in die Hauptsaugleitung zumin-Meci"sbodcn vorhandenen Schürfbereiches fest- dest ein Ventil eingeschaltet ist, welches bei Ausfall zulegen, von wo dann die Leitung mit dem an ihrem der die Saugwirkung hervorrufenden Aggregate

selbsttätig schließt und das sich in der Saugleitung sehen, der einen, Laufkran und ähnliche Transportbefindende Flüssigkeit-Feststoffgemisch in das mechanismen für die Handhabung der Unterwasser-Meer ableitet. Schürfeinrichtung, je nachdem wie es erforderlich ist,

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an umfaßt. Das Schiff hat außerdem einen Rohrlager-Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert. 5 raum 42, in welchem die einzelnen Abschnitte 45' der

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Rohrleitung untergebracht werden, wenn sie nicht seegängigen Schiffes, das eine Mehrzahl von verti- unterhalb des Schiffes nach unten herabhängend ankalen Leitungsabschnitten, einen schwenkbaren gebracht, d. h. also in Gebrauch, sind. Dieser Rohr-Leitungsabschnitt und den erfindungsgemäßen, den Lagerraum ist ausreichend, um alle Einzelabschnitte Meeresboden erfassenden Sammler, trägt; io 45' der Leitung aufnehmen zu können.

Fig. 2 ist eine Draufsicht gemäß Fig. 1; Die Leitungseinricbtung ist insgesamt mit der Be-

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt des Schiffes; zuesziffer45 bezeichnet. Sie umfaßt eine Mehrzahl

F i g. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht des mitt- von einzelnen Rohrabschnitten, die aus Stahl oder

leren Schiffsbereichs. ähnlichem Werkstoff bestehen können und die bei

In der Zeichnung ist das Schiff insgesamt mit der is einem typischen Ausführungsbeispiel 11,0 m lang Bezugsziffer 10 bezeichnet; dieses Schiff kann bei- sind urd einen Innendurchmesser von etwa 48.3 cm spielsweise eine Gesamtlänge von etwa IWm mit aufweisen. Die einzelnen Roh. ^schnitte der Leitung einer Verdrängung bei Betriebs-Wassertiefe vor. etwa sind aneinander mittel·, entsprechender Flanschen 46, 33 000 Tonnen haben. Das Schiff hat emen Bug 11 die an den Enden der einzelnen Abschnitte vor- und ein h ?ck 12, wobei eine Bng-Schubeinrichtung, ao gesehen sind, befestigt, und zwar sind diest Flanschen die insgesamt mit 13 bezeichnet ist, vorgesehen ist, mittels üblicher Schrauben und Muttern miteinander um eine genaue Steuerung der Bewegungsrichtung verbanden.

des Schiffes zu ermöglichen. Am Heck des Schiffes Eine Auftriebspumpenkapsel 50 ist zwischenist eine umsteuerbare und mit verstellbarer Steigung liegend in der Leitung angeordnet und dient zur versehene Schraube 14 vorgesehen. as Unterbringung der Pumpeinrichtung. Die Leitung

Das Schiff 10 weist einen insgesamt mit der Be- umfaßt einen Abschnitt 51, der von der Pumpenzugsziffer 25 bezeichneten Laderaum-Abschnitt auf, kapsel 50 nach un»en verläuft und mit einem Beder genau mittig zwischen den gegenüberliegenden lastungsgewicht S? verbunden ist. Dieses Belastungs-Seiten des Schiffes liegt und somit einen zentral ge- gewicht kann, wie die Zeichnung zeigt, kegelstumpflegenen Laderaum bildet, der nach umen zum Wasser 30 förmige Gestalt mit einem verhältnismäßig ebenen hin offen ist, und zwar über das gesamte Schiff, so Bodenkantenabschnitt haben, mit dem dieses Gegendaß er eine Einrichtung bildet, um die Leitungen gewicht auf dem Meeresboden aufliegen kann. Diese beim anfänglichen Aufbau der Unterwasser-Schürf- Formgebung gestattet es, daß die Leitung nach unten einrichtung bequem nach unten zu bringen und bis in eine sokhe Stellung fällt, daß der Boden des außerdem auch, falls erforderlich, die Wieder- 35 Belastungsgewichts auf dem Meeresboden zu ruhen hineinnahn.c der Schürfeinrichtung in das Schiff zu kommt, während die hiervon nach oben verlaufende erleichtern. Leitung genau vertikal gehalten wird infolge der Auf-

Der obere Endabschnitt der Leitungseinrichtung, triebswirkung der Pumpenkapsel 50.

der weiter unten noch mehr im einzelnen beschrieben In vielen Fällen kann es erforderlich oder wün-

werden soll, ist insgesamt mit der Bezugsziffer 26 be- 40 sehenswert sein, eine mehrstufige Pumpenanordnung

zeichnet. Dieser obere Endabschnitt der Leitungs- an Stelle einer einzigen Pumpe in einer einzigen

einrichtung erstreckt sich bis in den Laderaun:- Pumpenkapsel, wie mit der Bezugsziffer 50 darge-

abschnitt. Dieser obere Teil der Leitungseinrichtung stellt ist, zu verwenden. Wenn beispielsweise der

ist innerhalb des Laderaums mittels geeigneter Ein- Schürfvorgang in verhältnismäßig großen Tiefen von

richtungen aufgehängt, wie sie mit 28 bezeichnet sind. 45 mehr als beispielsweise 914 Meter durchgeführt wer-

Es kann sich dabei um einen Elevatormechanismus den soll, so kann es erforderlich sein, eine oder meh-

od. dgl. handeln. In jedem Falle dient die Einrichtung rere zusätzliche Auftriebskapseln, zusätzlich zu der

28 dazu, die Leitung mit dem Schiff zu verbinden Pumpenkapsel 50, mit der darin befindlichen Pumpe

und das Gewicht der darunter befindlichen Leitung mit Motor vorzusehen. Eine solche zusätzliche

zumindest teilweise aufzunehmen. 50 Kapsel ist mit der Bezugsziffer 55 bezeichnet und

Die Leitung erstreckt sich nach oben, und ein strichpunktiert eingezeichnet. Selbstverständlich kann bogenförmig gekrümmter Teil 26' verläuft nach vorn, aber jede geeignete Anzahl und jeder erforderliche derart, daß er seinen Inhalt an einen Separator- Abstand von Pumpenkapseln mit den darin befindlimechanismus 30 abgibt. Dieser Separatormechanis- chen Pumpen und Motoren, je nach den Erfordermus dient zur Ausscheidung der aufgenommenen 55 nissen, vorgesehen sein. Die Leitung ist weggebro-Festkörper, d. h. also der Brauneisenerz-Körner, chen gezeichnet, und es soll ausdrücklich darauf hinunter Zurückhaltung des Seewassers und sonstigen gewiesen werden, daß der Abstand von der Aufüberflüssigen Materials unerwünschter Natur. triebspumpenkapsel 50 zum Belastungsgewicht 53 im

Nachdem die Feststoffe durch den Mechanismus allgemeinen wesentlich größer ist als der Abstand 30 abgeschieden worden sind, werden sie auf einen 60 von der Kapsel 5tt zum Schiff,
in Längsrichtung verlaufenden Fördennechanismus Ein insgesamt mit 57 bezeichnetes Ablaßventil ist 32 abgegeben, der dazii dient, die Körner nach vorn in die Leitung oberhalb der Pumpenkapsel 50 einüber die mit 35, 36, 37 und 38 bezeichneten Lade- 1 geschaltet, und ein zweites Ablaßventil 59 sitzt in der räume zu transportieren Es sind geeignete Einrich- Leitung in Nähe des Bclastungsgewichts. Jedes dietungen vorgesehen, um die aufgenommenen Körner 65 ser Ablaßventile arbeitet in ähnlicher Weise, und von dem Fördermcchanisinus nach unten in die Lade- zwar so, daß es normalerweise während des normaräume 35 bis 38 abzugeben. len Pumpvorgangs geschlossen ist, wenn die Strö-

Das Schiff ist mit einem geeigneten Aufbau 40 ver- mung von Wasser und Körnern in der Leitung nach

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oben gerichtet ist. Wenn andererseits aus irgendeinem tung in richtiger Weise so zu steuern, daß sie einer

Grund, wie z. B. wegen Ausfallens der Pumpeinrich- gewünschten Bahn folgt.

tungcn, die Körner in der Leitung nach unten fal- Die Aufsammeleinrichtung 67 ist mit einem gelen wollen, so öffnen die Ablaßventile 57 und 59 und eigneten elektrischen Antriebsmotor oder derglcimachcn es möglich, daß die nach unten fallenden 5 chen, mit 80 bezeichnet, versehen; dieser Antriebs-Körner oder irgendwelchen anderen Festkörper aus motor treibt die auf beiden Seiten der Aufsammclder Leitung nach außen in das umgebende Meeres- einrichtung angeordneten Raupen 82 an, so daß auf wasser gelangen. Diese Ablaßventile verhindern, daß diese Weise die Aufsammeleinrichtung angetrieben die Festkörper innerhalb der Leitung nach unten fal- und entlang dem Meeresboden gefahren werden Icn und sich am unteren Ende dieser Leitung zusam- io kann. Die Sammeleinrichtung kann entweder, wie mcnballcn, was eine Verstopfung der Leitung zur dargestellt, auf endlosen Raupen laufen, oder aber Folge haben könnte. auch mit Hilfsrädcrn oder Laufrollen versehen sein,

Mit 52 ist ein Lcitungskabel bezeichnet, das vom falls dies wünschenswert ist, um die Bewegung der Schiff nach unten verläuft und mit der Einrichtung Sammeleinrichtung entlang dem Meeresgrund zu cr-

in der Pumpcnkapsel verbunden ist. Dieses Lcitungs- 15 leichtern.

kabel dient zur Zuleitung elektrischer Energie zu der Die Sammeleinrichtung ist auch mit einer Vielzahl

Pumpenkapsel und kann auch noch bestimmte von im Abstand voneinander liegenden, nach unten Stcucrlcitungcn zur Steuerung der Arbeitsweise der ragenden Zähnen 85 versehen, die auf einem solchen Pumpeinrichtungen vom Schiff aus enthalten. Falls gegenseitigen Abstand angeordnet sind, daß sie den

in der Leitung noch zusätzliche Pumpcnkapseln vor- ao Eintritt von Festteiichen bestimmter Teilchengrößen

gesehen sind, laufen natürlich auch entsprechende in den Aufsarrmelmechanismus zulassen. Diese zahn -

zusätzliche Leitungskabel vom Schiff zu diesen zu- artigen Teile gewährleisten, daß nicht erwünschte

sätzlichen Pumpenkapscln. Festkörper von der Aufsammelcinrichtung zurück-

FJn insgesamt mit 65 bezeichneter Faclnvcrkträ- gewiesen werden.

gcr ist. wie bei 66 dargestellt, mit dem Belastungs- as Die -nnerhalb der Sammeleinrichtung aufgenom-

gewicht verbunden, und zwar ist diese Verbindung mcncn Festkörper werden sämtlich einer mit 86 bc-

dcrart gestaltet, daß eine freie Schwingbewegung des zeichneten SaugmUndung zugeleitet, die mit dem un-

Fachwcrkträgcrs um einen Winkel von mindestens tcrstcn Ende des flexiblen Leitungsabschnitts 72 ver-

90 gegenüber dem Bc'astungsgewicht möglich ist. bunden ist, so daß also die aufgesammelten Körner

Das erfindungsgemäße Gewinnungsgerät, das auch 30 in der Leitung bis zu dem Schiff nach oben gesaugt Aufsammelvorrichtung oder Sammeleinrichtung ge- werden können. Ein Einlaßventil 88 dient dazu, daß nannt wird, ist insgesamt mit 6? bezeichnet: diese es bei öffnen das umgebende Meerwasser in das un-Aiifsammelcinrichtung ist bei 69 mit dem unteren terste Ende der Leitung einläßt, um das Feststoff-Ende des Fachwerkträgers verbunden. Die Verbin- Flüssigkeits-Verhältnis innerhalb der Leitung steuern dung 69 ist allseitig gelenkig ausgebildet, so daß sich 35 zu können. Die Betätigung dieses Einlaßventils kann die Aufsammcleinrichtung um zwei zueinander senk- vom Schiff aus ferngesteuert werden, rechte Achsen frei bewegen kann, so daß die Auf- Die Aufsammeleinrichtung oder der Sanimclkopf sammeleinrichtung genau der Kontur des Meercsbo- kann auch mit einem Kompaß und mit Sonar-Eindcns folgen kann, nach wie vor aber in Wirkungsver- richtungen versehen sein, wie auf der Zeichnung anbindung mit dem Fachwerkträger bleibt. 40 gedeutet, um die Navigation des Schiffes gegenüber

Der Fachwerkträger kann aus einem mehr oder der Aufsammelcinrichtung zu erleichtern, weniger konventionellen offenen Rahmenwerk be- Der Fachwerkträger 65 kann aus einzelnen Abstehen, das verhältnismäßig hohe Starrheit bei schnitten zusammengesetzt sein, um das Zusammen-Lcichtbauwcisc aufweist; der Fachwerkträger dient setzen und Demontieren desselben zu erleichtern, zur Halterung eines Leitungsabschnitts 72, der aus 45 und der gesamte Fachwerkträger ist von dem BeIacincm flexiblen Schlauch bestehen kann. Es ist dar- stungsgewicht und von der Sammeleinrichtung lösauf hinzuweisen, daß dementsprechend die gesamte bar, um eine Unterbringung all dieser Teile in dem Leitung einen nach oben verlaufenden Hauptteil auf* Schiff zu ermöglichen.

weist, der sich von dem Belastungsgewicht nach oben In die Zeichnung sind bestimmte Abstände einerstreckt, während der untere Teil dieser Leitung in s» getragen, und bei einem typischen Schürfvorgang Nähe des Fachwerkträgers 65 schwenkbar ist. um mag der Abstand X 914 m und der Abstand Y etwa eine Schwenkbewegung zu ermöglichen, wodurch die 143 m betragen. Das Belastungsgewicht kann bei Aufsammeleinrichtung, die mit dem unteren Ende einer solchen Anordnung normalerweise etwa 30,5 m des Fachwerkträgers verbunden ist, sich in vertika- über dem Meeresboden liegen, so daß die Schwingler Richtung bewegen kann, um Veränderungen in 55 bentgung des Fach werk tiägers, wie in strichpunktierder Höhe des Meeresbodens auszugleichen. ten Linien in der Zeichnung angedeutet, ein Anheben

Geeignete Beleuchtungseinrichtungen, wie 2. B. und Absenken der Aufsammelcinrichtung entspre-

elektnsche Unterwasserlampen 74, sind an dem chcnd Veränderungen in der Tiefe des Meeresbodens

Fachwerkträger angebracht, und geeignete Fern- ermöglicht, wobei mit einer solchen Anordnung Übertragungseinrichtungen, wie z.B. Fernsehka- 60 Höhenänderungen von 16,5 mund mehr bequem auf-

tneras 76. sind ebenfalls am unteren Teil des Fach- genommen wurden können.

(verkträgers in Nähe der lichtquellen angeordnet. Die Pumpe.nrichrung ist in einem Zwischen-Mit dieser Anordnung ist es möglich, daß der · abschnitt der Hauptsaugleitung beträchtlich unterMeeresboden end die Anfsammeleinrichtung be- halb der Meeresoberfläche angebracht und ri><»nt leuchtet und von fern von dem Schiff aus betrachtet 65 dazu, das Wasser und die davon eingefangenen Körwerden können, wodurch das Personal dazu in die ner von der Sammeleinrichtung bis zur Pumpen-Lage versetzt wird, den Fortschritt des Schürfvor- kapsel hoch zu saugen, von wo aus das Wasser und ganges zu beobachten und die Aufsammeleinrich- die Körner dann mit positivem Druck nach oben bis

in das Schiff gefördert werden. Diese Anordnung ist besonders wirksam und wirtschaftlich für das Pumpen von Matc-ialien aus großen Tiefen, wie sie bei Schürfvorgänge.1 auftreten, die in Tiefen bis zu 3,666 m oder mehr unterhalb der Meeresoberfläche durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Gewinnungsgerät ist speziell dazu geeignet, in großen Tiefen !inter überaus hohen Drücken und unter unterschiedlichen Umgebungseinflüssen, wie z. B. den herrschenden Winden, Meeresströmungen und den sonstigen Meeresbedingungen zu arbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209639/373

Claims (1)

% * unteren Ende angeordneten Sammler herabgelassen \ *£ ' wird, bis dieser den Meeresboden und damit die j? Patentansprüche: Mineralansammlung berührt, wobei die vertikale } Halterung der Saugleitung beibehalten wird. Dieser • 5 bekannte Sammler nimmt die Mineralstoffe auf,

1. Auf dem Meeresboden bewegbares, mit welche dann mittels Pumpen über die Saugleitung Saugwirkung arbeitendes Gewinnungsgerät zum auf ein Schiff befördert werden. Es ist auch bereits Abtragen von auf dem Meeresboden vorhande- bekannt, das Sammelaggreßat mit einem schwenknen Mineralablagerungen, insbesondere Mangan- baren, an der Hauptsaugleitung angeordneten Leierzknollen, wobei das Gewinnungsgerät mit einer io tungsstück zu verbinden. Diese bekannten mit Saugauf einem seegängigen, sich gegebenenfalls be- kr* ft arbeitenden Gewinnungseinrichtungen besitzen wegenden Schiff befestigten Rohrleitung gelenkig ferner ebenfalls auf dem Hauptschiff Lagerräume, in verbunden ist, in welche zumindest ein die Lei- denen die Abschnitte der Pipeline gestapelt werden tung mittels Auftrieb tragender Schwimmkörper können, die selbstverständlich nicht in ihrer Gesamteingeschaltet ist, dadurch gekennzeich- 15 heit zu den Lagerstättenhereichen transportierbar net, daß dar Gewinnungsgerät (67) mit einem sind. Auch kennt man bereits Hubeinrichtungen zum von dem Schiff fernsteuerbarem Antriebsmotor Aufhängen, Absenken oder Hochziehen der Rohr-(80) und einem von diesem antreibbaren Fahr- leitung.

werk (82) ausgerüstet und mit einem einen Saug- Ferner sind bereits solche Gewinnungsgeräte in

leitungsabschnitt (72) tragenden Fachwerkträger ao Verbindung mit einem Schiff bekannt, bei denen (65) über zwei senkrecht zueinander stehende Ge- innerhalb des Schiffsrumpfes eine öffnung vorhanden lenkachsen schwenkbar verbunden ist, wobei der ist, durch die eine Saugleitung abgesenkt werden Fachwerkträger (65) und der an ihm angeordnete kann. Schließlich gehurt zum Stand der Technik auch Saugleitungsabschnitt (72) mit der Hauptsaug- bereits eine Einrichtung zum Zusammenbau der Saugleitung (45) gelenkig verbunden sind. 35 leitung im Bereich eines im Schiffsrumpf vorhande-