DE2024650B2 - Vorrichtung zum Wiederaufschlämmen und Entleeren des Inhalts eines ortsfesten oder beweglichen Lagerbehälters für Feststoffe, insbesondere eines Erztransportbehälters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wiederaufschlämmen und Entleeren des Inhalts eines ortsfesten oder beweglichen Lagerbehälters für Feststoffe, insbesondere eines Transportbehälters, der eine annähernd waagerechte Bodenwand, mindestens eine Senkgrube mit Emnahmeöffnung und mindestens eine Hochdruckflüssigkeitsstrahldüse für das flüssige Löse- und Schlämmittel aufweist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung (USA.-Patentschrift 33 16 023) sind feststehende Strahldüsen kurz oberhalb der Senkgrube angeordnet, aus denen Flüssigkeitsstrahlen schräg aufwärts in den Behälter gerichtet werden, dessen Wandungen stetig gekrümmt sind und den Verlauf der Flüssigkeitsstrahlen mitbestimmen. Dabei wird mit niedrigem Druck und mit Überflutung gearbeitet, um zeitlich vor dem Entladungsvorgang eine nahezu völlig homogene Mischung des Ladegutes mit dem flüssigen Löse- und Schlämmittel herzustellen, das dann durch sein Eigengewicht in die Senkgrube fallen soll.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Entleeren und Fortbewegen von Staub aus Behältern bekannt (DTPS 31 bib), bei der ein Rohr mit einer seitlich angeordneten Luftdüse drehbar in den zu entleerenden Behälter eingebaut ist. Weiterhin ist es bekannt (deutsches Ge brauchsmuster 18 65 877), Schlamm, der sich in einem Wagenbehälter abgeschieden hat, in der Weise wieder förderfähig zu machen, daß über Düsen Wasser dem abgeschiedenen Schlamm beigemischt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln ein besonders wirtschaftliches Aufschlämmen und Fördern von Erz, das in Form feiner Partikeln in Schiffsladeräumen od. dgl. gelagert und verfestigt ist. mit hohem Wirkungsgrad zu ermöglichen.

In vielen Fällen ist es erforderlich. Mineral- oder Erzfeststoffe in einen Schiffsladeraum oder einen anderen zur Lagerung dienenden Behälter einzulagern oder wieder aus diesem zu entfernen. Eine die Mineralfeststoffe enthaltende Aufschlämmung wird dann in einen

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derartigen Lagerbehälter gepumpt, so daß sich die Feststoffe infolge ihrer eigenen Schwerkraft darin absetzen. Der Wasseranteil der ursprünglichen Aufschlämmung, der sich über den Feststoffen ansammelt, wird dann abgezogen, während die abgesetzte Masse aus Mineralfeststoffen zurückbleibe Erschütterungen oder Schwingungen, wie sie beispielsweise bei Schiffen durch die normale Schiffsbewegung und auch durch die Schiffsmaschine hervorgerufen werden, verursachen eine weitere Verdichtung der abgesetzten Feststoffe zu einem kompakten Feststoffkörper. Dies hat den Vorteil einer guten Ausnutzung des verfügbaren Raumes sowie auch einer Verhinderung unerwünschter Bewegungen des Ladeguts während der Fahrt, jedoch ist die Entladung der so verdichteten Feststoffmasse am Bestimmungsort normalerweise mit Schwierigkeiten verbunden. Die Masse ist nicht fließfähig und setzt der Überführung in einen fließfähigen Zustand einen hohen Widerstand entgegen, da sie einen zusammenhängenden Feststoff von erheblicher Festigkeit und hohem Widerstand gegen Fließen bildet Die Masse hat keinen Schüttwinkel und kann sogar große Hohlräume brükkenförmig überspannen. Auch bei Anlagen an Land können ähnliche Schwierigkeiten auftreten. Daher ist eine wirtschaftliche Lösung der obengenannten Aufgabe von großer praktischer Bedeutung.

Für die vorstehend genannte Aufgabe ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung darin zu sehen, daß oei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung jede Senkgrube von einem mit der übrigen Bodenfläehe des Behälters annähernd bündig liegenden Gitterrost abgedeckt ist und daß oberhalb davon die Hochdruckflüssigkeitsstrahldüse mittels einer Antriebsvorrichtung derart beweglich angeordnet ist, daß die Strahlrichtung in annähernd waagerechter Ebene fortschreitend veränderbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht es möglich, den aus Feststoffen bestehenden Inhalt eines Erztransportbehälters auf rasche und wirtschaftliche Weise zu entladen. Die Feststoffe können aus jedem beliebigen teilchenförmigen Stoff bestehen, dessen Beschaffenheit ähnlich ist der von Mineralerzen, während das flüssige Löse- und Schlämmittel aus Frischwasser, Seewasser, einer Sole oder sogar aus einer nicht wäßrigen Flüssigkeit bestehen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht insbesondere einen wirtschaftlichen Seetransport von Erzen, auch von kleineren oder entfernt liegenden Lagerstätten aus. Dabei sind keine umfangreichen Investitionen für Hafenanlagen erforderlich, da das Be- und Entladen von Schiffen mit den Feststoffen in aufgeschlämmter Form es zuläßt, daß das Schiff gegebenenfalls auch an einer vor der Küste gelegenen Stelle, einer sogenannten off-shore-Station. anlegt.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. F i g. 1 ist ein schematischer Arbeitsplan und veranschaulicht die Vorgänge beim Be- und Entladen von Schiffen mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung:

F i g. 2 ist ein bruchstückhafter Aufrißquerschnitt in Längsrichtung durch ein Schiff mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 3i ist eine Draufsicht auf einen Laderaum des die erfindungsgemäße Vorrichtung aufnehmenden Schiffes bei zurückgezogenen Lukendeckeln, und zeigt das Innere des Laderaums;

Fig.4 ist ein Aufrißquerschnitt quer zur Schiffslängsrichtung durch einen Schiffsladeraum, entlang der Linie 4-4 der F i g. 3;

F i g. 5 ist eine Draufsicht auf eine Entladevorrichtung nach der Erfindung, und zeigt deren Einzelheiten;

F i g. 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie 6-6 der F i g. 5;

F i g. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie 7-7 der F i g. 5;

F i g. 8 ist ein schematischer Verrohrungsplan in Draufsicht für den in den F i g. 2 bis 7 dargestellten Laderaum;

F i g. 9 ist ein Aufrißausschnitt des Spülsystems für die in F i g. 5 dargestellte Senkgrube;

F i g. 10 ist eine Draufsicht auf das Spülsystem der F ig. 9;

F i g. 11 ist eine schaubildliche Darstellung des die erfindungsgemäße Ausbildung aufnehmenden Schiffes, das an einer von der Küste entfernten Stelle vor Anker liegt und mit einer geeigneten Pumpstation zur Be- oder Entladung verbunden ist;

F i g. 12 ist eine isometrische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform einer Senkgruben-Entladungsvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 13 ist ein Aufrißquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum Überführen von Feststoffen in einen fließfähigen Zustand;

Fig. 14 ist eine Draufsicht entlang der Linie 14-14 der F i g. 13;

Fig. 15 ist ein Querschnitt entlang der Linie 15-15 der F i g. 14;

Fig. 16 ist ein Querschnitt entlang der Linie 16-16 der F ig. 15;

Fig. 17 ist eine Draufsicht auf eine aus Senkgrube und Spüldüsen bestehende Anordnung, allgemein entlang der Linie 17-17 der F i g. 13;

Fig. 18 ist ein Querschnitt entlang der Linie 18-18 der F i g. 17;

Fig. 19 ist ein Querschnitt durch den Kopf der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung, entlang der Linie 19-19 der F i g. 13 in einem vergrößerten Maßstab;

F i g. 20 ist ein Querschnitt entlang der Linie 20-20 der Fig. 19;

F i g. 21 ist ein Querschnitt durch eine entsprechend der Erfindung ausgeführte Spüldüse, entlang der Linie 21-21 der F ig. 17;

F i g. 22 ist eine endseitige Ansicht einer Spüldüse, entlang der Linie 22-22 der F i g. 21;

F i g. 23 ist eine Draufsicht auf eine an Land befindliche Anlage entsprechend der Erfindung;

F i g. 24 ist ein Querschnitt entlang der Lir.ie 24-24 der F i g. 23;

F i g. 25 ist ein Querschnitt entlang der Linie 25-25 der F i g. 24;

F i g. 26 ist eine Draufsicht auf eine an Land befindliche Anlage in kreisförmiger Ausführung entsprechend der Erfindung;

F i g. 27 ist ein Querschnitt entlang der Linie 27-27 der F 1 g. 26.

In F i g. 1 ist ein schematischer Arbeitsplan dargestellt, welcher die Vorgänge beim Be- und Entladen eines Schiffes zum Transport von Mineralfeststoffen, wie z.B. Eisenerzfiltraten, darstellt. In Stufen ti werden die Mineralfeststoffe aufbereitet, indem sie zerkleinert oder in eine zur Ausbildung einer Aufschlämmung geeignete Größe gebracht werden. Für Magneteisensteinkonzentrat (Magnetit) ist eine Korngrößenverteilung von etwa 75% kleiner ab 44 μ (325 mesh) ausreichend. Selbstverständlich lassen sich auch viele andere

Korngrößenbereiche in Alhlämmungen überführen. ^^J^^JSSS^^SS^ £*

und die Erfindung ist gleic hermaßen auc,aufά^^ Be- ^J ^^w _uS_{|mmung wird} gleichzeitig (Stufe 20) _r,_m

reiche anwendbar. In 12 wird eine gee.gne« Wasser geoiwe Senkgrube oder zu einer be- _un(J

menge zugeführt und mit den Mineralfeststoffen zu entlern in^a| fließt, wodurch die Ausbildung _ile

einer pumpfähigen Aufschlämmung mit einem hohen s "»^"'"^„Vasser oder einer stehenden Auf- ^_n

FeststoVhalt vermengt. Die Wassermenge wird au ^J^J^JS Auf diese Weise ist die £

einen Wert begrenzt, so daß spater nur eine g;enngst scmam g _wandernden Wasserstrahls be. sei- _odel

mögliche Wassc: menge abgezogen «erden muß. Es hat ^^ne"J'™ J _{auf die ver}festigten Feststoffe unver- _vers

sich gezeigt, daß für ein aus Wasser-undiM-gneuhj- ™ f*™^ _freien ^'„„behinderten Strahl- _lciu

stehendes System ein ^Fes\f^ff^_e ^a^_r ^V _g ^O"_nS_s ^W _e ^a _lie ⁷ _r ⁵er weg vorfindet. Die Arbeitsgänge werden so lange fort- oder etwas wen.ger Fests offen gu« ^E^»msseheler g _Feststoffe „^ _{ejnen ständ)g ßer}

und daß auch ein F-^f¹JjJ¹JJJ¹ * '„,"fHieBft- werdenden Bereich unterschnitten und in der Form _{49 (}

wendet werden kann. Oberhalb 80% wird die r leiJia Aufschlämmung abgeführt, bis die darüber be- _h

higkeit des erhaltenen Gemisches ™™«^££ ZLuenT^oUc in sich zusammenfallen, ebenfalls ™J

etwa 90% Feststoffe verhalt sich die Mischung ,5 _{inander emferm werden und der Lader}aum ge- _Ein Wasser und Magnetit wie ein Feststotl.

In Stufen 13 wird die ^^^¹¹^^ D Erfindung macht es möglich, innerhalb des Ein- «, te Rohrleitung in den ^^^^^^fS^ Wirkungsbereiches des Druckwasserstrahls hoher Ener- _Da pumpt. Diese Rohrleitungen können ^a"^{s bl}J|™ _ie Ahmend größer werdende Bogenbere.che von _he oder halbbiegsamen R°hr- °der Sch ^« _{ oder Feststoffen zu unterschneiden. Bei einem Wasserdruck _sic stehen, die offen über das °.^βΙβη^^η*^βΚ^ΐ_β von 21 at erstreckt sich der wirksame Einflußbereich _de unter Wasser zu ^™*^Ά^^η*Α des Wasserstrahls über etwa 4.5 bis 6 Meter. Wenn die _A, einer sogenannten Offshore-P"™P««J^Ion &™£_h Wasserstrahlen von Mittelpunkten ausgehen, die angeln, Laderaum des Schiffes setzt sich d 1^ ^A"'^scmam _{nähert 9 Meter vonei}nander entfernt und etwa 3 bis 4.5 _h

mung ab (Stufe 14). wobei «*«» ^JJ¹ _dif^ "_n Meter von senkrechten Schottwänden entfernt sind. _F

Schicht von überschüssigem Wasser erg*tdie emen ^ ^^ ^.^ _{yerf r}

der Form eines Sedimentes abgetagerten^oderstarker wegschneiden, in eine Aufschlämmung über-

konzentrierten Anteil ^^^^&^ führen und falls notwendig abziehen, so daß die dar-

Wassersch.cht wird "Stufe 15 jbgezoBen^ ma befindlichen Stoffe nach unten zusammenfallen

beispielsweise von ^ob"^na^.^d"^"fJ_n ^Zt _A ⁿ _n,_ag_{en die} ³ müssen und keine Brücke ausbilden können. Be. Ver-

anteils abgepumpt wird. Be. ^^mmt^ ^A™^ag;· ^ _{wendung nöherer} Wasserdrücke ist der wirksame Em-

für eine Trockenbeladung ausgekg sind (Muie , _nuBbere%_{h des} Wasserstrahls größer. Die Schotiwände

werden die zerkleinerten Mineralfesmoffe ™ttemar wesentlichen senkrecht, so daß

·,„ den Laderaurr> gepun.£ ^ ™Khen J_{6n un}d Ab ₃₅ die verdichtete Masse nach der Unterschneidung einen

wünschenswert, das Beladen ^Abse^_sX_n ^Se _v ⁿ _er ^U _sS_iede. ³⁵ _unzulänglichen Halt findet, nach unten fällt, fortschre,-

^Ziehr Γ^!^^^^ un^emsel- tend entfernt und (Stufe 21) zur Küste gepumpt werden

nen Laderäumen oder ^nac"^'^na"°^e . . _ab„_ezOgene kann, bis der Laderaum völlig geleert ist.

ben Laderaum ^«^„^ί?^ die LaSgs- Es hat sich weiterhin gezeigt, daß durch Verände-

Wasser entfernt.undI die Tarnung sow^e ^^e ^^aa J _{fU der} Drehgeschwindigkeit und des verwendeten verteilung des Sch.ffes ^^;,^,, ⁴° _Dnf_ckes der Prozentgehalt der in der Aufschlämmung

Außerdem gestattet eine derartige zyklische^ Arber s £ ^ _{ejnen ßeren Bereich ge}

weise mit schnttweiser ^^«!^^"^hiffs- steuert werden kann. Daher wird die Dichte der Auffes ohne das Auftreten hoher Scherkräfte im >cn _{schlammung (Stufe 23) überwacht und daZ}u verwendet. rumpf und den Aufbauten _ Wassers « den in Stufe 24 ausgeübten Druck zu steuern. Diese Nach dem *^.^*™^^££££- Werte und weitere Informationen werden in Stufe 25 oder nach einem trockenen Beladen nehmen die ag Steuerung der Wanderungsgeschwindigkeit des

setzten Feststoffe die Form ^"/'^^^^^;^ Wasserstrahls verwendet. Ganz allgemein nimm, die

nicht verlagernden Ladung an die dann (SJJ^") ™™ Feststoffdichte mit steigendem Druck zu.

Bestimmungsort «»^"^. ^w^_iffs„!Sen er- ₅o Obwohl sich die vorstehend beschriebene Folge von

Schiffsreise führen die *^^eJ^^^Ss ⁵° Arbeitsgängen besonders gut Wr den Schiffstransport

zeugten Er«hutterungen und *_e Bewegungen α ^₈ ^ _för ^ _an ^_πα befindliche

Schiffes m der See m Verbindung m ^m ^dl>rch cne g _verwenden. Beispielsweise eignet sich die Er-

^^^^^ξ^^^^Άχ^. findung besonders gut für Speicheranlagen für die vorzu einem Absetzen der Fesitstotte ai eine übergenende Speicherung von Aufschlammungsmatechenartigen Masse, d.e sehr fest und nur schwer wieaer ₅₅ 8 _f^ ^ _{Beschick orrjchtungcn} von in eine Aufschlämmung «berfuhrbar^, Hüttenwerken. Bei Beruhigungsbehältern. die in Rohr-Arn ^^^f^^J^^TS^ Au leituflgKvstemen für Aufschlämmungen angeordnet d.chteten Feststoffe (Stufe 19) wieder me,ne/xu ^ ^ _{dje n} ^ _sje ^^ _{mehr fec}.

Sm w"Sr,Ä Od- ströme^oht A' am to «nebsbcreit s.nd. da sie nicht in der Lage sind, abgeset^ dem Wasserstranien ^oa^[ oherhalb der inneren te Aufschlämmung, die sich aus einer vorübergehenden

!£iii??ÄÄ Unterbrechung des Durchflusses in den Rohrleitungen Bodenwana zum ^nu'V Wa«<»r*.irahl nrallt auf ergibt, wieder in Suspension zu bringen. Auch bei die

der Last gebrach,1 werdea leder Wasse ^P^r™ J_{n Anwe}ndungcn wird der vorstehend beschriebene einen Abschnitt der verfestigter,Fests offc au wobei verwende,, mit Ausnahme des Arbc.ts-

"Ά^%£^££^™^ -^{hriiic; 18 wclchcr sich aufdcnTranspor! dcr laM}

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Durchführung der Erfindung dargestellt und besteht aus einem Schiff 30 mit mehreren wasserdichten Laderäumen, die durch Querschotte 31, Längsschotte 33, 35 und eine innere Bodenwand 37 gebildet werden. Verteilerleitungen 39 für die Aufschlämmung sind mit geeigneten Ventilen 41a bis 41 d versehen, welche dazu dienen, die von einem Einlaß/Auslaßrohr 43 zugeführte oder an dieses abgegebene Aufschlämmung wahlweise verschiedenen Laderäumen zuzuführen. Eine Wasserleitung 45 und eine Pumpe 47 dienen zum Entfernen von Wasser von der abgesetzten Aufschlämmung. Das Schiff kann an einer geeigneten Offshore-Pumpstation 49 (die in Γ i g. 9 dargestellt ist) vor Anker gehen, welche vermittels einer unterhalb der Wasseroberfläche befindlichen Rohrleitung 51 beschickt wird, die mit dem Einlaß-/Auslaßrohr 43 verbunden ist, so daß die in Häfen normalerweise zur Verfügung stehenden herkömmlichen Be- und Entladeanlagen nicht erforderlich sind. Das Schiff läßt sich jedoch selbstverständlich auch an herkömmlichen Hafenanlagen be- und entladen, wobei sich gleichfalls die Vorteile der Geschwindigkeit und des hohen Leistungsvermögens des hier beschriebenen Aufschlämmungs- Be- und Entladesystems ergeben.

Es hat sich gezeigt, daß ein Laderaum mit einer verhältnismäßig ebenen Bodenwand zum Überführen der Feststoffe in einen fließfähigen Zustand besser geeignet ist als ein Laderaum, dessen Bodenwand aus geneigten Flächen brsteht. Daher ist die Bodenwand 37 vorzugsweise verhältnismäßig eben oder weist nur eine geringe Neigung in Richtung einer Abgabe-Senkgrube auf, wobei diese Neigung jedoch nur so stark sein soll, daß das Abfließen der gebildeten Aufschlämmung zu einer Senkgrube begünstigt wird. Aus den gleichen Gründen sind die Längs- und Querschotte des Schiffes vorzugsweise nahezu senkrecht angeordnet, da die innerhalb des Laderaums verdichtete oder festgelagerte Masse keinen Schutt winkel aufweist und eine Böschung von 90' bilden oder einen Bogen über einen darunter befindlichen Hohlraum ausbilden kann. Unter diesen Umständen wirkt jede Neigung und insbesondere eine solehe unter etwa 75 in der Form eines zusätzlichen Auflagers für die Feststoffe und behindert einen einwandfreien Betrieb.

Jeder Laderaum weist wenigstens eine Senkgrube 61 und vorzugsweise mehrere Senkgruben 63, 65. 67 auf, die jeweils von gleicher Konstruktion sind und Seitenwände 69, sowie F.ndwände 71 aufweisen, die an ihrem Umfang an einer Öffnung 73 in der inneren Bodenwand miteinander verbunden sind und nach unten hin zu einer Bodenwand 75 konvergieren, in welcher sich eine mittige Öffnung 77 befindet, an die eine Rohrleitung 79 von kreisförmigem Querschnitt angeschweißt ist. die an ihrem unteren Ende einen Flansch 81 trägt.

Die Öffnung in der inneren Bodenwand 75 wird durch einen geeigneten Gitterrost 83 abgedeckt, der Leisten 85 aufweist, welche auf den Oberflächen der Seitenwände 69 aufliegen. Die Öffnungen dieses Rostes 83 sind ausreichend groß bemessen, so daß die aufgeschlämmten Stoffe durch den Rost 83 hindurch in die Senkgrube gelangen können, um von dieser abgeführt zu werden. Der Rost verhindert, daß große Klumpen in die Senkgrube eindringen und diese verstopfen können. Bei der Senkgrube in der Form einer rechteckigen Öffnung sind diagonale Streben 87.88 vorgesehen, die mit einem allgemein zylindrischen mittleren Abschniti 89 f>5 verschweißt sind, der sich in der Mute oberhalb der Öffnung 77 in der Bodenwand der Senkgrube befindet. Mit dem mittleren Abschnitt 89 und mit den diagonal verlaufenden Streben sind mehrere in gleichen gegenseitigen Abständen angeordnete Stäbe 91 verbunden und bilden Schütze 93, die vorzugsweise etwa 5 cm breit sind und sich von der Senkgrube weg erweitern, so daß die frisch ausgebildete Aufschlämmung, welche entlang der inneren Bodenwand zur Senkgrube hin fließt, ungehindert in die Senkgrube gelangen kann, jedoch Klumpen, die größer sind als der Abstand der Gitterelemente, oberhalb des Rostes zurückgehalten und durch den nächsten Durchgang des Wasserstrahls verteilt werden.

Jede Senkgrube weist einen Aufschlämmungs-Auslaßstutzen 95 auf, der durch die Bodenwand hindurchgeführt und nach unten durch einen Schieber % mit einer Aufschlämmungspumpe 97 verbunden ist, welche sich in den Seitentanks befindet, normalerweise jedoch auch in einem Pumpenraum 98 des Schiffes angeordnet sein kann, beispielsweise in dem unmittelbar vor dem Maschinenraum befindlichen Pumpenraum (F i g. 2). Die Auslaßseite der Aufschlämmungspumpe ist mit dem Aüslaßrohr 43 verbunden. Wie die Darstellung zeigt, ist die Einlaßseite der Pumpe unmittelbar mit den Aufschlämmungs-Auslaßstutzen 95 der entsprechenden Senkgruben verbunden.

Im allgemeinen kann es schwierig sein, eine in einer Zeiteinheit gleichförmige Ausflußmenge von der Senkgrube zu erhalten, wenn die Senkgrube möglichst von Aufschlämmung freigehalten werden soll. Außerdem bringt eine Zunahme des Zuflusses von der Senkgrube Schwierigkeiten für den Betrieb der Pumpe mit sich, da diese einen festgelegten Durchsatz aufweist und der Feststöffgehalt bei der Überführung in den fließfähigen Zustand nicht gleichförmig ist. Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, im Auslaßkreis eine bestimmte Verweilzeit und ein bestimmtes Volumen zur Verfügung zu haben, vermittels welcher der Durchfluß und der Feststoffgehalt stabiüsert werden können.

Zu diesem Zweck kann im Kielraum oder den unteren Seitentanks ein Buffer- oder Beruhigungsbehälter 100 vorgesehen sein, der einen Einlaß aufweist, durch den unter Schwerkraft zuströmende Aufschlämmung in den Behälter gelangen kann. Der Beruhigungsbehälter 100 ist geschlossen, mit Ausnahme eines Steigrohrs 100a. das zur Entlüftung dient und bis zum oberen Schiffsdeck geführt ist, und eines mit der Aufschlämmungspumpe 97 verbundenen Auslasses. Eine Rohrleitung kann zusätzlich mit dem Wassersystem des Schiffes verbunden sein, durch welches zusätzliches Wasser zugeführt werden kann, um in den Auslaßleitungen eine im wesentlichen gleichförmige Durchflußgeschwindigkeit zu erhalten und ein Absetzen von Aufschlämmung und die sich daraus ergebende Verstopfung der Rohrleitungen zu verhindern. Der Einlaß für Zusatzwasser kann vermitteis einer geeigneten Pegelstands-Meßvornchtung gesteuert werden, die sich innerhalb des Beruhigungsbehälters befindet.

Wie F i g 8 zeigt, kann von der Aufschlämmungs-Auslaßlcitung zu der Niederdruck-Wasserversorgung des Schiffes eine Parallelverbindung vorgesehen sein, die aus einer Rohrleitung 101 und geeigneten Ventilen 102a bis 102/" besteht, welche zum Spülen des Aufschlämmungssysiems dienen.

In den F i g. 6 und 7 ist in Einzelheiten die zur Ausbildung eines wandernden Wasserstrahls hoher Energie unmittelbar oberhalb des Gitterrostes 83 dienende Vorrichtung dargestelli. Zu diesem Zweck ist cmc Hohlwelle 103 vorgesehen, die an ihrem unteren Ende in cm Dreh-Anschlußstück 105 mündet und in diesem

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drehbar gelagert ist. Das Anschlußstück 105 ist teilweise fest angeordnet, dient zur Abdichtung mit einer Druckwasser-Kupplung 107 und gestattet eine Drehung der Welle 103. Die Kupplung 107 ist mit einer Druckwasserquelle 108 verbunden, welche einen Druck von etwa 17,5 bis 24,6 at entwickelt.

Das obere Ende der Welle 103 ist durch eine Abdekkung 109 von zylindrischer Formgebung verschlossen, so daß sich die Welle und die Abdeckung frei drehen können und keine Vorsprünge aufweisen, die in einen Eingriff mit den sie umgebenden Feststoffen kommen und durch diese abgebremst werden könnten. Die Dik· ke der Abdeckung ist so gewählt, daß sie innerhalb von Öffnungen 111, 113 in ihrer Wand eine oder mehrere Düsen 117a, 1176 aufnehmen und abdecken kann, welche fest in die Wand der Welle 103 eingeschraubt sind. Die Welle 103 ist mit einer Manschette 118 verkeilt, welche durch Lager 119, 121 geführt ist, die in senkrechter Richtung zueinander ausgerichtet und in ein Kopfgehäuse 123 eingesetzt sind, das seinerseits mit dem Flansch 81 verbunden ist, wobei sich die Welle nach oben durch die Senkgrube und durch den zylindrischen Abschnitt 89 des Gitterrostes 83 hindurch erstreckt und in bezug auf die Manschette einstellbar ist. Die Höhe der Welle und der an dieser befindlichen Düsen ist so gewählt, daß diese in einer Höhe etwas oberhalb des Gitterrostes liegen und sich vorzugsweise bis zu etwa 15 cm oberhalb des Rostes befinden. Außerdem kann in der Wand der Welle in einer Höhe etwas oberhalb des Rostes eine weitere Düse 124 vorgesehen sein und dazu dienen. Klumpen oder andere, sich ansammelnde Stoffe auszuräumen. Zwischen dem oberen Lager und der Senkgrube ist eine geeignete Dichtung 125 vorgesehen und hält einen Abrieb bewirkende Stoffe und Schwebestoffe zurück. Die Welle 103 wird vermittels eines Hydraulikmotors 127 des Verdrängertyps gedreht, dessen Abtriebswelle mit der Manschette und der Welle durch ein geeignetes Getriebe verbunden ist. das aus einem mit der Abtriebswelle des Motors verbundenen Schneckenrad 129 und einem auf dem Umfang der Manschette angeordneten Zahnkranz 131 besteht. Der Hydraulikmotor 127 kann mit einer geeigneten Welle einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, wie z. B. Hydrauliköl. verbunden sein, wird jedoch vorzugsweise über eine Nebenstromleitung und ein Ventil durch die Druckwasserquelle 108 betätigt. Die Welle kann nach oben oder nach unten verlagert werden, so daß sich eine optimale Einstellung für die Düsen ergibt.

Wie aus F i g. 8 ersichtlich, werden die verschiedenen Senkgruben durch das Hochdruck-Zuleitungsrohr 133 und die Verteilerrohre 134a bis 134c/ durch geeignete Ventile 135a bis 135d beschickt, wobei die Verteilung des Druckwassers auf die verschiedenen Senkgruben wahlweise steuerbar ist. Wie F i g. 4 zeigt, führt jede Druckwasserleitung zu einer biegsamen Schlauchleitung 137. die mit dem Dreh-Anschlußstück 105 verbunden ist. so daß die Höhe des die Düsen tragenden Kopfes veränderlich eingestellt werden kann.

Die Düsen sind unter 180° versetzt zueinander angeordnet und befinden sich vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von etwa 3,8 bis 15 cm oberhalb der inneren Bodenwand des Laderaums. Die Düsen sind angenähert parallel zur Oberfläche der inneren Bodenwand ausgerichtet, so daß die Düse für eine flache Bodenwand unter einem rechten Winkel zur Welle angeordnet ist und eine Ebene durchläuft. Wenn die innere Bodenwand leicht geneigt ist. sollte die Düse unter einem kleinen Winkel nach oben geneigt sein, so daß sie bei der Drehung der Welle einen flachen Kegel beschreibt, wobei jedoch der von der Düse abgegebene Wasserstrahl in jedem Augenblick angenähert parallel zur inneren Bodenwand verläuft. Weitere Düsen können zum Ausräumen und zur besseren Ableitung der gebildeten Aufschlämmung vorgesehen sein, sind jedoch nicht unbedingt erforderlich. Derartige zusätzliche Düsen können in verschiedene Richtungen ausgerichtet sein.

Die Düsen 117 sind in einer Weise ausgebildet, daß sie einen eng gebündelten Wasserstrahl über eine beträchtliche Entfernung abgeben können und für einen Wasserdruck von 21 atü verwendbar sind. Die Wanderungsgeschwindigkeit der Düsen sollte weniger als etwa 6 U/min betragen, und dürfte im allgemeinen zur Erzielung zufriedenstellender Ergebnisse zwischen ¹At U/min und 6 U/min liegen. Bei diesen Wanderungsgeschwincügkeiten wurden durch einen einzigen Kopf zwischen etwa 720 bis 795 dm³ Wasser pro Minute abgegeben, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden. In diesem Arbeitsbereich und insbesondere bei 1 U/min ergibt sich ein Wirkungsbereich von etwa 3 bis 4,5 m, und der Durchmesser des Wasserstrahls verbreitert sich ab einer Entfernung von etwa 1,27 cm. Bei dieser eingespritzten Wassermenge wird angenähert ein Raumteil abgesetzter Feststoffe durch einen von den Düsen zugeführten Raumteil Wasser zur Aufschlämmung gebracht, so daß sich eine Feststoffkonzentration von etwa 90 bis 70 Gewichtsprozent Feststoffe ergibt. In einem großen Bereich von etwa 560 bis 1135 dm³ Wasser pro Minute wird eine Aufschlämmung von etwa 55 bis 75% Feststoffen ausgebildet, die für viele Zwecke ausreichend ist.

Obgleich jede Senkgrube und jede Düsenanordnung für sich getrennt betrieben werden kann, werden vorzugsweise alle Senkgruben innerhalb eines Laderaums gleichzeitig betrieben, so daß die Schneidwirkung und die Überführung in die Aufschlämmung in einer solchen Weise erfolgt, daß die ganze Fläche oberhalb der abgesetzten Aufschlämmung gleichzeitig unterschnitten und ausgeräumt wird.

Als Hilfsmittel für die Inbetriebnahme der einzelnen Senkgruben können zusätzliche Hochdruck-Spüldüsen geringer Leistung an geeigneten Stellen innerhalb der Senkgrube vorgesehen sein. Wie aus den F i g. 9 und 10 ersichtlich, bestehen diese Spüldüsen aus feststehenden Düsen 155. 156. die am Eingang des Auslaßstutzens 95 angeordnet sind, und aus Düsen 157. 158, die in der dargestellten Weise an der Senkgrube selbst angeordnet sind. Außer den feststehenden Düsen 155. 156 sind auf jeder Seite der Senkgrube Verteilersammelrohre 160 bzw. 162 vorgesehen, die jeweils mehrere Durchbrechungen aufweisen, durch welche quer zu jedem

Sammelrohr kleinere Wasserstrahlen abgegeben werden. Die Sammelrohre sind durch Anschlußstücke 164 miteinander verbunden, welche ein Drehen der Druckleitung 134 gestatten. Diese Drehung erfolgt vermittels eines Hebelarms 165 beispielsweise von Hand. Diese Spüldüsen liefern ein ausreichend großes Wasservolumen in geeigneter Verteilung, so daß bei Inbetriebnahme und bei der Reinigung der Senkgruben das erforderliche Volumen zur Verfügung steht. Außerdem kann eine Wartungsplatte vorgesehen sein, welche ein Ausspülen oder Auskratzen von Stoffen gestattet, durch welche eine Düse von außen verstopft wird. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in den Zeichnungen die Wartungsplatte unc. die Spüldüsen in einigen Figu-

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ren nicht dargestellt.

Zur kontinuierlichen Messung des Feststoffgehalts der abgegebenen Aufschlämmung können innerhalb des Auslaßrohrs oder an einer anderen geeigneten Stelle innerhalb des zur Abgabe dienenden Rohrleitungssystems Fühlvorrichtungen 151 vorgesehen sein. Eine derartige Fühlvorrichtung kann beispielsweise aus einer Gammastrahlen-Meßvorrichtung in Verbindung mit einer geeigneten Ablesevorrichtung bestehen, deren Ausgangssignal die Drucksteuerung für das Druck- 'o wassersystem und die Düsen steuern kann. Zur Veränderung des Wasserdruckes und zur Aufrechterhaltung eines geeigneten Verhältnisses von etwa 65 bis 75% Feststoffen kann eine Rückkopplungsschleife vorgesehen sein. Die Düsengeschwindigkeit ist gleichfalls regelbar. Bei Verwendung einer umlaufenden Düse dient die Einstellmöglichkeit einerseits zur Erhöhung der Wanderungsgeschwindigkeit des Wasserstrahls, damit der Gitterrost bei der Inbetriebnahme und während des Beginns der Entleerung freigehalten wird, und andererseits zur Herabsetzung der Geschwindigkeit, damit bei zunehmendem Arbeitsbereich des Wasser-Strahls die höhere Tangentialgeschwindigkeit desselben ausgeglichen und die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Wasserstrahls innerhalb des Bereichs maximaler Wirksamkeit gehalten wird.

In Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem die Höheneinstellung des Kopfes durch Fernsteuerung und kontinuierlieh veränderlich einstellbar ist. Da das in F i g. 12 dargestellte Ausführungsbeispiel dem in den F i g. 2 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sehr ähnlich ist, sind die entsprechenden Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Beistriches bezeichnet. So weist auch hier die innere Bodenwand 37' eine Senkgrube 61' und einen Gitterrest 83' in ähnlicher Weise wie bei dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel auf. Die Senkgrube 61' besteht aus geneigt angeordneten, konvergierenden Seitenwänden, die bis zu einer Bodenwand 75' geführt sind, welche mit einem Aufsehlämmungs-Auslaßstutzen 95' verbunden ist, der vermittels eines geeigneten Schiebers 96' verschließbar ist. In der Mitte der Bodenwand befindet sich eine Öffnung 77' mit einem geflanschten Halsabschnitt 8Γ zur Aufnahme einer Dichtung 125' und eines Gehäuses 123', wobei auch diese Anordnung der in Verbindung mit den F i g. 2 bis 8 beschriebenen entspricht. Ein geeigneter Hydraulikmotor 127' ist mit einer Welle 103' verbunden, die durch Keilnuten oder vermittels eines Keils mit einer (nicht dargestellten) Manschette verbunden ist, welche in Lagern geführt und vermittels eines geeigneten Getriebes verstellbar ist, so daß die Welle linear durch die Manschette hindurchbewegt werden kann. Das untere Ende der Welle endet in einem Dreh-Anschlußstück 105'. das durch ein Sehenkelrohr 141 und eine biegsame Schlauchleitung 137' mit einer Druckwasser-Leitung 134' verbunden ist. Das Schenkelrohr 141 weist einen Vorsprung auf. mit dem der Arm 142 einer linearen Stellvorrichtung 143 verbunden ist, die beispielsweise aus einem hydraulischen Kolben 145 und einem Druckzylinder 147 besteht. Das andere Ende der Stellvorrichtung ist mit einem Rahmenteil 148 des Schiffes verbunden. Die Stellvorrichtung ist durch Rohrleitungen 149 und ein geeignetes (nicht dargestelltes) Umsteuerventil mit einer Quelle unter Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit wie beispielsweise der Druckwasserquelle 108 oder einer anderen geeigneten Quelle verbunden. Bei Betätigung übt die Stellvorrichtung eine nach oben oder nach unten gerichtete Kraft auf das Schenkelrohr aus, und bewegt dadurch die innerhalb der Manschette geführte Welle nach oben oder nach unten.

Im Betrieb können die an dem oberen Ende der Welle befindlichen Düsen zunächst in eine unterste Stellung gebracht werden, in welcher sie zunächst die Feststoffe in der Senkgrube in eine Aufschlämmung überführen und damit die Senkgrube ausräumen. Dann wird die Welle durch Betätigung der Stellvorrichtung nach oben geschoben und räumt dabei einen Weg frei, so daß sie noch weiter nach oben in eine oberhalb des Gitterrostes liegende Höhe gebracht werden kann, in welcher sie für die optimale Ausbildung einer Aufschlämmung eingestellt wird. Der mittlere Abschnitt 89' des Gitterrostes ist geneigt ausgebildet und bildet einen sich nach oben verbreiternden Kegel, durch den der oder die Wasserstrahlen abgelenkt werden, so daß ein Kanal ausgeräumt wird, in dem sich der Kopf bewegen kann. Sobald die Aufschlämmung abgegeben worden ist, wird der Kopf durch Umsteuerung der Stellvorrichtung abgesenkt, wobei der Wasserstrahl die noch zurückgebliebene Aufschlämmung und teilchenförmige Stoffe aus der Senkgrube ausspült.

In den Fi g. 13 bis 22 ist noch eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die durch intermittierenden Drehbetrieb gekennzeichnet ist und vermittels einer linearen Stellvorrichtung durch die Druck wasscrquelle angetrieben wird. Auf diese Weise ist die Betätigung der Vorrichtung nur von einer einzigen Quelle von Druckwasser abhängig. Außerdem weist diese Ausführungsform sich von selbst öffnende Düsen auf, die durch die Einwirkung von Druckwasser in die Öffnungsstellung gebracht werden. Bei Verwendung selbstschließender Düsen werden Schwierigkeiten durch Verstopfen der Düsen auf ein Minimum herabgesetzt.

Wie aus den F i g. 13.17 und 18 ersichtlich, steht eine Senkgrube 166 nach oben durch eine öffnung 167 in der inneren Bodenwand des Behälters mit dem Laderaum in Verbindung. Die Senkgrube weist eine Bodenwand 168 und Seiten- und Endwände 169, 170 auf, wobei die Bodenwand nach unten zu einer in der Endwand 170 ausgebildeten Auslaßöffnung 171 konvergiert. Die Auslaßöffnung 171 weist ganz allgemein nach oben und zur Mitte der Senkgrube hin und ist über einen geeigneten Schieber 173 mit einer Auslaß-Rohrleitung 172 verbunden. Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist der Innenrautii der Senkgrube verhältnismäßig klein und hat eine solche Formgebung, daß das Ausspulen der Aufschlämmung in die Auslaßleitung begünstigt wird.

Die Senkgrube weist drei Spüldüsen 174,175,176 auf. die durch eine Rohrleitung 177 und ein Ventil 178 mit dem Druckwasser-Zuleitungsrohr 134 verbunden sind. Die eine Düse befindet sich unmittelbar oberhalb der Auslaßöffnung, während die anderen Düsen in der gegenüberliegenden Endwand angeordnet sind. Der Aufbau der Spüldüsen ist in Einzelheiten in den F i g. 21 und 22 dargestellt Jede Spüldüse weist ein zylindrisches Gehäuse 179 auf. das eine Kammer mit einer verengten öffnung an einem Ende bildet, durch welche ein mit einem innerhalb der Kammer befindlichen Kolbenkopf 181 verbundener Plungerkolben 180 durchgeführt ist Der Kolbenkopf 181 wird durch eine geeignete Feder 182 gegen einen mechanischen Anschlag 183 beaufschlagt wodurch die Düse in die in F i g. 21 dargestellte geschlossene Stellung gebracht wird. Wenn der Düse unter Druck stehendes Wasser zugeführt wird, drückt

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dieses auf den Kolbenkopf, drückt die Feder zusammen und drückt den Plungerkolben &ach außen, wie in F i g. 21 in gestrichelten Linien dargestellt ist In dem Kopf befinden sich unter einem Winkel zn dtm Plungerkolben seitlich nach außen durchgeführte Öffnungen 184* 1846, 184c Wie F i g. 22 zeigt, sind die Düsenöffnungen 184 so ausgerichtet, daß von jeder Spüldüse mehrere Wasserstrahlen nach außen hin divergieren. Wenn der Druck ausreichend weit verringert wird, zieht die Feder den Plungerkolben selbsttätig zurück und verschließt die öffnungen.

Die in der inneren Bodenwand befindliche öffnung wird durch einen Gitterrost 185 abgedeckt, der in gleicher Weise wie der bereits beschriebene Gitterrost 83 ausgebildet sein kann. An Stelle der in gleichen gegenseitigen Abständen angeordneten Stäbe 91 können hier jedoch Stangen von einem Durchmesser von 0,63 cm in einem gegenseitigen Mittenabstand von 3,8 bis 5 cm verwendet werden.

In den F i g. 13 bis 16 ist eine Ausführungsform einer zur Ausbildung eines wandernden Wasserstrahls dienenden Vorrichtung in Einzelheiten dargestellt, die in ihrem Aufbau allgemein der in Verbindung mit den F i g. 6 und 7 beschriebenen Ausführungsform entspricht. Diese Anordnung enthält eine Hohlwelle 203. deren unteres Ende drehbar in einem Dreh-Anschlußstück 205 gelagert ist, das zur Abdichtung mit der Dnickwasser-Kupplung 207 dient, jedoch eine Drehung der Welle gestattet. Die Kupplung 207 ist mit einer Druckwasser-Zuleitung 208 verbunden, die einen Druck von etwa 173 bis 31,6 at entwickelt. Das obere Ende der Welle 203 ist durch eine Endplatte 210 verschlossen, so daß sich die Welle frei drehen kann und keine Vorsprünge aufweist, die in einen Eingriff mit dem die Welle umgebenden Feststoff kommen könnten. Das obere Ende der Welle umschließt einen selbstschließenden Düsenkopf 218, der weiter unten ausführ licher beschrieben ist.

Die Welle 203 ist an ihrem unteren Ende durch Keilnuten oder eine Keilverbindung mit einer Manschette 218a verbunden, die durch ein Lager 219 geführt ist. das seinerseits in einem Gehäuse 223 gelagert ist, welches mit der unteren Seite der Bodenwand der Senkgrube 166 verbunden und in senkrechter Richtung mit einem oberen Lager 221 ausgerichtet ist, so daß die Welle in senkrechter Richtung nach oben durch die Senkgrube 166 und durch eine in dem Gitterrost befindliche zylindrische öffnung 224 geführt ist. Die Höhe der Welle und des dieser zugeordneten Düsenkopfes wird durch Schraubspindeln 300 gesteuert und auf einen oberhalb des Rostes befindlichen Wert eingestellt so daß sich die Hauptwasserdüse vorzugsweise etwa 15cm oberhalb des Rostes befindet. Zwischen dem oberen Lager und der Senkgrube 166 ist eine geeignete Dichtung 225 vorgesehen und dient dazu, Abrieb bewirkende Stoffe und Schwebestoffe zurückzuhalten.

Die Welle 203 wird vermittels einer linearen Stell vorrichtung 227 des Verdrängertyps gedreht, deren Abtriebswelle durch einen Antriebsarm 228 mit der Manschette 218a verbunden ist. Der Antriebsarm 228 ist vermittels eines Bügels 229 mit einer Platte 230 verbunden, die frei drehbar um die Welle 203 auf einem Lager 231 gelagert ist. Ein Klinkenrad 232 ist mit der Welle verbunden und steht in Eingriff mit einer an der Platte befindlichen Klaue 233, welche durch eine Blattfeder 234 in einen Eingriff mit dem Klinkenrad gebracht wird.

Der Aufbau der linearen Stellvorrichtung ist in den

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60 F i g. 15 und 16 in Einzelheiten dargestellt. Sie besteht allgemein aus einem Gehäuse 241, das einen Kolben 242 umgibt, welcher an seinem einen Ende eine Kolbenstange 243 trägt, die durch eine Stangenführung hindurch aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Der Kolben wird durch eine Druckfeder 244 in eine Stellung beaufschlagt, in welcher die Kolbenstange zurückgezogen ist. Der Kolben 242 wird von einer dehnbaren Membran 245 aufgenommen, die eine solche Formgebung aufweist, daß sie sich in der Form einer Dichtung um einen Teil der Seitenwand des Kolbens herumlegt, wenn sich dieser in der oberen Stellung befindet. Lineare Stellvorrichtungen dieser Ausführung sind an sich bekannt. Im Betrieb wird der Kolben durch Flüssigkeitsdruck gegen die Kraft der Feder 244 nach unten verlagert. Diese Verlagerung erfolgt durch Verdrän gung und wird so lange fortgesetzt, bis der Kolben das untere Ende seines Weges erreicht hat, das durch nicht dargestellte Anschläge vorgegeben ist. Wenn die zum Antrieb des Kolbens dienende Flüssigkeitskraft in Fortfall kommt, wird der Kolben vermittels der Druckfeder in seine obere Lage zurückgebracht.

Zur Steuerung der Kolbenbewegung ist ein entspre chender Schieber 250 (F ig. 15) mit Einlaß- und Auslaß stutzen 251, 252 (F i g. 13 und 14) für Wasser vorgesehen. Der Schieber weist einen Schieberbund 253 auf. der in einer zylindrischen Kammer 254 hin und her verschiebbar ist. wobei der Verschiebungsweg des Schieberbundes an jedem Ende durch Lochscheiben 254a. 255 vorgegeben wird, die an beiden Enden des Schieberbundes auf eine stabförmige Verlängerung dessel ben aufgesetzt sind. In der in der Zeichnung dargestellten Lage stößt die Lochscheibe 255 gegen die eine Seite des Schiebers, so daß ein durch diesen verlaufender Durchlaß 256 eine Eingangsverbindung zwischen einer Zuleitung 257 zu der Stellvorrichtung und der unter Druck stehenden Einlaßleitung bildet. In der entgegengesetzten Lage, in welcher die Lochscheibe 254a an dem Schieber anliegt, stellt eine weitere Zuleitung 258 eine Auslaßverbindung von der Zuleitung 257 /u der Auslaß-Rohrleitung her

An der stabförmigen Verlängerung an dem einen Ende des Schieberbundes befindet sich eine Vorrichtung, die dazu dient, diesen aus den Endlagen der Kolbenbewegung rasch hin und her »schnappen < zu lassen. Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die Umschaltung zwischen den Betriebsstellungen des Schiebers in kürzester Zeit erfolgen kann. Sie weist einen Käfig 260 mit einer Schieberstellung 261 auf. Die Stellstange 261 ist durch eine öffnung in einem Schieberstellarm 262 hindurchgeführt, der fest mit der Kolbenstange 243 verbunden ist. Die Stellstange 261 trägt ein Paai in einem gegenseitigen Abstand angeordneter Begrenzungsanschläge 263, 264, die so eingestellt sind, daß bei jeder hin und her gehenden Bewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders jeweils ein Begrenzungsanschlag in einen Eingriff mit dem Stellarm 262 kommt.

Innerhalb des Käfigs befindet sich eine zusät7liche Lochscheibe 267 an dem Ende der stabförmigen Verlängerung des Schieberbundes. Wenn der Arm 2^h2 infolge der Verschiebung des Kolbens in der dargt ,teilten Weise bis zu seinem Umkehrpunkt gebracht wird, bringt der Anschlag 263 die Schieberstellstange in eine Lage, in welcher das eine Ende des Käfigs die Lochscheibe 255 beaufschlagt und den Schieberbund 253 in die Einlaßstellung drückt. Da die einströmende Flüssigkeit den Kolben in das untere Ende seines Hubweges bringt, wird der Arm 262 in einen Eingriff mit dem an-

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deren Anschlag 264 gebracht, welcher wiederum den Käfig in eine Berührung mit der im Gehäuse befindlichen Lochscheibe 267 zieht, wodurch der Schieberbund in die Auslaßstellung gebracht wird.

Zur Beschleunigung dieses Vorgangs ist die in Fig. 16 dargestellte federbeaufschlagte Kippanordnung vorgesehen, bei welcher Druckfedern 270,271 auf jeder Seite des Käfigs drehbar auf feststehenden Drehlagern 273,274 gelagert sind. Bei Bewegung des Käfigs durch die Mittellage werden die Federn noch stärker zusammengedrückt, so daß der Käfig bei Bewegung durch die Mittellage in bezug auf die Lagerpunkte der Federn sehr rasch und in kürzester Zeit in die jeweils andere Lage gebracht und verrastet wird.

In den F i g. 19 und 21 ist der Kopf der Sprühdüsenanordnung in Einzelheiten dargestellt Ein Teil des Kopfes wird durch eine zylindrische Ausnehmung 280 des oberen Wellenendes 203 gebildet Innerhalb der zylindrischen Ausnehmung 280 befindet sich eine zylindrische Manschette 281, die an ihrem oberen Ende geschlossen ist und einen Kolben 282 bildet, der innerhalb der Welle 203 verschiebbar gelagert ist. Zwischen der Endplatte 210 der Welle 203 und dem Kopf des Kolbens 282 ist eine Rückstellfeder 280' eingeschlossen und drückt den Kolben gegen einen Anschlagring 283 nach unten. In der Seitenwand des Kolbens in der Nähe seines oberen Endes befindet sich eine Düse 285 einer Ausführung, die einen zur Aufschlämmungsbildung dienenden Wasserstrahl hohen Drucks und hoher Geschwindigkeit abgeben kann. In dem unteren Ende des Kolbenmantels befindet sich eine zusätzliche Düse 286. die kleiner ausgebildet ist und zum Ausräumen unmittelbar oberhalb des Rostes verwendet wird. Jede Düse 285, 286 wird von einer O-Ring-Dichtung 287, 288 umgeben, die jeweils eine länglichrunde Formgebung aufweist und sich in der gewölbten Manschette 281 auf der Innenwand der Welle befindet. Weitere O-Ringe 289, 290, 291 und 292 sind in gegenseitigen Abständen in Ringräumen entlang der Wand der Manschette angeordnet und dienen zur Abdichtung gegenüber der Welle.

Eine Drehung der Manschette innerhalb der Welle wird durch einen Schlitz 294 verhindert, der in Axialrichtung durch die Wand der Manschette hindurch verläuft und einen Zapfen 295 aufnimmt, der durch die Wellenwand hindurchgeführt ist Zur Schmierung zwischen Manschette und Welle ist ein Schmiernippel 296 vorgesehen, der mit einer Ringausnehmung 297 an der Manschette zwischen der oberen O-Ring-Dichtung 289 und der Dichtung 287 für die Hauptdüse 285 in Verbindung steht.

Der Gitterrost 185 ist in einer solchen Weise ausgebildet, daß er herausgenommen und durch eine feste ebene Platte ersetzt werden kann, wenn der Düsenkopf durch die Schraubspindeln 300 abgesenkt worden ist. Wenn alle Senkgruben innerhalb eines Laderaums auf diese Weise durch eine Platte abgedeckt worden sind, eignet sich der Laderaum auch zur Aufnahme von öl oder einer anderen Last. Auf diese Weise eignet sich mit den erfindungsgemäßen Ausführungsformen

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wie

ausgestattetes Schiff für den Mehrzweckeinsatz beispielsweise als Transporter für Erzaufschlämmungen und als Tanker.

Die in den Fig. 13 bis 22 dargestellte Vorrichtung, welche dazu dient, die Feststoffe in einen fließfähigen Zustand, d. h. in eine Aufschlämmung überzuführen, soll als »Aufschlämmungsvorrichtung« bezeichnet werden und arbeitet wie folgt. Dazu sei angenommen, daß die Vorrichtung in den Laderaum eines Schiffes eingebaut h', der mit einer Aufschlämmung gefüllt worden ist, die sich bereits abgesetzt hat, und daß diese Aufschlämmung wiederum in einen fließfähigen Zustand übergeführt und entladen werden soll. Zunächst wird den Spüldüsen 174 bis 176 unter Druck stehendes Wasser zugeführt, bis ein Abfluß durch die Auslaßleitungen stattfindet. Dann wird das unter Druck stehende Wasser durch die Zuleitung 208 den Hauptdüsen zugeführt. Weitere Rohrleitungen dienen dazu, die Zukitung 251 für die lineare Stellvorrichtung 227 par -el zu der Rohrleitung 208 mit der Druckwasserquelle zu verbinden, so daß die Stellvorrichtung gleichzeitig mit der Zufuhr von Druckwasser zu der Aufschlämmungsvorrichtung in Betrieb gesetzt wird.

Wenn in dem Kopf kein Wasserdruck vorhanden ist, bewegen sich die Manschette und der Kolben infolge der Kraft der Feder nach unten, bis sie in Eingriff mit dem Anschlagring 283 kommen. Bei der Zufuhr von Druckwasser öffnet sich die Vorrichtung jedoch von selbst, da der Wasserdruck den Kolben und die Manschette nach oben gegen obere Anschläge 350, 351 bewegt, wobei eingeschlossene Flüssigkeit oder Luft durch einen Entlüftungsdurchlaß 353 entweichen können. Am oberen Ende seines Hubes bringt der Kolben die Düsen 285, 286 zur Ausrichtung mit den öffnungen 354, 355. in der Wand der Welle, so daß das Wasser durch die Düsen austreten und Wasserstrahlen bilden kann. Wenn der Wasserdruck weggenommen wird, verschiebt sich die Manschette unter dem Einfluß der zusammengedrückten Feder in die untere Stellung und bringt dabei die Düsen in eine von den Öffnungen der Wellenwand entfernte Lage, so daß diese dann durch die benachbarte Wand der Wellenmanschette verschlossen sind. Auf diese Weise verschließt die Manschette den Zugang zu den Düsen und verhindert, daß diese durch das Eindringen von Fremdstoffen verstopft werden.

Wenn dem Aufschlämmungskopf Wasser unter hohem Druck zugeführt wird, wird gleichfalls die lineare Stellvorrichtung in einer solchen Weise betätigt, daß der Kolben 242 gegen die Feder 244 gedrückt wird und dabei die Platte und die Klaue 233 in einen Eingriff mit dem Klinkenrad 232 bringt, wodurch die Welle 203 um einen Bogenabschnitt gedreht wird. Dann wird der Wasserdruck durch den Schieberbund abgestellt, so daß die Rückstellfeder das oberhalb des Kopfes befindliche Wasser durch den Durchlaß 256 in die Auslaßleitung 252 drückt. Dieser Vorgang wird schrittweise wiederholt, wobei die Welle schrittweise gedreht wird und den zur Aufschlämmungsbildung dienenden Druckwasserstrahl und die durch diesen gebildete Aufschlämmungszone durch die Feststoffmasse hindurch verlagert.

Die Wirkung des Aufschlämmungsstrahls auf den in den fließfähigen Zustand zu bringenden Feststoff entspricht im wesentlichen dem bereits beschriebenen Vorgang. Während der kurzen Zeitspanne, in welcher der Wasserstrahl in eine bestimmte Richtung ausgerichtet ist, wird die zusätzliche Wirkung erhalten, daß der Strahl tiefer in den aufzuschlämmenden Feststoff eindringt. Bei seiner Bewegung durch die Stellvorrichtung wandert der Strahl und überführt dabei die Feststoffe in einen fließfähigen Zustand. Während der Rückstellung verändert der Wasserstrahl seine Lage nicht und dringt dabei tiefer in den Stoff ein, bevor er wiederum das nächste Drehsegment durchwandert. Es wurde gefunden, daß sich für die Aufschlämmungsvor-

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richtung Drehgeschw^;ndigkeiten von etwa '/2 bis 2 U/min zur Erzielung einer guten Aufschlämmungswirkung eignen. Die Überführung in die Aufschlämmung bei dem zuletzt betrachteten wie auch bei dem vorhergehenden AusführungsbeispieJ ist darin zu sehen, daß ein Aufscblämmungsbereich ausgebildet wird, in dem die Feststoffe unter der Einwirkung der mit hohem Druck abgegebenen Wasserstrahlen in den fließfähigen Zustand gebracht werden, und daß dieser Bereich fortschreitend über eine dem ganzen Einwirkungsbereich des Wasserstrahls entsprechende Fläche verlagert wird. Nach Ablauf einer gewissen Zeit sind so viele Feststoffe in Aufschlämmung übergeführt worden, daß die darüber befindliche Ladung in sich zusammenfällt, wobei die dabei frei werdende Energie die Ausbildung der Aufschlämmung unterstützt Dieser Vorgang wird daher durch das Nach-Unten-Fallen dei Stoffe auf die Bodenwand des Behälters unte_t-stützt, was auch zur Folge hat, daß die frisch ausgebildete Aufschlämmung in die Senkgruben gedruckt und vermittels dieser abgeführt wird.

In den F i g. 23 bis 25 ist eine Ausführungsform einer Landanlage dargestellt, welche nach dem Prinzip der Erfindung arbeitet. Der langgestreckte Speicherbehälter 310 ist in einem Graben im Erdboden angeordnet. Der Behälter weist eine Bodenwand 314 und allgemein senkrecht stehende Seitenwände 316, 317 auf, die an ihrem oberen Abschnitt streng senkrecht und an ihrem unteren Abschnitt nach unten und nach innen hin zur Bodenwand geneigt ausgebildet sind, wie F i g. 25 zeigt.

Weiterhin sind Querwände 318 bis 326 vorgesehen, wobei die endseitigen Querwände 318, 326 gleichzeitig die Endwände des Speicherbehälters darstellen. Die mittlere Querwand 322 ist bis nach unten zur Bodenwand durchgeführt und unterteilt den Speicher in zwei Hälften. Das ermöglicht, jede der beiden Hälften für sich getrennt und unabhängig von dem anderen Abschnitt des Speicherbehälters zu reinigen und völlig von Stoffen zu leeren. Die übrigen Querwände sind bis auf einen Abstand von etwa 0,2 bis 2 Meter zur Bodenwand durchgeführt und bilden damit einen Spalt, durch den eine gegenseitige Wechselwirkung zwischen den untersten Abschnitten der durch die Wände 318 bis 326 gebildeten Räume stattfinden kann.

Die Aufschlämmungsvorrichtungen 330 bis 337 sind in der Bodenwand mittig innerhalb jedes Raumes angeordnet und dienen dazu, die jeweils innerhalb des betreffenden Raumes befindlichen Feststoffe in eine Aufschlämmung überzuführen. Die Vorrichtungen sind in den F i g. 24 und 25 infolge des Maßstabs der Zeichnung nur schematisch angedeutet. Sie bestehen jedoch aus einer der vorstehend beschriebenen Aufschlämmungsvorrichtungen einschließlich des drehbaren Wasserstrahls und der Senkgrube, die mit einer Druckwasserquelle verbunden sind. Der Auslaßstutzen jeder Senkgrube ist über einen der Senkgrube zugeordneten Schieber mit einem Sammeltrichter 339 verbunden, von dem aus die Aufschlämmung abgepumpt wird. Unterhalb der Bodenwand und entlang den verschiedenen Rohrleitungen sind Gänge vorgesehen, welche den Zutritt zu dem jeweils untersten Abschnitt jeder Senkgrube und die Wartung derselben gestatten.

Eine weitere geeignete Landanlage ist in den F i g. 26 und 27 dargestellt und zeigt einen Speicherbehälter, der sich insbesondere für von Wasser befreite Aufschlämmungen eignet. Dieser Behälter 340 hat eine runde Form und ist von einfachem Aufbau. Er ruht au! einem Fundament 342, das beispielsweise ein in die Ei de gebautes Betonfundament ist Unterhalb der Bodenfläche des Behälters ist ein Tunnel 344 in der Form eines allgemein ringförmigen Tunnels von angenähert halbem Umfang des Behälters und konzentrisch zu diesem vorgesehen.

Im Boden des Behälters befinden sich in gegenseitigen Abständen entlang des Tunnels Aufschlämmungseinheiten 346 bis 351, wobei diese Einheiten so angeordnet sind, daß die Abstände zwischen den einzelnen Einheiten, der benachbarten Wand und den übrigen Einheiten etwa gleich ist Auf diese Weise befindet sich der ganze Bereich oberhalb der Bodenwand innerhalb des Einwirkungsbereiches einer einzigen Einheit. Die von jeder einzelnen Einheit abgegebene Aufschlämmung gelangt unter dem Einfluß der Schwerkraft durch geeignete Auslaßleitungen zu einer Sammel-Senkgrube, von welcher die Aufschlämmung vermittels geeigneter Pumpen abgezogen wird. Die Aufschiämmungseinheiten sind mit einer Dmckwasserquel-Ie verbunden und in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt, mit der Ausnahme, daß in dem Betenfundament (nicht dargestellte) Einbauringe zur Aufnahme der entsprechenden Senkgruben vorgesehen sind.

Die Arbeitsweise dieser Landanlagen entspricht dem der vorstehend beschriebenen Aufschlämmungsvorrichtungen.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Überführen von Feststoffen in einen fließfähigen Zustand eignet sich besonders gut für Schiffe und die Aufschlämmung und Entladung von abgesetzten Erzfeststoffen. Sie bringt eine wesentliche Erleichterung für das ße- und Entladen von Erzfrachtern an Offshore-Stationen, auch wenn die Erze sehr festgelagert sind. Die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele für die Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich — wie nachstehend dargelegt — in gewissem Umfang abwandeln. Beispielsweise können an Stelle der hier beschriebenen Düsenanordnung, bei welcher sich die Düsen kontinuierlich oder schrittweise drehen, auch hin und her oder linear bewegte Düsen verwendet werden, beispielsweise dann, wenn die Düsen in einer Ecke oder an einer Wand angeordnet werden müssen. Die beschriebenen Aufschlämmungseinheiten lassen sich sowohl für Schiffe als auch für Landanlagen verwenden, und der hier verwendete Ausdruck Behälter soll sich auf beide Typen von Anlagen beziehen.

An Stelle der hier dargestellten Antriebsvorrichtungen läßt sich selbstverständlich auch nachstehende Antriebsvorrichtung verwenden. Beispielsweise kann an Stelle der nur in einer Richtung angetriebenen und vermittels einer Feder zurückgestellten Stellvorrichtung 227 genauso gut auch eine doppeltwirkende Anordnung verwendet werden. In diesem Fall wird das von der Stellvorrichtung abgegebene Wasser mit hoher Geschwindigkeit ausgeworfen und kann durch ein Einwegventil und eine Düse in das Auslaßrohr für die Aufschlämmung abgegeben werden. Die auf diese Weise eingeführten pulsierenden Wasserstrahlen tragen dann dazu bei, die abgeführte Aufschlämmung weiter zu transportieren.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Wiederaufschlämmen und Entleeren des Inhalts eines ortsfesten oder beweglichen Lagerbehälters für Feststoffe, insbesondere eines Erztransportbehäiters, der eine annähernd waagerechte Bodenwand, mindestens eine Senkgrube mit Entnahmeöffnung und mindestens eine Hochdruckflüssigkeitsstrahldüse für das flüssige Löse- und Schlämmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Senkgrube (61,61', 63, 65, 67,166) von einem mit der übrigen Bodenfläche (37, 168) des Behälters annähernd bündig liegenden Gitterrost (83,83'. 185) abgedeckt ist und daß oberhalb davon die Hochdruckflüssigkeitsstrahldüse (117a, 1176. 155 bis 158. 174 bis 176, 285 und 286) mittels einer Antriebsvorrichtung derart beweglich angeordnet ist. daß die Strahlrichtung in annähernd waagerechter Ebene fortschreitend veränderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckflüssigkeitsstrahldüse (117a, 1176) von einem mit der Antriebsvorrichtung verbundenen, drehbar gelagerten Kopf (123) gehalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung so ausgebildet ist, daß der Kopf (123) schrittweise drehbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die einer oder mehreren Senkgruben (166) zugeordneten Flüssigkeitsstrahldüsen (285, 286) durch den Flüssigkeitsdruck in den Öffnungszustand und bei Abwesenheit von Flüssigkeitsdruck durch eine Rückstellvorrichtung in den geschlossenen Zustand überführbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit der Wand der Senkgrube (166) verbundenes zylindrisches Gehäuse (223) aufweist, in dessen zylindrischem Hohlraum (280) ein Tauchkolben (282) angeordnet ist, der vom Wasserdruck beaufschlagt ist und unter Einwirkung einer Rückstellfeder (280') steht, die ihn gegen einen Anschlagring (283) zu drücken sucht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (223), in dessen Hohlraum (280) der Tauchkolben mit den Flüssigkeitsstrahldüsen (285,286) verschiebbar angeordnet ist, mit Auslaßöffnungen (354, 355) versehen ist, die bei der unter Einwirkung des Wasserdrucks eingenommenen Endstellung des Tauchkolbens mit den Flüssigkcitsstrahldüsen übereinstimmen und bei in das Gehäuse zurückgedrücktem Tauchkolben durch die Wand des Tauchkolbens verschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine intermittierend arbeitende Antriebsvorrichtung (227) zur fortschreitenden Verstellung des Kopfes.

8 Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierend arbeitende Antriebsvorrichtung als lineare Stellvorrichtung (227) mit einem hin- und herbewegbaren Arm (262) ausgebildet und mit einer sie in einer solchen Weise mit dem Kopf verbindenden Vorrichtung (232. 233) versehen ist, daß der Kopf durch aufeinanderfolgende Hubbewegungen der Stellvorrichtung intermittierend und fortschreitend um jeweils einen vorbestimmten Bogenschritt drehbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Kopf auf eine durch Lager (219. 221) geführte Welle (203) aufgesetzt ist und die die Stellvorrichtung mit dem Kopf verbindende Vorrichtung aus einem auf der Welle angeordneten Klinkenrad (232), einer Klaue (233) und einer in bezug auf das Klinkenrad drehbar gelagerten und die Klaue und eine Feder (234) tragenden Antriebsplatte (230) besteht, wobei die Feder (234) so angeordnet ist, daß die Klaue mit elastischer Vorspannung gegen das Klinkenrad gehalten wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motor (127) als Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, dessen Antriebswelle über einen Schneckentrieb (129, 131) mit dem Kopf verbunden ist und zu dessen kontinuierlicher Drehung

dient

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gitterrost (83, 83') von der Mitte der Senkgrube (61. 6V) nach außen konisch abfällt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zur Höhenverstellung der Düsen (117a, 1176) oberhalb des Gitterrostes dienende Einrichtung (143).