DE2055132A1 - Einrichtung und Verfahren zum hydraulischen Fordern von Erzen aus grossen Tiefen insbes vom Meeresboden - Google Patents
Einrichtung und Verfahren zum hydraulischen Fordern von Erzen aus grossen Tiefen insbes vom MeeresbodenInfo
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- DE2055132A1 DE2055132A1 DE19702055132 DE2055132A DE2055132A1 DE 2055132 A1 DE2055132 A1 DE 2055132A1 DE 19702055132 DE19702055132 DE 19702055132 DE 2055132 A DE2055132 A DE 2055132A DE 2055132 A1 DE2055132 A1 DE 2055132A1
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- E21C—MINING OR QUARRYING
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Description
Klein, Schanzlin & Becker 2055132
Aktiengesellschaft
j Par) mcj^eändert werden
Einrichtung und Vorfahren zum hydraulischen Fördern von Erzen aus grossen Tiefen, inabes.
vom Meeresboden·
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren unter Verwendung dieser Einrichtung zum hydraulischen
Fördern von Erzen oder anderen Feststoffen aus grossen Tiefen, insbesondere vom Meeresboden.
Bei derartigen, schon bekannten Einrichtungen verwendet
man zur Förderung dieser - aus einem Gemisch von Vasser und Erzbrocken bestehenden- Erzaufschwemmungen bereits
Pumpen, die unterhalb des Meeresspiegels zwischen Anfang
und Ende der aus Rohren bestehenden Steigleitung angebracht sind. Nachteilig let bei dieser Anordnung der starke
Verschleiss dieser Pumpen, da hierbei das gesamte Erz- ·
Wasser-Gemisch die vorwendeten Pumpen durchlaufen muss und diese mit ihm in engsten Kontakt kommen. Je grosser jeweils
die Förderhöhe einer solchen Pumpe ist, also je langer die Rohrleitung oder je höher die Steigleitung ist, um so grosser
ist auch der Verschloiss derartiger Pumpen. Zur Förderung
von Erzknollen vom Meeresgrund sind diese PipnpcMi aber wenJg
geeignet, da ihre Lebensdauer dabei vorhäitnismässig gering
ist und Reparaturen an diesen Pumpen oder ihr Austausch wegen nor schwierigen Zu,-j;u)/;l lchkel t unter dom Meeresspiegel sehr
aufwendig find. 209824/0185
BAD ORIGINAL
An sich wäre es möglich, weit unter dem Meeresspiegel
einen grossen Behälter anzuordnen, der mit der unter atmosphärische?!*! Druck stehenden Luft oberhalb des Meeresspiegels
in Verbindung steht und in den das vom Meeresgrund durch ein(y4angü Steigleitung kommende Erz-Wasser-Gemisch
infolge des äusseren Überdrucks einströmt. Ein solcher
Behälter müsste aber ständig geleert werden und dies würde ebenfalls durch Pumpen erfolgen, die das Erz-Wasser-Gomisch
an die Meeresoberfläche weiterzubefordern hätten. Die dafür
verwendeten Pumpen wären aber aus den gleichen Gründen, wie bereits weiter oben angegeben, einen» starken Verschleiss
ausgesetzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung
für diese, besonders auf Pumpen überaus zerstörend einwirkende Feststoffe zu schaffen und ein
Verfahren unter Verwendung dieser Einrichtung zu entwickeln, die bzw. das die angegebenen Nachteile des grosson Verschleisses
und der dadurch bedingten Notwendigkeit des häufigen Heparierena
bzw,Austausches von unter Wasser angeordneten Ti; ilen wie
z.B. Pumpen und Schaltorganen - der Förderanlage vermeiden. Gleichzeitig soll die Fördereinrichtung so
ausgebildet sein, dass ihre Schaltorgane von einer Berührung und Beschädigung durch die Feststoffe möglichst umfassend
gescl iitzt werden.
BAD ORIGiNAP-
209824/018* ~~~
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mittels bosondcrur
Einrichtungen und eines dadurch möglichen Verfahrens in der Weise gelöst, dass sowohl die hierbei verwendeten Pumpen
zum Aufrechterhalten des Unterdruckes in der unteren Steigrohrleitung
und zum Entfernen des Spülmittels, vorzugsweise Unterwasserpumpen,als auch die Spülpumpen weder mit dem
feststoffbeladenen Nutzförderstrom selbst noch mit einem etwa
durch hydraulische oder mechanische Abscheider vorgereiriigten - Teil des Nutzförderstromes in Berührung kommen,
und dass trotzdem eine kontinuierliche Förderung von Erz-Wasser-Gernischen vom Meeresboden bis zur Wasseroberfläche
durchführ~bar ist. Das dafür notwendige, zwischen Anfang
und Ende dor Steigrohr-Förderleitung weit unter dem Meeresspiegel angeordnete Förderaggregat besteht zu diesem
Zweck aus mehreren - vorzugsweise aus zwei bis vier nebeneinander angebrachten - miteinander verbundenen und parallel
geschalteten Behältern, die einander abwechselnd zeitweise unter einen wesentlich geringeren als den Umgebungsdruck
gebracht werden, ferner besteht es aus einer oder mehreren, am Förderaggregat mit Saugrohrleitungen angeschlossenen,
den Unterdruck im unteren Teil der Steigrohrleitung aufrechterhaltenden und das Spülwasser entfernenden ρ impen, vorzugsweise
Unterwasserpumpen, samt Antrieb und aus den für die verschiedenen
Förderschaltungen der Behälter notwendigen Verbindungs-und Schaltorgannn.
209824/0186 λ.ο ORIGINAL
Jr-
Weiterhin gehören ausser diesem Förderaggregat zur Lösung der Aufgabe noch erfindungsgemäss eine oder mehrere, über
oder unter Wasser angeordnete Spülpumpen samt Spülmittelzuleitung bis zum Förderaggregat,
Der grosse Vorteil dieser Fördereinrichtung und des damit durchführbaren Verfahrens besteht darin, dass durch diese
besondere Gestaltung der - den Transport des Erz-Wasser-Gemisches
bewirkenden - Elemente der Nutzförderstrom die
zur Anlage gehörenden Pumpen nicht mehr passieren muss.
Denn infolge dieses Hindurchtretens sind bisher an den Pumpen, die neben den Armaturen zu den empfindlichsten Teilen der Anlage zählen, die Schaden entstanden, die häufige
Unterbrechungen zum Reparieren bzw, für ein Austauschen
der Pumpen zur Folge hatten. Jetzt können dagegen anstolle von gepanzerten Schmutzwasserpumpen ganz normale und weniger aufwendigere Reinwasserpumpen verwendet werden, die normale Standzeiten haben, da sie nicht durch Erzknollen, Sand oder andere, abrasive Schwebestoffe auf Verschleiss beansprucht worden, /.uch zum Schutz der für die Anlage benötigten
Armaturen worden im Rahmen dieser Erfindung Schutzmassnahmen vorgeschlagen, wie im folgenden noch angegeben wird.
zur Anlage gehörenden Pumpen nicht mehr passieren muss.
Denn infolge dieses Hindurchtretens sind bisher an den Pumpen, die neben den Armaturen zu den empfindlichsten Teilen der Anlage zählen, die Schaden entstanden, die häufige
Unterbrechungen zum Reparieren bzw, für ein Austauschen
der Pumpen zur Folge hatten. Jetzt können dagegen anstolle von gepanzerten Schmutzwasserpumpen ganz normale und weniger aufwendigere Reinwasserpumpen verwendet werden, die normale Standzeiten haben, da sie nicht durch Erzknollen, Sand oder andere, abrasive Schwebestoffe auf Verschleiss beansprucht worden, /.uch zum Schutz der für die Anlage benötigten
Armaturen worden im Rahmen dieser Erfindung Schutzmassnahmen vorgeschlagen, wie im folgenden noch angegeben wird.
Vom Meeresboden kontinuierlich gefördertes Erz-Wasser-Gemisch gelangt durch äusseren Überdruck - jeweils wechselweise in
einen der parallel geschalteten Behälter des weit unter dem Meeresspiegel angeordneten erfinderischen Förderaggregates,
und zwar ohne eino Pumpe zu durchlaufen. Denn der betroffende
209824/0185
BAD ORIGINAL r, _
Behälter ist vorher durch die vorgesehene Unterwasserpumpe
auf einen wesentlich geringeren Innendruck gebracht worden, als der - in dieser Tiefe auf die Behälter und auf das in
der Steigleitung befindliche Fördergut wirkende - Aussendruck beträgt. Deshalb strömt dieses Fördergut solange in den
Behälter, bis er gefüllt ist. Während dieses Füllvorganges dient die ausserdem vorgesehene Spülpumpe, die je nach den
bevorzugt angestrebten Vorteilen über oder unter Wasser angebracht ist, dazu, einen zweiten, völlig gleich gebauten
Behälter, der auf die oben angegebene Weise bereits vorher mit Erz-Wasser-Gemiach gefüllt wurde, mit einem Friachwaseerstrom
zu durchspülen, so dass das Fördergut dieses Behälters in die obere Steigrohrleitung aufwärts in Richtung Meeresspiegel
gedrängt wird. Aber auch in diesem Fall braucht die Spülpumpe nur reines Wasser zu pumpen und kommt nicht mit dem Nutzförderstrom
in Berührung. Zur gleichen Zeit, also während infolge inneren Unterdruckes Fördergut in den ersten Behälter
einströmt und der zweite Behälter mit reinem Wasser gespült und dadurch das darin befindliche Fördergut nach oben
gebracht wird, entleert die bereits erwähnte Unterwasserpumpe
einen dritten, ebenfalls völlig gleich gebauten Behälter von dem darin befindlichen Spülwasser und bringt ihn - z.B.
durch Ansaugen von unter Atmosphärendruck stehender Luft oder Gas mittels einer von der Meeresoberfläche herabgeführten
Leitung - auf einen wesentlich geringeren Druck, als er in dieser Tiefe herrscht. Der dritte Behälter ist nunmehr zur
Aufnahme des nächsten Ere-Wasser-Gemisches bereit. Mit Hilfe
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/ / Λ 1 ö C
dieses - hier an einer Einrichtung mit drei Behältern beschriebenen - Verfahrens ist es also möglich, einerseits
den Fördervorgang im Takte aufzulösen, um das Erz-Vasser-Gemisch auf diese vorteilhafte Weise, ohne direkte Berührung
mit den Pumpen, zu bewegen, und andererseits das zu fördernde Gemisch nach zyklischer Verteilung über die einzelnen Behälter
wieder zu einem kontinuierlichen Strom zu vereinigen. Denn wenn man es durch geeignete, bereits bekannte Hilfsmittel
so einrichtet, dass das Umschalten des - hier z.B. in drei Takte aufgeteilten - Förderprozesses gleichzeitig und stoss,-
frei erfolgt, ergeben eich alle diese Förderströme - Erz-Waeser-Geralsch,
zugeführter und abgeführter Spülstrom und auch der Luftstrom in der besonderen, von der Meeresoberfläche
herabgeführten Verbindungsleitung einer Ausführungsform - als
kontinuierliche Ströme.
Damit ist die gestellte Aufgabe, eine kontinuierliche Förderung
von Erz-Waeser-Gemisch. zu erzielen, ohne aber diesen Nutzförderatrom
mit einer der in der Anlage eingesetzten Pumpen in Berührung zu bringen, gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die Verbesserung und
vorteilhafte Ausgestaltung der für dieses Förderverfahren notwendigen Elemente.
Der bereits erwähnte Luft-oder Gasstrom braucht aht;r- j
beim Füllen eines Behälters mit Erz-Waasor-('i«ni i sch - nicht
unbedingt wieder bis zur Meeresoberfläche geführt zu worden, denn es genügt, wenn er von einem Bohälter in den anderen
209824/0185 B1B/W
überströmt, BAD ORIGINAL
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Es wäre auch möglich, dass jeweils dor Spülstrom - nachdem er
bereits in einem der Behälter das darin befindliche Erz-Vasser-
Gemisch verdrängt hat - von diesem Behälter durch eine Unterwasserpumpe,
die sowohl zum Spülen als auch zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Unterdruckes dient, zum weiteren
Verdrängen von Erz-Wasser-Gemisch in einen der anderen Behälter
gepumpt wird und so fort. Aber dieser Spülstrom wird dann
im Laufe der Zeit durch Rückstände des auszuspülenden ErWasser-Gemisches so verunreinigt, dass die - bei dieser
Schaltung einzige - Pumpe der Anlage einem stärkeren Verschleiss unterliegt. Demgegenüber ist dieses Problem dadurch,
dass man den Spülstrom von der Meeresoberfläche zu den
Behältern hinabführt, vorteilhafter zu lösen, weil die
Spülpumpe dann leicht zug-anglich ist, nicht mit Feststoffteilen
in Berührung kommt und weil nicht ein zum Teil bereits verunreinigtes Spülwasser verwendet wird, auch wenn man
bei dieser Lösung den Widerstand einer vom Meeresspiegel zu den Behältern führenden Rohrleitung zusätzlich zu berücksichtigen
hat.
Die Behälter des Förderaggregates können etwa kugelförmig oder zylinderförmig gestaltet sein, wobei der Durchmesser der
zylinderförmigen Behälter grosser ist als der Durchmesser
der zu-und abführenden Rohrleitungen. Für diese Ausführungsformen spricht z.B. der Vorteil der geringeren Baulänge
und kleinerer Abmessungen des Förderaggregatos.
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209824/0188
BAD ORIGINAL
andere, vorteilhafte Ausgestaltung des erfinderischen
Förderaggregates besteht darin, dass dessen Behälter als lange, vorwiegend parallel geführte, horizontal oder
vertikal angeordnet© Rohrleitungen derart ausgeführt sind, dass die Feststoffteile des Nutzförderstromes an keiner Stelle
des Förderaggregates zur Ruhe kommen, so dass sich das Erz nicht absetzen kann. Durch zweckmässige Schaltung kann man
es erreiphen, dass der Nutzförderstrom - z.B. bei drei
Rohrleitungen im Dreitakt-Verfahren - seine Richtung in diesen Rohren nicht umzulenken braucht, so dass seine
Strömungsgeschwindigkeit ständig erhalten bleibt, auch wenn das Einströmen des Gemisches beendet ,ist und das Spülen
beginnt,
Eine weitere vorteilhafte Abwandlung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass jede der parallel geschalteten,
zweokraässigerweise nebeneinander angebrachten Rohrleitungen
im Bereich des Förderaggregates jeweils durch entsprechende
Verbindungs-und Schaltorgane als Weiterführung der Spülmittelzuleitung gestaltet ist. Ohne einen Mehraufwand
an Rohrleitungen ergeben sich erhebliche Vorteile daraus, dass der untere Teil der herabgeführten Spülmittelzuleitung
als weiterer Behälter mit in das Förderaggregat einbezogen und dass das Verfahren auf diese Weise um einen zweckmässigon
Takt erweitert wird.
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20982A/018S
Bei einem z.B. von ursprünglich drei auf vier Takte erweiterten
Förderverfahren strömt das Spülwasser zunächst abwärts in einen - zu diesem Zeitpunkt mit Spülwasser gefüllten - Rohrbehälter,
um dieses Spülwasser vor sich her aus dem Rohrbehälter zu verdrängen. Im Anschluss daran strömt es im
nächsten Takt aufwärts in einen anderen, mit Erz-Wasser-Gemisch gefüllten Rohrbehälter, um dieses Gemisch in die
obere Steigrohrleitung zu fördern. Diese Abwandlung der Erfindung verbessert den Spüleffekt erheblich, weil auf
diese Weise zwei der z.B. parallel nebeneinander befindlichen Rohrleitungsbehälter nacheinander vom Spülstrom durchflossen
werden und die Beanspruchung der Pumpe durch etwaige Rückstände des Nutzförderstromes aus der Mischungszone oder aus
den Grenzschichten vermindert wird.
Je nach Anzahl der Behälter bzw,Rohrleitungen des Förderaggregates
bestehen dessen Verbindungs-und Absperrelemente aus einer entsprechenden Anzahl von Einaelarmaturen samt
Verbindungsleitungen. Diese Anzahl lässt sich zweckmässig
reduzieren bei Ausbildung der Armaturen zu je einer, am Anfang und Ende des Förderaggregatea angebrachten, jeweils
unterschiedlich gestalteten Mehrwegearroatur.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die GrÖsse des Unterdruckes, der abwechselnd in jedem
der weit unter dem Meeresspiegel angeordneten Förderbehälter zu erzeugen ist, bestimmt wird durch das Füllen des jeweiligen
Behälters mit Luft oder Gas von etwa atmosphärischem Druck.
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Dies lässt sich auf vorteilhafte Weise dadurch erreichen, dass die Behälter mit einer vom Meeresspiegel herabgeführten,
eine Verbindung zu Luft oder einem anderen Gas unter
angenähert atmosphärischem Druck herstellenden Leitung verbunden wird, wobei eine - das Spülmittel entfernende
und Luft oder Gas nachsaugende - Pumpe, vorzugsweise eine Unterwasserpumpe, mit ihrer Saugrohrleitung am unteren Ende
der Behälter angeschlossen ist. Dadurch ist also der Unterdruck, den man jeweils im Behälter wegen der - für den
Fördervorgang unerlässlichen - erheblichen Druckdifferenz
benötigt, vorteilhaft in einfacher Weise zu bestimmen, Eine derartig gekennzeichnete Fördereinrichtung arbeitet
nach einem auf drei-oder mehr Takte aufgeteilten Verfahren, das
aber ebenso, wie es in der unteren Steigleitung kontinuierlich ansaugt, in der oberen Steigleitung wieder zu einem kontinuierlichen
Nutzförderstrom führt.
Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der abwechselnd in je einem Behälter zu erzeugende Unterdruck äusserstenfalls
bis zur Dampf drxuckgrenze des Wassers abgesenkt wird. Zum
Erzeugen des Unterdruckes, zu seiner Aufrechterhaltung im unteren Teil der Steigrohrförderleitung sowie zum Entfernen
des Spülmittels ist eine Pumpe, vorzugsweise eine Unterwasserpump ο, vorgesehen und mit ihrer Saugrohrleitung am oberen
Ende der Förderbehälter angeschlossen. Auf diese Weise lässt sich die Fördereinrichtung, für die bei einem auf
drei oder mehr Takte aufgeteilten Verfahren eine entsprechende
209824/0111 ^11..
Anzahl von Förderbehältern bzw„Rohrleitungen innerhalb des
Förderaggregates vorzusehen ist, vereinfachen und in ihrer Betriebssicherheit erhöhen, indem sich mit den angegebenen
Mitteln eine - nur zwei Förderbehälter benötigende und mit erheblich weniger und dazu noch einfacher ausgebildeten
Verbindungs-und Schaltorganen zu versehene - Fördereinrichtung gestalten lässt, die; in Zweitaktverfahren arbeitet.
Eine solche Reduzierung auf zwei einander abwechselnde Arbeitstakte setzt voraus, dass die u„a„ den Spülstrom
absaugende Pumpe, vorzugsweise eine Unterwasserpumpe, nicht am unteren Ende der Förderbehälter bzw„Rohrleitungen, sondern
an ihrem oberen Ende angeschlossen ist, Denn zum Unterschied gegenüber den drei oder mehr Takte umfassenden Verfahren,
bei denen ja die Grosse des durch die Untfwasserpumpe
erzeugten Unterdruckes - mittels einer vom Meeresspiegel herabgeführten Verbindungsleitung - vom :_>twa atmosphärischen
Druck der Luft oder eines Gases bestimmt wird, ist es für das - mit der oben angegebenen Ausführungsform mögliche Zweitakt-Verfahren
charakteristisch, dass der" den Fördervorgang aufrechterhaltende Unterdruck, der abwechselnd in je
einem der Behälter bzw.Rohrleitungen herrscht, durch die Untft wasserpumpe aufgrund ihrer Förderhöhe aufrechterhalten
wird, wobei der niedrigste Druck durch die Bildung von Dampfblasen bestimmt wird. Die Unterwasserpumpe ist dann
bei dieser Ausführungsform der Erfindung durch das Herunterführen
ihrer Saugrohrleitung und durch die damit verbundene Erhöhung des Wasserdruckes in dieser Leitung vor den Folgen
etwaiger Kavitationserscheinungen geschützt. Neben der schon erwähnten Verminderung der sonst notwendigen Anzahl von
Absperrarmaturen ergibt sich ausserdem als weiterer Vorteil
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des Zweitakt-Verfahrens, dass anstatt aufwendigerer Absperrarmaturen
einfacher gebaute und schneller reagierende Umschaltklappen verwendet werden können, die zum Teil ohne
Fremdantrieb von den Förderströmen selbst gesteuert werden. Für Alle diese Fördereinrichtungen, ob sie nun mit zwei oder
mehr Behältern und im Zweitakt-, Dreitakt-oder Mehrtakt-Verfahren arbeiten, sind jeweils eine Anzahl Verbindungsund
Absperrelemente samt einer zuverlässig arbeitenden Steuerung notwendig. Diese Armaturen kommen zum grössten
Teil nacheinander mit reinem Spülmedium, ζ.B.Seewasser, und
mit Erz-Wasser-Gemisch in Berührung, Sie müssen deshalb entsprechend anpassungsfähig und möglichst verschleissarm
sein. Trotzdem besteht für diese Armaturen immer die Gefahr erheblicher Beschädigungen, wenn der umgeschaltete Nutzförderstrom
auf sich öffnende oder sich schliessende oder auf noch geschlossene Armaturen trifft. Um dadurch verursachte
Schäden zu vermeiden, ist deshalb erfindungsgemäss bei mit
derartigen Armaturen versehenen hydraulischen Fördereinrichtungen zum Umsteuern und zum Schutz von Feststoffen
vorteilhaft jeweils ein Diffusor vorgesehen, der zwischen dem Aneaugteil der Steigrohrleitung und den unteren, die
Förderbehälter absperrenden bzw, öffnenden Einzelarmaturen
eingebaut ist.
Dieser Diffusor ist mit einem Eintrittsstutzen und mehreren Austrittsstutzen für den Nutzförderstrom sowie mit mehreren,
diesen Austritsstutzen jeweils entsprechenden Steuerstromzuleitungen versehen und an seiner vom Nutzförderstrom
berührten Innenwand mit dort endenden, sich maximal auf den
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Bereich zwischen dem Eintrittsstutzen und den Abzweigungen der Austrittsstutzen erstreckenden Steuerdüsen oder Steuerdüsengruppen
ausgestattet, wobei die Anzahl dor Austrittsstutzen identisch ist mit der Anzahl der Steuerdüsengruppen
und mit der Anzahl der in zyklischer Vertauschung steuerbaren, epülmittölführenden Zuleitungen zu diesen Düsengruppen,
Mit einem derartigen erfindungsgemässen Steuerdiffusor wird
der Nutzförderstrom mittels zyklisch wechselnder Steuerströme von reinem Spülmedium so beeinflusst, dass das ISrz-Wasser-Gemisch
nicht auf geschlossene oder sich noch öffnende oder schliessendo Armaturen trifft, Denn das Auswechseln auch
nur einer beschädigten Armatur würde, da das Förderaggregat
ja weit unter dem Meeresspiegel angeordnet ist, einen erheblichen Aufwand verursachen und eine längere Unterbrochung
der gesamten Förderung bedeuten. Die Armaturen werden also erst dann bestätigt, wenn der jeweilige Steuerstrom vermittels
des Dlffusors den Nutzförderstrom in die gewünschte Richtung
umgelenkt und dadurch in den - für den jeweiligen Takt vorgesehenen - Förderbehälter geleitet hat und wenn die zu
schaltenden Armaturen nur vom Spülmedium durchflossen werden. Ein weiterer Vorteil des Diffusors liegt darin, dass die
Umlenkung des Nutzförderstromes auf rein hydraulischem Wege und damit ebenfalls verschleissfrei erfolgt. Die im
folgenden beschriebenen Beispiele enthalten noch nähere Einzelheiten zur Wirkungsweise und Ausführung des Diffusors.
-Vi-
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Anhand mehrerer in der Zeichnung veranschaulichten AusfUhrungebeispiele wird die Erfindung näher erläutert
und weitgehend schematisch dargestellt, es zeigen:
Fig. 1 eine Übersichtszeichnung einer Gesamtanlage
Fig. 2 ein Förderaggregat mit drei kugelförmigen Behältern
für Dreitakt-Verfahren mit Einzelarmaturen, mit schematisch angedeuteter Spülpumpe samt Spülmittelleitung
und Verbindungsleitung zum Meeresspiegel
Fig. 3 ein Förderaggregat mit drei kugelförmigen Behältern
für Dreitakt-Verfahren, mit Mehrwegearmaturen sowie schematisch angedeuteten Spülmittel-und Atmosphärendruck-Verbindungsleitungen
Fig. k ein Förderaggregat mit drei Rohrleitungen als Behälter
für Dreitakt-Verfahren, mit Mehrwegearmaturen sowie den beiden in Fig. 2 angegebenen Leitungen
Fig. 5 ein Förderaggregat mit vier Rohrleitungen als Behälter für Viertakt-Verfahren und mit Einzelarmaturen, wobei
die Rohrleitungen im Bereich des Förderaggregates jeweils als Weiterführung der Spülmittelleitung gestaltet
sind, sowie den beiden in Fig. 2 angegebenen Leitungen
Fig. 6 den saugseitigen Teil eines Förderaggregates nach
Fig. 5 mit einem Diffusor zum Umsteuern des Nutzförderstromes und zum Schutz der Einzelarmaturen
Fig. 7 einen Querschnitt bei VII-VII durch den in Fig, 6 dargestellten Diffusor
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Fig. 8 ein Förderaggregat mit zwei Rohrleitungen als Behälter für Zweitakt-Verfahren, mit Diffusor und Rückschlagklappen
sowie - nur schematisch angedeutet - mit Unterwasserpumpe samt Saugleitung und Spülpumpe liebst
Spülmittelleitung
Fig. 9 das Förderaggregat nach Fig. 8, Ansicht in Richtung A
Fig, 10 einen Schnitt X-X durch das Förderaggregat nach Fig. 9 und 8
Fig. 11 das Förderaggregat nach Fig. 8, Ansicht in richtung B
Fig. 12 einen Schnitt XII-XII durch das Förderaggregat
nach Fig. 11 und 8.
In Fig. 1 ist in einer Übersichtszeichnung eine Einrichtung zilm hydraulischen Fördern von Erzen und anderen Feststoffen
vom Meeresboden als Gesamtanlage dargestellt. Diese Fördereinrichtung setzt sich zusammen aus einer oberen Steigrohrförderleitung
1, einer unteren, bis zum Meeresboden hinabreichenden Steigrohrförderleitung 2 mit einer an ihrem
unteren Ende angebrachten Erz-Aufnahmevorrichtung 3» aus einem - zwischen Anfang und Ende dieser flexiblen Steigrohrleitung
weit unter dem Meeresspiegel und vertikal angeordneten Förderaggregat 4, aus einer oder mehreren, hier z.B. über
Wasser angeordneten Spülpumpen 5 samt Spülmittelleitung 6 und aus einer - bei diesem,im Dreitakt-Verfahren arbeitenden
Ausführungsbeispiel vorgesehenen - Verbindungsleitung 7 zwischen der Atmosphäre an der Wasseroberfläche - gegebenenfalls
zusammen mit der Spülpumpe 5 z.B. auf einem Träger-Schiff 12a oder auf einem Abbauschiff 12b - und dem
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4$
Förderaggregat 4„ Dieses Aggregat 4 besteht hier z,B. aus
drei für ein Dreitakt-Verfahren parallel geschalteten, den
eigentlichen Fördervorgang vermittelnden Behältern 8, die
nebeneinander angeordnet und über Verbindungs-und Schaltorgane 9 miteinander verknüpft sind, Ausserdem gehört zu dem
Förderaggregat 4 noch eine weitere Pumpvorrichtung, hier z.B. einer Unterwasserpumpe 10, die bei diesem Ausführungsbeispiel mit ihrer Saugrohrleitung 11 am unteren Ende der
Behälter 8 angeschlossen ist. Das geförderte Gut wird an der Meeresoberfläche aus dem oberen Ende der Steigrohrleitung
in ein Abbau-Schiff 12b gespült,
Figo 2 zeigt das Förderaggregat k aus Fig» 1 in einer seiner
möglichen Ausführungsformen für ein Dreitakt-Verfahren. Drei
kugelförmige, nebeneinander angeordnete Förderbehälter 13 sind jeweils auf ihrer Unter-und Oberseite mit Zwischenförderleitungen
Ik untereinander verbunden, in welche die untere und die obere 1 Steigrohr-Förderleitungen jeweils im
entsprechenden Verzweigungspunkt 15 und 16 münden. Die Spülmittelleitung 6 wird von der Spülpumpe 5 aus dem
Förderaggregat k hinabgeführt und mittel· Abzweigungen jeder der Behälter 13 an die Leitung 6 angeschlossen. Weiterhin
ist eine Saugrohrleitung 11 mit einer Unterwasserpumpe 10
vorhanden und mit jedem Behälter 13 verbunden sowie jeder von ihnen an seinem Oberteil an einer zur Wasseroberfläche
führenden Verbindungsleitung 7 angeschlossen. In der Nähe der Behälter 13 befinden eich oberhalb und unterhalb von
ihnen in den Leitungen 14, 6, 11 und 7 jeweils Einzelarmaturen 17 zum taktweisen öffnen und Schliessen dieser
T
„
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Leitungen.
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Die Förderung eines aus Erz-Wasser-Gemisch bestehenden Nutzförderstromes geht nun - wie schon weiter vorn prinzipiell
angegeben - im Dreitakt-Verfahren so vor sich, dass wechselweise jeweils einer der Behälter 13i die sich ja weit unter
des Meeresspiegel befinden, zunächst von der Unterwasserpumpe geleert und vermittels der Verbindungsleitung 7 zur Meeresoberfläche
auf einen Druck von nur etwa einer Atmosphäre gebracht wird. Infolge des äusseren Überdruckes strömt
dann in den betreffenden Behälter beim Öffnen seines unteren Verbindungsventiles zur Förderleitung l4 bzw.2 eine bestimmte
Menge von Erz-Wasser-Gemisch, das bereits vorher, ebenfalls durch äusseren Überdruck ohne Zwischenschaltung einer Pumpe
in der unteren Steigrohr-Förderleitung 2 vom Meeresboden herangebracht worden war. Dieses Fördergut strömt solange
ein, bis der Behälter 13 gefüllt ist. Dabei verdrängt das aufsteigende Erz-Wasser-Gemisch die in dem betreffenden
Behälter 13 vorhandene Luft atmosphärischen Druckes nach oben in die Verbindungsleitung 7· Während dieses Füllvorganges
durchspült die - bei diesem Ausführungsbeispiel an der Meeresoberfläche befindliche - Pumpe 5 einen zweiten,
völlig gleichgebauten Behälter 13, der sich dicht bei dem zuerst erwähnten Behälter 13 befindet und auf die oben
angegebene Weise bereits vorher mit Erz-Wasser-Gemisch gefüllt wurde, mit einem von der Meeresoberfläche herangeführten
Frischwasserstrom, so dass der Behälterinhalt in die
obere Steigrohr-Förderleitung 1 aufwärts in Richtung Meeresspiegel verdrängt wird. Zur gleichen Zeit entleert
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die Unterwasserpumpe 10 einen dritten, ebenfalle völlig
gleichgebauten Behälter 13 von dem darin befindlichen Spülwasser und bringt Ihn, wie bereits angegeben, mittels
der Verbindungeleitung 7 wieder auf etwa Atmosphärendruck. Dieser dritte Behälter 8 ist nunmehr wieder zur Aufnahme des
nächsten Erz-Wasser-Gemisches aus der Steigrohr-Förderleitung
bereit.
In Fig. 3 ist ein ähnliches Förderaggregat k wie in Fig. 2
dargestellt, nur dass hier die zahlreichen Elnzelarmaturen
des in Fig.2 erläuterten Aggregates durch je eine untere und obere Mehrwegearmatur ersetzt sind, die z.B. als Drehschieber
ausgebildet sind. An der unteren Mehrwegearmatur 18 sind die Leitungen 2, Ik, 6 und 11, an der oberen Mehrwegearmatur
die Leitungen 1, 14 und 7 angeschlossen. Der Fördervorgang ist der gleiche, wie er bereite geschildert wurde.
Das in Fig. k erläuterte Förderaggregat k besitzt statt der
bisher kugel-oder zylinderförmigen Behälter drei lange,
parallel nebeneinander geführte und vertikal angeordnete Rohrleitungen 20 als Förderbehälter und ebenfalls Mehrwegearmaturen 18 und 19. Sonst ist es mit den gleichen Elementen
ausgestattet wie das Förderaggregat nach Fig.3» der Fördervorgang läuft ab wie bereits geschildert, die Feststoffteile
des Nutzförderetrone· können an keiner Stelle des Förderaggregates zur Ruhe kommen.
Bei der in Fig.5 dargestellten weiteren Ausführungsform
dee Förderaggregatee k sind vier lange, einander parallel
und vertikal angeordnete Rohrleitungen 20a, 20b, 2Od
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als Förderbehälter vorgesehen'. Um ein Viertakt-Verfahren zu ermöglichen, ist die von der Meeresoberfläche und der
Spülpumpe 5 herabgeführte Spülmittelzuleitung 6 im Bereich des Aggregates 4 als vierter Behälter in die zyklische
Vertauschung der Förderbehälter mit einbezogen und im oberen Bereich des Aggregates 4 durch die Einzelarmaturen 4l, 42,
43, 44 jeweils mit den Rohrleitungen 20a, 2Ob1 20c, 2Od
verbunden. Die letzteren sind an ihrem oberen Ende zur Überleitung in die obere Steigrohr-Förderleitung 1 mit den
Einzelarmaturen 21, 22, 23, 24 und zum Anschluss an die Verbindungsleitung 7 mit den Einzelarmaturen 51» 52, 53>
54 versehen, die alle taktweise durch eine, in der Zeichnung
nicht dargestellte Steuerung betätigt werden. An ihrem unteren Ende sind die als Förderbehälter dienenden Rohrleitungen
20a, 20b, 20c, 20d mit den Ein?elarmaturen 31, 32, 33, 34
jeweils gegen die untere Steigrohr-Förderleitung 2 absperrbar und in diesem Bereich durch die Leitung 60 verbunden, in der jeweils
zu den Behältern 20a, 20b, 20c, 2Od hin - die Einzelarmaturen 61, 62, 63j 64 angebracht sind. Ausserdem ist in
diesem unteren Bereich des Förderaggregates 4 die Saugpumpe über die Saugrohrleitung 11 - jeweils mit den Einzelarmaturen
71, 72, 73> 74 - an den einzelnen Förderbehällern angeschlossen.
Die Förderung des Erz-Wasser-Gemisches geht mit einem
derartigen, in Fig. 5 schematisch dargestellten Förderaggregat 4 in vier Takten folgendermassen vor sich:
-20-
209824/0185
Während sich ζ,B« die Rohrleitung 20a, unter etwa Atmosphärendrzck
stehend, nach Öffnen der Armatur 31 - bei geschlossenen Armaturen 21, 4l, 6l, 71» aber offener Armatur 51 - durch
den in der unteren Steigrohr-Förderleitung 2 herrschenden Überdruck aus dieser mit Erz-Wasser-Gemisch füllt, erhält
zur gleichen Zeit die beim vorhergehenden Takt mit Fördergut gefüllte Rohrleitung 20b von unten über die Verbindungsleitung 60 und die geöffneten Armaturen 6j und 62 Spülwasser,
so dass der Behälterinhalt dadurch in die obere Steigrohr-Förderleitung
1 verdrängt wird. Im gleichen Zeitraum wird durch die Spülpumpe 5 über die Spülmittelzuleitung 6 und
die Armatur kj das dazu nötige Spülwasser von der Meeresoberfläche
in die Rohrleitung 20c gebracht und unten über die Armaturen 63 und 62 in die Rohrleitung 20b geleitet.
Zur gleichen Zeit wird die beim vorhergehenden Takt mit Spülwasser gefüllte Rohrleitung 2Od von unten her durch die
Unterwasserpumpe 10 und die Saugrohrleitung 11 über die Armatur 7^ geleert, während der Förderbehälter 2Od durch
die Leitung 7 und die geöffnete Armatur 5k mit der
Atmosphäre in Verbindung steht und die anderen Armaturen 2k, Jk, kk, 6k geschlossen sind. Durch zyklisches Vertauschen
der Behälter sowie ein entsprechendes Steuern und Schalten der Einzelarmaturen wird auf diese Weise
der Fördervorgang taktweise durchgeführt und das ErzWasser-Gemisch anschliessend in der oberen Steigrohr-Förderleitung
1 wider zu einem kontinuierlichen Nutzförderstrom vereinigt.
-21-
209824/01 SS
In Pig. 6 ist als weitere Ausgestaltung der Erfindung
der untere Teil eines vertikal angeordneten Förderaggregates dargestellt, das für ein Viertaktverfahren gedacht und
dem Aggregat 4 in Fig.5 ähnlich ist. Allerdings ist hier
zum Schutz und zur Schonung der - die vier Förderbehälter 20a bis 2Od des Aggregates 4 unten abschliessenden Armaturen
31, 32, 33, 34 ein Diffusor 80 vorgesehen.
Das Verbindungsstück zwischen dem oberen Teil 81 der Förderleitung 2 und den Verzweigungen zu den vier Förderbehältern
20a bis 2Od ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Diffusor 80 ausgebildet. Xn diesem Diffusor 80 sind
am Übergangsteil zwischen dem Eintrittsstutzen 82 und den vier Austrittsstutzen 83a bis 83d Steuerdüsen 87 in vier
Steuerdüsengruppen 88a bis 88d angebracht. Diese Steuerdüsengruppen 88a bis 88d sind durch die Steuerstromzuleitungen
84a bis 84d, die mit den Armaturen 85 bis 85d versehen sind, an die - hier als Ringleitung ausgebildete- - untere
Spülwasserzuleitung 60 angeschlossen. Durch vertikale Leitungsstücke 6Oa bis 6Od ist die Spülwasserleitung 60
über Armaturen 6l, 62, 63, 64 mit den Förderbehältern
20a bis 2Od verbunden. Die Säugpumpe 10 ist durch eine ringförmige Saugrohrleitung 11 über Armaturen 71, 72, 73,
an die Förderbehälter 20a bis 2Od angeschlossen.
-22-
209824/0185
Die Förderung in vier Takten geht im Prinzip wie bei dem
f.-
Ausführungsbeispiel j das in Fig. 5 dargestellt ist, vor sich.
Der Diffusor 80 bewirkt eine hydraulische verschleissfreie
Umlenkung des Nutzförderstromes aus der Steigrohrleitung 2
in die Richtung auf den im Fördertakt jeweils zu füllenden Rohrbehälter, z.B. 2Ob0 Dies wird dadurch erreicht, dass
durch die zugehörige Steuerdüsengruppe 88d ein Steuerstrom von reinem Spülwasser aus der zugehörigen Steuerstromzuleitung
84d einströmt« Auf diese Weise wird der Nutzförderstrom
umgelenkt und löst sich auf derjenigen Seite, wo die Düsenöffnungen der Düsengruppe 88d in der Diffusorinnenwand
angebracht sind, von der - sich bereits zum Austrittsstutzen 83d hin krümmenden - Diffusorinnenwand ab, und schmiegt
sich an die gegenüberliegende - zum Austrittsstutzen 88b hin gekrümmte - Innenwand ab·, die das Erz-Wasser-Gemisch an den
Öffnungen der Düsengruppen 88b entlang in den Austrittsstutzen 20b weiterleitet.
Das aus der Steuerstromzuleitung 84d über die Düsengruppen 88d
einströmende Spülwasserdea Steuerstromes gelangt dabei ausser- dem in die drei anderen - zu diesem Zeitpunkt kein ErzWasser-Gemisch enthaltende - Dlffusoraustrittsstutzen
83a, 83c, 83d bis zu den Armaturen 3I, 33, 3^» was diese
beim nachfolgenden Öffnen zum Beginn des jeweiligen Fördertaktes vor Beschädigungen durch den ankommenden Nutzförderstrom schützt. Auf diese Weise werden die Armaturen
31. 33t 31* an ihrer, dem Diffusor zugekehrten Seite beim
Öffnen nur von reinem Spülwasser terührt.
209824/0185
-23-
Die dem Diffusor nachgeschaltete Armatur 32 am unteren Ende des Förderbehälters 20b wird ebenfalls nur dann betätigt,
wenn sie von reinem Wasser berührt bzw.durchströmt wird; also z.B. erst dann geschlossen, wenn der Nutzförderstrom
umgelenkt ist, den Behälter 20b gefüllt hat und nur Spülwasser durch die Armatur 32 strömt, während der Nutzförderstrom bereits
in der nächsten, den - im Takt folgenden Behälter umgelenkt wird. Diese Vorgänge wiederholen sich in zyklischem Wechsel
des Erz-Wasser-Gemisches in die obere Steigrohr-Förderleitung
Es strömt also z.B., um etwa «fen Behälter 20a mit Gemisch zu füllen, der aus reinem Spülwasser bestehende Steuerstrom
von der Leitung 60 her durch die Steuerstromleitung 84c zu der in der Fig. 6 nicht dargestellten Düsengruppe 88c. In dem
anderen Takt strömt der Steuerstrom zur Umleitung des Nutzförderstromes
in den Behälter 2Od zur Düsengruppe 88b bzw. zur Umleitung in den Behälter 20c zur Düsengruppe 88a.
Mittels jeweils taktweise aufeinander abgestimmter, hier nicht dargestellter Schaltungen werden die betreffenden
Armaturen im Takt geöffnet und geschlossen.
Fig. 7 zeigt einen schematisch gezeichneten Querschnitt VII-VII durch den in Fig.6 dargestellten Diffusor 80,
bei dem sein symmetrischer Aufbau, der sich z.B. aus dem beschriebenen Viertakt-Verfahren ergibt, zu erkennen ist,
Ausserdem sieht man in diesem Schnitt die zu den einzelnen
-24-
209824/01SS
Austrittsstutzen 83, 83b, 83c, 83d gehörenden Steuerdüsengruppen
88a bis 88d mit ihren Steuerstromzuleitungen 8^a bis
84d und den darin angebrachten Armaturen 85a bis 85d.
Die Fig. 8 bis 12 zeigen das Förderaggregat h aus Fig.
in einer für ein Zweitakt-Förderverfahren abgewandelten
Ausführungsform, bei der nur zwei lange, parallel nebeneinander geführte ind vertikal angeordnete Rohrleitungen 100a
und 100b als Förderbehälter verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalle wieder ein Steuer-und Schutzdiffusor
80 zwischen dem oberen Ende 81 der Förderleitung und den die Rohrleitungebehälter 100a und 100b unten
•bschliessenden Armaturen 101a, 101b angebracht.
Fig. 9 zeigt dieses Zweibehälter-Aggregat aus Fig.8 als
Ansicht in Richtung A, wobei die an der Meeresoberfläche angeordnete Spülpumpe 5 und die Unterwasserpumpe 10 nicht
mit dargestellt sind.
Fig. 11 zeigt das Förderaggregat aus Fig. 8 als Ansicht in Richtung B.
Bei dem hier zur verschleissarmen Betätigung der Rückschlagklappen
vorgesehenen Diffusor 80 sind ebenfalls am Übergangsteil zwischen dem Eintrittsstutzen 82 und den beiden
Austrittsstutzen 103a, 103b Steuerdüsen 107 in zwei
Steuerdüsengruppen 108a, 108b angebracht. Diese Düsengruppen
108a, 108b sind durch die Steuerstromzuleitungen 105a, 105b - in denen hier im Gegensatz z.B. zum
Dreitakt-oder Viertakt-Verfahren keine zusätzlichen Armaturen
209824/0185 ..
nötig sind - jeweils an eine der beiden Verzweigungen der Spülmittelzuleitung 6 angeschlossen, die von der an der
Meeresoberfläche angeordneten Spülpumpe 5 herabgeführt wird, Die beiden Förderbehälter 100a, 100b werden an ihrem oberen
Ende, wo sie sich zur oberen Steigrohr-Förderleitung 1 vereinigen, durch die als Umschlagklappe ausgeführte obere
Absperrarmatur 102 abgeschlossen. Die Saugrohrleitung 111 ist bei diesem Dreitakt-Ausführungsbeispiel nahe beim oberen
Ende der Förderbehälter 100a, 100b - aber unterhalb der Armatur 102 - durch eine Verzweigung an jedem der beiden
Behälter 100a, 100b angeschlossen und parallel zu diesen nach unten geführt, wo an ihrem Ende die Unterwassersaugpumpe
angebracht ist. Kurz vor dem Anschluss der Spülmittelzuleitung 6 am unteren Ende und kurz vor dem Anschluss der
Saugrohrleitung 111 am oberen Ende der Förderbehälter 100a,100b ist in diese Leitungen 6 und 111 jeweils als Stellorgan z.H.
eine Steuerklappe 110 mit Antrieb eingebaut.
Die Förderung im Zweitakt-Verfahren geht analog zu dem bereits beschriebenen Dreitakt-und Viertakt-Verfahren vor
sich, nur dass hier der Nutzförderstrom im Diffusor abwechselnd
in je einen von zwei sich gegenüberliegenden Austrittsstutzen 103 bzw.103b umgelenkt wird.
Soll also z.B. das Erz-Wasser-Geraisch in den Förderbehälter 100b geleitet werden, so strömt ein Steuerstrom von reinem Spülwasser,
der aus der Spülmittelzuleitung 6 mittels der Steuerstromzuleitung 105b abgezweigt wird, durch die Düsen der
Steuerdüsengruppe 108b. Dadurch erfolgt eine hydraulische Umlenkung in den Austrittsstutzen 103b, weil sich der
209824/0185 _26_
Nutzförderstrom an der Seite der Düsengruppen 108b ablöst und
sich an der gegenüberliegenden Diffusorinnenwand anschmiegt.
Behälter 100b, denn die Unterwasserpumpe 10 saugt ja über die - am oberen Ende der Förderbehälter angebrachte - Saugrohrleitung 111 das noch vom vorhergehenden Takt in dem
Behälter 100b enthaltene Spülwasser ab und erzeugt damit den für die Förderung nötigen Unterdruck, der äusserstenfalls
bis zur Dampfdruckgrenze des Wassers abgesenkt wird. Während des Vorganges strömt in den anderen Behälter 100a,
der im vorhergehenden Takt mit Erz-Wasser-Gemisch gefüllt worden war, von unten Spülwasser, das von der Spülpumpe 5
durch die Spülmittelzuleitung 6 vom Meeresspiegel herangebracht
wird. Dadurch wird der Behälterinhalt in die obere Steigrohr-Förderleitung 1 gedrängt und weiterbefördert.
Die als Rückschlagklappen ausgebildeten Armaturen 101a, 101b
und die Rückschlagklappe 102 öffnen und schliessen sich jeweils im Takt bzw.werden Spülwasserströme betätigt, die frei von den
zu fördernden Feststoffen sind, während die Steuerklappen in den Leitungen 6 und 111 bei entsprechendem Takt, z.B.durch
Stellantriebe so umgeschaltet werden, dass auch sie nur Mit
feststoffreinem Wasser in Berührung kommen.
Die Fig.10 und 12 zeigen jeweils einen Querschnitt durch
dieses für ein Zweitakt-Förderverfahren vorgesehene Aggregat.
Es können ausserdem gewisse Abwandlungen und Modifikationen
dieser hydraulischen Fördereinrichtung - von denen einige Ausführungebeispiele näher beschrieben worden sind - vorgenommen werden, ohne dass der Gegenstand der Erfindung
verlassen wird. 209824/0185
Claims (12)
1. Einrichtung zum hydraulischen Fördern von Erzen und/oder anderen Feststoffen aus grossen Tiefen . insbesondere vom
Meeresboden - gekennzeichnet durch eine an sich bekannte,
bis zum Meeresboden hinabreichende Steigrohr-FÖrderleitung (l, 2) mit an ihrem unteren Ende angebrachter
Aufnahmevorrichtung (3)> durch ein - zwischen Anfang und Ende dieser Steigrohr-Förderleitung weit unter dem
Meeresspiegel angeordnetes - Förderaggregat (^), das aus
mehreren - vorzugsweise aus zwei bis vier nebeneinander angebrachten - miteinander verbundenen und parallel
geschalteten, zeitweise unter einen wesentlich geringeren Innendruck als dem in der Tiefe herrschenden Umgebungsdruck
gebrachten Behältern (8), ferner aus einer oder mehreren, am Förderaggregat (4) mit Saugrohrleitungen (ll)
angeschlossenen, einen Unterdruck im unteren Teil der Steigrohr-Förderleitung (2) aufrechterhaltenden,
Spülmittel entfernenden Pumpen (z.D ΙΟ), vorzugsweise
Unterwasserpumpen, einschliesslich Antrieb und aus - den Förderschaltungen entsprechenden - Verbindungs-und
Schaltorganen (9) besteht, und weiterhin gekennzeichnet durch eine oder mehrere, über oder unter Wasser angeordnete
Spülpumpen (z.B, 5) samt Spülmittelzuleitung (6) zu dem
Förderaggregat (k), wobei die Pumpen (lO) und die Spülpumpen
(5) weder mit dem feststoffbeladenen Nutzförderstrom
selbst noch mit einem - durch hydraulische oder mechanische Abscheider - vorgereinigten Teil des Nutzförderstromes
in Borünrung kommen,
209824/018S "2"
2. Hydraulische Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter kugelförmig (13) oder
zylinderförmig gestaltet sind, wobei der Durchmesser der
zylinderförmigen Behälter grosser ist als der Durchmesser
der zu-und abführenden Rohrleitungen.
3. Hydraulische Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (8) als lange, vorwiegend
parallel geführte Rohrleitungen (20) derart ausgeführt sind, dass die Feststoffteile des Nutzförderstromes an
keiner Stelle des Förderaggregates (4) zur Ruhe kommen.
4. Hydraulische Fördereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3»
dadurch gekennzeichnet, dass jede der parallel geschalteten Rohrleitungen (z.B. 20a, 20b, 20c, 2Od) im Bereich des
Förderaggregates (4) jeweils durch entsprechende Verbindungs-und Schaltorgane (z.B. 9,17,41,42,43,44) als
Weiterführung der Spülmittelzuleitung (6) gestaltet ist.
5. Hydraulische Fördereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
20, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (z.B.8,13,20a bis d)
mit einer vom Meeresspiegel herabgeführten - eine Verbindung zu Luft oder einem anderen Gas unter angenähert atmosphärischem
Druck herstellenden - Leitung (7) verbunden sind, wobei eine - das Spülmittel entfernende und Luft oder Gas
nachsaugende Pumpe (z.B.10), vorzugsweise eine Unterwasserpumpe,
mit ihrer Saugrohrleitung (ll) am unteren Ende der Behälter (z.B. 8,13,20,20a bis d) angeschlossen ist.
-•}V;- 209824/0181 _3_
6. Hydraulische Fördereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3»
dadurch gekennzeichnet, dass die - das Spülmittel entfernende und einen Unterdruck erzeugende sowie im unteren Teil der
Steigrohr-Förderleitung (2) aufrechterhaltende - Pumpe vorzugsweise eine Unterwasserpumpe (1O) - am oberen Ende
der Behälter (z.B. 100a, 100b) mit ihrer Saugrohrleitung (z.B.Ill) angeschlossen ist.
7· Hydraulische Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verbindungs-und Schaltorgane (9) des Förderaggregates (4) aus Einzelarmaturen samt
Verbindungsleitungen bestehen.
8. Hydraulische Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs-und Schaltorgane (9)
des Förderaggregates (4) als Mehrwegearmaturen ausgebildet sind.
9, Hydraulische Fördereinrichtung nach Anspruch 1 und einem
oder mehreren der darauffolgenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Ansaugteil (8l) der unteren Steigrohr-Fördeleitung (2) und den unteren, die
Behälter (z.B. 20a, 20b, 20c, 2Od bzw.100a, 100b) absperrenden Einzelarmaturen (z.B. 31,32,33,34 bzw.101a,
101b) zum Schutz der letzteren ein Steuer-und Schutzdiffusor (80) eingebaut ist, der - mit einem Eintrittsstutzen (82) und mehreren Austrittsstutzen (z.B.83a, 83b,
83c, 83d, 103a, 103b) für den Nutzförderstrom sowie mit
209824/0186
mehreren, diesen jeweils entsprechenden Steuerstro»-
zuleitungen (z.B. 84a, 84b, 84c, 84d, 105», lO5b) versehen an
seiner vom Nutzförderstrom berührten Innenwand (86) mit
dort endenden, sich maximal auf den Bereich zwischen dem Eintritsstutzen (82) und den Abzweigungen der
Austrittsstutzen (z.B.83a bis 83d, 103a, 103b) erstreckenden
Steuerdüsen (z.B.87,107) oder Steuerdüsengruppen
(z.B. 88a bis 88d, lO8a,lO8b) ausgestattet ist, wobei die
Anzahl der Austrittsstutzen identisch ist mit der Anzahl
der Steuerdüsengruppen und mit der Anzahl der in zyklischer Vertauschung steuerbaren, spülmittelführenden Steuerstrom-Zuleitungen
(z.B. 84a bis 84d, 105<? 105b) zu diesen
Steuerdüsengruppen (z.B. 88a bis 88d, 108a, 108b).
10. Verfahren unter Verwendung einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9t dadurch gekennzeichnet,
dass der Fördervorgang - trotz abwechselnder Aufteilung des Nutzförderstromes auf mehrere Behälter
(z.B. 8, 13, 20, 100), in die das Fördergut taktweise
nacheinander einströmt und aus denen es vom Spülmedium
in einem anderen Takt weitergefördert wird - kontinuierlich
verläuft, wobei weder der gesamte Nutzförderstrom noch
ein - durch hydraulische oder mechanische Abscheider vorgereinigter Teil des Nutzförderstroroes die Pumpe (lO),
vorzugsweise eine Unterwasserpumpe, und die Spülpumpe (5) durchläuft.
209824/0185
— 5—
11. Verfahren unter Verwendung einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 und nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Grosse des ~ abwechselnd in je einem Behälter (z.B.8) zu erzeugenden - Unterdruckes
bestimmt wird durch das Füllen dieses jeweiligen Behälters mit Luft oder Gas von etwa atmosphärischem Druck.
12. Verfahren unter Verwendung einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 und nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der abwechselnd in je einem Behälter zu erzeugende Unterdruck äusserstenfalls bis
zur Dampfdruckgrenze des Wassers abgesenkt wird.
209824/0185
ι 3t ·· Leerseite
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702055132 DE2055132C (de) | 1970-11-10 | Einrichtung zum hydraulischen Fordern von Mineralien aus großen Meerestiefen | |
US00195920A US3753303A (en) | 1970-11-10 | 1971-11-05 | Apparatus for hydraulically raising ore and other materials |
GB5213971A GB1372866A (en) | 1970-11-10 | 1971-11-10 | Apparatus and method for hydraulically raising ore and other materials |
US00312119A US3842522A (en) | 1970-11-10 | 1972-12-04 | Method for hydraulically raising ore and other materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702055132 DE2055132C (de) | 1970-11-10 | Einrichtung zum hydraulischen Fordern von Mineralien aus großen Meerestiefen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2055132A1 true DE2055132A1 (de) | 1972-06-08 |
DE2055132C DE2055132C (de) | 1973-06-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0108869A2 (de) * | 1982-10-13 | 1984-05-23 | Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft | Unterwassermotorpumpe zur Förderung unterseeischer Mineralien |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0108869A2 (de) * | 1982-10-13 | 1984-05-23 | Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft | Unterwassermotorpumpe zur Förderung unterseeischer Mineralien |
EP0108869A3 (de) * | 1982-10-13 | 1985-05-22 | Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft | Unterwassermotorpumpe zur Förderung unterseeischer Mineralien |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1372866A (en) | 1974-11-06 |
US3753303A (en) | 1973-08-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |