DE2059357A1

DE2059357A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen eines Rohres oder Schlauches mit einem Feststoffmaterial,vorzugsweise Sand

Info

Publication number: DE2059357A1
Application number: DE19702059357
Authority: DE
Inventors: John Larsen
Original assignee: Fyens Saekkekompagni AS
Current assignee: Aldek Odense Dk AS
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1970-12-02
Publication date: 1971-06-09
Also published as: NL7017646A; JPS521225B1; DK121080C; GB1271627A; DK121080B; NL166087C; DE2059357B2; DE2059357C3; CA917934A; US3692070A; NL166087B

Description

Hd 1713

Fyens Saekkekompagni A/S., Qdense/Dänemark

Verfahren und Vorrichtung zum Füllen eines Rohres oder Schlauches mit einem Feststoffmaterial, vorzugsweise Sand

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines Rohres oder Schlauches mit einem steinigen, körnigen, pulverförmigen Feststoffmaterial, vorzugsweise Sand, mittels eines Trägermediums, insbesondere Wasser, in dem das Feststoffmaterial unlösbar ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das Füllen eines Rohres oder Schlauche« mit Material der oben erwähnten Art ist für verschiedene Zwecke wichtig, insbesondere beim Küstenschutz und für ähnliche Zwecke, bei denen das Problem darin besteht, Sand in ein vergleichsweise weiches Rohr von vergleichsweise großer Länge einzufüllen, so daß sich am Ende eine feste bzw. kompakte Wurst von spezifischem Querschnitt, beispielsweise kreisförmigem Querschnitt, ergibt.

Für diesen Zweck wird im allgemeinen eine Sandpumpe verwendet, die in Wasser suspendierten Sand in das zu füllende Rohr bzw. in den zu füllenden Schlauch pumpt, wobei das überschüssige Wasser entweder durch eine Öffnung am entferntliegenden Ende des Rohres oder durch dessen poröse Seitenwände oder auf beiden Wegen abgegeben wird. Trotz mehrerer Versuche, dieses Problem zu lösen, ist es bisher nicht möglich, den Schlauch zufriedenstellend und in einer an-

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nehmbaren Zeit zu füllen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Zuführleitung in das zu füllende Rohr bzw. in den zu füllenden Schlauch einzuführen und durch diese Zuführleitung in Wasser suspendierten Sand zum entferntgelegenen Ende des zu füllenden Rohres oder Schlauches zu pumpen, worauf die Zuführleitung von dort zurückgezogen wird, wenn das Rohr bzw. der Schlauch gefüllt ist. Dieses Verfahren hat sich als unbefriedigend herausgestellt, da es unbequem durchzuführen ist und da eine sehr große Pumpenleistung erforderlich ist; wenn außerdem der zu füllende Schlauch zerlegbar ist, ist es nicht möglich, den Sand so kompakt einzulagern, daß der gewünschte Querschnitt erreicht wird.

Es ist außerdem schon vorgeschlagen worden, einen mit Sand zu füllenden Schlauch auf einen rohrförmigen Teil aufzuziehen bzw. aufzufalten und den Schlauch dann nach und nach abzuziehen, wenn er gefüllt ist. Auch dieses Verfahren ist umständlich und erfordert eine Vorrichtung, die sehr langsam arbeitet, eine erhebliche menschliche Arbeitskraft benötigt und die nur auf flachen, nicht untergetauchten Bereichen betrieben werden kann. Diese Vorrichtung kann weiterhin nur mit sehr porösen Schläuchen betrieben werden, welche in Längen geschnitten sind, die durch die Länge des rohrförmigen Teiles begrenzt sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem Feststoffmaterial von einem Trägermedium durch das in seiner liegenden Stellung in voller Länge zu füllende Rohr gefördert wird, so daß das Feststoffmaterial allmählich auf der ganzen Länge des Rohres abgelagert wird, während das Trägermedium im wesentlichen durch eine öffnung am entferntliegenden Ende des Rohres bzw. Schlauches abgegeben wird. Es hat sich jedoch als schwierig herausgestellt, dieses Verfahren durchzuführen, d>a nämlich, wenn das Feststoff-

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material Sand und das Trägermedium Wasser ist, eine Sandpumpe zu verwenden ist, welche nur innerhalb gewisser enger Grenzen reguliert werden kann, und da die Durchflußgeschwindigkeit durch das zu füllende Rohr bzw. durch den zu füllenden Schlauch nicht so groß sein darf, daß keine Ablagerung von Peststoffmaterial stattfindet. Falls beispielsweise das eingezogene Material in Wasser suspendierter, gewöhnlicher Ufersand ist, wird keine bemerkenswerte Ablagerung stattfinden, wenn die Durchflußgeschwindigkeit etwa 2,5 m/sec übersteigt.

Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren ist es jedoch nicht vermeidbar, daß der Durchflußquerschnitt des zu füllenden Rohres oder Schlauches abnimmt, wenn Peststoffmaterial abgelagert wird. Infolgedessen steigt die Durchflußgeschwindigkeit an, es sei denn, die Pumpe kann entsprechend reguliert werden. Dies ist jedoch bei einer Sandpumpe nicht der Fall,und man hat daher in der Praxis festgestellt, daß es unmöglich ist, ein Rohr oder einen Schlauch durch dieses Verfahren mit dichteingelagertem Sand zu füllen, da nach einiger Zeit ein Zustand auftreten wird, in dem die Ablagerung aufhört; diesem Zustand folgt ein Zustand, in dem anstelle der Ablagerung ein Wiederabtragen bzw. eine Portbewegung des bereits abgelagerten JMateriales stattfindet.

Es ist bekannt, steiniges, granulatförmiges oder pulverförmiges PestStoffmaterial mit Hilfe einer Flüssigkeit durch eine Leitung zu fördern. In den bekannten Anlagen dieser Art wird Flüssigkeit unter Wirkung einer Flüssigkeitspumpe durch die Leitung gepumpt, während das Feststoffmaterial im wesentlichen in den Flüssigkeitsstrom eingeführt wird. Diese Anlagen haben zum Ziel, eine maximale Menge von Feststoffmaterial zu einem bestimmten Punkt zu fördern, d.h., es soll ein Kleinstmaß von Ablagerungen erreicht werden. Tatsächlich wird eine Ablagerung überhaupt nicht geduldet, da' eine Ablagerung notwendigerweise eine Verstopfung des Rohres

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oder der Leitung nach sich ziehen muß"; die Folge davon ist, daß die Förderung, wozu die Anlage dient, angehalten wird. Dieser bekannte Stand der Technik geht daher von einer Aufgabe aus, die genau das Gegenteil davon darstellt, was mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden soll.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Trägermedium das zu füllende Rohr bzw. den zu füllenden Schlauch unter Wirkung einer Pumpe oder einer anderen Druckquelle durchströmt, daß das Feststoffmaterial dem Trägermedium nach der Pumpe oder Druckquelle und vor oder unmittelbar nach seiner Einführung in das Rohr bzw. in den Schlauch zugegeben wird und daß die Durchflußgeschwindigkeit des Trägermediums derart variiert wird, daß sie, wenn der Durchflußquerschnitt infolge der Ablagerung von Feststoffmaterial im zu füllenden Rohr oder Schlauch verringert wird, sich noch im wesentlichen innerhalb eines Bereiches befindet, in dem eine Ablagerung stattfindet.

Zur Förderung des Tfrägermediums wird bei diesem Verfahren eine Druckquelle benutzt, die einzig auf diesen Zweck abgestellt ist, so daß, wenn das Trägermedium Wasser ist, eine gewöhnliche Wasserpumpe benutzt werden kann. Unter Wirkung dieser Triägermedium-Quelle wird ein Durchfluß bzw. ein Strom durch das zu füllende Rohr oder den zu füllenden Schlauch erreicht. Diesem Trägermedium-Strom, z. B. Wasser, wird Feststoffmaterial, ζ. B. Sand, in einer gewünschten Dosierung hinzugefügt. Indem der Tfcägermedium-Strom durch das Rohr bzw. den Schlauch reguliert wird, wird es möglich, die Ablagerung von Feststoffen in dem Schlauch in der Weise zu steuern, daß die Ablagerung fortgesetzt wird (auch nachdem der Durchflußquerechnitt sehr klein geworden ist), wodurch eine komplette Füllung oder Einlagerung in dem Rohr oder Schlauch ermöglicht wird.

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Es wird gewöhnlich zweckmäßig sein, das Verfahren in der Weise auszuführen, daß das zu füllende Rohr bzw. der zu füllende Schlauch zunächst mit einem Trägermedium gefüllt wird, wobei dieses gleichzeitig auf einen oberhalb dem atmosphärischen Druck liegenden Druck gebracht wird, der, falls der Schlauch weich ist, den gewünschten Querschnitt, z. B. einen kreisförmigen Querschnitt, ergibt und aufrechterhält. Anschließend wird bewirkt, daß ein Trägermedium, dem Feststoffmaterial hinzugefügt ist, durch den Schlauch fließt, wobei der genannte Druck aufrechterhalten wird, bis der Schlauch vollkommen mit Feststoffteilchen gefüllt ist und somit seine Form beibehält (vgl. Anspruch 3)ς/Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein wesentliches Merkmal dieser Vorrichtung besteht darin, daß eine die Pumpe oder Druckquelle mit einem Ende des zu füllenden Rohres oder Schlauches verbindende Druckleitung für das Trägermedium sowie eine Zuführleitung vorgesehen sind, die eine Feststoffraaterialquelle mit der Druckleitung zwischen der Pumpe oder Druckquelle und dem zu füllenden Rohr bzw. Schlauch oder mit dessen Ende verbindet.

Eine derartige Vorrichtung kann aus vergleichsweise wenigen und ziemlich billigen Teilen bestehen, die leicht transportiert und am Arbeitsplatz installiert werden können.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figuren 2 und 3 Ansichten wie in Fig. 1 von abgewandelten Aueführungsformen.

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Ein Rohr oder Schlauch 1 ist auf einer gleichbleibenden Auflage 2 angeordnet, beispielsweise dem Meeresboden. Das Rohr 1 kann aus einem flexiblen, porösen Material, z.B. gewirktem Kunststoff bestehen oder es kann wasserundurchlässig sein, indem es beispielsweise aus einer Kunststoff-Folie hergestellt ist. Das Rohr oder der Schlauch 1 kann für den Küstenschutz hergerichtet und vergleichsweise lang ausgebildet sein (z. B. 25 m). Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines solchen Rohres bzw. Schlauches mit einem Feststoff in körniger- pbrm, insbesondere mit Sand, so daß es dicht bzw. kompakt in dem Rohr eingelagert ist, so daß sich bei einem Schlauch ein spezifischer Querschnitt ergibt.

An dem entferntliegenden Ende des Schlauches 1 ist ein Abströmrohr bzw. Druckrohr 3 vorgesehen, das dazu dient, einen Gegendruck herzustellen. Das Druckrohr 3 kann aufwärts gerichtet sein und/oder mit Steuereinrichtungen versehen sein, beispielsweise mit Ventileinrichtungen, wodurch ein steuerbarer /in^denr Mc⁵RIaUCh I aufrechterhalten werden kann. Das Druckrohr 3 kann fest mit dem Schlauch 1 verbunden sein; es kann jedoch eine solche Verbindung mit dem Schlauch 1 aufweisen, daß es abgenommen werden kann.

Das andere (innenliegende)Ende des Schlauches 1 ist mit einem Zuführverbindungsstück Ί versehen, das eine Verbindung mit einem Zuführrohr 6 für ein Träger- bzw. Fördermedium, insbesondere Wasser, aufweist. Das Zuführrohr 6 ist an eine Wasserpumpe P angeschlossen und weist ferner eine Abzweigleitung 6' auf, welche mit einem Steuerventil versehen ist. Das Zuführrohr 6 steht ferner mit einem Zuführrohr 1Ί für das einzufüllende Material in Verbindung, wobei dieses Rohr 14 an einen Tank 8 angeschlossen ist, in den das Material gelagert ist. Für den Einsatz beim Küstenschutz wird das Material gewöhnlich Sand sein.

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Das Rohr oder der Schlauch 1 wird erfindungsgemäß in der folgenden Weise mit Sand gefüllt:

Der Schlauch 1 wird gewöhnlich in seiner endgültigen Lage angerodnet, z. B. in einer untergetauchten bzw. versenkten Lage, in der er sich unter rechtem Winkel vom Ufer aus nach auswärts erstreckt, wobei das mit dem Verbindungsstück 4 versehene Ende des Schlauches auf dem Ufer aufgelegt ist, Der Füllvorgang beginnt, indem mittels der Wasserpumpe P Wasser in den Schlauch 1 gepumpt wird, so daß der Schlauch, falls er aus weichem Material besteht, die gewünschte Form d.h. kreisförmigen Querschnitt, annimmt, bis sich ein vorbestimmter Druck im Schlauch 1 eingestellt hat, der auf verschiedene Art erreicht werden kann, beispielsweise durch Steuerung der Ausströmöffnung bzw. des Druckrohres 3· Anschließend wird Sand vom Tank 8 durch das Rohr 14 dem Rohr zugeführt. Der mit Sand vermischte Flüssigkeitsstrom wird dann in den mit Wasser, gefüllten Schlauch i eingeführt, in dem eine Ablagerung des Sandes stattfindet, wodurch der Durchflußquerschnitt allmählich verengt wird. Gleichzeitig mit dieser Verengung wird eine Regulierung bzw. Steuerung bewirkt, so daß die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers, das den Sand durch den Schlauch 1 fördert, auf einem derartigen Wert gehalten wird, daß eine Ablagerung von Sand stattfindet. Die Steuerung kann dadurch bewirkt werden, daß eine gewisse Menge der Flüssigkeit durch die Leitung 6¹ abgeleitet wird.

Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, wobei statt der Pumpe P ein Wassertank 13 für die Förderung von Wasser verwendet wird, wobei dieser Wassertank 13 mittels eines Drucklufttanks 12 unter Druck gesetzt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckleitung 6 mit dem' Materialtank 8 verbunden» und «war durch ein by-pass-Rohr 9» in das ein Ventil eingesetzt ist, so daß es ermöglicht wird,

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in den Tank 8 eine größere oder kleinere Wassermenge einzuführen.

Bei dem in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zum Verbindungsstück 4 noch ein weiteres Verbindungsstück 5 am Schlauch 1 vorgesehen. Der Tank 8 ist mit dem Verbindungsstück 5 durch ein Zuführrohr 7 verbunden. Letzteres ist ein Doppelrohr, dessen inneres Rohr sich als Rohr 7' fortsetzt, das mit einer Flüssigkeitspumpe P oder einem Druckflüssigkeitsbehälter 13 (nicht veranschaulicht) verbunden ist. Die durch das Rohr 7' strömende Flüssigkeit wird daher das Material (Sand) vom Tank 8 mit sich forttragen und es direkt in den Schlauch 1 führen. Das Träger- bzw. Fördermedium wird - wie zuvor beschrieben - durch die Leitung 6 zugeführt, welche ebenfalls mit einer Pumpe oder einem Druckflüssigkeitsbehälter (nicht dargestellt) in Verbindung steht.

Der besondere Vorteil des Verfahrens bzw. der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß es leicht ist, ein Blockieren in der Vorrichtung selbst oder in dem zu fül-

zu/ lenden Rohr bzw. dem zu füllenden Schlauch 1 /Verhindern und zu überwinden ,*ri*4· was bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu großen Schwierigkeiten führt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann jedes Blockieren auf einfache Weise eliminiert werden, indem die Vorrichtung so eingestellt wird, daß ein leistungsfähiger Strom des Fördermediums ohne Zusatz von Feststoff abgegeben wird.

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Claims

Pat en. tan-sprüche

Verfahren zum Füllen eines Rohres oder Schlauches mit einem steinigen, körnigen , pulverförmiger oder granulatförmigen Feststoffmaterial, vorzugsweise Sand, mittels eines Trägermediuras, insbesondere Wasser, in dem das Feststoffmaterial unlösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium das zu füllende Rohr bzw. den zu füllenden Schlauch unter Wirkung einer Pumpe oder einer anderen Druckquelle durchströmt, daß das Feststoffmaterial dem Trägermedium nach der Pumpe oder Druckquelle und vor oder unmittelbar nach seiner Einführung in,das Rohr bzw. in den Schlauch zugegeben wird und daß die Durchflußgeschwindigkeit des Trägermediums derart variiert wird, daß sie, wenn der Durchflußquerschnitt infolge der Ablagerung von Feststoff- · material im zu füllenden Rohr oder Schlauch verringert wird, sich noch im wesentlichen innerhalb eines Bereiches befindet, in dem eine Ablagerung stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußgeschwindigkeit des Trägermediums in dem zu füllenden Rohr bzw. Schlauch variiert wird, indem ein mehr oder weniger großer Anteil des in Richtung auf das zu füllende Rohr bzw. den zu füllenden Schlauch fließenden Trägermediums abgeleitet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und '2, dadurch gekennzeich-r net, daß die Durchflußgeschwindigkeit in dem zu füllenden Rohr bzw. Schlauch gesteuert wird, indem während der Füllung ein gesteuerter Gegendruck am Abströmende des Rohres bzw. Schlauches vorgesehen wird.

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4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Pumpe oder Druckquelle mit einem Ende des zu füllenden Rohres oder Schlauches verbindende Druckleitung für das Trägermedium sowie eine Zuführleitung vorgesehen sind, die eine Feststoffmaterialquelle mit der Druckleitung zwischen der Pumpe oder Druckquelle und dem zu füllenden Rohr bzw. Schlauch oder mit dessen Ende verbindet.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine regelbare bzw. steuerbare Auslaßeinrichtung am Abströmende des zu füllenden Rohres oder Schlauches vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung durch ein mit einem Steuerventil versehenes Rohr mit der Materialquelle verbunden ist.

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