DE2223997C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausheben von Gräben auf Gewässerböden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Ausheben von Gräben auf Gewässerböden für Leitungen, Kabel usw., wobei der Boden durch aus Düsen eines Einspülgeräts unter pulsierendem Druck austretenden Wasserstrahlen aufgebrochen wird.

In der Technik sind Einspülgeräte zum Einspülen von Leitungen, Kabeln u.dgl. bekannt, die aus einem kastenartigen Gebilde bestehen, das an seiner zumeist mit einer Anschärfung versehenen Vorderkante eine Anzahl von Düsen trägt, aus denen Spülflüssigkeit unter Druck herausbefördert wird. In dem hinteren Teil des Kastens is« eine sich von oben nach unten erstreckende Führung vorgesehen, in deren oberes Ende Kabel, Leitungen od. dgl. eingeführt werden, die dann am unteren Ende der Führung unter Zuhilfenahme einer Abbiegung in mehr oder weniger waagerechter Richtung aus dem Einspülgerät heraustreten. Dadurch legen sich die Kabel, Leitungen usw. bei der Vorwärtsbewegung des Einspülgerätes direkt in den durch das Einspülgerät hergestellten Graben.

Es ist weiterhin bei Einspülgeräten bekannt, zur Speisung der Wasserdüsen eine Unterteilung vorzunehmen, dergestalt, daß ein Teil der an der senkrechten Wand des Einspülgerätes angeordneten Düsen von einer Flüssigkeitsquelle unter Zuhilfenahme eines in dem Kasten angeordneten Rohres gespeist wird, während ein darunterliegender Satz Düsen durch ein zweites hinter dem ersten Rohr liegendes Rohr gespeist wird, wobei ein drittes Rohr vorgesehen sein kann, durch welches in dem Spülgerät jeweils nach unten und teilweise nach der Seite gelichteten Düsen Druckwasser zugeführt wird Eine solche Ausführung ermöglicht, da die einzelnen Rohre und damit die einzelnen Düsensätze jeweils von verschiedenen Druckpumpen gespeist werden, eine Einstellung des Drucks der Spülfiüssigkeit und damit auch der Geschwindigkeit des aus den Düsensätzen heraustretenden Wassers. Beispielsweise kann, da bei einer größeren Bodentiefe die Sande meist härter sind, der Druck der dem unteren Düsensatz zugeführten Flüssigkeit erhöht werden, so daß diese eine intensivere Bespülung des Bodens vornehmen.

damit ein gleichmäßiges Abtragen des Bodens vor der Vorderwand des Einspülgerätes ermöglicht wird.

Es ist: weiterhin bekannt, Einspülgeräten der vorgekennzeichneten Art, die auch ak Einspülpflüge bezeichnet werden, zur Intensivierung der Ab'ragung der vor dem Einspülgerät befindlichen Sande zusätzlich eine mechanische Rüttelbewegung zu erteilen, indem am oberen Ende des Einspülgerätes eine Unbalance angeordnet ist, durch welche dem Einspulgerät mechanische Bewegungen in senkrechter Richtung erteilt werden.

Weiterhin bekannt ist ein Einspülgerät (DTPS 1 941 993), bei welchem zum Ausheben von Gräben auf Gewässerböden die Düsen für den Austritt eines Wasser· Luf 1-GCmJSChCs Verengungen und Erweiterungen aufweisen, um damit pulsierende Strahlen zwecks Verbesserung der Abtrag wirkung zu erzeugen.

Einrpülgeräte der vorgekennzeichneten Art arbeiter im allgemeinen bereits an der oberen Grenze ihres Leistungsbereichs, um den aus den Düsen austretenden FlüssigKeitsstrahlen maximalen Druck und maximale Geschwindigkeit zu erteilen, wodurch ein möglichst schnelles Abtragen der vor dem Einspülgerät befindlichen Sande erreicht wird. Dem Leistungswirkungsgrad eines solchen Einspülgerätes ist aber hinsichtlich der Wirksamkeit der aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsstrahlen eine obere, nicht überschreitbare Grenze gesetzt, wobei in diesem Zusammenhang auch Dimensionierungsfragen des Einspülgerätes und der dazugehörigen Druckerzeuger (Pumpen usw.) eine gewisse

5c Rolle spielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln Leistungssteigerungen bei solchen Einspülgeräten zu erreichen, die mit pulsierendem Druck der austretenden Wasserstrahlen arbeiten.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der pulsierende Druck durch plötzliche Änderungen der Menge der zuzuführenden Flüssigkeit erzeugt wird. Die dadurch erzielte Leistungssteigerung kann weiterhin durch Zuführen zusätzlicher unter hohem Druck stehender Flüssigkeitsmengen, und zwar periodisch und in schneller Folge, gesteigert werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist durch einen in einem Zylinder

⁶S bewegbaren Kolben gekennzeichnet, dessen eine Seite mit der Spülflüssigkeit in direkter Verbindung steht, wobei der Kolben durch ein Druckmittel, vorzugsweise in der Form eines Pre3gases, periodisch beaufschlagt

Erfindungsgemäß wird neben der bereits erwähnten Leistungssteigerung von Einspülgeräten weiterhin der Vorteil erzielt, daß die Leistungssteigerung regelbar ist und diese Regelbarkeit durch verhältnismäßig einfache Mittel erzielt wird

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Einspülgeräts an sich bekannter Ausbildung, an der die Erfindung verkörpert werden kann;

F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch den unteren Teil des Einspülgeräts mit einer Vorrichtung zur Erzeugung periodischer Druckschwankungen in den austretenden Wasserstrahlen;

Fig.3 zeigt im Querschnitt und in vergrößertem Maßstab eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung periodischer Druckschwankungen in den austretenden Wasserstrahlen.

Bevor die Ausführungsform der Erfindung nächstehend im einzelnen erläutert wird, wird die Wirkung der bei einem Einspülgerät aus Düsen austretenden Wasserstrahlen kurz erläutert.

Der Charakter der Zerstörung bzw. Abtragung der Sande bei Einspülgeräten ist bei verschiedenen Austrittsgeschwindigkeiten unterschiedlich. Bei höherer Geschwindigkeit dringt der Strahl im Boden tiefer durch, aber auf relativ kleinerem Querschnitt. Dagegen ist bei kleineren Geschwindigkeiten die Tiefenwirkung des Strahls schlechter, dabei wird aber auf größerer Fläche Sand abgetragen. Wenn diese beiden Arten des Arbeitens eines Flüssigkeitsstrahles kombiniert werden, wird eine verstärkte Abtragung ermöglicht.

Gemäß F i g. 1 weist ein allgemein mit 7 bezeichnetes Einspulgerät zwei Kammern 8 und 9 auf, die jeweils mit einem ersten Satz und einem zweiten Satz von Flüssigkeitsdüsen 10 bzw. 11 in Verbindung stehen und denen von oben her Spülflüssigkeit zugeführt wird. Die aus den Flüssigkeitsdüsen 10 und U austretende Flüssigkeit zerstört bei Bewegung des EinspülgeTäts 7 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 12 die Sande und hebt eineii Graben in einem Gewässerboden aus. Hinter den Kammern 8 und 9 ist eine mit 13 bezeichnete Führung vorgesehen, welche unten bei 14 im wesentlichen waagerecht ausläuft und in welche ■ on oben her Kabel, Leitungen od. dgl., eingeführt werden, die bei 15 aus dem Einspulgerät 7 austreter und unmittelbar in den durch das Einspülgerät 7 erzeugten Graben abgelegt werden.

Um nun in Übereinstimmung mit dem Lösungsgedanken der Erfindung eine plötzliche Steigerung des Drucks in der aus den Flüssigkeitsdüsen 10 und 11 austretenden Flüssigkeit zu erhalten, ist eine plötzliche Druckerhöhung in einer der Kammern 8 oder 9 oder auch in beiden Kammern erforderlich.

In einer Zwischenwand 16 des Einspülgeräts (vgl. F i g. 2) ist ein allgemein mit 17 bezeichneter Motor gelagert, der periodisch das Volumen V der in der Kammer 9 befindlichen Flüssigkeit um einen Wert V verändert. Innerhalb des Motors 17 ist ein Kolben 18 hin- und herverschiebbar gelagert, der durch beliebige zweckentsprechende Mittei angetrieben werden kann, beispielsweise ist ein hydraulischer oder ein mechanischer Antrieb möglich. Der Kolben 18 des Motors 17 kann sich entweder unmittelbar in die Kammer S erstrecken, wie in F i g. 2 dargestellt, er kann jedoch auch in einem Nebenraum angeordnet sein.

Der Motor 17 weist einen Zylinder 19 auf, in dem der Kolben 18 begrenzt in zwei Richtungen beweglich angeordnet ist, wie dies durch einem Pfeil 20 angedeutet ist (F i g. 3). Der Kolben 18 steht mit einer Kolbenstange 21 in starrer Verbindung, die an ihrem Ende ein Widerlager 22 trägt. Auf der Kolbenstange 21 ist ein Schieber 23 verschiebbar angeordnet, der zum Teil in eine Kammer 24 hineinragt, zum Teil in eine Kolbenkammer 25 vorsteht. Die Kammer 24 steht wie bei 26 angedeutet ist, mit einer ventilgesicherten Zuleitung für Druckmittel, z. B. Preßluft, in Verbindung. In der Wandung des Schiebers 23 ist eine Mehrzahl von Längsnuten 27 ausgebildet, die sowohl mit der Kammer 24 als auch mit der Kammer 25 kommunizieren können. Die Kammer 25 ist mit einem Ringraum 28 versehen, der mit einer Leitung 29 zum Wegführen von Druckmittel in Verbindung steht.

In F i g. 3 ist eine Stellung wiedergegeben, in welcher die Längsnuten 27 in dem Schieber 23 mit der Kammer 24 keine Verbindung haben.

Die Arbeitsweise eines solchen Motors ist die folgende: Wenn in die Kammer 24 PreDluft eingelassen wird, tritt die Preßluft durch die Längsnuten 27 in dem Schieber 23 hindurch in die Kammer 25 und bewegt den Kolben 18, bis die in F i g. 3 dargestellte Stellung erreicht wird. In diesem Augenblick werden die Längsnuten 27 in dem Schieber 23 von der Kammer 24 abgesperrt, und dadurch hört die Preßluftzufuhr zu der Kammer 25 auf. Der Kolben 18 bewegt sich zufolge seiner Schwungkraft und der Expansion der Preßluft in der Kammer 25 noch weiter und gibt den im Zylinder 19 angeordneten Ringraum 28 frei, so daß die Preßluft über den Ringraum 28 durch die Leitung 29 weggeführt wird. Dadurch sinkt der Druck in der Kammer 25 stark herab, und der Druck des Wassers in der Leitung 9 zum Speisen der Strahldüsen wirkt vorherrschend auf den Kolben 18 ein, so daß der Kolben 18 schnell wieder zurückbewegt wird. Bei der Herausbewegung des Kolbens 18 hat sich jedoch der Schieber 23 nicht ganz soweit bewegt wie der Kolben 18. Der Kolben 18 drückt bei seiner Rückbewegung zufolge des auf ihn ausgeübten Wasserdruckes den Schieber 23 weiter in die Kammer 24 hinein, wodurch die Längsnuten 27 im Schieber 23 zur Kammer 24 wieder freigegeben werden, so daß erneut Preßluft in die Kolbenkammer 25 eingefühlt werden kann. Zufolge seiner Schwungkraft und des Wasserdruckes bewegt sich der Kolben weiter, bis es zu einem Ausgleich zwischen Schwungkraft und Wasserdruck auf einer Seite des Kolbens und dem Luftdruck auf der anderen Seite des Kolbens kommt. Dann überwiegen wieder die Kräfte auf der »Luftseite« des Kolbens, und er bewegt sich wieder in umgekehrter Richtung.

Dies wiederholt sich mit einer gewünschten Frequenz in Funktion der Höhe des Druckes der zu.geführirn Preßluft und in Funktion des Gewichtes des Kolbens. Die Bewegungsfrequenz des Kolbens 18 kann z. B. 40 Hz betragen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausheben von Gräben auf Gewässerböden für Leitungen, Kabel usw., wobei der Boden durch aus Düsen eines Einspülgeräts unter pulsierendem Druck austretenden Wasserstrahlen aufgebrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der pulsierende Druck durch plötzliche Änderungen der Menge der zuzuführenden Flüssigkeit erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche unter hohem Druck stehende Flüssigkeitsmengen periodisch und in schneller Folge zugeführt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit einer Einrichtung, die in den Wasserstrahlen periodisch schnelle Druckschwankungen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Druckschwankungen ein in einem Zylinder (17) bewegbarer Kolben (18) vorgesehen ist, dessen eine Seite mit der Spülflüssigkeit in direkter Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) durch ein Druckmittel, vorzugsweise in der Form eines Preßgases, periodisch beaufschlagt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (17) zwei Kammern (24,25) aufweist, in der einen Kammer (25) der Kolben (18) hin- und herbewegbar ist, und daß in die andere Kammer (24) die Kolbenstange (21) hineinragt, die einen mit Schlitzen (27) versehenen Schieber (23) zum periodischen Einlassen und Absperren des Druckmittels aufweist.

6. Vorrichtung nach einem «ier Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (23) an seinem Umfang Längsriuten (27) trägt, durch die die Verbindung zwischen den Kammern (24, 25) herstellbar und die Zufuhr des Druckmittels absperrbar ist.