DE2417633A1 - Verfahren und vorrichtung zum wiederaufschlaemmen eines foerderbaren schuettgutes - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Wiederaufschlämmen eines förderbaren Schüttgutes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen eines in einer Flüssigkeit aufschlämmbaren, abgesetzten körnigen ^Schüttgutes- unter Verwendung eines mit Arbeitsdüsen versehenen Gerätes und einer Schlammförderpumpe .mit abwärts gerichtetem Ansaugstutzen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung .dieses Verfahrens.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Handhabung von körnigem Material, vor allem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines abcjesetzten Haufenwerks von körnigem Material, das mit einer Flüssigkeit einen pumpbaren Schlamm bilden kann.

Es ist bekannt, geschüttetes körniges Material, beispielsweise aufgearbeitete mineralische Erze, mineralische Salze und anderes Schüttgut, zur Lagerung oder Weiterverarbeitung in aufgeschlämmter Form in flüssiger Phase zu transportieren. Beispielsweise werden aufgearbeitete

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mineralische Erze beim Abbau mit Wasser aufgeschlämmt und über Rohrleitungen in die Bunker von Schiffen oder andere Behälter gepumpt. Dort lässt man absitzen und dekantiert die überstehende flüssige Phase. Nach erfolgtem Transport oder nach der Lagerung wird das abgesetzte Schüttgut durch erneutes Aufschlämmen wieder aufgenommen. Dazu werden Wasserstrahlen in das abgesetzte Material aus Düsen eingedrückt, die im Behälter montiert sind. Das so wieder aufgeschlämmte Schüttgut wird dann zum Bestimmungsort gepumpt, beispielsweise aus dem Ladebunker eines Schiffes auf die entsprechenden Vorrichtungen auf der Kaianlage.

Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt in den hohen Investitionskosten des beispielsv/eise in den Transportschiffen erforderlichen Systems zur Viiederaufschlänuaung des Ladegutes. Entweder müssen solche,Erzschiffe.von vornherein mit der Wiederaufschlämmungsanlage ausgerüstet v/erden oder nachträglich unter ebenfalls hohen Investitionskosten zu diesem Zweck umgebaut v/erden. Solche Investitionen lohnen sich in der Regel nur für solche Einheiten, die relativ häufig be- und entladen werden, da solche Wiederaufschlämmungsanlagen tatsächlich nur beim Ausladen des Schiffes benötigt v/erden.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Aufnehmen eines abgesetzten Haufenwerkes von teilchenförmiqiem Schüttgut zu schaffen, das pumpbare Schlämme mit einer i''lüssigkeit zu bilden vermag. Die Erfindung soll insbesondere zxra Ausladen solchen Schüttgutes aus Schiffen oder Containern ^ dienen, und zwar sowohl zum Ausladen aus Binnenschiffen_# insbesondere Lastkähnen, als auch zum Ausladen aus Seeschiffen.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der genannten Art, bei der ein nicht ortsfester Arbeitskopf oder ein Arbeitsgerät, das mit Flüssigkeitsaustrittsdüsen versehen ist, in Verbindung mit einer Schlammpumpe eingesetzt wird.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die den Stand der Technik zum Aufnehmen von abgesetztem Schüttgut verbessern, insbesondere anpassungsfähig und mit hoher Amortisation unabhängig vom Transportbehälter, insbesondere unabhängig vom Schiff, arbeiten und ohne irgendwelche Anforderungen an den Transportbehälter oder Lagerbehälter, insbesondere ohne irgendwelche Investitionen oder Anforderungen an das Schiff zu stellen, das Schüttgut unter Wiederaufschl&rnmung aufnehmen köjinen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man aus den Düsen eine Flüssigkeit in das Schüttgut drückt, dass man das Gerät in das geschüttete Gut hinein absenkt, wobei die eingestrahlte Flüssigkeit das Gut aufschlämmt, daß man mit der Pumpe die so erzeugte l\ufschlämmung vom Gerät fortpumpt und dass man zusätzliche Flüssigkeitsströme aufwärts in den Ansaugstutzen der Pumpe hineinleitet, um deren Ansaugleistung aufrechtzuerhalten.

Die Vorrichtung der Erfindung weist ein transportables, nicht ortsfestes Gehäuse bzw. einen Arbeitskopf auf, der ^Vl relativ zum Material frei bewegt werden kann. Dieser das eigentliche Arbeitsgerät bildende Kopf kann vom Schüttgut entfernt, auf dieses aufgesetzt und in dieses hineingeführt werden. Das Gerät ist mit Düsen versehen, aus denen heraus Flüssigkeitsstrahlen in das Schüttgut hineingedrückt werden

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können, um das Schüttgut aufzuschlämmen. Weiterhin ist die Vorrichtung mit einer Pumpe versehen, die einen abwärts gerichteten Ansaugstutzen aufweist und die durch das Einstrahlen der Flüssigkeit in das Schüttgut erzeugte Aufschlämmung abpumpen kann. Die Aufnahmevorrichtung unterhalb des Ansatzstutzens weist eine kreisringförmige Führung auf, die mit zusätzlichen Austrittsdüsen versehen ist. Durch diese Austrittsdüsen werden zusätzliche Flüssigkeitsströme aufwärts und in den Ansaugstutzen der Pumpe hineingerichtet abgestrahlt. Zumindest eine dieser aufwärts treibenden Düsen 'kann in eine Lage bewegt werden, in der ihr Flüssigkeitsstrom während des Absenkens des Arbeitsgehäuses in dem Schüttgut mittels einer Ablenkplatte abwärts gerichtet werden kann. Zumindest eine zusätzliche Düse ist in dem Gehäuse in der Weise angeordnet, dass der von ihr abgegebene Flüssigkeitsstrom beim Austragsbetrieb der Vorrichtung horizontal auswärts gerichtet ist. Die Düsen werden um eine vertikale Achse verschwenkt, um die von ihnen erzeugten Flüssigkeitsstrahlen in horizontaler Ebene Bögen beschreiben zu lassen.

Dieses Arbeitsgehäuse mit den Düsensystemen, der Absaugvorrichtung und dem Ansaugstutzen der Pumpe kann frei auf das Schüttgut gesetzt, von diesem abgehoben und in dieses hinein abgesenkt werden. Dazu kann beispielsweise ein Kran oder irgendeine andere Steuervorrichtung, beispielsweise hydraulisch betätigte Lastarme, dienen.

Die Bewegung der Düse, die in eine Lage gebracht werden kann, in der ihr Wasserstrahl ebenfalls abwärts gerichtet wird, \_t erfolgt vorzugsweise in vertikaler Richtung zwischen einer Position, in der der aus ihr austretende Wasserstrahl während des Absenkens des Gehäuses so abgeleitet wird, dass er ebenfalls abwärts gerichtet wirkt, während die Düse.in der anderen Lage einen horizontal auswärts wirkenden

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-Wasserstrahl, beispielsweise zur Reinigung des Gehäuses," abgibt. Zumindest eine der anderen Düsen erzeugt weiterhineinen während der Austragsphase des Schüttgutes horizontal ausv/ärts gerichteten Wasserstrahl.

Es sei besonders hervorgehoben, dass die verwendete Pumpe einen abwärts gerichteten und sich auch abwärts öffnenden Ansaugstutzen aufweist und trotzdem abwärts gerichtet in das Haufenwerk des abgesetzten Schüttgutes hinein bewegt wird. Diese Anordnung und dieser Betrieb wird durch einen Absaugvorsatz senkrecht unterhalb der Pumpe und in Reihe mit dieser bewirkt. Dieser Absaugvorsatz ist mit einem Ringraum versehen. Durch diese Absaugvorrichtung wird Wasser aufwärts in den Ansaugstutzen der Pumpe geführt, um deren Ansaugleistung aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein

Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Erfindung vor dem Aufsetzen auf dem in einem Lastkahn angelandeten Schüttgut;

Fig. 2 im Querschnitt das Aufsetzen und

erste Eindringen des Arbeitskopfes der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3 im Querschnitt eine der Fig. 2 folgende

Arbeitsposition der Vorrichtung;

Fig. 4 die Entladestellung der in den Figuren

1 bis 3 gezeigten Vorrichtung;

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Fig. 5 einen senkrechten axialen Querschnitt

des Arbeitskopfes der in den Figuren 1-4 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 6 einen Schnitt nach 6-6 in Fig. 5; Fig. 7 "einen· Schnitt nach 7-7 in Fig. 5; Fig. 8 einen Axialschnitt nach 8-S in Fig. 7;

Fig. 9 in Seitensicht, teilweise ira Schnitt,

eine am Gehäue befestigte Düse des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels τ

Fig. 10 in Seitensicht,'teilweise ira Schnitt, eine Uebedüse des. in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig. 11 einen Querschnitt nach 11-11 in Fig. 5; Fig. 12 einen Schnitt nach 12-12 in Fig. 11;

Fig. 13 eine Teildraufsicht zur Verdeutlichung

der Anbringung der äusseren Ablenkplatte relativ zum unteren Rand des Arbeitsgehäuses; und

Fig. 14 in Seitensicht, teilweise im senkrechten

Schnitt, die Ausbildung des RingrauirW absaugvorsatzes der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Ausführu.ngsbeispiel einer Vorrichtung der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Erfindung dient dem Ausladen von abgesetztem Schüttgut 16 aus dem Lastraum eines Lastkahns 17 am Kai 18.

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Als Beispiel für ein Schüttgut sei angenommen, dass ein mineralisches Salz ausgeladen werde. Prinzipiell kann jedoch jedes teilchenförmige Material aufgenommen und ausgeladen werden, das mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser, zu einem Schlamm oder einer Aufschlämmung dispergiert werden kann. Als Beispiel für ein solches Schüttgut sei weiterhin aufgearbeitetes Mineralerz genannt. Statt des gezeigten Lastkahnes können auch beliebige andere Schiffe, beispielsweise Seeschiffe oder Landfahrzeuge, beispielsweise Eisenbahnwaggons oder Lastwagen der verschiedensten Konstruktionen ""oder stationäre· Container, beispielsweise Grossraumbehälter, entladen bzw. geleert werden.

Die Vorrichtung 15 weist ein bewegliches Arbeitsgehäuse auf, das an einem Lastarm 21..eines beweglichen Kranes aufgehängt ist. Der Kran kann auf dem "Kai 18 verfahren werden, so dass er an verschiedenen Stellen ein und desselben Schiffes oder auch an verschiedenen Schiffen entlang des Kais eingesetzt werden kann. Ausserdem kann das Krangestell um eine .vertikale Achse gedreht werden, so dass auch verschiedene Stellen des Schiffes entladen werden können. Der Baum 21 kann ausserdem das Arbeitsgehäuse heben und senken und dieses in das Schüttgut hinein oder aus diesem heraus heben. Eine Hochdruckwasserleitung 23 läuft am Baum entlang und stellt die Verbindung zwischen dem Arbeitsgehäuse 19 und einer Hauptleitung her, die Druckwasser führt. Weiterhin läuft am Baum eine Förderleitung 24 für die Schlammförderung entlang. Diese förderleitung verbindet das Arbeitsgehäuse 19 mit einer ebenfalls am Kai entlanglaufenden Hauptleitung, durch die hindurch der Schlamm \' zum Bestimmungsort, einem Tank oder einer Verarbeitung, zugeführt wird. Schliesslich trägt der Baum noch eine Leitung 26, die das Arbeitsgehäuse 19 mit der Haupthydraulikleitung am Kai verbindet und die die Steuerung

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der Arbeitselemente im Gehäuse 19 ermöglicht.

Das Arbeitsgehäuse 19 (Fig. 5) weist einen äusseren Zylindermantel 27 auf, der nach oben mit einer kegelstumpfförmigen Glocke 28 abgedeckt ist. Die kegelstumpfförmige Glocke 28 ist an ihrem oberen Ende durch eine horizontale kreisförmige Deckelplatte 29 verschlossen. Etwa auf halber Höhe des Arbeitsgehäuses ist ein kreisförmiger Trennboden 31 angebracht, der in dem Arbeitsgehäuse eine obere, wasserdicht abgeschlossene Kammer 32 abschliesst. Der untere Teil des zylindrischen Mantels endet in einem kreisförmigen offenen unteren Rand 33. Die so gebildete untere Kammer des Arbeitsgehäuses öffnet sich mit diesem unteren Rand 33 des Zylindermantels gegen das zu fördernde Material. Das Arbeitsgehäuse 19 ist am äusseren Ende des Baumes 21 durch die Abschnitte 34 der Druckwasserzuführung und der Schlammförderleitung aufgehängt. Die entsprechenden Abschnitte der am Baum verlaufenden Leitungen für das Druckwasser, den Schlammtransport und die Hydraulik sind am Baumende durch Klammern und Riemen vereinigt und durch entsprechende Ausformungen im Baumende gelagert. Das Arbeitsgehäuse kann sich unter Einwirkung der Schwerkraft durch diese Art der Aufhängung frei in die Senkrechte einschwingen. Lageveränderungen des Baumes beim Heben und Senken werden so ausgeglichen.

Das Gehäuse enthält mehrere Druckwasserdüsen, von denen im .hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung die vier Düeen 36, 37, 38 und 39 (Figuren 5 bis 7) im Gehäusemantel 27 gezeigt sind. Aus jeder dieser Düsen kann ein Wasserstrahl unter hohem Druck unter der Unterkante 33 des Zylindermantels hindurch nach aussen treten. Die vier Düsen sind über den Umfang des Gehäusequerschnitts verteilt. Ein paar der gegenüberliegenden Düsen 38, 39

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sind in Fig. 8 dargestellt. Dieses Düsenpaar ist anhebbar und so ausgelegt, dass die aus ihm austretenden Wasserstrahlen je nach Bedarf und Betriebsbedingungen gelenkt werden können. Das andere Paar gegenüberliegender Düsen 36, 37 ist in Fig. 5 dargestellt. Diese Düsen sind relativ zum Gehäuse in vertikaler Richtung fixiert.

Jede der vier Düsen ist so ausgelegt, dass sie um eine senkrechte Achse verschwenkt werden kann. Der aus jeder der Düsen austretende Wasserstrahl kann über einen Winkel von 280 ° in der zuvor beschriebenen Weise hin- und herverschwenkt werden. Die in senkrechter Richtung heb- und senkbaren Düsenanordnungen werden beim Absenken des Gehäuses und beim Reinigen in Betrieb gesetzt, während das relativ zum Gehäuse ortsfest montierte Düsenpaar während der Förderphase des Schlamms in Betrieb sind. ,

In der Fig. 9 ist eine typische Ausbildung einer der vertikal fixierten Düsenaggregate 36 gezeigt. Sin solches Düsenaggregat 36 weist ein zylindrisches Gehäuse 41 auf, das sich durch eine Öffnung im Trennboden 31 abwärts erstreckt. Ein Düsenkopf 42 und ein Düsenschaft 43 sind um eine vertikale Achse verschwenkbar in einem flüssigkeitsdichten Lager 44 am unteren Ende des Gehäuses 41 gelagert. Am oberen Ende des Gehäuses ist der Schaft 43 in einem drehbaren Flüssigkeitsanschluss 46 gelagert. Die Düse ist vorzugsweise in der in der US-PS 3 749 314 beschriebenen Weise ausgebildet. Sie weist im Schaft mehrere einen glatten Durchfluss fördernde Leitbleche bzw. Leitrippen 47 auf. Die Düsenöffnung 48 ist so ausgebildet, dass . , sie das zugeführte Druckfluid in einen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit austretenden Fluidstrahl umwandeln kann. Durch eine Knieführung 42 tritt der Fluidstrahl praktisch senkrecht zur senkrechten Achse des Gehäuses und des Düsenschaftes, also horizontal, aus. Durch ein

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S-förmiges Doppelknie 47a wird das Wasser über die drehbare Verbindung 46 dem Düsenschäft 43 zugeführt. Das S-förirti-ge Doppelknie 47a ist mit einer Zweigleitung 48a verbunden ,-die von einer Hauptleitung 49 (Figuren 6 und 7) abzweigt. Diese .Hauptleitung 49 ist mit der Zuführung verbunden, die vom Ende des Baumes durch die runde Abdeckplatte 29 in das Arbeitsgehäuse hereinreicht (Figuren 5 und 6).

Der Düsenschaft 43, das Kopfstück 42 und die Düsenöffnung werden mit einen über den Doppelknie 47 angeordneten Schwenkmechanismus 51 hin- und herges.chwenkt. Der Antriebsmechanismus ist mit einer Antriebswelle 52 verbunden, die durch einen senkrechten Stutzen 53 hindurch an ihrem unteren Ende mit dem oberen Ende des Düsenschaftes verbunden ist. Der Antriebsmechanismus. 51 ist vorzugsweise ein hydraulischer Antrieb, der durch die hydraulische Flüssigkeit gespeist wird, die ihrerseits durch einen in der Hydraulikleitung 26 eingeschlossenen Schlauch von einer in den Figuren nicht dargestellten Hydraulikpumpe zugeführt wird. Die Pumpe steht zweckmässigerweise zentral auf den Kaianlagen. Ein Vierwegeventil steuert den Antrieb 51 in der Weise, dass das Düsensystem unter Steuerung des Rotationsventils 56 über einen Winkelbereich um 280° hin- und herverschwenkt wird. Das Ventil wird seinerseits durch einen Zapfen 57. betätigt, der am oberen Ende 58 der Antriebswelle des Antriebsmechanismus angebracht ist. In der Fig. 11 ist in Draufsicht für die beiden Ventile 36 und 37 der jeweilige Schwenkbereich 60 bzw. 61, der vom Düsenkopf bzw. vom Wasserstrahl überstrichen wird, dargestellt.

In der Fig. 10 ist ein typisches Ausführungsbeispiel eines vertikal hebbaren Düsensystems 39 dargestellt. Ein

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zylindrisches Gehäuse 63 erstreckt sich durch eine Öffnung im Trennboden 31 abwärts. Eine Düsenöffnung 64 und ein kopfstück 65 sind über den Düsenschaft 66 um eine senkrechte Achse drehbar in einem fluidgedichteten Lager 67 am unteren Ende des Gehäuses und in einer drehbaren flüssigkextsdichten Verbindung 68 am oberen Ende des Schaftes gelagert. Vorzugsweise ist das Düsensystem von der in der bereits erwähnten US-PS 3 749 314 beschriebenen Art. Eine Druckflüssigkeit, die dem Schaft zugeführt wird, wird in einen im wesentlichen horizontal ausgerichteten Flüssigkeitsstrom mit hoher Strömungsgeschwindigkeit umgewandelt. Durch ein Kniestück wird das Wasser über das drehbare Verbindungsstück 68 und den Düsenschaft 66 zugeführt. Das Kniestück 69 ist mit einem flexiblen Wasserschlauch 71 (Fig. 8) verbunden. An seinem oberen Ende ist der Wasserschlauch 71 mit einem Abzweigstück 72 verbunden, das seinerseits von einer Hauptleitung 73 abzweigt. Die Hauptleitung wird von der Versorgungsleitung 34 gespeist, die vom Baumende herabhängt. Aus der Hauptleitung 73 wird über ein Abzweigstück 74 weiterhin ein flexibler Schlauch 76 gespeist, der mit dem anderen .hebbaren Düsensystem 38 verbunden ist. Der Durchfluss in der Hauptleitung 73 wird durch ein Absperrventil gesteuert. Ein ähnliches hydraulisch betätigtes Absperr- . ventil 75 steuert den Durchfluss in der Leitung 49, die die relativ zum Gehäuse ortsfesten Düsensystem speist.

Der Schaft des Düsensystems, der Düsenkopf und die Düsenöffnung des hebbaren Düsensystems 39 werden mit Hilfe eines Antriebes 77 um eine senkrechte Achse hin- und hergeschwenkt. Der Antrieb 77 ist über dem Kniestück 69 ^w . angeordnet. Der Antrieb 77 ist weiterhin in einem n&ch , oben verlängerten Teil des Gehäuses 63 oberhalb d<§» Trennbodens 31 angebracht. Durch den Antrieb 77 wird eine Antriebsv/elle 78 betätigt, die durch einen senkrechten

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Stutzen 79 hindurch in das Knie 69 hineinreicht und dort mit ihrem unteren Ende mit dem oberen Ende des Düsenschaftes 66 verbunden ist. Der Antriebsmechanismus ist vorzugsweise hydraulisch betätigt und gleicht in seiner Bauweise dem im Zusammenhang mit dem Düsensystem 36 beschriebenen Antrieb. Ein Vierwegeventil 81 steuert den Antrieb 77 in der Weise, dass die Düse unter der Wirkung des Rotationsventils 82 über einen Bereich von praktisch 280° hin- und hergeschwenkt wird. Das Ventil 82 wird seinerseits über einen nach oben ragenden Zapfen 83 gesteuert, der mit dem oberen Ende 84 der Antriebswelle verbunden ist. Die beiden Schwenkbereiche 85 und 86, die gegen die Schwenkbereiche 60 und 61 der Düsensysteme 38 und 39 versetzt sind, sind in Fig. 11 gezeigt. Die Schwenkbereiche 85 und 86 erstrecken sich ebenfalls über je 280°. .

Der Düsenschaft, das Düsenkopfstück und die Düsenöffnung der hebbaren Düsensysteme sind, wie im Fall des Düsensystems 39 in Fig. 8 gezeigt, zwischen einer unteren, in Fig. 8 mit aus.gezogenen Linien dargestellten Position und einer oberen, in Fig. 8 durch unterbrochene Linien 65* dargestellten Position zu verlagern. Das Heben und Senken erfolgt mittels eines linear wirkenden hydraulischen Antriebes 87. Der Antrieb 87 ist am oberen Ende des oberen Teils des Gehäuses 63 des Düsensystems angebracht. Er enthält vorzugsweise einen hydraulischen Zylinder mit einem Kolben, dessen Kolbenstange mit einem Rahmen 88 (E¹Ig. 10) verbunden ist. Dieser Rahmen 88 trägt den Schwenkantrieb 77 und kann diesen heben und senken. ^v< Die Hubhöhe des Systems entspricht der Hublänge des hydraulischen Zylinders. Durch das Heben und Senken wird der. Düsenschaft 66 gleitend durch das Lager 67 aufwärts und abwärts geführt. Dabei werden gleichzeitig das Knie

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und der untere Teil des Wasserversorgungsschlauches 71 -gehoben und gesenkt.

Während des z\bsenkens des Arbeitsgehäuses 19 in das Schüttgut' hinein und durch dieses hindurch auf den Boden des Lagerraumes zu, wie das· in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, bleiben die beiden anhebbaren Düsen 38 und 39 in ihrer vollständig angehobenen Position. Eine kreisringförmige Ablenkplatte 89 (Figuren 12 und 13) ist Winkeln 91 am inneren Aussenrand der unteren Kante 33 des Gehäuses 27 befestigt (Fig. 13). Diese Ablenkplatte hat die Konfiguration eines Ausschnittes einer nach unten sich konkav öffnenden Kugelschale. Dadurch trifft der horizontal aus der Düsenöffnung austretende.Flüssigkeitsstrom auf eine nach abwärts ableitende Oberfläche. Vorzugsweise werden die Wasserstrahlen um einen Winkel von praktisch 60 aus der Horizontalen abgeleitet (Fig. 8). Paare von Innendeflektoren 92, 93 und 94, 95 sind an Klammern 97, 98 an Querträgern 99 und 100 befestigt, die sich sekantial über die untere Gehäuseöffnung auf der Höhe des unteren Randes 33 erstrecken. Jedes Paar dieser Innendeflektorplatten ist so vor den hebbaren Düsen 38., 39 angeordnet, dass sie deren Strahlen abwärts richten, wenn diese den äussersten Bereich ihres Schwenkbereiches erreichen. Die abwärts gelenkten Wasserstrahlen werden auf das Schüttgut gestrahlt, das unter dem Arbeitsgehäuse liegt und das dadurch aufgeschlämmt wird. Dieser Schlamm wird dann von der Pumpe abgepumpt, so dass das Arbeitsgehäuse , weiter im Material abgesenkt und schliesslicu auf dem Boden des Bunkers abgesetzt werden kann. '*<

Um den unteren Rand 33 des Gehäuses sind Füsse 102, 103 (Figuren 5, 8 und 13) angebracht, mit denen das Arbeitsgehäuse 19 auf dem Boden des Bunkers bzw. des Laderaumes des Schiffes aufgesetzt wird. Durch diese Füsse

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wird zwischen dem Boden des Bunkers und der Unterkante des Gehäuses eine kreisringförmige Öffnung geschaffen. Durch diese öffnung können die aus den Düsen austretenden Wasserstrahlen nach auswärts herausgedrückt werden und kann die gebildete Auf schläinraung zum Abpumpen während des Absenkens, während der Arbeitsphase und während der Reinigungsphase eintreten. Während der eigentlichen Austragsphase oder Arbeitsphase sind die beiden hebbaren Düsen abgestellt und die beiden relativ zum Gehäuse ortsfesten Düsen in Betrieb. Während des Reinigungsbetriebes wird der Betrieb der ortsfesten Düsen eingestellt und werden die hebbaren Düsen in ihre untere Position gebracht und in der beschriebenen Weise betätigt.

Die durch die aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsstrahlen erzeugte Aufschlämmung ,wird von der Schlammpumpe 104 abgepumpt, die im unteren Teil des Gehäuses 27 eingebaut ist. Die Pumpe 104 ist eine Verdrängerpumpe, die so angeordnet ist, dass ihr Ansaugstutzen 106 sich abwärts gerichtet öffnet. Der Druckstutzen 107 ist mit der Schlammaustragsleitung 108 verbunden. Die Pumpe wird über eine senkrechte Welle 109 angetrieben, die über eine Kupplung mit einem Motor 111 in der wasserdichten Kammer 32 verbunden ist. Vorzugsweise wird der Motor 111 hydraulisch angetrieben, wobei das Antriebsmittel über Leitungen 112 und 113 von einer nichtgezeigten Pumpe zugeführt v/ird. Die Leitungen 112 und 113 sind über die Hydraulikleitung 26 mit den Küstenanlagen verbunden. Die Pumpgeschwindigkeit kann wahlweise so gesteuert oder geregelt werden, dass Schwankungen der Schlammförderleistung auf c^refanq;-en v/erden kcnneru Die Schlammaustragsieitung 108 läuft aufwärts und durch den Gehäusedeckel 29 hindurch. Dort ist die Leitung mit der Austragsleitung 24, die über den Baum sur ilauotleitunc aiu Kai führt, verbunden, aus der Hauptloituna jeiangt

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der geförderte Schlamm entweder in Lagerbunker oder direkt in die Verarbeitung.

Senkrecht unter dem Ansaugstutzen 106 der Pumpe 104 und in Reihe mit dieser Pumpe ist ein Absaugvorsatz angebracht. Der Absaugvorsatz weist eine Absaugpumpe auf, die eine Ringleitung 116 (Fig. 14) enthält. Über ein sich nach oben kegelstumpfförmig verjüngendes Drosselstück 117 ist die Absaugpumpe unter der Förderpumpe 104 angeordnet. Ein Flansch 118 verbindet über Bolzen und Schrauben die Pumpe 104 mit dem Absaugvorsatz. Mehrere, vorzugsv/eise acht, Sprühdüsen 119, 120 sind an der Oberseite der Ringleitung 116 getrennt voneinander und räumlich verteilt angeordnet. Die Düsen sind dabei gegen die Senkrechte geneigt, und zwar in der Weise, dass der aus ihnen austretende Flüssigkeitsstrahl, beispielsweise Wasserstrahl, direkt aufwärts in den Ansaugstutzen der Förderpumpe gerichtet ist. In die Ansaugringleitung und in die Düsen wird Wasser über eine Versorg-ungsleitung 122 eingespeist. Über eine Zweigleitung 123 ist die Versorgungsleitung 122 mit der Hauptversorgungsleitung 34 verbunden, die auch die hebbaren und die festen Düsen des Arbeitsgehäuses speist. Über ein Steuerventil 125 kann die Durchflussleistung durch die Düsen gesteuert bzw. geregelt v/erden. Typischerweise wird die Ringabsaugvorrichtung 114 in Verbindung mit der Pumpe 104· gegen Ende eines Entladevorganges betrieben, wenn das Oberflächenniveau der Aufschlämmung den Boden des zu räumenden Bunkers erreicht. Auch wird die Absaugvorrichtung während der Reinigungsstufe des Betriebes in Verbindung, mit der Pumpe 104 eingesetzt. Die Absaugvorrichtung liefert zusätzliches Fluid bei geringen Schlammdurchsätzen. Gleichzeitig wird das Fluid während der Reinigungsstufe gelefert. Dadurch wird die Ansaugleistung der Pumpe und das Aufheben des Materials beim Ansaugen gefördert. Die Förderpumpe zeigt

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dadurch eine gleichmässige und kontinuierliche Pumpleistung.

Das Verfahren der Erfindung und ihr Einsatz sind nachstehend in Verbindung mit dem Entladen einer Salzladung 16 aus dem Ladebunker eines Lastkahnes 17 beschrieben. Der bewegliche Kran 22 wird auf dem Kai in eine an den Laderaum grenzende Stelle gebracht. Die Zuleitungen für die Wasserversorung 23, für die Schlammförderung 24 und für die Hydraulik 26 werden mit den entsprechenden Hauptleitungen der Kaianlagen verbunden. Der Baum wird in eine Stellung gebracht, in der sich das Arbeitsgehäuse 19 über der Fracht befindet. Das Steuersystem des Arbeitsgehäuses wird so geschaltet, dass mittels der hydraulischen Zylinder die hebbaren Düsen 38 und 39 vollständig angehoben sind. Diese Position entspricht der Grabposition. Anschliessend wird über das Steuersystem das Ventil 70 geöffnet. Dadurch wird das Druckwasser in die hebbaren Düsensysteme geleitet. Die Schwenkantriebe 77 für die hebbaren Düsensysteme werden in Betrieb gesetzt. Dadurch werden die Düsen über den Winkelbereich von 280 hin- und herverschwenkt. Das aus diesen Düsen ausströmende Wasser trifft auf die äussere ■' Ablenkplatte 89, von der sie unte.r etwa 60° aus der Horizontalen nach unten abgelenkt werden. Wenn die schwenkenden Düsen den Wendepunkt ihres Schwenkbereiches erreichen, treffen die von ihnen ausgestossenen Wasserstrahlen auf die Innendeflektoren 92 bis 95, an denen die Wasserstrahlen in ähnlicher Weise abwärts gelenkt werden. Das Steuersystem des Gerätes wird weiterhin so geschaltet, dass der Motor der Schlammpumpe in Gang gesetzt wird.

Mit dem in der beschriebenen Weise geschalteten und betriebenen Gerät wird der Baum allmählich auf das zu entladende Gut abgesenkt, so dass die Arbeitskapsel fortschreitend von der in Fig. 2 gezeigten Anfangsstellung bis auf

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-den Boden des Bunkers in das Schüttgut hinein absinkt. Die abwärts gerichteten und aus dem Boden des Arbeitsgehäuses austretenden Wasserstrahlen werden auf das Schüttgut aufgestrahlt, brechen den Schüttverbund auf und bilden aus dem Gut dabei eine pumpbare Aufschlämmung mit dem Unterniaterial in der in Fig. 3 gezeigten Weise. Die dabei gebildete Aufschlämmung fliesst in die Ansaugöffnung des Absauggerätes 114 und gelangt dann in den Ansaugstutzen der Pumpe 104. Die Pumpe fördert dann den angesaugten Schlamm über den Druckstutzen und die Ausladeleitung in die Kaiinstallationen. Durch das Abpumpen des so aufgeschlämmten Materials kann die Arbeitskapsel so lange relativ rasch abgesenkt werden, bis sie auf dem Boden des Bunkers in der in Fig. 4 gezeigten Weise aufsitzt.

Die eigentliche Förderphase bzw. Entlädephase setzt ein, sobald das Arbeitsgehäuse auf dem Boden des su räumenden Bunkers aufgesetzt hat. Bei sehr tiefen Bunkern oder unter anderen Sonderbedingungen, beispielsweise wenn nur ein Teil, der Ladung geräumt werden soll, braucht die Arbeitskapsel auch nur bis zu einer jeweils gewünschten Zwischenlage über dem Boden des Bunkers abgesenkt zu werden. Zu Beginn der Sntladephase wird das die hebbaren Düsen versorgende Ventil 70 geschlossen und das die ortsfest montierten Düsen 75 versorgende Ventil geöffnet«, Gleichzeitig werden durch das Steuersystem die Schwenkantriebe beaufschlagt. Die in der Höhe relativ ^uin Gehäuserahmen , fest eingestellten Düseira werden dadurch über einen Bereich von 280 hin- und herverschwenkt« Daa Wasser tritt in Strahlen mit hohem Druck aus den Düsen horizontal auswärts'».·* aus. Es strahlt unter dem unteren Gehäuserand hindurch nach aussen aus „ wird ±n das Schüttgut 'gedrückt, bricht den Schüttverbund auf und bildet aus dem umgebenden Material eine Aufschlämmung« Die so erzeugte Aufschlämmung wird durch die Pump© 104 in der zuvor beschriebenen Weise

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abgesaugt. Durch die horizontal wirkenden aus den vertikal fixierten Düsen austretenden Wasserstrahlen werden zunehmend grössere Unterschnitte und Höhlungen beim Hin- und Herschwenken der .Wasserstrahlen erzeugt. Bei ausreichender Tiefe.dieser Unterschnitte bricht das überstehende Material ab, fällt-in die viasserstrahlen und wird dadurch sofort aufgeschlämmt. Dieser Vorgang läuft so lange ab, bis alles im Einflussbereich der von den festen Düsen ausgesandten Wasserstrahlen liegende Material abgeräumt, wieder auf geschlämmt und abgepumpt ist.

Wenn es erforderlich ist, die Ansaugleistung der Pumpe aufrechtzuerhalten, wird das Durchflusssteuerventil 125 geöffnet, das die Druckwasserversorgung der Absaugvorrichtung 114 steuert. Diese Druckwasserversorgung des·Absauggerätes kann auch vorteilhaft bereits bei geringer werdendem Schlammfluss eingeleitet werden. Vorzugsweise wird das Ringabsauggerät gegen Ende der Entladephase zugeschaltet, nämlich dann, wenn das Volumen des Schlammes stark abnimmt und die Schlammoberfläche den Hals des Absaugvorsatzes erreicht, so dass die Gefahr einer Unterbrechung der Ansaugleistung der Pumpe besteht. Durch das Zuschalten des in Reihe wirkenden Absaucfvorsatzes zu der Verdrängerpumpe wird deren Leistungsverlust durch ein Mitansaugen von Luft durch Nebenströme vermieden. Solch ein Ansaugen von Nebenluft kann insbesondere bei niedrigem Schlammniveau eintreten.

Nach Aufnahme des grössten Teils des Materials nach Beendigung der Entladephase wird das Steuerventil 75 '·' für die Druckwasserversorgung der festen Düsen geschlossen. Das Steuersystem wird dann veranlasst, über die beiden Zylinder 8? die Düsen 3S, 39 in eine unmittelbar über dem Boden dee Bunkers liegende Stellung abzusenken. Damit wird die Reinigungsphase eingeleitet. Das Durchflusssteuerventil 70 für die hebbaren Düsen 38, 39 wird wieder

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geöffnet. Der Schwenkantrieb 77 wird wieder beaufschlagt, so dass die abgesenkten Düsen ihre Wasserstrahlen unmittelbar über dem Boden des Bunkers verschwenken. Dadurch werden auch die letzten Reste des Schüttgutes aufgeschlämmt. Während dieser Reinigungsphase wird der Absaugvorsatz 114 gemeinsam und in Kombination mit der Schlammpumpe betätigt, wodurch ein Verlust der Ansaugleistung der Verdrängerpumpe vermieden wird.

Nach Abschluss .der Reinigungsphase wird der Wasserfluss durch die Düsen abgestellt und wird der Betrieb der Schlammpumpe und des Absaugvorsatzes eingestellt. Der Baum 21 wird gehoben. Das Arbeitsgehäuse 19 wird auf einem anderen Bereich des Laderaums bzw. auf einem anderen Laderaum des Schiffes oder auf einem anderen beladenen Schiff am Kai abgesetzt. Der zuvor beschriebene Vorgang wird wiederholt.

Die Erfindung schafft also ein neues und verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Wiederauf schlämmen , nach denen ein Kaufenwerk von teilchenförmigem Material leicht aufgenommen oder ausgeladen v/erden kann, und zwar mit Hilfe eines nicht ortsgebundenen, relativ kleinen billigen und kompakten Gerätes. Einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung ist darin zu sehen, dass der zu entladende Bunker, sei er ortsfest oder auf Land- oder j Wasserfahrzeugen installiert, keine eigene Wiederaufschlämmanlage zu enthalten braucht.

Nach Kenntnisnahme der vorstehenden Beschreibung, ins- «_>( besondere der Ausführungsbeispiele, kann der Fachmann ohne erfinderisches Zutun die Erfindung den jeweiligen Spezialanforderungen durch entsprechende Veränderungen anpassen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Aufnehmen eines in einer Flüssigkeit aufschlämmbaren, abgesetzten körnigen Schüttgutes unter Verwendung eines mit Arbeitsdüsen versehenen Gerätes und einer

   ." Schlammförderpumpe mit abwärts gerichtetem Ansaugstutzen, dadurch gekennzeichnet, dass man aus den Düsen eine Flüssigkeit in das Schüttgut drückt, dass ,man das Gerät in das geschüttete Gut hinein absenkt, wobei die eingestrahlte Flüssigkeit das Gut aufschlämmt, dass man mit der Pumpe die so erzeugte Aufschlämmung vom Gerät fortpumpt und dass man zusätzliche Flüssigkeitsströme aufwärts in den Ansaugstutzen der Pumpe hineinleitet, um deren Ansaugleistung aufrechtzuerhalten.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass man durch ein vertikal ver-

   schiebbares Düsensystem mit horizontalem Strahlaustritt in einer ersten Höhenstellung des Düsensystems den Wasserstrahl gegen eine Ablenkplatte leitet, durch die der Wasserstrahl abwärts gerichtet abgelenkt und zur Aufschlämmung des Materials abwärts geleitet wird, dass man zum Absenken des Arbeitsgehäuses ,während man «_Vl die abgelenkten Wasserstrahlen auf das Schüttgut leitet, die Schlammpumpe 'betreibt, so dass der unter dem Arbeitsgehäuse gebildete Schlamm abgepumpt wird, dass man nach Erreichen einer gewünschten Absenkung des

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   Arbeitsg/erätes die Flüssigkeitszufuhr zu den vertikal verstellbaren Düsen abschaltet, dass man einen zusätzlichen Flüssigkeitsstrom durch mindestens eine zusätzliche Düse leitet, aus der er im wesentlichen horizontal auswärts austritt und das Schüttgut aufschlämmt, wobei man das durch diese Wasserstrahlen erzeugte aufgeschlämmte Gut durch Betätigen der Pumpe absaugt und zu einem Bestimmungsort fördert.

   3'. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass man nach Beendigung der Förderphase bzw. der eigentlichen Arbeitsphase des Gerätes die Viasserzufuhr zu den zusätzlichen Düsensystemen abstellt, das vertikal verschiebbare Düsensystem in eine Stellung unterhalb der Ablenkplatte absenkt, dass man durch die abgesenkten Düsen Wasserstrahlen austreten·lässt, die mit dem verbliebenen Schüttgut zusätzliche Aufschlämmung bilden und dass man die Pumpe in Betrieb setzt, um die so erhaltene Restaufschlämmung des Schüttgutes während dieser^ Reinigungs— phase abzusaugen.

   4. Vorrichtung zum Aufnehmen eines in einer Flüssigkeit aufschlämmbaren, abgesetzten körnigen Schüttgutes, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, eine Vorrichtung zum Tragen und Führen des Gehäuses in

   r -

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   verschiedene Stellungen relativ zum.Schüttgut, .durch am Gehäuse befestigte Düsensysteme, durch die Flüssigkeitsstrahlen aus dem Gehäuse austreten und zum Aufschlämmen in -das Schüttgut eingestrahlt werden können, durch eine im Gehäuse angebrachte Verdrängerpumpe zum Abpumpen des durch die Wasserstrahlen erzeugten Schlammes vom Gehäuse, wobei der Ansaugstutzen der Verdrängerpumpe sich vom Gehäuse aus nach unten öffnet/ und durch eine Absaugvorrichtung, die im wesentlichen senkrecht unterhalb der Verdrängerpumpe und in Wirkrichtung in Reihe mit dieser angeordnet ist und wobei die Absaugvorrichtung Mittel 'enthält, durch die zusätzliche Flüssigkeit im wesentlichen aufwärts gerichtet in den Ansaugstutzen der Verdrängerpumpe geleitet werden . . kann, durch eine zwischen dem Absaugvorsatz und dem Ansaugstutzen angeordnete Einlaufleitung und durch Mittel zur Versorgung der Düsensysteme und der Absaugvorrichtung mit Druckwasser.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Absaugvorrichtung im Abstand vom Ansaugstutzen der Pumpe unterhalb" von diesem eine V₁ Ringleitung aufweist, auf deren Oberseite Düsen angeordnet sind, die die zusätzlichen Flüssigkeitsströme in den Ansaugstutzen der Pumpe strahlen können.

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   .6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Ringleitung im wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordnet ist und dass die an diese Ringleitung angeschlossenen Düsen mehrere voneinander getrennt angeordnete und über den Umfang

   der Ringleitung verteilte Sprühdüsen enthalten, von denen jede einen Flüssigkeitsstrom in den Ansaugstutzen der Verdrängerpumpe strahlen kann.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, g e k e η η zeichnet durch Deflektoren, die zumindest einen Teil des aus den Düsen austretenden Druckflüssigkeitsstrahles in eine im wesentlichen unter das Gehäuse weisende Richtung ablenken können, so dass der in dieser Weise abgeleitete Druckflüssigkeitsstrahl das unter 'dem Gehäuse befindliche Schüttgut aufschlämmen kann, der S.chlamrn dann abgepumpt v/erden kann und auf diese . Weise das Gehäuse im Schüttgut abgesenkt werden kann. ■

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest einer der Deflektoren ein vom Gehäuse getragenes Leitblech mit einer von der Horizontalen abweichenden Leitfläche ist und dass zumindest eines der Düsensysteme in vertikaler Richtung verschiebbar ist und einen Druckflüssigkeitsstrahl in horizontaler Richtung abstrahlen kann,

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   dass die vertikal verschiebbaren Düsensysteme durch einen Hebeantrieb in eine erste Position gehoben werden können, in der der austretende Druckflüssigkeitsstrahl auf den Deflektor trifft und abwärts zum Absenken des Ärbeitsgehäuses abgeleitet werden kann und die die Düsensysteme in eine zweite Position absenken können, in der der Druckflüssigkeitsstrahl in einer Ebene austritt, die nicht mehr vom Deflektor verstellt ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass die vertikal verschiebbaren Düsensysteme um eine vertikale Achse von einem Schwenkantrieb in der Weise hin- und hergeschwenkt werden, dass die austretenden Druckflüssigkeitsstrahlen eine im wesentlichen horizontale Ebene bestreichen und dass der Deflektor zumindest ein Segment mit kugelschalensegxnentförmiger Ausbildung aufweist, das im Weg des austretenden Druckflüssigkeitsstrahls liegt, wenn das Düsensystem während der Absenkphase des Gerätes in die obere, erste Stellung angehoben ist.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Düsensysteme mindestens ein zusätzliches, an räumlich getrennter

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   Stelle des Geräteumfanges angeordnetes Düsensystem enthält, dass diese Düsensysteme ebenfalls um eine senkrechte Achse hin- und hergeschwenkt werden können und die austretenden Druckflüssigkeitsstrahlen ebenfalls, eine im wesentlichen horizontale Ebene während der eigentlichen Arbeitsphase bestreichen können.

   11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet , dass der untere Gehäuserand mit Füssen versehen ist, die beim Aufsetzen auf einen Boden einen Ringspalt freigeben, durch den hindurch die vertikal verschiebbaren Düsen in der abgesenkten Stellung während einer Bunkerreinigungsphase Druckflüssigkeitsstrahlen abstrahlen können.

   12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

   . zum Entladen von Schüttgut aus den Laderäumen von Schiffen durch Absenken des Arbeitsgehäuses-bis auf den Boden des Laderaumes.

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