DE2448308C2 - Vorrichtung zum Absaugen einer Feststoff-Wassersuspension vom Gewässergrund - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaugen einer Feststoff-Wassersuspension vom Gewässergrund in den Laderaum oder offenen Schüttkasten eines Schiffes, mit einer mit dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten über eine Saugpumpe und eine Druckleitung verbundenen Saugleitung sowie mit einer in der Nähe der Saugleitung mündenden Druckwasserleitung, die über eine Druckpumpe und eine Verbindungsleitung mit dem Innenraum des Laderaum bzw. des Schüttkastens in Verbindung steht und über die Übcrlaufwasscr aus dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten absaugbar ist. das als Transportmedium für die Feststoffe in die Nähe der Mündung der Saugleitung rückführbar ist.

Bei einer aus der GB-PS 8 36 101 bekannten Vorrichtung dieser Art wird Übcrlaufwasser aus einer neben dem Schüttkasten angeordneten und mit diesem über eine Überlaufkante verbundenen eigenen Behälter abgesaugt, das einen verhältnismäßig großen Feststoffanteil mit sich führt. Diese Feststoff-Wassermischung wird durch eine neben der Saugleitungsrnündung frei mündende Druckleitung zum Losspülen des über die Saugleitung vom Gewässergrund abzusaugenden Erdreiches oder Sandes benutzt Die über die D?uckwasserleitung zurückgeführten Feststoffanteile gehen aber bei dem Spülvorgang großenteils verloren, weil das als Spülmedium dienende Feststoff-Wassergemisch, das unier hohem Druck aus der Druckwasserleitung austritt, nur zu einem kleineren Teil als Transportmedium von der Saugleitung wieder eingesaugt werden kann. Abhängig von der Beschaffenheit des loszuspülenden Erdreiches verteilt sich der größere Anteil in die Umgebung der Zündung der Druckwasserleitung. Die sich in der Umgebung der Absaugstelle ausbreitenden, von dem Spülvorgang herrührenden Feststoffteilchen bedingen eine beträchtliche Wasserverschmutzung, die eine erhebliche Umweltbelastung darstellt

Eine geringere Umwehbelastung ergibt sich bei einer aus dein DE-GM 18 20 280 bekannten Saugbaggeranlage, bei der die eine Druckpumpe enthaltende Druckwasserleitung und die Saugleitung gemeinsam in einer Saugglocke münden, um damit eine möglich vollständige Rezirkulation des aus der angesaugten Feststoff-Wassersuspension abgeschiedenen Wassers — und des darin enthaltenen Rsstfeststoffanteils — zu gewährleisten. In dieser Anlage ist aber lediglich eine einzige in der Druckwasserleitung liegende Förderpumpe vorgesehen, der saugseitig ein Steinfang und ein Flüssigkeitsfilter oder Zyklon vorgeschaltet sind. In der Praxis bedeutet dies, daß sowohl der Steinfang als auch das Flüssigkeitsfilter abgedichtet ausgebildet werden müssen, was in gleichem Maße für die gesamte verhältnismäßig lange Saugstrecke bis zum Saugstutzen der Förderpumpe gilt. Dies ist beispielsweise beim Fördern von Erdreich in einen Prahm oder eine Schute unerwünscht Außerdem muß in der Saugglocke ein beträchtlicher Überdruck herrschen, um die gebeVete Feststoff-Wasscrsuspension in das Saugrohr zu drücken. Um zu vermeiden, daß unter diesem Überdruck die Saugglocke vom Gewässergrund abgehoben wird, müssen entweder besondere Vorkehrungen hinsichtlich der Verankerung getroffen werden oder aber es muß die Saugglocke so schwer ausgebildet sein, daß sie durch ihr Eigengewicht am Gewässergrund festgehalten bleibt. Dies bedeutet einen erheblichen konstruktiven Aufwand und erfordert entsprechend kräftig dimensionierte Hebezeuge etc. an Bord des Baggerschiffes.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung der bezeichneten Art zum Absaugen einer Feststoff-Wassersuspension, vom Gewässergrund in den Laderaum eines Schiffes oder in einen offenen Schaukasten zu schaffen, die sich einerseits bei geringer Umweltbelastung durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet und die andererseits keinen übermäßigen Bau- oder Konstruktionsaufwand für die einzelnen Bauteile erfordert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte bO Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung und die Druckwasscrleitung endseitig mit einem im wesentlichen lediglich mit dem rückgeführten Wasser als Transportmedium für die Feststoffe arbeitenden Saugkopf verbunden ist und daß die Vcrbindungsleitung an einen in der Höhe einstellbaren Saugkorb in dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten angeschlossen ist.
Dadurch, daß dem Saugkopf sowohl eine in der Saug-

eitung liegende Säugpumpe als auch eine in der Druckvasserleitung Hegende Druckpumpe zugeordnet sind, st sichergestellt, daß in dem Saugkopf kein Überdruck gegenüber dem Umgebungswasser herrschen kann. Der Saugkopf wird deshalb immer auf dem Gewässergrund aufliegen, so daß sogar ein einfaches Kunststoffschild Für diesen Zweck Verwendung finden kann. Gleichzeitig ist damit ausgeschlossen, daß über die Druckwasserleitung zurückgeführte Restfeststoffanteile aus dem Saugkopf nach außen treten und eine Umweltverschmutzung bzw. eine unerwünschte Verringerung des Wirkungsgrades der Vorrichtung hervorrufen. Dieser Gesamtwirkungsgrad wird noch dadurch verbessert, daß das rückgeführte Wasser über den in der Höhe einstellbaren Saugkorb aus dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten entnommen wird. Damit ist sichergestellt, daß die Wasserentnahme auf einem möglichst hohen Niveau, d. h. an einer Stelle erfolgt, an der die Konzentration der Feststoffteilchen stets am niedrigsten ist, und zwar unabhängig von dem jeweiligen Füllzustand des Laderaums bzw. des Schüttkastens.

Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen ortsfesten Schwimmsaugbagger mit der Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,

Fig.2 einen Schleppkopfsaugbagger mit der Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,

F i g. 3 die Anordnung nach F i g. 2 in einer Draufsicht und im Ausschnitt und

F i g. 4.5 und 6 verschiedene Ausführungsformen von Saugköpfen für die Vorrichtung, jeweils in einer Seitenansicht bzw. im axialen Schnitt und in schematischer Darstellung.

F i g. 1 zeigt einen Schwimmsaugbagger für den ortsfesten Einsatz. Das z. B. aus einer Anzahl Pontons zusammengesetzte Fahrzeug 20 ist versehen mit einer Saugleitung 2, einer Saugpumpe 3 und einer Druckleitung 4, die ii- nicht weiter dargestellter Weise zu einer Schüttstelle in einem gesonderten Baggerprahm, einer Klappschute od. dgl. führt. An die Druckleitung 4 ist über eine Pumpe 21 und eine Hilfsleitung 22 ein Vorratstank 23 mit die Ablagerung der Feststoffe beschleunigenden Stoffen angeschlossen. Eine Druckwasserleitung 9 ist au eine Druckpumpe 12 abgeschlossen, deren Verbindungsleitung 24 ebenfalls in nicht dargestellter Weise mit dem Laderaum des zu beladenden Baggerprahms verbunden ist. Auf dem Fahrzeug sind weiter einige Winden 25 angeordnet, die über einen Hebearm 26 die Saugleitung 2 und die Druckwasserleitung 9 steuern können. Nahe dem Ende der Saugleitung 2 und der Druckwasserleitung 9 ist ein Schild 27 angeordnet. Links in F i g. 1 befindet sich die Saugleitung 2 hinter der Druckwasserleitung 9.

Das Schild 27 ist schalenförmig ausgebildet und bestellt aus einer leichten Metallart, gegebenenfalls aus Kunststoff oder Gummi, und kann mit Treibkästen versehen sein, um die Kraft, mit welcher der Schild 27 auf den Gewässergrund 8 drückt, einzustellen. Die Ränder des Schildes 27 sind etwas nach oben gebogen, damit der Sand vom Gewässergrund leichter zuströmen kann. Gegebenenfalls können zur Verbesserung der Abdichtung auf einem ungleichmäßigen Gewässergrund an dem Rand entlang Oummiverschlußelemente angeordnet sein. Der Schild 27 ruht mit seinen Rändern 28 auf dem Gewässergrund, w<T,irend ein Saugkopf 7 ein Loch in den Gewässergrund 8 gesaugt hat. Unter dem Schild 27 mündet die Druckwasserleitung 9. In dsm Beispiel ist der Schild 27 vertikal an dem Ende der Saugleitung 2 und der Druckwasserleitung 9 zwischen Anschlägen 29 und 30 bewegbar ausgebildet

Ein in Fig.2 im allgemeinen mit 1 bezeichneter Schleppkopfsaugbagger ist mit einer Saugleitung 2 versehen, die über eine Saugpumpe 3 und eine Druckleitung 4 an einen Laderaum oder an einen Schüttkasten 6 des Schleppkopfsaugbaggers 1 angeschlossen ist.

ίο An ihrem Ende trägt die Saugleitung 2 einen Saugoder Schleppkopf 7, der von dem langsam fahrenden Fahrzeug über den Gewässergrund 8, etwa den Meeresboden, bewegt wird.

Parallel zu der Saugleitung 2 ist eine Druckwasserleitung 9 angeordnet.

Die Saugleitung 2 ist bei 31 mit einer Gelenkkupplung versehen. Mit 32 ist eine Führung an der Seite des Schiffsrumpfes bezeichnet, durch welche -die Saugleitung 2 aus dem Wasser gezogen wird. Der Saugkopf 7 ist mit einen. Messer 33 zum Lösen des Bodens versehen. Die Druckpumpe ist der Einfac'veit halber nicht dargestellt. Das Wasser wird mittels eines Taugkorbs 34, der auf dem Wasser in dem Laderaum 6 schwimmt und der rundum mit einer Schlitzdüse 35 versehen ist, die das Wasser nahe der Oberfläche ansaugt und über eine mit einem Gelenk 36 versehene Leitung 37 abführt, der Wasserdruckleitung 9 zugeführt. Fig.3 zeigt eine Draufsicht des Saugkorbes 34, in der außer dem Gelenk 36 und der Leitung 37 auch eine Stützkonstruktion 38 angegeben ist, die bei 39 gelenkig mit einer mit dem Gelenk 36 gemeinsamen Schwenkachse 39' für die seitliche Unterstützung des Augkorbes 34 verbunden ist

Die Druckwasserleitung 9 ist durch einen Gummisack oder Schlauch 40 mit einem festen Teil der Leitung 40' verbunden, so daß eine Gelenkbewegung möglich ist. Selbstverständlich kann auch ein mechanisch in der Höhe einstellbarer Saugkorb verwendet werden, der z. B. mittels eines Windenseiles beliebig automatisch gesteuert wird.

In den Fig.4, 5 und 6 ist jeweils ein Saug- oder Schbppkopf 7 mit einem Teil der Saugleitung 2 und der Druckwasserleitung 9 dargestellt. Gemäß Fig.4 sind zwei parallel verlaufende runde Rohre 2 bzw. 9 mit nahezu demselben Durchmesser verwendet. Bei dieser Anordnung gelangt das Druckwasser ir Schlepprichtung bei 41 in den Vorderteil des Saugkopfs 7. Der Saugkopf 7 selbst ist bei 42 gelenkig mit den beiden Leitungen verbunden, während bei 43 eine Abdichtung wiedergegeben ist. Mit 44 ist ein Gleitorgan aus verschleißfestem Material bezeichnet, mit dem der Saugkopf 7 über den Gewässergrund geschleppt wird.

Bei F i g. 5 wird von einem einzigen Rohrstück 45 aus ■ gegangen, das durch eine Mittelwand 46 in eine Druckwasserleitung 9 und eine Saugleiiung 2 unterteilt ist. Der Saugkopf 7 ist wieder bei 42 gelenkig mit diesen Leifungen verbunden, während bei 43 eine Abdichtung dargestellt ist, die auf einem zylinderförmigcn Teil des Saugkopfes 7 abdichtet. Bei der Ausführung gemäß F i g. 5 ist die Strömungsrich'ting des zugeführien Druckwassers der Strömungsrichtung nach K i g. 4 entgegengesetzt. Um den letzten Teil 47 der Mittelwand dem jeweiligen Stand des Saugkopfes 7 anzupassen, ist dieser Teil bei 48 gelenkig ausgebildet und ruht auf einer Stützachse 49 in dem Saugkopf 7. Das hintere Ende des Saugkopfes 7 ist

b5 mit einem Rand 50 Versehen. Selbstverständlich kann auch der Gelenkpunkt 42 höher angeordnet sein, wobei dieser Gelenkpunkt dann mit dem Gelenkpunkt 48 zusammenfallen kann, wie auch die Zwischenwand 47 fest

in dem Saugkopf 7 angeordnet sein kann. Bei der Ausführung gemäß Fig.4 werden die Feststoffteilchen durch die Trägheit des gelösten Bodenmaterials relativ zu dem Saugkopf 7 versetzt, wodurch sie leichter mit dem Wasserstrom aus der Druckleitung 9 in die Saugleitung 2 mitgerissen werden.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung der Ausführung nach F i g. 5 gezeigt, wobei statt eines Stirnrandes 50 ein gesondertes Schneidmesser 33 vorgesehen ist.

Die Verbindungsleitung 24 der Druckpumpe 12 kann zusätzlich mit einem außerhalb des Laderaumes angeordneten Wasservorratsbehälter in Verbindung stehen, der beliebig einschaltbar ist. Auch kann in der Verbindungsleitung 24 ein Separator liegen.

Da die Vorrichtung fast ausschließlich mit rezirkulierendem Wasser als Transportmedium arbeitet, wird l lmoohiiniys- od?r Außcnv^ässer fäs! nicht mehr s!s Transportmedium gebraucht. Der Laderaum des Schiffes kann deshalb anfangs ganz oder teilweise mit Süßwasser gefüllt werden, womit, wenn es um die Gewinnung von Sand oder Feststoffen in Salzwasser geht, schon beim Absaugen eine wesentliche Entsalzung erreicht wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

45

50

55

60

b5

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Absaugen einer Feststoff-Wassersuspension vom Gewässergrund in den Laderaum oder offenen Schüttkasten eines Schiffes mit einer mit dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten über eine Saugpumpe und eine Druckleitung verbundenen Saugleitung sowie mit einer in der Nähe der Saugleitung mündenden Druckwasserleitung, die über eine Druckpumpe und eine Verbindungsleitung mit dem Innenraum des Laderaums bzw. des Schüttkastens in Verbindung steht und über die Überlaufwasser aus dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten absaugbar ist, das als Transportmedium für die Feststoffe in die Nähe der Mündung der Saugleitung rückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (2) und die Druckwasserleitung (9) endseitig mit einem im wesentlichen ledig)5£h mit dem rückgeführten Wasser als Transportmedium für die Feststoffe arbeitenden Saugkopf (7,27) verbunden ist und daß die Verbindungsleitung (37) an einen in der Höhe einstellbaren Saugkorb (34) in dem Laderaum bzw. dem Schüttkasten angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (4) ein die Ablagerung der Feststoffe beschleunigende Stoffe enthaltender Vorratstank (23) angeschlossen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (2A) der Druckpumpe (12) zusätzlich mit einem wahlweise anschließbaren Wasse'-vorratsbehälter in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkopf (7) einen dem Gewässergrund sich anpassenden Schild (27) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (24) ein Separator angeordnet ist.'

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehend Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasserleitung (9), in Transportrichtung gesehen, an der Vorderseite des als Schleppkopf ausgebildeten Saugkopfes (7) eines Schleppkopfsaugbaggers angeordnet ist.