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"Hydraulische Egge fUr Unterwasser-Bodenabtrag
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im Wege der AufrUhrbaggerung" Die Erfindung betrifft eine hydraulische
Egge fUr Unterwasser-Bodenabtrag im Wege der Aufrührbaggerung, bestehend aus einem
Schlepprahmen mit in Schlepprichtung vorne liegender Einströmöffnung, bodenseitiger
Schneide zum Aufschneiden des abzutragenden Bodens und dahinter liegender Wirbelkammer
mit zugeordneter Druckluft- und Druckwasserzuleitung zum Dispergieren und Uberführen
des abgetragenen Bodens in höher liegende Strömungsbereiche.
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Aufrührbaggerung bedeutet Unterwasser-Bodenabllag unter Ausnutzung
der
Transport fähigkeit einer natürlichen Strömung für das Abtransportieren gelösten
Bodens. Das Lösen des Bodens kann z. B. mit Hilfe einer hydraulischen Egge erfolgen.
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Bekannt ist eine Ausführungsform aus einem schlittenähnlichen Schlepprahmen
mit zwei zueinander fast senkrecht stehenden Blechen, von denen das untere als Schneide
die Aufgabe hat, den abzutragenden Boden aufzureißen,«ihrend das obere dazu dient,
das durchströmende Wasser zu bündeln und durch die Einströmöffnung in die dahinter
liegende Wirbelkammer zu führen. In diese Wirbelkammer werden von der Wasseroberfläche
aus während des Arbeitsvorganges - dem eingebrachten Boden und durchströmenden Wasser
entgegengerichtet - Druckluft und Druckwasser gepumpt. Dadurch entstehen starke
Turbulenzen, die den aufgebrachten Boden weitgehend in seine kleinstmöglichen Bestandteile
zerlegen. Die so dispergierten Bodenpartikel werden einerseits durch die Formgebung
der Wirbelkammer und andererseits durch die aufsteigende, eingepreßte Druckluft
von der-Sohle her in höhere Strombereiche getragen. Dazu wird die hydraulische Egge
von einem Schlepper Uber den abzutragenenden Boden gezogen (vgl. H. Hofer "Die hydraulische
Egge", Sonderdruck aus Hansa Nr. 9 und 11, 1975).
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Die bisher bekannte hydraulische Egge weist allerdings eine oder mehrere
offene Wirbelkammern auf. Das ist insofern von Nachteil, als die Energie des zugeführten
Druckwassers zum größten Teil wirkungslos an die umgebenden StMmungsbereiche abgegeben
wird und nicht, wie angestrebt, diespergierend auf den durch die Schneide der hydraulischen
Egge gelösten, regelmäßig fladenförmigen Boden einwirkt. Der gT5ste Boden wird daher
zum größten Teil unverändert in Fladenform hinter der hydraulischen Egge wieder
absinken. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Egge fUr
Unterwasser-Bodenabtrag im Wege der Aufrührbaggerung zu schaffen, die sich durch
erhöhten Wirkungsgrad auszeichnet, Die Aufgabe löst die Erfindung bei einer hydraulischen
Egge der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß der Schlepprahmen als bis auf die
Einströmöffnung geschlosaner Schleppkasten mit zumindest nach außen geschlossener
Wirbelkammer ausgebildet ist und die Wirbelkammer Kammerwände mit Durchtritts-Wfnungen
vorgegebener Größe zum Verlassen und Verteilen des in der Wirbelkammer dispergierten
Bodens in die sie umgebenden Strömungsbereiche aufweist. - Diese Maßnahmen der Erfindung
habenzur Folge, daß der gesamte von der erfindungsgemäßen Egge aufgerissene Boden
in den geschlossenen Schleppkasten und von dort in die geschlossene Wirbelkammer
eingeleitet und durch das der Wirbelkammer zugeführte Druckwasser dispergiert wird.
Der dispergierte Boden kann die Wirbelkammer durch die Durchtrittsöffnungen verlassen
und wird dadurch in verteilter Form den umgebenden Strömungsbereichen zugeleitet.
Die in den Austr-ittsbereichen bestehende Wasserrturbulenz wird mittels Druckluft
in ihrer nach oben gerichteten Komponente unterstützt.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt.
So kann der Einströmöffnung und Schneide ein Rechen mit Reißzähnen vorgeordnet sein,
so daß schon vor Dispersion des aufgerissenene Bodens ein fladenförmiges Abheben
des Bodens vermieden wird. Vielmehr wird eine verbesserte Verwirbelung des Boden-Wassergemisches
erreicht und dadurch die Schleppkraft fUr dae erfinrlungsgemEBea Egge erheblich
verminderte ErfindungsgemEB bsideQ- die Druckwasserzuleitung in den geschlossenen
Schleppkasten vor der Wirbelkammer ein, so daß bereits hier das D'spergieren beginnt.
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Die Wirbelkammer kann zu dem geschlossenen Schleppkasten hin grundsätzlich
offen sein, es besteht aber auch die Uglichkeit, daß die Wirbelkammer selbst von
dem Schleppkasten mittels Durchtrittsöffnungen vorgegebener Größe aufweisender Kammerwände
getrennt ist.
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Nach bevorzugter AusfUhrungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß
in die geschlossene Wirbelkammer eine Saugleitung einmUndet. Diese Saugleitung ist
an einer an Bord eines Schleppers installierte Saugpumpe angeschlossen. Durch die
in der Wirbelkammer erzeugte Saugwirkung wird die Dispersion des Bodens erheblich
erhöht. Hinzu kommt, daß zugleich Uberlaufbaggerung ermöglicht wird. Uberlaufbaggerung
meint, daß während des Ansaugens und beim anschließenden Pumpendurchlauf die in
den gelösten Böden noch vorhandenen Kohäsions-und Adhäsionskräfte aufgehoben und
das Bodenmaterial im Idealfall so bis in seine nicht mehr weiter aufspaltbaren Einzelpartikel
zerlegt wird. Die entstehende Wasser-Boden-Dispersion wird dann auf kUrzestem Wege
zurUckgepump!t und der Strömung Ubergeben. In Folge der durch den Schlepper und
die Gezeiten erfolgten Strömung in z. B. einem Hafenbecken wird die mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Egge erreichte Uberlaufbaggerung von größerem Wirkungsgrad als
die konventionelle Uberlaufbaggerung begleitet sein. - Im Ubrigen kann die Wirbelkammer
in mehrere rechteckige oder halbkugelförmige Kammerabteile unterteilt sein. Um die
im Austrittsbereich bestehende Wasserturbulenz durch Druckluft in ihrer nach oben
gerichteten Komponente extrem zu unterstUtzen, sieht die Erfindung ferner vor, daß
die Wirbelkammer auf ihren den Strömungsbereichen zugewandten Außen seiten, vorzugsweise
im Bodenbereich, von einem Druckluftrohr mit nach außen und ggf oben gerichteten
DruckluftdUsen
und in das Druckluftrohr einmündender Druckluftzuleitung
umgeben ist.
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Dort, wo die örtlichen Verhältnisse so gelagert sind, daß nur ein
relativ kurzer Weg vom Ort der Baggerung bis zur Hauptströmung zu überwinden ist,
bietet es sioh an, der hydraulischen Egge eine doppelte Funktion zuzuordnen, nämlich
neben der Funktion der reinen Aufrührbaggerung die Funktion des Unterwassertransportes.
Dazu lehrt die Erfindung mit selbständiger Bedeutung, daß der Schleppkasten unter
Verzicht auf die Wirbelkammer als Schleppkübel ausgebildet ist. Dieser Schleppkübel
weist nach wie vor die Einströmöffnung mit Schneide und vorgeordnetem Rechen auf.
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Er kann als nach hinten konisch verjüngter KUbel ausgeführt sein und
rechteckigen, kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt besitzen, um auch in strömungstechnischer
Hinsicht zu befriedigen. Ferner besitzt der Schleppkübel erfindungsgemäß endseitig
eine selbsttätig bei Vorwärtsbewegung des Schleppers schließende Klappe. Das Schwergewicht
der Klappe sorgt in Verbindung mit den anstehenden Staudruck bei Vorwärtsbewegung
des Schleppkübels dafür, daß die Klappe in ihren Verschlußrahmen gedrückt wird.
Um die zum öffnen der Klappe notwendige Kraft möglichst gering zu halten, liegt
die horizontale Schwenkachse der Klappe in deren oberem Drittel bzw. im oberen Drittel
des zu verschließenden Kübelquerschnittes, weil dann der Staudruck gleichzeitig
auf den oberen Klappenteil einwirkt und dadurch ein das öffnen der Klappe unterstützendes
Moment erzeugt wird. Weiter sieht de Erfindung-vor, daß die Kübelwände und die Klappe
Durchtrittsöffnungen vorgegebener Größe aufweisen, die ein Durchdringen von Schlick
ermöglichen. Beim Austreten des Schlickes aus diesen als Düsen wirkenden Durchtrittsöffnungen
entsteht dann die bei der Aufrührbaggerung angestrebte Verwirbelung
und
Dispersion des aufgerissenen Bodens. Der erfindungsgemäße Schleppkübel wird bei
der Ausfahrt aus dem Abtragsgebiet stets gefüllt sein. Nach Erreichen des Strömungsgebietes
wird mit einem oder mehreren Zugseilen, die über einen Ausleger an Bord des Schleppers
geführt sind, die hintere Klappe geöffnet und das Vorderteil des Schleppkübels vom
Boden angehoben. Der Schlick wird dann durch die so freigege bene Klappenöffnung
austeten und durch die vorhandenen Turbulenzen und Strömungen abtransportiert. Zum
Öffnen der Klappe ist vorzugsweise an die Klappe ein in dem Schleppkübel auf beiden
Kübelseiten geführtes Zugseil vorgesehen, welches nach Öffnen der Klappe im vorderen
Umlenkbereich am Schleppkübel blockiert wird. Dadurch greifen die Zugkräfte vorne
am Schlepp dübel an. Bei der Rückfahrt in das Abtragsgebiet bleibt das Vorderteil
des erfindungsgemäßen Schleppkübels angehoben und die Klappe geöffnet. Hierdurch
wird ein unerwünschter Rücktransport des Bodens in das Abtragsgebiet vermieden.
Im übrigen kann der Schleppkübel im Bereich seiner Hinterkante Aufreißzähne aufweisen,
die beim Kübeltransport den Boden berühren und den bei der Aufrührbaggerung erwünschten
Effekt bringen.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß eine hydraulische Egge verwirklicht wird, die einerseits mit ehöhtem
Wirkungsgrad Unterwasser-Bodenabtrag im Wege der Aufrührbaggerung ermöglicht, andererseits
in der Ausführungsform als Schleppkübel zugleich zum Unterwassertransport geeignet
ist und sich folglich durch doppelte Funktion auszeichnet. Darüber hinaus sind einfache
und kompakte Bauweise gewährleistet.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen
Fig. 1 eine
erfindungsgemäße hydraulische Egge in Aufsicht, Fig. 2 den Gegenstand nach Fig.
1 in Seitenansicht, Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 in Rückenansicht, Fig. 4 den
Gegenstand nach Fig. 1 in Ausführungsform als Schleppkübel, Fig. 5 den Gegenstand
nach Fig. 4 in Seitenansicht und Fig. 6 den Gegenstand nach Fig. 4 in Rückansicht.
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In den Figuren ist eine hydraulische Egge für Unterwasser-Bodenabtrag
im Wege der Aufrührbaggerung beschrieben, die in ihrem grundätzlichen Aufbau aus
einem Schlepprahmen 1 mit in Schlepprichtung vorne liegender Einströmöffnung 2,
bodenseitiger Schneide 3 zum Aufschneiden des abzutragenden Bodens und dahinter
liegender Wirbelkammer 4 mit zugeordneter Druckluft- und Druckwasserzuleitung 5,
6 zum Dispergieren und Überführen des abgetragenen Bodens in höher liegende Strömungsbereiche
besteht. Der Schlepprahmen ist als bis auf die Einströmöffnung 2 geschlossener Schleppkasten
1 mit zumindest nach außen geschlossener Wirbelkammer 4 ausgebildet. Die Wirbeikammer
4 weist Kammerwände 7 mit Durchtrittsöffnungen 8 vorgegebener Größe zum Verlassen
und Verteilen des in der Wirbelkammer dispergierten Bodens in die sie umgebenden
Strömungsbereiche auf. Der Einströmöffnung 2 und Schneide 3 ilt ein Rechen 9 mit
Reißzähnen vorgeordnet. In den geschlossenen Schleppkasten 1 mündet noch vor der
Wirbelkammer 4 die Druckwasserzuleitung 6 ein. De Wirbelkammer 4 kann selbst von
dem Shieppkasten 1 mittels Durchtrt-tsöffnunen 8 vorgegebener Größe aufwesencer
Kammerwände getrennt sein. In die geschlos sene Wirbekammer 4 mündet eine Saugleitung
10 ein. Die Wirbelkammer
4 kann in mehrere rechteckige oder halbkugelförmige
Kammerabteile 11 - letztere Ausführungsform ist in den Figuren dargestellt - unterteilt
sein. Sie ist auf ihren den Strömungsbereichen zugewandten Außenseiten, vorzugsweise
im Bodenbereich von einem Druckluftrohr 12 mit nach außen und oben gerichteten Druckluftdüsen
13 und in das Druckluftrohr 12 einmündender Druckluftzuleitung 5 umgeben.
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Der Schleppkasten kann unter Verzicht auf die Wirbelkammer auch als
Schleppkübel 14 ausgebildet sein. Der Schleppkübel 14 ist als nach hinten konisch
verjüngter Dübel ausgeführt und besitzt rechteckigen, kreisförmigen oder elliptischen
Querschnitt. Dargestellt ist die rechteckige Ausführungsform.
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Der SchleppkUbel 14 weist endseitig eine selbsttätig schließende Klappe
15 auf. Die horizontale Schwenkachse 16 dieser Klappe 15 ist im oberen Drittel der
zu verschließenden KUbelöffnung 17 geordnet. Die Kübelwände 18 und die Klappe 15
besitzen Durchtrittsöffnungen 19 vorgegebener Größe. An die Klappe 15 ist ein in
dem Schleppkübel 14 auf beiden KUbelseiten geführtes Zugseil 20 angeschlossen. Dem
Zugseil 20 ist im vorderen Umlenkbereich am Schleppkübel 14 eine nicht gezeigte
Blockagevorrichtung zugeordnet, die das Zugseil nach Öffnen der Klappe 15 blockiert,
so daß dann die Zugkräfte vorne an dem SchleppkUbel 14 angreifen. Der Schleppkübel
14 kann im Bereich seiner Hinterkante zusätzlich Aufreißzähne 21 besitzen.