DE2707899A1

DE2707899A1 - Foerdervorrichtung zur foerderung von schlamm, insbesondere erzschlamm aus grossen tiefen

Info

Publication number: DE2707899A1
Application number: DE19772707899
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Ernst; Udo Dipl Ing Hahlbrock; Ulrich Ing Grad Waentig
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2707899C2

Description

Fördervorrichtung zur Föderung von Schlamm, insbesondere Eizschlamm aus großen
Tiefen Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zur Förderung von Schlamm, insbesondere Erzschlamm aus großen Tiefen.-Zur Förderung von Schlamm, insbesondere Erzschlamm aus großen Tiefen, könnte man daran denken, Zentrifugalpumpen zu verwenden, wobei im Bereich der Ansaugöffnung der Zentrifugalpumpe zusätzlich Wasser als Fördermittel zugeführt wird. Das bereitet Schwierigkeiten, zumal das Förderwasser nachträglich wieder entfernt werden muß. Soweit Zentrifugalpumpen hohe FörderdrUcke Uberwinden dessen, erfordern sie einen unverhöltnismäßig hohen Aufwond.
Der Erfindung liegt die Aufgobe zugrunde, eine Fördervorrichtung fur Schlämme zu schaffen, mit der auch Schlämme einer hohen Viskosität Uber verhältnismaßig große Förderwege bzw. unter verhaltnismaßig großen Förderdrucken gefördert werden können.
Außerdem sollen die Fördervorrichtungen fUr verhältnismäßig hohe Temperaturen der zu fördernden Schlämme einsetzbar sein. Die Temperatur des zu fördernden Schlammes kann bis zu etwa 80° betragen. Die Schlömme können ein spezifisches Gewicht von 1.3 g/cm³ besitzen. Es sollen aber auch Schlämme eines höheren oder niederen spezifischen Gewichtes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefördert werden können.
Eine Verdünnung des zu fördernden Schlammes durch zusätzliches Förderwasser soll vermieden werden. Die erfindungsgemaße Vorrichtung soll insbesondere auch dazu dienen, Erzschlömme aus großen Tiefen zu fördern, wobei sich über dem Erzschlammlager eine Salzsolenzone eines verhältnismäßig hohen spezifischen Gewichtes von beispielsweise 1, 1 g/cm3befindet. Die Fördervorrichtung soll so beschaffen sein, daß Salzsole aus dieser Zone nicht in den zu fördernden Erzschlamm bzw. in die Fördervorrichtung gelangt. Die zu fördernden Erzschlömme können dabei in einer Tiefe von etwa 2.000 m auf dem Meeresgrund lagern und eine Mächtigkeit von etwa 20 bis 100 m besitzen. Die Viskosität des Erzschlammes kann etwa 120 c poise betragen.
Die Erfindung besteht darin, daß die Fördervorrichtung aus einem Förderrohr besteht, dessen unteres Ende beweglich und an seinem Umfang abdichtend in einem Zylinder gefuhrt ist und daß zwischen dem Zylinder einerseits und dem unteren Ende des Förderrohres andererseits eine Antriebsvorrichtung angreift, durch die die beiden Teile gegeneinander hin- und herbewegt werden können, und daß der Zylinder mit einem oder mehreren nach innen öffnenden Rückschlagventilen und daß das Förderrohr mit einem nach oben öffnenden Rückschlagventil versehen ist. Die erfindungsgemäße Cördervorrichtung wird in den Förderschlamm abgesenkt. Wenn die Antriebsvorrichtung eingeschaltet ist und sich das untere Ende des Förderrohres nach oben bewegt, vergrößert sich der Raum zwischen dem Zylinder und dem Förderrohr, so daß der Schlamm durch die sich nach innen öffnenden Rückschlagventile angesaugt wird. Wenn andererseits das untere Ende des Förderrohres nach unten bewegt wird, schließen sich diese Rückschlagventile, und der Schlamm wird bei der Verringerung des genannten Raumes durch das nach oben öffnende RUckschlagventil des Förderrohres an die Wasseroberfläche bzw. in Sammelbehälter gedruckt.
Die Antriebsvorrichtung kann unterschiedlich ausgebildet sein. Eine einfache Ausfuhrungsform besteht darin, daß die Antriebsvorrichtung aus einem Hydraulikzylinder besteht.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann das untere Ende des Förderrohres trichterartig erweitert sein. Dadurch wird die Länge des Abdichtungsumfanges, entlang m das Förderrohr aus dem Zylinder nach oben austritt, verringert und die Abdichtung erleichtert.
Außerdem wird auf diese Weise ein Hohlraum zwischen dem unteren trichterförmigen Ende des Förderrohres und der oberen Stimwand des Zylinders gebildet, in dem die Antriebsvorrichtung untergebracht sein kann.
Weiterhin kann das untere Ende des Förderrohres mit etwa radial verlaufenden Laschen versehen sein. Durch diese Laschen wird eine Führung des unteren Endes des Förderrohres in dem Zylinder erreicht, außerdem können die Antriebsvorrichtungen an diesen Laschen angelenkt sein.
In gleicher Weise kann der Zylinder auf seiner Innenseite im Bereich des beweglichen Förderrohres mit etwa radial verlaufenden Laschen versehen sein, die diegleiche Aufgabe erful len.
Dabei kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung an den Laschen die Antriebsvorrichtung wie ein Hydraulikantrieb beidseitig angelenkt sein.
Zur Unterstützung des Eindringens in den Schlamm und zur Vermeidung von Kanälen, die sich möglicherweise durch den Schlamm bis zur Sohlenschicht erstrecken, kann der Hydraulikantrieb nicht nur zur Erzeugung der Pumpenbewegung, sondern auch zur Erzeugung von hochfrequenten Rüttelschwingusngen dienen.
Zweckmäßig ist das untere Ende des Zylinders konisch ausgebildet und läuft in einer Spitze aus. Mit diesem unteren Ende dringt der Förderzylinder in den Schlamm ein.
Dabei können die nach innen öffnenden Rückschlagventile in diesem unteren konischen Teil des Zylinders angeordnet sein.
Zum Schutz der Ruckschlagventile können auf der Außenseite des Zylinders Schutzgitter angeordnet sein.
Der Zylinder kann weiter auf seinem Umfang mit SUtzfUnen versehen sein, die ihn beim Absenken auf den Meeresgrund auf eine vorbestimmbare Höhe über dem Meeresgrund halten.
Die Fördervorrichtung kann mit mehreren Pumpen der beschriebenen Art ausgerüstet sein, die nebeneinander liegend in einem Stützgerat angeordnet sind und die in unterschiedlichem Takt arbeiten. Dadurch kann eine gleichmäßige Bewegung des Schlammes im Förderrohr erreicht und eine absatzweise Bewegung des Schlammes im Förderer vermieden werden.
Die erfindungsgemöße Fördervorrichtung kann mit einem in seinem spezifischen Gewicht einstellbaren Schwimmkörper versehen sein, dadurch kann die Fördervorrichtung in einer bestimmten Höhe Uber dem Meeresgrund einstellbar sein.
Der Schwimmkörper kann weiterhin zur Aufnahme von Hilfseinrichtungen dienen.
Insbesondere kann der Schwimmkörper mit einer Auftriebsvorrichtung versehen sein, mit Hilfe derer das An-Bord-Heben der Fördervorrichtung erle.ichtert bzw. deren Lage einstellbar ist.
Der obere Teil der Fördervorrichtung kann als flexible Schlauchleitung ausgebildet sein, durch die der Schlamm unmittelbar an Deck des Schiffskörpers gefördert wird.
Auch ist es möglich, den Schlamm in Sammelbehöltern aufzunehmen, die unterhalb der Wasseroberfldchen in Verbindung mit der Schlauchleitung stehen.
Die Schlauchleitung kann weiterhin die elektrischen Kabel usw. aufnehmen.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Fördervorrichtung mit einem vorzugsweisen elektrisch angetriebenen Rüttler ausgerüstet ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 die allgemeine Ausbildung der erfindungsgemaßen Fördervorrichtung, Fig. 2 die Fördervorrichtung im Vertikalschnitt, Fig. 3 einen Einschnitt in der Ebene A-A, Fig. 4 die Anordnung zweier Fördervorrichtungen in einem Traggestell ähnlich wie Fig. 2 Die Fördervorrichtung besteht aus einem Förderrohr 1 , dessen unteres Ende trichterartig 2 erweitert ist und damit praktisch einen Kolben bildet. Dieser ist in einem unten spitz zulaufenden Zylinder 3 auf- und abbeweglich gelagert.
Das obere Ende des Zylinders 3 ist als Führungsring 4 ausgebildet, durch den das Förderrohr 1 gleitend geführt ist. Dazu können Laschen 4a dienen, die sich radial nach innen bis zum Förderrohr 1 erstrecken.
In gleicher Weise ist das untere Ende des Förderrohres 1 im Bereich der trichterartigen Erweiterung 2 mit radial verlaufenden Laschen 2 a versehen, die dort zur Führung des unteren Teiles des Förderrohres dienen. Zwischen den Laschen 2 a und 4 a ist eine Antriebsvorrichtung angeordnet, mit der der Kolben 2 im Verhältnis zum Zylinder 3 bewegt wird. Im Ausfuhrungsbeispiel besteht die Antriebsvorrichtung 5 aus drei auf den Umfang gleichmäßig verteilten Hydroulikantrieben.
In dem unteren spitz zulaufenden Ende 3a des Zylinders sind nach innen öffnende Ruckschlagventile 6 angeordnet, deren Einlaßöffnungen auf ihrer Außenseite durch Schutzgitter 7 geschützt sind.
Im Förderrohr 1 ist ein Ruckschlagventil 8 angeordnet, das in Richtung nach oben öffnet.
Der Zylinder 3 wird durch drei Stützfüße 9 in einem vorbestimmten Abstand, der einstellbar sein kann, Uber dem Schlammuntergrund gehalten.
Das Förderrohr 1 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel Uber eine Höhe, so daß das Förderrohr außerhalb des Bereiches bzw. der oberen Zone 10 des zu fördernden Schlammes 11 in der Salzsolenzone endet. Dort kann an dem Förderrohr 1 ein Schwimmkörper 12 angeschlossen sein. Dabei kann das Förderrohr 1 wiederum beweglich in diesem Schwimmkörper geführt sein, so daß bei der hin- und hergehenden Bewegung des Förderrohres die Lage des Schwimmkörpers 12 sich nicht ändert. Der Schwimmkörper 12 kann mit nicht dargestellten Auftriebsvorrichtungen versehen sein, mit denen die Einrichtung auf ein vorbestimmtes Nievau gehalten werden kann. Außerdem können in dem Schwimmkörper 12 Hilfseinrichtungen angeordnet sein.
Vom Schwimmkörper 12 führt eine flexible Schlauchleitung 13 zum Schiff 14. In dieser Schlauchleitung wird der Förderschlamm in auf dem Schiff 14 angeordnete Behälter gedruckt. Die Schlauchleitung 13 dient gleichzeitig zur Befestigung von nicht gezeichneten Kabeln fUr die Energieversorgung.
Am Ende der flexiblen Schlauchleitung 13 können nicht dargestellte Hilfspumpen angeordnet sein, um die Förderleistung der Fördervorrichtung zu entlasten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind zwei Fördervorrichtungen 20 und 21 der beschriebenen Art einander parallel geschaltet, wobei die Förderrohre 22 und 23 hinter dem Rückschlagventil 24 und 25 zu einem gemeinsamen Förderrohr 26 zusammengeführt sind. Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß die beiden Fördervorrichtungen 20 und 21 in entgegengesetztem Takt zueinander arbeiten, so daß ein gleichmößiger Fluß des Schlammes in dem Förderrohr 26 erzielt wird.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprtiche 1. Fördervorrichtung zur Förderung von Schlamm, insbesondere Erzschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung aus einem Förderrohr (1) besteht, dessen unteres Ende beweglich und an seinem Umfang abdichtend in einem Zylinder (3) geführt ist und daß zwischen dem Zylinder (3) einerseits und dem unteren Ende des Förderrohres (1) andererseits eine Antriebsvorrichtung (5) angreift, durch die die beiden Teile (1,3) gegeneinander hin- und her bewegt werden können, und daß der Zylinder (3) mit einem oder mehreren nach innen öffnenden Rückschlagventilen (6) und das Förderrohr (1) mit einem nach oben öffnenden Ruckschlagventil (8) versehen ist.
2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Förderrohres (1) trichterartig (2) erweitert ist.
3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Förderrohres (1) mit etwa radial verlaufenden Laschen (2a) versehen ist.
4. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) auf seiner Innenseite im Bereich des Förderrohres (1) mit etwa radial verlaufenden Laschen (4a) versehen ist.
5. Fördervorrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Laschen (2a), (4 a) die Antriebsvorrichtung (5) wie ein Hydraulikantrieb angelenkt ist.
6. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikantrieb nicht nur zur Erzeugung der Pumpenbewegung sondern auch zur Erzeugung von hochfrequenten Rüttelschwingungen dient.
7. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Zylinders (3) konisch ausgebildet in eine Spitze (3a) ausläuft.
8. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet. daß die nach innen öffnenden Rückschlagventile (6) in dem unteren konischen Teil (3a) des Zylinders (3) angeordnet sind.
9. Fördervorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (6) durch Schutzgitter (7) abgedeckt sind.
10. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) mit auf seinem Umfang verteilten StUtzfUßen (9) versehen ist.
11. Fördervcrrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fördervorrichtungen (20,21) nebeneinander liegend in einem StUtzgerüst angeordnet sind und in unterschiedlichem bzw. entgegengesetztem Arbeitstakt arbeiten.
12. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dos Förderrohr (1) mit einem in seinem spezifischen Gewicht regelbaren Schwimmkörper (12) versehen ist.
13. Fördervorrichtung nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (12) zur Aufnahme von Hilfseinrichtungen dient.
14. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (12) mit einstellbaren Auftriebsvorrichtungen versehen ist.
15. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Förderrohres (1) als felxible Schlauchleitung (13) ausgebildet ist, die zu einem Schiff (14) bzw. zu einer Ablagerungsstätte führt.
16. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung mit einem vorzugsweisen elektrisch angetriebenen Rüttler ausgerüstet ist.