DE2913455A1

DE2913455A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtragen von material unter wasser, insbesondere zum erodierenden abtragen von erdmaterial oder verschmutzungen an teilen unter wasser

Info

Publication number: DE2913455A1
Application number: DE19792913455
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Grad Kupczik
Original assignee: MOTTE PETER de la
Current assignee: MOTTE PETER de la
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1980-10-16

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen von Material
unter Wasser, ins besondere zum erodierenden Abtragen von Erdmaterial oder Verschmutzungen an Teilen unter Wasser.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum erodierenden Abtragen von Erd- oder Bodenmaterial, insbesondere bei Verfahren zum Verlegen von Kabeln, Leitungen oder dergleichen in Böden.
Es sind verschiedene Verfahren zum Verlegen von Kabeln, Leitungen oder dergleichen in Böden -auch Verlegen unter Wasser- bekannt, bei denen ein Schleppkörper Uber den Boden gezogen wird, der an einer im wesentlichen senkrechten Wand eine Anzahl StrahldUsen aufweist, aus denen Wasser unter Druck heraustritt, durch das der Boden erodiert wird, und ein Graben entsteht, in dem dann eine Leitung, ein Kabel oder dergleichen, kontinuierlich verlegt werden kann= Dabei sind die Strahldüsen an dem Körper in einer Reihe oder in mehreren zumeist senkrechten Reihen angeordnet. Wenn ein Erodieren von ErdmaterSt (Boden) vermittels der StrahldUsen unter Wasser vorgenommen werden soll, verliert der Wasserstrahl zufolge der Reibung mit dem umgebenden Wasser vergleichsweise schnell seine kinetische Energie, da die Geschwindigkeit des Wasserstrahls im Quadrat zur Entfernung von der Austrittsstelle des Wassers aus der Düse abnimmt, und zusätzlich zwischen dem aus der Strahldüse austretenden Wasserstrahl und dem umgebenden Wasser eine erhebliche Reibung eintritt. Dadurch findet nur ein unvollkommenes Erodieren von Erdmaterial durch den Wasserstrahl bzw. die Wasserstrahlen statt.
Auch die Kombination von DruckspUlwasser mit mechanischer Entfernung des Bodens hat nicht zu dem beabsichtigten Erfolg der möglichst weitgehenden Ausnutzung der kinetischen Energie des Druckwasserstrahls gefUhrt.
Der Zweckder Erfindung besteht in erster Linie darin, bei Verfahren zum Erodieren von Erdmaterial, insbesondere bei unter Wasser arbeitenden Verfahren, eine bessere Ausnutzung der kinetischen Energie des Wasserstrahls und damit eine verbesserte Erodierung des Erdmaterials zu erreichen. Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, bei Arbeitsverfahren zum Erodieren von Erdmaterial, insbesondere bei unter Wasser arbeitenden Verfahren dieser Art, den Widerstand des Wasserstrahls dadurch eu vermindern, daß der Wasserstrahl von einem Medium in gasförmigem Zustand umhUllt wird, das sich mit dem Wasserstrahl bewegt.
Dadurch, daß der aus der Strahldüse austretende Wasserstrahl (Wasserstrahlen) von einem gasförmigen Medium umhUllt wird, wird die kinetische Energie des Wasserstrahls bis zur Auftreffstelle auf den zu erodierenden Boden nur geringfügig vermindert, so daß ein intensives Erodieren des Bodens erreicht wird.
Nach Abgabe der Spfllenergie an den Boden kommt es zwangsläufig zur Vermischung zwischen Luft, Wasser und gelöstem Bodenmaterial Hierdurch stellt sich ein mittleres spezifisches Gewicht ein, welches unterhalb des spezifischen Gewichts des umgebenden Wassers liegt. Dieser Nebeneffekt hat den signifikanten Vorteil, daß das gelöste Material vom Spülort abgetragen wird und so eine Einbettungsrinne herstellt.
Es ist nach einer AusfUhrungsform des Verfahrens der Erfindung vorzuziehen, die Bewegungsgeschwindigkeit des den Wasserstrahl umhUllenden gasförmigen Mediums in etwa gleieh der Austrittsgeschwindigkeit des Wasserstrahls aus der Strahldüse zu machen, wobei es vorgezogen wird, die Geschwindigkeit des gasförmigen Mediums etwas größer als die Geschwindigkeit des aus der StrahldUse austretenden Wasserstrahls zu machen. Dadurch, daß die Geschwindigkeit des gasförmigen HUllmediums etwas höher als die Geschwindigkeit des aus der Strahldüse austretenden Wasserstrahls gemacht wird, trägt das gasförmige HUllmedium zur Beschleunigung der Bewegung des Wasserstrahls bei, und weiterhin wird die an sich bereits geringfügige Reibung zwischen dem Außenumfang des Wasserstrahls und des gasförmigen Hiillmediums vermindert und der Wasserstrahl durch das gasförmige Hüllmedium mitgenommen.
Nach einer praktischen AusfUhrungsform der Erfindung wird als gasförmiges HUllmedium für den aus der Strahldüse austretenden Wasserstrahl Druckluft verwendet, die in regelbarer Weise zugeführt werden kann.
Nach einer praktischen Ausfiihrungsform zur DurchfUhrung des Verfahrens der Erfindung sind die Leitungen fUr das gasförmige Medium und das Wasser mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des SpUlkörpers hintereinander angeordnet, und der Körper der WasserstrahldUse (DUsen) durchsetzt die Leitung für das gasförmige Medium, und fUr den Austritt des gasförmigen Mediums ist nahe der Austrittsstelle des Wasserstrahls eine Ringleitung zum Austritt des gasförmigen Mediums (Luft) vorgesehen.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Erodieren von Erd- oder Bodenmaterial unter Wasser zur Herstellung von Gräben, in denen Kabel, Leitungen oder dergleichen kontinuierlich verlegt werden. Bei Vorrichtungen zum Herstellen solcher Gräben ist ein Dilsenkörper vorgesehen, der in der Bewegungsrichtung des Düsenkörpers hintereinander angeordnet die Zuleitung für das gasförmige Medium und die Zuleitung fUr das Druckwasser trägt, und der mit einem Leitkörper verbunden ist, längs welchem Kabel, Leitungen oder dergleichen, unmittelbar direkt nach Herstellung der Gräben eingebettet werden.
In der Zeichnung ist eine AusfUhruo gsform der Erfindung beispilsweise zur Darstellung gebracht.
Die Figur zeigt einen Teil-Längsschnitt durch einen Spülkörper sowie eine Wasser- und Luft-Zuleitung mit einer Strahldtise flir ein Spülgerät zum Erodieren von Erdmaterial.
Mit 1 ist eine Lurtzuleitung, mit 2 eine Wasserzuleitung bezeichnet. Wie dargestellt, ist in der Wandung der Wasserzuleitung 2 ein Strahldüsenkörper 5 auf zweckentsprechende Weise gelagert, der die LuStzuleitung 1 durchsetzt, und der an der Wandung der Luftzuleitung 1 abdichtend befestigt ist, Im Bereich des Düsenkörpers 5 ist die Wandung der Luftzuleitung 1 mit einem Einsatzteil 4 versehen,der eine Offnung aufweist, die das Ende des DUsenkörpers 5 mit Abstand umgibt. Dadurch wird eine Ringleitung für das gasförmige Medium gebildet.
Demgemäß wird der aus der Wasserstrahldüse 7 austretende Wasserstrahl beim Austritt des Wassers unmittelbar von einer HUlle des gasförmigen Mediums (vorzugsweise Luft) umgeben und beide Medien bewegen sich zu der zu erodierenden Stelle.
Gemäß der Erfindung können anstelle der DUsen auch Diffusoren verwendet werden, da die Erfahrung gezeigt hat, daß eine Diffusorströmung im Vergleich zu einer DUsenströmung eine größere Reichweite hat.
Die vorliegende Erfindung ist insgesamt nicht beschränkt auf das Abtragen von Material unter Wasser, um ein Rohr oder dergleichen verlegen zu können. Sie kann vielmehr auch angewendet werden, wenn ein Pfahl unter Wasser gesetzt oder entfernt werden soll.
Weiterhin können mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung auch Gegenstände unter Wasser gereinigt werden, so z.B. Schiffskörper oder Spundwände. Schließlich ermöglicht die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung auch die Reparatur an unter Wasser befindlichen Teilen.
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Claims

Patentansprüche Verfahren zum Abtragen von Material unter Wasser, insbesondere zum Erodieren von Erdmaterial, unter Verwendung eines Wasserstrahls oder mehrerer, unter Verwendung eines SpUlgerätes, das mit Spüldüsen zum Austritt von Druckwasser zwecks Erodierung des Bodens versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der DUse austretende Wasserstrahl von einem sich mit ihm bewegenden gasförmigen Medium umhüllt wird, das sich in der gleichen Richtung wie die des Wasserstrahls bewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwflndigkeit des aus der DUse austretenden Wasserstrahls und die Bewegungsgeschwindigkeit des ihn einhüllenden Mediums im wesentlichen einander gleich gewählt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium für die UmhUllung des aus der DUse austretenden Wasserstrahls Druckluft verwendet wird.

4. Verwendung des Verfahrens nach einem der Anspri3che 1 bis 5 zur Herstellung von Unterwasser-Gräben zum kontinuierlichen Verlegen von Kabeln, Leitungen, Pipelines usw.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der AnsprUche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet/ daß die an eine DruckwasserzufUhrungsleitung angeschlossene StrahldUse die Druckleitung fUr das gasförmige Medium durchsetzend angeordnet ist und in der Wandung dieser Leitung eine den Körper der Strahldilse umgebende Ringleitung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der DUse ein an eine Druckwasserzutührungsleitung angeschlossener Diffusor die Druckleitung für das gasförmige Medium durchsetzend angeordnet ist und in der Wandung dieser Leitung eine den Körper des Diffusors umgebende Ringleitung vorgesehen ist.