DE3129228A1 - Underwater suction scraper-dozer - Google Patents
Underwater suction scraper-dozerInfo
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Abstract
Description
Unterwasser-Saugschürfraupe Underwater suction scraper
Die Erfindung betrifft ein universelles Gewinnungsgerät für die Naßbaggerung, auch in schwierigen Böden, bei Wassertiefen bis zu mehre ren hundert Metern.The invention relates to a universal extraction device for dredging, even in difficult soils, with water depths of up to several hundred meters.
In der Naßbaggertechnik für die Kiesgewinnung sind für Baggertiefen bis zu 130 Metern Schwimmbagger mit Seilgreifern und Nydraulikgrei fern bekannt. Der Greifer hängt entweder an einem Ausleger oder an einer Katze, die an einer Kranbrücke mehrere Meter verfahrbar ist.In wet dredging technology for gravel extraction are for dredging depths Up to 130 meters of floating dredgers with rope grabs and hydraulic grippers are known. The grab is either attached to a boom or a trolley attached to a crane bridge can be moved several meters.
Der Ausleger bzw. die Kranbrücke ist auf einer Schwimmplattform montiert, die durch Abspannseile vom Ufer aus verankert wird.The boom or the crane bridge is mounted on a floating platform, which is anchored by guy ropes from the bank.
Diese Bagger haben den Nachteil, daß die Baggerung im wesentlichen punktförmig erfolgt, weswegen stets auch die Gefahr besteht, daß der Greifer beim Nachrutschen des die Baggerstelle umgebenden Materials verschüttet wird. Bei steigender Wassertiefe erhöht sich die Spiel dauer, auf etwa 3 Minuten bei 80 Meter Wassertiefeg eine Verkürzung der Spiel dauer ist, wegen des unverhältnismäßig steigenden Energiebedarfs für das Hubwerk, nicht in wirtschaftlicher Weise möglich. In lehmigem oder tonigem Boden9 wie er in (kiesgruben bei Wassertiefen zwischen 15 und 50 Metern als störende Zwischenschicht angetroffen werden kann, erweist sich insbesondere der Seilgreifer als wenig leistungsfähig. Eine deutliche Erhöhung des Greifereigengewichts, bis in die Größenordnung von 8 Tonnen und mehr, bringt hier zwar Besserung, verschlechtert aber das Verhältnis von Nutzlast zu Eigengewicht und erhöht den spezifischen Energiebedarf, pro Tonne geförderten Guts.These excavators have the disadvantage that the dredging is essentially takes place punctiform, which is why there is always the risk that the gripper when Slipping of the material surrounding the dredging site is spilled. With increasing Water depth increases the game time to about 3 minutes at 80 meters water depth a shortening of the game duration is due to the disproportionately increasing energy requirement for the hoist, not economically feasible. In loamy or clay Boden9 as seen in (gravel pits at water depths between 15 and 50 meters as disturbing Intermediate layer can be encountered, proves in particular the rope gripper as not very efficient. A significant increase in the grapple's own weight, up to in the order of 8 tons and more, brings improvement here, deteriorates but the ratio of Payload to dead weight and increases the specific energy requirement, per ton of extracted good.
In der Naßbaggertechnik sind weiterhin schwimmende Saugbagger bekannt, die mit Saugpumpen, die auf der Schwimmplattform, oder mit Druckpumpen, die direkt hinter dem Saugmund angebracht sind, arbeiten und die, zumindest theoretisch, in beliebigen Wassertiefen eingesetzt werden können. Diese reinen Saugbagger arbeiten jedoch nur in lockeren Böden zufriedenstellend.In wet dredging technology, floating suction dredgers are also known, those with suction pumps that are on the swim platform, or with pressure pumps that are direct behind the suction mouth, work and, at least theoretically, in any water depth can be used. These pure suction excavators work however, only satisfactory in loose soils.
Dies gilt auch für eine Variante des Saugbaggers, die mit dem sog.This also applies to a variant of the suction excavator, which is equipped with the so-called.
Lufthebeverfahren arbeitet.Airlift is working.
Für den Einsatz in festen Böden, wie zB. für die Beseitigung von Pflanzenrückständen in Sumpfgebieten oder für das Vertiefen von Fahrrinnen in harten Böden, sind Saugbagger mit Schneidköpfen, sog. Cutterbagger, im Gebrauch. Diese Geräte bestehen aus einer Schwimmplattform mit Stützpfählen, die die Grabkräfte übernehmen, einem Ausenger, der den Schneidkopf und dessen Antrieb trägt und einer Hebevorrichtung für den Ausleger. Durch wechselndes Einsetzen der gewöhnlich zwei Stützpfähle ist das Gerät zu einer Schreitbewegung fähig.For use in solid soils, such as. for the removal of plant residues Suction excavators are used in swamp areas or for deepening fairways in hard ground with cutting heads, so-called cutter excavators, in use. These devices consist of one Swimming platform with support poles that take over the digging forces, an Ausenger, which carries the cutting head and its drive and a lifting device for the boom. By alternately inserting the usually two support posts, the device becomes one Capable of walking movement.
Da die Länge des Auslegers und der Stützpfähle aus konstruktiven Gründen begrenzt ist, liegt die zur Zeit mögliche Baggertiefe dieser Geräte unter 30 Metern.Because the length of the boom and the support piles for structural reasons is limited, the currently possible dredging depth of these devices is less than 30 meters.
Schwimmende Schaufelradbagger unterliegen, bezüglich der Baggertiefe, den gleichen Einschränkungen wie die Cutterbagger, bieten aber den Vorteil höherer Förderleistungen.Floating bucket wheel excavators are subject to, with regard to the excavation depth, the same restrictions as the cutter excavator, but offer the advantage of higher Funding services.
Bei der Naßbaggerung in Böden mittlerer Schwierigkeit, zB. bei der Freihaltung von Fahrrinnen in Flüssen, bewähren sich bei geringen Wassertiefen weiterhin schwimmende Eimerkettenbagger.When dredging in soils of medium difficulty, e.g. in the Keeping fairways clear in rivers continue to prove their worth at shallow water depths floating bucket ladder excavators.
Für harte, eventuell felsige Böden werden in der Naßbaggertechnik zunehmend, auf Schwimmplattformen montierte, konventionelle Hydraulik-Tieflöffelbagger eingesetzt, die sich, wegen ihrer hohen Reißkräfte, zum Lösen von Gestein besonders gut eignen. Die Grabkräfte werden, wie beim Cutterbagger, durch Pfähle abgestützt. Die maximal mögliche Baggertiefe dieser Geräte ist aus konstruktiven Gründen auf derzeit etwa 25 Meter Wassertiefe begrenzt.For hard, possibly rocky soils, dredgers are used Increasingly, conventional hydraulic backhoe excavators mounted on floating platforms used, which, because of their high tearing forces, are particularly suitable for loosening rock well suited. As with the cutter excavator, the digging forces are supported by piles. The maximum possible excavation depth of these devices is due to design reasons currently limited to about 25 meters water depth.
Generell gilt, daß mit zunehmender Wassertiefe, insbesondere beim Baggern in schwierigen Böden, diskontinuierlich arbeitende Geräte, wie Greifer-, Eimer- oder Löffelbagger immer unwirtschaftlicher, kontinuierlich arbeitende schneidende Geräte, wie Schaufelrad-, Cutter- oder Eimerkettenbagger immer größer, aufwendiger und damit unbrauchbar werden.In general, with increasing water depth, especially with Dredging in difficult soils, discontinuously working devices such as gripper, bucket or backhoe excavators more and more uneconomical, continuously working cutting Devices such as bucket wheel, cutter or bucket chain excavators are getting bigger and more complex and thus become unusable.
Diese Nachteile, die dazu geführt haben, daß für Wassertiefen über 50 Meter und schwierige Böden kein ausgeführtes oder mit tragbaremkostenaufwand realisierbares Baggergerät zur Verfügung steht, versucht die im folgenden näher beschriebene Erfindung zu vermeiden.These disadvantages have meant that for water depths over 50 meters and difficult soils no executed or affordable costs feasible excavator device is available, tries the following in more detail to avoid described invention.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein universelles Naßbaggergerät zu schaffen, das, trotz einfachem Aufbau, kleinen Dimensionen und geringem Gewicht, in Wassertiefen bis zu 300 Metern arbeitet, auch schwierige Böden bewältigt, also insbesondere hohe Schneid- und Reißkräfte aufbringt.The object of the invention is to create a universal dredger, despite the simple structure, small dimensions and light weight, in water depths works up to 300 meters, even conquers difficult floors, especially high ones Applies cutting and tearing forces.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einen Ausleger, also eine starre Kopplung zwischen dem Schneidwerkzeug und der Schwimmplattform, die auch ein Begleitschiff sein kann, verzichtet wird. Das Schneidwerkzeug wird von einer Unterwasser-Saugschürfraupe gebildet, die, ferngesteuert, die Funktionen des Schneidens und Lösens, des Förderns, des Ortswechsels und der Kontrolle der Bodenkontur übernehmen kann. Die Schwimmplattform oder das Begleitschiff versorgt die Unterwasser-Saugschürfraupe mit Energie und dient als Steuerstand und zur Aufnahme, Umlenkung oder/und Weiterverarbeitung des Förderstroms. Mit der~Schwimmplattform besteht eine flexible Verbindung durch einen Druckschlauch für die Aufwärts--förderung und Leitungen für die Energieversorgung und Steuerung der Unterwasser-Saugschürfraupe. Druckschlauch und Versorgungsleitungen werden mit Vorteil zu einer kuppelbaren baulichen Einheit zusammengefasst. Die Unterwasser-Saugschürfraupe selbst besteht aus einem modifizierten, vollhydraul ischen Raupenfahrwerk, einer zwischen den Ketten angeordneten hydraulisch betätigten Grabschaufel, die in einen Trichter ausläuft und einer an dessen Ende angeordneten Saugpumpe, die ein Gemisch aus von der Grabschaufel aufgenommenem Gut und Wasser über den flexiblen Druckschlauch zur Wasseroberfläche fördert. Der Wasserdruck im Schlauch ist demzufolge höher, als der umgebende Wasserdruck.The object is achieved according to the invention in that on a boom, i.e. a rigid coupling between the cutting tool and the swimming platform, which can also be an escort ship, is dispensed with. The cutting tool will formed by an underwater suction scraper that, remotely controlled, the functions cutting and loosening, conveying, relocating and controlling the Can take over the ground contour. The swim platform or the escort ship supplied the underwater suction scraper with energy and serves as a control station and for recording, Redirection and / or further processing of the delivery flow. With the ~ swim platform there is a flexible connection through a pressure hose for upward conveyance and cables for the power supply and control of the underwater suction scraper. The pressure hose and supply lines advantageously become a detachable structure Unity summarized. The underwater suction scraper itself consists of one modified, fully hydraulic crawler tracks, one between the chains hydraulically operated digging shovel that drains into a funnel and one on the end of which is arranged suction pump, which is a mixture of taken up by the digging shovel Good and water via the flexible pressure hose to the water surface promotes. The water pressure in the hose is therefore higher than the surrounding water pressure.
Zum Erkennen von Bodenspalten und Hindernissen, ist ein Sonar vorgesehen, dessen Signale über ein Kabel auf einen Monitor im Steuerstand auf der Schwimmplattform übertragen werden.A sonar is provided to detect gaps in the floor and obstacles, its signals via a cable to a monitor in the control stand on the swim platform be transmitted.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Unterwasser-Saugschürfraupe ist es, daß die Schneid- und Grabkräfte vom Fahrwerk aufgebracht und deshalb direkt ins Planum abgeleitet werden, sodaß keine weitere Abstützung erforderlich ist, die den Bewegungsspielraum des Geräts irgendwie einschränken könnte. Es werden keine starren Verbindungsglieder, wie Ausleger, Rohrleitungen oder Stützpfeiler gebraucht, die auf Biegung oder/und Torsion beansprucht würden, wie dies zB. bei einem Cutterbagger der Fall wäre.A major advantage of this underwater suction scraper is that the cutting and digging forces are applied by the chassis and therefore directly into the Subgrade can be derived, so that no further support is required, which the Could somehow restrict the device's freedom of movement. There won't be any stare Connecting links, such as brackets, pipelines or support pillars, are used would be stressed on bending and / or torsion, as for example. with a cutter excavator would be the case.
Da das Raupenfahrwerk, im Zusammenhang mit der flexiblen Schlauchleitung, voll beweglich bleibt, ist es möglich eine vorgegebene Bodenkontur exakt abzuarbeiten. Dies ist wichtig um den Anteil des Abraums klein zu halten, wenn, wie zB. in Schelfgebieten, Mineralien in ausgeprägter Schichtung vorkommen, oder wenn in einem vorgeschalteten Arbeitschritt Abraum gezielt beseitigt werden soll.Since the crawler track, in connection with the flexible hose line, remains fully movable, it is possible to work off a given floor contour exactly. This is important in order to keep the amount of overburden small when, for example. in shelf areas, Minerals occur in pronounced stratification, or if in an upstream Work step overburden is to be removed in a targeted manner.
Durch das geeignete Zusammenwirken der hydraulischen Verstellung für die Schneidtiefe der Grabschaufel mit dem hydrostatischen Antrieb des Raupenfahwerks, kann die Arbeitsweise der Unterwasser-Saugschürfraupe nahezu allen Bodenverhältnissen angepasst werden. Die Beschädigung der Pumpe durch zu großes Fördergut wird durch einen Siebrost vermieden, der vor dem Trichter angeordnet ist. Der Bodendruck kann besonderen Arbeitsbedingungen dadurch angepasst werden, daß die Auftriebskörper, durch deren vollständiges Lenzen die Unterwasser-Saugschürfraupe zur Wasseroberfläche zurückkehrt, teilweise gelenzt oder geflutet werden.Through the suitable interaction of the hydraulic adjustment for the cutting depth of the digging shovel with the hydrostatic drive of the crawler undercarriage, the operation of the underwater suction scraper can be used in almost all soil conditions be adjusted. The pump can be damaged by too large a material to be conveyed avoided a sieve grate, which is arranged in front of the funnel. The ground pressure can special working conditions are adapted by the fact that the floats, by their complete pumping the underwater suction scraper to the surface of the water returns, partially drained or flooded.
Für den Einsatz im sog. Off-Shore-Bereich ist es vorteilhaft, wenn das Begleitfahrzeug (Schwimmplattform) ein Schiff ist, das die Unterwasser-Saugschürfraupe über eine Rampe im Heck verläßt und durch Fluten der Auftriebskörper auf den Meeresboden gelangt. Beim Arbeiten in unmittelbarer Küstennähe oder in einer Kiesgrube, kann die Unterwasser-Saugschürfraupe die Uferböschung hinunterfahren, sodaß auf feste Auftriebskörper verzichtet werden kann. Für den Notfall genügen hier aufblasbare Auftriebskörper. In beiden Fällen ist es von Vorteil, daß auf einen Schwimmkran bzw. auf Hebevorrichtungen an Bord der Schwimmplattform oder des Begleitschiffes verzichtet werden kann.For use in the so-called off-shore area, it is advantageous if the support vehicle (swimming platform) is a ship that carries the underwater suction scraper leaves via a ramp in the stern and floods the floats to the sea floor got. When working in close to the coast or in a Gravel pit, the underwater suction scraper can drive down the embankment, so that fixed floats can be dispensed with. Sufficient for an emergency here inflatable floats. In both cases it is advantageous that on one Floating crane or on lifting devices on board the swimming platform or the escort ship can be dispensed with.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Unterwasser-Saugschürfraupe, wegen ihrer kompakten Bauweise, an Land auf einem Tieflader transportierbar ist.Another advantage is that the underwater suction scraper, Due to its compact design, it can be transported on land on a low-loader.
Der wichtigste Vorteil der Unterwasser-Saugschürfraupe ist darin zu sehen, daß bekannte und im Landeinsatz bewährte Komponenten zu einem neuartigen Gerät kombiniert werden, dessen Herstellungspreis weit unter dem Preis für einen vollständigen Ausleger mit Schaufelrad und Pumpe, der eine Baggertiefe von 80 Metern erreichen könnte, liegt, ohne daß die zusätzlichen Kosten für die notwendige Vergrösserung der Schwimmplattform bereits berücksichtigt wären.The main advantage of the underwater suction scraper is in it too see that well-known components that have proven themselves in land use become a new type Combined device, the price of which is far below the price of one full boom with bucket wheel and pump, of a dredging depth of 80 meters could achieve lies without the additional cost of the necessary enlargement the swimming platform would already have been taken into account.
Bei der Unterwasser-Saugschürfraupe besteht dagegen kein Zusammenhang zwischen der Baggertiefe und der Größe der Schwimmplattform, bzw. des Begleitschiffes.In the case of the underwater suction scraper, however, there is no connection between the dredging depth and the size of the swimming platform or the escort ship.
Im folgenden wird die Unterwasser-Saugschürfraupe an Hand einer geplanten Ausführung für die Gewinnung von Kies, in Wassertiefen von bis zu 80 Metern und den Abbau von störenden Lehm-Ton-Schichten in Tiefen von 30 bis 50 Metern, unter Bezug auf die Figuren 1 - 4 näher beschrieben.In the following, the underwater suction scraper is planned on the basis of a Execution for the extraction of gravel, in water depths of up to 80 meters and the removal of disruptive loam-clay layers at depths of 30 to 50 meters, below Referring to Figures 1-4 described in more detail.
Figur 1 zeigt, wie die Unterwasser-Saugschürfraupe zur Gewinnung von Kies eingesetzt werden soll.Figure 1 shows how the underwater suction scraper for the extraction of Gravel should be used.
Eine Schwimmplattform (1) ist als Katamaran ausgebildet und trägt, zwischen den beiden Rumpfhälften, eine Schlauchtrommel (2). Von dieser Schwimmplattform aus wird die Unterwasser-Saugschürfraupe (5) ferngesteuert. Die Versorgungsleitungen für die Unterwasser-Saugschürfraupe sind mit dem Förderschlauch (4) zu einer baulichen Einheit zusammengefasst. Auf der Schwimmplattform kann eine Aufbereitungsanlage installiert sein, der Weitertransport des gewonnenen Kieses erfolgt vorzugsweise hydraulisch, über eine Schlauchleitung (3), wodurch die Beweglichkeit des Gesamtsystems erhöht wird.A swimming platform (1) is designed as a catamaran and carries, between the two halves of the fuselage, a hose reel (2). From this swim platform The underwater suction scraper (5) is remote-controlled from. The supply lines for the underwater suction scraper with the conveying hose (4) to a structural Unity summarized. A processing system can be installed on the swimming platform be installed, the further transport of the gravel is preferably carried out hydraulically, via a hose line (3), increasing the range of motion of the overall system is increased.
Figur 2 zeigt die Unterwasser-Saugschürfraupe in der Draufsicht.Figure 2 shows the underwater suction scraper in plan view.
Das Fahrwerk besteht im wesentlichen aus zwei Kastenträgern (7) dem eigentlichen Raupenfahrwerk, mit den Raupenketten (8) und einigen Querverstrebungen. Zwischen den Raupenketten (8), ist die Grabschaufel (14) angeordnet, die in einen Trichter ausläuft, an dessen Ende eine sog. Panzerpumpe (12), ein Gemisch aus aufgenommenem Gut und Wasser durch den Schlauch (4) nach oben fördert. Die Pumpe (12) wird vorzugsweise von einem Elektromotor (11) angetrieben. Die Einheit aus Pumpe, Trichter und Grabschaufel, ist, mittels Hydraulikzylindern (16), um einen Drehpunkt (19) schwenkbar, sodaß die Grabtiefe verstellt und den Gegebenheiten angepasst werden kann. Vor dem Pumpeneinlauf befindet sich ein Siebrost (15), der, bei angehobener Grabschaufel, mittels des Hydraulikzylinders (17), so geschwenkt werden kann, daß das Siebgut über die, in Fahrtrichtung gesehen linke, Raupenkette abgekippt werden kann. Hierdurch wird die Pumpe vor Beschädigungen durch übergroßes Fördergut geschützt. Das vorzugsweise vollhydraulische Raupenfahrwerk wird von einer Hydro-Pumpe (10) versorgt, die von einem Elektromotor (9) angetrieben wird.The chassis consists essentially of two box girders (7) the actual caterpillar chassis, with the caterpillar chains (8) and some cross struts. Between the caterpillars (8), the digging shovel (14) is arranged, which is in a Funnel runs out, at the end of which a so-called armored pump (12), a mixture of absorbed Conveys good and water up through the hose (4). The pump (12) is preferred driven by an electric motor (11). The unit of pump, funnel and digging shovel, is pivotable about a pivot point (19) by means of hydraulic cylinders (16), so that the digging depth can be adjusted and adapted to the circumstances. Before the pump inlet there is a sieve grate (15) which, when the digging shovel is raised, by means of the Hydraulic cylinder (17) can be pivoted so that the screenings over the, in Left-hand direction of travel, caterpillar chain can be tipped. This will make the Pump protected from damage caused by oversized material. Preferably that fully hydraulic caterpillar is supplied by a hydraulic pump (10) which is operated by an electric motor (9) is driven.
Prinzipiell könnte die Versorgung des hydraulischen Fahrwerkantriebes und eventuell auch eines hydraulischen Pumpenantriebes mit Drucköl ebenso von der Schwimmplattform her erfolgen. Ober den Raupenketten sind zwei Behälter (20) vorgesehen, die aufblasbare Auftriebskörper aufnehmen. Hierdurch wird die Unterwasser-Saugschürfraupe schwimmfähig, wenn die Auftriebskörper, mit Hilfe von Preßluftflaschen, die sich gleichfalls in den Behältern (20) befinden, mit Luft befüllt werden.In principle, the supply of the hydraulic landing gear drive could and possibly also a hydraulic pump drive with pressurized oil from the Swim platform. Two containers (20) are provided above the caterpillars, accommodate the inflatable floats. This makes the underwater suction scraper buoyant when the floats, with the help of compressed air cylinders, which are are also located in the containers (20), are filled with air.
Figur 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie A - A, in Figur 2 und Figur 4 die Vorderansicht der Unterwasser-Saugschürfraupe. LeerseiteFigure 3 shows a section along the line A - A, in Figure 2 and Figure 4 is the front view of the underwater suction scraper. Blank page
Claims (7)
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DE3129228A1 true DE3129228A1 (en) | 1983-02-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |