DE4226492A1 - Verfahren und vorrichtung zum vergroessern der wassertiefe eines gewaessers - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum vergroessern der wassertiefe eines gewaessersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergrößern der
Wassertiefe eines Gewässers, bei dem Grundmaterial des Gewäs
sergrundes beseitigt oder abgetragen, vorzugsweise aufgewir
belt und abgesaugt wird.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Vergrö
ßern der Wassertiefe eines Gewässers, welche eine auf das
Grundmaterial des Gewässergrundes einwirkfähige Einrichtung
zur Beseitigung oder Abtragung von Grundmaterial, vorzugsweise
eine Aufwirbelungs- und/oder Saugeinrichtung, aufweist, vor
zugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.
Verfahren und Vorrichtungen der genannten Gattung sind be
kannt bzw. bereits vorgeschlagen worden. Ein entsprechender
Vorschlag ist beispielsweise der Patentanmeldung P 41 17 441.0
zu entnehmen. Die dort vorgeschlagene Vorrichtung weist sowohl
eine Aufwirbelungseinrichtung bzw. Spüleinrichtung auf, als
auch eine Saugeinrichtung.
Eine solche Vorrichtung arbeitet besonders gut bei relativ
weicherem Gewässergrund, beispielsweise wie er an der Nordsee
küste anzutreffen ist, wenn es z. B. darum geht, Watt-,
Schlick- oder sonstige Schlammablagerungen abzubauen, um die
Gewässertiefe zu vergrößern.
Dagegen haben derartige Vorrichtungen Schwierigkeiten bei
einem Gewässergrund, der relativ härter ausgebildet ist und
größeren Widerstand leistet, beispielsweise wenn der Gewässer
grund Ton, Sandstein oder sonstiges Gestein aufweist, wie es
beispielsweise im Ostseeraum der Fall sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzu
zeigen, das bzw. die eine Vergrößerung der Wassertiefe eines
Gewässers auch bei einem relativ härteren Gewässergrund er
möglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wi
derstehendes Grundmaterial geschwächt wird.
Erfindungsgemäß wird also mit Vorteil relativ härteres Ge
wässergrundmaterial, welches den herkömmlichen Verfahren bzw.
Vorrichtungen widersteht, vorbearbeitet und dadurch ge
schwächt.
Eine solche Schwächung wird nach einer Weiterbildung der
Erfindung dadurch herbeigeführt, daß das Grundmaterial einge
schnitten oder zerschnitten wird.
Die erfindungsgemäße Schwächung, vorzugsweise die Ein-bzw. Zerschneidung des Materials, wird bei dem erfindungsge
mäßen Verfahren gezielt vorgenommen. Dies ermöglicht den wei
teren Einsatz der ansonsten bekannten Verfahren und Vorrich
tungen der eingangs genannten Gattung. Widerstehendes Material
wird also nur so weit geschwächt, daß die herkömmlichen Metho
den im übrigen anwendbar sind.
Es sind zwar auch andere Methoden bekannt, härteres Grund
material zu beseitigen, indem dies mit schwerem Gerät ge
schieht, wobei das härtere Grundmaterial ausgebaggert, not
falls vorher zertrümmert wird, wozu beispielsweise Eimerket
tenbagger eingesetzt werden können, aber derartige Verfahren
und Vorrichtungen erfordern eine enormen Zeit- und Kostenauf
wand, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorteil ver
mieden wird.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung, für die auch
selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß zum
Schneiden des widerstehenden Grundmaterials wenigstens ein
Hochdruckstrahl eines Strahlmediums verwendet wird. Damit ist
ein berührungsloses Schwächen des Grundmaterials schnell,
wirksam und relativ kostengünstig möglich.
Als Strahlmedium wird vorzugsweise Wasser verwendet, wo
durch das Verfahren noch kostengünstiger durchführbar wird.
Ein Wasser-Hochdruckstrahl kann mit an sich bekannten her
kömmlichen Hochdruckpumpen, wie sie beispielsweise zu Reini
gungszwecken bekannt sind, in einfacher Weise erzeugt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor,
daß das Wasser mit einem Hochdruck von etwa 10-200 MPa
(100-2000 atü), vorzugsweise etwa 25 MPa (250 atü) beaufschlagt
wird. Mit einem derartig hohen Druck kann mit dem erfindungs
gemäßen Verfahren Tongrund, unter Umständen auch Steingrund,
so geschwächt werden, daß die weitere Beseitigung mit den her
kömmlichen Methodem durchführbar ist.
Eine nächste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah
rens sieht vor, daß der Hochdruckstrahl relativ zum Grund des
Gewässers bewegt wird, so daß der Gewässergrund flächig vor
bearbeitet werden kann.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, daß der Hochdruck
strahl mittels einer Hochdruckdüse geformt wird, die in einem
möglichst geringen Abstand zu dem zu schwächenden Grundmate
rial von vorzugsweise maximal etwa 10 cm positioniert bzw. ge
führt wird.
Bei einem Abstand von etwa 10 cm zum Gewässergrund ist mit
einer Schwächung des Hochdruckstrahles um etwa 25% zu rechnen,
so daß, insbesondere dann, wenn Steine vorbearbeitet werden
sollen, der Abstand zum Gewässergrund nicht größer sein soll
te. Besser noch sollte die entsprechende Hochdruckdüse un
mittelbar über dem Gewässergrund geführt werden, so daß der
Abstand praktisch null ist, oder maximal etwa 5 cm.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in besonders einfacher
und günstiger Weise gemäß einer Weiterbildung des erfindungs
gemäßen Verfahrens mit einer herkömmlichen Methode, insbeson
dere mit einem Aufwirbelungsvorgang und/oder einem Absaugvor
gang kombiniert durchgeführt werden. Es erfolgt dann eine
Schwächung des Grundmaterials mit einem unmittelbar kombinier
ten bzw. nachfolgenden weiteren Abbau bzw. Beseitigen des
Grundmaterials.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vergrößern der Was
sertiefe eines Gewässers, welche eine auf das Grundmaterial
des Gewässergrundes einwirkfähige Einrichtung zur Beseitigung
oder Abtragung von Grundmaterial, vorzugsweise eine Aufwirbe
lungs- und/oder Saugeinrichtung, aufweist, zeichnet sich in
erfindungsgemäßer Lösung der gestellten Aufgabe aus durch eine
Hochdruckstrahleinrichtung zur Bildung wenigstens eines gegen
den Gewässergrund richtbaren Hochdruckstrahles, umfassend we
nigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Hochdruck
düse.
Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kann also ein wi
derstehender Gewässergrund, vorzugsweise im Rahmen des erfin
dungsgemäßen Verfahrens, ausreichend geschwächt werden, um da
nach eine herkömmliche Beseitigung des Gewässergrundmaterials
problemlos zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Hochdruckdüse ist vorzugsweise in das
Gewässer hinablaßbar angeordnet.
Dies kann nach einer Weiterbildung der Erfindung bei
spielsweise dadurch geschehen, daß die Hochdruckdüse an einem
zum Gewässergrund absenkbaren, vorzugsweise abschwenkbaren,
Arm angeordnet ist, der durch hohle Ausbildung oder sonstige
Anordnung gleichzeitig auch die Hochdruckleitung umfassen bzw.
führen kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nach einer weiteren
Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise Bestandteil eines
Wasserfahrzeuges, so daß mit dem Wasserfahrzeug großflächig
ein Gewässergrund behandelt werden kann. Für die Vergrößerung
der Wassertiefe eines Gewässers herkömmlicherweise ausgebil
dete Wasserfahrzeuge müssen zur erfindungsgemäßen Umrüstung im
wesentlich lediglich mit einer Hochdruckpumpe, einer Hoch
druckleitung und einer oder mehreren Hochdruckdüsen ausgerü
stet werden. Ein solcher Umbau ist daher relativ einfach und
kostengünstig mit Vorteil durchführbar.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß
die Hochdruckdüse bis unmittelbar über den Gewässergrund ab
senkbar ist, um einen möglichst geringen Verlust an Leistung
des Hochdruckstrahles beim Einsatz zu erzielen.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß
die Hochdruckdüse geschützt ist, indem sie beispielsweise von
Schutzblechen umgeben ist, so daß lediglich die Düsenöffnung
zum Austritt des Düsenstrahles freibleibt, während die Düse
selbst gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist, die
beim Bewegen der Düse über dem Grund durchaus vorkommen könn
ten.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß
die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Gruppe von Hochdruckdü
sen aufweist. Diese sind nach einer Weiterbildung vorzugsweise
relativ zum Grund bewegbar. Einerseits kann diese Bewegung al
leine dadurch geschehen, daß sie an einem bewegbaren Wasser
fahrzeug angeordnet sind. Es kann aber auch eine zusätzliche
Bewegbarkeit vorgesehen sein, bei der sich die Düsen auch re
lativ zu dem Wasserfahrzeug bzw. der Vorrichtung bewegen. Bei
spielsweise kann eine Gruppe von Hochdruckdüsen in einer Reihe
angeordnet sein, die insgesamt hin- und herbewegbar ist, vor
zugsweise quer zur Längsachse eines Wasserfahrzeuges, so daß
eine jeweilige Hochdruckdüse beim Fortbewegen eines solchen
Wasserfahrzeuges eine mäanderförmige Bahn über dem Gewässer
grund beschreibt und widerstehendes Grundmaterial entsprechend
mäanderförmig ein- bzw. zerschneidet.
Eine andere erfindungsgemäße Ausbildung der erfindungsge
mäßen Vorrichtung sieht vor, daß eine Gruppe von Hochdruckdü
sen in einem Kreis angeordnet ist und auf diesem Kreisbogen im
Kreis axial dreh- bzw. schwenkbar angeordnet ist.
Durch diese besondere Anordnung wird, insbesondere dann,
wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung auch noch an einem sich
fortbewegenden Wasserfahrzeug angeordnet ist, der Gewässer
grund durch die Hochdruckstrahlen sehr klein zerteilt, prak
tisch zerhäckselt, so daß eine weitere Beseitigung des so ge
schwächten Grundmaterials problemlos mit herkömmlichen Metho
den möglich ist. Die kreisförmig angeordnete Gruppe von Hoch
druckdüsen, die sich dreht und insgesamt durch ein Wasserfahr
zeug vorwärts bewegt wird, wirkt vergleichsweise wie ein Pü
rierstab einer Küchenmaschine, wenn mit diesem härtere Obst-,
Gemüse- oder Nußstücke zerkleinert werden, wobei die erfin
dungsgemäße Vorrichtung den Vorteil hat, daß dies über Hoch
druckstrahlen berührungs- und reibungslos erfolgt.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß
die Hochdruckstrahleinrichtung mit einer Aufwirbelungsein
richtung und/oder Saugeinrichtung kombiniert ist bzw. die
Hochdruckstrahleinrichtung in diese anderen Einrichtungen in
tegriert ist. In diesem Falle unterstützt die erfindungsgemäße
Hochdruckstrahleinrichtung die herkömmlichen Einrichtungen,
die ansonsten in herkömmlicher, bewährter Weise arbeiten.
In Fahrtrichtung eines Wasserfahrzeuges wird die Hoch
druckstrahleinrichtung den genannten herkömmlichen Einrichtun
gen vorzugsweise (etwas) vorgeordnet.
Eine nächste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung sieht vor, daß die Saugeinrichtung eine vorzugsweise
rechteckige Saugöffnung umfaßt, vor der, in einer zur vorderen
Seite der Saugöffnung parallelen Reihe Hochdruckdüsen, vor
zugsweise etwa drei bis vier Hochdruckdüsen, angeordnet sind.
Die Hochdruckdüsen zerteilen bzw. schwächen mit ihren
Hochdruckstrahlen den abzusaugenden Grund unmittelbar vor der
Saugöffnung. Die Saugöffnung kann beispielsweise eine Breite
von etwa 1 m bis 1,20 m aufweisen und entlang einer entspre
chend breiten Bahn Grundmaterial absaugen. Vor dieser Saugöff
nung können drei bis vier Hochdruckdüsen im Abstand von etwa
30 cm zueinander angeordnet sein. Die Düsenöffnungen können
rund oder schlitzförmig sein, z. B. mit einem Durchmesser von
2,6 mm.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung, für die auch
selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß die
Hochdruckdüse in ihrem Winkel zur Lotrechten in Längsrichtung
des Wasserfahrzeuges verstellbar ist. Vorzugsweise wird die
Hochdruckdüse in einem Winkel von etwa 15° zur Lotrechten in
Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges weisend (schräg) einge
stellt. Bei einer solchen Neigung der Hochdruckdüse in Fahrt
richtung ist der Schwächungseffekt des Grundmaterials erfah
rungsgemäß am größten. Insbesondere weist dann der Hochdruck
strahl eine Kraftkomponente in der Lotrechten aber auch eine
Kraftkomponente in der Waagerechten auf, so daß ein Pflug
effekt entsteht, daß bearbeitete Grundmaterial also nach der
Einwirkung des Hochdruckstrahles wie umgepflügt aussieht.
Falls mehrere Hochdruckdüsen vorhanden sind, so sind diese
vorzugsweise unabhängig voneinander verstellbar.
Eine nächste Weiterbildung, für die auch selbständiger
Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß koaxial zur Hochdruck
düse ein äußerer Rohrmantel angeordnet ist, derart, daß aus
dem ringförmigen Mantelzwischenraum zwischen Rohrmantel und
Hochdruckdüse ein den Hochdruckdüsen-Strahl umhüllender Man
telstrahl austreten kann. Durch diesen Mantelstrahl wird der
Hochdruckstrahl noch besser gebündelt bzw. fokussiert, so daß
auch bei einem etwas größeren Abstand zwischen Hochdruckdüse
und zu bearbeitendem Grund gewährleistet ist, daß der Hoch
druckstrahl noch mit möglichst voller Kraft auf das Grundma
terial einwirken kann, der Strahl also in dem Umgebungswasser
zwischen Düse und Grund nicht so schnell divergiert bzw. ver
wirbelt.
Zur Ausbildung des Mantelstrahles kann im Rohrmantel we
nigstens eine Öffnung zur Ansaugung bzw. zum Eintritt von Um
gebundsmedium (Umgebungswasser) vorhanden sein. Allein durch
die Saugwirkung des Hochdruckstrahles tritt dann Umgebungsme
dium in den Mantelzwischenraum ein und es bildet sich ein Man
telstrahl aus, der, den Hochdruckstrahl umgebend, von diesem
Hochdruckstrahl mitgerissen wird und den Hochdruckstrahl
schützt.
Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, daß der Mantel
zwischenraum mit einem Mantelstrahlmedium unter Druck, vor
zugsweise mit etwa 0,6 MPa (6 atü) Druck beaufschlagbar ist.
Es wird dann also mit einer eigenen Druckquelle ein Mantel
strahl um den Hochdruckstrahl erzeugt. Der dabei vorzugsweise
verwendete Druck entspricht dem Druck, der in der in der Regel
ohnehin vorhandenen Aufwirbelungs- bzw. Spüleinrichtung für
das Spülmedium verwendet wird, so daß der Mantelzwischenraum
lediglich an die hierfür ohnehin vorhandene Druckquelle ange
schlossen werden muß.
Da die Düsenöffnung der Hochdruckdüse in der Regel sehr
klein im Durchmesser sein kann, d. h. in der Regel eine Grö
ßenordnung von wenigen Millimetern aufweist, ist vorgesehen,
daß bei Verwendung des Umgebungsmediums als Hochdruck
strahlmedium eine Einrichtung zur Reinigung des Mediums vor
handen ist, also im weitesten Sinne eine Filteranlage, um ein
Festsetzen und eine Beschädigung der Düse und auch der Hoch
druckpumpe zu vermeiden. Auch sollen dadurch zu kurze War
tungsabstände der Hochdruckeinrichtung vermieden werden, so
daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch über einen längeren
Zeitraum ungewartet in Betrieb sein kann.
Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische
Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hopperbaggers mit einer
heckseitigen Spüleinrichtung und eine bugseitigen
Saugeinrichtung,
Fig. 2 einen Abschnitt der Spülleitung des Baggers gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Spülleitung gemäß Fig.
2,
Fig. 4 den Endabschnitt der Saugleitung des Baggers gemäß
Fig. 1,
Fig. 5 eine Unteransicht der Saugöffnung der Saugleitung
gemäß Fig. 4,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Hochdruckdüsengehäuse,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Hochdruckdüsengehäuse
gemäß Fig. 6 entlang der in Fig. 8 mit A bis F ge
kennzeichneten strichpunktierten Linie,
Fig. 8 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf das Ge
häuse gemäß den Fig. 6 und 7,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Hochdruckdüse zum
Einsatz in ein Gehäuse gemäß den Fig. 6 bis 8 in
vergrößertem Maßstab,
Fig. 10 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbei
spieles einer Saugöffnung mit Hochdruckdüsenan
ordnung entsprechend etwa der Fig. 4 und
Fig. 11 eine Unteransicht der Anordnung gemäß Fig. 10 ent
sprechend etwa der Fig. 5.
Fig. 1 zeigt in der Seitenansicht einen Hopperbagger mit
einer bugseitigen Saugeinrichtung und einer heckseitigen Spül-
bzw. Aufwirbelungseinrichtung. Zur Saugeinrichtung gehört eine
gegen den Gewässergrund 1 schwenkbare Saugleitung 2 mit einer
Saugöffnung 3.
Zur Spüleinrichtung gehört eine gegen den Gewässergrund 1
schwenkbare U-bügelförmig ausgebildete Spülleitung 4. Durch
die Spülleitung wird ein Spülmedium unter Druck geleitet und
mit Düsen im Jet-Betrieb gegen den Gewässergrund gespritzt.
Diese Jet-Düsen sind entlang des Basis-Leitungsabschnittes der
U-Bügelform der Spülleitung 4 in Reihe angeordnet.
Fig. 2 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht einen
Teil dieses Basisabschnittes der Spülleitung 4. Entlang dieses
Abschnittes sind die Jet-Düsen 5 angeordnet, durch die das
Spülmediumn gegen den Gewässergrund 1 gespritzt wird. In
Fahrtrichtung vor diesen Jet-Düsen 5 ist außerdem eine Reihe
von erfindungsgemäßen Hochdruckdüsen 6 angeordnet, die an eine
Hochdruckleitung 7 angeschlossen sind. Mit diesen Hochdruck
düsen 6 kann der Gewässergrund zunächst geschwächt werden,
bevor er durch die Jet-Strahlen der Jet-Düsen 5 aufgewirbelt
bzw. weggespült wird.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Spülleitungsab
schnitt 4 gemäß Fig. 2. Aus dieser Darstellung ist noch einmal
besser erkennbar, daß die Hochdruckdüsen 6 den Jet-Düsen 5 in
Fahrtrichtung vorgeordnet sind. Die Hochdruckdüsen 6 sind au
ßerdem in dieser Darstellung der Fig. 3 mit einem Schutzkäfig
8 versehen, um Beschädigungen oder Verschmutzungen durch den
Gewässergrund 1 zu vermeiden. Ein entsprechender Schutzkäfig
könnte auch für die Jet-Düsen 5 vorgesehen sein, bzw. es könn
ten die Jet-Düsen 5 in diesen Schutzkäfig 8 einbezogen sein.
Fig. 4 zeigt den in das Wasser abschwenkbaren Abschnitt
der Saugleitung 2, an deren freiem Ende sich die Saugöffnung 3
befindet. Die Fahrtrichtung des Hopperbaggers gemäß Fig. 1 ist
die mit dem Pfeil 9 angezeigte Richtung.
Der Saugöffnung 3 in Fahrtrichtung vorgeordnet sind Hoch
druckdüsen 6, die im wesentlichen den Hochdruckdüsen 6 an der
Spüleinrichtung gemäß den Fig. 2 und 3 entsprechen können.
Ein Hopperbagger gemäß Fig. 1 mit einer Saugeinrichtung
und mit einer Spüleinrichtung kann Hochdruckdüsen 6 vor der
Saugeinrichtung und/oder vor der Spüleinrichtung aufweisen, um
das abzuräumende Grundmaterial vor dem Saugen und/oder dem
Spülen zu schwächen.
In der Fig. 4 ist mit zwei mit der Bezugszahl 6 versehenen
Pfeilen angedeutet, daß Hochdruckdüsen in einer Position un
mittelbar vor der Saugöffnung 3 angeordnet sein können oder
auch in einem Abstand dazu vorverlagert, also relativ unab
hängiger von der Saugöffnung 3.
Fig. 5 zeigt die Unteransicht der Saugöffnung 3 gemäß Fig.
4. Es ist erkennbar, daß diese Saugöffnung 3 mit einem Rost 10
vor dem Eindringen größerer Fremdkörper geschützt ist. Außer
dem ist in der Unteransicht angedeutet, daß drei Hochdruck
düsen 6 in einer Reihe vor der Saugöffnung 3 angeordnet sein
können, also in der der Saugöffnung nahen Position gemäß Fig.
4. In der der Saugöffnung 3 etwas entfernteren Position 6
gemäß Fig. 4 könnten die Hochdruckdüsen 6 in einem separaten
Gehäuse untergebracht sein, welches insbesondere beispielswei
se unabhängig von der die Saugöffnung 3 aufweisenden Mündung
der Saugleitung 2 bewegbar bzw. montierbar ist.
Ein in Frage kommendes Gehäuse 11 zur Unterbringung von
drei Hochdruckdüsen 6 ist in einem Querschnitt in der Fig. 6
gezeigt.
Die Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse 11
und die Fig. 8 zeigt eine teilweise gechnitten dargestellte
Draufsicht auf das Gehäuse 11. Der Schnitt der Fig. 7 läuft
entlang der in Fig. 8 mit A bis F gezeigten strichpunktierten
Linie. Der Schnitt gemäß Fig. 6 verläuft entlang der in Fig. 8
mit VI-VI bezeichneten strichpunktierten Linie.
In den Fig. 6 bis 8 sind die Hochdruckdüsen 6 nicht näher
dargestellt. Diese Hochdruckdüsen 6 sind in den Positionen 6
anordbar, und zwar derart, daß sie gemäß der Darstellung der
Fig. 7 nach unten aus dem Gehäuse 11 vorragen.
In den Fig. 6 bis 8 ist vielmehr nur das Gehäuse 11 ge
zeigt, welches diverse Spannschrauben 12 aufnimmt, mit denen
die montierten Hochdruckdüsen 6 in bestimmte Schwenkstellungen
eingestellt werden können. Hierzu sind die Hochdruckdüsen 6
quasi kardanisch um orthogonale Achsen 13, 14 jeweils einzeln
durch entsprechende Einstellung der Spannschrauben 12 schwenk
bar. Insbesondere sind die einzelnen Hochdruckdüsen 6 um die
Achsen 14 schwenkbar, welche quer zur Fahrtrichtung 9 des
Hopperbaggers verlaufen, so daß die Hochdruckdüsen 6 insbeson
dere so eingestellt werden können, daß ihre Düsenöffnungen
etwas in Fahrtrichtung zum Grund 1 weisen, vorzugsweise in
einem Winkel von etwa 15° zur Lotrechten.
Durch eine Schwenkung um die Achse 13 kann der effektive
Abstand der Auftreffpunkte der Hochdruckstrahlen auf dem Grund
1 voneinander geändert werden.
Fig. 9 zeigt in einem Längsschnitt eine Hochdruckdüse 6,
wie sie am Gehäuse 11 angeordnet werden könnte. Die Hochdruck
düse 6 ist über einen Anschluß 15 an eine Hochdruckleitung 7
anschließbar. An ihrem freien Ende weist die Hochdruckdüse 6
eine Düsenmündung 16 auf, die auswechselbar ist, so daß Düsen
öffnungen unterschiedlicher Geometrien und/oder Durchmesser je
nach Bedarf eingesetzt werden können.
Koaxial um die Hochdruckdüse 6 verläuft ein äußerer Rohr
mantel 17 derart, daß zwischen dem Rohrmantel 17 und der Hoch
druckdüse 6 ein die Hochdruckdüse 6 ringförmig umgebender Man
telzwischenraum 18 verbleibt.
Seitlich in dem Rohrmantel 17 sind Ansaugöffnungen 19 an
geordnet, so daß durch die Saugwirkung des Hochdruckstrahles,
der aus der Hochdruckdüse 6 austritt, Umgebungswasser durch
die Eintrittsöffnungen 19 in den Mantelzwischenraum 18 einge
saugt werden kann und vom Hochdruckstrahl mitgerissen wird,
derart, daß den Hochdruckstrahl ein Mantelstrahl schützend um
gibt.
Bei einer alternativen Ausführungsform könnten die Ein
trittsöffnungen 19 auch geschlossen werden und es könnte an
der anschlußseitigen Stirnfläche 20 des Rohrmantels 17 ein
Druckanschluß zum Anschluß des Mantelzwischenraumes 18 an eine
eigene Druckleitung vorgesehen sein. Dabei wird der Druck für
das durch den Mantelzwischenraum 18 geleitete Druckmedium
vorzugsweise wesentlich niedriger gewählt als der Druck für
den Hochdruckstrahl aus der Hochdruckdüse 6. Als Druckquelle
für den Mantelzwischenraum 18 kommt beispielsweise die Druck
quelle in Betracht, die auch die Jet-Düsen 5 der Saugeinrich
tung gemäß den Fig. 2 und 3 versorgt.
Die Fig. 10 und 11 zeigen einmal in einer Seitenansicht
und einmal in einer Unteransicht die Saugleitungsmündungen
einer Saugleitung 2, etwa entsprechend den Fig. 4 und 5.
Während bei der Fig. 5 die Hochdruckdüsen 6 in einer Reihe
in Fahrtrichtung vor der Saugöffnung 3 angeordnet sind, sind
die Hochdruckdüsen 6 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11
auf einem Kreis vor der Saugöffnung 3 angeordnet. Der kreis
förmige Träger 21 der Hochdruckdüsen 6 ist um eine im wesent
lichen lotrechte Achse 22 rotierend oder alternierend drehbar,
so daß sich die Hochdruckdüsen 6 auf einer entsprechenden
Kreisbahn bewegen bzw. bei Überlagerung der Fahrbewegung des
Hopperbaggers auf zykloidenartigen Bahnen. Durch diese
Bewegung der Hochdruckdüsen 6 wird eine besonders intensive
Zerkleinerung des Grundmaterials des Grundes 1 erreicht, da
durch die rotierenden Hochdruckdüsen 6 eine Pürierwirkung
erzielt wird.
Claims (28)
1. Verfahren zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewäs
sers, bei dem Grundmaterial des Gewässergrundes beseitigt oder
abgetragen, vorzugsweise aufgewirbelt und abgesaugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß widerstehendes Grundmaterial geschwächt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Schwächung herbeigeführt wird, indem das Grundmaterial
eingeschnitten oder zerschnitten wird.
3. Verfahren zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewäs
sers, vorzugsweise nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Schneiden wenigstens ein Hochdruckstrahl eines Strahl
mediums verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Strahlmedium Wasser verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Wasser mit einem Hochdruck von etwa 10-200 MPa
(100-2000 atü), vorzugsweise etwa 25 MPa (250 atü) beaufschlagt
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Hochdruckstrahl relativ zum Grund des
Gewässers bewegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Hochdruckstrahl mittels einer Hochdruck
düse geformt wird, die in einem möglichst geringen Abstand zu
dem zu schwächenden Grundmaterial von vorzugsweise maximal
etwa 10 cm positioniert bzw. geführt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwächungsvorgang
mit dem Aufwirbelungsvorgang und/oder dem Absaugvorgang kom
biniert durchgeführt wird.
9. Vorrichtung zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewäs
sers, welche eine auf das Grundmaterial eines Gewässergrundes
einwirkfähige Einrichtung zur Beseitigung oder Abtragung von
Grundmaterial, vorzugsweise eine Aufwirbelungs- und/oder Saug
einrichtung, aufweist, vorzugsweise zur Durchführung des Ver
fahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8,
gekennzeichnet durch
eine Hochdruckstrahleinrichtung zur Bildung wenigstens eines
gegen den Gewässergrund (1) richtbaren Hochdruckstrahles, um
fassend wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine
Hochdruckdüse (6).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckdüse (6) in das Gewässer hinablaßbar angeord
net ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckdüse (6) an einem zum Gewässergrund (1) ab
senkbaren, vorzugsweise abschwenkbaren, Arm angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß sie Bestandteil eines Wasserfahrzeuges
ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüse (6) bis über den Gewäs
sergrund (1) absenkbar ist, vorzugsweise bis auf einen Abstand
von maximal etwa 10 cm bis zum Gewässergrund (1).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckdüse (6) geschützt (Schutzkäfig 8) ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gruppe von Hoch
druckdüsen (6) umfaßt.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüse (6) oder
die Gruppe von Hochdruckdüsen (6) relativ zum Grund (1) beweg
bar angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Gruppe von Hochdruckdüsen (6) in Reihe angeordnet und
hin- und herbewegbar, vorzugsweise quer zur Längsachse eines
Wasserfahrzeuges, angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Gruppe von Hochdruckdüsen (6) in einem Kreis ange
ordnet und auf diesem Kreis (Kreisträger 21) um die Symmetrie
achse (22) axial dreh- bzw. schwenkbar angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckstrahlein
richtung mit einer Aufwirbelungseinrichtung und/oder Saugein
richtung kombiniert ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckstrahleinrichtung der Aufwirbelungseinrich
tung in Fahrtrichtung eines Wasserfahrzeuges vorgeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hochdruckstrahleinrichtung der Saugeinrich
tung in Fahrtrichtung eines Wasserfahrzeuges vorgeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Saugeinrichtung eine vorzugsweise rechtecki
ge Saugöffnung (3) umfaßt, vor der, in einer zur vorderen
Seite der Saugöffnung (3) parallelen Reihe Hochdruckdüsen (6),
vorzugsweise etwa drei bis vier Hochdruckdüsen (6), angeordnet
sind.
23. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 12 und einem
oder mehreren der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckdüse (6) in ihrem Winkel zur Lotrechten in
Längsrichtung des Wasserfahrzeuges verstellbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckdüse (6) in einem Winkel von etwa 15° zur
Lotrechten in Fahrtrichtung (9) des Wasserfahrzeuges weisend
eingestellt ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 23 oder 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüsen (6) unabhängig vonein
ander verstellbar sind.
26. Vorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der
Ansprüche 9 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur
Hochdruckdüse (6) ein äußerer Rohrmantel (17) angeordnet ist,
derart, daß aus dem ringförmigen Mantelzwischenraum (18) zwi
schen Rohrmantel (17) und Hochdruckdüse (6) ein den Hochdruck-
Düsenstrahl umhüllender Mantelstrahl austreten kann.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß im Rohrmantel (17) wenigstens eine Öffnung (19) zur An
saugung bzw. zum Eintritt von Umgebungsmedium (Umgebungswas
ser) vorhanden ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantelzwischenraum (18) mit einem Mantelstrahlmedium
unter Druck, vorzugsweise mit etwa 0,6 MPa (6 atü) Druck, be
aufschlagbar ist.
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