DE6603933U - Schleppsaugkopf mit druckwassereinrichtung - Google Patents

Description

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Br.-Ing. Wolfram Witt W 32 o96/84d Gbm

Schleppsaugkopf mit Druckwassereinrichtung

Die Erfindung betrifft Schleppsaugköpfe von selbstfahrenden Laderaumsaugbaggern, bei denen zum Zwecke einer wirtschaftlichen Entnahme von feinkörnigem festgelagerten Feststoff aus Gewässerböden Druck- und Saugwassor zusammenwirken.

±js ist bekannt, daß nur mxt sich selbsteinstellenden Saugköpfen bei immer vaiierenden Baggerbedingungen - wie Bodenart, Fahrtgeschwindigkeit, Tideströmung und Wassertiefe - einigermaßen günstig Feststoff gefördert werden kann. Besonders festgelagerte feine Sande lassen sich bisher durch Schieppsaugköpfe nur unbefriedigend erfassen« Versuche zur mechanischen Bodenlockerung mit Schneiddisken und Reißzähnen sowie mit einzelnen starken Wasserstrahlen führten zu keinem brauchbaren Ergebnis.

Mit den bekannten Schleppsaugköpfen lassen sich festgelagerte Sande aus verschiedenen Gründen nicht erfolgreich baggern: Disken und Reißzähne verschleißen sich schnell und bedingen einen hohen Zugbedarf des Kopfes, was nachteilig ist, weil die für freie Fahrt ausgelegten Propeller der Laderaumsaugbagger bei der langsamen Baggerfahrt in hochbelastetem Zustand mit geringem Wirkungsgrad arbeiten. Druckwasser verbesserte wegen prinzipiell ungünstiger Anwendung die Förderung feinkörnigen Sandes nicht, denn einzelne starke Wasserstrahlen schneiden zwar den Boden auf, doch ist das Schneiden zur Herstellung eines Gemisches aus feinen Sanden und Wasser kein erfolgreiches Verfahren.

Auch der bekannte Schleppsaugkopf mit Visier ist in iranchen tunkten mangelhaft: Der unter der Visierkante verwirbelte Saugstrom löst den Feststoff oberflächlich und bildet das Gemisch auf kurzer Strecke. Wegen der hinter dem Kopf in ungünstiger Lage angebrachten Gleitschuhe für das Visier

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vergrößert sich der Saugspalt zwischen Kopf und Boden bei abnehmender Fahrtgeschwindigkeit, wodurch die Gemischkonzentration sinkt. Gleichzeitig saugt der Kopf unter dem vorderen Seitenteil vermehrt Reinwasser, was das Gemisch weiter verdünnt. Der Saugquerschnitt innerhalb des Kopfes ist sprunghaft unterschiedlich, weshalb der hydraulische Wirkungsgrad niedrig liegt. Die kontruktionsbedingte große Höhe des Kopfes bedeutet einen gegenüber dem Saugrohr vervielfachten Strömungsquerschnitt, der eine entsprechend geringe Gemischgeschwindigkeit bewirkt, weshalb der Feststoff zum Teil als Geschiebe läuft und sich derart der transportierenden Kraft des Saugstromes entzieht.

Zur Behebung dieser Mängel schlägt die Erfindung einen Schleppsaugkopf mit Druckwassereinrichtung vor, bei dem das Druckwasser für die Aufbereitung und das Saugwasser für den Transport des Gemisches zusammenwirken, wodurch eine aufwandärmere Feststoffentnahme ermöglicht wird. Mithilfe eirer Sbrahlendüsenreihe wird ein höheres Druck— potential in eine gewünschte Tiefe unter die Baggergrundoberfläche gelegt und zwar nur in den Bereich des durchlaufenden Schleppsaugkopfes. Es soll sich eine über die Kopfbreite erstreckende i-otentiallinie bilden, wozu die Strahldüsen so eng nebeneinander stehen, daß das V/asser der einzelnen Strahlen in der größten Strahleindringtiefe gerade ineinander fließt. Wegen des Kopffortschreitens mit der iächleppgeschwindigkeit bildet die Fotentiallinie sich zu einer Fläche aus mit zum Kopfende hin abnehmendem fotential, weil der Überdruck in der Potentiallinie sich in Abhängigkeit von der Bodenart mit einer gewissen Geschwindigkeit entspannu. Dabei vzerden Kapillar- und Reibungskräfte zwischen den Feststoffteilchen aus dem Gleichgewicht gebracht, die ÄUitriebskräiiie am einzelnen Korn erhöht und dabei das wassergesätrcigiie Porenvolumen vergrößert. Darin besteht die Bodenlocfcerung, wobei noch ein Teil des Trans— portwESsers zum Absaugen des gebildeten Wasser-Sand-Gemisehes

eingebracht ist.

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Um das derart gebildete Gemisch rohrtransportfähig zu machen, wird es von dem aus der hinteren KopfUmgebung angesaugten Reinwasser zweckmäßig verdünnt. Kur so viel Baggergrundmaterial wird aufbereitet, wie dem Gemischfördervermögen der Baggeranlage entspricht.

Drei Ausführungsbeispiele eines Schleppsaugkopfes mit Druckwassereinrichtung zur Baggergrundaufbereitung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

• Fig. 1 einen Druckwasserflachkopf Fig. 2 einen Druckwasserwalzenkopf Fig. 5 einen Druckwasserklappenkopf.

Zu Fig. 1:. Ein gestreckter Saugweg 1 und eine kontinuierliche möglichst geringe Querschnittsveränderung vom Saug— spalt 2 bis Saugrohr 3 vermindern hydraulische Verluste.. Eine dicht an den Baggergrund geführte Strahldüsenreihe 4· über die ganze Kopfbreite in verschleißgeschützter Lage erhält das Aufbereitungswasser über den Druckkörper 5 und sorgt mit einer großen Zahl von Düsen für eine Vergrößerung des Porenvolumens der abzusaugenden Bodenmenge. Der für eine anfallende Bodenart gewünschte Quellvorgang usä.<ü^ Fahrt= geschwindigkeit des Baggers bestimmen die zeitlich einzubringende Druckwassermenge, der Stahldruck wird auf die entsprechend dem Gemischfördervermögen der Baggeranlage, der Saugkopfbreite und der Schleppgeschwindigkeit zu erwartende .rabentiefe 6 abgestimmt. Da die eigentliche Gemischbildung durch das Druekwasser stattfindet, ist der Einlauf 7 strömungsgünstig ausführbar. Der Abstand der Düsenreihe zum äußeren Einlauf ist ausreichend groß, so daß sich der gewünschte Quelleffekt ausbildet, bevor der Kopf über den aufbereiteten Bereich hinausgeführt worden ist. Profilparallele Gleitschuhe 8 sorgen für einen von der £bklapptiefe des sich selbstverstellenden Teils unabhängigen Saugspalt und damit für eine von der Fahrgeschwindigkeit

unabhängige Konzentration.

Zu Pig. 2: Es gilt auch das zu Fig. 1 Gesagte. Eine über die Kopfbreite durchgehende odsr geteilte Spaltklappe 9 ara Kopflager 1o und davon unabhängige Seitenscheiben 11, die evtl. miteinander verbunden sind, bilden den Einlauf iait gutem seitlichen Abschluß.,

Zu Fig. 3: Es gilt auch das zu Fig. 1 Gesagte. Ein Rollkörper 12, der den Saugquerschnitt nach vorn abgrenzt, senkt den Zugbedarf des Kopfes wesentlich. Zwecks guter Saugwegführung ist die Einlauflagerung 15 tief gelegt.

Bei dem anmeldungsgemäßen Schleppsaugkopf mit Druckwassereinrichtung wird das aufbereitete Bodenmaterial mit geringerer Baggerpumpenleistung ansaugbar, so daß sich ohne gesteigerte Gesamtleistung, sondern nur durch ihre geänderte Verteilung auf Druckwasserpumpe, Baggerpumpe und Fahrtantrieb des Baggers seine Wirtschaftlichkeit verbessert.

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Schleppsaugkopf mit Druckwassereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an der - in Bewegungsrichtung des Schleppsaugkopfes gesehen - vorderen Einlaufseite des Schleppsaugkopfes in verschleißgeschützter Lage über die ganze Kopfbreite eine Strahldüsenreihe ( 4 ) angeordnet ist.

2. Schleppsaugkopf nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf durch eine an sich bekannte bewegliche Spaltklappe ( 9 ) und von dieser getrennte Seitenscheiben ( 11 ) gebildet wird.

3. Schleppsaugkopf nach Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, daß· der Schleppsaugkopf einen Rollkörper (12) erhält, der den Saugquerschnitt nach vorn abschließt.

4. Schleppsaugkopf nach Anspruch 1) bis 3), dadurch gekennzeichnet, daß der Schleppsaugkopf einen Einlauf besitzt, der aus einer beweglichen Spaltklappe ( 9 ) und davon getrennten Seitenscheiben ( 11 ) sowie einem Rollkörper ( 12 ) gebildet wird, der den Saugquerschnitt des Kopfes, nach vorn abschließt.