DE69218083T2

DE69218083T2 - Excavator for sludge removal without mixing sludge and / or other deposits

Info

Publication number: DE69218083T2
Application number: DE1992618083
Authority: DE
Inventors: Ryck Luc De
Original assignee: Dredging International NV
Current assignee: Dredging International NV
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2012-09-12
Also published as: EP0532490B1; EP0532490A1; BE1005307A5; DE69218083D1; ES2099244T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwimmbagger, der mit zumindest einem Trichter ausgestattet ist, welcher unter einem beliebigen Winkel einstellbar ist und welcher einen Kratzerförderer zum Ausbaggern von Schlamm und anderen leichten Sedimenten aufweist.The invention relates to a floating dredger equipped with at least one hopper which can be adjusted at any angle and which has a scraper conveyor for dredging mud and other light sediments.

Unter bestimmten Umständen, wenn die Anhäufungen von sedimentiertem Schlamm und anderen feinkörnigen Materialien aus engen Wasserstraßen, Kanälen und Flußbetten entfernt werden müssen, beispielsweise in bebautem Gelände, ohne den Schlamm im Wasser aufzuwühlen, weil dies beispielsweise aus einem ökologischen Gesichtspunkt zu vermeiden ist, treten ganz bestimmte Probleme auf. Folglich können daher konventionelle Schwimmbaggertechniken nicht angewendet werden.In certain circumstances, when accumulations of sedimented mud and other fine-grained materials have to be removed from narrow waterways, canals and river beds, for example in built-up areas, without disturbing the mud in the water, for example because this is to be avoided from an ecological point of view, very specific problems arise. Consequently, conventional dredging techniques cannot be applied.

Bei den konventionellen Schwimmbaggertechniken werden insbesondere Eimerketten-Schwimmbagger verwendet, welche die gestellte Aufgabe überhaupt nicht erfüllen, da der Schlamm im Wasser teilweise verteilt wird durch Aufwirbeln und durch Turbulenz während des vertikalen Transports, und das gesetzte Ziel kann dann überhaupt nicht erreicht werden. Saug-Schwimmbagger sind auch nicht geeignet, zum Teil aus denselben Gründen, und auch deshalb, weil große Mengen Wasser im Verhältnis zu der Menge des gebaggerten Schlamms verlagert werden müssen. Die nachfolgende Trennung des Wassers und des Schlamms aus dem auf diese Weise transportierten Gemisch ist insbesondere schwierig, mit anderen Worten teuer und/oder zeitaufwendig. Der Wasserüberschuß, der mit Schlamm und möglicherweise mit darin enthaltenen Schadstoffen verunreinigt ist, kann nicht wieder in das Flußbett eingeleitet werden, falls das umgebende Wasser so rein wie möglich gehalten werden muß, und unter den oben aufgezeigten Umständen so wenig wie möglich aufgewirbelt werden darf.Conventional dredging techniques mainly use bucket-chain dredgers, which do not fulfil the task at all, since the sludge in the water is partially dispersed by stirring and turbulence during vertical transport, and the aim cannot then be achieved at all. Suction dredgers are also not suitable, partly for the same reasons, and also because large quantities of water have to be displaced in relation to the quantity of dredged sludge. The subsequent separation of the water and sludge from the mixture transported in this way is particularly difficult, in other words expensive and/or time-consuming. The excess water, contaminated with sludge and possibly with the pollutants it contains, cannot be reintroduced into the river bed if the surrounding water has to be kept as clean as possible, and under the circumstances outlined above should be stirred up as little as possible.

Im Deutschen Patent 33 455 ist vorgeschlagen worden, unter Wasser unter anderem Erde aufzuschürfen, indem zum Austragen der Erde ein Förderband verwendet wird, während die Materialien mittels mechanisch betätigter Schaufeln herausgeschürft werden. Die Materialien werden entlang einer Platte geschoben bis sie das Förderband erreichen, dessen aktive Seite innerhalb eines Trichters läuft, der unter einem gewünschten Winkel eingerichtet werden kann.In German Patent 33 455 it has been proposed to excavate, among other things, soil under water by using a conveyor belt to remove the soil while the materials are excavated by means of mechanically operated shovels. The materials are pushed along a plate until they reach the conveyor belt, the active side of which runs inside a hopper that can be set at a desired angle.

Unter der Berücksichtigung der oben kurz abgehandelten Probleme muß die Verwendung von Schaufeln, ob sie nun in der Nähe eines Förderbands angeordnet sind oder nicht, außer acht gelassen werden, da sehr leichte Materialien wie Schlick und ähnliche Sedimentmaterialien zum großen Teil nicht das Förderband erreichen werden, sondern ein beträchtliches Aufrühren dieser Materialien im umliegenden Wasser hervorrufen.In view of the problems briefly discussed above, the use of scoops, whether located near a conveyor belt or not, must be disregarded, since very light materials such as silt and similar sedimentary materials will to a large extent not reach the conveyor belt but will cause considerable stirring of these materials in the surrounding water.

Ein Ziel der Erfindung ist es daher, einen Schwimmbagger zu gestalten, der eine Lösung für die soeben skizzierten Probleme schafft und der es gestattet, den Schlamm und/oder andere Sedimente aus Flußläufen zu entfernen, ohne dieses Material im Wasser aufzuwirbeln und dies, wie oben bereits erwähnt worden ist, während ein minimaler Wasseranteil während des vertikalen Transports hinzugefügt wird.An aim of the invention is therefore to design a dredger which provides a solution to the problems just outlined and which allows the removal of sludge and/or other sediments from river courses without stirring up this material in the water and, as already mentioned above, while adding a minimum amount of water during vertical transport.

Um dies erfindungsgemäß durchzuführen, erstreckt sich der Schaufel- bzw. Schab- bzw. Kratzerförderer bzw. -band nach oben zum untersten Teil des Trichters, dessen unterster Teil in einer Schaufel- bzw. Schab- bzw. Kratzerklinge endet, so daß Schlamm und andere leichte Sedimente entlang des Trichters transportiert werden können.To accomplish this in accordance with the invention, the scraper conveyor or belt extends upwards to the lowermost part of the hopper, the lowermost part of which terminates in a scraper blade so that sludge and other light sediments can be transported along the hopper.

Andere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Schwimmbaggers gemäß der Erfindung deutlich. Diese Beschreibung wird nur als Beispiel angegeben und schränkt die Erfindung nicht ein.Other details and advantages of the invention will become clear from the following description of a dredger according to the invention. This description is given only as an example and does not limit the invention.

Die Bezugszeichen betreffen die anhängenden Figuren.The reference symbols refer to the attached figures.

Fig.1 ist eine schematische Seitenansicht eines Schwimmbaggers gemäß der Erfindung.Fig.1 is a schematic side view of a dredger according to the invention.

Fig. 2 ist eine schematische Grundrißansicht des Schwimmbaggers gemäß der Erfindung.Fig. 2 is a schematic plan view of the dredger according to the invention.

Fig.3 ist ein schematischer Längsschnitt der Leiter zusammen mit dem Trichter und dem sich darin bewegenden Kratzerförderer in einem größeren Maßstab.Fig.3 is a schematic longitudinal section of the ladder together with the hopper and the scraper conveyor moving in it on a larger scale.

Fig.4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3.Fig.4 is a section along the line IV-IV of Fig.3.

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 3.Fig. 5 is a section along the line V-V of Fig. 3.

Fig. 6 betrifft eine Einzelheit der Erfindung.Fig. 6 relates to a detail of the invention.

Fig. 7 betrifft eine Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 6.Fig. 7 relates to a variant of the embodiment according to Fig. 6.

Fig. 8 ist ein Querschnitt durch drei Trichter in der Nähe des Antriebsmittels der Leitern des Schwimmbaggers gemäß der Erfindung in einem noch größeren Maßstab.Fig. 8 is a cross-section through three funnels near the drive means of the ladders of the dredger according to the invention on an even larger scale.

Der in diesen Figuren gezeigte Schwimmbagger besteht aus einem Ponton 1 mit einem trichterartigen Raum 2 für den Aushub. Der Schiffsraum 3 ist vorgesehen, um dort Komponenten zu befestigen, die nicht zum Wesen der Erfindung gehören.The dredger shown in these figures consists of a pontoon 1 with a funnel-like space 2 for excavation. The ship's hold 3 is intended to secure components that do not belong to the essence of the invention.

An der Vorderseite oder an der Seite, die als Vordersteven angesehen werden kann, ist ein Satz von, in diesem Fall und nur als Beispiel, drei Leitern 4 in solch einer Weise angebracht, daß sie zwischen einem Winkel von ungefähr 45º und der Horizontalebene eingestellt werden können. An jeder Leiter 4, deren weitere Einzelheiten nachfolgend angegeben werden, ist ein Trichter 5 befestigt, in dem Kratzerförderer 6 rotierbar angebracht sind. Die Kratzerförderer 6 tragen sich quer erstreckende, aufrechte Kratzer 7 (weitere Einzelheiten dieser Kratzer sind in den Figuren 3, 4 und 5 gezeigt).At the front or side, which may be considered as the stem, a set of, in this case and by way of example only, three ladders 4 are mounted in such a way that they can be adjusted between an angle of about 45º and the horizontal plane. To each ladder 4, further details of which are given below, is attached a hopper 5 in which scraper conveyors 6 are rotatably mounted. The scraper conveyors 6 carry transversely extending upright scrapers 7 (further details of these scrapers are shown in Figures 3, 4 and 5).

Die Länge und die Größe des Trichters sind in solch einer Weise berechnet, daß es gestattet ist, bis zu einer ausreichenden Tiefe zu baggern oder aufzuschürfen und den aufgeschürften Schlamm innerhalb jedes Trichters mit Hilfe eines jeden Satzes von Kratzerförderern und damit zusammenwirkenden Kratzern zu transportieren.The length and size of the funnel are calculated in such a way that it is permitted to dredge or scrape to a sufficient depth and to transport the scraped sludge within each hopper by means of each set of scraper conveyors and cooperating scrapers.

Der Fig. 4 kann unter anderem entnommen werden, daß jeder Trichter 5 in Längsrichtung von einer oberen Platte 8 und von einer Trägerplatte 9 begrenzt ist, die aufrechte Wände 9' aufweist. An der Vorderseite, das ist am Boden des Trichters 5, wo der Schlamm aufgebaggert wird, endet die unterste Platte 9 in der Gestalt eines Messers 9", das einstellbar ist oder nicht und das eine Verlängerung der untersten Extremität der untersten Platte 9 ist.From Fig. 4 it can be seen, among other things, that each hopper 5 is delimited in the longitudinal direction by an upper plate 8 and by a support plate 9, which has upright walls 9'. At the front, that is at the bottom of the hopper 5, where the mud is dredged, the lowermost plate 9 ends in the shape of a knife 9", which is adjustable or not and which is an extension of the lowermost extremity of the lowermost plate 9.

Wenn, wie in der beschriebenen Ausführungsform drei Trichter 5 verwendet werden, die nebeneinander angeordnet sind, können sie vorzugsweise untereinander mit Querbäumen 10 verbunden sein, die die Längsbäume 11 unterschiedlicher Leitern lokal miteinander verbinden. Die Kratzerförderer 6 sind um Getrieberäder 12 an der oberen und unteren Extremität der Längsbäume 11 geführt.When, as in the embodiment described, three hoppers 5 are used, arranged side by side, they can preferably be interconnected by means of transverse beams 10 which locally connect the longitudinal beams 11 of different ladders. The scraper conveyors 6 are guided around gear wheels 12 at the upper and lower extremities of the longitudinal beams 11.

Da der erfindungsgemäße Schwimmbagger nicht mit Antriebsschrauben ausgestattet sein sollte, weil diese das Wasser in den schmalen Flußläufen unvermeidbar aufwirbeln würden, und in dem Fall, daß die Verwendung von Ankertrossen auf Wickeltrommeln beispielsweise nicht flexibel oder nicht gewünscht ist, wird der Schwimmbagger mittels eines oder mehrerer Antriebsräder 13 vorwärtsbewegt. Diese Antriebsräder 13 sind mit radialen Stiften oder Blättern 14 ausgestattet, deren Länge möglicherweise einstellbar sein kann. Auf diese Weise greifen sie leicht in den Unterwassergrund, den es aufzubaggern gilt, und gewährleisten die Fortbewegung des Schwimmbaggers. Diese Räder 13 können vorzugsweise unabhängig voneinander angetrieben sein, so daß sie jeweils unabhängig voneinander in unterschiedliche Richtungen und/oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können. Falls dies erforderlich ist, kann in analoger Weise ein einstellbarer Arm 1 5 verwendet werden, der am Heck des Schwimmbaggers befestigt ist, wobei der Arm an seinem freien Ende mit zumindest einem Antriebsrad 16 versehen ist, welches vorzugsweise auch mit ähnlichen radialen Stiften 17 oder Blättern versehen ist. Wenn das Antriebsrad 13 am Boden der Leitern 4 zum Antrieb des Schwimmbaggers nicht verwendet wird, kann dieser daher mittels eines oder mehrerer Antriebsräder 16 am unteren Ende des Arms 15 bewegt werden.Since the dredger according to the invention should not be equipped with drive screws, because these would inevitably stir up the water in the narrow river courses, and in the event that the use of anchor cables on winding drums is, for example, not flexible or not desired, the dredger is moved forward by means of one or more drive wheels 13. These drive wheels 13 are equipped with radial pins or blades 14, the length of which may possibly be adjustable. In this way, they easily grip the underwater bed to be dredged and ensure the forward movement of the dredger. These wheels 13 can preferably be driven independently of one another, so that they can each rotate independently of one another in different directions and/or at different speeds. If this is necessary, an adjustable arm 15 can be used in an analogous manner, which is attached to the rear of the dredger, the arm being provided at its free end with at least one drive wheel 16, which is preferably also provided with similar radial pins 17 or blades. When the drive wheel 13 at the bottom of the ladders 4 is not used to drive the dredger, the latter can therefore be moved by means of one or more drive wheels 16 at the lower end of the arm 15.

Die Leitern 4 können in einem gewünschten Winkel eingestellt werden, gewöhnlicherweise in Abhängigkeit von der Dicke und dem Niveau der auszubaggernden Schlammschicht oder des auszubaggernden Unterwassergrundes, indem die in den Figuren 6 und 7 gezeigte Struktur verwendet wird. Fig. 6 zeigt Führungsprofile 18, die oberhalb des Vorderstevens des Schwimmbaggers nach unten gebogen sind und die an Streben 19 befestigt sind. Vorzugsweise tragen zwei dieser Führungsprofile und insbesondere die beiden mittlersten Profile, ein Gestell, das schematisch mit dem Bezugszeichen 20 in Fig. 6 angegeben ist, wobei die an Achsen 22 befestigten Getrieberäder 21 damit zusammenwirken. Die Achsen 22 sind von einem Motor 23 in der einen oder in der anderen Richtung in solch einer Weise angetrieben, daß die Leitern in Positionen angeordnet werden können, die zwischen der horizontalen Position, die in Fig. 1 in strichpunktierten Linien gezeichnet ist, und der Position in einem Winkel von ungefähr 45 º variieren, wie mit ausgezogenen Linien in derselben Fig. 1 und außerdem in Fig. 6 gezeigt ist. Die von einem Motor angetriebenen Achsen 22 sind in Stücken 24 angebracht, die zu einem der Querbäume 10 gehören. Die äußersten Leitern sind nur mit freien Laufrädern 25 versehen (Figuren 6 und 7).The ladders 4 can be adjusted to a desired angle, usually depending on the thickness and level of the mud layer or underwater bed to be dredged, using the structure shown in Figures 6 and 7. Figure 6 shows guide profiles 18 which are bent downwards above the stem of the dredger and which are attached to struts 19. Preferably, two of these guide profiles, and in particular the two middle profiles, carry a frame, which is schematically indicated by the reference numeral 20 in Figure 6, with which the gear wheels 21 attached to axles 22 cooperate. The axles 22 are driven by a motor 23 in one or the other direction in such a way that the ladders can be arranged in positions varying between the horizontal position shown in dotted lines in Fig. 1 and the position at an angle of approximately 45º as shown in solid lines in the same Fig. 1 and also in Fig. 6. The motor-driven axles 22 are mounted in pieces 24 belonging to one of the cross beams 10. The outermost ladders are provided only with free running wheels 25 (Figs. 6 and 7).

Eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung zum Hochziehen der Leitern, wie sie in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist, wird schließlich in Fig. 8 wiedergegeben.A modified embodiment of the device for pulling up the ladders, as shown in Figures 6 and 7, is finally shown in Figure 8.

Die Leitern 4 oder zumindest die beiden äußeren Leitern können seitlich mit einem U-förmigen Rinnenprofil 26 versehen sein, während zwei oder mehrere Stützplatten 27 auf dem Schwimmbagger angebracht sind, die jede mit einem Schwenkzapfen 28 versehen sind. Dieser Schwenkzapfen greift in das U-förmige Rinnenprofil 26 ein. Die Leitern können über ein Kabel 29 bis hinauf zu einer Stellung hochgezogen werden, die im wesentlichen der horizontalen Ebene entspricht. Diese Strukturen können einfach konstruiert werden und sind darüber hinaus einfach zu bedienen.The ladders 4 or at least the two outer ladders can be provided with a U-shaped channel profile 26 on the side, while two or more support plates 27 are mounted on the dredger, each of which is provided with a pivot pin 28. This pivot pin engages in the U-shaped channel profile 26. The ladders can be raised by a cable 29 up to a position which corresponds essentially to the horizontal plane. These structures can be constructed simply and are also easy to operate.

Unter dem Gesichtspunkt der sehr speziellen Aufgaben, für die der erfindungsgemäße Schwimmbagger ausgelegt worden ist, ist er schließlich weiterhin mit zumindest zwei, aber vorzugsweise vier horizontal verfahrbaren Armen 30 versehen, die als sog. "Fender" dienen und die dazu mit Rädern 31 versehen sind. Die Arme 30 können hydraulisch, mechanisch über ein Gestell oder manuell verfahren werden und können auf diese Weise in eine vorgegebene Position gebracht werden, um den Schwimmbagger in seiner korrekten Position zu fixieren. Dank dieser Arme 30, die mit Rädern 31 versehen sind, kann der Schwimmbagger auch seitlich verfahren werden, entweder zwischen zwei Dämmen oder zwei Eindeichungen oder zwischen Wänden, wenn der Flußlauf durch ein bebautes Gebiet wie eine Stadt fließt. Indem die verfahrbaren Arme 30 betätigt werden, kann der Schwimmbagger auch in seine korrekte Position in einem minimalen Abstand von einem Damm, einer Eindeichung oder einer Wand positioniert werden.Finally, in view of the very specific tasks for which the dredger according to the invention has been designed, it is further provided with at least two, but preferably four horizontally movable arms 30, which serve as so-called "fenders" and which are provided with wheels 31 for this purpose. The arms 30 can be moved hydraulically, mechanically via a frame or manually and can thus be brought into a predetermined position in order to fix the dredger in its correct position. Thanks to these arms 30, which are provided with wheels 31, the dredger can also be moved sideways, either between two dams or two dikes or between walls when the river flows through a built-up area such as a city. By operating the movable arms 30, the dredger can also be positioned in its correct position at a minimum distance from a dam, dike or wall.

Um den im Schüttgut-Schiffsraum 2 gesammelten Schlamm zu entfernen wird jede bekannte Technik verwendet, die nicht zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehört.To remove the sludge collected in the bulk cargo hold 2, any known technique is used which does not fall within the scope of the present invention.

Die Vorteile des Schwimmbaggers, das sehr eigenständige Konzept, welches vorstehend beschrieben worden ist, sind sehr deutlich. Der Schwimmbagger kann unter ganz bestimmten Umständen in seiner korrekten Position gehalten werden, ohne daß die Verwendung von Ankern, "Howsern" (Englisch: howsers) oder Pfählen erforderlich ist. Wegen des Schürfens im geschlossenen Trichter gerät sehr wenig Schlamm in das umgebende Wasser, so daß das gewünschte Ergebnis, d.h. ein reduziertes oder nahezu nicht existierendes Aufwirbeln und keine Verdünnung des Schlamms mit Wasser, erzielt wird. Wegen ihres Konzeptes können die Kratzerförderer in ihren Trichtern in entweder einer oder beiden Richtungen bewegt werden. Trotz der begrenzten Abmaße des Schwimmbaggers besitzt er eine sehr große Bagger- oder Schürfkapazität, weil die Menge des transportierten Wassers unerheblich im Vergleich zu den geförderten Mengen Schlamm und/oder anderer Sedimente ist.The advantages of the dredger, the very unique concept described above, are very clear. The dredger can be held in its correct position under very specific circumstances without the need for the use of anchors, howsers or piles. Because of the dredging in the closed hopper, very little mud gets into the surrounding water, so that the desired result, ie reduced or almost non-existent churning and no dilution of the sludge with water is achieved. Due to their design, the scraper conveyors can be moved in their hoppers in either one or both directions. Despite the limited dimensions of the dredger, it has a very large dredging or digging capacity because the amount of water transported is insignificant compared to the amounts of sludge and/or other sediments extracted.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann auf vielfältige Weise abgewandelt werden, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.The invention is of course not limited to the embodiment described above and can be modified in many ways without departing from the scope of the claims.

Claims

1. A dredger equipped with at least one hopper (5) adjustable to any angle having a scraper conveyor (6) for dredging mud and other light sediments, characterized in that the scraper conveyor (6) extends upwards to the lowest part of the hopper (5), the lowest part of the hopper (5) terminating in a scraper blade (9") so that mud or other light sediments can be transported along the hopper (5).

2. Dredger according to claim 1, characterized in that the scraper conveyor (6) carries transverse scrapers (7) which extend to the side walls (9') of the hopper (5).

3. Dredger according to one of claims 1 to 2, characterized in that arms (30) designed to be moved laterally in the horizontal plane are provided for positioning the dredger with respect to dams, canal walls, a river or a narrow river course.