DE968932C

DE968932C - Hydraulische Strahleinrichtung zum Abbau und zur Foerderung von Mineralien, Sanden, Kiesen, Schlaemmen usw.

Info

Publication number: DE968932C
Application number: DEW6389A
Authority: DE
Inventors: Karl Wildi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-09-19
Filing date: 1951-07-29
Publication date: 1958-04-10

Description

Hydraulische Strahleinrichtung zum Abbau und zur Förderung von Mineralien, Sanden, Kiesen, Schlämmen usw.
Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische, vertikal, geneigt und auch horizontal anzuordnende Strahleinrichtung zum Abbau und zur Förderung von insbesondere größere Steine enthaltenden, grö beren Ablagerungen von Mineralien, Sanden, Kiesen, Schlämmen usw., wobei ein an rohrförmige Teile angeschlossenes Bodenstück vorgesehen ist, das Strahldüsen zum Lösen des Gutes und Förderdüsen zum Transport des gelösten Gutes aufweist.
Eine solche Einrichtung ist bekannt.
Die Erfindung besteht darin, daß die Förderdüsen am inneren Umfang eines als Saugstutzen ausgebildeten Förderteils zur Förderung des Gemisches, und die das Gemisch bildenden Aufwühl-Strahldüsen am äußeren Umfang dieses Förderteils angeordnet sind.
Es ist insbesondere eine Einrichtung (Katalog der Fa. Körting, Hannover-Linden, Mai I936, »Appareils à jet«, S. 25, »Elevateurs de boue et de sable, Systeme Koerting«) bekanntgeworden, bei der sich zuunterst eine Kammer für den Anschluß eines Druckmittels befindet. Diese Kammer ist entgegen dem Erfindungsgegenstand nach unten geschlossen und trägt Aufwühldüsen. Oben an der Kammer, gegen das Förderrohr mündend, befindet sich die einzige Förderdüse. Im zylindrischen Verbindungsteil zwischen dieser Kammer und dem Förderrohr befinden sich einige Öffnungen, die Saugöffnungen, und zwar seitlich am Verbindungsteil.
Gegenüber dieser bekannten Einrichtung weist die Einrichtung des Erfindungsgegenstandes einen nach unten offenen Saugstutzen auf, an dessen in- nerem Umfang Förderdüsen angeordnet sind. Durch diese Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist es möglich, auch größere Steine und gröbere Stücke unmittelbar vom Boden aus anzusaugen, zu hebel und zu fördern. Zu diesem Zweck ist die bekannte Einrichtung jedoch nicht zu gebrauchen. Denn sobald sich der unten geschlossene Boden bei der bekannten Einrichtung auf die Steine und gröberen Stücke absenkt, versperrt er diesen die Eindringmöglichkeit, indem der unten geschlossene Boden der bekannten Einrichtung sich auf die Steine aufsetzt, ohne diese fassen und fördern zu können. Gerade dazu ist aber die Konstruktion des vorliegenden Erfindungsgegenstandes geeignet, da die einzige große Saugöffnung über die Steine und groben Stücke gesenkt werden kann und diese nun durch die am inneren Umfang des nach unten offenen Saugstutzens angeordneten Förderdüsen gehoben und gefördert werden können, nachdem durch die am äußeren Umfang des Saugstutzens angeordneten Aufwühl-Strahldüsen das abzubauende und zu fördernde Gut aufgelockert und mittels des Druckwassers zu einem Gemisch gebildet wurde.
Es sind auch Einrichtungen bekanntgeworden, deren Förderteil mit Schürforganen ausgebildet ist (vgl. USA. - Patentschrift 2 I44 743 und französische Patentschrift 7664I2). Mit solchen Schürforganen ist die Auflockerung des abzubauenden Materials jedoch viel schwieriger. Demgegenüber arbeitet der vorliegende Erfindungsgegenstand nur mit der hydraulischen Wirkung der Aufwühl-Strahldüsen, die am äußeren Umfang des Förderteiles angeordnet sind. Diese Wirkung hat sich als die viel intensivere zum Abbau erwiesen als die von Schürforganen, weil durch das den Strahldüsen ent- -strömende Druckwasser ein Gemisch mit dem abzubauenden Gut entsteht. Lediglich als kleines Zusatzmittel sind beim Erfindungsgegenstand auch bisweilen kleine Schürfvorrichtungen mit in Anwendung gezogen worden, die wesentliche Abbauwirkung bleibt aber derjenigen der Aufwühl-Strahldüsen vorbehalten.
Der Erfindungsgegenstand hat sich in außergewöhnlichem Maße in der Praxis bewährt. Uber die Arbeitsweise eines solchen Wasserstrahlbaggers wird folgendes berichtet (Luzerner Tagblatt, Nr. 241 vom 17. 10. 1953): Der Düsenkopf bildet den Abschluß eines 32 m langen Auslegers oder Baggerarmes. Durch Druckleitungen fließt ihm Wasser unter einem Betriebsdruck von ungefähr 4 atü zu, das einerseits dazu benötigt wird, den Seegrund aufzuwühlen und anderseits das Vakuum im Saugstutzen und den Druck im Förderrohr zu erzeugen.
Beim Arbeitsvorgang wird der Ausleger ins NVasser gelassen; der Düsenkopf senkt sich alsdann in den Seegrund. Die durch die äußeren Aufwühldüsen ausströmenden, kräftigen Wasserstrahlen lockern den Seegrund auf. Der Sand wird zwischen den Steinen losgespült, und diese Mischung von Sand, Kies und Wasser wird durch den Saugstutzen des Düsenkopfes angesaugt. Dieses Vakuum wird durch den Förderstrahl erzeugt, der aus den im Inneren des Düsenkopfes eingebauten Förderdüsen aufwärts, in der Richtung des Förderrohres, schießt. Der so erzeugte Druck genügt, um das schwere Kies- und Sandgemisch durch das Förderrohr an die Wasseroberfläche zu fördern, wo es in einem mächtigen Strudel in das Absetzbeclien stürzt. Der Druck ist sogar ausreichend, um Steine bis zu einem Durchmesser von 20 cm durch das lange Förderrohr hinaufzuschieben.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. I zeigt einen Längsschnitt durch eine einstufige Strahleinri chtung, Fig. 2 einen Schnitt a-a von Fig. I, Fig. 3 einen Schnitt b-b von Fig. I, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine mehrstufige S trahleinrichtung, Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Variante der Strahleinrichtung gemäß Fig. I, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Variante gemäß Fig. I mit für Schärfung eingeriditeten Saugstutzen.
Auf Fig. I bezugnehmend, bedeuten I und 2 vorzugsweise koaxial angeordnete Rohre. Älit 3 sind Zwischenflansche bezeichnet. Diese besitzen eine Öffnung, die dem Durchmesser vom Rohr 1 entspricht, und weitere Öffnungen und Stege im Ring zwischen den beiden Rohren I und 2. Das Rohr 2 ist mittels der Flansche3 mit dem Bodenstück 4 verbunden, in welchem der Umlenkirörper 5 und die Düsenzwischenstücke 6 angeordnet sind. In der Schnittzeichnung in Fig. 3 ist der Umlenkkörper 5 nicht dargestellt.
Am Bodenstück 4 ist eine Anzahl Düsen 7 angebracht. 8 bedeutet eine Druckluftleitung, mittels welcher mit Hilfe eines Verteilers 9 dem inneren Rohr I Druckluft zugeführt werden kann.
Das abzubauende Lieslager ist in Fig. I mit 10 bezeichnet. Zu dessen Abbau und Förderung mittels dieser Strahleinrichtung wird zweckmäßig dem von den beiden Rohren I und 2 gebildeten Ringquerschnitt Druckwasser zugeführt. Wie mit den Pfeilen angedeutet, stehen diesem Druckwasser zwei Wege offen. Ein Teil kann in Form von Strahlen aus den Düsen 7 austreten, den Aufwühldüsen, die den Zweck; haben, das Kieslager aufzuwühlen oder aufzulockern. Der andere, gewöhnlich größere Teil des Druckwassers gelangt in Form von Strahlen durch die vom Bodenstück 4, den Zwischenstücken 6 und dem Umlenkkörper 5 geformten Düsen 15 in das innere Rohr I. Diese Strahlen erzeugen in der unten Öffnung des Bodenstückes 4 eine Saug- und weiter oben im Rohr 1 eine Druckwirkung. Durch diese beiden Wirkungen wird das Wasser und damit das darin befindliche, durch die Aufwühldüsen 7 aufgewühlte Material im Rohr 1, dem Förderrohr, erst angesaugt und dann gehoben.
In gewissen Fällen und besonders dann, wenn das Kiesvorkommen vollständig mit Wasser bedeckt ist, kann außerdem noch durch das RohrS Drucl;luft in die Förderleitung eingeblasen werden. Dadurch wird das spezifische Ge.vicht der zu fördernden Material- plus Wassermasse verringert, und die Förderarbeit wird erleichtert.
Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4 eine mehrstufige Strahleinrichtung. Die Teile mit gleicher Bedeutung sind wie in den Fig. I, 2 und 3 bezeichnet.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind am Bodenstück 4 außer den Aufwühldüsen 7 noch die Zacken II angebracht. Die letzteren können zur Lockerung des abzubauenden Materials herbeigezogen werden, insbesondere bei der Verwendung der Strahleinrichtung im Schachtbau, indem man Anordnungen trifft, um die gesamte Strahleinrichtung auf und ab zu bewegen, zu rotieren oder beides zusammen. Sie können nicht nur am Umfang des Bodenstückes, sondern auch näher der Ansaugöffnung placiert werden, wobei sie noch zusätzlich eine gewisse Siebwirkung ausüben.
An Stelle der Zacken können auch, von der Strahleinrichtung ganz unabhängig, auf beliebige Art und Weise betriebene Lockerungseinrichtungen verwendet werden.
Es ist klar, daß die Strahleinrichtung nicht nur vertikal, sondern auch geneigt oder sogar horizontal zur Verwendung kommen kann. Fig. 5 zeigt eine Einrichtung zur Verwendung in geneigter Lage.
Das Bodenstück 4 ist hier noch mit einem Saugstutzen versehen. Dieser kann auch angeflanscht werden, um die Saugwirkung auf einen beliebigen Punkt zu konzentrieren. Wenn mit der Strahleinrichtung noch Schürfbewegungen ausgeführt werden, so wird zweckmäßig der Saugstutzen breiter ausgeführt, ähnlich einer Schaufel oder einem Dübel, wie in Fig. 6 gezeigt.
Fig. 6 zeigt, daß es nicht unbedingt notwendig ist, die Rohre 1 und 2 koaxial anzuordnen, sondern in gewissen Fällen werden an Stelle von Rohren vorteilhaft Schläuche verwendet.
Es ist weiterhin möglich, für die Förderflüssigkeit und die Abbauflüssigkeit verschiedene Drücke oder sogar verschiedene Flüssigkeiten zu verwenden. Von einer bildlichen Darstellung dieser Einrichtungen ist hier abgesehen.
Es ist auch nicht unbedingt notwendig, daß Gruppen von Förderdüsen in einer Ebene, wie in den Figuren angedeutet, angeordnet sind. Die Einrichtung kann ganz nach Belieben mit Förderdüsen bestückt werden. An Stelle von verteilten Förderdüsen können auch Ringdüsen verwendet werden, besonders wenn mit verhältnismäßig kleinem Förderfiüssigkeitsdruck gearbeitet wird. Es ist außerdem möglich, eine einzige Förderdüse zu verwenden.
Die Anordnung der Aufwühldüsen kann sehr leicht den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Ihre Anzahl und deren Wirkung kann leicht vergrößert oder verkleinert werden, je nachdem es sich um den Abbau und die Förderung von loser oder fester gepackten Materialien handelt. Für gewisse Verhältnisse werden sie nicht nur an der eigentlichen Strahleinrichtung angebracht. Sie können z. B. mit dem Saugstutzen I3 kombiniert werden, wie in Fig. 6 gezeigt. Der in dieser Figur gezeigte Saugstutzen dient noch als Schürfelement.

Claims

PATENTANSPRUCH: Hydraulische, vertikal, geneigt und auch horizontal anzuordnende Strahleinrichtung zum Abbau und zur Förderung von insbesondere größere Steine enthaltenden, gröberen Ablagerungen voll Mineralien, Sanden, Kiesen, Schlämmen usw., wobei ein an rohrförmige Teile angeschlossenes Bodenstück vorgesehen ist, das Strahldüsen zum Lösen des Gutes und Förderdüsen zum Transport des gelösten Gutes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderdüsen (15) am inneren Umfang eines als Saugstutzen ausgebildeten Förderteils (1) zur Förderung des Gemisches und die das Gemisch bildenden Aufwühl-Strahldüsen (7) am äußeren Umfang dieses Förderteils (I) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 766 412; USA.-Patentschrift Nr.
2 I44 743; Katalog der Firma Körting, »Appareils à jet«, Mai I936, S.25, »Elevateurs de boue et de sable Systeme Koerting«, S. 58, 59; »Handbuch der Tiefbohrkunst« von T e c k 1 e Il -burg, I9I0, Bd. 5, S. 167.