EP0548707A1

EP0548707A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vergrössern der Wassertiefe eines Gewässers

Info

Publication number: EP0548707A1
Application number: EP92121125A
Authority: EP
Inventors: Siegbert Dipl.-Ing. Sacklowski
Original assignee: Anton Muesing & Co KG GmbH
Current assignee: Anton Muesing & Co KG GmbH
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1993-06-30
Anticipated expiration: 2012-12-11
Also published as: EP0548707B1; DK0548707T3; DE4226492A1; DE59205905D1; ES2086627T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewässers, bei dem Grundmaterial des Gewässergrundes beseitigt oder abgetragen, vorzugsweise aufgewirbelt und abgesaugt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Vergrößern 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, vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, das bzw. die eine Vergrößerung der Wassertiefe eines Gewässers auch bei einem relativ härteren Gewässergrund ermöglicht. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß widerstehendes Grundmaterial geschwächt wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich in erfindungsgemäßer Lösung der gestellten Aufgabe aus durch eine Hochdruckstrahleinrichtung (6) zur Bildung wenigstens eines gegen den Gewässergrund (1) richtbaren Hochdruckstrahles, umfassend wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Hochdruckdüse. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewässers, bei dem Grundmaterial des Gewässergrundes beseitigt oder abgetragen, vorzugsweise aufgewirbelt und abgesaugt wird.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Vergrößern 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, vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.
Verfahren und Vorrichtungen der genannten Gattung sind bekannt 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 Nordseeküste 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 Gewässergrund 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 aufzuzeigen, das bzw. die eine Vergrößerung der Wassertiefe eines Gewässers auch bei einem relativ härteren Gewässergrund ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß widerstehendes Grundmaterial geschwächt wird.
Erfindungsgemäß wird also mit Vorteil relativ härteres Gewässergrundmaterial, welches den herkömmlichen Verfahren bzw. Vorrichtungen widersteht, vorbearbeitet und dadurch geschwächt.
Eine solche Schwächung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch herbeigeführt, daß das Grundmaterial eingeschnitten oder zerschnitten wird.
Die erfindungsgemäße Schwächung, vorzugsweise die Ein- bzw. Zerschneidung des Materials, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gezielt vorgenommen. Dies ermöglicht den weiteren Einsatz der ansonsten bekannten Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung. Widerstehendes Material wird also nur soweit geschwächt, daß die herkömmlichen Methoden im übrigen anwendbar sind.
Es sind zwar auch andere Methoden bekannt, härteres Grundmaterial zu beseitigen, indem dies mit schwerem Gerät geschieht, wobei das härtere Grundmaterial ausgebaggert, notfalls vorher zertrümmert wird, wozu beispielsweise Eimerkettenbagger eingesetzt werden können, aber derartige Verfahren und Vorrichtungen erfordern eine enormen Zeit- und Kostenaufwand, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorteil vermieden 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, wodurch das Verfahren noch kostengünstiger durchführbar wird. Ein Wasser-Hochdruckstrahl kann mit an sich bekannten herkömmlichen Hochdruckpumpen, wie sie beispielsweise zu Reinigungszwecken 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 erfindungsgemäßen Verfahren Tongrund, unter Umständen auch Steingrund, so geschwächt werden, daß die weitere Beseitigung mit den herkömmlichen Methoden durchführbar ist.
Eine nächste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß der Hochdruckstrahl relativ zum Grund des Gewässers bewegt wird, so daß der Gewässergrund flächig vorbearbeitet werden kann.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, daß der Hochdruckstrahl mittels einer Hochdruckdüse geformt wird, die in einem möglichst geringen Abstand zu dem zu schwächenden Grundmaterial von vorzugsweise maximal etwa 10 cm positioniert bzw. geführt 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 sollte. Besser noch sollte die entsprechende Hochdruckdüse unmittelbar 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 erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer herkömmlichen Methode, insbesondere mit einem Aufwirbelungsvorgang und/oder einem Absaugvorgang kombiniert durchgeführt werden. Es erfolgt dann eine Schwächung des Grundmaterials mit einem unmittelbar kombinierten bzw. nachfolgenden weiteren Abbau bzw. Beseitigen des Grundmaterials.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vergrößern 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, zeichnet sich in erfindungsgemäßer Lösung der gestellten Aufgabe aus durch eine Hochdruckstrahleinrichtung zur Bildung wenigstens eines gegen den Gewässergrund richtbaren Hochdruckstrahles, umfassend wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Hochdruckdüse.
Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kann also ein widerstehender Gewässergrund, vorzugsweise im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, ausreichend geschwächt werden, um danach 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 beispielsweise 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 ausgebildete Wasserfahrzeuge müssen zur erfindungsgemäßen Umrüstung im wesentlich lediglich mit einer Hochdruckpumpe, einer Hochdruckleitung und einer oder mehreren Hochdruckdüsen ausgerüstet 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 absenkbar 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 könnten.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Gruppe von Hochdruckdüsen aufweist. Diese sind nach einer Weiterbildung vorzugsweise relativ zum Grund bewegbar. Einerseits kann diese Bewegung alleine dadurch geschehen, daß sie an einem bewegbaren Wasserfahrzeug angeordnet sind. Es kann aber auch eine zusätzliche Bewegbarkeit vorgesehen sein, bei der sich die Düsen auch relativ zu dem Wasserfahrzeug bzw. der Vorrichtung bewegen. Beispielsweise kann eine Gruppe von Hochdruckdüsen in einer Reihe angeordnet sein, die insgesamt hin- und herbewegbar ist, vorzugsweise quer zur Längsachse eines Wasserfahrzeuges, so daß eine jeweilige Hochdruckdüse beim Fortbewegen eines solchen Wasserfahrzeuges eine mäanderförmige Bahn über dem Gewässergrund beschreibt und widerstehendes Grundmaterial entsprechend mäanderförmig ein- bzw. zerschneidet.
Eine andere erfindungsgemäße Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß eine Gruppe von Hochdruckdüsen 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 Gewässergrund durch die Hochdruckstrahlen sehr klein zerteilt, praktisch zerhäckselt, so daß eine weitere Beseitigung des so geschwächten Grundmaterials problemlos mit herkömmlichen Methoden möglich ist. Die kreisförmig angeordnete Gruppe von Hochdruckdüsen, die sich dreht und insgesamt durch ein Wasserfahrzeug vorwärts bewegt wird, wirkt vergleichsweise wie ein Pürierstab einer Küchenmaschine, wenn mit diesem härtere Obst-, Gemüse- oder Nußstücke zerkleinert werden, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil hat, daß dies über Hochdruckstrahlen berührungs- und reibungslos erfolgt.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Hochdruckstrahleinrichtung mit einer Aufwirbelungseinrichtung und/oder Saugeinrichtung kombiniert ist bzw. die Hochdruckstrahleinrichtung in diese anderen Einrichtungen integriert ist. In diesem Falle unterstützt die erfindungsgemäße Hochdruckstrahleinrichtung die herkömmlichen Einrichtungen, die ansonsten in herkömmlicher, bewährter Weise arbeiten.
In Fahrtrichtung eines Wasserfahrzeuges wird die Hochdruckstrahleinrichtung den genannten herkömmlichen Einrichtungen vorzugsweise (etwas) vorgeordnet.
Eine nächste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Saugeinrichtung eine vorzugsweise rechteckige Saugöffnung umfaßt, vor der, in einer zur vorderen Seite der Saugöffnung parallelen Reihe Hochdruckdüsen, vorzugsweise 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 entsprechend breiten Bahn Grundmaterial absaugen. Vor dieser Saugöffnung 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) eingestellt. Bei einer solchen Neigung der Hochdruckdüse in Fahrtrichtung ist der Schwächungseffekt des Grundmaterials erfahrungsgemäß am größten. Insbesondere weist dann der Hochdruckstrahl eine Kraftkomponente in der Lotrechten aber auch eine Kraftkomponente in der Waagerechten auf, so daß ein Pflugeffekt 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 Hochdruckdüse ein äußerer Rohrmantel angeordnet ist, derart, daß aus dem ringförmigen Mantelzwischenraum zwischen Rohrmantel und Hochdruckdüse ein den Hochdruckdüsen-Strahl umhüllender Mantelstrahl 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 Hochdruckstrahl noch mit möglichst voller Kraft auf das Grundmaterial einwirken kann, der Strahl also in dem Umgebungswasser zwischen Düse und Grund nicht so schnell divergiert bzw. verwirbelt.
Zur Ausbildung des Mantelstrahles kann im Rohrmantel wenigstens eine Öffnung zur Ansaugung bzw. zum Eintritt von Umgebundsmedium (Umgebungswasser) vorhanden sein. Allein durch die Saugwirkung des Hochdruckstrahles tritt dann Umgebungsmedium in den Mantelzwischenraum ein und es bildet sich ein Mantelstrahl aus, der, den Hochdruckstrahl umgebend, von diesem Hochdruckstrahl mitgerissen wird und den Hochdruckstrahl schützt.
Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, daß der Mantelzwischenraum mit einem Mantelstrahlmedium unter Druck, vorzugsweise mit etwa 0,6 MPa (6 atü) Druck beaufschlagbar ist. Es wird dann also mit einer eigenen Druckquelle ein Mantelstrahl 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 angeschlossen werden muß.
Da die Düsenöffnung der Hochdruckdüse in der Regel sehr klein im Durchmesser sein kann, d.h. in der Regel eine Größenordnung von wenigen Millimetern aufweist, ist vorgesehen, daß bei Verwendung des Umgebungsmediums als Hochdruckstrahlmedium eine Einrichtung zur Reinigung des Mediums vorhanden ist, also im weitesten Sinne eine Filteranlage, um ein Festsetzen und eine Beschädigung der Düse und auch der Hochdruckpumpe zu vermeiden. Auch sollen dadurch zu kurze Wartungsabstände 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 zeigen:

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 gekennzeichneten strichpunktierten Linie,
Fig. 8: eine teilweise geschnittene Draufsicht auf das Gehäuse 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 Ausführungsbeispieles einer Saugöffnung mit Hochdruckdüsenanordnung entsprechend etwa der Fig. 4 und
Fig. 11: eine Unteransicht der Anordnung gemäß Fig. 10 entsprechend 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 Hochdruckdüsen 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 Spülleitungsabschnitt 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 außerdem 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 könnten 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 Hochdruckdüsen 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 unmittelbar vor der Saugöffnung 3 angeordnet sein können oder auch in einem Abstand dazu vorverlagert, also relativ unabhängiger 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. Außerdem ist in der Unteransicht angedeutet, daß drei Hochdruckdüsen 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 beispielsweise 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 gezeigt, 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 schwenkbar. Insbesondere sind die einzelnen Hochdruckdüsen 6 um die Achsen 14 schwenkbar, welche quer zur Fahrtrichtung 9 des Hopperbaggers verlaufen, so daß die Hochdruckdüsen 6 insbesondere 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 Hochdruckdüse 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 Düsenöffnungen unterschiedlicher Geometrien und/oder Durchmesser je nach Bedarf eingesetzt werden können.
Koaxial um die Hochdruckdüse 6 verläuft ein äußerer Rohrmantel 17 derart, daß zwischen dem Rohrmantel 17 und der Hochdruckdüse 6 ein die Hochdruckdüse 6 ringförmig umgebender Mantelzwischenraum 18 verbleibt.
Seitlich in dem Rohrmantel 17 sind Ansaugöffnungen 19 angeordnet, so daß durch die Saugwirkung des Hochdruckstrahles, der aus der Hochdruckdüse 6 austritt, Umgebungswasser durch die Eintrittsöffnungen 19 in den Mantelzwischenraum 18 eingesaugt werden kann und vom Hochdruckstrahl mitgerissen wird, derart, daß den Hochdruckstrahl ein Mantelstrahl schützend umgibt.
Bei einer alternativen Ausführungsform könnten die Eintrittsöffnungen 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 Druckquelle in Betracht, die auch die Jet-Düsen 5 der Saugeinrichtung 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 kreisförmige Träger 21 der Hochdruckdüsen 6 ist um eine im wesentlichen 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

Verfahren zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewässers, bei dem Grundmaterial des Gewässergrundes beseitigt oder abgetragen, vorzugsweise aufgewirbelt und abgesaugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß widerstehendes Grundmaterial geschwächt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwächung herbeigeführt wird, indem das Grundmaterial eingeschnitten oder zerschnitten wird.
Verfahren zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewässers, vorzugsweise nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schneiden wenigstens ein Hochdruckstrahl eines Strahlmediums verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlmedium Wasser verwendet wird.
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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckstrahl relativ zum Grund des Gewässers bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckstrahl mittels einer Hochdruckdüse geformt wird, die in einem möglichst geringen Abstand zu dem zu schwächenden Grundmaterial von vorzugsweise maximal etwa 10 cm positioniert bzw. geführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwächungsvorgang mit dem Aufwirbelungsvorgang und/oder dem Absaugvorgang kombiniert durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Vergrößern der Wassertiefe eines Gewässers, welche eine auf das Grundmaterial eines Gewässergrundes einwirkfähige Einrichtung zur Beseitigung oder Abtragung von Grundmaterial, vorzugsweise eine Aufwirbelungs- und/oder Saugeinrichtung, aufweist, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8,
gekennzeichnet durch
eine Hochdruckstrahleinrichtung zur Bildung wenigstens eines gegen den Gewässergrund (1) richtbaren Hochdruckstrahles, umfassend wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Hochdruckdüse (6).
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüse (6) in das Gewässer hinablaßbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüse (6) an einem zum Gewässergrund (1) absenkbaren, vorzugsweise abschwenkbaren, Arm angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bestandteil eines Wasserfahrzeuges ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüse (6) bis über den Gewässergrund (1) absenkbar ist, vorzugsweise bis auf einen Abstand von maximal etwa 10 cm bis zum Gewässergrund (1).
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüse (6) geschützt (Schutzkäfig 8) ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gruppe von Hochdruckdüsen (6) umfaßt.
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) bewegbar angeordnet ist.
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.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Hochdruckdüsen (6) in einem Kreis angeordnet und auf diesem Kreis (Kreisträger 21) um die Symmetrieachse (22) axial dreh- bzw. schwenkbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckstrahleinrichtung mit einer Aufwirbelungseinrichtung und/oder Saugeinrichtung kombiniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckstrahleinrichtung der Aufwirbelungseinrichtung in Fahrtrichtung eines Wasserfahrzeuges vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckstrahleinrichtung der Saugeinrichtung in Fahrtrichtung eines Wasserfahrzeuges vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtung eine vorzugsweise rechteckige 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.
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.
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.
Vorrichtung nach Anspruch 15 und 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdüsen (6) unabhängig voneinander verstellbar sind.
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) zwischen Rohrmantel (17) und Hochdruckdüse (6) ein den Hochdruck-Düsenstrahl umhüllender Mantelstrahl austreten kann.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohrmantel (17) wenigstens eine Öffnung (19) zur Ansaugung bzw. zum Eintritt von Umgebungsmedium (Umgebungswasser) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelzwischenraum (18) mit einem Mantelstrahlmedium unter Druck, vorzugsweise mit etwa 0,6 MPa (6 atü) Druck, beaufschlagbar ist.