NL1014809C2

NL1014809C2 - Installation for hydraulic deposit of slurry at location beneath water level comprises slurry feed pipe, at end of which is speed reduction unit allowing slurry to discharge at reduced speed

Info

Publication number: NL1014809C2
Application number: NL1014809A
Authority: NL
Inventors: Gerardus Johannes Antoni Loman; Dirk Rudolf Mastbergen; Waltherus Georgius Ma Kesteren
Original assignee: Bos & Kalis Baggermaatsch
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-19

Abstract

The installation for the hydraulic deposit of slurry at a location beneath water level (17) comprises a slurry feed pipe (2b), at end of which is a speed reduction unit (4) allowing slurry to discharge at a reduced speed. The speed reduction unit is provided with at least one axial inlet and radial outlets and is capable of activating a water jet. The inlet pipe has at least one narrowed formation, preferably funnel-shaped. The speed reduction unit is provided with a circular under plate beneath the inlet.

Description

Inrichting voor het hydraulisch storten van slurrvDevice for hydraulic dumping of slurrv

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het hydraulisch storten van slurry op een plaats onder de waterspiegel.The invention relates to a device for hydraulic slurry dumping at a location below the water level.

Een dergelijke inrichting is onder andere bekend 5 uit het Dredged Material Research Program Technisch Rapport DS-78-13, Augustus 1978, van W.D. Barnard, pagina's 81-87. De in figuur 27 getoonde inrichting is voorzien van een stortpijp en een snelheidsreductor, in het rapport "diffuser" genaamd. De snelheidsreductor is voorzien van 10 een axiale inlaatpijp en radiale uitlaten. Bij toepassing van een snelheidsreductor analoog aan wat getoond is in figuur 28 bleek echter dat het gestorte materiaal, de slurry, teveel verspreid werd dan wel ongewenste verdunning van de gestorte slurry optrad. In het bijzonder trad 15 een te grote vertroebeling van het water op. De ongewenste effecten zijn in eerste instantie getracht op te lossen door de snelheidsreductor vlak boven het talud van onderwater gestorte slurry te hangen. Hierdoor bleken de problemen echter niet op te lossen.Such a device is known, inter alia, from the Dredged Material Research Program Technical Report DS-78-13, August 1978, by W.D. Barnard, pages 81-87. The device shown in Figure 27 includes a dump pipe and a speed reducer, referred to as "diffuser" in the report. The speed reducer is provided with an axial inlet pipe and radial outlets. However, when using a speed reducer analogous to what is shown in Figure 28, it was found that the bulk material, the slurry, was too dispersed or undesired dilution of the bulk slurry occurred. In particular, too much clouding of the water occurred. The unwanted effects were initially attempted to resolve by hanging the speed reducer just above the slope of underwater slurry. However, this did not solve the problems.

20 Uitvoering onderzoek toonde aan dat, zeker bij grotere stortdiepen, de stroomsnelheid van de slurry superkritisch werd, i.e. een stroming met een Froude getal groter dan 1, waardoor een effect optrad dat in de techniek bekend staat als schietend water. Hierdoor treden een 25 reeks van mechanismen in werking die uiteindelijk resulte- 1014809 2 ren in een hoge mate van turbulentie van het uitstromende materiaal en ongewenste vermenging van water, en daardoor voor een grote verspreiding van te storten materiaal. In de literatuur, zoals bijvoorbeeld het rapport EL-88-1 in 5 het kader van het "Improvement of operation and maintenance techniques research program door D.F. Hayes, T.N. McLellan en C.L. Truitt, getiteld demonstration of innovative and conventional dredging equipment at Calmut Harbor, Illinois van februari 1988, en Dredged Material Research 10 Program Technisch rapport D-78-44 van R.W. Neal, G.Henry en S.H. Greenevan Augustus 1978, getiteld Evaluation of the submerged discharge of dredged material slurry during pipeline dredge operations, wordt de werking van de snel-heidsreductor uitvoering besproken. In figuur 6 van het 15 laatstgenoemde rapport is te zien dat uit theoretische berekeningen bleek dat een werveling A op kan treden. Op pagina 40 wordt verder beschreven dat de energieverliezen door dergelijke vortices vermeden dient te worden.Conducting research showed that, especially at larger pouring depths, the flow rate of the slurry became supercritical, i.e. a flow with a Froude number greater than 1, causing an effect known in the art as shooting water. This activates a series of mechanisms that ultimately result in a high degree of turbulence of the outflowing material and undesired mixing of water, and thereby a large spread of material to be dumped. In literature, such as the report EL-88-1 in the context of the "Improvement of operation and maintenance techniques research program by DF Hayes, TN McLellan and CL Truitt, entitled demonstration of innovative and conventional dredging equipment at Calmut Harbor, Illinois of February 1988, and Dredged Material Research 10 Program Technical Report D-78-44 by RW Neal, G. Henry and SH Green of August 1978, entitled Evaluation of the submerged discharge of dredged material slurry during pipeline dredge operations, describes the the speed reducer implementation discussed Figure 6 of the latter report shows that theoretical calculations showed that a vortex A can occur On page 40 it is further described that the energy losses by such vortices should be avoided.

Toepassing van de in de bovenbeschreven snel-20 heidsreductoren bleek echter te leiden tot een te grote verspreiding van slurry, en een te grote vertroebeling van het water.However, use of the speed reducers described in the above was found to result in too great a spread of slurry, and too great a cloudiness of the water.

Het is een doel van de uitvinding een inrichting te verschaffen waarmee onder water slurry gestort kan 25 worden, waarbij de verspreiding van de slurry verkleind wordt ten opzichte van de bekende inrichtingen.It is an object of the invention to provide a device with which slurry can be dumped under water, wherein the spread of the slurry is reduced with respect to the known devices.

Het is voorts een doel van de uitvinding vertroebeling van het water bij het storten te reduceren dan wel volledig te vermijden.It is also an object of the invention to reduce or completely avoid clouding of the water during pouring.

30 Het is daarnaast een doel van de uitvinding om de effectiviteit van het storten te verbeteren.It is also an object of the invention to improve the effectiveness of the dumping.

Deze doelen worden bereikt, en andere voordelen worden behaald, met een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, omvattende een stortpijp voor de toevoer 35 van de slurry, en een snelheidsreductor aan het uiteinde van de stortpijp voor het laten uitstromen van de slurry met een gereduceerde snelheid, waarbij de snelheidsreduc- 1014809 3 tor voorzien is van ten minste één axiale inlaat en radiale uitlaten, waarbij de snelheidsreductor verder voorzien is van middelen voor het opwekken van een watersprong.These objectives are achieved, and other advantages are attained, with a device of the type mentioned in the preamble, comprising a pouring pipe for the feed of the slurry, and a speed reducer at the end of the pouring pipe for discharging the slurry with a reduced speed, wherein the speed reducer includes at least one axial inlet and radial outlets, the speed reducer further comprising means for generating a water jump.

Onderzoek heeft aangetoond dat om de versprei-5 ding van slurry in grote mate tegen te gaan en vertroebeling te vermijden dan wel te reduceren de uitstroom uit de snelheidsreductor subkritisch dient te zijn, i.e. een Froude getal kleiner dan 1 te hebben. Uit experimenten bleek dit te realiseren te zijn middels een snelheidsre-10 ductor volgens onderhavige uitvinding.Research has shown that in order to largely prevent the spread of slurry and to avoid or reduce cloudiness, the outflow from the speed reducer must be subcritical, i.e. have a Froude number less than 1. Experiments showed that this could be realized by means of a speed reducer according to the present invention.

Overigens is uit US-A-4.266.889 een inrichting voor het onderwater storten van beton bekend. Een stortbuis is daarbij voorzien van een snelheidsreducerende kamer en een deflector. Gezien de vorm van de onderplaat 15 treedt daar geen watersprong op.Incidentally, US-A-4,266,889 discloses a device for pouring concrete underwater. A dump pipe is provided with a speed-reducing chamber and a deflector. In view of the shape of the bottom plate 15, no water jump occurs there.

Bij voorkeur is de snelheidsreductor voorzien van een inlaatpijp voorzien van middelen voor het verhogen van de stroomsnelheid. Het is namelijk gebleken dat het voordelig is om, in tegenstelling tot wat in bovengenoemde 20 rapporten vermeld is, de snelheid in de inlaatpijp zo hoog mogelijk te maken, waardoor de slurry met een zo hoog mogelijke snelheid tegen de onderplaat slaat. Hierdoor wordt de effectiviteit van energiedissipatie in de snelheidsreductor volgens de uitvinding verhoogd doordat een 25 watersprong optreed. Hierbij is een watersprong een neergebied tussen afgebogen schietend medium en subkritisch medium. De snelheid wordt bij voorkeur vergroot door middel van een vernauwing, bij voorkeur een trechtervormige vernauwing of tromp, in de inlaatpijp. In de praktijk 30 zal de slurry bij de inlaat van de snelheidsreductor een snelheid hebben van meer dan ongeveer 3 m/s, voor slurry met een dichtheid van ongeveer 1100-1400 kg/m3. Door middel van de vernauwing wordt in de praktijk de snelheid van de slurry verhoogd tot bij voorkeur boven de ongeveer 35 6 m/s.Preferably, the speed reducer is provided with an inlet pipe provided with means for increasing the flow rate. Namely, it has been found to be advantageous, contrary to what has been stated in the aforementioned reports, to make the speed in the inlet pipe as high as possible, whereby the slurry strikes the bottom plate at the highest possible speed. This increases the effectiveness of energy dissipation in the speed reducer according to the invention in that a water jump occurs. A water jump is a down region between deflected shooting medium and sub-critical medium. The speed is preferably increased by means of a constriction, preferably a funnel-shaped constriction or flare, in the inlet pipe. In practice, the slurry at the speed reducer inlet will have a velocity greater than about 3 m / s, for slurry with a density of about 1100-1400 kg / m3. In practice, the speed of the slurry is increased by means of the constriction, preferably above about 6 m / s.

Om zeker te zijn dat de beoogde radiale watersprong optreedt is de snelheidsreductor voorzien van een, 1 01 48 09.The speed reducer is fitted with a 1 01 48 09 to ensure that the intended radial water jump occurs.

4 bij voorkeur cirkelvormige, onderplaat onder de inlaat, in hoofdzaak loodrecht op de inlaatpijp en op een afstand T daarvan. Om de watersprong te laten optreden en inslag van medium van buiten de snelheidsreductor te voorkomen is de 5 inlaatpijp voorzien van een radiale bovenplaat met een equivalente straal R. Bij voorkeur is deze bovenplaat parallel aan de onderplaat. Om het optreden van een interne watersprong bij de genoemde snelheden en dichtheden van de slurry met grotere zekerheid te laten optreden verdient 10 het de voorkeur wanneer de bovenplaat en de onderplaat bij de uitlaten een tussenruimte H hebben, meer bij voorkeur hebben de onderplaat en de bovenplaat in hoofdzaak dezelfde diameter. Bij voorkeur is de onderplaat op een afstand T van de inlaatpijp aangebracht, waarbij bij voorkeur T/D 15 < ongeveer 6, waarbij D de kleinste diameter is van de vernauwing in de inlaatpijp.4 preferably circular bottom plate below the inlet, generally perpendicular to the inlet pipe and at a distance T thereof. In order for the water jump to occur and to prevent impact of medium from outside the speed reducer, the inlet pipe is provided with a radial top plate with an equivalent radius R. Preferably, this top plate is parallel to the bottom plate. In order for an internal water jump to occur at the stated speeds and densities of the slurry with greater certainty, it is preferable if the top plate and the bottom plate at the outlets have a gap H, more preferably the bottom plate and the top plate substantially the same diameter. Preferably, the bottom plate is spaced T from the inlet pipe, preferably T / D 15 ≤ about 6, where D is the smallest diameter of the inlet pipe constriction.

Uit berekeningen en experimenten kwam naar voren dat het optreden van een watersprong in de gebruikelijke gevallen in de snelheidsreductor volgens de uitvinding 20 optreedt wanneer R/H > 5. Bij de genoemde stroomsnelheden en dichtheden van de slurry bleek bij een dergelijke verhouding van afmetingen in nagenoeg de meeste gevallen een watersprong op te treden. Bij de aangegeven verhouding is bovendien de uitstroom van de slurry voldoende subkri-25 tisch. Voor een aan te houden ratio is de hoogte H voor een voldoende stabiele uitstroom afhankelijk van het debiet van de slurry, de mengseldichtheid van de slurry en de dichtheid van het bovenliggende medium, i.e. water, of mengsel water/slurry, welk verband uit te drukken is als 30 een functie van het interne Froude-getal. Het is gewenst H groter te kiezen bij een groter debiet en een kleiner dichtheidsverschil tussen de slurry en het medium buiten de snelheidsreductor.From calculations and experiments it appeared that the occurrence of a water jump in the usual cases in the speed reducer according to the invention occurs when R / H> 5. At the stated flow rates and densities of the slurry, at such a ratio of dimensions, it was virtually in most cases a water jump to occur. Moreover, at the stated ratio, the outflow of the slurry is sufficiently subcritical. For a ratio to be maintained, the height H for a sufficiently stable outflow depends on the flow rate of the slurry, the mixture density of the slurry and the density of the overlying medium, ie water, or water / slurry mixture, which relationship to express. is like 30 a function of the internal Froude number. It is desirable to choose H larger at a larger flow rate and a smaller density difference between the slurry and the medium outside the speed reducer.

Om de dimensies van de snelheidsreductor te 35 kunnen beperken en de effectiviteit van de energiedissipa-tie te verhogen alsmede de afmeting van de watersprong te beperken bleek het voordelig om de onderplaat te voorzien 1014809 5 van energiedissiperende middelen en/of watersprong opwekkende dan wel bevorderende middelen. Bij voorkeur bleek dit te realiseren door de onderplaat te voorzien van een verdiept gelegen gedeelte, dat meer bij voorkeur radiale 5 is, meer bij voorkeur gelegen gedeelte gelegen onder de inlaat. Een verkorte watersprong bleek in de meeste gevallen op te treden wanneer het verdiept gelegen gedeelte voorzien is van een drempel, bij voorkeur een omlopende drempel. Bij voorkeur is het verdiept gelegen gedeelte 10 bakvormig is. Hierdoor ontstaat een zogenaamde woelbak. De diepte van de bak is bij voorkeur ongeveer de helft van de diameter van de inlaat bij het nauwste gedeelte van de vernauwing. Bij voorkeur is hierdoor R/H >4. R wordt doorbij naar boven toe begrensd door de in de praktijk nog 15 hanteerbare afmeting.In order to be able to limit the dimensions of the speed reducer and to increase the effectiveness of the energy dissipation as well as to limit the size of the water jump, it appeared advantageous to provide the bottom plate with energy dissipating agents and / or water jump generating or promoting agents. . Preferably, this has been found to be possible by providing the bottom plate with a recessed portion, which is more preferably radial, more preferably located under the inlet. A shortened water jump appeared in most cases to occur when the recessed part is provided with a threshold, preferably a circumferential threshold. Preferably, the recessed portion 10 is box-shaped. This creates a so-called sinks basin. The trough depth is preferably about half the diameter of the inlet at the narrowest portion of the constriction. Preferably, this makes R / H> 4. R is bounded upwards by the dimension which can still be handled in practice.

De stortpijp van de bekende inrichting zoals boven beschreven is weliswaar dicht voor slurry en water, maar niet luchtdicht. Als gevolg van het dichtheidsverc-shil tussen de media binnen en buiten de stortpijp kan 20 lucht binnentreden in het zich boven water bevindende deel van de pijp, welke lucht meegevoerd wordt door de stromende slurry. De lucht die ingesloten is in de slurry blijkt bij het storten te ontsnappen, en ongewenste vertroebeling en verspreiding van materiaal te veroorzaken. Om dit te 25 voorkomen bleek het gewenst om de stortpijp te voorzien van energiedissipatiemiddelen voor het althans grotendeels compenseren van de overdruk in de verticale stortpijp stortpijp die optreden door dichtheidsverschillen tussen de slurry en het medium buiten de stortpijp en de snel-30 heidsreductor. Deze energiedissipatiemiddelen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit radiale vernauwingen en verbredingen, bij voorkeur abrupte vernauwingen en verbredingen, waardoor carnotverliezen gegenereerd worden. Ook kan de stortpijp als geheel een kleinere hydraulische straal 35 gegeven worden. Dit kan geschieden door een relatief vergrote wandomtrek, of bijvoorbeeld door invoegen van een gedeelte dat bestaat uit een bundel parallelle pijpen die 1014809 6 elk smaller zijn dan de oorspronkelijke stortpijp, waardoor energieverlies optreedt door wandwrijving.The discharge pipe of the known device as described above is indeed closed for slurry and water, but not airtight. As a result of the density difference between the media inside and outside the pouring pipe, air can enter the above-water part of the pipe, which air is entrained by the flowing slurry. The air trapped in the slurry has been found to escape upon dumping, causing unwanted cloudiness and dispersion of material. In order to prevent this, it appeared desirable to provide the discharge pipe with energy dissipation means for at least largely compensating for the overpressure in the vertical discharge pipe discharge pipe, which occur due to differences in density between the slurry and the medium outside the discharge pipe and the speed reducer. These energy dissipation means may, for example, consist of radial constrictions and widenings, preferably abrupt constrictions and widenings, generating carnotal losses. The dump pipe as a whole can also be given a smaller hydraulic radius. This can be done by a relatively enlarged wall circumference, or, for example, by inserting a part consisting of a bundle of parallel pipes, each 1014809 6 narrower than the original pouring pipe, causing energy loss due to wall friction.

Om niet-beoogde terugslag van water in de snel-heidsreductor te voorkomen, bijvoorbeeld wanneer de uit-5 tredende stroom slurry ondanks de genomen maatregelen niet over de gehele hoogte uit de snelheidsreductor uittreedt, zijn de uitlaten voorzien van doorstromingsvernauwende middelen die beweegbaar zijn tussen een de uitlaten vrijlatende stand en een de uitlaten afsluitende stand. Een 10 eenvoudige constructie wordt verkregen door de uitlaten te voorzien van flexibele flappen, bij voorkeur rubberen flappen, of scharnierende plaatdelen die scharnierend aan de bovenplaat bevestigd zijn.In order to prevent unintended backlash of water in the speed reducer, for example when the outflow of slurry does not exit the speed reducer over its entire height despite the measures taken, the outlets are provided with flow restricting means which are movable between a the exhausts leaving position and a position closing the exhausts. A simple construction is obtained by providing the outlets with flexible flaps, preferably rubber flaps, or hinged plate parts which are hinged to the top plate.

Om de onderplaat en de bovenplaat aan elkaar te 15 bevestigen is gekozen voor radiale wanden tussen de onderplaat en de bovenplaat. Deze radiale wanden hebben tevens tot doel de snelheid van de stroom slurry die tussen de wanden reeds subkritisch is, verder te verlagen door wandwrijving en de stroom te verdelen.In order to attach the bottom plate and the top plate to each other, radial walls between the bottom plate and the top plate have been chosen. These radial walls also serve to further reduce the velocity of the flow of slurry which is already subcritical between the walls by dividing wall friction and the flow.

20 De uitvinding heeft daarnaast betrekking op een inrichting voor het hydraulisch storten van slurry op een plaats onder de waterspiegel, omvattende een stortpijp voor de toevoer van de slurry, en een snelheidsreductor aan het uiteinde van de stortpijp voor het laten uitstro-25 men van de slurry met een gereduceerde snelheid, waarbij de snelheidsreductor voorzien is van twee in hoofdzaak parallelle platen, een onder- en een bovenplaat, op een afstand H van elkaar met ten minste één, in hoofdzaak centraal in gelegen axiale inlaat in de bovenplaat, waar-30 bij de snelheidsreductor voorzien is van middelen voor het realiseren van een watersprong.The invention also relates to a device for the hydraulic pouring of slurry at a location below the water surface, comprising a pouring pipe for supplying the slurry, and a speed reducer at the end of the pouring pipe for discharging the reduced-speed slurry, the speed reducer comprising two substantially parallel plates, a bottom and a top plate, spaced H apart with at least one axial inlet substantially centrally located in the top plate, where the speed reducer is equipped with means for realizing a water jump.

Bij voorkeur is de redustor voorzien van middelen voor het vastleggen van een watersprong.The redustor is preferably provided with means for recording a water jump.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een 35 inrichting voor het hydraulisch storten van slurry op een plaats onder de waterspiegel, omvattende een stortpijp voor de toevoer van de slurry, en een snelheidsreductor 1014809 7 aan het uiteinde van de stortpijp voor het laten uitstromen van de slurry met een gereduceerde snelheid, waarbij de snelheidsreductor voorzien is van een inlaatpijp, een onderplaat onder de hartlijn van de uitlaatpijp en een 5 bovenplaat op een afstand H boven de onderplaat, waarbij de snelheidsreductor voorzien is van middelen voor het bevorderen van een korte watersprong en het verhogen van de energiedissipatie.In addition, the invention relates to a device for hydraulically depositing slurry at a location below the water surface, comprising a pouring pipe for supplying the slurry, and a speed reducer 1014809 7 at the end of the pouring pipe for discharging the slurry at a reduced speed, the speed reducer including an inlet pipe, a bottom plate below the centerline of the exhaust pipe and a top plate spaced H above the bottom plate, the speed reducer including means for promoting short water jump and increasing energy dissipation.

De uitvinding heeft bovendien betrekking op een 10 snelheidsreductor, kennelijk geschikte als snelheidsreductor voor een inrichting zoals bovenbeschreven.The invention also relates to a speed reducer, apparently suitable as a speed reducer for a device as described above.

Om het storten van de slurry optimaal te laten verlopen wordt de snelheidsreductor bij voorkeur zo laag mogelijk boven de stortbodem gehangen. Bij voorkeur wordt 15 de snelheidsreductor zelfs in de net gestorte slurry gehangen of net onder de grenslaag van water en gestortte slurry. Optimale omstandigheden bleken op te treden, zo bleek uit experimenten, wanneer de snelheidsreductor juist onder een verdichtingslaag onder de grenslaag van water en 20 gestorte slurry gehangen werd.In order to optimize the pouring of the slurry, the speed reducer is preferably suspended as low as possible above the pouring floor. Preferably, the speed reducer is even suspended in the just-deposited slurry or just below the boundary layer of water and deposited slurry. Optimal conditions were found to occur, according to experiments, when the speed reducer was suspended just below a compaction layer under the boundary layer of water and deposited slurry.

De verschillende getoonde kenmerken kunnen desgewenst los van elkaar dan wel gecombineerd toegepast worden.The different features shown can, if desired, be used separately or in combination.

Een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding 25 zal nader toegelicht worden aan de hand van de figuren. De figuren dient ter illustratie van de uitvinding, en dienen niet opgevat te worden als beperking van de uitvinding.A specific embodiment of the invention will be further elucidated with reference to the figures. The figures serve to illustrate the invention, and are not to be construed as limiting the invention.

Figuur IA toont een inrichting voor het hydraulisch storten van slurry volgens de uitvinding.Figure 1A shows an apparatus for hydraulic slurry dumping according to the invention.

30 Figuur 1B toont de inrichting van figuur IA van boven afgezien.Figure 1B shows the device of Figure IA from above.

Figuur 2 toont een snelheidsreductor volgens de uitvinding in zij-aanzicht.Figure 2 shows a speed reducer according to the invention in side view.

Figuur 3 toont een snelheidsreductor in zij -35 aanzicht voorzien van middelen voor het dissiperen van energie in de aanvoerpijp.Figure 3 shows a speed reducer in side -35 view provided with means for dissipating energy into the feed pipe.

Figuur 4 toont een doorsnede door de onderzijde 1014809 8 van de snelheidsreductor volgens de uitvinding.Figure 4 shows a section through the bottom side 1014809 of the speed reducer according to the invention.

Figuur IA toont een inrichting voor het hydraulisch storten van slurry op een plaats onder de waterspiegel volgens de uitvinding. Op een punt, niet aangege-5 ven in de tekening, wordt het materiaal, dat wil zeggen slurry aangezogen door een buis 2a. De buis gaat over in de stortpijp 2b. Deze stortpijp loopt over een ponton en is daarbij opgehangen aan een takel 3. De stortpijp 2b loopt met een knik naar beneden en onder water. Voor het 10 diep storten van slurry zal de stortpijp 2b over het algemeen tenminste 10 meter onder de waterspiegel hangen bij het begin van het storten.Figure 1A shows a device for the hydraulic dumping of slurry at a location below the water surface according to the invention. At one point, not indicated in the drawing, the material, ie slurry, is sucked through a tube 2a. The tube changes into the pouring pipe 2b. This pouring pipe runs over a pontoon and is suspended from a hoist 3. The pouring pipe 2b runs downwards and under water with a kink. For pouring slurry deep, the pouring pipe 2b will generally hang at least 10 meters below the water level at the start of the pouring.

In figuur 1B is de stortpijp op enkele plekken, aangegeven met het nummer 5, voorzien van energiedissi-15 patiemiddelen 5. Deze energiedissipatiemiddelen 5 zullen bij voorkeur vernauwingen en verbredingen in de buis zijn. Hierdoor wordt de snelheid van het materiaal dat een vrije val ondergaat in de stortpijp 2b naar beneden enigszins geremd. Het remmen van het materiaal bleek in tegenstel-20 ling tot algemeen bekend was, noodzakelijk te zijn om te voorkomen dat lucht van boven de waterspiegel 17 aangezogen werd de stortpijp 2 in. Deze stortpijp is namelijk dicht voor het uittreden van de slurry maar niet luchtdicht. Als gevolg van dichtheidsverschillen tussen het 25 medium binnen de stortpijp 2b en het medium daarbuiten zal, zo bleek bij proeven, boven de waterspiegel 17 in de stortpijp 2b een onderdruk ontstaan voor het aanzuigen van lucht van buitenaf. Door de slurry in de stortpijp 2 af te remmen middels energiedissipatiemiddelen wordt de snelheid 30 verlaagd en het eigen gewicht van de slurry gecompenseerd, hetgeen resulteert in minder tot in het geheel geen lucht in de stortpijp 2. Aan het einde van stortpijp 2 is de stortpijp voorzien van een snelheidsreductor 4.In figure 1B the pouring pipe is provided in some places, indicated by the number 5, with energy dissipation means 5. These energy dissipation means 5 will preferably be constrictions and widenings in the tube. As a result, the speed of the material undergoing a free fall in the pouring pipe 2b is somewhat slowed down. Contrary to the knowledge, it was found that the braking of the material was necessary to prevent air from being drawn in from above the water level 17 into the pouring pipe 2. This landfill pipe is closed for the slurry to exit, but not airtight. As a result of density differences between the medium inside the pouring pipe 2b and the medium outside it, it has been found during tests that an underpressure will be created above the water level 17 in the pouring pipe 2b for the intake of air from the outside. By braking the slurry in the landfill pipe 2 by means of energy dissipation means, the speed is reduced and the self-weight of the slurry is compensated, which results in less or no air at all in the landfill pipe 2. At the end of landfill pipe 2, the landfill pipe equipped with a speed reducer 4.

Figuur 2 toont een snelheidsreductor 4 volgens 35 de uitvinding in dwarsdoorsnede vlak naast de inlaatpijp 7. De snelheidsreductor 4 is voorzien van een inlaat 6 en een inlaatpijp 7. Voorts is de snelheidsreductor 4 voor- 1014809 9 zien is van radiaal op de axiale inlaatrichting staande uitlaten 8. De radiale uitlaten 8 worden begrensd door een onderplaat 9 en een bovenplaat 10. In de figuur is weergegeven dat de onderplaat 9 en bovenplaat 10 in hoofdzaak 5 parallel ten opzichte van elkaar gepositioneerd zijn. De onderplaat 9 en onderplaat 10 hebben een afstand H ten opzichte van de elkaar. De onderplaat en de bovenplaat zijn met elkaar verbonden middels radiale wanden 11. In figuur 2 is tevens aangegeven dat de onderplaat voorzien is van 10 middelen voor het opwekken danwel bevorderen van een neer, en voor het opwekken van een watersprong. In de figuur zijn deze middelen weergegeven middels door een verdieping, in het bijzonder eèn bakvormige verdieping 15 in de onderplaat. Hierdoor ontstaat een drempel 12.Figure 2 shows a speed reducer 4 according to the invention in cross-section right next to the inlet pipe 7. The speed reducer 4 is provided with an inlet 6 and an inlet pipe 7. Furthermore, the speed reducer 4 in front 1014809 9 can be seen radially oriented in the axial inlet direction. outlets 8. The radial outlets 8 are delimited by a bottom plate 9 and a top plate 10. The figure shows that the bottom plate 9 and top plate 10 are positioned substantially parallel to each other. The bottom plate 9 and bottom plate 10 have a distance H from each other. The bottom plate and the top plate are connected to each other by means of radial walls 11. Figure 2 also shows that the bottom plate is provided with means for generating or promoting a down, and for generating a water jump. In the figure, these means are represented by means of a recess, in particular a box-like recess 15 in the bottom plate. This creates a threshold 12.

15 In dit geval is de snelheidsreductor geoptima liseerd voor aanvoersnelheden van ongeveer 3,5 - 4,5 m/s en slurry met een mengseldichtheid van 1150-1350 kg/m3. Daarbij dient aangetekend te worden dat de geschetste problemen bij bestaande snelheidsreductoren groter worden 20 naarmate de dichtheid lager is en de doorvoersnelheden groter worden. Een bevredigende configuratie werd verkregen met een diameter van de onderplaat van ongeveer 3,20 m en een diameter van de verdieping van de onderplaat van ongeveer 1,80 m. De verdieping was ongeveer 20 cm. De 25 toevoersnelheid van de slurry varieerde, afhankelijk van de dichtheid, tussen 3,5 en 4,5 m/s en werd door toepassing van een vernauwing in de inlaatpijp vergroot tot meer dan 6 m/s.In this case, the speed reducer is optimized for feed speeds of about 3.5 - 4.5 m / s and slurry with a mixture density of 1150-1350 kg / m3. It should be noted that the outlined problems with existing speed reducers become greater the lower the density and the throughput speeds become. A satisfactory configuration was obtained with the bottom plate diameter of about 3.20 m and the bottom plate recess diameter of about 1.80 m. The recess was about 20 cm. The feed rate of the slurry varied, depending on the density, between 3.5 and 4.5 m / s and was increased to more than 6 m / s by using a constriction in the inlet pipe.

De snelheidsreductor 4 is voorzien van flexibele 30 flappen 14 die al dan niet scharnierend bevestigd zijn bij de uitlaten 8. Indien de stroomsnelheid van de slurry te laag wordt of binnenstromen van water in de snelheidsreductor op zou treden zullen de flappen naar beneden bewegen en daardoor de uitlaatopening kunnen verkleinen. 35 Hierdoor wordt terugslag van water van buiten de snelheidsreductor tegengegaan.The speed reducer 4 is provided with flexible flaps 14 which are hinged or not hinged at the outlets 8. If the flow velocity of the slurry becomes too low or if water flows into the speed reducer, the flaps will move downwards and thereby exhaust opening can be reduced. 35 This prevents backwashing of water from outside the speed reducer.

In figuur 3 is een gedeelte van de snelheidsre- 1014809 10 ductor van figuur 2 weergegeven doorgesneden middendoor, waarbij een deel van de onderzijde weg is weggelaten. In de figuur is een inlaat 6 voorzien van een inlaatpijp 7. Te zien is dat de inlaatpijp 7 voorzien is van een vemau-5 wing of tromp 16, waardoor de snelheid van de inkomende straal toeneemt, waardoor de energiedissiperende werking van de watersprong toeneemt. Direct benedenstrooms van de tromp 16 zal ook een neer kunnen ontstaan. In de figuur is tevens de bovenplaat 10 weergegeven en de bij voorkeur 10 rubber flappen 14 die in deze tekening naar beneden hangen.In figure 3 a part of the speed reducer of figure 2 is shown cut in half, with part of the underside omitted. In the figure, an inlet 6 is provided with an inlet pipe 7. It can be seen that the inlet pipe 7 is provided with a vent or flare 16, whereby the speed of the incoming jet increases, so that the energy-dissipating effect of the water jump increases. Directly downstream of the flare 16, a down may also arise. The figure also shows the top plate 10 and the preferably 10 rubber flaps 14 which hang down in this drawing.

Figuur 4 toont een doorsnede door de onderzijde van de snelheidsreductor volgens de uitvinding. In deze doorsnede zijn duidelijk de radiale wanden 11 te zien. De 15 radiale wanden hebben ten eerste als functie de onderplaat met de bovenplaat te verbinden. Daarnaast helpen de radiale wanden ervoor te zorgen dat de slurry met een zo laag mogelijke snelheid de snelheidsreductor verlaat. De slurry komt de snelheidsreductor binnen middels inlaat 6 en wordt 20 gekeerd op de onderplaat. Door de keuze van de verhouding tussen de straal van de snelheidsreductor en de afstand tussen de onderplaat en de bovenplaat ontstaat tussen de inlaat 6 en de uitlaten een interne watersprong. Vanwege de ronde vorm van de snelheidreductor zal de watersprong 25 een torusvormige neer vormen, dus met een cirkelvormige hartlijn. Om er zeker van te zijn dat de watersprong ontstaat tussen de inlaat en de uitlaten, en niet te dicht bij de uitlaten, is de onderplaat voorzien van een verdieping 15. Hierdoor ontstaat een drempel 12 waardoor de 30 lengte van de watersprong begrensd gehouden kan worden. Hierdoor gaat de snelheid van de slurry, die bij het instromen in de snelheidsreductor superkritisch is, over in en subkritische stroming. In de figuur is bij nummer 15 de rand van de bakvormige verdieping van de onderplaat 35 weergegeven. In plaats van de verdieping is het ook mogelijk om op de onderplaat opstaande delen aan te brengen met voldoende hoogte, opdat bij de gebruikte slurrystroom 1 01 4809 11 samenstelling en stroomsnelheid een watersprong opgewekt wordt.Figure 4 shows a section through the underside of the speed reducer according to the invention. The radial walls 11 are clearly visible in this section. Firstly, the radial walls have the function of connecting the bottom plate to the top plate. In addition, the radial walls help ensure that the slurry exits the speed reducer at the lowest possible speed. The slurry enters the speed reducer through inlet 6 and is turned onto the bottom plate. By choosing the ratio between the radius of the speed reducer and the distance between the bottom plate and the top plate, an internal water jump is created between the inlet 6 and the outlets. Because of the round shape of the speed reducer, the water jump 25 will form a toroidal down, i.e. with a circular center line. In order to ensure that the water jump occurs between the inlet and the outlets, and not too close to the outlets, the bottom plate is provided with a recess 15. This creates a threshold 12, so that the length of the water jump can be limited . As a result, the speed of the slurry, which is supercritical when entering the speed reducer, changes into a subcritical flow. In the figure, at number 15, the edge of the box-shaped recess of the bottom plate 35 is shown. Instead of the recess, it is also possible to arrange upright parts on the bottom plate with sufficient height, so that a water jump is generated with the slurry flow 1 01 4809 11 composition and flow rate used.

De rubber flappen 14 zijn in de figuur radiaal gespreid weergegeven.The rubber flaps 14 are shown radially spread in the figure.

5 Zoals boven besproken ontstaat door de inrich ting en de keuze van de dimensies van de snelheidsreductor een ruimte waar een neer optreedt 13 tussen de inlaten en de uitlaten, als gevolg van een watersprong.As discussed above, the arrangement and selection of the dimensions of the speed reducer creates a space where a downward movement 13 occurs between the inlets and the outlets, as a result of a water jump.

Volgens andere uitvoeringsvormen is het ook 10 mogelijk de snelheidsreductor toe te passen bij stromend water dan wel bij een varend schip. Daarbij worden de inlaten naar de vaarrichting dan wel tegen de stroom in gericht bij voorkeur afgesloten.According to other embodiments, it is also possible to use the speed reducer with running water or with a sailing vessel. The inlets are preferably closed in the direction of sailing or against the current.

10148091014809

Claims

1. Device for hydraulically depositing slurry at a location below the water surface, comprising a chute for supplying the slurry, and a speed reducer at the end of the chute for discharging the slurry at a reduced speed, wherein the speed reducer includes at least one axial inlet and radial outlets, the speed reducer further comprising means for generating a water jump.

The device of claim 1, wherein the speed reducer includes an inlet pipe provided with means for increasing the flow rate.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the inlet pipe is provided with at least one constriction, preferably a funnel-shaped constriction.

Device as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the speed reducer is provided with a, preferably circular, bottom plate under the inlet, perpendicular to the inlet pipe and at a distance T 2 thereof.

The device of claim 4, wherein T / D ≤ about 6, wherein D is the inlet's smallest diameter.

6. Device according to one or more of the preceding claims, in which the inlet pipe is provided with a radial top plate, preferably circular, with an equivalent radius R

The device of claim 6, wherein the top plate is parallel to the bottom plate.

8. Device according to claim 7, wherein the circulation of the top plate and the bottom plate form the outlets, the bottom plate and the top plate at the 1014809 outlets have a gap H, and the bottom plate has an equivalent radius R.

The device of claim 8, wherein R / H> 5.

10. Device as claimed in one or more of the foregoing claims 4-9, wherein the bottom plate is provided with energy-dissipating means and / or water jump generating or promoting means.

11. Device as claimed in any of the foregoing claims 4-10, wherein the bottom plate is provided with a recessed part.

The device of claim 11, wherein the recessed portion is located below the inlet.

13. Device as claimed in any of the foregoing claims 11 or 12, wherein the recessed part is provided with a threshold, preferably a circumferential threshold.

14. Device as claimed in any of the foregoing claims 11-13, wherein the recessed part 20 is box-shaped, preferably a round box-shaped part below the inlet.

Device according to any of the preceding claims 10-14, wherein R / H> 4.

Device according to one or more of the preceding claims, wherein the pouring pipe is provided with energy dissipation means for at least largely compensating for the overpressure due to differences in density between slurry and water, occurring in vertical parts of the pouring pipe.

Device according to one or more of the preceding claims, wherein the pouring pipe is provided with abrupt radial constrictions and widenings.

18. Device according to one or more of the preceding claims, wherein the pouring pipe is provided with an enlarged wall surface.

The device of any one of the preceding claims, wherein the outlets are provided with flow restricting means that reduce the surface area of the outlets to prevent water impact.

20. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the outlets are provided with flow-restricting means which are movable between a position releasing the outlets and a position closing the outlets.

The device of claim 20, wherein the flow restricting means are flexible flaps.

Device according to any one of the preceding claims, wherein the speed reducer between the bottom and top plate is provided with radial walls connecting the bottom plate and top plate.

23. Device for hydraulically depositing slurry at a location below the water surface, comprising a chute for feeding the slurry, and a speed reducer at the end of the chute for discharging the slurry at a reduced speed, the speed reducer is provided with two substantially parallel plates, a bottom and a top plate, at a distance H from each other with at least one axial inlet substantially centrally located in the top plate, the speed reducer being provided with means for realizing of an internal water jump.

24. Device for hydraulically depositing slurry at a location below the water surface, comprising a chute for supplying the slurry, and a speed reducer at the end of the chute for discharging the slurry at a reduced speed, wherein the speed reducer is provided with an inlet pipe, a bottom plate below the centerline of the exhaust pipe and a top plate at a distance H above the bottom plate, the speed reducer being provided with means for realizing a water jump.

Device as claimed in claim 24, wherein the plates extend radially to realize a water jump in the form of a torus body whether or not separated into parts 1 01 48 09.

26. Device as claimed in claim 24 or 25, provided with means for recording the water jump.

Speed reducer, apparently suitable as a speed reducer for a device according to any one of the preceding claims.

28. Device comprising one or more of the characterizing measures described in the description and / or shown in the drawings.

29. Method comprising one or more of the characterizing measures described in the description and / or shown in the drawings. 1014809